基于工作過程的信息技術(shù)資源共享課程建設(shè)研究

李鋒

摘要：以建設(shè)省級資源共享課程“網(wǎng)絡(luò)攻防與安全”為例，對高職院校資源共享課程建設(shè)現(xiàn)狀、難點和不足進行專題分析，并提出相應(yīng)解決方案。課程基于企業(yè)真實、典型的工作任務(wù)，并結(jié)合多媒體和多種虛擬技術(shù)構(gòu)建立體化教學(xué)資源，并建立通用、統(tǒng)一的課程建設(shè)平臺，促進資源共享課程建設(shè)，加大課程受眾范圍和深度，充分發(fā)揮其示范作用和輻射作用。

關(guān)鍵詞：工作過程；精品資源共享課程；虛擬技術(shù)；虛擬實驗室

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）09-0160-05

精品資源共享課程建設(shè)意義

信息技術(shù)資源共享課程以其開放學(xué)習(xí)、資源共享、知識公益的理念特色和基于互聯(lián)網(wǎng)和多媒體信息技術(shù)的綜合應(yīng)用，逐漸成為國內(nèi)外教育發(fā)展和改革的趨勢。在高職院校中推動資源共享課程建設(shè)，建立統(tǒng)一開放資源共享平臺，充分運用多媒體和多種虛擬技術(shù)重構(gòu)立體化教學(xué)資源，擴大優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享范圍和深度，促進優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的合理利用與均衡發(fā)展，具有十分重要的理論價值和研究意義。

（一）有利于整合多方優(yōu)質(zhì)資源，發(fā)揮資源最大利用效益

在高職院校中加大資源共享課程建設(shè)，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源開放與共享機制，有利于整合多方優(yōu)質(zhì)資源，促進資源合理分配，發(fā)揮資源最大利用效益。高職院校教學(xué)資源分散性、孤立性和不規(guī)范性將直接影響到資源的使用效益。通過構(gòu)建統(tǒng)一的信息技術(shù)資源共享課程建設(shè)平臺，實現(xiàn)教學(xué)資源開放與共享機制，可以將不同高職院校、行業(yè)企業(yè)之間的優(yōu)質(zhì)資源進行合理化組織、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和規(guī)范化管理，通過云搜索和云共享技術(shù)擴大優(yōu)質(zhì)資源共享范圍和深度，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的有效聚集與廣泛共享，促進資源合理分配，提高高職院校資源的組織性、共享性和利用率。

（二）有利于促進校企合作

通過與企業(yè)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，共建資源共享課程，有利于加強校企雙向互動，促進校企合作，體現(xiàn)高職教育與企業(yè)需求的一致性。職業(yè)院校與行業(yè)企業(yè)之間由于缺乏溝通時間和渠道，行業(yè)高速技術(shù)革新難以及時準(zhǔn)確地反映到職業(yè)教學(xué)之中，很難實現(xiàn)職業(yè)教學(xué)與企業(yè)工作任務(wù)的匹配。通過與行業(yè)企業(yè)共建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，將企業(yè)真實、典型的工作任務(wù)融合于資源共享課程建設(shè)之中，可以消除職業(yè)教育與企業(yè)之間的隔閡與距離，實現(xiàn)職業(yè)教育人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求的無縫銜接。

（三）有利于消除學(xué)校之間觀念孤島、信息孤島、資源孤島和市場孤島效應(yīng)

在高職院校中加大資源共享課程建設(shè)，有利于消除學(xué)校之間觀念孤島、信息孤島、資源孤島和市場孤島效應(yīng)，縮小地區(qū)教學(xué)資源貧富差距，提升整體辦學(xué)實力。目前，各高職院校經(jīng)過教材建設(shè)、課程建設(shè)、教學(xué)資源庫建設(shè)等，都各自積淀了部分優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，但由于閉關(guān)自守和標(biāo)準(zhǔn)不一，在信息化網(wǎng)絡(luò)中反而成為資源信息孤島。通過推動資源共享課程建設(shè)，建立資源共享統(tǒng)一平臺，整合共享學(xué)校間優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，可以縮小地區(qū)間教學(xué)資源貧富差距，消除信息孤島效應(yīng)，提升高職院校整體辦學(xué)實力。

資源共享課程建設(shè)現(xiàn)狀和問題

我國資源共享課程建設(shè)大體經(jīng)歷兩個階段。第一階段：國家級精品課程建設(shè)。2003年啟動國家級精品課程建設(shè)，形成了國家級、?。ㄊ校┘墶⑿＜壢壘氛n程體系。為提高精品課程教學(xué)資源使用率，監(jiān)督精品課程運行情況，2008年建立國家精品課程資源中心，涵蓋文化、科學(xué)、歷史、藝術(shù)等各個領(lǐng)域。第二階段：國家級資源共享課程建設(shè)?！笆濉逼陂g，教育部計劃支持建設(shè)350門左右精品資源共享課程，將分兩批開展教育部批準(zhǔn)建設(shè)的原精品課程轉(zhuǎn)型升級為精品資源共享課評審遴選工作。2012—2014年，通過立項建設(shè)方式，重點建設(shè)200門適應(yīng)教改發(fā)展需要和反映教改成果的精品資源共享課程。2014—2015年，通過遴選準(zhǔn)入方式，選拔100門能夠反映區(qū)域特點并具有教師教育特色的新課程。

盡管我國高職院校信息技術(shù)資源共享課程建設(shè)取得了突飛猛進發(fā)展，但同時也存在一些問題。一是大多數(shù)高職院校對如何整合、共享、管理和監(jiān)督這些課程，如何發(fā)揮其示范性和輻射作用，企業(yè)如何參與共建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，課程如何利用多媒體和虛擬化技術(shù)，如何實現(xiàn)教學(xué)資源云共享等缺乏清晰思路和實踐經(jīng)驗。二是目前資源共享課程建設(shè)水平參差不齊，可共享的教學(xué)資源形式簡單，課程開放共享范圍和深度不夠，低水平重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重。三是資源共享課程建設(shè)缺少行業(yè)企業(yè)參與，學(xué)校獨自開發(fā)的教學(xué)資源與企業(yè)實際脫節(jié)，沒有基于真實的工作過程，導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生不能適應(yīng)企業(yè)發(fā)展和需求，難以有效發(fā)揮資源共享課程示范性和輻射作用。

鑒于此，精品資源共享課程建設(shè)應(yīng)立足企業(yè)，面向師生，服務(wù)社會，以基于企業(yè)真實、典型的工作任務(wù)融合于課程建設(shè)之中，并結(jié)合多媒體和多種虛擬技術(shù)構(gòu)建立體化教學(xué)資源，并由點帶面，從個性到共性中探索資源共享課程建設(shè)通用平臺、理論架構(gòu)和技術(shù)路線，形成可操作方案，促進社會優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源均衡發(fā)展與合理分配。

基于工作過程的設(shè)計思路

現(xiàn)以“網(wǎng)絡(luò)攻防與安全”課程為例介紹基于工作過程的課程改革思路。本課程經(jīng)過多年改革和實踐，在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行了深入探索和嘗試，完成了學(xué)科系統(tǒng)化教學(xué)向基于工作過程的課程改革，設(shè)計思路如圖1所示。

首先，由IT行業(yè)為引領(lǐng)，配合銳捷網(wǎng)絡(luò)大學(xué)和企業(yè)制定的“網(wǎng)絡(luò)安全工程師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，并與專家座談，進行職業(yè)分析，準(zhǔn)確把握企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人員的要求。

然后，對具體崗位進行分析，確定“崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，并確定典型工作任務(wù)，把網(wǎng)絡(luò)安全管理崗位細(xì)分為網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險評估、網(wǎng)絡(luò)安全管理、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)、入侵檢測與定位、網(wǎng)站安全配置、系統(tǒng)漏洞分析。

在確定工作崗位后，對典型工作任務(wù)進行細(xì)化，制定“人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，確定網(wǎng)絡(luò)攻防課程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

按照基于真實工作過程的教學(xué)模式，由行業(yè)專家和相關(guān)企業(yè)共同指定課程標(biāo)準(zhǔn)和課程設(shè)計。在具體課程開發(fā)中以實際工程項目為導(dǎo)向組織教學(xué)，結(jié)合企業(yè)實習(xí)、頂崗鍛煉方式，走工學(xué)結(jié)合、工學(xué)交替之路。

本課程全面采用理實一體化教學(xué)模式，以實際工作任務(wù)為載體，以網(wǎng)絡(luò)入侵為手段，以安全防范為目的，靈活采用多種教學(xué)方法對課程內(nèi)容進行整合，再現(xiàn)公安機關(guān)偵察網(wǎng)絡(luò)犯罪和網(wǎng)絡(luò)管理人員排除安全隱患，優(yōu)化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的實際工作過程。

建設(shè)平臺與課程資源開發(fā)

資源共享課程建設(shè)平臺由實訓(xùn)平臺、虛擬課本、原理仿真、虛擬實驗室、在線考試和虛擬社區(qū)六大模塊組成。

（一）基于工作過程的實訓(xùn)平臺

實訓(xùn)平臺模塊基于ASP.Net和SQL Server，界面設(shè)計采用DIV+CSS+Flash。學(xué)生在實訓(xùn)平臺可以在線瀏覽工作任務(wù)，下載工作軟件，模擬工作環(huán)境，瀏覽全課程錄像，進行在線遠(yuǎn)程實訓(xùn)、提交實驗報告等。實訓(xùn)平臺資源與銳捷網(wǎng)絡(luò)公司共同開發(fā)，基于企業(yè)真實的工作過程，采用攻防角色轉(zhuǎn)換式教學(xué)，設(shè)計“先攻再防，攻中有防，攻防結(jié)合”的工作情境，讓學(xué)生在攻擊中尋求解決方案，由攻擊中掌握防范策略，從攻擊中汲取管理經(jīng)驗，起到舉一反三的作用。每個完整工作任務(wù)都以課程為主線，以學(xué)生為中心，由任務(wù)感知、技能目標(biāo)、技術(shù)理論、技術(shù)實踐、技能拓展、任務(wù)評價六個環(huán)節(jié)組成，培養(yǎng)學(xué)生分析處理問題的能力?；诠ぷ鬟^程的實訓(xùn)平臺如圖2所示。

（二）虛擬課本與原理仿真

虛擬課本和原理仿真模塊采用Flash動畫實現(xiàn)。Flash是Macromedia公司推出的交互式矢量圖和Web動畫的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)頁動畫設(shè)計。虛擬課本將現(xiàn)實中的課本制作成Flash動畫，利用鼠標(biāo)和數(shù)據(jù)庫模擬翻頁效果和電子書簽，可以實現(xiàn)在線瀏覽，快速定位，網(wǎng)上傳閱等功能；原理仿真將晦澀理論以生動形象的Flash動畫展現(xiàn)，仿真網(wǎng)絡(luò)運行機制，闡述工作原理，再現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全維護過程。虛擬課本與原理仿真動畫效果如圖3所示。

（三）虛擬實驗室

實驗?zāi)K 虛擬實驗室模塊包含“系統(tǒng)安裝與維護實驗室”、“思科PIX防火墻安全實驗室”、“思科虛擬專網(wǎng)安全實驗室”、“DOS入侵命令虛擬平臺”等七大虛擬仿真實驗。虛擬設(shè)備采用與現(xiàn)場設(shè)備一致的配置內(nèi)容，基于企業(yè)真實、典型的工作任務(wù)讓學(xué)生迅速掌握現(xiàn)場工程要求。

開發(fā)平臺和架構(gòu) 虛擬實驗室平臺采用B/S三層架構(gòu)。B/S是一種基于 Web 的三層體系架構(gòu)，是一種“瘦客戶端胖服務(wù)器”模式。它由瀏覽器、Web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。服務(wù)端虛擬件提供編寫好的Java類文件用于仿真網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置算法，如生成樹算法、路由選擇、防火墻過濾規(guī)則等。算法組件經(jīng)JavaBean封裝，后存放在服務(wù)端設(shè)備組件數(shù)據(jù)庫。服務(wù)端設(shè)備組件庫存儲JavaBean組件注冊的XML文件，用于存儲虛擬實驗的XML文件?？蛻舳送ㄟ^Web瀏覽器嵌入Java Applet和Flash模擬人機互動配置過程，調(diào)用JavaBean組件生成實驗配置結(jié)果和報告提交給客戶端瀏覽器。虛擬實驗室三層體系架構(gòu)如圖4所示。

虛擬場景繪制 系統(tǒng)前臺采用VRML結(jié)合3D Max繪制虛擬實驗場景。VRML是一種三維造型和渲染圖形描述語言，具有分布性、通用性、交互性和易擴展性等優(yōu)點。它用文本信息描述三維場景，文本信息通過Web傳輸由瀏覽器解釋生成三維場景。VRML使用純文本描述場景，生成的數(shù)據(jù)量很小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸，但是在描述復(fù)雜三維物體時，VRML執(zhí)行效率和可靠性低，因此在繪制復(fù)雜場景（如桌椅、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）和其他實驗器材時采用3DMAX建模，生成*.wrl文件，再用文本對 VRML場景進行描述，結(jié)合Flash在瀏覽器中輸出虛擬場景。用戶可以通過鍵盤在封閉場景內(nèi)以第一人稱視覺進行虛擬實驗，如開啟服務(wù)器、設(shè)備接線、敲擊桌面鍵盤等。虛擬場景效果如圖5所示。

虛擬設(shè)備的人機交互過程 Flash作為交互式矢量圖和 Web 動畫的標(biāo)準(zhǔn)，其腳本語言開發(fā)出的動畫效果具有很強的交互性，特別適合模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置過程中的人機互動過程。用戶通過瀏覽器配置界面對虛擬設(shè)備進行配置，輸入的配置命令經(jīng)JavaBean組件返回計算結(jié)果，并經(jīng)Flash制作成圖形元件。圖形元件既可以是靜態(tài)圖像，也可以是可重復(fù)使用的動畫片段（重復(fù)使用的片段如用于模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的啟動過程）。在Flash中，用戶輸入命令和執(zhí)行按鈕元件本質(zhì)上是一樣的，通過對影片剪輯添加動作腳本實現(xiàn)人機交互操作，從而仿真網(wǎng)絡(luò)設(shè)備人機交互的配置過程，如圖6所示。

虛擬實驗室優(yōu)點 虛擬實驗室相對傳統(tǒng)實驗室而言，具有以下優(yōu)點：（1）虛擬實驗室能模擬真實設(shè)備工作過程，能極大地解決實驗室設(shè)備匱乏、建造維護成本過高等問題。（2）虛擬實驗室不受時間、地點、實驗設(shè)備限制，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供仿真實驗平臺，激發(fā)學(xué)生興趣，提高動手能力。（3）用戶只要通過瀏覽器接入即可進行在線實驗，如定制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒛M網(wǎng)絡(luò)入侵、配置實驗設(shè)備、查閱幫助信息、保存實驗數(shù)據(jù)等，圖形化實驗結(jié)果使得虛擬實驗具有良好的交互性、實時性和靈活性。

（四）在線考試模塊

在線考試子模塊針對每個教學(xué)情境建立測試系統(tǒng)，能有效及時地檢驗學(xué)生知識技能掌握的程度，促進學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。題庫涵蓋網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)攻防、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并將行業(yè)考證納入最新題庫。

（五）社區(qū)論壇模塊

社區(qū)論壇為學(xué)生提供在線提問、發(fā)表見解、交流互動的社區(qū)平臺，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新思維，也讓教師可以更深入地了解學(xué)生，接觸學(xué)生。用戶注冊賬號后可以在相關(guān)版面發(fā)布帖子，進行回復(fù)，并與其他學(xué)生或教師進行私下交流。

我們通過建設(shè)省級精品資源共享課程“網(wǎng)絡(luò)攻防與安全”，由點帶面，從個性到共性探索基于工作過程的信息技術(shù)資源共享課程建設(shè)平臺、理論架構(gòu)和技術(shù)路線，形成可操作方案，擴大課程受眾范圍和深度，充分發(fā)揮其示范作用和輻射作用，促進社會優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源均衡發(fā)展與合理分配，為高職院校建設(shè)資源共享課程提供參考和借鑒。

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（責(zé)任編輯：謝良才）

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（責(zé)任編輯：謝良才）

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（責(zé)任編輯：謝良才）