关键词:高职;电工;职业化;改革;认证
中图分类号:G726文献标识码:A
随着高职教育教学改革的不断深入,课程内容及授课模式的“职业化”已成为当前较为热门的研究主题。高职电工实训作为电工课程的深化环节,无论对电专业还是非电专业都具有重要的实际应用价值。特别是对通信行业,根据从业标准和国家安监部门要求,所有参加通信工程一线工作的员工都必须具备电工上岗资质。因此,其教学质量直接影响学生的职业能力。高职电工实训应该紧密结合技术领域和职业岗位(群)的任职要求,建立能够突出职业能力培养的课程标准,严格参照职业资格标准进行教学和实施。
一、现状及问题
电工实训教学普遍存在教学模式与教学要求不相适应,教学设备落后、更新缓慢,实训教学内容与行业前沿技术相脱节等问题。要转变思想,改进教学内容,在高职“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性”思路引导下融入新的教学方法,构建开放式电工实训基地,根据实际情况分层次设计电工实训教学过程等。
(一)教学目标定位不够准确
教学目标是对一门课程授课要求的集中反映,是该课程在整个专业课程设置及学生培养目标实现中所起作用的具体体现。在传统的教学理念中,电工实训课程的开设主要是对电工课程内容的进一步巩固,是对电工基础知识的实践验证。因此,电工实训课程的教学目标一般都会概括为“知、懂、会”三个字。所谓“知”,即让学生知道所训练项目的基本操作方法和对项目所涉及知识的初步了解;所谓“懂”,即让学生对训练项目操作流程有较准确的把握,对操作项目的内在原理有一定的了解;所谓“会”,即要求学生能较独立的、安全的完成各项训练科目的基本操作。这样的培养目标固化了课程的知识结构,学生只能局限于掌握所训练的项目,对于课程的“职业化”改革和目前倡导的“创新型”人才的培养不能起到很好的推动作用。
(二)教学内容不够“职业化”
教学内容选取的恰当与否是教学目标能否实现的重要基础。研究认为,目前电工实训课程内容设置存在两种现象。
一是教学内容过于陈旧,许多高职院校的电工实训定位在学生动手能力的培养,其教学内容延续着中专时期的几个老项目。对于学生“职业化”能力培养及创新意识激发不能起到很好的促进作用。
二是电工实训课程太过专业化,高职院校相关研究人员在改革电工实训课程的过程中对于教学内容陈旧存在一致的看法,在设法调整的过程中,部分院校将电工实训课程按照维修电工的要求进行了改革,将电气行业领域最先进的技术、标准、工艺等作为了电工实训课程的授课内容,使得非强电专业学生无法很好的接受,偏离了该课程在此类专业中开设的意义。
(三)教学模式陈旧
传统的电工实训一般采用“口授+板书+挂图”的教学模式,理论灌输比例较重,实际操作部分采用演示和学生固定式模仿操作相结合,逐步达到“会-精-快”的训练要求。笔者在教学实践中发现,这样的培养模式,对于提高学生对某个项目或某个实践领域的操作熟练度具有一定的促进作用,而对学生创新能力的发展和职业能力的提升促进作用较小。
(四)教学环境落后
电工实训是一门相对枯燥的专业基础课,各高职院校对其发展的重视程度相对其他专业课程较小,导致一直以来教学环境的改善欠缺,设备也相对落后。另外,由于教学内容的固化和教学模式的陈旧,导致教学环境一直停留在原实验室的条件下进行,对于多媒体技术的应用,先进教学软件的应用程度严重不够。上述条件对于激发学生学习兴趣都产生了负面影响。实训环境的闭塞导致对外交流的机会减少,服务企业的功能得不到有效施展,形成一种不良的循环。
根据当前企业需求,结合电工上岗证认证标准,深度改革电工实训环节,通过明确课程教学目标,改革教学内容,创新教学手段,改善教学环境等步骤,解决电工实训存在的问题,使该课程真正发挥其专业基础课的作用,同时也使其能够更好的服务企业。
二、课程改革
(一)教学目标明确化
高职电工实训是高职工科类(含电子、通信、电力、电气等)专业的基础课程,一般安排在高职第二学期电工基础授课结束,作为知识巩固、动手能力培养、创新意识确立和基本用电安全常识树立的重要环节。
对于上述工科专业学生,电工上岗证已经被确立为上岗的重要指标,因此,很多院校都会对学生在在校期间专门集中进行培训认证。其认证的目标可以概括如下:使学生获得一般电气类工作岗位必备的电气测量、电路连接及电动机和触电急救等方面的基本知识、基本方法和基本技能,为日后从事本专业相关工作打下基础,同时锻炼学生的团队合作能力、学习迁移能力、环境整理整顿能力和安全生产能力以及执行能力等综合职业素质。
该目标可分为三部分内容:即知识学习目标、技能训练目标和素质形成目标。对于知识目标的要求是学生能用相关知识描述问题;对于技能目标的要求是学生能使用工具完成常见技能任务;对于素质形成目标则是要在日常的学习和训练中逐渐养成符合素质要求的行为习惯。
目标与电工实训环节培养目标存在相互渗透的内容,因此,可以将两者进行结合,即电工实训环节可作为学生电工上岗证认证前培训的一部分。使学生在该环节结束后达到上岗证认证的要求,并能够直接参加认证。达到节省人力资源、节约培养成本、提高实训环节效率的目的。因此,该环节的教学目标可以进一步明确为:使学生具备一般电气类工作岗位必备的电工基础知识和基本操作技能,具备基本用电安全常识及触电急救能力,具有团队协作能力、创新能力和执行能力,为特种作业人员安全技术(电工)资格认证及专业课程的学习奠定基础。
(二)教学内容职业化
高职学生培养目标向职业化发展一直是社会和高校最为关注的课题,教学内容是培养目标得以实现的重要基础。根据对课程培养目标的研究和重新确立的要求,教学内容应进行相应的改革。其改革的方向应紧密结合电工上岗认证要求、结合各项能力培养目标及电工实训课程培养目标。改革按照项目化教学设计,设计思路如下:一是分析各知识点的布局,确定学习任务;二是根据各学习任务明确该任务的学习目标,细化各项技能训练内容、要求及方式,明确考核标准;三是明确各模块授课学时。
教学内容的选取要充分考虑职业化,由于该课程是作为普通工科专业的基础课程,因此内容不能过于专业化(电专业除外),但也不能停留在电工基础水平,介于两者之间,让学生在过程中不仅掌握电工基础知识,达到认证要求,还能较全面的了解用电的基本常识,让所学知识对接各类相关企业的基本职业要求,使学生学完后能够从事基本的电工工作。根据自身教学实践经验,按照电工课程理论知识由浅入深的结构层次,选取安全用电影视赏析、火灾消防演练、触电急救演练、室内照明电路安装、低压配电箱安装、三相异步电动机典型控制电路设计与安装等项目为载体进行内容编排,使学生达到电工上岗证认证的标准,并配备相应设计项目锻炼学生创新能力和团队协作能力。
(三)教学模式一体化
一体化教学是各高职院校在各类课程中一直改革推进的方向。对于高职电工实训课程,既需要学生掌握基本的理论知识,又需要具备一定的操作技能,采用一体化教学是较为合适的实现手段。一体化教学模式的应用需要有一支专业知识扎实、教学经验丰富的教学队伍共同完成,要求能充分了解课程的教学目标,提炼和分配知识技能要点,合理设计项目任务,细化各任务实施步骤,并能在授课过程中掌控全局,以学生为主导进行引领式教学,激发学生学习兴趣,培养学生创新能力。本文列举“三相异步电动机典型控制电路的设计与安装”项目的教学内容编排案例进一步说明该课程一体化授课的组织形式。
三相异步电动机典型控制电路的设计与安装:
1.实训目的和要求
熟悉常用低压配电电器、低压控制电路的结构,能拆装、检修开关、按钮、交流接触器等低压电器。
能正确地将三相异步电动机接入电源并正确使用,能对电动机使用过程中一些数据进行测试。
能规范地进行电动机控制线路的安装与调试。
2.实训器材
(1)三相异步电动机1台;
(2)交流接触器2个;
(3)热继电器1个;
(4)熔断器5个;
(5)按钮3个;
(6)空气开关1个;
(7)导线、端子板等。
3.实训内容
一是熟悉电路元件。检查所需要的元器件的质量,各项技术指标应符合规定要求,否则应予以更换。对照电路图寻找并且熟悉电路的组成元件,在空白纸上按照比例画出以下元器件相对的安装位置,并且标明该元件在电路图上的代号:
(1)熔断器:FU1、FU2
(2)接触器:KM1、KM2
(3)热继电器:FR
(4)按钮:SB1、SB2、SB3
(5)空气开关:QS
(6)三相异步电动机:M
(7)端子板:XT
二是将学生分为5大组,每大组分为3小组,各小组分别负责接触器、热继电器、按钮3块电路的设计和连接。要求各大组能根据电路图,在控制板上安装所有的电器元件,元件排列要求合理、整齐、匀称、间距合理,元件紧固程度适当。
三是各小组根据负责电路图,进行布线。要求“横平竖直,直角弯线,少用导线少交叉,多线并拢紧贴安装板一起走。”严禁损伤线芯和导线绝缘;接点牢靠,不松动,不压绝缘层,不露铜过长等。
四是各大组将各分电路集合,形成完成的控制电路,要求仔细检查,尤其是各电路之间的衔接部分,更应反复查验。
五是经指导教师检查通电运行。
六是观察接触器KM对电路的影响。改变接触器KM1常闭常开触点的接线顺序,观察电动机的转动情况。改变KM1、KM2的位置,观察电动机转动情况。
七是热继电器FR的作用。撤除热继电器,观察电动机转动情况,并作比较。
八是观察按钮SB对电路的影响。改变SB1的接线顺序,观察电动机的转动变化。改变SB2的接线顺序,观察电动机的转动变化。改变SB3的接线顺序,观察电动机的转动变化。
九是各大组从以上变化中,任选1个,设置完成后,互相交换电路,找出故障所在,并记录在下表中:
参考文献
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关键词:信息安全;教学体系;人才培养
中图分类号:G642文献标志码:B文章编号:1674-9324(2012)09-0114-02
信息安全专业是一门新兴的交叉学科,涉及计算机及网络安全的各个方面,是一个直接面向工程、面向应用的专业领域。该专业的培养目标是掌握信息安全领域的专业知识及专业技能,具有良好专业素养,能够理论联系实际,可以从事计算机、通信、电子商务、电子政务、电子金融等领域的信息安全高级专门人才。自2001年武汉大学计算机学院新开设了信息安全专业开始,信息安全专业已经发展了十年。经过近些年来的发展,已具有一定的规模。但是由于信息安全专业发展的时间较短,教学体系尚不成熟,许多问题,诸如专业建设、师资队伍建设、教材和课程建设等,尚在研究、摸索阶段。而且,由于各个高校的特色专业各不相同,因此在进行信息安全专业建设时侧重点会有所不同。因此,研究主要从学科设置、专业课程设置、实践教学环节和教学方法改革等几个方面进行。
一、信息安全专业特点
信息安全是一个涉及面相当广泛的领域,而且其内涵在随着信息应用的范围不断扩大。归纳起来,信息安全专业具有如下几方面的特点:多学科交叉。涉及到计算机、通信、电子、数学、生物、法律、管理等多个学科;理论联系实际。能够把掌握的理论知识熟练、灵活地应用到实际问题中;专业素养高。信息安全专业的学生不仅要有专业知识,而且要有法律法规等方面的素养。这样才可能到一些很重要的部门承担信息安全工作;系统工程。鉴于“七分管理,三分技术”的木桶原则,绝不可忽视法律、管理、教育的作用;整体性和底层性的特点。从整体、底层硬件方面系统采取措施才能比较有效地解决信息安全问题。
二、教学体系建设
1.学科设置。信息安全的内涵随着信息技术的发展在不断的延伸,从最初的仅对信息进行保密(保密性)发展到防止信息被篡改(完整性)、可用性和抗抵赖性,从而涉及到攻、防、测、控、管、评等多方面的基础理论和实施技术。所以,信息安全专业的学科设置也随着其研究重点和应用领域的不同而不同。目前,在学科设置方面,信息安全仅仅是高校自设的二级学科。大多数高校根据自身的特点将信息安全设置在计算机科学与技术或者信息与通信工程的二级学科。设置在计算机科学与技术学科之下的,以计算机和网络知识为重点;而设在信息与通信工程学科之下的,一般是以通信和密码学作为教学的重点。也有一些高校将信息安全作为数学学科下的二级学科,以数学、物理等基础知识为其侧重点;有的高校把信息安全专业办在安全工程系,以安全为教学内容的重点。例如,西安电子科技大学将信息安全专业设在了信息与通信工程一级学科下,充分利用西安电子科技大学的特色专业发展信息安全专业,培养通信保密方面的专业人才。
摘要:随着教育信息化的发展,高等教育领域对教学软件的需求不断增加,本文介绍了为“安全电子支付与电子货币”课程设计并实现的虚拟银行教学软件系统VBR,该系统为学生提供了一个全方位、真实的学习与实践环境。通过在教学中使用本教学软件系统,不仅增强了学生运用信息安全专业知识的意识,充分发挥了学生自主探索式学习,更重要的是提高了学生的工程实践能力,取得了良好的教学效果。
关键词:虚拟银行教学软件系统;信息安全;安全电子支付;虚拟网上银行;CA认证中心;虚拟购物中心
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引言
教育信息化不仅是国民经济和社会信息化的重要组成部分,也是教育发展全局中的关键环节,将信息技术与教学进行整合,构造可视化、可接触、所见即所得的学习环境成为了必然趋势,其中,教学软件就是一个重要应用,通过教学软件的使用,可以满足随时随地终身学习的需求,提升现代教育的质量和水平。
“安全电子支付与电子货币”是云南大学软件学院信息安全专业选修课程,课程内容围绕安全电子支付的技术和系统进行讲授。由于课程内容以金融知识和相关信息安全知识为基础,而大部分学生没有使用网上银行的经历,也没有网络购物以及网上支付的经历,如果单纯用传统的文字、幻灯等教学方式是无法满足教学需要的,另外,软件学院要求学生具备过硬的工程素质,而一个完整的安全电子支付系统需要多个基础系统的支持。因此,我们为本门课程设计并开发了一套虚拟银行教学软件系统VBR(VirtualBankRoom),用以辅助课程的教学,这套系统真实地模拟了现代网上银行的功能,可以帮助学生理解课堂上学习的相关基础知识,使学生可以针对信息安全知识进行运用,充分发挥学生自主探索式学习,增强学生运用知识的意识,同时也为学生的进一步工程实践提供了一个基础平台。
2教学软件系统的设计与实现
VBR虚拟银行教学软件系统由虚拟网上银行、CA认证中心、虚拟购物中心三个子系统构成(见图1)。其中,虚拟网上银行子系统真实模拟了现代网上银行的基本功能,包括:用户管理、账户管理、转账汇款、网上支付、业务管理以及系统管理,其中,用户管理、账户管理、转账汇款以及网上支付模块是提供给虚拟银行用户,即学生使用的,业务管理模块是提供给虚拟银行工作人员使用的,而系统管理模块是提供给虚拟银行系统管理员维护系统使用的,虚拟银行工作人员和系统管理员可以由教师或者指定的学生担任。另外,参照中国金融认证中心CFCA,我们实现了虚拟银行的CA认证中心子系统,用以提供用户身份认证并支持安全网络传输服务,为虚拟银行用户提供更强的安全保护并为将来支持安全电子支付系统的实现提供支撑。而且我们还在VBR中实现了一个虚拟购物中心子系统,提供虚拟的购物环境,这类似于很多银行提供的网上商城,学生可以在虚拟购物中心中进行模拟购物,在CA认证中心获取数字证书,通过虚拟网上银行进行网上支付,当然,为了完成网上支付,只有虚拟网上银行、CA认证中心和虚拟购物中心是不够的,我们需要提供支持网上支付的协议或者系统,因此,我们在实现该教学软件系统的基础上为学生示范实现了SET(SecureElectronicTransaction)协议用于实现安全网上支付,提供给学生一个非常完整而真实的体验环境,让学生不仅真实体验网上银行功能,感受电子支付过程,也为学生将来进行进一步的工程实践提供参考。
整套教学软件系统的设计与实现:
(1)满足“安全电子支付与电子货币”课程的目标,这套系统支持让学生运用已经具备的信息安全基础知识来学习金融领域中电子支付相关安全技术与系统,并提供进行相关工程实践的基础;
(2)充分体现信息安全专业学生的培养特色:整套教学软件系统的设计和实现是以安全为基础的,虚拟网上银行系统要为银行用户提供安全保障,CA认证中心是安全
基础设施中的核心组件,而电子支付的实现更是安全的应用,因此,信息安全专业的学生通过使用该套教学软件系统不仅可以学习到相关知识,而且可以进行真实体验以及进行相关安全工程的实践;
(3)强调对软件学院学生工程能力的培养:通过以该教学软件系统为基础的实践可以有效的锻炼学生的工程能力。
我们采用VisualStudio2008、SQLServer2005和OpenSSL实现了整套系统,由于虚拟购物中心相对于虚拟网上银行和CA认证中心来说,其设计实现的安全要求不是很高,因此,下面我们针对虚拟银行教学软件系统中的虚拟网上银行子系统和CA认证中心子系统的关键技术实现来进行说明,然后介绍基于这套教学软件系统进行的SET安全电子支付协议应用示范。
2.1虚拟网上银行关键技术实现――数据库加密
VBR虚拟银行教学软件系统中的虚拟网上银行子系统虽然是模拟真实世界中的网上银行系统,但是,为了强调其真实性,突出信息安全专业特色,加强对学生专业技能的培养,我们对虚拟网上银行子系统中的敏感数据实施了加密安全保护技术,也就是对虚拟网上银行管理的各类关键敏感信息进行加密存储,整个数据库以密文形式保存。在将数据以密文形式保存于数据库后,如何进行高效的数据检索是我们解决的另外一个问题,因为原来针对明文数据的检索语句不可以直接运用到密文数据库的检索过程,而如果在检索前先对加密数据进行解密,然后对解密数据进行检索是不安全和不高效的,因此,我们设计了一种高效的密文检索算法。通过这种安全保护,可以有效减少来自于数据库的安全威胁。
我们对虚拟网上银行子系统的数据库实施加密保护,不仅是要教育学生如何应用密码技术基础知识,更重要的是,学生今后在这个加密数据库上进行安全电子支付系统的工程实践时可以充分运用密码技术基础知识,在不破坏密文数据库的基础上完成安全电子支付系统的设计和实现。
整个子系统的实现我们使用了对称密码算法DES和Hash算法SHA,我们的主要实现方法是:
(1)数据库加密:明文数据在输入数据库之前将经过加密处理,加密的粒度为分量,即每次加、解密的粒度为每条记录的分量数据,这能较好地适应数据库的操作。假设数据表为T,表T有M个属性和N条记录,其中一个属性的属性名为T(i)(i
(2)密文分量C(i,j)由两个部分组成,第一个部分C1(i,j)为对分量T(i,j)用密钥K1进行对称加密的密文DESK1(T(i,j)),第二个部分C2(i,j)为基于第一部分密文生成的校验码DESSHA(T(i,j))(DESK1(T(i,j))),用于检索。