翻转课堂教学在《Linux操作系统》课程中的应用

李燕歌

摘要：该文分析传统教学模式下Linux操作系统教学存在学生思考问题和动手能力不同步现象，以配置与管理磁盘中的磁盘配额为例提出翻转课堂教学实例，采用准实验和调查问卷两种方案对传统教学和翻转教学比较研究，实现数据显示总体上翻转教学模式更优于传统教学模式。

关键词：翻转课堂;Linux操作系统;磁盘配额;准实验

中图分类号：G434;TP31文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）04-0113-02

Linux操作系统作为计算机网络技术专业一门重要的专业核心课程，主要讲授Linux操作系统基本操作命令和配置管理相关服务器的实训性内容，培养学生熟练掌握Linux操作系统基本操作命令，具备完成一些系统配置和服务器配置的能力，以达到提高计算机网络专业学生实际动手操作的目的[1]。

目前，高职类院校Linux操作系统依然采用“教师讲授”传统教学模式，即课内通过教师讲解传授知识，课外学生通过完成课后作业消化知识。这种教学模式对于高职类学生动手能力和自觉性差的特点造成以下问题：第一，忽略学生差异性，采用统一方式教学，影响学生的个性化发展和需求;第二，学生作为知识的被动接受者，课堂内容和教学活动由教师强制安排，学生丧失自主活动，思维完全依赖于老师，抑制学生自主学习和思维创新能力的发展;第三，讲授时间过长，内容偏多，造成学生注意力无法集中，记忆力下降，认知超负荷，严重影响到学习效果，教学质量难以保障;第四，操作步骤直接讲解，对学生的独立思考和实践能力缺乏指导和沟通，使学生产生厌学情绪。针对以上问题，结合教学经验总结出翻转课堂的教学模式更适合Linux操作系统课程实际教学的实施。

1翻转课堂教学模式概述

翻转课堂将教学过程分为课前准备、课中活动和课后评测三个阶段[2]，具体实施方案如图1所示[3-4]。课前教师梳理教学内容，将其划分为若干知识点分别录制讲解视频，学生通过观看视频初步学习知识点，这个过程由学生自主完成，教师督促引导，这样的教学方式能满足不同层次学生个性化的需求;课中活动由学生与教师共同参与讨论，解答课前准备阶段学生存在的疑惑和问题，这种知识内化方式更有针对性，同时也能激发学生的学习兴趣和积极性，教学质量会起到事半功倍的效果;课后评测是通过作业方式强化学生对知识的理解，了解学生的学习效果，判断是否达到教学目标，进而调整后续课程内容和教学活动安排。

2翻转课堂教学案例设计

本文以配置与管理磁盘中的磁盤配额为例进行翻转课堂教学设计，本节课的教学目标是理解磁盘配额的概念、应用的环境需求、配置步骤、测试与管理，其中通过索引节点数和磁盘块区数限制用户和组群对磁盘空间的使用操作步骤作为教学重点和难点。

2.1 教学设计

教师将教学内容划分为若干小的知识点，每个知识点分别录制微视频和制作PPT。为避免学生学习理论知识产生枯燥厌烦情绪，在微视频增加实际应用激发学生学习兴趣，同时可以将概念和实际应用联系起来。另外，视频结束后设置在线测评，测试学生掌握程度，测试题目数量1至3个最佳。

2.1.1磁盘配额的概念

由实际问题出发，公司A资源有限，每位员工和所在群组磁盘容量和超过限制值后宽限时间都有限制，系统管理员应该如何为用户和群组配置相应的磁盘资源呢？使用一个简单的测试案例模拟实际的应用环境，前期环境需求为5个用户user1、user2、user3、user4、user5，且这5个用户属于初始组群quotagrp。具体账户的磁盘容量限制值为5个用户都能够取得300MB的磁盘使用量（hard），文件数量则不予以限制，此外，只要容量使用超过250MB，就予以警告（soft）。群组的限额：由于系统内还有其他用户存在，因此限制quotagrp这个群组最多仅能使用1GB的容量。宽限时间限制为每位用户在超过soft限制值后，还能够有14天的宽限时间。

有本案例引出磁盘配额的定义，即磁盘使用额度的分配，本案例是通过限制用户和组的磁盘块区数（block）实现用户和群组对磁盘容量的限制。同时让学生思考问题：使用者与群组同时设定时会产生什么效果？设计例题：在本案例中user1、user2、user3每个用户已经使用280MB的容量了，求user4、user5最多使用磁盘容量。

2.1.2设置磁盘配额

设置系统的磁盘配额大体可以分为4个步骤：第一步，启动系统的磁盘配额（quota）功能;第二步，创建quota配额文件;第三步，设置用户和组群的磁盘配额;第四步，启动磁盘限额功能。这四个步骤大家通过课前的视频学习材料已经能够清晰地了解，但是在自己操作过程中会出现各种各样的问题导致实验不成功。课前统计在每个步骤出错的同学的个数，在课上按照出错问题进行分组，出错步骤相同的同学分为一组，全班分为四组。每组研究解决方案，然后总结发言，这样出现问题靠团队力量解决问题正是锻炼学生独立思考和培养学生团队协作能力的机会。最后老师补充和总结操作细节，为了加深同学的记忆，将设置磁盘配额的过程作为流程图的形式供学生参考。

2.2课中教学活动

根据课前学生在线讨论和在线测试的情况，教师安排讲解内容，学生课前已经明白的知识点不需讲解，掌握情况不好的知识点需要统一讲授，部分同学有疑问的知识点采取单独辅导方式，然后组织学生分组讨论或做作业完成知识内化。

磁盘配额实际操作是本节的一个难点，微视频中仅仅实现了软限制和磁盘块区数（block）限制用户和群组对磁盘容量的限制，至于硬限制和通过索引节点数对用户和群组设置没有介绍，其中软限制和硬限制、磁盘块区数（block）和索引节点数分别有什么区别，效果上有什么不同，教师可以通过实际的案例进行演示，让学生观摩总结。观摩老师操作步骤对学生的规范操作和加深理解都有好处，另外自己总结出来的区别才能印象更深刻，其中在学生总结的时候老师可以用问题形式引导来帮助学生，问题设计如下：

（1）超过设置的最大磁盘空间或最多的文件数后哪种限制还能用？

（2）如果磁盘空间有限，我们在磁盘配额需要设置磁盘块区数（block）还是索引节点数限制？

（3）在实际的应用环境中如何平衡用戶和群组的磁盘配额才能达到最佳效果？

根据题目顺序依次提问讨论，每个问题10分钟讨论时间，讨论后每组挑选代表阐述小组讨论结果。教师聆听学生讨论过程，了解学生想法，在小组代表汇报后要对出现的问题进行讲解。学生的讨论过程也是交流学习的过程，在该过程中对该问题有自己的认识和想法。

2.3课后效果测评

课堂结束时布置课后作业，根据学生作业完成情况了解学生掌握程度，同时总结反思，优化教学方案，调整教学视频。作业分为客观题和主观题，客观题让学生了解自己模糊的知识点地方，对于自己掌握知识点情况有更深刻的认识，操作题锻炼学生的动手能力和知识迁移能力，换一个应用环境学生是否还能灵活完成磁盘配额设置。根据答题情况对学习有困难的学生在课外进行一对一辅导，做到真正的个性化教学。

3教学效果对比分析

本文采用两种方式对翻转教学模式和传统教学模式做对比，全面分析学生对翻转课堂的适应性和认可度。

第一种方法采用准实验设计方案的不相等试验组控制组前后测准实验设计。以16级五年制计算机网络技术专业1班学生为控制组，采用传统教学，16级五年制计算机网络技术专业1班学生为试验组，采用翻转教学，最后对两班学生的单元测试、期中、期末成绩进行定量分析，定量分析结果如图2所示。从图中分析，除了单元测试成绩外，其他两次翻转教学模式平均成绩均高于传统教学模式，说明翻转教学模式让学生掌握知识点更牢固。

第二种方法采用调查问卷形式，从主观态度上定量分析学生对翻转教学模式的认可度，调查问卷参考CUCEI 五级量表进行设计[5]，每个指标都是按照从5（认可度最高）到1（认可度最低）的顺序设置选项，每个指标的最后评价结果作为计算所有学生对该指标的评价得分均值。定量分析结果如图3所示。从图中分析，学生对翻转课堂的参与度、教学模式的认可度、满足学生个性化需求、课堂中注意力的集中度、符合人性化要求方面均优于传统教学，但在知识系统性方面传统教学模式占有优势，说明翻转课堂模式缺乏系统的教学过程，使学生产生知识点零散、不够系统的感受。

4结束语

Linux操作系统课程知识点多、内容抽象、对学生的编程能力要求高，采用传统教学模式效果不佳，本文提出翻转教学模式应用在Linux操作系统课程中，以配置与管理磁盘中的磁盘配额为例进行教学案例设计，并对比分析两种教学模式得出翻转教学更能满足学生的个性化需求，更能得到学生认可，有更好的教学效果，在教学内容系统性方面略差。

参考文献：

[1] 杨云，张菁. Linux网络操作系统项目教程[M].中国人民邮电出版社，2016.

[2] 吴一尘，张亮，赵文进.翻转课堂在数据结构课程中的应用[J].计算机教育，2016（2）：55-57.

[3] 马行空，付绍静，赵文涛，等.翻转课堂教学在网络安全程序设计课程中的应用[J].计算机教育，2016（5）：68-71.

[4] 李燕君.翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J].计算机教育，2014（20）：18-22.

[5] Bishop J L. A controlled study of the flipped classroom with numerical methods for engineers[D]. Utah： Utah State University， 2013.

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