Linux 走进代数课堂

作者:Gail Fultz

我记得一个夏日,那一天本可以像无忧无虑的日子一样美好,但它悄然溜走,变成我一生中最糟糕的一天。因为在那一天,我收到了八年级的代数课时间表。我怎么可能被分到 Johnston 先生的班级?他,甚至能让最勇敢的同学都感到恐惧。难道他没有把学生撞到储物柜上吗?难道他没有在课堂上对他们大吼大叫吗?我,一个安静而害羞的十三岁少年,要如何度过这一年?我觉得一定是哪里搞错了。这对我来说太不公平了,考虑到数学通常是我最喜欢的科目。但是,不,没有任何错误,也无法逃脱。Johnston 先生的代数课成为我年轻生命中未来九个月的现实。我发现他比我听说的还要可怕。我决定我这一年的目标不是得“A”,而是活到六月!尽管 Johnston 先生很严厉,但我很快就亲身体会到,他是一位优秀的老师,非常关心他的学生。我在开学第三周后不久就发现了这一点。我终于开始轻松呼吸,在课堂上稍微放松一下,并享受学习。

到第二个六周开始时,我开始感到无聊。难道是因为我第一次听他讲解时就理解了如何解方程吗?为什么他不能在我理解后就让我继续解方程呢?第一次之后我就不需要他的帮助了。我感到沮丧!这听起来是不是很熟悉?毫无疑问,你们中的一些人也遇到过同样的情况。你不得不忍受一门课程,老师的教学速度是为普通学生而不是你更快的速度而设定的。或者,也许相反的情况更准确。你感到完全迷失,其他人都很快就明白了,而老师却把你抛在了后面。

如果所有学习者都能按照自己的节奏学习,而不是被迫按照老师的节奏学习,那不是很好吗?如果电脑屏幕上充分解释了教材,那么学生将拥有两全其美的优势,这样,当出现问题时,课堂老师就可以自由地与学生进行个别辅导。想想将所有材料随机化的好处,这样,在同一屏幕上的学生将被呈现不同的一组问题。这将意味着学生在家庭作业或测试中无法互相抄袭答案。想象一下,家庭作业会自动打印学生的姓名,稍后由计算机检查并立即反馈。

自动生成测试怎么样,这些测试旨在涵盖学生自上次测试以来掌握的特定材料?考虑一下所有学生独立完成特定于他们需求的材料,并且成绩由成绩册功能管理,从而可能提高的教师生产力。将分配到代数预备课程、代数 I 和代数 II 的学生安排在同一时段进入计算机实验室的便利性如何?对于学生来说,在继续学习之前掌握某个部分的材料,从而避免在以后的课程中出现误解的优势又如何呢?考虑一下程序自动下载增强功能和附加课件(一旦可用)的便利性。想象一下所有这些,以及教师和学生与程序开发人员直接沟通的机制。

这些功能听起来像数学老师的梦想吗?它们是 Learning Logic (L2) 开发的现实。Learning Logic 是一款自定进度的计算机代数程序,目前在美国 12 个州的代数课堂中使用,并在 Red Hat 5.2 Linux 平台上运行。

典型的 Learning Logic 实验室由一台 Linux 服务器组成。学生在 X 终端上工作,X 终端以 1024x768 模式运行,并通过 10 或 100-base 双绞线网络连接到服务器。一台支持 PostScript 的打印机自动打印学生的家庭作业和测试。教室调制解调器允许 NSCF 远程连接到服务器。还可以设置与服务器的 PPP 连接,以帮助 NSCF 支持团队诊断任何可能的问题。Maple 和 Reduce 程序用作人工智能引擎,用于评估各种可能的学生答案。

为什么选择 Linux?首先,它是一个免费的操作系统!源代码是免费提供的,因此如果需要修复某些东西,无需外部帮助即可完成。它也更容易调试。Linux 具有消息和错误日志来指示特定问题,如果这不起作用,则始终可以读取核心文件。它内置了网络功能,因此无需第三方软件。编译器和开发库已经存在,因此无需购买昂贵的库。

驱动程序发展迅速,因为全球许多人都在 Linux 上开发软件。许多商业上可用的 UNIX 系统没有驱动程序支持,这主要是由于员工有限。通常,人们必须购买额外的驱动程序包。

使用 Linux,大多数驱动程序都是免费的。此外,Linux 在安装新软件包或替换系统库时,不会在不通知用户的情况下进行。当安装新程序时,Windows 程序通常会将内容存储在主系统目录中。如果库不同,这可能会导致问题。Linux 更新速度很快,邮件和网络服务通常包含在任何商业上可用的版本中。它们通常包含源代码。

Linux 特别适合学校环境,原因有几个。防火墙和其他形式的网络安全内置于操作系统中,Linux 在内核级别支持它们。与大多数类型的 UNIX 一样,Linux 中几乎不存在病毒。还有许多驱动程序可用,并且 Linux 不会因为有人认为不再有人使用它们而丢弃过时的驱动程序。学校通常预算有限,因此他们经常不得不凑合使用较旧的硬件。最重要的是,使用 Linux,一台标准的 PC 可以用来运行整个教室的 25-30 个工作站。

为什么选择 Red Hat?当项目开发开始时,在迁移到 Red Hat Linux 4.1 之前使用了 Slackware。即使它不是免费的,但当时 Red Hat 是最容易安装的,并且具有最专业的安装界面。基本上,它开箱即用,应有尽有。RPM 使安装更新和修复程序更容易,并且它提供了一个公共数据库来搜索以确定安装了特定软件包的哪个版本。Learning Logic 是在国家科学中心基金会 (NSCF) 创建的,NSCF 是一个位于佐治亚州奥古斯塔的非营利基金会。NSCF 没有销售人员,Learning Logic 主要通过口口相传传播。教师被 Learning Logic 的灵活性、根据个别学生的需求进行定制的能力以及各种教师管理和报告工具(如成绩册功能)所吸引。

一些学校报告说,使用 Learning Logic 代数 I 的学生比同龄人在升入代数 II 时表现更好。数据表明,这些学校的 L2 学生保持了较低的代数 II 失败率。教师还报告说,与未接触 Learning Logic 代数 I 的学生相比,L2 学生在代数 II 中往往获得更多的 A 和 B。在 2000 年秋季,Learning Logic 将庆祝其十周年。在其 1989 年成立之初,Learning Logic 课堂使用了 Motorola 88K 多处理器系统。SunOS、AIX、SCO 和 OSF/1 都曾在某个时候用作操作系统。现在,更快的 PC 和 Linux 带来了改进的功能和速度,以及更广泛的硬件选择。

在 Learning Logic 首次在 beta 测试期间引入学校时,UNIX 在中学领域几乎没有追随者。然而,自从 Linux 以 Learning Logic 的形式走进代数课堂以来,它在 Learning Logic 学校中已变得更加家喻户晓。

Gail Fultz 曾担任中学数学和西班牙语教师超过十五年,并在 UNIX 环境中工作了十年以上。她目前是佐治亚州奥古斯塔国家科学中心基金会的教育项目主任。欢迎您发送评论至 gail@nscf.org。

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