高職大數據技術專業Linux操作系統課程教學改革實踐探析

何宏宇

關鍵詞：Linux操作系統；大數據技術專業；教學改革；翻轉課堂；實訓平臺

0 引言

自2015 年10 月黨的十八屆五中全會正式提出“實施國家大數據戰略，推進數據資源開放共享”以來，我國把大數據作為戰略資源，上升到國家戰略的高度[1]。近年來，大數據行業和市場持續壯大發展，對各層次相關專業人才的需求也日益增加。為了適應行業需求，培養更多具備大數據技術能力的人才，各級各類高校紛紛設立大數據相關專業，高職院校也不例外。例如，我校開設了大數據技術專業，旨在培養醫療健康領域的大數據技術人才。

Linux操作系統是一種開源的類Unix操作系統，具有免費、高效穩定、兼容性好等優點，深受各大企業和行業從業人員的歡迎，目前已經廣泛應用于云計算與虛擬化、服務器、嵌入式、大數據等領域[2]。由于大數據技術多基于Linux 操作系統搭建和部署，掌握Linux操作系統是學習和使用大數據技術的基礎。因此，Linux操作系統課程是大數據技術專業的核心基礎課程之一，在課程體系中占有重要地位。

1 高職大數據技術專業Linux 操作系統課程面臨的問題

1.1 教學內容缺乏針對性

在教學內容方面，現有的教材主要針對網絡工程、計算機應用等專業而設計，側重介紹Linux操作系統的歷史發展、體系結構、文件管理、進程管理等方面，而忽略了大數據技術專業所需要掌握的Linux操作系統在大數據平臺搭建和部署方面的知識。例如，在Hadoop分布式文件系統（HDFS） 中，需要使用Linux 命令來配置集群節點、啟動或停止服務、查看日志文件等；在Spark分布式計算框架中，需要使用Linux命令來安裝Scala 編程語言環境、運行Spark Shell 或Spark Submit等。這些知識點在現有教材中并沒有涉及或者只是簡單提及，并不能滿足大數據技術專業學生在實際工作中的需要。

在教學難度方面，由于Linux操作系統涉及很多底層原理和細節，如果完全按照現有教材的內容安排教學，則可能導致高職層次學生感到困惑或壓力過大。一方面，在理論上難以理解某些概念或原理；另一方面，在實踐上難以記住或運用某些復雜的命令或參數。這樣不僅會影響學生對該門課程的學習興趣和積極性，也會影響他們對其他相關課程（如數據庫管理、Python編程等）的學習效果。

因此，在開設高職層次大數據技術專業Linux操作系統課程時，有必要根據“必須”和“夠用”的原則，對該門課程進行適當調整和優化。

1.2 學生學情和學習能力存在差異

筆者對21級和22級兩屆高職大數據技術專業學生進行了調研，發現在兩屆高職學生中存在著明顯的知識基礎差異。調查結果顯示，約有35%的學生在入學前已經具備了相關課程的基礎知識，而其余65%的學生則需要從頭開始學習。例如：部分學生需要從打字練習開始學習計算機技術?；A欠缺的學生在Linux操作系統課程的學習中缺乏興趣和動力，跟不上教師的講解進度，表現出較低的學習效果和課堂參與度。

同時，高職學生普遍存在著不良的學習習慣，調查結果顯示，約有70%的學生沒有課前預習、課后復習和自主練習的習慣。另外，由于性格等原因，部分學生不敢主動提出問題，導致在課程教授過程中出現兩極分化的情況。針對這種情況，授課教師需要更加注重學生學情，針對不同學情的學生開展差異化教學。

1.3 傳統教學模式教學效果不佳

傳統的以教師為中心的教學模式側重知識的傳授和講解，學生在這種模式下只能被動地學習教師的教學內容，缺乏主動的思考和探索。這種教學模式適合于理論性較強的課程，通過演示和推理的方式來幫助學生理解抽象的概念和原理。對于Linux操作系統課程而言，理論知識的學習固然重要，但更重要的是需要學生通過實踐操作來培養使用和管理操作系統的能力，從實踐中獲得經驗，從經驗中提煉和總結知識[3]。很多學生在課堂上聽懂了教師的講解，但在實踐操作時卻遇到了困難。因此，需要改變教學模式，讓學生多實踐，從實踐中發現問題，教師則扮演輔導者和引導者的角色，而非主導者。

傳統教學模式的另一個弊端是考核方式過于單一，側重期末考核，考核內容也偏重理論知識。這樣的考核方式存在以下問題：一是不能及時地反映學生的學習情況，學生在考前可以臨時抱佛腳，死記硬背題目；二是不能真實地評價學生的實踐操作能力，出現高分低能的情況，因此，需要改進考核方式，增加課程的階段性評價[4]?？己藨詫嵺`為主，理論為輔，實踐考核優秀的學生往往也能在理論考試中取得好成績。

1.4 實訓課完成質量不理想

課程實訓是指學生通過上機操作來鞏固和檢驗課程知識的過程。在實訓課上學生需要在規定時間內，按照教師指定的實訓任務和要求，完成實踐操作。實訓課是理論課的重要補充和延伸，能夠提高學生的動手能力和解決問題的能力。然而，實訓課的完成質量受到兩方面問題的影響：一是缺少實訓平臺，導致學生不能在課后進行實訓練習，學生只能在實訓課有限的時間內進行實踐操作，無法滿足熟練掌握Linux 操作系統各類命令的要求；二是學生的學習習慣有待改進，多數同學缺乏預習的意識和習慣，直接進入實訓課的實操練習，導致學習效率低下。這些問題導致教師在實訓課上需要花費大量時間指導學生進行實操入門，而無法及時解答那些遇到問題的同學的疑問，從而影響了整體的實訓效果。

2 基于大數據技術專業的Linux 課程教學改革

2.1 Linux 操作系統課程教學內容調研分析

1） 招聘崗位調研分析

以大數據技術專業人才培養方案為依據，選擇大數據運維崗位為目標進行了調研分析。筆者采用網絡爬蟲技術從智聯招聘、前程無憂、獵聘網等招聘網站收集了400余條大數據運維崗位的招聘信息作為數據源，然后篩選出其中學歷需求包含大專的60余條信息作為樣本，對樣本中的Linux操作系統技能要求進行了詞頻統計和排序。排名前十的關鍵詞有：Linux、熟悉、Shell、系統、腳本、操作系統、Python、熟練、操作。根據排序結果分析，招聘企業對學生的Linux操作系統技能要求主要分為兩個層次：基礎層次是熟悉Linux 操作系統環境和Shell 命令，進階層次是掌握Shell腳本的編寫能力。

2） 行業工程師調研分析

通過問卷調研和訪談法，收集和分析一線大數據運維工程師的主要工作內容和技能需求。結果表明，該崗位的工作內容主要涉及大數據各個組件的運行維護、故障排查、性能調優、自動化運維等方面，對Linux操作系統的技能需求主要集中在系統搭建、文件管理、Vim編輯、Shell腳本編寫、軟件包安裝、網絡維護等方面，而對開發相關技能的需求度較低，例如：Linux下的gcc程序編譯鏈接等。

根據調研結果和課程需求，筆者對Linux操作系統課程的教學內容進行了調整和優化。筆者認為教學內容應避免過多非必要的細節，以降低學生的認知負荷。例如，在介紹Linux文件系統操作時，選擇了命令中最常用且必要的參數，例如：copy命令的-f和-R 參數是copy命令中最常見的用法，學生應該掌握，而對于其他參數則讓學生通過man或help命令自主查詢，這樣既保證了學生掌握基本的文件操作技能，又培養了學生的自主學習能力。此外，筆者還根據大數據專業的特點和發展趨勢，刪除了與專業無關或重要性較低的教學內容，如C程序在Linux下的編譯鏈接、網絡服務器DNS和DHCP的搭建等，增加了與專業密切相關且實用性較高的教學內容，如SSH服務器的搭建和Linux服務管理等，既提高了課程教學的針對性和有效性，又降低了學生的認知負荷。課程授課內容概況如表1所示。

2.2 Linux 操作系統課程教學模式探索

1） 對學生思想進行積極引導

Linux操作系統課程是大數據技術專業的核心基礎課程，通常是學生最早接觸的專業課程之一。由于學生剛進入大學階段，對于如何規劃和適應大學生活及如何有效地學習一門課程還存在困惑。因此，在課程早期對學生進行思想上的引導，讓學生建立大學期間應該努力奮斗的認知，不僅可以為學好本門課程做好思想鋪墊，也可以對優良的學風建設起到積極作用。

在課程開始前，為每位學生播放了以下視頻：《學長講大學應該如何度過》《求職者反思大學期間的行為》《博士生的一天》《勵志視頻》，通過視頻向學生傳遞有借鑒意義的經驗，讓學生認識到應該如何度過大學的每一天，并激勵學生努力學習。雖然本課程是一門專業課程，但秉承“人人都有育人使命、時時都是育人時機”的理念，本課程進行了以上探索。

從課程整體授課情況看，本次思想引導收到了良好的效果，經過思想引導后的22級學生的整體學風較21級有明顯改善，課堂表現更積極，整體課程學習效果也有明顯提高。

2） 理論課借鑒翻轉課堂教學模式

為了解決學生主動提問少、課堂反饋不足等問題，筆者探索了利用雨課堂開展翻轉課堂教學模式的課程教學。

翻轉課堂教學模式是一種以學生為中心的教學模式，課前由教師指定學生通過數字化資源、自學教材等方式初步學習該堂課的基本知識點，由學生完成課前的預習過程。在該過程中，學生自主探究，完成課前小測驗，并提出對新知識點的疑問，帶著問題進入課中教學階段[5]。通過課前測驗，教師能了解學生自學過程中遇到的問題，并在授課過程中針對這些問題進行重點講解突破，學生在授課過程中解決自己的疑問并當堂檢驗，加深知識的內化，這樣可以增強學生的學習積極性和成就感，提高教學效果。

雨課堂平臺是由清華大學和學堂在線公司聯合研發的一款用于授課過程的在線工具。筆者運用雨課堂平臺設計了翻轉課堂式教學方案：通過提供在線學習資源和課前測驗，引導學生進行課前預習；通過對課前測驗數據進行分析，找出學生的薄弱知識點；通過課堂講解，幫助學生解決問題，并進行當堂測驗，評估學習效果。這種教學模式改善了學生主動提問少的問題，提高了學生的自主學習能力與課堂參與度。

3） 實訓課應用大數據實訓平臺，優化學生實訓環境

Linux操作系統課程具有較強的實踐性，理論學時和實踐學時之比為1：1，每周授課為一次理論課加一次實訓課。在傳統授課模式下，在理論課后，實訓課前期間沒有針對學生進行有效的引導和督促，學生也缺乏課后復習和練習的主動性和條件，只能依賴實訓課上有限的時間進行實踐操作。部分學生難以獨立進行實訓練習，在實訓課上老師只能單獨對其進行一對一指導，由于實訓課時長有限，其他學生遇到問題時經常難以得到老師的及時解答，影響了實訓課的完成質量。

為了解決這一問題，引入了大數據實訓平臺作為教學輔助工具。該平臺提供了在線實訓環境和教師評價反饋系統，一方面使得學生能在理論課后和實訓課前這段時間進行線上實訓練習，另一方面可以通過平臺及時得到教師的評價和指導，從而暴露并解決實訓練習中遇到的各種問題。通過課后的實訓練習，學生已經對實訓內容有了一定程度的掌握，并且課下已經得到過老師的答疑，在正式實訓課上，學生可以更快地上手實訓任務，并獲得更多教師的答疑解惑的機會。

經過以上探索，設立了一種教學模式，將理論課和實訓課有機地結合起來，如圖1所示。

該模式貫徹了以解決學生問題為導向的教學思想，通過三個階段的教學設計，實現了對學生問題的及時發現和有效解決。第一階段是課前預習階段，利用雨課堂平臺發布在線學習資源和小測驗，引導學生進行課前預習，幫助學生發現知識薄弱點，學生提出疑問；第二階段是課堂教學階段，根據雨課堂平臺收集的數據分析，針對學生存在的問題進行重點講解突破，并借助大數據實訓平臺讓學生進行實踐操作，解決學生在實踐中遇到的問題；第三階段是實踐鞏固階段，通過實訓課加強學生的動手能力，并通過實訓報告的批改完成第三階段的問題反饋，幫助學生總結和提高。

4） 優化考核方式

傳統考核方式由平時成績、期末成績兩部分構成[6]。平時成績由學生日?？记诤驼n堂參與度進行評分，期末上機考試由老師根據課程內容設計題目，學生完成后由老師評分，期末筆試通過在線平臺進行[6]。傳統考核方式只在期末完成評價，缺乏對學生課程學習過程的評價，不利于老師掌握學生階段性的學習情況。

在傳統考核方式的基礎上，采用一種優化的考核方式，即在平時成績和上機考試成績中分別加入雨課堂平臺評分和大數據平臺評分兩個指標，并設置期中上機考核作為階段性測驗。這種優化后的考核方式有利于增強對學生階段性學習情況的掌握，為教學調整提供了依據。為了更好地檢驗學生對Linux操作系統命令的掌握程度和應用能力，筆者在期中和期末上機考核環節提高了題目數量和難度，同時，為了模擬真實工作場景下解決問題的過程，允許學生在上機考核過程中使用網絡。優化后的考核方式更加關注學生的學習過程，能對學生的學習情況進行更加有效的評價。

2.3 Linux 操作系統課程教學實施成效

本文采用教學改革前2021級學生和改革后2022 級學生的成績進行對比分析，由于相對于理論考核成績，實訓考核成績更能反映學生的技能掌握情況，所以本文采用兩個學期的期中和期末實訓考核成績進行對比，結果如圖2、圖3所示。

從圖中可以看出，2022級學生實訓成績顯著高于2021級學生實訓成績。其中，由于期中測驗采用了比實訓課多出二分之一的題量，屬于對學生熟練程度的壓力測試，所以出現了大量不及格的情況，屬于正?，F象。

3 結束語

本文針對高職大數據技術專業Linux操作系統課程存在的問題，進行了教學改革探索實踐。首先，根據招聘崗位需求和行業工程師的調研結果，優化了課程教學內容，突出了大數據技術專業的特點和要求；其次，探索了對學生的思想引導，借鑒了翻轉課堂的教學模式，并引入了大數據實訓平臺作為輔助工具，實現了貫穿理論課和實訓課的教學模式；最后，優化了課程考核方式。從兩學期的實訓成績對比可以看出改革后的教學效果有明顯提升。