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关键词： 结构化设计   学习活动   高阶思维  

摘要： 高阶思维，在布卢姆的教学目标分类中表现为分析、评价和创造，具体指向问题求解、批判性思维、创造性思维等能力。《义务教育语文课程标准（2022年版）》强调在语言实践中“发展思维能力，提升思维品质”，并对思维能力的内涵作出了具体诠释：“思维能力是指学生在语文学习过程中的联想想象、分析比较、归纳判断等认知表现，主要包括直觉思维、形象思维、

关键词： 安全苛求系统   形式化方法   EVENT-B   模型化开发  

摘要： 安全苛求系统指对安全性和可靠性有极高要求的系统。安全苛求系统的正常运行非常依赖正确的功能场景和控制逻辑,因而使用有效的方法保证功能场景及控制逻辑的正确性十分重要。形式化方法是一种基于数学的系统开发和验证技术,具备严密的逻辑性,能发现系统的功能场景及控制逻辑存在的错误和缺陷,进而完善系统设计,达到增强系统安全性和可靠性的目的。随着社会的发展和科技的进步,安全苛求系统的规模在不断扩张,使得系统存在缺陷漏洞的风险大大增强,引入以严谨数学逻辑描述系统功能流程与性质的形式化方法来对安全苛求系统进行安全性验证具有重要的现实意义。本论文选取平交道口控制系统这一典型的安全苛求系统作为研究对象,针对传统平交道口控制系统存在的缺陷作了一定改进,设计并实现了与改进后平交道口控制系统相适应的形式化模型,并完成了模型的形式化验证,论文的研究成果主要有以下几点:1.全面分析了一般平交道口控制系统的功能和存在缺陷,针对当前存在缺陷提出了一种系统改进方案。改进后的系统解决了连续接车混乱、行人车辆滞留和预留制动距离短三大问题。根据改进后系统的组成部分及功能,提取了系统控制流程中保证可靠性的控制规范,实现了对平交道口控制系统的抽象化描述。2.设计了改进的平交道口控制系统的形式化模型。模型使用EVENT-B语言构建,采用逐步精化的建模思想,包含初始模型和四层精化模型,得到的模型可适用于大部分平交道口控制系统。3.结合自动证明和交互式证明两种方法完成了平交道口控制系统的形式化验证,通过不定式证明和Pro B仿真混合验证了所建立模型各项功能的有效性。验证结果表明,模型各项功能运转正常,具备安全性和可靠性,为平交道口控制系统的代码级开发奠定了基础。

摘要： 《义务教育语文课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）在“教学建议”中要求教师“体现语文学习任务群特点，整体规划学习内容……依托学习任务整合学习情境、学习内容、学习方法和学习资源，安排连贯的语文实践活动。注重语文与生活的结合，注重听说读写的内在联系，追求语言、知识、技能和思想情感、文化修养等多方面、多层次发展的综合效应”。任务群视域下的单元结构化教学以单元为单位，将单元内的知识点进行重组，使之成为一个更具条理性和系统性的有机整体，然后围绕单元核心知识建构一个体系化的教学模式，

关键词： 时间敏感网络   形式化方法   时间自动机   漏洞挖掘   漏洞评价  

摘要： 时间敏感网络(Time Sensitive Network,TSN)为工业以太网协议建立了一套通用的时间确定性传输机制,其核心机制包括时钟同步、数据调度、网络配置、可靠性等TSN协议簇。TSN协议缺乏特定的安全机制,可能对TSN工业控制系统造成新的安全隐患。本文从攻击者视角出发,对TSN工控系统的漏洞挖掘和评价开展研究。 本文基于形式化方法,围绕TSN工控系统的漏洞挖掘和评价问题开展了如下工作:第一,建立了基于时间自动机的TSN工控系统模型。论文分析了TSN协议机制及系统架构,在此基础上建立TSN工控系统上位机、数据发送端、接收端、数据调度、时钟同步、冗余等机制的形式化模型。紧接着,对系统模型进行了验证,包括逻辑和时延测试,测试结果证明了所设计系统模型的正确性和有效性。第二,针对TSN工控系统中的潜在安全风险,在系统模型的基础上,设计了基于Dolev-Yao攻击理论的TSN系统漏洞挖掘方法。通过对中间人、重放和Do S等攻击行为的模拟,探究攻击对协议及系统的影响,从而挖掘TSN工控系统中的潜在安全漏洞。论文根据模型验证结果,给出了潜在的漏洞统计结果。第三,基于CVSS漏洞评分系统和IEC 62443工业系统安全标准,设计了面向TSN工控系统的安全漏洞评价指标,例如端到端特性、修复时间、可控性、不可否认性等,以描述TSN工控系统特有的安全属性,并给出了具体的评分公式。第四,为验证所挖掘潜在漏洞存在的可能性,搭建TSN系统实物平台,选取电机同步控制作为应用场景,设计ARP欺骗、重放、中间人、Do S攻击实验,给出实验原理及步骤。实验结果证明了漏洞存在的可能性。 本研究工作中提出的基于时间自动机的TSN工控系统漏洞挖掘方法,为后续针对TSN工控系统的安全防护研究提供了可行的思路;同时,本文提出的面向TSN工控系统漏洞评价指标可对未来TSN系统的信息安全风险评估提供量化依据参考。

关键词： 小学数学   单元整合   结构化教学  

摘要： 在小学数学教学中，教师应对教学内容进行结构化整合，探索学生核心素养培养路径。文章以苏教版三年级“周长和面积”教学内容的设计为例，从需求、实践和反思三个层面进行探索，力图寻找大单元设计新思路。

关键词： 运动技能   结构化   单元教学   课时教学  

摘要： 体育教学基于课程标准的理念提出结构化教学的思路，需从类特征的集合中架构单元整体结构，建立完整的知识与技能结构体系。从单元教学的分类设计单元课程内容，建立良好的知识内容结构与学生的认知结构；课时教学的结构化需从教学过程、练习设计、技战术情境的创设方面开展具体的结构化操作；对运动技能解构需要提炼要点、建立关联、探寻循环。以达成教结构、学结构、用结构的实践策略，帮助学生学会、会学、会用。

关键词： 结构化   教学设计   教学实施   教学评价   圆锥曲线的方程  

摘要： 结构化教学是以结构化意识、思路和方法为基础,推动学生的思维结构层次持续地提高,思维能力能有效发展的教学。结构化教学具有帮助学生挖掘新旧知识之间的联系,构建牢固的知识结构体系,发展数学思维能力,进而提升学生数学学科素养的作用。传统数学课堂教学仍然存在“碎片化”教学问题,制约着中学生数学核心素养的培育。所以研究高中数学结构化教学的设计、实施和评价对高中数学教学质量的提高具有重要的理论和实践意义。采用“理论——设计——实施——评价”的研究思路,运用文献研究和测验调查法,以“椭圆及其标准方程”为例,对高中数学进行了结构化的教学设计、实施和评价研究。遵循整体性、结构性、发展性和主体性的设计原则,高中数学结构化教学设计包括单元教学设计和课时教学设计。依据吕世虎教授提出的教学设计基本操作步骤,单元教学设计可分为“确定单元内容、分析教学要素、编制单元教学目标、设计教学流程、教学评价反思”五个步骤,用结构化的观点对“圆锥曲线的方程”单元进行了系统性教学设计。依据布鲁纳的认知结构理论和吉登斯社会结构化理论,对“椭圆及其标准方程”的教学内容、学生学情、教学目标、教学重难点进行了分析,并对其进行了三次结构化的课时教学设计。高中数学结构化的教学实施,是以教学过程与教学方法结构化为教学媒介,按照“课前预习——概念辨析——总结反馈”三次结构化进行课堂教学实施,教师把数学知识结构转化为学生的认知结构,把数学思想结构转化为学生的思维结构,实现学生认知结构化和思维结构化,课后对第三次结构化未建立成熟的知识框架的学生进行针对性辅导。基于高中数学学业质量标准建立的数学核心素养达成测试题,对高中数学结构化教学的效果进行评价。测验结果表明,学生在数学抽象素养上,23.8%达到水平一,57.2%达到水平二,9.3%达到水平三,9.2%处于水平零;在直观想象素养上,22.7%达到水平一,44.0%达到水平二,21.5%达到水平三,11.8%处于水平零;在数学运算素养上,13.2%达到了水平一,17.8%达到水平二,66.4%达到水平三,2.6%处于水平零。基于高中数学结构化教学的设计、实施和评价研究,提出的数学教学建议为:(1)进行教学设计时,要注重高中数学知识结构化;(2)进行教学实施时,要注意提高学生构建知识结构体系的能力;(3)进行教学评价时,基于高中数学学业质量标准,加强对学生数学核心素养评价研究。

关键词： 整体   结构化   垂径定理   生长  

摘要： 整体理解初中数学知识要注重教学内容的结构化，从教学角度来说，要帮助学生建立能体现数学学科本质、对未来学习有支撑意义的结构化的数学知识体系，逐渐形成数学知识的系统观.以圆“垂径定理”为例，紧扣学科知识内外结构特征进行教学设计，从整体上把握教学的逻辑结构，教结构、学结构、用结构.

关键词： 安全性   模型驱动软件工程   UML   物联网   形式化方法   模型转换   模型检测  

摘要： 在智慧城市的大背景下,智慧物联网技术领域的扩大、软件系统复杂度的提升、异构性的增强以及攻击面的扩大等问题使得智慧物联网软件系统面临着更为严峻的安全挑战。黑客攻击或感染系统中一台具有漏洞的联网设备可能会导致级联故障,进而造成城市关键基础设施瘫痪等严重后果。在软件系统开发的早期阶段对安全性问题进行检测是保障和增强软件系统安全性的有效途径。 为了尽早地发现智慧物联网软件系统中可能存在的安全性问题,本文采用模型驱动的安全技术提出了面向智慧物联网软件系统需求分析阶段、设计阶段和编码阶段的安全性建模与验证方法,设计并实现了智慧物联网软件系统模型驱动的安全性建模与验证平台。 (1)在需求分析阶段,针对智慧物联网软件系统需求的隐私违反问题,提出了一种安全需求建模与验证方法MBIPV。提出了MBIPV UML profile用于对软件系统的安全需求建模;提出了自动的安全需求形式化建模与验证方法,采用模型转换技术由UML模型自动生成形式化模型和待验证的隐私安全属性,采用模型检测技术进行安全性验证;开发了MBIPV原型工具,能够自动检测智慧物联网软件系统需求中的隐私违反问题。 (2)在设计阶段,针对不安全的智慧物联网软件系统设计在安全威胁下可能对智慧城市造成的巨大损失问题,提出了一种安全性增强的智慧物联网软件系统建模与验证方法SCKPISec。提出了SCKPISec UML profile用于建立安全性增强的软件系统设计模型;提出了SCKPISec UML模型到Alloy语言的模型转换方法;设计了基于Alloy语言的形式化建模与验证方法;开发了SCKPISec原型工具,能够自动检测智慧物联网软件系统设计中存在的安全性问题。 (3)在编码阶段,针对智慧物联网软件系统应用程序面临的交互威胁导致的安全性问题,提出了一种安全性增强的智慧物联网软件模型驱动开发方法MDSSED。设计了MDSSED profile用于对IoT app建模;提出了基于NuSMV的形式化模型生成和模型检测方法;设计了基于UML的IoT app代码自动生成方法;开发了MDSSED原型工具,能够自动检测IoT app模型在交互威胁下是否满足安全属性,能够自动生成面向目标平台的安全性增强的IoT app代码。 (4)设计并初步实现了智慧物联网软件系统模型驱动的安全性建模与验证平台。该平台集成了MBIPV工具、SCKPISec工具、MDSSED工具以及广泛使用的UML建模环境Eclipse Papyrus。该平台能够自动检测出智能家居系统、智慧电网系统等智慧城市中常见的智慧物联网软件系统的UML需求模型、设计模型和IoT app模型中存在的安全性问题,可使系统设计与研发人员能够根据平台给出的安全性检测与评估结果对智慧物联网软件系统进行有针对性地改进以增强系统的安全性。