在培养计算机专业研究生的过程中，如何增加学生对当前参与企业实践的经验和如何加强学生对企业运营活动的理解，一直存在着应用困境。案例教学法通过引入特定场景和数据，完整还原系统开发过程，可以让学生亲自体验项目的实际研发工作，从而极大地解决了在授课中知识灌输过多、学生参与性不足的问题。基于长期的教学实践和大量的科研项目的研发基础，探讨如何将案例教学法引入到《可信云计算》课程的教学过程，系统地阐述了在这一学术前沿性较强的课程中，筛选案例资源、建立案例库的标准与具体工作过程。并通过分析该课程的教学目标和方式，提出了结合具体的案例开展教学内容设计的工作方法，最后对通过案例教学达到的效果进行了客观的评价。
案例教学法应用于教学活动由来已久，最早可以追溯到19世纪80年代美国哈佛大学法学院提出的“判例教学”模式。案例教学法的本质是一种基于实践经验的探索性教学模式，已经在世界范围内获得认可[1]，主要应用于培养高层次应用型人才，尤其在法学、管理学、医学等学科领域使用较为广泛。这种教学模式让学生在现实案例框架的基础上，通过自身原有的专业知识与各类信息文献检索，结合讨论互动给出相应的对策与方案[2]。在案例教学法中，学生是教学活动的主体，具体的案例取代书本知识成为研究的中心内容，极大地激发了学生的自主性、合作性以及探索性的学习能力。
目前在我国高校工科专业的研究生教学中，案例教学法应用还不是很深入和广泛，其主要原因是工科学科门类繁杂，各具体学科之间差异比较大，很难发掘出一套适用性较强且应用范围较广的案例库[3]。就具体的计算机专业来说，由于IT技术发展非常迅速，建设案例库往往存在实际案例和现有的最新前沿技术脱节、相对滞后的问题[4]。另外由于IT项目进行设计研发的周期往往较长，涉及到的技术较为复杂，因此将具体的项目研发过程进行提炼，选取具有典型性的案例进行研究的难度也比较大。
针对以上实际情况，我学院的研究生教学团队选取了《可信云计算》这一课程进行案例库建设。该课程是我校网络安全专业硕士研究生一门必修的学位课程，其内容主要是针对当前云环境下的安全这一热点问题进行研究，通过在云计算平台中引入可信计算技术，构建可信云平台，从技术上解决云平台的安全问题。该课程具有较强的学术前沿性与实用性价值。但是由于其教学内容主要涉及到近几年刚出现的新技术，有些技术还不够成熟，标准不够完善，因此普遍缺乏一些有典型性与技术指导性的案例[5]。在教学中学生反映课程比较抽象，理解起来难度比较大，同时由于缺乏适合的实验环境，对课程中提到的新理念、新技术难以进行实践。
为了解决上述问题，我们的教学团队在近几年所主持开发的科研项目基础上，总结选取了一些和课程相符合，研发技术具有前沿性，且开发过程较为完整，适合教学需要的一些实际的科研项目作为《可信云计算》这一课程的教学案例库进行建设。实践证明，该案例库的建设取得了非常好的教学效果。
1 可信云计算教学案例库建设的意义
1.1 案例教学符合本专业学位研究生的培养需求
目前在计算机学科领域，无论是学术型专业学位研究生还是专业学位研究生，对其培养都更加注重应用性与实践性，在教学内容、教学形式、培养环节等诸多方面更具有针对性，应该更符合研究生个人的学习期望[6]。数据显示，70％的研究生认为应该多讲授案例分析；46.7％的专业学位研究生认为目前的课程教学中存在“课程内容太偏理论、与实践联系太少”的问题；43％的专业学位研究生非常同意或者比较同意“在专业课教学中，应该注重将理论与行业实践相结合”的理念[7]。因此如何建设适合的教学案例，真正做到以学生为中心、实现构建主义所倡导的主动发现和探索知识体系的教育理念，是研究生教学需要重点研究解决的问题之一。
1.2 案例教学符合《可信云计算》的课程特点
本课程选取的案例源于实际的科研活动，所涉及的技术理念均为当前可信计算与云计算的主流技术，应用范围广泛，具有很强的典型性，非常有助于理论与实践的结合。除此之外，选取的案例经验示范性都比较强，在项目开发过程中总结的经验非常符合软件工程特点，作为教学辅助具有很好的指导意义。
2 案例库的建设与开发
2.1 案例的选择
案例库建设必须为教学目标服务，必须满足教学要求。而案例是案例教学的基础，其适宜及恰当程度会对教学效果产生直接影响。因此，建立案例库的基本原则是：案例切合实际、内容全面丰富、呈模块化结构、按难易度排列，便于选择调整[8]。一个案例应能够起到贯穿、链接、融汇相关知识(点)和原理、方法等教学内容的作用.基于上述原则，我们在多年积累的科研与应用项目课题中，精心选择和提炼了若干符合教学要求的项目，并对其进行总结和提炼，以形成案例库的来源.同时在案例的选取中也注意了相互的关联性，比如“可信Web服务监控系统”与“基于TCM的可信云环境”2个案例之间，可以在云服务的弹性配置方面有机融合在一起。此外也注重了案例选取的前瞻性，由于云计算技术发展日新月异，安全问题也层出不穷，我们在选取案例时注意尽量减少具体产品或者技术版本所带来的局限性，而是更加注重从云计算的根本理念与根本架构入手，确保选取的案例其面向的问题与解决思想具有根本上的共性[9]，可以起到举一反三的效果。
这些与课程紧密相关而又高于课程的案例，让我们的教学从抽象的理论灌输变为生动鲜活的实际研讨活动。这符合培养研究生自主学习、自主研究的教育理念，不仅有助于研究生开阔视野和增长见识，还可以提高他们的学习和研究兴趣，将研究兴趣与社会需求和技术发展相结合，在将来的个人成长和就业过程中占领制高点，提升竞争力。
2.2 案例的制作
按照教学要求，我们将制作的一个完整案例分为4部分：案例名称、案例描述、案例分析、总结评价.其中每部分的主要特点如下：
1) 案例名称
案例名称不是简单记录案例的名字，而是一个能够准确而简要描述案例主题与主要内容的完整结构。主要包括3个方面：案例名字、案例摘要、技术简介。对案例名称的制作要简明扼要、突出主题，利于记忆，方便检索，方便教学。由于自身学科的特殊性，本课程的案例具体表现形式多样，有实际的软件研发工程文件，也有一些研究型的设计文档或者资料文献汇总等。因此在案例名称的设计环节需要考虑到这些文件形式的异构特性。
2) 案例描述
案例描述在本课程内，就是把一个实际项目的研发工程整体方案阐述给学生，包括案例来源、项目研发的背景、所解决的具体问题的详细描述、所采用的技术路线的详细说明、需完成的任务和要求等。这部分是案例教学的主要内容，要求表述必须科学、严谨、准确，做到任务要明确、路线要具体、条件要充分、结果要合理.对这部分的描述应该做到让普通的研究生通过阅读相关文档就可以自行掌握研发技术路线和整体工程架构的程度。就案例所涵盖的知识点来说，我们认为一个案例虽然可以包含多个知识点，但案例的难度以适中为宜，每个案例的工作量都不尽相同，在讲述分析时通常以 2 个课时到8个课时不等。
3) 案例分析
案例分析是在研发项目结束后对整体开发工作过程的总结归纳。我们提取其中和教学关系密切的方面进一步进行提炼。其内容包括对案例中所涉及到的主要知识点、所解决的关键问题，问题的重点和难点、相关复杂性以及存在的创新性进行分析。这部分的整理应该做到资料完整，条理清晰，分析正确，不厌其详。案例分析可以帮助学生正确认识问题，准确把握问题实质，引导学生找到解决问题的突破口，做到因材施教。
4) 总结评价
总结评价是在完成教学任务后，教师对学生根据案例进行分析，对教学任务完成情况以及所存在的主要问题进行分析、总结和评价，要求任课老师的评价必须客观、全面、及时，对学生存在的问题要有针对性，并提出具体的改进意见或努力方向等。总结评价应该随着教学活动的进行不断完善补充。
3 案例库在教学活动中的应用
在实际的案例教学过程中，尽管每个案例的开发思路与形成过程都有一定的差异，每位任课教师的教学策略和方法也不尽相同，但整个教学过程通常都可以由以下几个环节构成：
1) 提出问题
根据教学内容和要求，通常采用问题带入的方法将案例引入到教学中。就本课来说，即首先对云计算环境下的某个领域所出现的安全问题加以描述，分析其形成原因，总结其主要思想，然后采用启发式教学，让学生自己提出相对应的解决方案。由于这个过程可能需要一定的技术储备与文献查阅工作，因此可以在课下提前进行。在教学时，根据学生自己的理解和提出的方案进行总结，然后提出实际案例在这一问题上的解决方案，并加以对比，从而为分析和解决问题完成良好的前期准备与铺垫。
2) 准备知识
计算机领域一个显著的特点就是各研发技术的关联性比较强，通常在一个案例项目中会涉及到很多技术细节，因此要求学生在基于案例进行学习时往往需要一些必要的知识储备。由于课时所限，关于这部分通常需要学生在课下提前完成，对于没有学过的一般知识，需要提醒学生课外自学，或者提出问题令学生课外思考，在教学时可以进行简要的背景知识介绍，这样也可以锻炼学生的自主学习能力。
3) 解决问题
解决问题是案例教学的核心。案例教学的宗旨就是以任务为驱动、实际问题为导向，培养学生自主学习、自主解决问题的能力.因此在教学中，教师需要通过设置的案例引导学生积极思考，并配合查阅文献资料以及实际动手进行实验式开发等活动，让学生能够综合运用相关知识和技术方法，自主解决案例问题，并能够给予可以量化的效应评价。任课教师可以根据具体情况选择以何种形式来完成案例教学活动，比如选择是在课堂上以讨论组的形式进行，还是布置在课外独立完成；选择让学生个人完成，还是分组协作完成.在此过程中，解决问题的方法和手段则完全是由学生掌控的。由于实际问题往往比较复杂，其结果也往往并不唯一。就本课程来说，为了培养学生规范的文档写作能力和资料整理习惯，我们都是要求学生以统一格式提交相对规范的报告文档。文档必须能够完整体现学生解决问题的思路、整体的设计框架和具体的解决技术手段等。在报告的评价上，我们允许学生在思路和方法上存在有瑕疵，不求全责备；允许解决问题的结果或答案不是十分完美。但只要学生认真思考了、积极参与并为之付出了充分的工作量，有时候即使问题没有得到充分解决，即视为达到了教学目的。
4) 问题评析
即对学生在完成任务、解决实际问题过程中所出现的问题进行分析和点评。分析点评的主要目的是，对于教学中有学生解决得比较好的案例，我们通过点评活动总结经验，将比较好的解决方案进行推广，甚至上升成为以后一种标准的解决类似问题的框架或工作模式.对于解决不够理想的案例，我们要及时总结问题，看是哪个环节处理得不好，日后对案例进行适当的调整或者更好地进行前期引导。在问题评析的形式上，一是可以通过学生之间的相互质评，及时讨论问题，集思广益；二是通过老师对发现的一些典型问题或共性问题进行集中讲解或答疑，可帮助学生分析问题所在，找出产生问题的原因，起到巩固和提高的作用。
通过以上几个环节，我们以精心建设的案例库为基础，并在教学过程中对其不断更新，动态调整，这样可以保证案例库始终能够反映当前课程的热点问题，并准确把握适当的技术路线，这样就使案例库在教学中发挥了无可替代的核心作用。
4 案例库教学效果
将《可信云计算》改良为案例库教学模式以来，已经成功应用于3届研究生的教学。学生普遍反映这种教学模式非常新颖、有活力，而且对自身能力的提升非常有帮助。具体体现在以下2个方面：
1) 由于专业特点，招收的研究生都具备一定的实际项目开发能力，因此学生对案例教学这种模式都比较感兴趣。普遍反映可以进一步锻炼自己的项目设计能力与实际开发技术，对自身能力的进一步提高具有连贯效应。而且这种教学模式比较符合学生的兴趣，从枯燥机械的授课模式转为灵活的自主学习，学生可以自己设计解决问题的思路和方法，因此极大地提高了学生学习的积极性。
2) 案例教学模式不是将案例简单地公布给学生，而是在教学活动中要进行大量的分组讨论、集体演示讨论、答辩式测评等工作，还包括大量的文档写作和整理工作，比如前期基础方案、中期文档、项目总结报告等。因此学生普遍反映通过案例教学，自己的交流能力、团队协作能力以及文档写作能力都有了很大的提高。就本专业来说，这是一种非常重要的科研能力的体现。综上2点可以说明，案例教学模式这种理念对于培养全方位能力的研究生是非常有帮助的。
5 结语
案例教学作为一种行之有效的教学模式，对研究生教育具有很好的推动作用，符合专业学位研究生的学习特点和职业发展需求，体现专业学位研究生教育的教学特色。目前云计算技术方兴未艾，很多具体的研发案例都包含丰富的素材可以构建案例库。
在今后的教学实践中，我们仍将就案例库内容更新、案例库评价、案例库高效利用等方面的课题进行进一步的探索。
参考文献
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田俊峰
教授，博士生导师，主要研究方向为可信计算、信息安全、分布式计算。
tjf@hbu.edu.cn
赵鹏远
讲师，主要研究方向为信息安全、可信计算。
zhpy@hbu.edu.cn
何欣枫
副教授，主要研究方向为云计算安全、可信计算。
hxf@hbu.edu.cn
刘凡鸣
实验师，主要研究方向为大数据处理、云计算安全。
liufm@hbu.edu.cn
文章转自《信息安全研究》2018年第12期。
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