从Unix到Linux--信息技术发展与人类永恒的追求
案例名称：《从Unix到Linux--信息技术发展与人类永恒的追求》所用教材：自编教材《开源环境下的信息技术学习与活动》（内部资料）
作者信息：上海位育中学 信息科技教研组 陈凯
适用对象：高中学生
邮政编码：200231
联系电话：021-64962285
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[背景分析]
《开源环境下的信息技术学习与活动》总共十课时，内容涉及Linux基本命令环境、Linux图形界面、常用开源软件、开源创作流程实践等。整体目的不止为教授Linux及常见开源软件的应用，更主要的是希望通过学习和实践操作，领会信息科技应用中所蕴涵的独特的科学思想以及人文内涵，并切身体会到基于开源流程的创造工作的意义和价值，并希望通过此系列课程，点旺有志学生为科技强国而奋斗的激情。
课程使用的软件平台为MagicLinux，是由中国Linux公社的众多操作系统及软件爱好者协同打造并免费提供的具有中国特色的Linux发行版本。可通过该发行版Linux及其自己附带的软件学习操作系统常识、常用工作软件（OpenOffic系列的电子文档、电子表格、演示文稿等）、网络应用（FireFox浏览器、RSS阅读器、gFtp管理器、以及“万能”网络客户端Konqueror等）、程序设计（Python、C语言等）。另外，通过自行安装其他开源软件，还可展开关于多媒体设计、人工智能、数据库等多个模块的学习。
《从Unix到Linux--信息技术发展与人类永恒的追求》是《开源环境下的信息技术学习与活动》系列课程的第一讲，在整个课程系列中具有引导后续全部课程内容及激发学习动力的重要地位。
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[教学目标]
一、知识目标
1、 了解由随Internet的发展，Unix的发展历程；
2、 理解什么是开源流程；
3、 领会Linux发展得益于开源流程的原因；
二、能力目标
1、 能够将Windows操作系统的使用经验迁移到Linux的KDE图形截面中；
2、 能够将以往IE浏览器的使用经验迁移到Linux的浏览器中，自行探索并配置代理服务器，然后上网查阅相关资料；
三、情感、态度、价值观目标
关于和平与发展、科技强国、自主创新、开源精神等等主题或关键字均可根据实际情况适时渗透。
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[教学重点]
1、由Unix而Linux操作系统发展的基本脉络及其时整体科技环境背景及国际局势背景分析；
2、开源流程以及开源精神的宣传。
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[教学难点]
1、 此课以教师讲解居多，须避免课程枯燥乏味；
2、 课程涉及知识点众多，而可适时展开的情感和价值观的渗透之处也比较多，所以若处理不恰当课程内容会散乱而难以把握重点；
3、 学生上机操作时间比较短，并且在一个相对陌生的环境中的操作，有些学生会放不开手脚，因此需要大胆鼓励学生积极操作探索。
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[教学过程]
1、引入（时间控制在10分钟左右）
1）师生互动：人类永恒的主题是什么呢？
学生可能的回答有很多：比如爱情、发展、健康与财富、战争与和平等等，每个回答都值得鼓励，但大家通常都可认可战争与和平是其中最大的集合。
2）OpenOffice演示文稿（即Simpress）作为背景资料多张：
[美国地图、前苏联地图]
图片解释：超级大国冷战进行到上世纪60年代末。
[尼克松照片、越南撤军照片]
图片解释：1969年1月，尼克松就任美国总统，当年决定从越南撤军。本课许多信息与1969年这个年代有关。
[水手6号飞船照片]
图片解释：1969年5月和6月，美国水手5号和水手6号飞船探测了火星。
[阿波罗11号登月照片]
图片解释：1969年阿波罗11号顺利登月。
[珍宝岛照片]
图片解释：1969年，珍宝岛冲突达到顶点，同年，中国四大元帅陈毅、叶剑英、徐向前、聂荣臻提出书面报告《对战争形势的初步估计 》。
[苏联核武器照片、苏联导弹防御试验照片]
图片解释：1969年，苏联核武器存量接近美国，同年，苏联的导弹防御试验取得成功。
[文字：1969年，美国提出相互确保摧毁原则]
文字解释：为了避免无谓的军备竞赛以及确保反击力，1969年美国提出“相互确保摧毁原则”，这个原则的实际作用却是“相互确保生存”，因为此原则使得冷战双方都不可轻举妄动。
[五角大楼照片、1969年美国国防部长Melvin R Laird照片]
图片解释：将“相互确保摧毁原则”原则落实到实际却还有许多工作要做，为确保遭受打击后能够及时进行还击，美国国防部提出两个非常著名的计划。
[哨兵计划示意图]
图片解释：1969年美国提出“哨兵计划”，这个计划是后来“星球大战”计划以及“国家导弹防御系统”计划的前身。1969年，美国还提出了一个非常著名的计划，这就是……
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2、Internet与Unix系统的诞生（时间控制在15分钟左右）
1）OpenOffice演示文稿（即Simpress）关于ARPANET计划多张以及相关提问：
[ARPANET示意图]
图片解释：现在公认这是Internet的前身。
师生互动：为了确保在本方的某个节电遭到打击而被摧毁后，指挥系统却仍然能够发挥作用进行反击，那么组成指挥系统的网络必须是哪一种拓扑结构的：
A 总线型 B 星型 C 环型 D 网状综合结构
学生肯定能答对，不过通常来说现在的广域网基本都是网状综合结构的。（实际上，环型的有时也勉强可以应付，不过这个问题比较复杂所以不展开）
[文字：ARPA——美国国防部高级研究计划暑，即Advanced Research Projects Agency]
文字解释：估计是个重要且秘密的机构，所以没在网络上找到任何相关照片，不过顺便知道几个英文单词也好。
[ARPANET最初节点的示意图]
文字解释：最初的网络将美国国防部、原子能委员会、加州大学、麻省理工大学连在一起
师生互动：仅仅通过以上简短的文字，你能挖掘出什么隐含的意义？
预设的答案：
教育和学术机构从一开始就参与到APARNET的研制中；
这个网络一开始就横跨了美国东部地区和西部地区，可谓决心巨大。
当然，也希望能听到学生的其他答案。
[各张曾参与到ARPANET计划中的大学的照片（加州大学及各分校、麻省理工大学，斯坦福大学等）]
文字解释：校园都很美丽，我连其中一个地方也没去过，希望有的同学将来也有机会去学习进修，甚至在那里讲课。
2）OpenOffice演示文稿（即Simpress）关于ARPANET遇到的通讯标准问题以及各方的努力多张：
[小型机PDP系列的照片]
文字解释：由于当时不同的电脑系统使用的命令标准也不同，因此在网络通讯协调上遇到了很大的问题。不过ARPANET直至1983年才算正式解决了所有通讯上的标准化问题。
[文字：第一个网络标准协议RFC诞生]
文字解释：RFC(Request For Comments)堪称后来所有Internet标准协议的鼻祖。
[美国电话电报公司照片、公司标志图示]
文字解释：美国电话电报公司在网络标准化方面做出了巨大贡献。
[贝尔试验室照片、简单解释文字：贝尔实验室是晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影、立体声录音，以及通信网的许多重大发明的诞生地。自1925年以来，贝尔实验室共获得两万五千多项专利，现在，平均每个工作日获得三项多专利。]
文字解释：由美国电话电报所成立的贝尔试验室成绩卓著，以上些资料足以让学生以及教师本人的内心受到震颤！！
[贝尔试验室Unix系统重要创始人Ken Thompson与Ritchie的照片]
1969年最初的Unix系统诞生，不过一开始并未连入ARPANET。
3）OpenOffice演示文稿（即Simpress）关于1969年重要信息技术进步以及70年代初影响世界的信息技术方面重要贡献以及相关师生互动：
[1969年信息技术大事纪：
国际：
1969年贝尔实验室退出不成功的Multics项目；
1969年Ken Thompson写出小型的Unix核心以替代Multics，随后的几年里Ritchie用C语言逐渐完善了Unix系统；
1969年Pascal语言正式诞生；
1969年，IBM公司研制出层次模型数据库，是第一代数据库的代表作；
1969年，AMD公司成立
国内：
1969年北京大学开始研究百万次运算集成电路；
1969年上海计算机打字厂生产出中国第一台台式计算机。
（此处重点可体现价值观内容！）]
师生互动：可让1到2个学生谈一下关于以上资料的感想。
[文字：一系列令人惊讶的事件（此处重点可体现价值观内容！）]
70年代初，贝尔试验室免费将Unix源代码分发给美国各大学；
70年代初，美国加州大学伯克利分校获得源代码后，Vinton G. Cerf和Robert E. Kahn为完善Unix系统在网络上的通讯标准化问题研制成功TCP/IP协议，但他们决定放弃专利权，将TCP/IP协议作为礼物赠送给全世界。
1973年，ARPANET正式运行，运行TCP/IP协议的Unix系统开始连入ARPANET，但美国国防部并没有阻止TCP/IP协议在全世界的传播。ARPANET首次跨越国际，连接到伦敦和挪威。
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3、Linux系统的诞生以及关于其发展的开源流程的介绍（时间控制在10分钟左右）
1）OpenOffice演示文稿（即Simpress）关于受Unix影响而创作出Linux系统的发展脉络：
[Unix发展脉络图（此处重点突出系统发展相关知识）]
图片解释：此图详细描述了Unix各版本的发展脉络以及各发展分支，其中需要详细解释从Unix V1到Unix V6，继而到BSD系统，然后出现完全模仿Unix或BSD架构制作的Minix系统，最后发展出现Linux的过程。
[Unix系统图形界面演示截屏、Unix系统网络命令（Console）界面演示截屏]
图 片解释：Unix的主要特点为a）多任务分时操作系统，每个连接主机的终端就好像是单独使用电脑一样，此处可回顾先前课程中对于加州理工学院（CalTech）超级计算机的介绍，此计算机是美剧《数字追凶》中天才数学教授Charlie所使用计算机的原形；b）移植性能好，超级计算机、大型机、小型机、微机均可安装；c）统一的用户界面与命令标准；d）基于内核的模块化结构使得程序以及外设兼容性极好；其中a、b、c三点学生均可理解，d点略提及即可。
[加州大学伯克利分校照片，田长霖先生照片（此处重点可体现价值观内容！）]
图片解释：BSD即Berkeley Software Distribution，加州大学伯克利分校曾对Unix系统的BSD版本的网络标准做出过重要贡献，其后的Linux系统延用了大部分BSD标准。
师生互动：有谁知道加州大学伯克利分校和上海位育中学（即笔者任教的学校）有什么联系？
田长霖先生是上海位育中学校友，前加州大学伯克利分校校长。
[Snoopy（花生）中Linus漫画]
图片解释：1970年，Linux的创始人Linus诞生。演示文稿此处的图片是一个小小的玩笑，Snoopy（花生）中的Linus是一个可爱的漫画形象，但与Linux的创始人Linus除名字相同外全无关系。
[Linux创始人Linus的照片（此处重点可体现价值观内容！）]
图片解释：Linux=Linus+Unix，这就是Linux名称的由来。Linux继承了Unix发展脉络中的重要成果，改进Minix系统而制作出 Linux，更重要的是，他按开放源代码的GPL协议将Linux发布到Internet上，欢迎全世界的操作系统与程序爱好者参与Linux内核的修改、扩充，以及外围发行版的定制，从而有了Linux今天的繁荣局面。
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4、查找全世界速度前100位的超级电脑的资料，并寻找到中国是否有超级电脑在排名中，是否有使用Linux操作系统的超级电脑（此处重点锻炼操作以及技能迁移能力！）（时间控制在10分钟左右）
1）学生需要自己寻找到合适的网络浏览工具，比如FireFox，Konqueror均可；
2）学生需要自己寻找在哪里配置代理服务器，根据选择的浏览器的不同，具体设置也不同；
3）学生需要在搜索引擎查找载有全世界速度前100位的超级电脑的资料的网站，此处提示如用英文查找比用中文能获得更详细的资料，寻找到资料后察看中国超级电脑在其中的排名（低层次要求）；
4）查找是否有使用Linux操作系统的超级电脑（实际上Linux操作系统在超级电脑所使用比例非常高！）（高层次要求）
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附言：
对大家可能的问题进行一个预回答：
问：那么多信息，学生能消化吗？
答：第一节课作为背景和引导，是要让学生体会到科学进步与社会整体发展局面之间相互影响，以及技术进步中由多方面发展相互交织前进的形态，试图让学生认识到开源流程之于科技自主创新的作用。对于知识点来说，只要他们能够记住Unix，Internet，TCP/IP协议以及Linux之间相互交织互动发展的基本脉络就可以了。实际上本课还附带复习了其他许多信息科技学科相关知识。
问：那么多信息是如何做到有序而不散乱的：
答：以1969年为时间点划界就是为有序组织信息进行的尝试，实际上每一年都有许多科技成果出现，但1969年可以成为一个逻辑上的信息汇聚点。
问：这些资料是如何整理出来的？是否花了很长时间？
答：整理资料大概只花费了半天时间，许多老师觉得如此准备一节课的工作量巨大，但实际上，大部分资料都由日常逐渐积累而得，而不是备课时间里搜集的。并且由于Internet的帮助，许多网站都提供了有益的学科资料。
问：10分钟的时间学生能完成任务吗？
答：实际上Linux里有各种各样的图形界面，我选择了一个和Windows比较接近的界面作为入门，当然随着课程的深入，他们会逐渐发现两者本质不是一回事（但在使用上很接近）。并且更重要的是，我的班级学生经过了我一个多学期的“特殊”训练后，已经比较习惯于这种上课方式了。事实上有1/3左右学生能在 10分钟内完成全部任务，其余1/3左右学生能完成大部分任务，其余1/3左右学生能完成最低限度的任务，少数同学完不成任务。我并不以全部学生完成全部任务为目标，只要完成最低限度任务就可通过，当然，全部完成者有加分。
问：很难为机房安装Linux系统，所以如何使课程具有推广性呢？
答：安装Linux是非常简单的事情，最简单的如为每个同学刻一张光盘，运行一个光盘绿色Linux系统（如Knoppix）即可，也可将这个系统作为一个文件直接在硬盘上引导，这样连刻盘都不需要；另一个简单方法是，只安装一个Linux服务器，所有客户端连接服务器以终端方式运行即可。
问：大部分家庭都使用Windows系统，有必要使用Linux系统吗？
答： Linux等其他开源的操作系统，结合许多开源的科学软件工具，为全世界的科学教育事业做出了重大贡献。而Windows系统的长项在于日常办公和娱乐。 Linux系统和Windows系统的优势在不同的地方，较之Windows而言，Linux中的教学活动可尤其体现出开放和协同创作的精神。至于为什么需要在中学基础教育中引入多样化和开源理念，关于这一点的详细论述可见《信息技术教育》杂志曾经做过的关于教育开源软件的专栏，我自己也有两篇文章发表在专栏上，中国工程院院士倪光南院士为此专栏写序并对开源教育思想进行了宣传。
问：许多地区的教材和课程设置都限制了教师使用Linux作为课程平台，怎么办？
答： “路慢慢其修远兮，吾将上下而求索。”推动开源理念不是一朝一夕的事，但即使在Windows平台下，也有许多值得推荐的符合开源流程的教学活动可做，比如维基写作；下载并改造可在Windows系统中运行的开源软件（有许多很简单的小作品可以改造和扩充，或进行汉化工作）；将Blog或其他资源设置为创作共用协议下并发布到Internet上等等。
如果大家对课程还有进一步兴趣，我还可继续公布教学后纪和一系列的教学花絮。
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