linux网络操作系统课程教学中计算思维的融入模式探讨

ｌｉｎｕｘ网络操作系统课程教学中计算思维的融入模式探讨金京犬

(安徽邮电职业技术学院

【摘

安徽合肥230031）

要】计算思维自从被提出以来便成为国内外的研究热点，而对于将计算思维容易计算机学科教学的研究也取得了一定研究成果，融

入计算思维是当前计算机学科教学改革的重要思路。目前关于计算机基础教学中融入计算思维的研究较多，而网络操作系统课程以及其他专业课程中也蕴含着大量的“计算思维”。本文首先对计算思维进行了介绍，并从教学内容、教学手段、教学方法以及教学评价等方面对linux网络操作系统课程教学中计算思维的融入模式进行相关探讨。

【关键词】Linux；Linux网络操作系统；计算思维；教学改革中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：2095-7327（2016）-08-0037-02

DOI:10.15948/j.cnki.37-1500/s.2016.08.0190.概述

关于什么是计算思维目前在学术界并没有达成共识，周以真教授认为：“计算思维是运用计算科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”。周以真教授对计算思维定义的进一步明确把计算思维提升到一个新的高度，从定义中可以看出计算思维的本质在于抽象和自动化。计算机学科的计算思维包含的内容非常丰富，例如“0和1”、“程序”、“递归”、“虚拟化”等专题化计算思维以及系统化计算思维。计算机学科的教学应该将各种计算思维融入到教学过程中，并通过合适的教学案例来培养学生的计算思维。另外，计算思维对非计算机专业人才同样有着极大的影响，可以帮助非计算机专业人才开拓创造性思维。例如计算机中“0和1”、“程序”、“算法”、“系统”、“并行计算”、“分布计算”等运行方式都可以对学生的思维模式产生影响。“0和1”、“程序”思维方式可以让学生形成采用自动化方式解决问题的思维模式。“算法”和“系统”思维方式可以让学生形成采用结构化、层次化方式解决问题的思维模式。“并行计算”和“分布计算”方式可以让学生形成采用虚拟空间解决问题的思维模式。简而言之，人们拥有了计算思维就可以像计算科学家一样思考问题，并将计算机学科中的计算思维运用于其他各个学科当中，跨越技术研究的鸿沟，实现新的创新。1998年，JohnPople将计算机应用于化学研究，并建立了“Gaussian量子化学综合软件包”工具，这个量子化学工具可以应用于化学领域各方面研究，JohnPople也因此而获得诺贝尔奖。

算思维，如果通过计算思维拓展创造性思维，这是计算机学科教学改革的重要思路。王亚东教授早在2009年的一场“计算机思维”专题论坛上就做了关于“计算与计算思维”的报告，并提出了将计算思维融入计算机学科教学的设想。linux网络操作系统课程是一门非常重要的网络专业课程，该专业课程概念较多，涉及面较广，抽象性极强，不论是教师的教学还是学生的学习都存在很多难度，因此急需通过教学改革来提高linux网络操作系统课程的教学质量。linux网络操作系统教学质量的提高包括两个必要因素，一是知识的教授，二是能力的培养，尤其是对计算思维的培养和提高，这是信息化时代背景下“能力导向”教学的必然需求，要求以计算机专家的思维进行学习。对于不同的院校以及不同的专业，网络操作系统课程的教学内容是存在一定差异的。在培养目标方面，部分院校主要面向就业展开教学，注重培养应用型人才，而其他则是强调理论基础。有学者认为，计算思维融入linux网络操作系统课程教学重点在于采用启发式教学，而蒋宗礼认为，建立意识、掌握功能方法以及学会运用工具是linux网络操作系统教学中培养学生计算思维的关键，通过系统完整的教学思路最终才能形成能力。本文提出，以课程教学为载体，结合课程教学实践，将“计算思维”教育落实到课程教学中，培养学生的计算思维能力，让学生可以利用计算思维解决其所从事专业领域的各种问题。

2.linux网络操作系统课程教学中融入计算思维的教学改革

2.1教学内容和教学手段

在linux网络操作系统课程教学中融入计算思维对教师提出了更高的要求，尤其在教学内容的设计组织以及教学手段方面要加大精力投入。教师应该结合教学目标对教学内容进行有效组织，并灵活运用多样化教学手段，不仅要注重课程知识的传授，还要注意培养学生解决问题的意识，让学生更多地接触和认识计算思维方式，并在长时间的潜移默化中提高学生解决问题的能力。在教学实施过程中，教师在指定教材的基础上应合理选择多本参考书，如果有必要也可以通过比较选择最合适的教材实施教学。教师在设计教学内容时要以计算思维

1.计算思维与计算机课程教学

不仅计算机学科专家需要有计算思维，我们每个人都需要具备这样的思维品质，它是我们生活、学习、工作当中必不可少的能力。计算机学科教学是培养学生计算思维的重要载体，所以计算机学科教学过程中不仅要让学生掌握知识，同时也要重视对学生计算思维的培养和提高。让学生尽可能多地接触计算思维，引导学生明白什么是计算思维，让学生发现运用计算思维有哪些好处，并让学生学会如何运用计

基金项目：本文得到安徽省省级质量工程项目“《Linux网络操作系统》课程教学改革创新研究与实践”（项目编号为2015jyxm651）资助。作者简介：金京犬（1982—），安徽邮电职业技术学院讲师，硕士研究生，研究方向为嵌入式。

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山东农业工程学院学报2016年第33卷第8期

为主线，注意突出系统性，并根据知识点划分对课程内容的结构进行调整。教学内容的重组并不是简单地调整顺序，而是要求教师对教学内容完全吃透的条件下对内容进行再次加工，并构思出计算思维的方式，并对计算思维进行简易化、形象化，以便学生更容易接受。教学手段上可以采用动画、图片展示、示范等等方式，例如讲授DNS域名时可以采用图示方法讲解域名的解析过程，并采用比喻的方法来解释“递归查询”和“迭代查询”两种解析方式。例如A（客户端）向B（DNS

server）询问C的电话(要查询的域名)，B不知道的情况下便去问D（DNSserver1），而D也不清楚于是将E（DNSserver2）的电话给了B，最后B正好从E处获得了想要的结果，这一个过程就是递归查询的解析过程。如果B向D询问，而D不知道的情况下主动去问了E，最终D将从E处得到的结果告诉了B，这种查询方式就是迭代查询解析过程。在以上的教学手段中，教师采用故事化、生活化方法将“计算思维”融入课程教学，通过两个比喻可以让学生形象的明白两种解析方式。

2.2教学方式

在linux网络操作系统课程教学过程中培养学生的计算思维不仅要讲授知识，同时还要将方法，两者缺一不可。教师通过好的的教学方法不仅可以将抽象、难懂的知识变得直观、易懂，同时也可以引导学生进行主动思考、分析，积极探究计算原理，有利于提高学生对变化的应对能力。教师在实施教学过程中不应该采用固定不变的教学模式，而是要根据教学内容以及教学对象设计有针对性的教学模式。

在网络操作系统课程教学中，部分学生操作系统的原理模糊不清是普遍存在的问题。例如在学习Windows操作系统配置时，学生只需要根据教师的讲解通过鼠标完成操作即可，不会在完成配置后进行过深探究，因此很多学生在学习后都是处于知其然不知其所以然的状态。在linux网络操作系统的教学中，对系统配置文件的作用以及配置选项的含义都是让学生疑惑不解的问题。所以，网络操作系统的教学应该在原理基础上加强实践操作，同时让学生通过对原理的理解培养计算思维，学会如何运用计算思维解决问题。作者在此提出将循环递进式教学方法应用于linux网络操作系统课程教学。循环递进式教学方法是一种递进式与循环式相结合的学习方法，该方法遵循一定的认知规律，将从下至上方法与从上至下方法结合起来，从简单到复杂，然后再从复杂到简单。循环递进式教学方法可由下图1概括。

图1循环递进式教学方法示意图

循环递进式教学方法以学生为主体，遵循学生的认知规律，教师在讲授内容的同时有意识地对学生进行引导，引导学生对原理进行思考，并在思考的基础上加强理解，教师在确定学生理解和掌握之后开

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始培养学生主动探究和解决问题的能力，为了提高教学效果，教师可以采用多样化的教学手段。例如在讲解DNS服务过程中，首先让学生了解DNS服务的概念和DNS服务的工作模式，同时采用多样化教学手段进行配合。教师可以向学生演示Windows环境下的文件配置过程，以便让学生对DNS服务以及相关配置有一个大概认识。关于DNS服务的原理需要教师借助文件配置来进行讲解说明。例如正向区域的文件，其中的参数都有一个图形配置界面的选项与其相对应，此时教师可以通过经典案例提出问题，引导学生进行思考，如果linux环境下要实现相同的功能需要进行哪些配置，以任务驱动的教学方式解决问题。然后教师还需要引导学生对同一种服务在两种操作系统配置下有哪些不同之处，并对问题的本质进行分析。

2．3加强实践课程教学

单纯依靠知识讲授是很难培养学生的计算思维的，因为计算机学科的内容大部分属于非物理特征知识，课程内容很难被感知，学生就无法获取感性认识，在感性认识基础上建立理性认识就更是无从谈起，因此为了培养学生的计算思维，必须要加强实践课程教学。linux网络操作系统的实践教学的强化可从两方面做起，一是根据考试训练要求对学生实施“工程化”实战演练。例如结合Redhat认证项目进行linux网络操作系统环境下的实战演练。二是从企业的实际项目中提取实践案例，通过项目训练提高学生的操作技能。实践课程的强化要求学校要与企业进行合作，时刻关注技术发展动向。在linux网络操作系统的实践课程训练中，教师应要求学生下载最新版本的软件，并利用互联网平台获取最新资源，提高学生的自主学、探究能力和实践应用能力。

2．4改革评价方法

网络操作系统课程的教学不仅是对理论和技术的学习，首先要求学生掌握操作系统的原理，并在此基础上学会管理各种系统环境下的网络服务，同时培养学生的计算思维以及利用技术思维解决实际问题的能力。所以对学生网络操作系统课程学习情况的评价不能局限于一张期末考试试卷。为了提高学生的学习积极性，教师可以一些多样化的、可以激发学生兴趣的课外作业或者实验课题。在评价考核方面，教师应调整考核方式和考核标准，适当加大实践课程的成绩比例，同时注重对学生能力方面的评价，以改变学生以往为应对考试而死记硬背的学习模式。

3．结论

将计算思维容易课程教学是计算机学科的一种新型教学方法，该方法是计算机科学教学改革的必然趋势。一种新型的教学理念从形成到推广应用并不是一蹴而就的，而是需要长时间的积累和总结。目前计算思维在教学中的应用还需要起步阶段，要将计算思维的概念彻底贯彻到计算机学科课程中还需要很长的路要走。

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