_操作系统安全_新型教学模式的探索_北大教学网的应用与实践

第20卷 201 0年年度专刊 挽代敬育技术 M ode m E du eat iona lTe elm o logy Vo 1.2 0 N O .13 20 10 �操作系统安全 �新型教学模式的探索 北大教学网的应用与实践 沈晴觅 卿斯汉 (1. 北京大学 软件与微电子学院 信息安全系 , 北京 102600 ; 2. 中国科学院 软件研究所 , 北京 100080) !摘要 ∀北大教学网是集网络教学 #数字资源管理 #在线视频课堂和校园社区诸功能为一体的综合性网络平台 ∃通过北大 教学网的应用和实践 , �操作系统安全 �在教学资源发布和共享 #实验课开设 #课程项目建设 #作业监管 #知识结构拓展等多个 环节新型教学模式上进行了探索 ∃ !关健词 ∀北大教学网; 操作系统安全; 实验课; 课程项目; 作业监管; 知识结构拓展 I中图分类号l 以 ∃一057 !文献标识码 1 A I编号 1 100, 一5097 (2010 ) 13一0032一 ∃2 引官 �操作系统安全 � %,丁是一门理论和实践结合紧密的硕士 研究生专业课程 , 也是学院精品课程 ∃本课程从工程实践角 度全面介绍操作系统的安全理论 #技术和开发方法 , 并结合 国外和我国在该领域的研究成果和实践 , 实例分析自主研发 的安胜安全操作系统的设计原则 #实现方法和实际应用 , 为 学生了解和掌握该领域的知识体系和实践方法奠定基础 ∃但 教学过程中过多的理论介绍 , 既增加学生的学习负担 , 又不 能突出教学重点 , 还会挫伤学生的学习积极性 &2] ∃尤其是对 于软件工程硕士的培养, 一方面要注重理论体系的教学, 另 一方面更应该重视学生工程实践能力和创新能力的培养 &3∋∃ 为此 , 在 �操作系统安全 �课程建设的过程中, 经过不断的 改革和探索 , 采取了一种集课堂讲授 #技术交流讨论 #实例 演示 # 实验和课程项目为一体的多模式教学方法l们∃这种多 模式教学方法的实践表明, 能够有利于学生发挥学习的主观 能动性和积极性 , 能够在知识掌握 # 实践能力 # 分析问和 解决问题能力 # 创新能力等方面得到锻炼和提高 , 效果比较 理想 ∃ 但在 �操作系统安全 �多个教学环节中遇到一些实际问 题, 包括: l) 教学资源每次开课时需要重新上传到学院F开 上, 重复劳动浪费了老师和助教许多时间, 更重要的是 , 传 统模式很难建立起课程内容与参考文献之间的关联性 , 导致 宝贵的资源形同虚设; 2) 在实验课上, 多数学生除了模拟实 验之外 , 很难达到在此基础之上进一步拓展和创新的实验目 标: 3) 课程项目是课外学生分组自主完成的任务, 课堂上老 师不能完全面对面解决学生们平时遇到的问题, 通过邮件的 方式虽然不错 , 但比较分散, 而且这种方式很难了解学生的 实际项目进展状况 #投入状况和效果; 4) 邮件收作业的方式 分散 #难以管理 , 给助教和老师增加了很多工作量 , 但老师 对作业中存在的问题在课堂上讲解的时间又有限 , 学生不能 及时获得自己作业情况的反馈 , 降低了学生对待作业的积极 性; 5) 硕士研究生课时紧张, 仅靠课堂很难达到培养学生研 究能力和创新能力的目标 ∃ 北大教学网是集网络教学 # 数字资源管理 # 在线视频课 堂和校园社区诸功能为一体的综合性网络平台∃在北京大学 现代教育技术中心 �教学新思路 � 项目支持下, 本课程在教 学过程中应用了北大教学网平台 , 在以上环节的教学模式上 做了一些新的探索 , 取得了比较理想的教学效果 ∃下面将分 别从 �发布和共享教学资源 �# �灵活开设实验课 �# �建设友 好的课程项目交互平台�# �及时监管和反馈作业情况�# �广 泛拓展学生知识结构 (等方面介绍一下本课程的教学新思路 ∃ 一 发布和共享教学资派 操作系统安全课程的开设 , 基于操作系统安全领域长期 自主研究 # 技术积累与工程实践, 包括符合国标 G B 17859 第三级的安胜安全操作系统原型和产品 # 以及符合国标 G B 17859 第四级的安胜安全操作系统原型∃为了使学生全面 掌握操作系统安全理论和技术, 本课程不仅要根据教学和科 研进展将不断改进和更新的课件及时发布给学生们 , 也需要 将在该领域近十年来的科研中积累的大量参考文献 #经典书 目共享给学生们∃北大教学网正好为本课程提供了一个非常 友好的发布和共享这些教学资源的平台 ∃通过在教学网上设 立 �课程 � 和 �参考文献 � 栏目, 较好地达到了预期效 果 ∃此外, 这两个栏目之间可以通过教学网提供的 � co nt ent co lle cti on � 内部链接功能 , 方便地建立起二者之间的链接 , 使学生清晰地把握教学资源与课堂教学内容之间的关系 , 从 而在课外可以有效地利用好这些教学资源, 更好地掌握课堂 内容 , 并进行拓展学习 ∃ 二 员活开设实脸课 实验课是让学生真正掌握和消化课堂必不可少的环节 , 通过实验课的设置我们还可以培养学生的实际编程实践的能 力 , 通过严格的实验报告要求还可以培养学生规范的文档组 织和写作能力 , 以及对实验结果的总结分析能力 ∃ 本课程十分注重实验课程环节 , 教学网平台为此提供了 更加灵活的组织方式 ∃以开设的实验 �隐蔽存储通道场 景编程实践 � 为例 , 一方面 , 要让学生熟悉安胜安全操作系 统基本安全机制和操作 # 清楚隐蔽存储通道的工作原理, 另 一方面 , 要让学生实践 L in ux 环境下的C 程序编程 , 在安胜 0 5 实际环境中编写隐蔽存储通道的发送程序和接收程序 , 并实际运行和测试 ∃通过在教学网平台中设置 �实验要求 � 栏目, 可以提供 �可选隐蔽通道场景一览表 (参考)(( 来描述 安胜 0 5 中多个己标识隐蔽通道的工作原理, 并设置 �样例 程序 � (如果做成教学网支持的 Fl as h 或劝deo 模式 , 效果会 更加理想) 帮助学生尽快入手 ∃这种模式, 不仅让学生尝到 实践成功的快乐 , 更重要的是给学生们留下了许多自由发挥 的空间 ∃实践结果表明, 很多学生不仅能够在实验课当堂完 成其中一个场景的编程, 而且增强了他们的信心, 对其他场 景的兴趣也随之提高, 大多数同学还利用课外时间完成了至 少三个场景的编程 , 其中还有一些同学完成了提供的所有场 景的编程实践 ∃教学网真正帮助实现了 �兴趣虚拟实验课 �∃ 三 准设友好的裸程项目交互平台 本课程设立了课程项目, 课程项目目标是: 在学生对操 作系统安全理论和技术具有一定了解的基础之上, 通过老师 指导选题 , 以学生们课外分组讨论 # 设计和实现的方式完成 一个实践性项目或研究性项目, 重点是培养学生中英文献检 索能力 #阅读和理解能力, 综合运用所学操作系统安全理论 # 技术与方法分析问题和解决问题的能力 , 以及对相关技术和 新技术的研究 # 分析 # 设计实践和创新的能力 ∃虽然是课外 完成为主 , 但老师将通过选题陈述 # 进度报告 # 实例演示和 结题陈述 # 提交课程项目技术报告等环节, 督促学生顺利组 织开展和完成项目任务∃ 利用教学网左侧菜单和文件夹 # 选项功能以及讨论区的 功能, 采用支架式学习的交互平台 , 使课程项目建设达到以 下目标: l) 通过设立 �课程项目 �栏, 及时发布课程项目目 标 # 涉及的方向 # 报告题材 # 注意事项和选题参考 , 其中选 题参考每次开课时都会根据近年的发展调整和更新, 为学生 们提供最新技术领域的跟踪 # 研究和实践方向: 2) 通过 �课 程项目讨论区 � 及其各小组项目版块的设立, 方便了师生及 时交流各项目组的组织管理 # 任务分工 # 研究内容 # 实践等 方面遇到的问题; 3) 通过在 �课程项目讨论区 �让各小组组 长定期提交大家的进度报告和参考文献, 一方面老师可以督 促学生的工作, 另一方面可以让学生们互相学习和共同进步; 4 )通过通知栏和讨论区帖子公示各小组项目进度排名 , 可以 促使学生们互相竞争 #借鉴 #调整和改进工作态度 #方法和 目标 ∃事实上 , 通过学生对一些前沿项目的研究和实践 , 可 以实现 �教学相长 �目标 ∃ 四 及时监I 和反该作业情况 课堂作业是反应学生对课堂知识的掌握程度 , 并考核学 生总结知识能力的一种有效方式; 实验报告是反应学生对实 验目的 #实验内容和实验结果的理解 #实践和分析能力的一 种有效方式: 课程项目进度报告是反应学生组织管理 #分工 合作 #研究能力和实践能力的一种有效方式 ∃本课程为了有 效监管学生对课程内容相关知识的学习能力 #实践能力 #研 究能力和创新能力 , 布置了作业 # 实验报告和进度报告等任 务∃采用北大教学网对这些作业进行监管和反馈 , 例如: 通 过教学网的日期限制功能监管学生提交作业时间, 通过通知 栏和讨论区功能及时反馈学生提交作业完成情况 #及时鼓励 优秀学生和指出不足之处, 有效地促进了学生对待作业的态 度 , 并鼓励了学生之间的竞争意识 , 真正发掘了一些优秀的 学生, 使老师可以针对性更强地培养和激发学生们的研究和 探索积极性 ∃ 五 广泛拓展学生知识结构 广泛拓展学生知识结构,是研究生培养的重要目标之一 ∃ 为此 , 本课程采取了一些有效方法∃首先, 课堂因学时所限 仅能介绍核心技术, 为了让大家更加深入掌握相关技术 , 通 过课外分组讨论教学网上指定的 �专题 �方式和提供 �课后 思考题 � 的方式, 充分调动学生课外拓展学习的主动性 , 锻 炼大家自主分析问题 # 解决问题的能力∃再者, 除了课堂讲 授操作系统安全知识体系以外 , 本课程还额外抽出课时请来 相关领域专家补充课程内容, 介绍相关领域的前沿技术和研 究方向∃例如, 聘请中科院信息安全国家重点实验室的两位 资深研究人员分别对数据库安全和可信计算技术进行专题讲 解 , �专题 PPT �通过教学网共享给大家∃最后 , 利用教学网, 在课程项目实施过程中, 通过一些 � 前沿方向 �, 引导学生自 主拓展感兴趣的新领域; 通过在教学网中公开发布各组进度 报告 # 研究报告和他们认为有价值的参考文献 , 使得班级里 所有同学可以互相分享各自成果∃优秀的课程项目参考文献 和研究报告将吸收为本课程教学网资源, 为下一届学生借鉴 和学习∃ 六 结束语 为了实行 �教学 # 科研 # 实践 �互动的原则 , �操作系统 (下转第 26 页) 及的今天 , 课堂教学还要有板书, 教案编制中必须设计板书 ∃ 板书仍是教案的重要组成部分 , 是教师进行教学活动不可缺 少的手段 ∃对于板书的设计, 通常认为: 要有明确的目的性 , 清晰的条理性; 要画龙点睛 , 突出重点; 要言简意赅 , 使人 一目了然; 要注意启发性 , 引导学生质疑问题 ∃ 9 枪侧 教学设计理论重视教学评价 ∃教学评价是指按照一定的 , 运用科学可行的方法所进行的价值判断的过程 , 既包 括对教学过程的评价, 也包括对教学效果的评价; 既包括对 教师教的评价 , 也包括对学生学的评价 ∃教学评价常常渗透 在教学的各个环节当中, 检测评价是指在教学中和教学后所 实施的评价 ∃评价的目的是测评教学效果 , 查找教师在教学 中做的好的方面和存在的不足 , 查找学生在学习中取得的进 步和存在的问题 ∃ 教学评价的方法很多, 常用的方法有: 进行课堂练习 # 布置课后作业 # 展开课堂调查 # 进行课中或课后测验和考试 # 进行自我评价或者同伴评价等 ∃检测评价的设计可从这些方 法中进行选择 , 突出适当性∃ 10 教学反思 教学反思是一种有益的思维和再学习活动 , 教师可以通 过教学反思不断地丰富和完善自我 ∃著名教育家叶澜说过: �一个教师写一辈子教案不一定成为名师 , 如果一个教师写 三年反思可能成为名师 ∃ �可见 , 教学不能没有反思 , 没有 反思的教学就不可能具有创造性 ∃因此 , 教学反思在当今也 是必要的和必须的 ∃ 教学反思主要是指教师以自己的教学活动过程为思考对 象, 对自己所做出的某种教学行为 #决策以及由此所产生的 结果进行审视和分析的活动 ∃教学反思的内容可从四个方面 考虑: 一 , 记录课堂教学中好的做法 ∃任何一堂课的教学过 程都有精彩和闪光的地方 , 无论是良好的内容组织 #恰当的 教学方式方法 #合理的媒体辅助等等 , 凡是能很好调动学生 的学习积极性 #激发学生的学习兴趣 #提升课堂教学质量的 做法, 都可以在教学之后 , 认真详细地记录下来 , 供以后在 教学中参考和运用 ∃二 , 记录课堂教学中认为不成功或者有 所失败的地方 ∃不管一堂课有多么的成功 , 难免会有疏漏或 者有待改进的地方 ∃因此 , 授课后可及时对课堂教学进行回 顾 #梳理, 查找课堂教学中是否存在些问题 , 若有问题 , 认 真剖析问题产生的原因, 找到解决问题的方法, 把这些也认 真详细地记录下来 , 使之成为以后教学的教训 ∃三 , 记录教 学中瞬间的灵感 ∃课堂教学的过程 , 是教师的教与学生的学 之间相互交流的过程 , 在交流过程中 , 教师和学生的思维常 常是非常活跃的 , 教师会产生瞬间灵感 , 这些灵感会迫使教 师临时改变一下教学的策略, 来灵活地驾驭课堂教学; 学生 也会产生瞬间灵感, 这些灵感会使学生在与教师交流的过程 表达出来, 教师也能从中得到启发 ∃教学中瞬间的灵感记录 , 为以后的教学能够积累好的做法 ∃四, 进行再教设计 ∃一个 课堂教学设计 , 无论在教学前按照自己的思路设计得多么细 致和完善 , 教学实践后 , 往往会有新的想法或者做法 , 根据 这些新想法或者新做法 , 及时进行再教设计 , 使课堂教学设 计不断得到创新 ∃ 基于教学设计思想的教案编制十要素 , 是集传统教案和 教学设计理论各自的优势而确定的∃在运用教学设计思想编 制教案的过程中 , 不一定非要将这十个要素方面的内容一五 一十地写出来, 在许多情况下 , 熟悉了这些要素和过程 , 可 以采用更灵活 #更务实的方式进行教案编制 ∃ 今考文献 !l] 南国农.信息化教育概论 !M ].北京:高等教育出版社,2005 . [2 ] 盛群力.教学设计凹 .北京:高等教育出版社,2006 . [s] 张筱兰.信息技术与课程整合的理论和实践[M ].北京:民族 出版社,2004 ) 收稿日期: 2010年 3 月 9 日 编辑: 小禾 (上接第 33 页) 安全 �课程在保证学生学好课堂知识的同时, 通过北大教学 网提供的丰富功能和友好平台, 对共享资源 # 实验 # 项目和 拓展知识等多个环节的教学模式进行了探索和实践 , 为老师 和学生开拓新的教学思路和教学模式提供了空间, 更好地培 养了学生的学习能力 # 研究能力 # 实践能力和创新能力 , 避 免了停留在抽象 # 枯燥理论层面的单纯课堂教学模式上∃ 今考文做 [l] 卿斯汉,刘文清 ,温红子.操作系统安全 %M ],北京:清华大学 出版社,2004 ) [2 ] 李文新.加强基础,提供平台,营造氛围,全方位培养创新能 力明.计算机教育,2008,(l):20一22 ) [3] 柳翔.嵌入式软件工程人才培养模式的探索与实践[J] .计 算机教育,2005,(11):71一74 ) [4 ] 沈晴霓,卿斯汉.操作系统安全课程建设与多模式教学方 法研究[J].计算机教育,2008, 18:115一 117 ) 收稿日期: 2010 年 3 月 11 日 编辑: 小禾