讨论教学法在Linux操作系统课程中的应用

曹 敏，曾子胤

（苏州大学计算机科学与技术学院 江苏 苏州 215006）

Linux操作系统课程是人工智能及相关专业本科生的一门重要专业课。Linux操作系统是一套类Unix操作系统，可供用户免费使用和自由传播，功能强大且灵活，具有高安全性与稳定性，目前该操作系统已被广泛应用于各类服务器之中。掌握Linux操作系统，成了新时代人工智能相关从业人员的必备技能。Linux操作系统课程为学生从系统层面把握人工智能专业知识和培养良好的系统思维和构建能力打下基础。

目前，Linux操作系统课程教学具有以教学内容为主旨、机械组织教学、忽视学生情感体验的特点，即，传统教学模式主导着Linux操作系统的教学。近年来教育部陆续发布了一系列推动高校进行教育教学改革的文件。在2021年教育部新闻发布会上，教育部高等教育司司长表示教育部将启动第二批国家一流课程建设工作，指出：“用课程改革促进高校学习革命，用学习革命推动高等教育质量革命，形成浓郁的质量文化氛围，实现高等教育以提质创新为核心的高质量发展”。在此背景下，Linux操作系统课程作为高校人工智能及相关专业的一门重要专业课，打破其陈旧教学的模式、明晰改革方向迫在眉睫。

讨论教学法是指在教师的指导下，对教学内容进行小组讨论，学生发表看法，进行辩论，得出结论，从而获得知识的一种教学方法。该教学法能促使学生互相启发、集思广益，活跃学生思想，帮助其对知识的深入理解和探讨，充分发挥学生的学习主动性、积极性，培养学生独立思考的能力和综合分析问题的能力。这些特点都非常适用于面向人工智能专业的Linux操作系统课堂的教学。

本文对目前Linux操作系统课程的传统教学模式进行分析，积极响应国家教育教学改革方针，探索Linux操作系统课程的讨论教学法，给出具体改革方案。

1 Linux操作系统课程特点

人工智能在经历了数年发展之后，步入了一个新的发展阶段。2017年12月，人工智能被评为“2017年度中国媒体十大流行语”。2018年4月，教育部国际合作与交流司司长许涛表示，教育部正在研究制定《高等学校人工智能创新行动计划》，推动人工智能一级学科建设，提升高校人工智能科技创新和人才培养质量。当今，面向人工智能的应用工具，如以PyTorch为代表的深度学习框架，普遍运行在基于Linux操作系统的集群服务器。Linux操作系统课程是人工智能专业的一门重要课程，具有理论性强、逻辑性强、基本知识点抽象复杂等特点。一般来说，本课程的传统教学目标是：

①熟悉Linux操作系统的发展史，熟练掌握Linux操作系统的安装和基本配置，熟练操作Linux操作系统桌面环境，以及远程登录Linux操作系统。②掌握Linux文件、目录与磁盘相关的知识，并进行熟练操作。③掌握Linux用户与作业相关的知识，并进行熟练操作。④掌握Shell编程的基本语法，培养Shell编程能力。⑤掌握Linux系统管理操作。⑥培养学生基于Linux操作系统的开发能力。

作为一个操作系统平台，Linux多用在服务器领域，学生们熟知的Google、Facebook、百度、阿里、腾讯等一线互联网大公司的服务器操作系统基本都是Linux，日常普遍使用的Android手机的操作系统也是Linux。因此，学习Linux操作系统课程对于当代理工科学生，特别是人工智能专业学生具有非常重要的意义。

2 Linux操作系统课程存在的问题

目前，传统教学模式主导着Linux操作系统课程的教学。具体表现为：①教师目标感强，备课和授课过程以传授知识作为唯一目标。每一环节每一步骤均是朝着知识教学目标达成的方向努力。②归因于明确的知识教学目标，教师在授课过程中，往往机械运用有章可循的授课方法，以权威者的身份对课堂教学进行操控。③没有与人工智能专业其他核心课程知识形成充分融合。以传授知识作为明确、唯一目标的传统教学模式，对教学起着一定的导向和激励作用，但与此同时，也带来了一些弊端。教师作为教学过程的主导角色，传递知识作为教学过程的重点，容易忽视学生的内在体验。学生被动接受，难以独立思考、有所创新。

3 改革方案——讨论教学法的应用

传统教学模式中存在的“填鸭式”“满堂灌”的方式不适于实践性强的Linux操作系统课程教学。尤其针对人工智能专业的学生，易导致学生对知识的理解不够全面和立体，难以培养学生解决人工智能及其相关方面实际问题的能力。比如，学生通过课堂认真听讲、课下死记硬背的方式，熟练掌握和运用课本的Linux操作系统命令，可一旦脱离课本知识，就不会解决相关问题。Linux操作系统具有实践性强的特点，人工智能专业学生频繁接触深度学习框架，这些框架普遍运行在基于Linux操作系统的集群服务器，面对实际具体的Linux操作系统问题时，学生难以做到学以致用。在该课程教学中，教师应尝试以解决人工智能的实际问题为导向，将讨论教学法融入传统教学模式，有助于学生掌握和理解Linux操作系统知识。

Linux操作系统课程的授课对象一般为本科三年级学生。大部分学生未接触过Linux操作系统，教师教学授课最大的难点之一是如何让学生从Windows操作系统的思维切换到Linux操作系统的思维，让学生快速进入Linux操作系统的环境，享受在Linux操作系统环境下的工作和学习方式，实现在Linux操作系统环境下学习和运用人工智能领域相关知识，从而激发学生学习兴趣。教师在实际教学中，部分学生不习惯、不愿意使用Linux操作系统，不了解它特色之处，最后严重影响他们对本课程的信心和兴趣，甚至影响他们对人工智能专业其他课程知识的学习。

为了激发学生对Linux操作系统学习的积极性，实现Linux操作系统知识与人工智能核心专业课程知识相结合，教师可适量采用讨论教学法的授课方式。教师作为课堂的组织者、引导者、合作者，应动态地活跃于学生学习的全过程，课前、课中、课后三者并重，提高课堂实效。课前，教师须做好充分准备，讨论前向学生说明讨论的问题及要求，并提出注意事项，布置课前准备；课堂讨论中，引导每一个学生围绕问题发表意见，使讨论逐步深入，特别要鼓励平时不爱发言的学生大胆发表自己的看法；课后小结，小结紧密联系课题的内容，指出讨论过程中的优点和缺点，正确概括讨论问题的答案，对疑难问题，给予明确的结论。

3.1 课前

Linux操作系统不同于Windows操作系统，学生对其了解不深，故教师须在课前建立讨论群并在群中抛出主题，提前安排学生对“Linux操作系统与Windows操作系统的不同”这一主题展开讨论。考虑到学生对Windows操作系统比较熟悉，教师可要求学生以Windows操作系统作为比较对象，在图书馆、网络上查阅Linux操作系统相关资料，做好课前准备。

通过课前查阅资料，整理信息，引导学生在群中发表各自对Linux操作系统的初步理解。具体地，教师可抛出具体问题：说出一个你觉得最明显的Linux操作系统具有、而Windows操作系统中没有的特点。学生各抒己见，教师可对学生的发言做好记录并解答一些明显的错误并归纳，待开课之后讲述到该知识点时，重点讲解。

3.2 课中

课堂教学是学生进一步深入了解并学习Linux操作系统的重要环节。主题式讨论是教师依托课程重点内容、结合学生自身情况设立讨论主题，引导学生在课程重点内容的学习中进行深入思考。基于课前讨论，学生对Linux操作系统会有一个初步的认识。此时教师设立讨论主题：Linux操作系统与人工智能的联系，组织学生以小组为单位进行组内讨论，邀请组长代表在课堂上进行总结汇报；教师对汇报内容进行点评，并对小组成员进行随机提问，考察小组成员的参与度；最后教师再次组织小组之间进行交叉讨论，教师参与其中，做必要的引导。

通过该主题讨论，学生将Linux操作系统和已学过的人工智能专业知识相结合，对Linux操作系统的实践性有了更深刻的理解和认识。讨论结束后，教师进行讨论总结，讲述Linux系统的现状、优势、学习必要性，最终达到本节课的教学目的：学生主动地意识到Linux操作系统对本专业的重要性，激发学生学习的热情。

3.3 课后

课后，教师布置作业，并要求在完成过程中，将遇到的问题在课程群提出并讨论。例如，课后，教师安排以三人一组的形式进行Linux环境的安装。小组成员之间可直接讨论，互帮互助完成Linux环境的安装任务；进一步地，小组之间也可通过课程群进行讨论交流，分享各自小组安装环境时遇到的问题与解决方案。在讨论过程中，教师记录一些高频问题、难点问题、重点问题，在学生们讨论结束后，统一进行解答和总结。

更具体地，以第一课Linux系统概述为例，介绍教学过程中融入讨论教学法的具体案例（图1）。

图1 融入讨论教学法的Linux系统概述的教学流程

综上所述，讨论教学法有诸多优势，但具体实施过程中仍要注意一些问题：①讨论花费时间多，不利于在单位时间内完成预期的教学任务；②讨论教学法对教师的教学能力的要求更全面，如讨论过程的调控、突发事件处理等；③Linux操作系统课程作为人工智能专业的核心课，学生人数较多，组织讨论存在一定的挑战性；④对讨论教学法的实施效果，需要进行科学、合理地评估。基于以上问题，教师可开展传统教学模式与新型讨论教学模式相融合的授课方式，在传统的以教师师为主导的讲授知识过程中，寻求关键节点，引入小型讨论活动；也可布置以讨论形式为主的课前、课后作业，培养学生课下讨论氛围。

4 结语

本文对Linux操作系统课程的传统教学模式进行了深入分析，积极地将讨论式教学法融入Linux操作系统的教学中。具体地，教师将讨论教学应用于学生学习的全过程，尝试进行课前、课堂、课后讨论的三阶段递进讨论，促进学生对Linux操作系统重点难点知识的掌握，继而提高学生对人工智能相关知识的学习质量[8]。虽然讨论式教学法的实践取得了初步的进展，但这只是教学探索和改革的第一步，在具体实施中还存在诸多问题，有待完善。未来，教师需要在教学实施过程的各个环节不断完善和优化讨论式教学法。