何宏宇

關(guān)鍵詞：Linux操作系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)；教學(xué)改革；翻轉(zhuǎn)課堂；實訓(xùn)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(shù)據(jù)戰(zhàn)略，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源開放共享”以來，我國把大數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)略資源，上升到國家戰(zhàn)略的高度[1]。近年來，大數(shù)據(jù)行業(yè)和市場持續(xù)壯大發(fā)展，對各層次相關(guān)專業(yè)人才的需求也日益增加。為了適應(yīng)行業(yè)需求，培養(yǎng)更多具備大數(shù)據(jù)技術(shù)能力的人才，各級各類高校紛紛設(shè)立大數(shù)據(jù)相關(guān)專業(yè)，高職院校也不例外。例如，我校開設(shè)了大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，旨在培養(yǎng)醫(yī)療健康領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才。

Linux操作系統(tǒng)是一種開源的類Unix操作系統(tǒng)，具有免費、高效穩(wěn)定、兼容性好等優(yōu)點，深受各大企業(yè)和行業(yè)從業(yè)人員的歡迎，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于云計算與虛擬化、服務(wù)器、嵌入式、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域[2]。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)多基于Linux 操作系統(tǒng)搭建和部署，掌握Linux操作系統(tǒng)是學(xué)習(xí)和使用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)。因此，Linux操作系統(tǒng)課程是大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中占有重要地位。

1 高職大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)Linux 操作系統(tǒng)課程面臨的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性

在教學(xué)內(nèi)容方面，現(xiàn)有的教材主要針對網(wǎng)絡(luò)工程、計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)而設(shè)計，側(cè)重介紹Linux操作系統(tǒng)的歷史發(fā)展、體系結(jié)構(gòu)、文件管理、進(jìn)程管理等方面，而忽略了大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)所需要掌握的Linux操作系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)平臺搭建和部署方面的知識。例如，在Hadoop分布式文件系統(tǒng)（HDFS） 中，需要使用Linux 命令來配置集群節(jié)點、啟動或停止服務(wù)、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(huán)境、運行Spark Shell 或Spark Submit等。這些知識點在現(xiàn)有教材中并沒有涉及或者只是簡單提及，并不能滿足大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生在實際工作中的需要。

在教學(xué)難度方面，由于Linux操作系統(tǒng)涉及很多底層原理和細(xì)節(jié)，如果完全按照現(xiàn)有教材的內(nèi)容安排教學(xué)，則可能導(dǎo)致高職層次學(xué)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(fù)雜的命令或參數(shù)。這樣不僅會影響學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，也會影響他們對其他相關(guān)課程（如數(shù)據(jù)庫管理、Python編程等）的學(xué)習(xí)效果。

因此，在開設(shè)高職層次大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)Linux操作系統(tǒng)課程時，有必要根據(jù)“必須”和“夠用”的原則，對該門課程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化。

1.2 學(xué)生學(xué)情和學(xué)習(xí)能力存在差異

筆者對21級和22級兩屆高職大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在兩屆高職學(xué)生中存在著明顯的知識基礎(chǔ)差異。調(diào)查結(jié)果顯示，約有35%的學(xué)生在入學(xué)前已經(jīng)具備了相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識，而其余65%的學(xué)生則需要從頭開始學(xué)習(xí)。例如：部分學(xué)生需要從打字練習(xí)開始學(xué)習(xí)計算機(jī)技術(shù)?；A(chǔ)欠缺的學(xué)生在Linux操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)中缺乏興趣和動力，跟不上教師的講解進(jìn)度，表現(xiàn)出較低的學(xué)習(xí)效果和課堂參與度。

同時，高職學(xué)生普遍存在著不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣，調(diào)查結(jié)果顯示，約有70%的學(xué)生沒有課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和自主練習(xí)的習(xí)慣。另外，由于性格等原因，部分學(xué)生不敢主動提出問題，導(dǎo)致在課程教授過程中出現(xiàn)兩極分化的情況。針對這種情況，授課教師需要更加注重學(xué)生學(xué)情，針對不同學(xué)情的學(xué)生開展差異化教學(xué)。

1.3 傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)效果不佳

傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式側(cè)重知識的傳授和講解，學(xué)生在這種模式下只能被動地學(xué)習(xí)教師的教學(xué)內(nèi)容，缺乏主動的思考和探索。這種教學(xué)模式適合于理論性較強(qiáng)的課程，通過演示和推理的方式來幫助學(xué)生理解抽象的概念和原理。對于Linux操作系統(tǒng)課程而言，理論知識的學(xué)習(xí)固然重要，但更重要的是需要學(xué)生通過實踐操作來培養(yǎng)使用和管理操作系統(tǒng)的能力，從實踐中獲得經(jīng)驗，從經(jīng)驗中提煉和總結(jié)知識[3]。很多學(xué)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(xué)模式，讓學(xué)生多實踐，從實踐中發(fā)現(xiàn)問題，教師則扮演輔導(dǎo)者和引導(dǎo)者的角色，而非主導(dǎo)者。

傳統(tǒng)教學(xué)模式的另一個弊端是考核方式過于單一，側(cè)重期末考核，考核內(nèi)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(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)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(xué)生的實踐操作能力，出現(xiàn)高分低能的情況，因此，需要改進(jìn)考核方式，增加課程的階段性評價[4]。考核應(yīng)以實踐為主，理論為輔，實踐考核優(yōu)秀的學(xué)生往往也能在理論考試中取得好成績。

1.4 實訓(xùn)課完成質(zhì)量不理想

課程實訓(xùn)是指學(xué)生通過上機(jī)操作來鞏固和檢驗課程知識的過程。在實訓(xùn)課上學(xué)生需要在規(guī)定時間內(nèi)，按照教師指定的實訓(xùn)任務(wù)和要求，完成實踐操作。實訓(xùn)課是理論課的重要補(bǔ)充和延伸，能夠提高學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。然而，實訓(xùn)課的完成質(zhì)量受到兩方面問題的影響：一是缺少實訓(xùn)平臺，導(dǎo)致學(xué)生不能在課后進(jìn)行實訓(xùn)練習(xí)，學(xué)生只能在實訓(xùn)課有限的時間內(nèi)進(jìn)行實踐操作，無法滿足熟練掌握Linux 操作系統(tǒng)各類命令的要求；二是學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣有待改進(jìn)，多數(shù)同學(xué)缺乏預(yù)習(xí)的意識和習(xí)慣，直接進(jìn)入實訓(xùn)課的實操練習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。這些問題導(dǎo)致教師在實訓(xùn)課上需要花費大量時間指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實操入門，而無法及時解答那些遇到問題的同學(xué)的疑問，從而影響了整體的實訓(xùn)效果。

2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的Linux 課程教學(xué)改革

2.1 Linux 操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容調(diào)研分析

1） 招聘崗位調(diào)研分析

以大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案為依據(jù)，選擇大數(shù)據(jù)運維崗位為目標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研分析。筆者采用網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)從智聯(lián)招聘、前程無憂、獵聘網(wǎng)等招聘網(wǎng)站收集了400余條大數(shù)據(jù)運維崗位的招聘信息作為數(shù)據(jù)源，然后篩選出其中學(xué)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(tǒng)技能要求進(jìn)行了詞頻統(tǒng)計和排序。排名前十的關(guān)鍵詞有：Linux、熟悉、Shell、系統(tǒng)、腳本、操作系統(tǒng)、Python、熟練、操作。根據(jù)排序結(jié)果分析，招聘企業(yè)對學(xué)生的Linux操作系統(tǒng)技能要求主要分為兩個層次：基礎(chǔ)層次是熟悉Linux 操作系統(tǒng)環(huán)境和Shell 命令，進(jìn)階層次是掌握Shell腳本的編寫能力。

2） 行業(yè)工程師調(diào)研分析

通過問卷調(diào)研和訪談法，收集和分析一線大數(shù)據(jù)運維工程師的主要工作內(nèi)容和技能需求。結(jié)果表明，該崗位的工作內(nèi)容主要涉及大數(shù)據(jù)各個組件的運行維護(hù)、故障排查、性能調(diào)優(yōu)、自動化運維等方面，對Linux操作系統(tǒng)的技能需求主要集中在系統(tǒng)搭建、文件管理、Vim編輯、Shell腳本編寫、軟件包安裝、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等方面，而對開發(fā)相關(guān)技能的需求度較低，例如：Linux下的gcc程序編譯鏈接等。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果和課程需求，筆者對Linux操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。筆者認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容應(yīng)避免過多非必要的細(xì)節(jié)，以降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。例如，在介紹Linux文件系統(tǒng)操作時，選擇了命令中最常用且必要的參數(shù)，例如：copy命令的-f和-R 參數(shù)是copy命令中最常見的用法，學(xué)生應(yīng)該掌握，而對于其他參數(shù)則讓學(xué)生通過man或help命令自主查詢，這樣既保證了學(xué)生掌握基本的文件操作技能，又培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。此外，筆者還根據(jù)大數(shù)據(jù)專業(yè)的特點和發(fā)展趨勢，刪除了與專業(yè)無關(guān)或重要性較低的教學(xué)內(nèi)容，如C程序在Linux下的編譯鏈接、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器DNS和DHCP的搭建等，增加了與專業(yè)密切相關(guān)且實用性較高的教學(xué)內(nèi)容，如SSH服務(wù)器的搭建和Linux服務(wù)管理等，既提高了課程教學(xué)的針對性和有效性，又降低了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。課程授課內(nèi)容概況如表1所示。

2.2 Linux 操作系統(tǒng)課程教學(xué)模式探索

1） 對學(xué)生思想進(jìn)行積極引導(dǎo)

Linux操作系統(tǒng)課程是大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，通常是學(xué)生最早接觸的專業(yè)課程之一。由于學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)階段，對于如何規(guī)劃和適應(yīng)大學(xué)生活及如何有效地學(xué)習(xí)一門課程還存在困惑。因此，在課程早期對學(xué)生進(jìn)行思想上的引導(dǎo)，讓學(xué)生建立大學(xué)期間應(yīng)該努力奮斗的認(rèn)知，不僅可以為學(xué)好本門課程做好思想鋪墊，也可以對優(yōu)良的學(xué)風(fēng)建設(shè)起到積極作用。

在課程開始前，為每位學(xué)生播放了以下視頻：《學(xué)長講大學(xué)應(yīng)該如何度過》《求職者反思大學(xué)期間的行為》《博士生的一天》《勵志視頻》，通過視頻向?qū)W生傳遞有借鑒意義的經(jīng)驗，讓學(xué)生認(rèn)識到應(yīng)該如何度過大學(xué)的每一天，并激勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)。雖然本課程是一門專業(yè)課程，但秉承“人人都有育人使命、時時都是育人時機(jī)”的理念，本課程進(jìn)行了以上探索。

從課程整體授課情況看，本次思想引導(dǎo)收到了良好的效果，經(jīng)過思想引導(dǎo)后的22級學(xué)生的整體學(xué)風(fēng)較21級有明顯改善，課堂表現(xiàn)更積極，整體課程學(xué)習(xí)效果也有明顯提高。

2） 理論課借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

為了解決學(xué)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(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的課程教學(xué)。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，課前由教師指定學(xué)生通過數(shù)字化資源、自學(xué)教材等方式初步學(xué)習(xí)該堂課的基本知識點，由學(xué)生完成課前的預(yù)習(xí)過程。在該過程中，學(xué)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(jìn)入課中教學(xué)階段[5]。通過課前測驗，教師能了解學(xué)生自學(xué)過程中遇到的問題，并在授課過程中針對這些問題進(jìn)行重點講解突破，學(xué)生在授課過程中解決自己的疑問并當(dāng)堂檢驗，加深知識的內(nèi)化，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和成就感，提高教學(xué)效果。

雨課堂平臺是由清華大學(xué)和學(xué)堂在線公司聯(lián)合研發(fā)的一款用于授課過程的在線工具。筆者運用雨課堂平臺設(shè)計了翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)方案：通過提供在線學(xué)習(xí)資源和課前測驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)；通過對課前測驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出學(xué)生的薄弱知識點；通過課堂講解，幫助學(xué)生解決問題，并進(jìn)行當(dāng)堂測驗，評估學(xué)習(xí)效果。這種教學(xué)模式改善了學(xué)生主動提問少的問題，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與課堂參與度。

3） 實訓(xùn)課應(yīng)用大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺，優(yōu)化學(xué)生實訓(xùn)環(huán)境

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

為了解決這一問題，引入了大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺作為教學(xué)輔助工具。該平臺提供了在線實訓(xùn)環(huán)境和教師評價反饋系統(tǒng)，一方面使得學(xué)生能在理論課后和實訓(xùn)課前這段時間進(jìn)行線上實訓(xùn)練習(xí)，另一方面可以通過平臺及時得到教師的評價和指導(dǎo)，從而暴露并解決實訓(xùn)練習(xí)中遇到的各種問題。通過課后的實訓(xùn)練習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對實訓(xùn)內(nèi)容有了一定程度的掌握，并且課下已經(jīng)得到過老師的答疑，在正式實訓(xùn)課上，學(xué)生可以更快地上手實訓(xùn)任務(wù)，并獲得更多教師的答疑解惑的機(jī)會。

經(jīng)過以上探索，設(shè)立了一種教學(xué)模式，將理論課和實訓(xùn)課有機(jī)地結(jié)合起來，如圖1所示。

該模式貫徹了以解決學(xué)生問題為導(dǎo)向的教學(xué)思想，通過三個階段的教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)了對學(xué)生問題的及時發(fā)現(xiàn)和有效解決。第一階段是課前預(yù)習(xí)階段，利用雨課堂平臺發(fā)布在線學(xué)習(xí)資源和小測驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識薄弱點，學(xué)生提出疑問；第二階段是課堂教學(xué)階段，根據(jù)雨課堂平臺收集的數(shù)據(jù)分析，針對學(xué)生存在的問題進(jìn)行重點講解突破，并借助大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺讓學(xué)生進(jìn)行實踐操作，解決學(xué)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(xùn)課加強(qiáng)學(xué)生的動手能力，并通過實訓(xùn)報告的批改完成第三階段的問題反饋，幫助學(xué)生總結(jié)和提高。

4） 優(yōu)化考核方式

傳統(tǒng)考核方式由平時成績、期末成績兩部分構(gòu)成[6]。平時成績由學(xué)生日?？记诤驼n堂參與度進(jìn)行評分，期末上機(jī)考試由老師根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計題目，學(xué)生完成后由老師評分，期末筆試通過在線平臺進(jìn)行[6]。傳統(tǒng)考核方式只在期末完成評價，缺乏對學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程的評價，不利于老師掌握學(xué)生階段性的學(xué)習(xí)情況。

在傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上，采用一種優(yōu)化的考核方式，即在平時成績和上機(jī)考試成績中分別加入雨課堂平臺評分和大數(shù)據(jù)平臺評分兩個指標(biāo)，并設(shè)置期中上機(jī)考核作為階段性測驗。這種優(yōu)化后的考核方式有利于增強(qiáng)對學(xué)生階段性學(xué)習(xí)情況的掌握，為教學(xué)調(diào)整提供了依據(jù)。為了更好地檢驗學(xué)生對Linux操作系統(tǒng)命令的掌握程度和應(yīng)用能力，筆者在期中和期末上機(jī)考核環(huán)節(jié)提高了題目數(shù)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(xué)生在上機(jī)考核過程中使用網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)化后的考核方式更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，能對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行更加有效的評價。

2.3 Linux 操作系統(tǒng)課程教學(xué)實施成效

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

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

3 結(jié)束語

本文針對高職大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)Linux操作系統(tǒng)課程存在的問題，進(jìn)行了教學(xué)改革探索實踐。首先，根據(jù)招聘崗位需求和行業(yè)工程師的調(diào)研結(jié)果，優(yōu)化了課程教學(xué)內(nèi)容，突出了大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的特點和要求；其次，探索了對學(xué)生的思想引導(dǎo)，借鑒了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，并引入了大數(shù)據(jù)實訓(xùn)平臺作為輔助工具，實現(xiàn)了貫穿理論課和實訓(xùn)課的教學(xué)模式；最后，優(yōu)化了課程考核方式。從兩學(xué)期的實訓(xùn)成績對比可以看出改革后的教學(xué)效果有明顯提升。