基于Linux操作系统的Shell程序设计实践教学研究
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摘要：本文对基于Linux操作系统的Shell程序设计实践教学进行了研究，首先介绍了shell程序设计的教学基本情况，之后介绍了相应制订的教学目标，接下来详细介绍了针对任务展开的教学设计。本实践教学研究成果已经应用到实际的教学环境中，授课效果良好，能够达到预期的实践教学目的。
关键词：Linux；shell；实践教学
随着嵌入式技术的飞速发展，Linux操作系统由于其具有免费开源、实时、多用户等特点，现在正被广泛的应用。而shell编程是Linux应用开发中的重要内容之一，同时是学习Linux编程开发、内核、高级编程的基础，通过学习shell可以让学生对Linux的学习有初步的认识，并打下良好的基础。但shell编程由于具备合并编程语言以控制进程和文件，以及启动和控制其它程序等操作的功能，对于初学者来说生涩难懂，因此对于shell的程序设计实践教学的研究非常重要。本文通过一个实际的教学案例，研究了如何解决shell程序设计实践教学中存在的问题。
1教学基本情况
Shell编程位于嵌入式Linux开发相关课程的初步阶段，应是在计算机多媒体教室讲授的理实一体课程。本教学采用项目化教学方法，基于实际的任务来传授技能，据此把shell程序设计部分设计成四个典型的工作任务，包括：任务1单次获取歌曲列表、任务2循环输入选择歌曲列表、任务3随机选择歌曲列表、任务4综合歌曲列表选择播放。通过递进的四个工作任务，让学生由浅入深，由易到难的掌握shell程序设计相关技能。
同时，本教学针对的学生是高校嵌入式专业二、三年级的学生，在此之前学生们应学习过《C语言》、《程序设计基础》、《嵌入式操作系统原理》等相关课程，有了一定的相关知识和技能基础，以便于更好地掌握shell编程技能。
2教学目标
教学目标对制订教学计划、明确教学方向、选择教学方法、落实教学大纲、组织教学内容、安排教学过程、确定教学重点等方面都有着至关重要的作用[1]。因此，合理的制订教学目标能够达到更好的教学效果，为了说明本课程对教学目标的制订，以任务1单次获取歌
曲列表为例，预期达到的知识目标包括，第一掌握Linux常用命令：包括echo、read、cat、grep等的操作；第二掌握Linuxshell的case选择分支语句的编程。预期达到的能力目标包括，第一掌握Linux的学习方法；第二掌握Linuxshell编程解决实际问题的能力。最终达到培养学生对嵌入式开发的浓厚兴趣并使其具备企业工程师的素养。
3教学过程设计
基于工作过程的课程设计是目前高等教育领域研究的重点及热点，其要解决的中心问题是将学科导向的课程体系转化为行动导向的课程体系[2]。下面以本课程的第一个任务，单次获取歌曲列表为例展示教学过程的设计，整体的教学设计流程如图1所示。
3.1新课引入
新课引入是一个至关重要的环节，其目的是使学生们明确要学习的内容和通过学习能够掌握哪些技能，让学生带着问题思考并寻解决方法。因此设计一个好的新课引入，是一门好课成功的一半。
由于工作任务1的目的是通过shell编程实现单次获取歌曲列表的功能，所以首先引导学生们
联想到日常生活中熟悉的MP3播放器显示列表或者是歌曲网站的点播列表等等，并在PPT中模仿出动态的动画效果，以达到更加形象展示的目的。其目的是让学生明确，本工作任务1是要通过shell编程实现什么样的功能，在学生的头脑中形成一个具体的展现，首先显示歌曲的总列表，之后当选择CD1或CD2专辑时，会分别以列表的形式显示其中存储的歌曲，如图2所示。
3.2案例分析
3.3理论支撑
理论支撑的作用是讲授实现任务所用到的shell编程的语法知识，例如本教学涉及到的案例和任务1都是基于给出的提示做出相应选择的问题，因此我们需要用到shell编程中多分支选择语句，即case语句。先从案例入手让学生先了解程序的设计流程和编程方法，之后再细致地讲解用到的语句语法规则。这样做的目的是让学生首先对shell编程产生浓厚的学习兴趣，再来接触枯燥乏味的理论知识，实践表明教学效果明显，学生掌握技能更加扎实。
3.4学生实训
学生实训的目的是让学生在刚学习的理论知识基础上进行实际训练，意在锻炼学生的动手能力，在实践中应用并掌握技能。此部分要实现的就是获取歌曲列表任务，学生利用shell-case编程实现单次显示歌曲列表，教师在这个过程中的角是解答指导。采用分组教学的方法，首先把学生4人分成一组，让其以小组为单位讨论并画出实现任务1的程序流程图，之后选出一名代表到黑板把画出程序流程粘贴并讲解，接下来集体对其流程的可行性进行讨论，老师点评并确定一个可行方案。之后，学生们动手按照流程图来编写程序，调试运行。并采取组内互评和组间评比的激励方式，促进学习兴趣。
4课程小结
教师应当重视课程小结，其不仅是对某些重点和知识结构的总结而且还是对学生学习情况和遇到问题的总结。同时，作为教师记录好每一次课的课堂经验和体会，也能更好地掌握教学流程及方法。

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