移动学习在高等学校教学改革中的应用.doc

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移动学习在高等学校教学改革中的应用摘要：本文根据计算机网络课程的特点，提出了在教学中使用案例教学法的设想，并通过具体的案例阐述了案例教学法的探索与实现，最后提出了案例的可视化设想。实践证明，该教学法能帮助学生更好的理解所学内容，提高学生分析和解决问题的能力。 　　关键词 本文来自：计算机毕业网：案例教学法；计算机网络课程；教改 　　　　　　 　　1 “案例”教学 　　 　　案例教学是教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过设置具体案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，进而提高学生分析问题和解决问题的能力的一种教学方法，其本质是理论与实践相结合的互动式教学。 　　与传统教学方法不同，案例教学不单指向教，而且也涵盖学。其可贵之处在于从来自社会实践的案例中的问题出发，启动特有的教学程序，而在教学系统结尾，又回归到问题的解决之上。与传统的“从概念到概念”的灌输、填鸭式教学方法相比，案例教学法显示出理论联系实际、促使学生尊重社会实践的优越性。 　　 　　2计算机网络课程特点 　　 　　“计算机网络”是计算机技术和通信技术密切结合的新的技术领域，是高等院校计算机相关专业的重点课程，其特点是理论性和抽象性较强。“计算机网络”课程要求学生知其然，还要知其所以然，如计算机网络的主要性能指标，计算机网络OSI和TCP/IP体系结构，特别计算机网络体系结构的描述，更是晦涩、不易理解的难点。 　　计算机网络在整个专业建设和课程体系中占据重要地位，但目前高校的计算机网络教学还普遍存在着两个问题，一是“从概念到概念”的传统教学模式不适合讲授抽象的网络知识；二是网络教学缺乏实践操作。 　　 　　3 “计算机网络”案例化教学实践探索和思考 　　 　　3.1计算机网络体系结构“案例”化实现 　　计算机网络体系结构是计算机网络各层及其协议的集合，换句话说，计算机网络体系结构就是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。在教学实践中，笔者应用案例教学思想，引入了两个生活中的案例，让学生来思考和讨论计算机网络的体系结构构成。 　　其一：有两位不同国家的哲学家要进行对话，他们使用不用的语言。他们所要通话的内容需要有共同的兴趣和认识，但是使用不同的语言不能直接通话。因而，他们每个人都请来一个译员，将他们各自的语言翻译成两个译员都懂的第三国语言。两个译员可以使用共同懂得的语言交流，但是，他们在不同的国家，还是不能直接对话。都需要工程技术人员将交谈内容转换成电信号在物理媒体上传送至对方。然后，让同学们讨论，在这样一个案例中，需要几个层次和什么层间服务？最后，经过讨论，同学们都认识到，复杂问题简单化的一个方法，就是分而治之，形成了“哲学家/译员/工程技术人员”这样的层次。 　　其二：为了进一步讲述分层设计思想中的接口和协议的概念，在讲课中，引入了邮政系统的分层模型。如图1所示。 　　 　　人们平常写信时，都有个约定，这就是信件的格式和内容。首先，我们写信时必须采用双方都懂的语言文字和文体，开头是对方称谓，最后是落款等。这样，对方收到信后，才可以看懂信中的内容，知道是谁写的，什么时候写的等。当然还可以有其他的一些特殊约定，如书信的编号等。 　　信写好之后，必须将信封装并交由邮局寄发，这样寄信人和邮局之间也要有约定，这就是规定信封写法并贴邮票。在中国寄信必须先写收信人地址、姓名，然后才写寄信人的地址和姓名。 　　邮局收到信后，首先进行信件的分拣和分类，然后交付有关运输部门进行运输，如航空信交民航，平信交铁路或公路运输部门等。这时，邮局和运输部门也有约定，如到站地点、时间、包裹形式等等。 　　信件运送到目的地后进行相反的过程，最终将信件送到收信人手中。 　　虽然两个用户、两个邮政局、两个运输部门分处甲、乙两地，但它们都分别对应同等机构，同属一个子系统 (同等层之间协议，水平的) ；而同处一地的不同机构则不在一个子系统内，而且它们之间的关系是服务与被服务(通过接口，是垂直的关系)的关系。很显然，这两种约定是不同的，前者为部门内部的约定，而后者是不同部门之间的约定。 　　在老师的引导下，同学们通过对图1的阅读和讨论，从生活中熟悉的现象分析入手，形成了计算机网络体系结构的基本认识：在计算机网络环境中，两台计算机中两个进程之间进行通信的过程与邮政通信的过程十分相似。 　　以上案例教学方法，活跃了课堂气氛，在同学们的讨论和老师的引导下，学生对知识有了很好的理解，教学效果显著。 　　3.2实验课“案例化”组织方式探索 　　实验课的实验项目往往是很好的“案例”载体，在教学实践中笔者也做了一些探索。在实验环境良好的情况下，把学生按组组织，每组推选一位组长，分配好组员的任务。完成之后，各组通过投影仪交流，并推选学生评分员，进行打分、提问、交流，也达到了很好的效果。图2是教学中同学在实验室的情景。 　　 　　3.3网络协议的案例可视化设想 　　网络协议是计算机网络课程中较重要的部分。然而这部分内容的理论讲解总是有限和抽象的，笔者对网络协议可视化教学的设想是：引入实际编辑状态，实现TCP/IP各层协议仿真及各层协议字段值的编辑，提供手工和自动计算校验和方式，加深校验和计算过程的理解；灵活的数据仿真发送功能，根据不同实验的需要实现数据的单帧发送、多帧发送及重复发送；便捷的网络扫描方式，提供主机扫描和主机端口扫描功能；形象化的协议模型层次图，使数据帧的编辑不再抽象，协议层次关系表现更清晰更直观；运用多种协议模板快速建立一个数据帧，提高实验操作的效率。这将是一个生动、有趣和深入的过程。 　　 　　4总结 　　 　　在计算机网络教学中，还有许多章节可以用案例教学的方法进行实施，帮助学生直观、形象、深刻地理解所学内容，并进一步提高他们的分析能力和解决问题的综合能力。这也应该是我们教书育人过程中一直需要坚持和探索的理念。 　　 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3－5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。 1问题的提出 　　 　　数学是一切科学的基础，在不同的教育阶段，各大中小学校都对学生数学能力及数学思维的培养投入了巨大的精力。在各高校的课程安排中，数学类课程都被视为重点的课程，即便是对于偏重文科的院校情况也是如此。高等数学、线性代数、概率论等课程几乎是所有高校学生的入门必修课。 　　然而，尽管学校和社会在培养学生数学能力的方面下足了功夫，但如何更好地进行数学教学仍是教育界的一个重要的课题。不可否认，数学作为一切理论的基础，其本身的理论性是毋庸置疑的。而其过于理论化的特性往往迫使许多学生放弃对高等数学的深入学习和研究，这也在很大程度上加大了数学教学的难度。 　　信息安全工程的数学基础，作为一门新兴的数学课程，同样保留着其突出的理论性。如果单从教材角度来看，信息安全数学与其他数学类课程似乎没有太多区别，同样延续着传统的数学教材模式——定义和定理、定理的证明、定理的应用。然而，共性和个性的矛盾统一是任何事物的一种特性。信息安全数学，作为一门独立的新兴数学学科，同样有着其有别于其他数学课程的地方，即它更接近于实际的应用。它的诞生就是为了解决信息时代大量数据安全存放、传输等需要，故信息安全数学基础可以称得上是一门更为实用的数学。同时，信息安全数学基础也是一门不断变化的数学。为什么这样说？那是因为纵观信息安全数学理论的发展历史，可以说它是在旧理论被推翻、新理论被提出之间不断的变更，而且这种周期性丝毫没有要消失的趋势，甚至可以说它正在以前所未有的速度更新与突破中。也正是这种变化性，使得信息安全数学基础不断冲击着人们对传统数学的认知和理解。 　　那么，对于信息安全数学基础的教育工作者，如何利用其实用性和变化性的特点，改变传统数学教育中学生被动的教育模式，创造出一种全新的互动教学模式，就成为一个全新的课题和挑战。 　　 　　2研究的内容 　　 　　本文所提出的信息安全数学教学的新型互动模式有以下三个研究方面： 　　2.1互动的形式 　　在确定互动模式的形式之前，我们必须要了解互动的分类[1]： 　　根据教学互动的目的与内容来分，有关于知识的教学互动、关于情感的教学互动和关于行动的教学互动。关于知识的教学互动是指主体间分享知识的一种互动活动，它既以知识的生成、知识的理解与掌握为目的，也以各种知识为互动内容。关于情感的教学互动，可能仅仅是为了达到主体间的情感交流，也有可能是作为关于知识的教学互动的辅助方式，互动的内容涉及感受、态度、价值观等情感方面。关于行动的教学互动，其目的常常是为了形成某种行为方式，其内容并不仅仅指某种行为方式，也指与这种行为方式相关的知识与情感。 　　根据教学互动主体的发展来分，既有补充性的教学互动，又有对称性的教学互动。补充性的教学互动是指在互动过程中，教师起主导作用，使学生在经验、知识、理解等方面得到补充的互动形式；对称性的教学互动是指师生在互动中处于平等的地位，双方具有同等的权力。 　　按照教学互动主体的构成来分，可分为师生互动和生生互动。再作进一步的细分，师生互动又可分为师个互动(教师与学生个体之间的互动)、师组互动(教师与学生小组之间的互动)和师班互动(教师与全班学生之间的互动)；生生互动又可分为个个互动(学生个体和学生个体之间的互动)、个组互动(学生个体和学生小组之间的互动)、个班互动(学生个体全班学生之间的互动)、组组互动(学生小组与学生小组之间的互动)、组班互动(学生小组和全班学生的互动)。 　　按照教学互动的媒介来分，大致可以分为言语互动和非言语互动两大类。课堂教学中的言语互动指的是师生之间和学生之间借助口头语言进行的人际交流和沟通，具体来讲，言语互动主要有问答、讲听、讨论、要求和评价这几种基本的形式。非言语互动又有通过身体或手势进行的非言语互动和利用各种材料进行的无言语互动两种形式。通过身体或手势进行的非言语互动具体是指运用非语言符号，如辅助言语、目光、表情、姿势、手势、与他人的距离等进行的人际交流和沟通；利用各种材料进行的无言语互动具体是指利用各种教辅材料，如图画、投影、小黑板等教学用具进行的人际交流与沟通。当然，在真实的课堂教学互动中，这两种类型的教学互动方式不见得必须要单独出现，而通常是同时存在、相互配合的，并共同完成教学任务。 　　按照教学互动的方式来分，主要有单向互动、双向互动和多向互动。课堂教学中的单向互动是指师生之间单向的互动，在这种互动方式中，教师只是负责信息的发送，既不管学生接受信息的情况，也不负责接受学生对信息的反馈，学生在课堂上只是被动听讲，没有机会与教师交流；双向互动是指师生之间信息互送、互收、互相反馈的互动方式；多向互动是指教师与学生、学生与学生之间信息全面开放，多向传递、反馈的互动形式。 　　基本的互动形式无外乎上述几种，但随着互联网和计算机的广泛应用。数学的学习，尤其是新兴数学的教学，同样需要借助计算机技术的辅助。下表是对信息安全数学教学中互动形式的描述。 　　 　　2.2互动的原则 　　(1) 教师和学生处于平等地位：由于信息安全数学本身的特殊性存在，在教学过程中师生需要有更多的交流。而如果互动过程中师生仍处于一个不平等的状态，那么这种交流势必失去其互动的意义，所以互动的首要原则就是平等。 　　(2) 互动不局限于课堂：由于信息安全数学的变化性，书本上的知识往往很大地滞后于现有的实际应用。这样就需要学生更多地关注网络或杂志上最新的技术介绍，也就是更多地参与到同世界的互动。 　　(3) 重实践的互动形式：书面形式的探讨研究往往很难吸引学生参与讨论的兴趣。加入了实践的元素后，比如更多的编程实践内容，可以增加学生学习信息安全数学的兴趣。 　　(4) 跨学科的互动模式：数学与计算机技术的结合在现实生活中已经有了很多的应用，我们的课程也不该单一局限于数学本身的教学，也应该加入跨学科的教学元素。这样可以更好地体现信息安全数学的应用性。 　　2.3互动教学的过程 　　第一步，信息安全数学应用的展示：正如上文所提到过的，信息安全数学是一门强调应用的数学。在课程初段，可以介绍现在日常生活中所应用到的、同学经常能接触到的信息安全数学的应用：比如数字证书、数据加密传输等典型应用，及其常见的攻击手段。进而进一步介绍信息安全数学在未来更加广阔的应用前景，以加深同学对本课程教学目的的理解，并加强同学对学习本科程的兴趣。 　　第二步，概念的提出：信息安全数学中的几个经典算法(如DES、RSA算法[2])都是建立在一些基本的数学定理的基础之上。如果不牢固认识并掌握这几个重要的定理，这门课的学习将变得毫无意义，转而成为概念普及型的课程。所以，在课程初期就必须提出这些概念，让学生可以有意识地去加深理解。但过多的课堂上的概念及定理的论述势必会降低学生的学习热情，所以本阶段可以采用学生提问的形式展开师生间的互动。当然，在本阶段教师的作用仍是主导，引导学生去认知信息安全数学中最为核心的部分，帮助学生打下一个坚实的基础。 　　第三步，理论的应用：着重抓住某一个算法进行深入的探讨，展示该算法理论是如何应用计算机技术完成其保护数据安全的功能。详细地介绍该理论的算法实现，如公私钥的算法实现，并要求学生通过分组编程完成简单的加解密过程。并在后续的课程上，展示各个小组的算法成果，并进行初步的讨论。 第四步、理论扩展的讨论：在已完成的简单算法实现基础上，给学生充分的时间和空间来展开对算法后续实现的展望和讨论。可以包括算法提供的安全性的进一步探讨，也可以是当前算法实现的简化，甚至可以是对该算法的攻击尝试。其目的是让同学更真切地体会到研究信息安全数学的过程。 　　第五步、现有技术的介绍：展示当前情况下，人们是如何利用这个算法进行数据的加解密以达到一个“相对”的安全。必须要让学生明白，不存在绝对的安全，旧的算法会因为外部环境的变化而逐渐被淘汰，而新的算法也会因此被提出来并加以应用。让学生明白在这种变化中所蕴藏的机遇和挑战。 　　以上互动过程中的五个环节可以用以下流程图表示： 　　 　　重要的不是把书上的内容教给学生，而是要让学生明白信息安全数学研究的方式方法。 　　 　　3研究效果 　　 　　(1) 学生更积极地参与到信息安全数学的学习中 　　通过互动的教学模式，学生愿意把更多的精力和实践投入到信息安全数学的学习中，学习也有了一定的成果。 　　(2) 课堂气氛更加活跃 　　由于有了更多的课堂讨论，学生更愿意在教室里展现自己的研究成果，课堂上多了激烈的辩论。 　　(3) 学生的综合能力得到了提高 　　由于加入了跨学科教学的元素，信息安全数学的学习不再是单纯的数学学习，学生有更多的机会使用其他学科的知识，学生的应用能力得到了很大的提高。 　　(4) 教师的能力也得到了增强 　　在教学过程中，学生和老师一直处在一个相互学习的状态，所以教师也不局限于原有的知识，而是更多地吸纳了一些未知的新知识，这样也在无形中增强了教师的综合能力。 　　 　　4结论 　　 　　本文针对信息安全数学基础课程，根据实际教学过程中存在的问题，结合现代的教育方式，提出新型的教育模型，着重互动的概念。通过教学实践表明，这样的互动教育模式更能够提高学生对稍显枯燥的数学内容的学习兴趣，学习态度更为主动和积极，从而也使得教学质量得到大幅度的提高。 　　然而，仍然还存在一些问题需要进一步解决，例如现行的信息安全数学基础太注重数学内容，并没有很好地将数学部分在密码和信息安全中的应用结合，由此而产生的后果是学习内容较为枯燥，也缺乏更多可供学生参摘要：本文介绍了魔灯的主要功能，以及如何利用魔灯来构建高职高专院校网络教学平台。 　　关键词 本文来自：计算机毕业网：魔灯；构建主义；高职高专；网络教学 　　　　　　 　　随着计算机的普及和网络技术的不断发展，利用网络进行教学活动已经成为当前教育工作者和IT业面临的一个新的课题。利用网络进行教学活动，有着它的优越性，例如：教师发布课程以后，可以避免许多重复劳动；而学生则可以跨时间，跨区域，甚至跨学科的自主学习。作为高职高专院校，开通网络教学平台不但可以起到对外宣传的作用，更对于促进教学改革和学生的自主学习有着重要的意义。目前只有少数高职高专院校开通了网络教学平台，而其使用的网络教学管理系统多为商业版本，一是价格昂贵，二是不能根据自身需要随时对系统进行修改。针对这些不足，笔者使用开源软件魔灯(Mood1e)来搭建网络教学平台。它操作简单，开放源代码，弥补了以往在线学习软件的不足，并且它的模块化设计使教师能够轻松创建新的课程，添加一些内容，使得学习者能够积极参与到课程活动中来。本文介绍的网络教学平台魔灯，是在Windows Server 2003系统下基于IIS+ MySql+ PHP环境开发完成的。 　　 　　1魔灯概述 　　 　　魔灯是由澳大利亚教师Martin Dougiamas博士主持开发的课程管理系统(CMS)，该系统是基于建构主义，特别是社会建构主义学习理论而设计开发的开放源代码的软件。Moodle 这个词是英文Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment的缩写，即：模块化面向对象的动态学习环境。魔灯采用模块化设计，主要由网站管理模块、用户管理模块、课程管理模块、资源模块、聊天模块、论坛模块、投票模块、作业模块、测验模块、问卷调查模块、专题讨论模块等11个模块构成。各个模块都充分体现了网络教学的特点和要求。 　　该系统允许教师利用网络自主创建和管理在线课程。在系统中，教师可以利用现有资源创建在线课程；课程内容也可以重复使用；教师和学习者能够共同参与到课程的设计中；对在线学习者的注册和管理也变得更加可靠和简便；学习者可以利用“Wiki”功能就课程中的某些问题与其他学习者或老师展开谈论等等。 　　魔灯是免费的开源软件。它遵守GPL协议(即GNU Public License)，这意味着魔灯虽然有版权，但是用户仍然有很大的自由度来使用它。只要在不修改和删除原有的许可协议和版权的前提下，用户可以使用、拷贝和修改魔灯。 　　 　　2系统的实现 　　 　　2.1下载魔灯 　　魔灯是用PHP脚本语言编写的基于数据库服务的动态网站程序。可以从http://moodle.org/mod/ resource/view.php?id=8下载最新版本。下载后解压到D:\下即可。魔灯支持多种语言，如果用户需要使用其他语言环境，可以从http://download.moodle.org/lang16下载最新的语言包。 　　2.2搭建魔灯的运行平台 　　魔灯支持Linux和Windows操作系统，可以稳定的运行在多个平台下，笔者采用Windows 2003 + IIS6.0 + PHP 5.2.0 + MySql 5.0.27的环境来运行魔灯。 　　2.2.1安装MySql 5.0.27 　　将MySql 5.0.27安装在D:\ MySql目录下，并配置MySql数据库密码。启动命令行，进入D:\ MySql\bin目录，输入“create database moodle;”和“set password for ‘root’@‘localhost’=old_password (‘密码’);”命令，完成moodle数据库的创建。 　　2.2.2安装PHP 5.2.0 　　将PHP 5.2.0安装在C:\php目录下。在PHP的安装目录下找到php.ini-dist文件，改名为php.ini并打开它，按照系统的需求进行配置。 　　2.2.3配置IIS 　　在IIS的站点属性的“ISAPI筛选器”选项卡,添加一个名称为PHP的筛选器,可执行文件选择C:\php\php5isapi.dll。然后在“主目录”选项卡设置本地路径为：D:\moodle,并打开“配置”选项添加扩展名为.php的应用程序扩展，其可执行文件依然选择C:\php\php5isapi.dll。添加一个默认主页index.php，然后在 Web服务器扩展里面添加一个扩展名是.php的Web服务扩展，要求的文件为C:\php\php5isapi.dll，设置扩展状态为允许。 　　2.3安装魔灯平台 　　打开IE浏览器，在地址栏中输入http://localhost/，打开魔灯的安装界面。选择语言为“简体中文”，在安装过程中系统会提示用户下载中文语言包，并自动更新系统语言。魔灯的安装过程十分简单，用户只需要根据提示，就可以轻松地完成魔灯的安装。 　　 　　3创建网络课程 　　 　　3.1添加用户 　　魔灯平台下有六种拥有不同权限的角色，分别为管理员、课程创建者、教师、无编辑权教师、学生和访客。其中管理员可以对站点内的所有课程执行任何操作；课程创建者可以创建新课程，并且可以任教；教师可以在负责的课程中做任何事，包括更改活动和为学生评分；无编辑权教师可以在课程中教授和给学生们打分，但是可能无法改变活动；学生们在课程中通常拥有较少的特权；访客拥有最小的权限，而且通常不能在任何地方输入文本。添加用户可以通过在线注册实现，也可以由管理员来添加。由管理员来添加用户时，魔灯还支持从文件导入用户，这样极大的方便了批量用户的上传。 　　3.2创建课程 　　系统安装完成以后，用户就可以在此平台下来发布创建课程。不过魔灯只允许拥有管理员和课程创建者身份的用户创建课程，其他权限的用户如果希望创建课程，则需要向管理员提出申请，获得批准后方可进行课程的创建。 　　3.3添加课程内容 　　在已经创建好的课程当中，教师可以根据课程的进度需要，在不同的时间段内添加不同的活动或资源来丰富自己的课程。魔灯支持的文件格式有：Word、Excel、PowerPoint、PDF等，这些文件可以直接在浏览器中打开，供学生浏览。除此之外，用户还以将一些动画、视频和音频文件以插入网页的形式加入进来，以增加教学资源的多样性。随着学习的不断深入，教师可以使用每周概要来发布本周的教学内容或要求。 　　3.4学习者(学生)管理 　　在魔灯系统下管理员可以设置学习者注册时的身份验证方式和用户注销方式，这使得学习者的注册和管理变得更加可靠和简便。学习者的注册申请得到确认以后，就可以登录魔灯，选择学习课程，利用教师添加的各种活动或资源，比如讨论区、课件文件、主题纲要、wiki、作业、测验等，进行自主的研究性学习了。学习者在学习过程当中可以就某个问题利用讨论区或发布wiki来与其他学习者或教师进行交流讨论。 　　3.5作业 　　教师可以通过作业的完成情况来及时了解学习者的学习状态。魔灯允许学习者在教师指定的时间内提交作业。作业提交以后学习者将不能直接对作业进行修改，但魔灯允许学习者重新提交正确的作业，并且自动覆盖掉原来的作业。系统只保留学习者最后一次提交的作业。 　　教师可以对作业进行批注、打分，而学习者可以及时看到教师对自己作业的反馈，从而可以帮助学习者更好地进行学习。 　　3.6测验 　　经过一段时间的学习以后，需要对学习者进行测验，以便考查一段时间学习者的学习效果。魔灯的测验模块功能相当完整,可选题型包括选择、是非、问答、配合、克漏字、看图说明等,试卷的题目也可以随机组合。魔灯的试题既可以在线编辑，也支持从文件导入。魔灯支持多种试题格式，包括：GIFT格式、Aiken格式、Missing Word 格式、AON格式、Blackboard格式、Blackboard V6+格式、WebCT格式、Course Test Manage格式r、完形填空格式、Learnwise格式、Examview格式、Moodle XML格式等。 　　 　　4结束语 　　 　　在传统教育中，通常教师是主体，是中心。学生的学习往往局限于课堂、书本，学生是知识的被动接受者。而利用魔灯构建的网络教学平台是一种开放的教育模式。对于学习者而言，这种模式提供一套工具以帮助学生构建符合自己需要的学习环境，并在学习过程中采用建构性一合作式学习方法，以培养学生的创造能力、分析能力、评价及自我评价的能力。对于教师而言，应用该环境的创设工具则可以迅速地建立一门课程，轻松存放课程资料，并让学习者登陆访问到这些课程资料。因此，它可以使教师能够进行教学管理，对学习者进度进行跟踪。 　　魔灯是一款优秀的网络教学管理

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