网络安全实验之MOOE.docx

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1、网络安全实验之MOOEBy 合天智汇前言合天网安实验室（一、MOOE的定义 大型开放式网络课程（massive open online courses，简称MOOC）2012年以来日益受到瞩目。人们为此将2012年称为大型开放式网络课程之年。MOOC具有工具资源多元化、课程易于使用、课程受众面广、课程参与自主性强等特点。从教学形式来说，主要有视频讲授、在线答疑、在线测验等。 MOOC的教学形式对理论知识型课程教学比较适应，但众多理论与实践结合紧密的课程采用MOOC教学就存在一定的困难，其关键难度主要在实践教学部分。拿计算机相关专业的课程来说，学生在学习过程中必须大量动手进行实践操作，才能理解、

2、掌握、并学会运用所学知识。所以采用MOOC进行理论与实践结合紧密的课程教学时，成功的做法是“线上理论教学，线下实验教学”（比如加州圣何塞大学在模拟电路课程上使用麻省理工学院的在线课程，学生在课堂的时间仅用于做实验和答疑）。也就是说，理论与实践结合紧密的课程难以实现真正的“网络教学”。 为解MOOC教学在实验与操作教学方面的困局，我们提出MOOE的概念。MOOE（Massive Open Online Experiments）是“大规模在线开放实验”的英文简称，是一种全新实验模式。MOOE采用虚拟化与SDN等纯软件的技术，能快速构建复杂度高、隔离性强的各种实验环境，以解决传统实验室在时间、空间与

3、实验内容等方面的限制。MOOE与现行MOOC模式紧密结合，才能真正实现大型开放式网路教学。二、MOOE的特点 MOOE（Massive Open Online Experiment）既然名为“大规模在线开放实验”，其特点首先体现在：1、大规模 MOOE的“大规模”体现在参与者、应用范围、实验容量三方面。（1）大规模的参与者MOOE的主要参与者可分为两大类：教师、学生。教师使用MOOE提供教学和实验内容，参与教学实施、教学互动、效果评估等。在传统的教学模式下，实验教学前，教师首先要准备实验内容（包括实验指导书、实验软硬件环境准备、实验辅助资料准备等）。实验教学实施过程中，教师要亲手指导学生进行操

4、作、解难答疑。实验完成后，教师要检查或验证学生的实验结果、对学生提交的实验报告进行评分等。采用MOOE的教学模式，教师也应该能完成上述工作，其中，实验软硬件环境准备是技术难点之一。以信息安全技术类课程的实验教学为例，实验环境往往涉及特定的网络架构、多种网络连接设备、多台主机，且不同的主机可能有不同的操作系统、数据库、应用系统的要求。在传统的实验教学中，一般采用物理网络线路、设备、主机搭建实验环境；在MOOE平台中则采用纯软件的方式、纯虚拟化技术，再加上SDN（软件定义网络）技术，在云平台上构建实验需要的环境。同时，在MOOE中，存在规模较大的不同学校、不同专业方向、不同课程、不同的教师对相同知

5、识点设计的不同的实验，这就使得教师、课程、实验、实验环境等元素之间存在多对多的关联关系，对这些信息的分类和管理是MOOE平台的必备功能之一。学生使用MOOE主要是学习实验相关知识、完成实验操作、提交实验报告、参与教学互动、掌握学习动态等。在大量学生进行相同或不同实验操作的需求下，MOOE平台能快速、准确地提供大量的实验环境，能保证这些实验环境对每个（组）学生来说是完全独立的，这就保证了在实验过程中不同的操作人员所进行的实验相互隔离、互不干扰。在实验完成后，为保证资源的重复利用率，MOOE平台能快速释放不用的资源。同时，对不同学校、不同学习目的、不同专业兴趣方向、每个学生对不同实验操作的操作过程

6、或结果进行存储与管理，也是MOOE平台的必备功能之一。（2）大规模应用范围众所周知，MOOC打破了大学的围墙。同样的，MOOE也冲破了大学的实验室。MOOE的大规模应用范围指各类学校、广阔的地域、广泛的行业领域、以及各种类型的教师和学习者。MOOE将实现校际之间、社会与大学之间的师资互动，让以前封闭在传统实验室内的精品课程、重点实验室、教学名师所拥有的资源成为网络教学的典型资源，让企业专家、行业的业务精英及他们的实践经验成为网络教学的有力补充。象牙塔内深厚的理论基础、前沿的研究成果，与企业、社会的最新实践经验、最新产品应用、最新真实事件与数据等相结合，使MOOE平台与传统实验室相比，具有内容全

7、面、知识新颖的明显优势。来自不同层次（包括研究生、本科、专科、甚至其他学历者）、不同学校、不同环境（在校学生、企业员工、甚至无业人员）的广大学生，在MOOE共同组成学习群体，在这里，他们可以交流学习需求、学习经验、学习习惯，可以对自己喜好的课程、老师、实验进行品头论足，从而使实验课程的组织更加有序、各类实验对学习知识的帮助更加有效，也将使部分优秀教师、优秀课程、优秀实验脱颖而出，成为MOOE的教学名师、精品课程、经典实验。（3）大规模实验容量MOOE大规模的实验容量主要体现在两个方面：实验内容能覆盖相关专业的全部知识点、同一知识点的实验将有不同的实验设计。MOOE首先按照相关学科、专业的知识体

8、系，参照相关课程体系的设计，分解出所需覆盖的知识点，根据知识点设计一套完整覆盖所有知识点的实验，以备学习者按照专业学习流程选择学习。 在MOOE实际教学过程中，各类教师可根据自己的经验设计更加有效的实验，充实到MOOE平台中，这就使MOOE的实验容量不断得到扩展，使MOOE所包含的实验能更加全面地覆盖相关专业的所有知识点。由于各类教师对专业知识理解的不同、对知识应用的经验差异、对社会实际情况掌握的详略不一，使得他们为MOOE充实的实验将千变万化，也就可能出现同一知识点在MOOE中拥有多个不同的实验设计的情况。这将更加有利于不同层次、不同经历、不同需求的学习者选择不同的实验进行操作学习。2、在线

9、传统实验室的主要缺陷在于场地受限、学习者规模受限、实验操作时间受限、实验设计分享受限等。MOOE通过互联网服务模式使任何实验参与者（Anyone）能随时（Anytime）、随地（Anywhere）进行实验设计、实验教学、实验操作。当然，MOOE将与MOOC有机结合，其在线服务范围也将与MOOC同步。当MOOC在校园网络、区域或行业网络、广域网络等不同环境应用的同时，MOOE可同步部署和应用。由于MOOE采用了虚拟化与SDN等纯软件的技术，无论何种网络形式的部署和应用，都将能解决传统实验室场地受限、学习者规模受限、实验操作时间受限、实验设计分享受限的问题。此外，MOOE的在线服务模式还将带来实验

10、过程实时监控、实验结果及时验证、师生随机教学互动、学生在线交流讨论等便利。3、开放MOOE的开放首先体现在无论是教师还是学生，只要有网络访问权限，即可使用MOOE。也就是说，MOOE是一个开放使用的平台。更为重要的是，MOOE还是一个教学经验和教学成果积累、检验、推广的开放平台。通过MOOE平台，教师首先可在平台现有的实验库中选择实验组合成自己的课程；其次，教师可自主设计课程内容，并提交课程中的实验设计（包括实验指导书、实验环境设计、实验过程设计、实验辅助资料等），在实验环境设计时，教师可使用MOOE平台提供的各种不同的主机和网络设备模板，通过可视化图形界面搭建实验所需的网络环境，如果实验所需

11、的主机、设备在软件环境或参数配置方面有特殊的要求，MOOE还可根据需要进行相关设置。此外，MOOE包括一个公用工具管理模块，其中包括了最新的实验所需工具，教师也可将自主收集或设计的工具提交到工具箱中。也就是说，MOOE平台是一个教师个性化课程设计、实验设计的平台。这些具有特色的课程、实验必将在MOOE平台中受到广大学习者的检验，那些内容新颖、设计合理、方式独特的课程和实验，将得到学习者的认可与肯定。MOOE平台将根据学习者的评价对课程、实验、乃至于设计者（教师）进行排名和推介，从而产生广受欢迎的教学名师、精品课程、经典实验。此外，学生也可对专业知识的学习范围、学习流程和学习方法进行适当的设计，

12、或提出适合自身需求的建议，MOOE平台将根据学生的需求进行调整（如不同于院校教育单一毕业证书的单科证书考试、与市场职位需求相对应的认证评估等）。从而充分体现MOOE平台的以学习者（消费者）为主导的氛围，打破传统教学模式中“教师主导”的状况，提升学生主动学习的氛围。并使学生能在MOOE中通过沟通交流、学习笔记等形式探索并形成良好的学习习惯，最终获得良好的学习效果。4、网络安全实验之MOOE的特点总结由于采用虚拟化与SDN等纯软件的技术构建实验环境，且以互联网服务形式提供应用，因此，MOOE具有如下特点：l 随时随地学习。不受学时、场地限制。l 内容新颖全面。不受教材、课程限制。l 多组并行实验。

13、环境相互隔离。l 创新积淀推广。可定制实验与课程，便于教学创新、成果积累、成果推广，是教学名师、精品课程、经典实验的大舞台。l 自主个性学习。以学生为主导，倡导个性化学习。l 实时教学互动。既是教学与学习的平台，又是经验交流与互动的平台。三、MOOE的功能按模块划分，MOOE的功能主要包括：1、教师业务模块主要实现课程设置、实验设置、实验过程监控、实验结果考评、教学互动、实验定制、资料工具管理、学生成绩管理等功能。2、学生业务模块主要实现学习课程选择、学习计划安排、实验知识预习、实验操作、实验结果提交、学习笔记管理、学习成绩查询、答疑与交流等功能。3、管理员业务模块主要实现用户管理、课程与实验

14、库管理、实验模板管理、环境资源管理、讨论组管理，以及教师、课程、实验推介管理，学生排名管理、热点话题管理、新闻管理等功能。四、MOOE的应用场景五、MOOE的利益相关者MOOE的利益相关者主要包括：l 学校l 培训机构l 需要进行人才培训的企业或单位l 老师l 学生或需要进行实验操作的社会人员六、MOOE给利益相关者带来的好处MOOE将给各利益相关者带来如下好处：学校和培训机构：节省实验室建设投入的经费和场地，无需专门的管理人员；无需考虑教学班次的规模限制；没有安全、设备更新、内容更新的后顾之忧；获得直接面向市场的就业推荐渠道。需要进行人才培训的企业或单位：无需安排脱岗培训；节省培训经费。老师：节省备课时间、提高备课质量；方便获取优秀的教学素材；能由充分的时间按自己的想法设计教学实验内容，并通过MOOE检验、推广自己的教学成果；通过MOOE扩大知名度；利用MOOE平台完成教学科研任务；借助MOOE平台方便地与同行、学生进行互动交流。学生：通过MOOE平台按自己的需求制定学习计划、完成学习任务、检验学习效果，体现“学生主导”的学习；系统全面地学习专业知识；方便地与众多老师、同学互动，有利于答疑解惑、心得交流；在MOOE平台感受到更加有趣、更有成就感的学习过程；获得直接面向市场的就业推介。