论文部分内容阅读
[摘 要] 近年来，互联网发展异常迅猛，这对互联网人才的Linux水平提出了更高的要求。主要探讨Linux课程的课表教学安排、Linux实验内容的教学设计与改革。多年Linux的应用和教学经验表明，这种实验教学改革取得了较好的效果。
[关 键 词] 网络操作系统;实验;教学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）28-0036-02
一、Linux操作系统的发展背景
“互联网+”的快速发展，云计算和大数据行业的广泛应用，互联网开发和云计算运维中具备Linux技术的互联网人才缺口越来越大。可以毫不夸张地说，Linux是通向云计算、大数据和人工智能不可跨越的关键技术之一。近年来，随着Linux内核的日趋完善以及广大
Linux爱好者的共同努力，Linux的应用从嵌入式终端到桌面机、服务器、集群系统中都有它熟悉的身影。同时也是广大IT工程师和互联网科研工作人员必须掌握的基本技术之一。
二、Linux操作系统教学现状
网络操作系统Linux的教学时间不同于一般课程，涉及的内容和知识点相当广，同时Linux的版本繁多、更新快。另外，各种新的互联网框架层出不穷。如何在有限的实践教学课堂上，让学生掌握Linux的基本知识和关键技术，并在此基础上掌握常见Linux网络服务的配置、软件的安装、网络的配置、集群的搭建等至关重要。目前，网络操作系统Linux实践教学普遍存在以下问题。
（一）实验内容过于随意，不具备代表性
很多网络操作系统实践教学并没有与时俱进，选取的实验内容或者过于陈旧，或者不成体系，学生做完实验后，并不了解前后实验的关联性。
（二）实验配置的环境比较落后
很多实验机房配置的实验环境可能是五年前甚至是十年前工业生产使用的开发环境，学生在这样的环境中使用的工具严重滞后于现代企业的开发和生产环境。
（三）实验过程的效果得不到有效保障
验证性和设计性实验均要求实验教师有深厚的Linux理论功底和丰富的Linux实战经验，这样才能保证学生在实验过程中所遇到的问题在第一时间得到有效解答。很显然，这在很多单位是难以做到的。
三、基于网络操作系统Linux实验教学改革与研究
（一）调整教学，与时俱进
国内大多数学校Linux的教学时间、持续时间比较长，一般安排在12～16周左右，主要由于每个学期有多门课程需要同时开设，因此每门课程每周只能安排3课时左右。因此理论课的授课时间拉得很长，Linux的实验教学一般就安排在每学期的中间，每周一次左右。这样下来，学生虽然有足够时间理解消化理论知识，也有充裕的时间准备实验部分。然而，工科专业大部分课程均有实验教学，核心专业课程还安排课程设计，因此到第十周之后，很多学校就出现工科专业的学生上完理论课，就去机房做另一门课的实验。甚至，在做A课课程设计的期间复习B课内容，以准备第二天或者几天之后的考试。这种期中或者期末實践教学安排密集，并与相关课程考试时间重叠的现象带来的直接后果是学生学习效果很不理想。课程结束后，即使学生考试通过了，也未必真正掌握了Linux的基本知识和技能。比较推荐的一种教学安排方式是将每学期分成两个学期，前十周为上半学期，后十周为下半学期。课程根据彼此的依赖关系，前置课程安排在上半学期，后续课程安排在后半学期。如此一来，每周安排的课程数量可以减半，每周可供每门课程安排的教学时间可以增加一倍。学生每周集中时间学习两至三门专业课，并且在机房上机练习实验，效率大为提高。同时，学习期间也不会再出现与考试和其他实践课程冲突的现象，学生可以集中全部精力放在为数不多的课程学习上，这是一种推荐的课程设计方式。网络工程专业中Linux的总课时为48，其中理论课时为32，实验课时为16。理论课安排在上半学期，每周3次课，6课时，6周结束理论课。实验课从第3周开始，每周安排2次，4课时。第8周左右安排Linux的考试，往往在下半学期会有Linux相关的后续课程或者实训教学。多届的教学实践证明，这是一种比较科学的安排方式。
（二）设计合适的Linux实验
网络操作系统Linux的教学目标以掌握Linux的基本知识，网络服务的安装部署、集群的搭建，网络的安全配置等为主要目标，因此在实践教学过程中，网络操作系统的实验教学需要侧重于网络服务这一块。
网络专业Linux实验安排表16课时的Linux实验教学设计，如上表所示。结合网络工程专业的特点，我们设计的实验有：（1）Linux的常用命令操作，这里指的都是高频命令。学生毕业后大多直接或间接地在服务器上工作，所有操作都需要通过命令进行，所以对命令的掌握程度直接关系到工作效率高低。（2）Vi/Vim操作。命令行模式下所有的文件配置和编辑均是在Vi/Vim下进行，因此Vi/Vim的基本操作和常用快捷操作的熟练程度也可以间接反映运用Linux水平。（3）用户与组管理。这也是Linux学习过程中的第二较难的知识点，这一部分同时结合用户的批量增加和删除操作，非常贴近生产实际情况。（4）Linux磁盘管理。这是服务器管理的重要功能之一，磁盘配额可以有效限制每个普通用户在指定分区下使用服务器的最大磁盘空间，防止个别用户恶意攻击服务器。（5）网络配置。网络配置是在服务器上部署各项服务的前提，也是保障服务器正常提供服务的基础。（6）Shell编程。Shell编程是实现自动化运维的基础，也是阅读Linux众多命令文件、启动文件等核心配置的前提。（7）FTP服务。这是一种非常实用的、可实现跨系统进行文件传输的服务。（8）Samba服务。Samba服务的出现可以更加方便地实现非专业人士轻松访问Linux服务器上的共享资源或者部门的专属服务。他们访问Samba服务器如同访问Windows电脑一般。通过设计以上八个实验，网络工程的学生进一步理解了网络操作系统的主要原理，提高了动手实践能力，巩固了学习效果。
在实践教学过程中，必须保证每个学生独立完成实验。实验配置采用Win7/Win10+VMware形式，系统镜像采用RedHat Enterprise 6或者版本7。从实验3开始，可以采用Secure CRT或者Putty等远程连接工具连接虚拟机，以模拟真实的生产环境。教师在讲解完实验的基本原理后，需要在实验过程中指点学生遇到的“难题”，确保每位学生独立、亲手完成实验。
四、结语
网络操作系统Linux是网络工程专业学生从计算机网络向其他网络核心专业课过渡的核心专业课程，也是提高计算机相关专业学生动手能力的重要课程。本文从网络操作系统课程设置出发，提出较科学的理论课和实验课的学时设计，再从实验教学内容改革出发，层层递进，加深和巩固Linux的核心知识点。经过三届学生的教学实践，取得了较好的学习效果。
参考文献：
[1]杨利明，单子鹏，马剑锋，等.计算机技术基础课程新技术引入与实验环境建设实践[J].计算机教育，2018（10）：89-92.
[2]黄家玮，李淑平，计玮，等.基于SDN架构的网络空间安全实验教学设计[J].实验科学与技术，2018，16（5）：43-46.
[3]岳路.基于Linux的操作系统实验教学改革方案研究[J].才智，2016（17）：55.
[4]阮晓龙.Linux操作系统实验教学体系改革[J].中国现代教育装备，2015（5）：93-97.
◎编辑 陈鲜艳
[关 键 词] 网络操作系统;实验;教学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）28-0036-02
一、Linux操作系统的发展背景
“互联网+”的快速发展，云计算和大数据行业的广泛应用，互联网开发和云计算运维中具备Linux技术的互联网人才缺口越来越大。可以毫不夸张地说，Linux是通向云计算、大数据和人工智能不可跨越的关键技术之一。近年来，随着Linux内核的日趋完善以及广大
Linux爱好者的共同努力，Linux的应用从嵌入式终端到桌面机、服务器、集群系统中都有它熟悉的身影。同时也是广大IT工程师和互联网科研工作人员必须掌握的基本技术之一。
二、Linux操作系统教学现状
网络操作系统Linux的教学时间不同于一般课程，涉及的内容和知识点相当广，同时Linux的版本繁多、更新快。另外，各种新的互联网框架层出不穷。如何在有限的实践教学课堂上，让学生掌握Linux的基本知识和关键技术，并在此基础上掌握常见Linux网络服务的配置、软件的安装、网络的配置、集群的搭建等至关重要。目前，网络操作系统Linux实践教学普遍存在以下问题。
（一）实验内容过于随意，不具备代表性
很多网络操作系统实践教学并没有与时俱进，选取的实验内容或者过于陈旧，或者不成体系，学生做完实验后，并不了解前后实验的关联性。
（二）实验配置的环境比较落后
很多实验机房配置的实验环境可能是五年前甚至是十年前工业生产使用的开发环境，学生在这样的环境中使用的工具严重滞后于现代企业的开发和生产环境。
（三）实验过程的效果得不到有效保障
验证性和设计性实验均要求实验教师有深厚的Linux理论功底和丰富的Linux实战经验，这样才能保证学生在实验过程中所遇到的问题在第一时间得到有效解答。很显然，这在很多单位是难以做到的。
三、基于网络操作系统Linux实验教学改革与研究
（一）调整教学，与时俱进
国内大多数学校Linux的教学时间、持续时间比较长，一般安排在12～16周左右，主要由于每个学期有多门课程需要同时开设，因此每门课程每周只能安排3课时左右。因此理论课的授课时间拉得很长，Linux的实验教学一般就安排在每学期的中间，每周一次左右。这样下来，学生虽然有足够时间理解消化理论知识，也有充裕的时间准备实验部分。然而，工科专业大部分课程均有实验教学，核心专业课程还安排课程设计，因此到第十周之后，很多学校就出现工科专业的学生上完理论课，就去机房做另一门课的实验。甚至，在做A课课程设计的期间复习B课内容，以准备第二天或者几天之后的考试。这种期中或者期末實践教学安排密集，并与相关课程考试时间重叠的现象带来的直接后果是学生学习效果很不理想。课程结束后，即使学生考试通过了，也未必真正掌握了Linux的基本知识和技能。比较推荐的一种教学安排方式是将每学期分成两个学期，前十周为上半学期，后十周为下半学期。课程根据彼此的依赖关系，前置课程安排在上半学期，后续课程安排在后半学期。如此一来，每周安排的课程数量可以减半，每周可供每门课程安排的教学时间可以增加一倍。学生每周集中时间学习两至三门专业课，并且在机房上机练习实验，效率大为提高。同时，学习期间也不会再出现与考试和其他实践课程冲突的现象，学生可以集中全部精力放在为数不多的课程学习上，这是一种推荐的课程设计方式。网络工程专业中Linux的总课时为48，其中理论课时为32，实验课时为16。理论课安排在上半学期，每周3次课，6课时，6周结束理论课。实验课从第3周开始，每周安排2次，4课时。第8周左右安排Linux的考试，往往在下半学期会有Linux相关的后续课程或者实训教学。多届的教学实践证明，这是一种比较科学的安排方式。
（二）设计合适的Linux实验
网络操作系统Linux的教学目标以掌握Linux的基本知识，网络服务的安装部署、集群的搭建，网络的安全配置等为主要目标，因此在实践教学过程中，网络操作系统的实验教学需要侧重于网络服务这一块。
网络专业Linux实验安排表16课时的Linux实验教学设计，如上表所示。结合网络工程专业的特点，我们设计的实验有：（1）Linux的常用命令操作，这里指的都是高频命令。学生毕业后大多直接或间接地在服务器上工作，所有操作都需要通过命令进行，所以对命令的掌握程度直接关系到工作效率高低。（2）Vi/Vim操作。命令行模式下所有的文件配置和编辑均是在Vi/Vim下进行，因此Vi/Vim的基本操作和常用快捷操作的熟练程度也可以间接反映运用Linux水平。（3）用户与组管理。这也是Linux学习过程中的第二较难的知识点，这一部分同时结合用户的批量增加和删除操作，非常贴近生产实际情况。（4）Linux磁盘管理。这是服务器管理的重要功能之一，磁盘配额可以有效限制每个普通用户在指定分区下使用服务器的最大磁盘空间，防止个别用户恶意攻击服务器。（5）网络配置。网络配置是在服务器上部署各项服务的前提，也是保障服务器正常提供服务的基础。（6）Shell编程。Shell编程是实现自动化运维的基础，也是阅读Linux众多命令文件、启动文件等核心配置的前提。（7）FTP服务。这是一种非常实用的、可实现跨系统进行文件传输的服务。（8）Samba服务。Samba服务的出现可以更加方便地实现非专业人士轻松访问Linux服务器上的共享资源或者部门的专属服务。他们访问Samba服务器如同访问Windows电脑一般。通过设计以上八个实验，网络工程的学生进一步理解了网络操作系统的主要原理，提高了动手实践能力，巩固了学习效果。
在实践教学过程中，必须保证每个学生独立完成实验。实验配置采用Win7/Win10+VMware形式，系统镜像采用RedHat Enterprise 6或者版本7。从实验3开始，可以采用Secure CRT或者Putty等远程连接工具连接虚拟机，以模拟真实的生产环境。教师在讲解完实验的基本原理后，需要在实验过程中指点学生遇到的“难题”，确保每位学生独立、亲手完成实验。
四、结语
网络操作系统Linux是网络工程专业学生从计算机网络向其他网络核心专业课过渡的核心专业课程，也是提高计算机相关专业学生动手能力的重要课程。本文从网络操作系统课程设置出发，提出较科学的理论课和实验课的学时设计，再从实验教学内容改革出发，层层递进，加深和巩固Linux的核心知识点。经过三届学生的教学实践，取得了较好的学习效果。
参考文献：
[1]杨利明，单子鹏，马剑锋，等.计算机技术基础课程新技术引入与实验环境建设实践[J].计算机教育，2018（10）：89-92.
[2]黄家玮，李淑平，计玮，等.基于SDN架构的网络空间安全实验教学设计[J].实验科学与技术，2018，16（5）：43-46.
[3]岳路.基于Linux的操作系统实验教学改革方案研究[J].才智，2016（17）：55.
[4]阮晓龙.Linux操作系统实验教学体系改革[J].中国现代教育装备，2015（5）：93-97.
◎编辑 陈鲜艳