面向应用能力培养的Linux操作系统课程教学重构

关键词：Linux操作系统；应用能力培养；OBE；混合教学；项目驱动

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）36-0178-03 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

Linux操作系统广泛地应用在政府、军队、金融等关键领域，企业在Linux 的应用开发、网络服务等方面急需大量的专业人才。因此， Linux 操作系统课程已经被多所高校列入计算机及其相关专业的教学计划，作为培养创新应用型人才的必修课程[1]。

在当前新工科+工程教育认证的背景下，以学生为本就是要面向需求、目标指导、能力为尺，面向专业人才的社会需求制定培养目标，根据专业培养目标设计培养计划中各课程的教学实施方案，以学生应用能力高低作为课程教学质量的检验标准[2]。为此，本文基于0BE（Outcome-Based Education，简称OBE） 理念，对课程的教学内容、教学资源、教学方法、考核评价方式等进行重构，建立以学生应用能力培养为中心的课程教学体系，持续改进以解决学习Linux操作系统入门难、能力培养不突出等问题。

1 课程教学现状及存在的问题

传统Linux操作系统课程教学存在以下问题：教学内容多而零散，实践环节不足且与实际应用脱节[1，3]；学习入门难，尤其在系统安装和命令行使用方面[1]；传统的“理论为主，实验为辅”的教学模式不利于应用型人才培养[3-5]。

2 课程教学重构

2.1 以项目为主线对教学内容进行“理论+实践”一体化设计

Linux操作系统教学内容广泛，主要包含基础命令、Linux系统编程、服务器管理等[4]，针对教学内容多而零散，实践环节内容少且与实际应用联系不够的问题，课程从培养学生实际工程应用能力的角度出发，打破传统的章节形式的教学内容组织形式，采用以实境项目为主线，拆解成横向问题，进行“理论+实践”的一体化设计。将实境项目分解成多个“横向问题+基础实训项目”，将知识点分散到不同的横向问题与实训练习中，渐进式地强化实践训练，循序渐进地为学生搭建具备Linux高级应用能力的路径，实现快速迭代学习。同时，通过讨论、项目分析等融入思政元素，实现对学生的价值引领。

2.2 建设有效的多元教学资源

传统课堂不利于应用型课程教学，教学内容接受度差的主要原因是传统课堂是以教师为中心进行讲授，学生只能被动听授，得不到及时的训练，教师困于课堂，不能对学生的问题进行及时指导。为了改变这一现状，必须建设丰富有效的教学资源，以支撑教师的教学和学生为中心的学习。

1） 建设MOOC课程。Linux操作系统课程难学难入门的主要原因是命令行的使用枯燥难理解，老师一边演示，学生一边跟其操作是最为有效的入门方法，传统课堂这样操作耗时，难以保证教学进度，学生若遇到问题老师没时间进行有效的个性化指导。课程根据表1中设计的横向问题将其作为教学单元（共计12个） ，对横向问题下的每个知识点（共计63个） 采用视频录制操作步骤的方法形成微课，配以实施教学所需的相关资料，如课件、单元测验、讨论、拓展知识等形成MOOC，能有效地解决这一问题。学生采取“在线”主动学习的方式，老师转变为问题的协助解决者。

2） 建设题库。Linux操作系统基础命令多、知识点多且零散，学得快，忘记得也快，必须配以题库训练才能强化知识点的掌握。在题库建设时，遵循与知识点对应的原则，设计了150余道题，涵盖单选题、多选题、填空题、实训项目等不同难度的题型，在视频讲解过程中插入训练，每单元结束配以单元测试，做到即学即测。

3） 建设项目库。学生应用能力培养不突出主要原因一方面在于实验实训少，与企业应用场景相结合的实际训练更是缺乏；另一方面，传统的考核方式主要是针对知识点的考查，对实际操作能力的考核占比较少。为此，需要从实际场景出发，建设项目库资源。如表1 所示，课程设计了1个综合企业实境项目（开源大数据处理平台的搭建） ，针对拆解后的横向问题（教学单元） 配以基础性实训项目9个，进行了企业实境项目-横向问题（教学单元） -知识点-基础实训项目的映射，在做中学，夯实基础应用能力，提升综合应用能力。

4） 建设拓展知识与讨论库。对于部分同学可能存在课堂中“吃不饱”的情况，为此设计了5个拓展知识点如链接文件等，指导学生写学习过程的技术博客、录制分享视频等来解决这一类问题。讨论库的建立主要为了解决两方面问题：一是收集之前教学过程中同学们经常犯的错误（如老师给出shutdown命令的错误演示，让学生讨论并修正） 设计成讨论，通过讨论来解决这些典型的重复性错误，提升课堂效率；二是将“删库跑路”、缺“芯”少“魂”等与课程相关的法律知识、技术现状等融入课程，实现全方位育人。目前，课程资源清单如表2。

2.3 采用“线上+线下”混合教学模式

课程共48学时，从“线上”获得知识、“线下”培养应用能力为目标出发，将课堂教学活动设计成围绕解决横向问题的12个教学单元，配套9个基础实训项目和1个综合企业实境项目。教学活动组织按基于在线课程的自主学习（24学时） 和课堂面授（24学时） 相结合的“线上+线下”混合模式开展。

每个教学单元中包含课前答疑、知识点的讲解、讨论、实践任务的布置、基础实训项目的实践训练及课后分析总结。知识点教学通过中国大学MOOC教学平台完成，采用课堂集中教学和课外分散学习相结合；面授课堂以完成实训项目、答疑、讨论等为主要形式，学生须在创新创业实验室完成；综合企业实境项目教学与答辩由校企协作开展，学生须组成团队协作完成。

课程从线上课、线下课和课后3个方面进行教学设计，每个维度都关注教师和学生两个要素。具体形式为：

2.3.1 线上课教学活动设计

课前教师把每个教学单元的介绍、知识点要求、学习任务说明、PPT 讲义，扩展知识点、教学视频、测验、实验指导书等学习内容放在课程的教学网站并做学习引导，关注讨论区进行答疑，分析学生的学习行为，总结疑点难点问题；学生按照教师的要求完成相应的文档和视频学习等任务，学生可以在任何地点、任何时间，通过多种终端，根据学习水平、学习时间等个性化地在线自主学习，自主调整学习进度。学生在线自主学习完成后，通过在线课程学习平台进行学习测验，在线课程学习平台记录学生在线教学环节中的学习情况。学生在自主学习的同时，通过在线课程学习平台与教师或其他学习者进行问题交流探讨等互动活动，做好实践项目准备。

2.3.2 线下课教学活动设计

课上教师组织学生对线上课中测验、讨论区等学习过程中反映出的疑难问题进行讨论，教师分析总结这些问题，但不重复讲解学生已经看过的视频操作内容；给出对应的项目实训任务，对学生实训过程进行指导，回答学生的疑难问题；课上学生根据教师的讨论任务完成讨论并归纳总结，讨论完成后进行实训任务并提交报告。

2.3.3 课后教学活动设计

教师课后总结每个教学单元的学习情况和难点，在线回答学生的问题、在线浏览、评审作业和实训报告等。课后学生总结每个教学单元的学习内容、完成作业或测试并在线提交、评审其他同学的作业或测试、订正作业等。

通过“线上+线下”“理论+实践”相结合的教学设计，从而实现由掌握基础知识到实际应用能力的培养。

2.4 采用“线上+线下”相结合，知识为基础，能力为重点的多维考核评价

知识是能力形成的基础，培养综合应用能力是课程教学的目标。因此，课程考核采用知识考核为基础，能力考核为重点的评价方式。通过“线上+线下”“过程性考核+终结性考核”相结合的方式，线上学习考核通过中国大学MOOC平台完成，以知识为主包含：12次单元测试、7次讨论、1个实训作业、1次在线期末考试。在线学习成绩采用百分制计分，由四部分成绩组成：

（1） 单元测试成绩（40%） ：客观题。

（2） 讨论区参与度（10%） ：根据讨论区的参与表现给分。

（3） 期末测试（30%） ：客观题。

（4） 实训作业（20%） ：需要完成作业并且完成规定的互评数量。

线下学习考核通过大作业、项目报告、项目答辩等多种形式完成，基础实践项目着重考核学生对知识点转化及相应的分析与解决问题的实践应用能力；大作业、综合实训项目着重考核学生在具体情景中新知识的学习能力、分析与解决计算机复杂工程问题的能力与创新思维、团队合作、有效沟通等能力。考核方案具体见表3。

3 教学实践及效果说明

从2016年开始，进行课程教学改革与探索，首先在常州大学校内建立SPOC运行，经过多年的教学实践、持续改进及修正，于2020年在中国大学MOOC平台建设了“零基础学Linux操作系统”在线开放课程，形成了基于“MOOC+慕课堂+项目”的线上、线下混合教学重构方案。

课程建设的在线教学资源“零基础学Linux操作系统”课程，自2020年起在中国大学MOOC平台上运行，至今共运行10期，注册学习学员达3.5万余人。根据平台提供的数据，疫情期间为20余所学校提供了教学支持，使用课程的高校有上海海事大学、哈尔滨理工大学等。 平台学习者评分为4.8分（满分5分） 。学员“浓眉大眼蟹老板”评价：“理论和实践结合让知识点变得易懂；课程框架结构详细且系统，方便衔接；老师讨论区回复认真及时”。内蒙古大学刘教授评价“课程通俗易懂，思路清晰，篇章结构合理；主讲老师讲解清晰，举例得当，精炼易学；学生的整体反映也非常好”。

课程所形成的项目等教学资源已在本校20余个班级推广应用，在教改班级采用“MOOC+慕课堂+项目”的线上、线下混合模式进行教学。实施后课程成绩比传统教学法有一定的提高，成绩对比分析如下。

通过成绩分析对比发现混合模式教学班级的期末平均成绩高于传统教学班级。通过各分数段成绩对比发现，混合教学模式班级良好及以上的人数较传统模式都有明显提高。混合教学模式因为采取在线考核加项目形式的过程化考核，可以有效地发现和避免“落单”现象。课程评教得分96.98，督导评价全校排名第4，课程为本校计算机专业通过中国工程教育专业认证提供了强力支撑，显著提升了课程达成度。

通过教学问卷调查反馈，计算机185班孟同学评价：“课程内容分配合理，授课方式新颖，将理论与实践结合，实训项目获得更多有效知识”；计算机196班孙同学等通过课程学习进入运维管理领域就业。

4 结论

本文从解决传统Linux操作系统课程教学过程中存在的问题出发，基于OBE理念，提出了以项目为主线、“线上知识学习+线下项目”混合教学的重构方案。对课程的教学内容、教学资源、教学方法、考核评价方式等进行了全面重构，建立了以学生应用能力培养为中心的课程教学体系。通过教学实践，实现了从“传统课堂以教师为中心讲授”的被动学习方式向“以学生为中心的边学边练” 的主动学习方式的转变；打破了时空限制并支持个性化学习；强化项目实践训练，显著提升了学生的应用能力和解决复杂工程问题的能力。在今后的教学中，还可以进一步增加线上测试题库的试题数量与题型；设计和开发多种综合项目，提供更深入的企业级实训，真正做到学以致用。