基于树莓派的课堂实验设计.doc

基于树莓派的课堂实验设计
摘要:该文是《网络信息安全》课程教学改革研究的阶段性研究报告。该课题研究目的:为了更方便的实施网络实验,加强学生软硬件动手能力,提高教学效果。研究方法:根据现有的树莓派开发板、nodejs服务器以及App Inventor2安卓开发平台等相关技术资料和设备,课题组教师开发大型实验,并拍摄教学视频。阶段性研究结果:目前已经成功开发了两个大型实验:无线监控树莓派和树莓派上的打地鼠游戏。结论:基于树莓派开发板的对于《网络信息安全》的实验开发是完全可行的,并且具有无限扩展性。
关键词:网络;树莓派;安卓;服务器端
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)35-0058-03
《网络信息安全》这门课涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等综合性知识。为了让学生能够系统性地将这些知识串联起来,需要有一个统一的集成化的平台去实现或者印证这些理论。
从学校教学来看,普通本科单纯的课堂理论化教学和分散的小型实验对大专、高职院校来说并不是十分适合。首先,学生不具备很强的理论学习能力,他们对深奥的数学理论和复杂的编程思想缺乏扎实的理论基础知识,学习起来十分费劲。其次,大专、高职院校的学生将来要直接进入企业第一线工作,相对实用的成套的技术对他们来说更有用,经过一系列设备的配置、安装以及简单的程序编写完成一个看得见摸得着的作品会让他们有强烈的成就感。普通教材中的实验往往是零时安装一个现成的程序,然后输入
“配置”数据、点击“下一步”、“确定”。这种模式不能让学生掌握到核心的技术,即使要做一些变通也无从下手。另外,普通学校机房缺乏有效的实验环境和实验平台,学生机上安装的系统比较单一,一般会附带保护卡和系统恢复机制,不允许随便修改系统设置,不仅安装不同的系统是不被允许的,而且练习具备破坏性的网络攻防实验也会对机房的网络系统造成破坏,使得其他教学活动不能顺利进行。
树莓派:
因此针对《网络信息安全》这门课,一个新的能够模仿物联网模式连接各种不同设备、搭载不同系统的教学平台以及更加集成化和项目化的教学模式呼之欲出。为此,本课题组成员计划采用市面上一款叫树莓派的新产品作为核心设备来尝试实现这个目标。
1 研究技术材料和方法介绍
本文会涉及一些新的技术,如:树莓派开发板、基于java sc
ript脚本语言的用于小型服务器开发的新技术以及麻省理工大学出品的用于教育领域的Android应用程序开发平台,因此先在这个章节做一些简单介绍。
RaspberryPi
树莓派这个听起来像一种国外烘培产品的名字其实是一种小型的卡片式的电脑主板,需要另外添加显示屏、键盘、鼠标、电源、无线网卡等外部设备才能够真正的正常运行[1]。虽然有些折腾,但是能给学生一个动手的机会,让他们更好的理解计算机的组成。
除了提供硬件组装的动手机会,它的软件运行也具备许多优势。普通学校机房的装机实践证明,即使使用虚拟机等软件也会和某些教学管理软件产生冲突,导致很多实验不能进行,影响教学效果。
树莓派开发板可以安装类似于Linux的操作系统,并且实现一系列好玩的实验。例如:配置一个无线的监控系统,以实现远程的摄像监控记录动作图片和视频,甚至可以通过手机来