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文档简介
信用卡“预借”成本知多少摘要:本文根据多年的教学实践,探讨了教学内容的选择和组织、实验教学组织和自主实验设计等。 关键词本文来自:计算机毕业网 :多层次教学;密码学;课外项目设计 互联网已经深入我们的生活和工作。在我们充分体验信息共享带来的便捷的同时,网络也暴露出了不少的安全问题。鉴于密码学是信息安全的有力技术保障,在校大学生们对揭开密码学的神秘面纱表现出了极大的热情。每年的密码学公选课成了许多学生选报的热门课程。除此以外,研究生的选修课密码学基础也是修课人数较多的课程,学院内的本专科学生大多会选修信息安全(其中密码学是重要模块)。还有软件学院的特色:自主实验中设计的密码学相关实验有大量小组报名。针对展开多层次的密码学教学已经成为适应日益壮大的需求,为广大学生服务,成为密码学教学急需解决的问题。本文主要依据实践,探讨了密码学多层次教学目标的设定和教学方法的组织,并给出了实践结果分析。 1 多层次教学模式随着我国信息安全专业的开设,密码学教学逐渐铺开,但总体来说它还处于起步阶段。从教材建设、实验课程等方面还在逐步成熟、推进过程中。密码学课程是一门理论性较强的课程,对初学者来说有一定难度。传统的教学中,往往偏重于理论教学,但实际上,这也是一门强调实践的课程。一般的密码教材以密码算法和协议原理为主,往往忽略了密码分析等实践环节,这也主要是密码学的相关实践有一定难度。 这样往往导致典型的填鸭式的密码学教学,学生被动的学习枯燥艰深的理论,进而遏制了学生学习密码学的热情。即便他们完成了课程的学习,面对实际安全相关项目,仍会感到束手无策,不知如有应用学到的知识,把抽象的理论转化为实用技术。 鉴于已经有来自不同学院的低年级学生选修了密码学基础,还有本院的专业选修等,我们更加需要考虑到他们不同的基础和对密码学的不同需求。显然多层次教学是我们较理想的应对法则。我们努力把课堂教学和课外实践有机结合起来,并根据不同层面提供形式多样的实践内容。实践中我们有意侧重于实验部分,引导学生的完成实验和项目。实践得到了很好的效果,学生满意率较高。 2 我校密码学多层次教学现状 浙江工业大学的密码学教学从 2002 年开设了计算机专业的研究生选修课“密码学基础”开始。2004 年开始,面向计算机专业的学生开设了“信息安全”专业选修课(其中密码学是最重要的模块之一),然后延伸到专科。2005 年我校在面向全校的公选课中开设了“密码学基础” ,目前该课程每学期开设,影响逐渐增强。2006 年软件学院面向全院学生倡导创新学分、鼓励学生自主实验。我们在其中发布了十多个密码学相关的自主实验选题,有三十多组参与其中,学生急需补充密码学相关知识。显然,目前我校目前已经形成了密码学教学中的广泛的、层次差异较大的需求。 “因材施教”对于成功地开展多层次教学至关重要。首先,我们要依据不同的需求,为各层次的学生制定合适的教学目标。对于研究生,我们重点关注他们在密码学领域的自学能力、分析和研究能力的培养。对本科生,我们在介绍基本理论和概念之余,提供更多的密码分析的训练和实验结果分析。对于计算机应用大专层面的学生,重点在密码学相关概念入门和工具的使用能力培养。 3 密码学多层次教学实践 基于上述认识,我们设计了多层次密码学教学的教学内容和考核机制,并提供了多个密码学相关小项目,供学生课余练习、提高。这有助于更好的辅助课堂教学,提升教学质量。 3.1 教学内容设计 在我们的教学实践中,针对不同层次,选择并合理组织教学内容是首要环节。之后我们开发了相应的多媒体课件来更好地辅助学生理解密码理论。 3.1.1 工具使用层面 对于计算机相关专业专科和非计算机专业本科生,我们认为教学的重点是掌握密码学基本概念和经典算法,要求他们能借助工具软件完成基于经典算法的加解密。我们为此在教学中重点引入了诸如RSATool、DSATool、AESTool 和 CrypTool 等著名工具,它们实现了 RSA、DSA 和 AES等经典加解密算法和签名算法。对于古典加解密算法,我们利用 CAP 软件便于学生操作,鼓励学生分析明文和密文。这些工具大多提供了较好的交互性和可视化界面,甚至还提供了 Diffie-Hellman 协议等的可视化,为教学提供了很好的范例。 3.1.2 算法实现和分析层面 对于公选课堂,绝大多数学生是文理科的一年级新生,没有足够的数学基础(如:线性代数、数论等) 。对于他们来说,理解现代密码理论有较大困难,但他们大多具有强烈的好奇心和良好的综合素质。我们考虑在教学中调整古典密码和现代密码的教学比例,大致为 4:1,以密码学算法设计思想为主线,引导学生分析、逐步掌握破解古典算法密文的技术。我们鼓励理科学生编程实现、分析古典密码算法。我们发现“经典密码学与现代密码学”是这一层面合适的教材。该书以 Alice 和 Bob 直接为防止恶意第三方Eve 而不停选用不同的加密算法以达到秘密通信的目的为主线展开,趣味性强,对相关的算法叙述清楚,提供加解密工具软件 CAP,可操作性强,难能可贵的是对破解思路介绍得很细致。学生可以边看书边印证。除此以外,我们还提供了多媒体课件、实验和操作演示等来帮助学生掌握 CAP 和 Cryptool 等工具软件的使用,并进行密码分析、古典密码密文破解的工作。密码史中的奇人轶事、趣事、古典密码的产生背景、破解线索和得到附加分的激励等穿插在课堂中,课堂师生互动良好。启发式教学和激励促使学生踊跃地寻求问题的解决方案。 3.1.3 现代密码热点追踪层面 作为计算机应用与软件专业研究生的专业选修课,我们在课内主要向学生阐述当代密码学的主要思想和应用领域,为学生今后的项目实践提供理论指导。建议我们对这一层面的学生,注重密码算法和协议内容,因而有密码学圣经之称的“应用密码学:协议、算法与 C 源程序”成为我们首选的教材。此外,还有“应用密码学手册” 、 “信息安全工程”等也是我们建议的重要参考书。为增强学生在密码学实践能力,我们要求选课的学生 35 人自由成组,阅读并整理OpenSSL、CrypTool 等开源软件的算法,或者利用 JAVA 类库等开发密码学应用等。同时,阅读一定量的近期文献也是学生的必要任务。我们指定的范围是:LNCS 系列、专业杂志(如:Advances in Cryptology, Journal of Cryptology,International Journal of Information Security 和 Designs, Codes and Cryptography 等)以及知名的密码学国际会议(密码学亚洲会议、欧洲会议和美国会议等)。学生也可以选择部分国内一级刊物或硕、博士学位论文库中相关文献。 各层次教学内容设计中,我们特别考虑到了层次间的衔接。鉴于学生可能有机会选修上述多个层次,我们在教学内容设计中特别注意了层次的衔接,减少重叠的可能。比如在工具使用层面,强调应用,只阐述密码学中最基础的概念和原理。算法实现和分析层面的教学中注重密码史的介绍,从古典密码发展中帮学生把握密码学发展的历程,以古典密码为主,学习密码分析,对现代密码只作简单的算法介绍。而到了研究生阶段,主要着眼于现代密码理论热点和前沿介绍,以及基于类库和开源软件的安全项目的快速开发。这样,学生参与了多个层面的密码学课程后,并不会感到简单重复,能更全面地把握这门课程,掌握实践技能和理论。 3.2 考核机制设计 由于密码学作为课程,具有理论性较强、模块化、概念、新思想多、分析困难等鲜明的特性,因而常规的闭卷考试所侧重的概念识记、理解、掌握和计算等不适合作为密码学课程的考核方式。根据我们的教学经验,对各层次的密码学教学我们设计了针对性的开放式考核机制。我们的考核机制旨在把学生从枯燥、散杂的概念识记中脱离出来,更注重他们的实践能力和解决实际问题的能力。这样的考试预计让学生减少学习压力,能比较轻松的通过;同时激励学生为兴趣和取得满意的成绩付出力所能及的努力。在这样的机制里,教师有更多的自由度选择模块化教学而不必泛泛地讲授所有的内容;而学生则可以根据兴趣和能力,有更多的自主学习的选择,如自选实验难度和侧重点等。我们重视实验质量,把实验报告作为学生成绩评价的重要部分。我们给出了实验报告的统一模板。要求学生报告必须能清楚地描述实验过程和实验结果,并给出合理的解释,如实验结果不理想也应尽可能分析出错可能和改进方向等。写实验报告有助于学生深入理解相关原理,培养基本的研究能力。因而,我们把实验报告或小论文作为信息安全大专层面和选修密码学的研究生的主要考核依据。 公共选修课与专业选修课有较大差别,因而在考核方式上也有一定变化。鉴于在密码学公选课授课过程中强调动手实践,但课内时间不足以完成密码分析等类似比较费时的实验,学生需要在课外自主学习并完成实验。我们把考核分成 3 部分:平时成绩(主要考察到课率或小作业) ,课堂挑战的附加分和开放式上机实验考试成绩。其中附加分主要用于奖励完成课堂挑战题的学生。教师结合教学内容,选择部分有趣的加解密方法、算法分析等作为课堂挑战习题,激发学生兴趣。这部分习题学生可以根据兴趣、难度决定是否参与。 期末考试是其中最重要的部分,也是我们精心设计的部分。这是一份开放式的电子考卷,内容集中于经典算法的加密解密。考试时学生只需选做其中的部分内容即可。所谓开放性主要指考试的样卷内容会在考前一周公布。我们这么做是基于密码分析的特点即使是最简单的古典密码分析,成功有较大的偶然性,往往需要数小时、甚至数天完成如果局限于两小时考试时间不能较完整地体现学生的实际水平。根据我们的教学内容,一周时间能保证学生有足够的时间熟悉并完成有关试题。除此以外,我们的试题内容也是对学生开放的。摘要:本文从“计算机网络”的教学现状出发,结合自身的教学实践,提出了“虚与实”相结合的教学模式,并加以实践。该教学模式可推广到相关计算机专业课程教学上。 关键词本文来自:计算机毕业网 :计算机网络;教学实践;虚与实 中国分类号:G642.42 1 前言 近年来网络技术发展非常迅猛,网络技术的应用几乎已经深透到各个行业。对于一位计算机专业的学生来说,网络技术掌握如何,毕业后能否很快适应社会的需求来说是很重要的1。但一方面是 IT 技术人才的匮乏,另一方面是计算机专业毕业生由于缺乏计算机技术应用的实际技能和创新能力而就业困难的尴尬局面。虽然造成这尴尬局面的原因是多方面的,但其中主要原因是计算机专业教学模式受到传统教学思想的影响和支配2。为此,在各大高校扩招与现有师资力量的情况下,教师兼顾繁重教学任务和科研的同时,如何提高“计算机网络”课程的教学质量成为一个热点问题,有的专家/教师提出了改进/ 改革的建议或方案例如案例教学法3,理论课与实验课分开法 4。 然而,这些改革/改进,虽然在教学或某种特定的简陋环境下,能够收到一定的成效,但是不能满足现在科技快速发展和社会对人才需求的要求。因此,为了提高教学质量,帮助学生更好的理解和掌握“计算机网络”这门重要课程,本文提出了“虚与实”相结合的教学模式,并基于我院软件工程专业的学生进行了实践。 2“计算机网络”教学现状剖析 “计算机网络”课程现在大都还是在采用传统的教学模式,主要是以课堂教学为主、上机实习为辅,以教师教授,学生听讲为主,忽视了学生的实践能力以及学习主动性的培养,不少学生对课堂讲授的知识只是一知半解,造成理论知识与实际应用的脱节5。主要表现为: (1) 教学内容缺乏重点,知识不能更新同步。对 TCP/IP 或 OSI/RM模型的每一层相关协议根本就没有从应用的角度去让学生理解,也没有加入时下最为流行的网络技术,整个教学过程枯燥乏味。 (2) 实验内容陈旧,缺乏系统性和可行性6,7。 “计算机网络”所需的实验环境必须要独立的计算机,相关的组网设备,还要能够和其他网络互连的设备和工具。 (3) 只重视实验条件的改革,忽视与实验条件配套的教学方法的改进与创新,教学方法与手段单一8,9。老师是课堂上的主角,缺少师生互动,难以激发学生的激情,加之理论抽象,学生会渐渐失去学习的兴趣,会造成沉闷的课堂氛围,教学效果自然不理想。 (4) 实验教学跟不上,甚至实验与教学分离,实践活动缺乏。只有经过实际的动手实验和实践,才能加深对网络理论的理解,掌握有关网络技术,提高动手能力。 (5) 教学与专业结合不够紧密。由于现在一些高校所开设的计算机课程与专业结合不够密切,因而在学生中产生了两种极端分化的情况:一部分学生认为计算机课程太简单,只需要死记硬背命令和程序就足够了;另一部分学生热衷于各种应用软件,在上机实习操作中,只求数量而不求质量地接触各种软件,结果学生的计算机应用能力受到影响,不利于人才的培养。 2“计算机网络”中虚与实相结合的教学模式 2.1 虚与实相结合的教学模式 如图 1 所示,所谓的“虚” ,不仅针对“理论知识”是虚的,要利用通俗简洁的语言进行描绘,而且包含了利用虚拟软件对相关知识的虚拟,特别是对于无法可视化的层面进行描述。所谓的“实” ,一方面指的是教学过程中要理论与“实践”相结合,安排好学生进行相应的实验,帮助学生对理论知识的理解;另一方面是讲课的过程中,尽量能结合实际的例子进行分析和讲解,避免太过理论化,从而产生“空洞”的感觉,让学生能够“学以致用” 。 “虚与实”相结合的教学模式,注重的就是让理论知识如何和实际应用之间的互动和转化,重视培养学生的自学能力,发展创造性思维,开发学生智力,为终身学习奠定基础。当然,对教师的业务素质也提高了,不仅需要具备专业的理论知识,而且还需要有一定的实战经验。整个教学过程多样化,结合书本的理论与案例,辅助实验及课题研究、企业论坛、实训,让学生能够用理论知识指导实践,在实践中能对理论知识进行消化、吸收,甚至升华。 图 1 虚与实相结合的教学模式 “虚与实”相结合的教学模式与其它教学模式的最大差别是它从层次性、有效性、整体性对整个教学过程进行了改进/改革。整个教学过程是一个动态的过程,注重与实际相适应,微调和反馈,也是一个“师生互动”交流的平台。 2.2“计算机网络”课程中虚与实相结合教学模式的研究 在“计算机网络”课程中应用“虚与实”相结合的教学模式,为提高教学效果,首先要高度重视教学资源建设,构建具有动态交互功能的资源丰富的网络学习平台。同时做到如下几个方面: (1) 精选教材与编写讲义相结合,教学手段多样化、现代化。 “虚”可以认为是记忆方法, “实”是实际内容。采用多媒体教学与网络化教学相结合的手段,将枯燥难懂的理论形象化、生动化。 (2) 重视每一次实验课。最好是根据相应的知识辅助练习。形式多样化,可采取观摩、硬件试验、网络规划设计、上机操作、软件编程等形式。(3) 结合真实案例进行讲解和实验,注重兴趣的培养。教师结合实验课题进行教学,开展学生之间的互助式学习,将学生分成若干小组进行设计,使组内学生互相帮助,协助配合,共同完成教学要求。 (4) 虚拟实验。对于比较难以理解的,特别是物理上无法直接可视化的知识,可以利用相关的虚拟工具,例如 NS2,OpNet 等进行虚拟仿真。 (5) 教师要解放思想,提高自身的业务素质。教学活动是一个动态的过程,不是墨守成规或者静止的,可以根据不同专业,不同基础的学生进行有的放矢。可利用网络平台与学生多互动,同时,可以对于比较优秀的学生,加入到教师平时相关的课题科研中,让学生能够亲身体验负责和完成某个实验的过程。 3“虚与实”相结合教学模式在“计算机网络”课程中的实践 基于“虚与实”相结合的教学模式,应用在我院“软件工程”专业“计算机网络”的教学中,不仅掌握和收集了丰富的教学资源,而且重点改进以下几个方面。 3.1 理论知识的通俗化,鼓励学生考证所使用的教材是电子工业出版社的计算机网络(第四版,谢希仁编著)。授课过程中以“TCP/IP”为主线,以主流的局域网以太网、主流的广域网 Internet 为重点,结合计算机网络的主要应用和未来发展方向来讲解。对整个网络模型结合书本内容进行了概括(如图 2 所示)。通过动画和视频演示分组丢失和延迟、数据报网络、虚电路网络、CSMA/CD 协议、DNS 等较为复杂和抽象的概念、协议。为了使得学生对知识不会感到太过抽象,对理论知识点的描述通俗化。例如在讲述 OSI/RM 模型时,模型概括为一句话(如图 3 所示),不仅讲述清楚层与层之间的关系,而且让学生方便于记忆。 图 3 OSI/RM 七层协议的通俗记忆图 同时,学校培养学生的最终目的就是要面向社会就业。为此,对于学习能力比较强的同学,建议其参加一些对网络产品和网络技术的职业认证考试,如 Microsoft、Cisco、华为 3Com 的网络工程师认证,此类考试除了要求考生掌握基本的网络理论外,主要是针对特定产品的使用,从而拓宽学生的就业渠道和打造就业的核心竞争力。 3.2 重视实验课 针对实验教材相对缺乏且内容太旧的情况,自编了实验手册。实验内容与课本知识同步,包括:网络协议与分析、路由器配置、广域网实验等 5 个必做实验和 8 个选做实验。学生以小组(47 人/组)的形式做实验。例如让学生利用 Sniffer 对网络协议进行分析(如图 4 所示 )。同时,针对该专业的特点,所布置的实验与其专业相关,或者与其所学的其它学科内容嵌套或融合,形成一个完整的实验“一站式实验” 。例如结合“软件工程”专业和其“可视化程序设计”课程,让学生基于应用层,开发一个“FTP 编译器 ”,分析如何进行用户及密码验证。 3.3 利用虚拟实验辅助教学实验鉴于很多实验设备很难人手一份,且避免因操作不当而损坏物理实验设备,利用Sniffer、 NS2、 Netsim 等虚拟工具进行辅助实验,使用这些软件可以建立虚拟网络实验室,可以充分拓展实际网络实验室的内涵和外延,使学生深刻理解抽象的理论知识,克服时间和空间的限制,节省投资,升级方便,使学生能够跟上网络设备更新换代的速度,掌握最新的技术。例如,为了做好路由的实际实验,先让学生基于“Cisco”的 CCNP 软件进行了仿真。再到实际的环境中进行“硬件”和“软件”的设置,并利用 Sniffer 捕获数据包,最后进行分析和相应的探讨。针对学院“无线传感器网络实验室” ,拥有 80 个节点,但是不可能让学生直接在物理设备上进行尝试,为此,基于 NS2 对网络路由协议设计、实现和仿真,最后将程序烧录到物理设备上。如图 57,针对洪泛协议,进行了分析和设计,利用NS2 进行了实现,并基于 nam 工具进行动态模拟。 图 7 基于 nam 的模拟 3.4 实例教学,并让学生到企业中实训 为了让学生掌握知识的同时,能够对知识运用,最直接的方法就是结合实例进行讲解。针对“计算机网络”课程,收集了 20 多个不同的实际案例有企业的、有校园的、有政府部门的。不仅设计书齐全,而且从招标书开始到物理的布置图都完整(如图 8 所示) 。授课过程,学生如做实际工程项目一样。为了激发学生的思考,经常让大家基于实际问题进行讨论,例如针对我校的校园网,扩招后解决 IP 不足等实际问题进行了探讨和设计。 在大四阶段,安排学生到“成都某实训基地”参加实训,接受企业管理模式的洗礼,让学生把所学的知识应用到实际工作中去,并在实际操作中提高,升华;巩摘要:本文介绍了数字与网络出版实践平台上的实践教学改革,讨论了如何构建向学生开放的数字与网络出版实践平台,培养学生在全新的出版概念下自觉融入出版流程的管理、制作等各个环节。 关键词本文来自:计算机毕业网 :数字与网络出版;实践平台;信息化 1 引言 数字与网络出版是随着计算机和网络而发展起来的,它在出版形态、出版流程、销售模式、市场营销等诸多方面都不同于传统出版。数字与网络出版是指以数字内容为流通介质,以互联网为流通渠道,以网上支付为主要交易手段的出版和发行方式。其中由著作权人、数字出版商、技术提供商、网络传播者及读者构成了数字与网络出版产业链的主体。本文将探讨如何以教学改革为切入点,构建向学生开放的数字与网络出版实践平台,培养学生在全新的数字与网络出版概念下自觉融入出版流程的管理、制作等各个环节,并在实践中提高解决实际问题的能力。 2 数字与网络出版 数字与网络出版是一个全方位的数字化过程,包括三个领域。首先是流程和工艺的数字化,对于出版社来说,全流程的数字化应该从其管理内部的信息化做起。其次是信息介质的改变,新兴媒体和新的出版物形态层出不穷。最后是流通领域的革命,它将数字化的作品在网上发表和销售。 实现出版社在编辑、印制、发行三个环节的信息化管理是数字与网络出版的基础。以互联网为依托,建立起出版物选题策划系统,远程三审系统、分布式协同采编系统、稿件发布系统、成本管理系统和网上销售系统,可一改传统出版业繁冗复杂的流程。 数字与网络出版是传统出版业在内容和形式上的延伸和扩展,不仅丰富了出版物的内容和形式,也改变了传统出版物的生产方式和消费理念。光介质媒体是以光盘为代表的数字媒体出版形式。网络媒体是包括了网络期刊、网络报纸、网络游戏在内的新型出版形式。手机移动出版终端媒体是通信技术对出版业的渗透,可阅读电子书和数字报纸的手机出现,使手机成为集电话、E-Book、广播影视等为一体的出版物存储、阅读设备。 数字与网络出版是将数字化的资源以不同媒体形式出版和发布,因此内容资源的数字化和数字内容的管理也是数字与网络出版非常重要的一部份。包括内容的采集、编辑、创意、分类、存贮、挖掘、发布、版权管理、交易等。同时还要在对资源深度加工的基础上,使数字内容由数据变成知识,满足人们的个性化需要。利用内容管理系统构建按需印刷、网上学习平台、工具书在线等多种形式的服务。 3 特色课程设置 国家新闻出版总署副署长、国家版权局副局长阎晓宏先生在提到当前我国数字出版业的问题时说,掌握数字出版技术的人才和管理人才奇缺,困扰着数字化进程的提速。 正是为了满足社会对数字出版人才的需求,我校近年在信息与计算机相关专业开设了“数字与网络出版”课程,课程内容涵盖了数字出版的相关概念和相关技术。其中主要介绍数字出版的基础知识、数字出版物的类型与分类特点、数字出版物的设计与制作、网络出版与网站设计、信息资源存储、网络资源搜索、网上书店与数字图书馆。设置该课程的目的是使学生了解数字出版技术和数字出版流程;熟悉数字出版物的制作环节;掌握多媒体电子出版物的制作过程和网站的设计方法。在该课程的实践环节中,要求学生自选题目和内容,分组或独立完成网站的设计与制作或多媒体电子出版物的设计与制作。 4 数字与网络出版实践教学的新思路 “数字与网络出版”课程的实践环节应是培养学生运用多学科知识的意识和能力。数字与网络出版实践中的项目不应是单一学科的项目,它既要求高新技术的难度,又要求文化艺术的创意;既要求思想的创新,又要求有市场的前景;既有计算机、多媒体、网络等方面的技术,又要有编辑、出版、制作、管理等方面的知识。设计全方位的数字与网络出版流程解决方案,包括选题策划环节、编辑环节、制作环节、在线出版环节、出版辅助决策等内容的实践项目。构建向学生开放的数字与网络出版实习基地,形成学生参与实践创新的平台。 数字与网络出版实践教学的整体架构模型如图 1 所示。 4.1构建信息化管理流程 4.1.1 选题策划管理 构建从选题策划到选题审批的管理流程,模拟出版社信息化管理的三级审批模式。让学生在此环节中了解出版流程的源头是从选题策划报告书开始的,了解三级审批的过程。学习选题策划报告书的书写方式。 4.1.2 出版流程跟踪管理 按照数字出版物的制作环节,动态跟踪各出版物的制作进度。让学生在此环节中作为一个管理者能全面了解到各出版物的制作进度。 4.1.3 资源管理 构建数字信息资源库。把传统的图书内容变成数字内容,包括内容的采集、编辑、分类、存贮、检索,实现数字内容的管理,为构成理想的数字出版平台服务。学生在此环节中学习运用数据库技术、搜索引擎技术把图书内容变为数字内容;学习运用数据挖掘技术,使数字内容由数据变成知识。 4.1.4 出版辅助决策 在出版信息化管理的基础上,构建适合决策支持系统的数据库仓库。让学生在此环节中了解到一般的企业信息管理系统(MIS)主要是支持日常的事务处理,所以它特别注意对原始资料收集、整理和组织。而决策支持系统(DSS)它对数据库的要求与 MIS 相比有本质上的不同。DSS使用数据的主要目的是支持决策,因此它对综合性数据或者经过预处理后的数据比较重视。要学生学会能从来自各种渠道的各种信息资源中取出数据,经过清理、整合,再按决策的需要重组,把它们转换成 DSS 要求的各种内部数据。学习运用数据处理工具进行决策分析,最后能以多种形式将决策的意见呈现给用户。 4.2 构建校园内的数字出版平台 数字出版主要以电子书(E-book) 、网络学习平台、工具书在线、期刊在线出版、手机阅读等多种模式开展数字出版业务。随着载体的变化,将来还会出现更多形态的数字出版物。构建校园内的数字出版平台,是为了让学生将自己在实践课程中创作的数字出版物作品发布到数字出版平台上,供大家相互学习和交流。在数字出版平台上,我们还需要设计一些新的实践项目。 4.2.1 复合出版 若将传统的出版物推送到数字出版平台上来,即把同一个内容资源以多种形式出版和发布,就必须经过多次编辑加工。复合出版技术是经过一次编辑加工,出版内容就可以多次出版和发布的出版服务平台。在数字化出版进程中,出版社最关心的就是把同一内容资源以多种形式出版,为了设计出有实际意义的实践项目,我们与北京科学与艺术电子出版社合作,设计出复合出版相关的实践项目,让学生在项目中得到锻炼。 4.2.2 校园期刊在线 出版与网络的结合催生出各种网络期刊和网络报纸。目前全国已有 150 多份报纸采用在线网页式及多媒体式数字报刊系统,为传统的报纸增加了网络版。网络报刊相对于传统的纸介报刊是一个既传承又独立的全新载体,新闻的快速更新,信息检索的方便快捷,不限区域的阅读空间,动画、视频、音频等多媒体信息的加入,使网络报刊更具可阅读性。 组织学生创办自己的网络报纸和期刊。从栏目确定、组稿、文字编辑、版式设计、多媒体素材创作等一系列工作都由学生在计算机和网络上协同完成。从而培养学生综合运用多学科知识的能力、协作能力和创新能力。 4.2.3 游戏开发 网络游戏、手机游戏已成为新兴的出版形态而被出版界所关注。我们确定一些有意义的游戏内容,如具有智力开发型的学习类游戏;具有民间传统风格的励志类游戏等,指导学生运用所学的编程工具和软件设计并开发游戏中各类元素和游戏规则。 4.2.4 数字版权保护 在数字化出版的进程中,网络提供了最佳的传播途径。但随之而来的却是肆意地复制和下载。为了保障内容提供者的利益,使数字内容不被篡改、盗版和非法使用,我们要在构建的校园数字出版平台上,通过发放许可证、身份验证、有偿服务等方式建立数字版权管理系统。使学生在运用所学知识完成数字版权管理的同时树立起保护知识产权的法律意识。 5 结论 我们希望能通过构建数字与网络出版实践平台,在该平台上设计开发的实践项目涵盖多门课程的知识,其中包括:网络技术、数据库技术、数据仓库技术、多媒体技术、信息安全技术和数字出版技术,打破原有为某门课程设计实践环节的方式。使学生能在一个数字与网络出版的模拟环境中,完成实践项目的设计与开发,全方位地参与到数字与网络出版的流程中。为培养学生的创新能力、综合运用知识的能力、协同工作的能力,探索出一条实践教学的新路。 参考文献 1 谢新洲. 数字出版技术M. 北京大学出版社,2002. 2 张立. 数字技术与数字出版EB. . 3 皮卓丁. 数字出版与跨媒体解决方案 EB. . 4 邹建华. 数字出版与版权保护 EB. . 作者介绍 何薇,教授,北京印刷学院计算机系,研究方向为数据库与数字出版技术。 通信地址:北京市大兴区 北京印刷学院 计算机科学系,102600 电话1 当今高校“双师型”IT 教师的需求及现状 11 双师要求与需求 随着高等教育的蓬勃发展,很大一部分高校,尤其是高职高专院校,都面临师资匮乏和教师专业技能亟待提高的问题。这一普遍性的问题制约了办学质量的提高,对学生就业能力的提升极为不利。对高职高专院校而言,这一矛盾尤为突出,因为实践能力弱的教师是很难胜任以就业为导向、以能力为本位、以企业实际需求之知识与技能为内容的实训式教学的,而实训教学又恰恰是这些学校最必不可少的内容。为了解决这一问题,有关部委大力强调“双师型”教师在高等职业教育中的重要性,并作出了一系列的部署安排。 那么,什么是“双师”呢?有各种各样的说法和规定,虽然不尽相同,但最起码都体现了一点,那就是要具备很好的实践能力。笔者根据查阅的相关文献,对“双师”标准大致归纳了一下。首先,教师应有相应教师职称,一般规定至少是讲师:其次,教师应有相应技术职称,一般规定至少是本专业中级职称;如无技术职称,教师满足相应条件亦可申请“双师” ,比较常见规定的有: (1)在企业第一线本专业实际工作经历超过一定年限,例如累计两年; (2)主持的应用技术研究其成果被企业使用,效益良好; (3)作为学校实习实训带队教师,带满规定的次数,且合作企业反映良好; (4) 参加指定的教师专业技能培训获得合格证书。 下面,我们来看看教育管理部门是如何要求高校“双师”教师的。在教育部制定的高职高专院校人才培养工作水平评估指标体系中,要求合格高职院校的专业基础课和专业课中双师素质教师比例达到 50,优秀高职院校的这个比例要达到 70以上。而据有关调查资料报告,我国高职院校中“双师型”教师占专任教师总数的比例仅为 27,距离教育部的要求相差甚远。具体到工 T 相关专业而言,由于 IT 知识更新快、应用性与实用性强、企业需求紧跟新技术的发展,对 IT 双师的要求更高,对 IT 双师的比例要求也更大,有的专业甚至要求达到 100的双师比例。 要将高校现有的教师迅速提升为具有双师素质的教师和引进大量师资作为高校兼职教师,显然不是一件容易的事情。 12 IT“双师”现状与瓶颈 IT 专业方向的课程有个明显的特点,不亲自动手、不直接实践实训,往往很难真正掌握。常言道“动一百次口不如动一次手” ,在 IT 教学中一个非常重要的环节就是动手实训,而且是面向企业化、项目式的实训,这个环节通常会占到整个教学过程 40以上的时间。这无疑对教师的实践能力提出了更高的要求。 那么,我们当前的 IT“双师”情况是怎样的呢?根据相关调研,笔者总结如下: (1)从数量上看,仍然有相当大的缺口:高校 IT“双师”比例仍然很低。 (2)从质量上看,也需要不断提高。目前已经有的 IT“双师” ,很多还不能真正满足不断变化的实训教学需求。 (3)从培养方式上看,系统性不够。比如常见的是通过寒暑假参加各种培训班,但目前这种短期的培训由于缺乏后续的跟进与提升平台,效果不是很好。 (4)从互动上看,同行“双师”间缺乏有效的交流平台。同行间真正的交流是 IT 人(包括 IT 教师在内)一个很重要的学习环节。 (5)从持续性来看,高校面临如何留住优秀 “双师”和不断培养新人的问题。由于“双师”人才需求有增无减,各类院校都会加入到这场“双师”的人才竞争中来,如何留住人才是一个问题。另外,从整体上讲,还面临如何全面、系统、批量地培养锻炼出一大批 IT“双师”的问题。 目前来看,在“双师”建设道路上,各方资源的衔接和融合度还不够,政府、社会、企业等在这方面的作用还有不少潜力可挖。13 IT“双师”建设途径 当前,各高校均在通过多种方式增加“双师”数量、提高“双师”质量。其中,比较普遍的有内培、引进和外聘。这些方式各有特点,通常采用多种方式相结合的办法。 内培:在统筹兼顾教学工作和“双师”培养的前提下,高校有目的、有计划、有针对性地对在职教师进行“双师”素质训练。从长远来看,这将是高校提高“双师”数量与质量主要途径。 引进:从校外引进一些既有实践经验又有扎实理论基础并具备一定教学能力的人员到学校任教,是对“双师型”师资的有效补充。由于各种限制,显然这种人才不可能引进太多。 外聘:从校外聘请优秀兼职教师可以改善师资结构,加强实践教学环节,为院校开设 IT 课程及教学提供更大灵活性。这种方式具有很大优越性,既没有“引进”的人数限制,也没有“内培”的人员和时间限制。但这种方式在实际操作过程中,高校实施起来却有一定难度。一是符合条件既有实际工作经验又具备教师素质的优秀教师本身较少,二是满足条件的教师其薪酬一般较高,大多数高校的现有工资制度很难突破。据笔者了解,由于示范性软件学院和示范性软件职业技术学院可以执行一些特殊政策,这类学校外聘教师工作一般都比较好。2 “双师型”IT 教师培养新模式探索 解决 IT“双师”的建设问题,首要的是如何培养问题。IT“双师”的培养有多种模式,其优缺点不一而足。本文将提出一种全新的 IT“双师”培养模式,供大家探讨。该培养模式力图通过行业、企业与高校的共同努力,实现高校 IT“双师”的批量培养。 21 背景 在介绍新模式之前,我们先对 IT“双师”培养需要解决的核心问题作一简要分析。作为IT“双师” ,其核心能力主要包括两个方面,一是教师素质,例如前文提到需要讲师以上职称,这个能力对于高校教师来说不成问题;第二个能力就是 IT 相关技术的能力,这正是高校教师亟需提高的。而获得相应技术能力一般需要经过两个过程:首先通过短时间的自学或接受培训获得相应技术轮廓,其次通过较长时间的实践消化所学知识直至掌握该技术。前一个过程很容易解决,高校每年都派出教师参加各类培训;难的是后者,经过短期培训后的教师很难有后续的实际锻炼机会。第二个过程应该更加重要,因为 IT 新技术大多实践性很强,需要更多的操练。这好比我们去学钢琴,如果只是上课的时候摸摸琴,课后没有大量的钢琴练习,显然是不可能学好弹琴的。 如何才能提供更多的锻炼机会给高校教师呢?一些有实力的高校通过与企业合作把教师派到企业实践或者承接一些实际项目来培养教师实践能力,而大多数高校都很难为教师提供这种锻炼环境,只有很少数的教师能通过自己的人脉或自学提高。 综合上述因素,笔者认为,要将大批高校教师培养为具有“双师”素质的优秀教师,单单依靠高校自身的努力是不够的,只有整合了行业、企业、高校乃至培训机构和培训师的力量,才有可能实现这一目标。而构建一个为社会培训师、企业工程师、高校教 师和企业、高校、社会培训机构的互动平台,并通过该平台系统地、有计划地具体组织实施高校师资培养活动,正是本文所述 IT“双师”培养新模式。这个平台就是中国软件行业协会 IT 教师俱乐部(ITTeachers Club,简称 17C)。 22 中国软件行业协会 IT 教师俱乐部 为进一步提升 IT 教育和培训机构的师资能力,每年系统地培养一批优秀 IT 实训教师,使软件人才培养机构能够更多更好的培养出大批软件人才,中国软件行业协会教育与培训委员会于 2006 年初成立中国软件行业协会 IT 教师俱乐部。 ITC 作为非赢利性机构,紧紧围绕 IT 实训师资源的整合与培养,并通过培养机制及实训师分级授权机制,提供和储备不同专业方向、不同级别层次的实训师。具体来说,ITC 主要有三方面的使命定位:(1)有效整合社会上分散的 IT 培训师;(2) 将具有教师潜力的 IT 工程师转换为 IT 实训师;(3)向高校提供“双师型”IT 教师培养和提升的平台。应当说,前两项是双师建设的基础,后一项是双师建设的具体体现;同时,通过 ITC 平台培养出来的优秀双师反过来也为前两项提供支持,注入新的活力。因此,这几项定位互为补充,并形成良性循环。 针对高校“双师”的培养和提升这一环节,ITC 专门拟定了一项系统而长期的计划IT“双师”培养“雨露计划” 。 23 IT 双师培养“雨露计划” 面对高校“双师型”IT 教师队伍建设的迫切要求,以 ITC 实训师资源为基础,2006 年底由中国软件行业协会牵头,通过全球最大的认证考试服务提供商普尔文(Prometric)公司,联合 Microsoft、Cisco、Sun、Oracle 等多家著名 IT 厂家提出了“IT 双师培养雨露计划”(简称“雨露计划 ”)。该计划核心是为高校教师指定专门的企业导师,以“师傅带徒弟”的方式有效推进高校 IT 双师的培养。通过 ITC 搭建教师与具有丰富实践经验的实训师的融合,在不影响教学工作的前提下,为高校 IT 各个方向、各个层次的教师提供培养、实习与提高的平台。 231 IT 双师培养的五环节 参加“雨露计划”训练的教师一般经过五个环节实现从“教师”到“双师”乃至“实训导师”的转变: 该计划的核心指导思想是通过为教师不断提供各种实践锻炼的机会,同时配合中国软件行业协会授权实训师证书,使得高校教师培养更有计划和针对性。为便于实际操作和培养面更广,对教师的实践锻炼主要采用两种形式:一是在专门的实训导师指导下,教师可以灵活地进行自我学习(类似于现在的钢琴家教,讲为辅练为主。教师上一小时的课,学生要练习一周);二是充分发挥教师这个岗位最大的特色,通过讲课来提升能力。俗话说得好“讲十遍不如练一遍” “跟别人学十遍不如自己讲一遍” 。 可以说, “雨露计划”的核心就是四个字“多练多讲” 。根据笔者多年培养教师的实践经验,多练多讲应该是最适合高校教师快速提高实践能力的手段。 232 集中训练注重综合能力培养 集中训练过程中,根据不同方向、不同层次的实训课特点,采用有针对性的讲授与实训相结合摘要:本文介绍的程序代码相似性检测技术可以帮助教师从学生作业集中快速找出彼此是否存在抄袭嫌疑,并能够对作业对的相似部分做出标记,给教师提供参考,以减轻教师人工判别的工作负担,从而提高工作效率。 关键词本文来自:计算机毕业网 :程序代码相似性检测技术;程序设计类课程;代码相似性检测系统;程序作业抄袭 程序设计类课程注重学生实际编程能力的培养。因此,在教学过程中更加强调实践,而不单单是程序设计语言本身。然而,上机作业中学生间的抄袭行为严重影响了教学效果。当一个程序被几个或者十几个同学抄袭,其中用点心的同学还会做一些修改变量名、增加注释等修改,很多学生直接拷贝交给教师。当学生数较多时,要发现抄袭行为,进而找出谁是原创,谁是抄袭,都比较困难,而且特别耗时费力。程序代码相似性检测技术能够对学生提交的作业进行检测,找出相似性较大的程序对,帮助教师在大量学生作业中找出存在抄袭嫌疑的作业对象,从而可以减轻教师的工作负担、提高工作效率。 1 程序代码相似性检测技术概述 Parker 和 Hamblen 于 1989 年将程序代码的抄袭定义为:一个程序通过将另一个程序的少量常规修改而来。比较常规的修改主要包括下以几个方面: 逐字逐句的拷贝 更改注释 增加空行或者改变书写格式 标识符重命名代码段重新排序 改变表达式中的操作数或者操作符的顺序 改变数据类型 增加无关语句或者变量 用等价的结构进行替代 检测抄袭就是检测一个程序是否通过对另一个程序的上述修改而来的。程序代码相似性检测技术能对程序集合中的每两个程序进行比对,找出一个程序对另一个程序经过上述修改而来的相似代码部分,得到描述程序相似程度的量化值(称作相似度 similarity),并且能够对两个程序的相似代码部分进行标注,帮助用户找出并判定抄袭的作业对象。 国外对程序代码相似性检测技术的研究比较早,检测方法主要有属性计数(Attribute counting)技术和结构度量(Structure metric)技术。属性计数技术先对程序进行特定特征的统计,如程序中的同一种操作数和同一种操作符的数量,程序中循环的数量、过程的数量等。然后将这些特征组成一个特征向量,两个程序的相似度用它们的特征向量的距离表达,如果这个距离很小,说明两个程序很相似。 结构度量技术先把程序转换成描述程序信息的标识(token),然后对每两个程序的标识进行比较运算,得出相似度。一般这个值越大,说明越相似。目前已开发了多种用于抄袭检测的系统,如 Jplag、MOSS、YAP 系列以及 SIM等,它们主要使用了结构度量技术,检测结果的错误率比较低,速度比较快,能够满足我们对程序抄袭检测的需要。 2 程序代码相似性检测技术在教学中的应用判定一个学生是否抄袭了他人的作业是件比较严肃的事情,不能简单的通过某种代码相似性检测系统(以下称为检测系统) 得出的相似度大小就判定抄袭与否,还要经过一系列的验证以确保判定结果的正确。这个判定过程经过下面四个阶段:收集(collection),分析 (analysis),确认 (confirmation),调查(investigation)。这四个过程如图 1 所示: 图 1 (1) 收集阶段:即收集要进行抄袭检测的作业,一般为同一题目的学生作业。可将学生提交的作业放在一个文件夹中等待检测系统的检测。(2) 分析阶段:可用某种检测系统实现自动检测,此时教师将收集好的学生作业提交给检测系统,经过检测系统的检测可以得出每对程序的相似度,并对每对程序的相似区域进行标注,以帮助教师做进一步的判断。 (3) 确认阶段:对检测系统得到的结果进行核查,看是否某对程序中所有的相似代码都被检测出来,以及被检测出相似的代码段是否属实。 (4) 调查阶段:最后在确定抄袭之前教师还要对初步判定抄袭的学生作业对象进行调查。调查可以分别向被怀疑同学询问关于程序设计作业的解题思路及过程,也可以询问其他同学或辅导老师关于被怀疑同学平时练习情况,尽量做到判定结果真实。 检测系统能够在老师提供的程序代码集合中计算出每对程序代码的相似度,并且对相似度大于某一阈值的程序对的每一部分相似代码段使用同一种颜色进行标注。通过查看相似度的大小可以帮助教师缩小核查范围,通过查看标注信息可以帮助教师确认系统给出的结果是否属实。所以,程序代码相似性检测系统在程序设计类课程作业抄袭检测过程中应用于分析与确认阶段。 3 应用程序代码相似性检测系统进行抄袭检测的过程 相似度是反映两对程序间相似情况的量化值,这个值越大说明越相似,Prechelt 认为相似度值在 05%区间的程序对可以认为不存在任何情况的抄袭,对于相似度为 100%的程序对几乎就可以判定为抄袭。但是对于相似度在 40%左右的程序对判定抄袭就不那么容易了,因为这个结果表明程序对只有部分相似。 在学生编写程序作业过程中有部分代码相似具有其合理性,主要原因在于: 学生在同一老师或同一教学环境的影响下有着相似的编程
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