基于混合式教學(xué)的云計(jì)算安全課程改革研究

張姍姍 任艷

摘要：本文結(jié)合我校在新冠肺炎疫情防控環(huán)境下推出的線上+線下授課模式，針對(duì)本科生云計(jì)算安全課程進(jìn)行了教學(xué)改革研究，通過(guò)分析信息安全專業(yè)在云計(jì)算安全課程方面存在的問(wèn)題，從教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、課程考核方式等方面進(jìn)行修訂，提出可行性教革方案。

關(guān)鍵詞：新冠疫情;授課模式;云計(jì)算安全;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）25-0162-02

Abstract：This article combines the online + offline teaching mode launched by our school under the new coronary pneumonia epidemic prevention and control environment， and conducts teaching reform research on cloud computing security courses for undergraduates. By analyzing the problems of cloud computing security courses for information security majors， Revise the syllabus， instructional design and experimental content， and curriculum assessment methods， and propose a feasible reform plan.

Keywords： New Crown Epidemic Situation; Teaching Mode; cloud computing security; teaching reform

1 引言

高等教育肩負(fù)著培養(yǎng)數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的高素質(zhì)專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才的重要使命。提高高等教育質(zhì)量，既是高等教育自身發(fā)展規(guī)律的需要，也是辦好讓人民滿意的高等教育、提高學(xué)生就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力的需要，更是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的需要。而本科教育是我國(guó)高等教育的主體，在高等教育結(jié)構(gòu)中居中心地位。

近年來(lái)，很多高校工作者在本科生課程教學(xué)改革方面做出了一定的貢獻(xiàn)。尤其是在新冠肺炎疫情防控的大環(huán)境下，各類課程的教學(xué)改革蜂擁而至，冉瓏[1]以“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”為例，對(duì)高校“混合式”教學(xué)進(jìn)行了探析;張成鳳[2]對(duì)新冠肺炎疫情下大學(xué)生的思想政治教育進(jìn)行了探究。

張平松，魯海峰，徐宏杰[3]提出防疫特殊時(shí)期高校線上教學(xué)工作的管理與規(guī)范策略等等。

本文結(jié)合我校新冠肺炎疫情防控情況下的教學(xué)模式，針對(duì)信息安全專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)“云計(jì)算安全”課程進(jìn)行了教學(xué)改革研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力。

2 云計(jì)算課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

作者通過(guò)自身教學(xué)體驗(yàn)、學(xué)生反饋及與信息安全專業(yè)教師的溝通，發(fā)現(xiàn)信息安全專業(yè)在云計(jì)算安全教學(xué)中存在以下問(wèn)題：

2.1 教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新

在云計(jì)算安全課程中主要以教師講授為主，學(xué)生在課堂中缺乏課程參與感與存在感;教學(xué)內(nèi)容上以教材現(xiàn)有知識(shí)為主，缺乏相關(guān)知識(shí)拓展和討論;教學(xué)過(guò)程仍然以課堂灌輸為主，缺少交流討論，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。

2.2 實(shí)踐能力培養(yǎng)不足

云計(jì)算安全課程因總學(xué)時(shí)數(shù)的限制，只能包含18個(gè)學(xué)時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)，加上實(shí)驗(yàn)條件不具備，學(xué)生自帶電腦完成實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致課程實(shí)驗(yàn)趨于形式化，不足以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。

2.3 考核方式比較單一

目前針對(duì)云計(jì)算安全課程的考核方式主要以“平時(shí)成績(jī)+期末成績(jī)”的形式為主，平時(shí)成績(jī)主要考核學(xué)生的出勤情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況;期末成績(jī)主要以大作業(yè)論文的形式為主，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3 云計(jì)算安全課程教學(xué)改革

3.1教材選用

劉鵬主編的《云計(jì)算（第3版）》作為云計(jì)算部分的主要參考依據(jù)，該書涵蓋較全面的云計(jì)算基礎(chǔ)和相關(guān)技術(shù)知識(shí);《云計(jì)算安全技術(shù)》作為云安全部分的主要參考依據(jù)。另外，唐斌主編的《Linux操作系統(tǒng)與實(shí)訓(xùn)》作為實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)參考，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生多閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，自行探索一些前沿技術(shù)。

3.2課程教學(xué)大綱

3.2.1教學(xué)目標(biāo)[4]

目標(biāo)1：使學(xué)生理解大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的基本概念并掌握分布式文件存儲(chǔ)與分布式并行處理的體系架構(gòu)及其運(yùn)行原理，能將大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用在課題研究中，或能開啟大數(shù)據(jù)與云計(jì)算領(lǐng)域的深入研究。

目標(biāo)2：使學(xué)生掌握Hadoop環(huán)境搭建及分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式并行編程模型Map Reduce的基本操作，能夠運(yùn)用其來(lái)解決大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理問(wèn)題。

3.2.2教學(xué)內(nèi)容

1）理論部分

（1）大數(shù)據(jù)現(xiàn)象及其形成原因[5]

該部分主要講述了大數(shù)據(jù)時(shí)代的特征、大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景、大數(shù)據(jù)定義以及特征、大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因。讓學(xué)生了解大數(shù)據(jù)相關(guān)知識(shí)，為學(xué)習(xí)云計(jì)算技術(shù)打下基礎(chǔ)。

（2）云計(jì)算概念及其優(yōu)勢(shì)

該部分主要講述云計(jì)算的定義、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的關(guān)系、云計(jì)算服務(wù)類型及實(shí)現(xiàn)機(jī)制、云計(jì)算壓倒性的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。讓學(xué)生掌握云計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法，了解云計(jì)算技術(shù)較其他技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)。

（3）Google云計(jì)算原理

該部分主要講述了Google云計(jì)算中的分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce、分布式鎖服務(wù)Chubby和分布式數(shù)據(jù)表BigTable。讓學(xué)生掌握google云計(jì)算的主要原理，進(jìn)一步明確云計(jì)算技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，為Hadoop實(shí)踐環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。

（4）虛擬化技術(shù)

該部分主要介紹虛擬化相關(guān)技術(shù)，包括服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和桌面虛擬化四部分。

（5）云安全技術(shù)

云安全技術(shù)將分析云安全威脅、云安全技術(shù)架構(gòu)體系，然后從云的數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、隱私安全等角度具體剖析云安全相關(guān)技術(shù)[6]。

2）實(shí)踐部分

（1）虛擬化實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)使用VMware workstation虛擬化工具來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)，使學(xué)生掌握基本的Linux系統(tǒng)安裝方法和操作技巧。

（2）hadoop安裝

在安裝好的虛擬機(jī)中利用Hadoop安裝包進(jìn)行安裝部署，完成完全分布式環(huán)境搭建。包括安裝

包解壓、Hadoop文件配置、Hadoop格式化及啟動(dòng)測(cè)試。

（3）編程實(shí)驗(yàn)

使用搭建好的Hadoop環(huán)境進(jìn)行分布式文件系統(tǒng)HDFS和分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce的編程實(shí)驗(yàn)，對(duì)給定數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)和分布式計(jì)算。

3.3教學(xué)方法

3.3.1 線上教學(xué)

線上教學(xué)以理論知識(shí)為主，以教師教授為主導(dǎo)，并增加學(xué)生討論交流機(jī)會(huì)，根據(jù)所授知識(shí)模塊給出討論題目，學(xué)生分小組課下通過(guò)查閱文獻(xiàn)收集材料，課上進(jìn)行題目相關(guān)討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)獲得感。具體討論題目如表1所示。

3.3.2 線下教學(xué)

線下教學(xué)以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，推翻以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書為主導(dǎo)的模式，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)自主進(jìn)行Hadoop實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行答疑。Hadoop實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與常見問(wèn)題如表2所示。

3.4考核方式

課程考核方式包括線上課時(shí)考核、線下課時(shí)考核及期末考試三部分。其中線上課時(shí)考核主要包括課前預(yù)習(xí)、課后作業(yè)、課堂搶答與問(wèn)答情況及題目討論情況幾方面;線下課時(shí)考核主要包括課堂實(shí)驗(yàn)完成情況和課后實(shí)現(xiàn)報(bào)告的撰寫情況兩方面;期末考試為閉卷形式，考試內(nèi)容包括理論和實(shí)踐兩個(gè)模塊。考核的詳細(xì)占比情況如表3所示。

4 總結(jié)

云計(jì)算安全課程在當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)發(fā)展迅速、云安全問(wèn)題日益嚴(yán)重的背景下而設(shè)立，該文結(jié)合當(dāng)前新冠疫情防控大環(huán)境下的教學(xué)特點(diǎn)，通過(guò)分析課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從選材、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等多個(gè)角度闡述該課程的教學(xué)改革方案。在教師講授的基礎(chǔ)上增加了學(xué)生自主學(xué)習(xí)討論和自主實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，從教師全程知識(shí)灌輸?shù)氖谡n方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生自學(xué)為主體，教師答疑為輔助，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冉瓏.新冠肺炎疫情下高?！盎旌鲜健苯虒W(xué)探析——以“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”為例[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2020（7）：33-34.

[2] 張成鳳.基于新冠肺炎疫情的大學(xué)生思想政治教育探究[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2020（7）：47-50.

[3]張平松，魯海峰，徐宏杰.防疫特殊時(shí)期高校線上教學(xué)工作的管理與規(guī)范策略[J/OL].中國(guó)地質(zhì)教育：1-4[2020-06-26].https：//doi.org/10.16244/j.cnki.1006-9372.20200622.003.

[4] 萬(wàn)爛軍，彭召意.研究生課程大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)教學(xué)改革研究[J].福建電腦，2020，36（5）：28-31.

[5] 劉鵬.云計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[6] 卿昱，卿昱.云計(jì)算安全技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2016：16-124.

【通聯(lián)編輯：李雅琪】