Методические рекомендации к использованию Линукса в учебном компьютерном кабинете школы

Антрошенко В.А., учитель информатики лицея N 387 и математики и физики школы N 279, СПб.

CITKIT.ru

21 Май 2008 г


Оформить свой опыт в виде кратких методических рекомендаций по организации компьютерного кабинета школы меня побудили статьи С.Голубева
Linux в школе: мифы про школу и информатику
Linux в школе: в чем же выгода?
Linux в школе: подготовка к миграции.

Касаясь технических вопросов, автор оставляет в стороне вопросы организации непосредственно учебного процесса, того, какие выгоды или, наоборот, потери, ждут тех, кто выберет как платформу для преподавания свободное программное обеспечение. Основываясь на своём семилетнем опыте преподавания информатики в трёх разных школах, два первых из которых прошли на Винде, а пять следующих — уже на Линукс, я хочу заполнить этот пробел. В статье не будут затронуты чисто технические вопросы, такие как настройка конкретных серверов или команды создания учётных записей пользователей.
1. Выбор дистрибутива
Сей вопрос широко освещён на просторах Интернета, потому ограничусь самыми общими рекомендациями. Первая: дистрибутив должен быть "толстым" на материальных носителях типа CD или DVD, если кабинет оснащён приводом DVD-ROM. Вторая рекомендация: у Вас под рукой должно быть печатное руководство по Вашему дистрибутиву или толстая и подробная книга "по Линукс вообще".
2. Технические вопросы развёртывания
Наиболее полно положительные черты Линукса проявляются при работе в сети. Потому Вам рекомендуется продумать распределение ролей ПК в ЛКС. Линукс как таковой, в отличии от Виндоуз, не имеет чёткого разделения на сервер и рабочие станции. Роль компьютера определяется запущенными на нём программами. Это позволяет распределить серверную нагрузку на несколько ПК в классе, что даёт возможность задействовать в качестве рабочих мест для учеников всех ПК в классе и одновременно выбрать наиболее оптимальным образом роль ПК в зависимости от его технических характеристик.

Сначала определимся с тем, какие серверные приложения необходимы. Во-первых, для полноценной работы необходим сервер DNS. Во-вторых, сервер NFS (Network File System) как для упрощения массовой установки и обновления, так и для учебных нужд. В-третьих, необходим сервер электронной почты. В-четвёртых, потребуется веб-сервер. Дополнительно можно использовать какой-либо из серверов аутентификации, сервер ftp, новостные сервера и т.д.

Сервер DNS требуется для почты и веб-сервера, да и вообще, статическая адресация в малых сетях предпочтительнее, так как позволяет быстрее выявлять сетевые проблемы. Названия и адреса узлам сети лучше давать с соблюдением мнемонических правил.

Теперь рассмотрим, как распределить серверы по ПК по "географическому" признаку. Так как на сервере DNS основана работа в сети, то этот компьютер должен включаться первым. Сервер NFS рекомендую выключать последним. Почтовый и веб серверы должны работать при выполнении учащимися практических работ. Отсюда и вытекают требования к расположению ПК в кабинете физически, т.е. те ПК, на которых крутятся соответствующие службы, должны находиться под прямым физическим контролем учителя, что значит, располагаться в пределах двух шагов от места учителя в классе.

Порядок установки и настройки таков. Сначала Вы выбираете, какой компьютер будет выполнять роль сервера NFS. Наиболее разумно, чтобы этот копм был оснащён CD/DVD-приводом. На нём устанавливаете ОС и настраиваете сервер NFS с доступом по IP-адресу. При отсутствии подключения к Интернету можно сделать доступ "для всех", но "только на чтение". В соответствующий каталог копируете полностью с сохранением структуры каталогов на CD выбранный Вами дистрибутив, создаёте загрузочную дискету. Теперь Вы можете с этого сервера устанавливать дистрибутив на все ПК без перетаскивания CD-ROMа. Просто напомню, что в большинстве случаев даже новая техника поставляется с единственных приводом оптических дисков на кабинет.

Далее оснащаете ПК, который будет работать сервером DNS. Веб и почтовый сервер настраивается уже после установки ПО на все компьютеры.

Важная рекомендация: не создавайте учётных записей обычных пользователей на этапе установки кроме одной, для себя. Сначала настройте сеть в целом, затем настройте одно рабочее окружение для школьника, т.е. создайте необходимые ссылки на рабочем столе или в меню, может быть потребуются какие-либо скрипты для не очевидных для начинающих действий. Настройте почтовый клиент, внешний вид рабочего стола и т.п. Затем все эти настройки (т.е. содержимое домашнего каталога этого пользователя) скопируйте на все ПК в каталог /etc/skel. Копирование можно организовать через уже имеющийся сервер NFS. Теперь можно создавать и учетные записи для школьников. Созданное Вами окружение будет автоматически копироваться для каждого созданного пользователя.
3. Учебный процесс
Перейдём теперь непосредственно к обсуждению того, для чего потребовалось всё вышеперечисленное.

Стандартный урок информатики - это либо теория по учебнику или в виде лекции, либо выполнение практических заданий по плану, изложенному в рабочей тетради или на доску. Самый неприятный момент в переходе на иную программную платформу заключается в том, что становится невозможным использование старых практических заданий. Даже переход от версии к версии одного и того же ПО вызывает эту проблему.

Здесь нам и поможет веб-сервер. Совсем нетрудно создать простенький сайт, на котором и будут размещены соответствующие задания к практической работе. Самое элементарное, это сделать стартовую страницу в виде списка классов. "Щелчок по классу" вызывает список практических работ для данной параллели. Подобная организация позволяет ученику иметь перед глазами необходимый материал, а учителю — адаптировать практические задания в соответствии с условиями. При этом нет расхода бумаги на печать заданий, можно вставлять скрин-шоты как иллюстрации к заданиям. В дальнейшем возможно построение в кабинете малой системы дистанционного обучения как по информатике, так и по другим предметам.

Но! Здесь мы сталкиваемся с первой проблемой. Весь материал к практическим работам учитель должен заносить в компьютер сам. Поэтому надо в первые годы определить, что требует немедленного перевода в электронный вид, а какие практические можно выполнять по-старинке.

Как проверять работы учащихся? Здесь нам поможет сервер электронной почты. Достаточно обучить пользоваться почтовым клиентом, создавать письма и вложения в них, и Вы получите возможность проверять работы учеников не за пять минут до звонка, а после урока в спокойной обстановке. Даже в самом задании на сайте можно вставить почтовую ссылку с учительским адресом электронной почты. Рекомендую через сервер DNS закрыть возможность обмена почтовыми сообщениями между учащимися и проверять время и место отправления письма, чтобы пресечь "помощь друга".
4. Другие рекомендации
Для Линукс отсутствуют методические разработки типа "Кирилл и Мефодий". Но как учитель математики и физики я ни разу не видел вменяемых разработок такого типа. Самое большее, на что они годны, так это служить дополнительным материалом заинтересованным ученикам. В целом, они не пригодны для широкого использования в учебном процессе. У Линукс есть другие "вкусности".

Обратите внимание на пакет kdeedu, есть много пакетов DebianEdu (education-*). Но! Опять же, все эти пакеты в основном "пустые". Т.е. они являются неким инструментом, но наполнение конкретным учебным материалом ложится на плечи учителя.

Не следует забывать, что ПК и ПО — это всё же инструменты, но не "вещь в себе". потому следует обращать внимание и на межпредметные связи. Это можно сделать как с помощью программируемого интерактивного калькулятора с произвольной точность вычислений bc, который позволяет написание скриптов с диалоговым режимом, так и с помощью профессионального уровня построителя графиков GNUPlot. При использовании этих программ можно не только дать учащимся навык программирования, но и решать вычислительные задачи по физике, астрономии, математики, географии и экономики.

Несмотря на печальную традицию обучать на уроках информатики "мышководству", следует вспомнить, что компьютер и компьютерные науки — это прежде всего программирование. Так может внедрение Линукса в школах и наша, учительская, добрая воля вернёт традицию советского образования учить на информатике прежде всего программированию, только уже не абстрактному на трупах вроде QBasic и Turbo Pascal 7.0 for DOS, а более или менее применимому к учебной и повседневной жизни. Хотя бы в рамках расчёта сложных процентов по вкладу с капитализацией каждый месяц.