网络操作系统课程教学改革探索

张龙信 黄琼 文鸿

摘  要：Linux网络操作系统作为支撑互联网技术发展的重要基础课程之一，传统的教学中存在许多不足，学生的学习效果不佳，学完后不能准确理解其中的原理。本文从Linux网络操作系统的授课内容设计，项目式驱动式教学两个方面探讨课程教学改革。通过这两个方面的教学改革，对于培养应用型互联网人才对Linux知识的掌握具有重要的意义。

关键词：Linux  操作系统  课程改革

一、引言

操作系统是计算机软件系统的基础，操作系统课程是大学本科计算机相关专业的重要专业课程。网络操作系统课程涉及典型操作系统Windows/Linux的使用和大量操作演示，教学实验的有效性一直是难点。随着云计算和移动互联网的普及，云计算的弹性和低维护成本，吸引着广大互联网从业人员投身其中。網络操作系统Linux作为构造一个基于云计算模式的操作系统环境，对IT人员的Linux操作和实践能力提出了更高的要求。

二、现状分析

Linux操作系统的教学，传统的授课和学习方式收效并不太理想。原因是多方面的，众所周知，Linux知识点比较零散，通过常规的按照章节按部就班的教学，收到的教学效果往往不太令人满意。本文提出按专题讲解，通过具体的案例和项目实例串讲，将知识点综合起来，既让学生有一定的成就感，激发兴趣，又能很好的掌握各个分散的知识点。这样使学生既明白了知识点的应用场景，又能更好地理解和消化所学的Linux知识。

三、课程改革内容

网络操作系统作为网络工程专业在核心专业课之一，重点培养学生掌握Linux系统的基本原理，常用命令、服务与文件管理、权限管理、网络管理、安全管理及环境部署等，为学生毕业后从事网络安全管理、云计算运维、分布式系统下的互联网开发等奠定基础。以下从课程内容设计和项目式驱动教学两个方面阐述改革方法。

（一）课程内容设计改革。目前已有的网络操作系统教材中，很多都是大而全，重点不突出，或者只介绍部分内容。经过多年的网络操作系统授课，针对32个理论课时的安排，作者将网络操作系统要讲述的内容设计分为四部分，第一部分包括文件、系统、工具;常用命令;Vi/Vim编辑器，第二部分包括用户与组管理;文件系统管理;权限管理，第三部分包括Shell编程;软件包管理;启动过程，第四部分包括服务与进程管理;典型网络服务;远程控制与管理。在学习的过程中，学生遇到的第一道门槛是Vi/Vim编辑器的操作，这是一个很强大的文本编辑器，贯穿Linux/Unix的全过程。第二道门槛是用户与组的管理，需要从本质上掌握了用户和组管理原理，才能顺利进入下一阶段的学习。第三道门槛便是权限管理，除了所有者、所属组、其他之外，还有诸如ACL的权限管理。第三道门槛至关重要，只有彻底掌握了权限的本质，才能在使用Linux系统时做到游刃有余。第四道门槛是软件包的管理，这是在Linux环境下安装软件，部署环境的操作，所以这一部分也是Linux技能进阶的关键。通过四届学生的学习后的反馈来看，计算机大类专业的同学按照这个课程设计学习后效果都非常不错。

课堂讲授时，采用VM虚拟机+Secure CRT，结合多媒体PPT在讲解完知识点后，关键的知识点除了有形象的图解示意，源代码剖析，或者核心帮助文档释义。一些关键的知识点，课堂上通过现场演示小的案例，验证所讲解的内容。配置较为复杂的场景，可以在备课时准备好案例，在机房或者办公室的电脑上安装好Team Viewer软件，通过这样，课堂上只需要使用Team Viewer软件便可以连接远程服务器，保证学习效果，同时让学生看到实际的使用场景和通用项目处理方式。学以致用，激发他们学习的兴趣。

（二）项目驱动教学法在网络操作系统教学改革中运用。作为一种较新的教学方式，项目驱动教学法是通过老师与学生，学生与学生协同完成一个个设定的项目，从而实现对知识的掌握。这个过程中，学生是主体，主要的参与者，老师发挥指导和评判的作用。课前，教师需要根据学生的知识结构和对知识点掌握的程度，基于自身的教学经验，为授课对象量身定做合适的教学项目，学生在教师的引导下，弄清楚需求，查找文献和资料，确定方案，执行实施，最后师生合作一起对项目进行评判等级。同时，教师在整个过程中的关键时刻要能准确地给出建议，对于设计的难点和重点要能及时准确地进行剖析，把握项目的方向和进度，控制好整个过程。不难得出，项目式驱动式教学有效地避免了传统教学“满堂灌”，学习过程中学生参与度低，没有将自身置身知识点的学习中等问题。这种模式让所有的学生都投身项目的知识点之中，全民参与，理论与实践有机地结合在一起。一方面提高了学生的积极性，另一方面学生带着问题去寻找解决方案，并解决问题，一步步收获知识和经历，趣味性增强，成就感提高。

鉴于网络操作系统的课程教学目标是培养学生对Linux系统的基本操作和服务管理、系统环境的部署等能力。具体来说，本课程要求学生掌握Linux的启动过程，熟练掌握常用Linux命令，系统的安装与故障排错、熟悉命令行操作、深刻理解用户和组的管理、文件系统和权限思想，掌握服务管理和软件的安装、升级、卸载和环境的部署，熟悉常用的网络服务，如NFS、DHCP、FTP、Samba、SSH，掌握网络安全的机制和处理等。在教学的过程中，结合计算机网络原理、路由与交换等课程，作者以“构建与管理网络操作系统LAN”为教学目标，设计了“基于Linux的局域网环境配置与管理”教学项目，将班级学生分成若干个小组，分析需求，讲解分工要求，引导学生将项目进行如下的任务切分。

1. DNS域名解析任务。要求解析多个域名，如企业的硬件研发部、软件开发部、模型研发部、财务部、生产部，人事部、销售部、采购部等。

2.DHCP自动IP分配获取任务。要求为连接到局域网中的每一个机器自动分配IP地址。