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近年来,随着互联网和信息通信技术的快速发展,云计算、大数据、翻转课堂等新技术、新理念应运而生,教育信息化在全球范围内取得长足发展。我国教育部也明确表示,信息化应该起到改变教育模式的作用,因此,翻转课堂在国内教育界成为热门研究领域,得到越来越多的教育专家认可,他们认为这是更符合人性规律的学习方式,是未来教育发展的主要趋势。目前,在中小学教育、英语、计算机等学科翻转课堂得到较为广泛的推广,并取得了良好的效果。在基础会计领域,有些高校也开始了一些类似的尝试。但是在成本会计领域,由于该课程本身的应用性较强,既需要较深厚的理论知识,也需要较强的实践经验,因此,上好这门课的难度比较大。翻转课堂作为当前教学改革的一个重要方向,将其应用到《成本会计学》这门课的教学中,充分结合成本核算的特点和难点,定将取得意想不到的效果。
1翻转课堂概述
翻转课堂是2011年美国人萨尔曼•可汗在TED大会上的演讲报告《用视频重新创造教育》中提出的。美国新媒体联盟(NMC)《地平线报告:2014年高等教育版》对翻转课堂进行了定义:是指重新调整课堂内外的时间,将学生的学习决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下,课堂内的宝贵时间,学生能够更专注于主动的基于项目(或问题)的学习,共同研究解决本地化或全球化的挑战以及其他现实世界面临的问题,从而获得更深层次的理解。其基本思路是把传统的学习过程翻转过来。教师根据学习需求提前给学生准备好视频材料,学生在课前通过网络完成对知识点和概念的自主学习和测试;在课堂上教师和学生之间主要是进行互动式学习,包括解答疑惑、讨论交流和反馈评价,如图1所示。翻转课堂最大的特点就是改变了“教师讲、学生听”的教学模式,实现少讲多学,提高学生学习的主观能动性。
2《成本会计学》课程的授课特点分析
2.1授课内容不全面
由于客观授课时间的限制,《成本会计学》课程注重对成本核算流程和方法的讲授,缺少对制造企业生产经营过程的详细介绍。学生没有任何企业经验,对企业生产工艺流程、生产步骤和工序、生产投料方式和产品转移方式等内容没有任何概念,不能够深刻体会成本核算的工序和流程。因此,教师在讲授成本核算方法时学生理解具有一定难度,不能将理论知识灵活地应用于实践过程中。这就造成了“教师讲授难、学生学习难”的困境,而翻转课堂教学模式则可以很好地解决这个问题,弥补授课内容不全面的缺点。教师可以通过课前的教学设计,把制造企业生产经营过程的相关内容通过视频展示给学生,让学生对其有较详细的了解,再从中引出成本核算的相关问题,既符合学生的认知规律,也能调动学生学习的兴趣。
2.2成本核算工作量大、表格多
制造企业成本核算是一项复杂的工作,是在财务核算的基础上归集分配企业生产过程中发生的各种费用,并且针对企业不同的工艺过程和生产组织类型采用不同的成本核算方法。同时,所有的核算过程和结果最后都通过表格显示出来,每个表格需要采用不同的公式和计算方法,编制工作繁琐。这些都造成了学生在传统课堂上编制相关成本计算表格方法落后,不能充分利用课堂时间更系统、完善地掌握成本计算表格的编制,同时不能完全理解各个计算表中数据的对应关系,教学效果不理想。翻转课堂教学模式则可以让学生通过课前的自主学习和作业掌握相关成本核算的基本方法,课堂上的时间则更多的用来和老师、同学探讨学习中出现的问题和疑惑,通过讨论和交流更深刻的理解成本核算的实质,实现知识的“内化”。
2.3教学手段相对落后
目前,《成本会计学》课程的教学主要是通过课堂讲授和课后作业完成的,采用的是“以教师为中心”的灌输式教学方法。由于课程本身授课内容不全面、成本核算复杂的特点,导致大部分学生认为《成本会计学》课程较难,容易造成学生的厌学情绪。而且现在大学生的学习特点较以往学生产生了很大的差异,他们是数码达人、互联网和游戏爱好者,已具备了自主学习的能力,更有个性,更愿意主动尝试而不是被动听讲。同时,他们保持注意力集中的时间较短,45分钟的听课时间对他们而言已如桎梏。翻转课堂中10~15分钟的微课视频以及课堂上讨论、展示、答疑的方式会更受学生的欢迎。正是由于《成本会计学》课程在内容和教学上存在以上的特点,因此,在《成本会计学》课程教学中应提倡翻转课堂教学模式。
3基于翻转课堂理念的《成本会计学》教学模式设计
《成本会计学》课程的教学目标是培养学生掌握成本核算的基本技能和方法,学会编制成本报表和进行成本分析,是一门实践性很强的课程。翻转课堂在《成本会计学》课程教学中的推广,将会使教师从知识的传授者变成学生学习的引导者,使学生从被动的接受者变成主动的研究者,打破传统教学方法中根据教材的章节体系、从概论到基本理论、再到成本核算的教学体系,转而采用按照实际成本核算流程将知识点进行分类的教学体系,如图2所示。教师提前把按照实际工作流程分解的知识点制作成视频讲授材料并下发给学生,让学生利用课下时间充分地学习知识;而课堂上的时间则用来进行师生的互动式学习,学生根据课前的学习情况提出问题,老师与学生之间、学生与学生之间就相关知识点、案例进行探讨和交流,让学生充分参与,更有利于专业知识和实践情况的有机结合,更好地让学生在课堂上应用课前学到的知识解决实际问题,提高教学效果。
3.1课前教学活动的设计
翻转课堂教学模式下,教师由“知识的灌输者”变成了“学习的引导者”。如何调动学生的学习兴趣、完成课前的学习任务、保证后续学习顺利进行,课前教学活动的设计是关键。①制作教学视频。设计和制作教学视频是翻转课堂的起点与基石。教师根据教学内容和学生特点录制长度适中、具有较好观赏性和互动性的视频材料,视频长度控制在10~15分钟为宜,视频材料可以是PPT、动画、视听和影像资料,如在企业生产现场实地拍摄的影片和录像、专家的访谈等。通过视频资料学生了解产品从原材料到产成品的生产过程,掌握成本费用如何归集、成本会计人员如何进行成本核算和编制报表等。现在的学生对电视、手机、网络有很大的兴趣,对感性形式的依赖和对理性形式的陌生与抗拒致使他们对教材没有任何兴趣,教师应把声音、图像、动画和视频等多种手段运用于教学,把抽象的、枯燥的学习内容转化为有趣的、可视听的形象内容,学生才能积极主动完成课前知识传授阶段的学习。此外,一次成本核算所需用到的表格会有很多张或者是一张综合性表格,各数据之间存在着严格的勾稽关系,这些都难以在一张ppt页面上显示出来,可以在制作视频时运用flash技术,制作单据或数据传递流程的flas演示,以便于学生理解和掌握成本核算的实质。②课前在线作业。为保证观看教学视频的效果,教师应根据视频内容设计有针对性的练习。学生在学习同时要做好笔记,然后完成教师布置的在线作业,巩固已学内容,发现观看视频中遇到的问题。教师可按需要通过交流平台了解学生学习的困难和疑问,为后续的课堂教学做好充分准备。
3.2课堂教学活动的设计
在课前教学活动顺利完成之后,就可以进入课堂上的互动教学阶段。在翻转课堂教育模式下,课堂的主体是学生,教师只是学习的引导者、答疑者,教师要时刻关注学生的状态,适时地给予指导,保证学生学习的有效开展。①总结归纳问题。教师根据授课目标和内容,对学生在观看教学视频和在线作业中提出的疑问进行总结,归纳出一些共有的、有深度的问题来进行探讨,学生根据自己的理解或兴趣选择探讨的题目。鼓励学生进行独立思考和探索,培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力;对于一些稍微复杂的问题,教师也可以将选择同一问题的学生分成一组,进行小组协作学习。②协作学习、共同探讨。翻转课堂模式下,课堂教学的主要活动就不再是老师讲解学生听课了,而是学生根据视频学习的情况进行老师与学生、学生与学生的交互式讨论。一些简单的基础知识学生通过视频学习可以掌握,对于一些难点的知识,通过交互式讨论进行深入的探讨和分析,使学习内容得到充分的交流、拓展和深化。也可以让学生分组模拟具体成本核算实践环节中的一些角色,以加强学生对知识点和具体应用的理解。③展示与评价。学生经过视频自主学习和课堂协作学习后,对教学内容已有了较好掌握。为让学生真正做到对所学知识融会贯通,他们需要将自己学习和讨论的结果进行汇报展示,并由教师和其他小组成员进行评价。如各种成本核算方法学习时,成本核算结果出来后各组分别派代表进行汇报展示,教师和其他组进行评价。
4翻转课堂在《成本会计学》课程中应用的建议
4.1高质量的教学视频是成功的关键
教学视频是翻转课堂的起点。一份好的教学视频可以调动学生的学习兴趣,提高教学效果。教师根据成本核算的流程归纳出不同的主题和知识点,一个知识点一个视频,生动风趣的讲解,融合图片、音乐、动画等元素,才能吸引学生看完整个视频。
4.2专业的信息技术是成功的保证
翻转课堂是现代化信息技术发展的产物。翻转课堂的实施从教学视频的制作、在线作业的完成、课堂教学的设计到师生之间的互动交流,都需要专业人士的信息技术、计算机软件和硬件、网络的支持。
5结束语
翻转课堂是顺应时代潮流的关于教学方式的大变革,是一种以微课视屏为核心的整合多种教学资源的新型教与学模式,有着广阔的应用前景。目前我国翻转课堂理念在成本会计教学中的运用还存在众多亟待解决的问题,还有很多值得研究和探讨的地方。但随着信息技术的不断进步,翻转课堂在相关的研究和教学领域中必将获得长足地发展。
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关键词:ARP欺骗攻击;网络安全意识;问题情境;职业素质
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)35-0100-03
Abstract: This paper aims to integrate the network safety consciousness, real problem situation, professional quality concept into the college experimental teaching process under the strategy of network power, to stimulate students' enthusiasm and initiative, and guide students to find, analyze and solve the problem, to sum up the experiment in the form of lists. Ultimately, the "student oriented, supplemented by teachers" teaching ideas are reflected, and students' practical ability are enhanced.
Key words: ARP spoofing;network safety consciousness; problem situation; professional quality
1 引言
2014年来,中央网络安全和信息化领导小组组长多次提出了“没有网络安全就没有国家安全”以及“建设网络强国”的重要论断。2015年政府工作报告提出的“互联网+行动计划” 体现出信息化对网络发展巨大推动作用和以网络为载体的数据驱动巨大魅力的同时,也呼唤着人们通过网络的进一步发展来不断提升网络安全的能力和意识。两届国家网络安全宣传周活动的开展也为加强全民网络安全宣传教育、提升网民的网络安全防范意识和技能提供了良好的途径。
网络安全上升到国家战略层面,各类网络攻击和窃取事件的频发驱动信息安全需求急剧增加,目前网络安全普遍存在的问题是信息安全意识不强、缺乏整体安全方案、没有安全管理机制、系统本身不安全以及缺少必要的安全专才。
网络安全意识比技术更重要。作为培养网络专业技能人才的一线高校教师,在平常实验教学中除了借助各种安全设备和环境完成实训内容外,更重要的是提升学生的安全意识和处理安全事故的能力,在提高专业技能水平的同时培养学生的职业素质,因此设计好网络安全实验课程显得尤为重要。本文以ARP欺骗攻击与防范实验教学为例,探索在真实网络安全情境下,新型安全课程实验教学模式的改革以及教学效果。
2 ARP欺骗攻击原理
ARP协议是以太网等数据链路层的基础协议,负责完成IP地址到硬件地址的映射。工作过程简述如下:1)当主机或者网络设备需要解析一个IP地址对应的MAC地址时,会广播发送ARP请求报文。2)主机或者网络设备接收到ARP请求后,会进行应答。同时,根据请求发送者的IP地址和MAC地址的对应关系建立ARP表项。3)发起请求的主机或者网络设备接收到应答后,同样会将应答报文中发送者的IP地址和MAC地址的映射关系记录下来,生成ARP表项。从ARP工作机制可以看出,ARP协议简单易用,但是却没有任何安全机制,攻击者可以发送伪造ARP报文对网络进行攻击。伪造ARP报文具有如下特点:伪造的ARP报文中源MAC地址/目的MAC地址和以太网帧封装中的源MAC地址/目的MAC地址不一致;伪造的ARP报文中源IP地址和源MAC地址的映射关系不是合法用户真实的映射关系。目前主要的ARP攻击方式有如下几类:仿冒网关攻击、仿冒用户攻击(欺骗网关或者其他主机)、泛洪攻击。
3 问题情境设计
教学情境是课堂教学的基本要素,有价值的教学情境一定是内含问题的情境,它能有效地引发学生的思考。问题情境的创设,对于学生学习兴趣的激发起着决定作用。因此,如何设计具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景,以激发学生一定的情感,就成为教学之初需要考虑的问题。
在一个没有防御的园区网中爆发的ARP病毒会造成网络丢包、不能访问网关、IP地址冲突等问题,实验室所有主机分配的是同一网段IP地址,接入交换机,预先在教师机上开启Sniffer嗅探者软件,运行数据包发生器,修改后的ARP广播报文会持续被发送到当前局域网中,为学生建立一个真实园区网面临的问题情境,接下来引导学生按照“发现问题-分析问题-解决问题”的顺序完成实验内容,提升自己的安全意识和实践能力。
4 实施过程
4.1 实验环境
实验室所有主机处于同一网段,类似如下所示的拓扑图环境:
4.2 问题情境的构造
教师机IP地址为172.16.75.105,在本实验中充当攻击者身份。首先构造用于攻击的ARP欺骗报文,在Sniffer软件上定义好过滤器后,开始捕获报文,首先将教师机的ARP缓存清空,尝试PING网关,停止捕获并显示结果如下图所示,
发送当前的帧之前做如下修改:(1)更改源IP地址为网关IP地址;(2)更改源MAC地址为伪造的MAC 地址11-22-33-44-55-66;(3)更改目的IP地址为任一同网段主机IP地址;(4)更改目的MAC地址为全F值。设置为连续不断地发送帧,启动数据帧发生器,此时当前网段会充斥着此类ARP广播报文。
4.3 问题情境的呈现
以4-5人为一组,以真实的网络管理员遇到的企业局域网故障为案例,向学生说明经常受到的网络攻击来自于网络内部,表现为访问互联网时断时续,打开网页或下载文件的速度明显变慢,甚至无法访问公司的Web服务器等资源,严重影响了企业办公业务的正常运行,公司领导对此很不满意,要求立刻彻底解决问题。要求在实验报告上完成每步测试内容并填写检查结果。此环节注重引入职业教育理念,既要注重技能锻炼,又要注意素质培养。立足本职岗位,敢于承担责任,从工作中发现问题是什么,为什么到怎么做,同时培养学生的团队意识。
4.4发现问题
此环节旨在让学生运用已掌握的网络维护技能发现当前局域网存在的问题,通过观察学生在测试环节中采用的方法,可以了解到学生能否快速有效地定位网络中的故障,在不投入新的设备情况下解决问题。
通过观察,多数学生会按照如下测试步骤检测网络状况:1)检查本机网络连接情况及IP地址是否有效;2)检查与同一网段内其余主机连接情况;3)检查与网关连接情况;4)检查与DNS服务器连接情况;5)检查与Web服务器连接情况。这一过程旨在帮助学生基于收集到的测试数据判断问题症结点的能力,只有在充分调查研究的基础上具体问题具体分析,才能把存在的问题症结点找准、找实、找透,才能开对方子,做到对症下药。
4.5分析问题
根据课堂反映来看,绝大多数学生在实施到第3步时发现PING网关IP地址不通,并且重启机器后症状依旧,没过多久又会产生丢包现象。不少学生通过使用ARP -a命令发现学习到的网关MAC地址是伪造的11-22-33-44-55-66,进而判断出问题在于网关MAC地址被篡改,通过使用Sniffer软件,可以嗅探到局域网内充斥着大量的ARP报文,并且通过抓包分析,发现源IP地址为172.16.75.254的网关的MAC地址为11-22-33-44-55-66。此时需要引导学生去思考两个问题:一是为什么主机会无条件更新,二是如何防范此类错误。结合课本上提到的TCP/IP协议栈的脆弱性,部分同学会得出主机并不对收到的ARP报文进行检查,从而导致PC主机更新本机ARP缓存里的网关MAC地址的结论。
这个分析问题的过程注重培养学生遇到问题的应变能力,这种能力的训练对于今后可能从事的网络运维岗位而言,是非常有必要的。
4.6 解决问题
明白了问题的原因,如何解决问题就是一个水到渠成的过程。通过几分钟分组讨论的形式,最后总结了几组的意见,归纳出两种解决思路:一是主机对于收到的ARP伪造报文不进行更新操作,二是限制此类ARP广播报文在局域网内的泛洪。此时,结合实训指导书内容,教师提出两种解决方案让学生选择,一是在局域网内各台主机上静态绑定正确的网关MAC地址,这样即使主机收到了虚假MAC地址也不予以更新;二是在交换机各端口上设置单位时间内允许通过的ARP报文数量的阈值,超过阈值则关闭端口。同时让学生分组讨论,对这两种方案的优缺点进行比较,最终得出如下的结论,方案一因为要在局域网内每台主机上配置命令,工作量较大,网关MAC地址一旦改变又得重新配置,而且治标不治本,不能有效遏制网段内ARP报文造成的广播风暴,网络传输性能较低;方案二只需在交换机端口上进行配置,与网关MAC地址无关,如果再在端口上划分好VLAN,将会进一步限制广播报文的传输范围。
4.7 实验总结
总结既是自己对于实验的理解归纳,也是对整个实验过程的回放,既要总结有所收获的地方,也要归纳出不足之处。通过将实验全过程中涉及现象、情境及步骤列成问题清单,让每位学生都能从实验中总结出得与失。最后借鉴翻转课堂的思想,邀请一位学生就实验目的、方法、步骤进行口头陈述,由其余学生进行补充,从而获得更深层次的理解。
5 结语
通过网络安全实验课程的教学尝试,以及学生的反映来看,收到了一定成效。总结起来达到了三个目的,一是探索网络安全意识、网络安全技能并重的新型网络安全实验教学方法,二是引导学生进入实际问题情境中,深入角色,积极主动地去发现、分析及解决问题,三是将个人责任感、团队合作等职业化素质理念融入到教学过程当中,培养主人公意识。在教学过程中需要注意对于课堂进度以及时间的把握,如学生遇到难点应及时进行引导,推动进程。
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