摘要：伴隨MOOC的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教學(xué)已經(jīng)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化，而隨著云計算、大數(shù)據(jù)等IT技術(shù)的發(fā)展，計算機實驗教學(xué)具備了實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化的條件，在此背景下誕生了MOOE的實驗?zāi)Ｊ?。文章介紹MOOE買驗室的主要特點，闡述合天網(wǎng)安實驗室關(guān)于MOOE的探索及其進展。

關(guān)鍵詞：MOOC；MOOE；實驗教學(xué)

1 背景

1.1 教育在互聯(lián)網(wǎng)下的改革方興未艾

以MOOC（massive open online courses，大規(guī)模開放式在線課程）誕生為標(biāo)志，教育在互聯(lián)網(wǎng)模式下的改革大潮逐步興起。自Coursera、Edx、Udacity三大知名MOOC平臺出現(xiàn)后，MOOC迅速席卷全球。在國內(nèi)，因為眾多老師和企業(yè)的參與也興起了很多MOOC平臺，2013年被稱為中國的MOOC元年。

無論是老師還是學(xué)生，乃至主管機構(gòu)，大家對MOOC的關(guān)注更多是因為MOOC這種互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模式對傳統(tǒng)教學(xué)在時間和空間上都有極大的拓展，有專家斷言今后50年的教育創(chuàng)新已經(jīng)到來。另一方面，在IT、互聯(lián)網(wǎng)界盛行的“互聯(lián)網(wǎng)思維”更是對MOOC作出新的解讀，互聯(lián)網(wǎng)思維模式下不僅誕生了互聯(lián)網(wǎng)手機、互聯(lián)網(wǎng)電視和互聯(lián)網(wǎng)快餐，也誕生了互聯(lián)網(wǎng)教育。互聯(lián)網(wǎng)正在利用其新模式的優(yōu)勢對教育行業(yè)變革產(chǎn)生持續(xù)的影響。

1.2 計算機實驗教學(xué)面臨的機遇

IT技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷過主機時代、局域網(wǎng)時代和互聯(lián)網(wǎng)時代。計算機實驗教學(xué)的建設(shè)伴隨著IT技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，但是受高校課堂教育的特殊要求和IT發(fā)展技術(shù)的限制，目前主流的計算機實驗教學(xué)基本還是以封閉實驗室為主，停留在局域網(wǎng)時代。

MOOC時代的到來催生了MOOE（massiveopen online experiments，大規(guī)模開放式在線實驗）這種全新的實驗?zāi)Ｊ?。MOOE采用云計算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，打破了傳統(tǒng)實驗室在時間、空間、實驗內(nèi)容等方面的限制，能夠快速構(gòu)建各種復(fù)雜度高、隔離性強的實驗環(huán)境。眾所周知，MOOC打破了大學(xué)的圍墻，同樣MOOE也沖破了大學(xué)的實驗室。

MOOE的理念是伴隨MOOC的發(fā)展而出現(xiàn)的，與MOOC相比，它更加注重對課程內(nèi)容的實踐動手能力，使得人們可以全面應(yīng)用并掌握相關(guān)課程知識。

2 MOOE實驗室的主要特點

2.1 大規(guī)模

MOOE實驗室的“大規(guī)?！斌w現(xiàn)在3個方面：大規(guī)模參與者、大規(guī)模應(yīng)用范圍和大規(guī)模實驗容量。

MOOE的大規(guī)模參與者體現(xiàn)在幾乎所有的老師、學(xué)生和網(wǎng)絡(luò)安全愛好者都可以獲得MOOE實驗室的服務(wù)，這在傳統(tǒng)模式下是不能想象的。

MOOE的大規(guī)模應(yīng)用范圍指各類學(xué)校、廣闊的地域、廣泛的行業(yè)領(lǐng)域以及各種類型的教師和學(xué)習(xí)者。MOOE將實現(xiàn)校際之間、社會與大學(xué)之間的師資互動，讓以前封閉在傳統(tǒng)實驗室內(nèi)的精品課程、重點實驗室、教學(xué)名師等資源成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的典型資源，讓企業(yè)專家、行業(yè)的業(yè)務(wù)精英及他們的實踐經(jīng)驗成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的有力補充。MOOE平臺將學(xué)校的深厚理論基礎(chǔ)和前沿研究成果與企業(yè)的最新實踐經(jīng)驗、最新產(chǎn)品應(yīng)用、最新真實事件與數(shù)據(jù)等結(jié)合，與傳統(tǒng)實驗室相比，具有內(nèi)容全面和知識新穎的優(yōu)勢。

MOOE大規(guī)模的實驗容量主要體現(xiàn)在兩個方面：實驗內(nèi)容能覆蓋相關(guān)專業(yè)的全部知識點；同一知識點的實驗將有不同的實驗設(shè)計。由于各類教師對專業(yè)知識的理解不同、對知識應(yīng)用的經(jīng)驗有差異、對社會實際情況掌握詳略不一，使得他們?yōu)镸OOE充實的實驗將千變?nèi)f化，也就可能出現(xiàn)同一知識點在MOOE中擁有多個不同的實驗設(shè)計的情況。這將更加有利于不同層次、不同經(jīng)歷和不同需求的學(xué)習(xí)者選擇不同的實驗進行操作學(xué)習(xí)。

2.2 在線支持

傳統(tǒng)實驗室的主要缺陷在于場地受限、學(xué)習(xí)者規(guī)模受限、實驗操作時間受限、實驗設(shè)計分享受限等。MOOE通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式使任何實驗參與者（anyone）能夠隨時（anytime）、隨地（anywhere）進行實驗設(shè)計、實驗教學(xué)和實驗操作。當(dāng)MOOC在校園網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域或行業(yè)網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)絡(luò)等不同環(huán)境應(yīng)用時，MOOE可同步部署和應(yīng)用。

2.3 開放性

無論是教師還是學(xué)生，只要有網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限，即可使用MOOE。也就是說，MOOE是一個開放使用的平臺。同時，MOOE還是一個教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)成果積累、檢驗和推廣的平臺，是一個擁有教師個性化課程設(shè)計和實驗設(shè)計的平臺。這些內(nèi)容新穎、設(shè)計合理和方式獨特的課程和實驗，將在MOOC平臺中得到學(xué)習(xí)者的認可與肯定。

此外，學(xué)生也可對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)范圍、學(xué)習(xí)流程和學(xué)習(xí)方法進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，或提出適合自身需求的建議，從而充分體現(xiàn)MOOE平臺的以學(xué)習(xí)者（消費者）為主導(dǎo)的氛圍，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式中“教師主導(dǎo)”的狀況，提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)的氛圍。學(xué)生能在MOOE中通過溝通交流、學(xué)習(xí)筆記等形式探索并形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，最終獲得良好的學(xué)習(xí)效果。

MOOE實驗室充分繼承了MOOC教學(xué)的所有優(yōu)勢，在大規(guī)模、開放、在線的旗幟下，理論教學(xué)和實驗教學(xué)很好地結(jié)合起來。廣大學(xué)生具備了隨時隨地開展任何實驗學(xué)習(xí)的條件，每人都可以有一個專屬自己的實驗室，實驗DIY的時代已經(jīng)到來。

3 合天網(wǎng)安實驗室的MOOE服務(wù)

合天網(wǎng)安實驗室是合天智匯推出的一個網(wǎng)絡(luò)安全方面的MOOE服務(wù)網(wǎng)站，該網(wǎng)站2013年推出，迄今已經(jīng)吸引了2萬多名網(wǎng)絡(luò)安全愛好者、近百所高等學(xué)校的加入。該實驗室遵循了MOOE的設(shè)計理念，其主要系統(tǒng)設(shè)計分為以下兒層，如圖1所示。

（l）資源虛擬層：主要實現(xiàn)對主機虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和資源虛擬化的支持，從而形成對物理主機、物理存儲以及物理網(wǎng)絡(luò)的解耦和抽象

（2）實驗仿真層：主要完成實驗的建模、實例化等工作，仿真平臺支持實驗?zāi)Ｐ偷慕ⅰ⒐芾硪约扒腥?、切出等操作，并實現(xiàn)實驗環(huán)境的安全隔離。

（3）應(yīng)用操作層：主要提供老師、學(xué)生、演練裁判、一般學(xué)習(xí)者等角色的用戶功能界面，提供實驗規(guī)劃、實驗部署、演練實驗操作、實驗監(jiān)控、實驗評估與考核等業(yè)務(wù)功能。

在合天網(wǎng)安實驗室中，學(xué)習(xí)者進行實驗主要分為4個步驟：

（1）賬號注冊。在任何能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)的情況下訪問該實驗室網(wǎng)站，完成賬號的注冊與激活。

（2）課程選擇。登錄實驗室，選擇感興趣的課程將其添加到自己的課程列表當(dāng)中。

（3）創(chuàng)建實驗環(huán)境。進入課程實驗頁面，點擊“創(chuàng)建實驗環(huán)境”按鈕即可完成實驗環(huán)境的準(zhǔn)備工作。

（4）實驗操作。登錄剛剛完成準(zhǔn)備的實驗環(huán)境，通過瀏覽器即可登錄實驗機器，對照實驗指導(dǎo)書進行操作。

由上所述，合天網(wǎng)安實驗室采用新型的設(shè)計架構(gòu)，擺脫了傳統(tǒng)的實驗設(shè)備以硬件為主的設(shè)計模式，通過MOOE方式在互聯(lián)網(wǎng)上開放。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠隨時隨地進行實驗操作，而不必局限在有限的實驗學(xué)時和實驗室空間之內(nèi)。

4 合天網(wǎng)安實驗室數(shù)據(jù)分析

截至2014年12月，合天網(wǎng)安實驗室共吸引網(wǎng)絡(luò)安全愛好者21092人，這些愛好者分布在全國約300所高校，其中有96所高校正式進行MOOE實驗教學(xué)，包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等國內(nèi)一流高校。合天網(wǎng)安實驗室完成3萬多網(wǎng)絡(luò)安全實驗學(xué)時，超過2014年全國所有高校信息安全專業(yè)總實驗學(xué)時的20%。以下是實驗室數(shù)據(jù)分析，以此驗證MOOE模式的可行性。

1）學(xué)習(xí)時間拓展。

學(xué)生使用合天網(wǎng)安實驗室MOOE的時間分析如圖2所示。

根據(jù)合天網(wǎng)安實驗室對學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的分析，在下午18點到23點之間，系統(tǒng)仍然保持較高的訪問量，因此MOOE模式在時間上極大拓寬了學(xué)生的自由度，學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望得到了有效釋放，這在傳統(tǒng)模式下是不可想象的，這種學(xué)習(xí)是在學(xué)生主動的模式下實現(xiàn)的，意義尤為重要。

2）學(xué)習(xí)內(nèi)容新穎。

合天網(wǎng)安實驗室在實驗內(nèi)容提供方面有兩個大的設(shè)汁：一是提供各種基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)安全實驗，包括計算機病毒、防火墻、Web應(yīng)用安全、網(wǎng)絡(luò)攻擊與對抗等傳統(tǒng)課程，滿足學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)和實驗學(xué)習(xí)的需求；二是充分利用MOOE的優(yōu)勢，及時跟蹤網(wǎng)絡(luò)安全熱點事件，不間斷地推出新實驗。在2014年里，合天網(wǎng)安實驗室先后推出了心臟滴血漏洞實驗、破殼漏洞實驗、12306撞庫實驗、XP挑戰(zhàn)賽培訓(xùn)實驗、XCTF練習(xí)實驗等一系列課程，這為學(xué)生根據(jù)熱點進行興趣學(xué)習(xí)提供了良好的素材，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，解決了實驗陳舊、更新慢的問題。合天網(wǎng)安實驗室的系列熱點課程見表1。

3）大規(guī)模的學(xué)生參與。

與傳統(tǒng)的幾十人同時做實驗，幾個人共用一套實驗設(shè)備不同，在MOOE實驗室中，大規(guī)模的學(xué)生參與實驗變成現(xiàn)實。表2是合天網(wǎng)安實驗室熱門課程的統(tǒng)計情況，可見幾千人學(xué)習(xí)同一門課程的情況已經(jīng)出現(xiàn)，這些同學(xué)可以互相交流、互相討論、共同提高。他們可以對實驗是否滿意發(fā)表意見，從而成為實驗室真正的主人。

4）學(xué)牛學(xué)習(xí)需求得到極大滿足。

在傳統(tǒng)實驗室條件下，每學(xué)期學(xué)生在有限學(xué)時內(nèi)只能完成5-6個實驗，而在合天網(wǎng)安的MOOE實驗室中，每人每學(xué)期平均選課4門，完成實驗10個；具有學(xué)習(xí)積極性的學(xué)生群體（在系統(tǒng)來看，反映為每月系統(tǒng)登錄次數(shù)40次以上者）平均選課達到13門，完成實驗約20個，塒這部分學(xué)生群體而言，MOOE模式帶來的影響更大。

5 總結(jié)和展望

實踐表明，MOOE實驗室對學(xué)生具有巨大的價值和吸引力，值得我們進一步將MOOE實驗室模式向更多的學(xué)校和學(xué)生推廣。同時，目前IT技術(shù)的發(fā)展使得學(xué)校具備了改善傳統(tǒng)計算機實驗教學(xué)的外界條件，更多傳統(tǒng)的實驗室可以在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，沖破物理實驗室的空問和時問限制，與MOOC一樣實現(xiàn)計算機實驗教學(xué)的互聯(lián)網(wǎng)化。

按照新的教學(xué)改革思路，教育問題除去關(guān)注傳統(tǒng)的“教”之外，更要開始關(guān)注“育”的問題，所謂育就是要創(chuàng)造一切條件，讓人才更好地自我成長——無限放大自學(xué)。通過支持學(xué)生自學(xué)，幫助學(xué)生走向真正的自主學(xué)習(xí)，因此MOOE實驗室的出現(xiàn)為人才的自我成長提供了良好的支持，這也成為大力發(fā)展MOOE實驗教學(xué)模式的重要支撐

隨著越來越多的MOOE實驗室出現(xiàn)，我們相信，未來2-3年內(nèi)，MOOE實驗室將會成為高校信息安全實驗室、網(wǎng)絡(luò)安全實驗室、計算機實驗室建設(shè)的趨勢和方向。我們不但迎來一個MOOC時代，也將迎來一個MOOE時代。