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1、任务2 FAT32文件系统数据恢复-4.2.2 误格式化文件恢复分析一、教学分析任务名称任务4.7.1 误格式化文件恢复分析课程名称数据备份与恢复课程性质专业核心课专业名称信息安全管理课程类型理实一体先修课程信息安全技术与实施后续课程计算机取证技术与应用授课方式线上线下混合、工单任务、虚拟仿真、小组合作授课学时2学时授课时间2022.4.27、2022.4.28授课地点理实一体化教室4103、4405、15-201授课班级信安2002、信安2003、信安2004、信安2005授课教师高灵霞、廖艳授课教材国家“十二五”规划教材数据恢复技术、1+X证书制度试点教学用书数据备份与恢复内容分析本次课的
2、内容为项目四 任务2，FAT32文件系统数据恢复、子任务4.2.2 FAT32格式化文件恢复。学情分析知识技能基础1.通过任务4.1的学习，学生已经掌握了分区类型知识，了解分区结构概念和功能，对误格式化文件恢复分析提供了一定的理论基础2.通过学情调研测试，发现有2名学生对误格式化文件恢复分析相关题目回答错误，说明对误格式化文件恢复分析有待进一步提高认知实践能力1.通过子任务4.2.1的训练，学生能够识别不同的分区类型，熟悉了分区结构 2.通过课前调研了解了误格式化文件恢复分析。但是测试显示，学生对误格式化文件恢复分析有待提高学习特点1.学生喜欢借助手机APP、微课、动画、仿真软件等信息化手段学
3、习2.学生实操欲望较强，具有一定的自主学习能力，喜欢挑战任务，通过完成任务来获得成就感教学目标素质目标1.在数据恢复中注重工作流程和操作规范，培养学生耐心专注的工匠精神2.逐步养成热爱劳动的良好习惯知识目标1. 学生掌握FAT32分区中FAT表的结构信息。2. 学生能够熟悉文件格式化的原理。3. 学生能够掌握文件恢复的方法。能力目标1. 学生能够熟练分析FAT32分区结构，文件目录表，分析FAT表，遍历文件所在的簇的信息。2. 学生能够根据文件目录项和分析FAT表，读取文件数据进行恢复。3. 学生能够依据系统格式化文件原理，编辑文件目录表和FAT区数据，进行文件还原恢复。4. 学生通过文件恢复
4、，全面提升分析、计划、实施和监控数据备份与恢复任务的能力教学重点及解决措施教学重点：掌握FAT表结构遍历文件所在的簇，熟悉系统误格式化文件恢复原理。 解决措施：1. 课前布置任务，学生查阅资料，了解误格式化文件恢复相关知识2. 课中教师引导，构建虚拟仿真环境，小组合作，指定解决方案，进行仿真验证3. 课后要求学生仿真结构，强化技能，并安排学生到数据恢复与计算机取证研究中心进行实战，拓展能力教学难点及解决方案教学难点：熟悉FAT表的结构，恢复文件数据的方法和步骤解决措施：1. 课前将误格式化文件恢复相关资料，发放到学生电脑，学生能提前熟悉难点知识点2. 在仿真实验中，课中通过仿真实验分析强调误格
5、式化文件原理3. 课后要求学生仿真结构，来强化误格式化文件恢复方法的原理二、教学策略教学资源 中国大学MOOC学习网址：http:/www.icourse163.org/learn/preview/cqcet-1002526030?tid=1463444550课程资源（微课、PPT、动画、作业、测试、讨论）自主学习，个性化学习 中国大学慕课堂慕课堂二维码： 全程教学管理、实时采集数据，记录学生的学习行为，学生成绩评定和调整教学策略。动画课件辅助学习，帮助理解，攻克教学难点。 企业案例工学结合，以工单任务，引出本次课的任务，提高学习兴趣。虚拟仿真通过虚拟故障磁盘验证数据恢复的效果，降低实训成本,
6、优化设计方案。企业级实训基地通过数据恢复与计算机取证研究中心，推动产教融合，提供技术交流服务。技术论坛技术论坛“硬盘基地”：学习数据备份与恢复的新技术,新应用，拓展视野。 QQ 群师生交流，答疑解惑，企业导师分享案例与经验。 教学策略课程以“德技并修”为逻辑起点，秉承“学生为主体、教师为主导”的育人理念，以项目为驱动，实施“德育”与“专业”双线育人模式，“博学、审问、慎思、明辨、笃行”为学生学习的阶梯线，“模-诊-练-验-战”为课堂实施的教学线，双线并举，以传统文化之魂，探数据备份与恢复之魄，涵养学生新时代精神，实现知识目标和价值目标的协调统一，尽职履责捍卫国家数据安全，护航国家迈入数字经济蓝
7、海。本次教学设计，课前测学情，模场境，演练磁盘误格式化文件恢复工单任务；课中析任务、诊故障、探真知对任务进行重点分析，突破难点，通过练技术，验成效进行技能提升，做到专业自省；课后仿故障，强实战，达到对标行业实现技能拓展。实现“博学、审问、慎思、明辨、笃行”的学习进阶。三、教学整体设计项目四：析结构、找文件任务2：FAT32文件系统数据恢复4.2.2 误格式化文件恢复分析四、教学实施.1. 课前准备环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图测学情模场境【检测学情】1. 查阅资料，了解与探究误格式化文件恢复分析2. 课程教学平台，自主分析误格式化文件恢复3. 在慕课堂完成课前测、在线讨论【模拟场境】
8、4. 通过虚拟磁盘技术模拟误格式化文件恢复训练场境1.查资料：慕课堂推送学习资料，布置资料查询任务。2.答疑惑：慕课堂平台讨论区答疑，聚焦学生疑点。3.课前测：慕课堂平台推送课前检测题单。4.模场景：依据教学内容，学情分析，通过虚拟磁盘技术模拟训练场环境。1.析任务：登录慕课堂，下载学习资料，查看课前和课中任务。2.互合作：小组协作，完成课前查询资料，上传慕课堂。3.勤自学：在中国大学MOOC平台，自主探究主引导记录重建过程。4.先预习：完成课前测题单，在讨论区师生、 生生交流。1. 教师和学生遵守“立德守法”的职业素养5. 通过线上+线下平台课前测，自主探究分析误格式化文件恢复，完成专业知识
9、考核。2. 教师诊断性评价考核结果，结合学情，模拟训练场境，确定教学重难点给出解决方案2. 课中探究环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图析任务（5分钟）【分析任务】1. 讲解文件系统的引入2. 详细讲解FAT32文件系统结构（1） 任务工单发放学生（2）任务分析工程师小王在分析了文件目录表后，知道了文件起始簇号的位置，但大多数文件占用了不止一个簇，那么文件的其他部分是放在哪里的呢？它们是如何组织在一起的呢？带着这些疑问，小王再次用Winhex工具打开了一个FAT32分区。FAT中记录了数据区中每个簇的使用情况，同时也记录了文件分配簇的情况。在FAT分区中，系统采用了链表方式来记录文件各部分
10、分配的位置，要知道某个文件占了哪些簇，就必须要遍历FAT表中的簇链。提问学生：（1） FAT32分区结构组成？文件目录项中长文件目录和短文件目录存放文件哪些信息？（1） 学生接收任务工单，查看任务需求，回顾FAT32分区结构，文件目录项的特点。（2） 根据教师任务引导，熟悉任务工单要求（3） 理解解决问题的思路（4） 以小组为单位回答FAT32文件系统结构。（5） 以小组为单位回答长文件目录和短文件目录的存放文件哪些信息？1. 教师和学生遵守“敬业担当”的职业素养2. 通过故障展示，理解FAT32文件系统结构3. 明确任务需求。体会数据恢复的重要性探真知（10分钟）【探索真知】1. 引导学生完
11、成任务工单（1）指导学生完成任务一：文件FAT结构分析 要求学生记录文件的起始簇号、文件大小、文件所在的簇号。（2）指导学生完成任务二：文件数据的提取 指导学生首先通过分析文件目录表中的起始簇号，文件大小，以及簇的大小。然后分析文件所占的簇、最后簇的扇区的个数、最后1个扇区的字节数。最后分析FAT表中所占的簇号。进行文件数据的提取，和文件的合并恢复操作。（3）在任务三中，通过系统文件删除的原理，利用前面文件数据的提取分析，恢复文件系统结构，指导学生进行恢复文件。 （4）在指导过程提醒学生尊重操作规范，发扬大国工匠精神，精益求精。（5）查看学生完成情况，必要时给与总体技能传授（6）在实验过程中，
12、进行综合评价（1）学生完成搭建实验环境，定位文件目录表，查找每个文件的短文件目录项，记录文件大小、起始簇号、以及簇的大小。并修改文件数据，分析修改文件的大小，所在簇号，归纳文件系统存储原理。完成任务一通知教师检查。（2）将“数据恢复技术.txt”文件分析文件所在的簇号，进行文件提取、合并恢复后通知教师检查，说明文件恢复思路。（3）完成任务三中文件删除后文件目录项和FAT表的变化，理解恢复的思路，通知教师检查。（4）步骤记录根据真实实验过程，记录详细步骤，并上传至平台。1.教师和学生遵守“敬业担当”的职业素养2.小组活动，教师引导共同探究无格式化文件恢复分析3.掌握数据恢复技术及注意事项，便于优
13、化方案，合理设计实施计划。练技术（20分钟）【演练技术】误格式化文件恢复分析的仿真实践1.做引导：引导学生实验环境搭建，检测学生完成情况登记。 通过winhex把DBR扇区破坏1.查情况：备份恢复，查看学生恢复情况2.登信息：数据填报登记学生信息。计算数据区的起始扇区是（ ）3.写模板：通过DBR扇区的模板记录以下参数，查看学生记录情况a) 每簇扇区数：（ ）b) 保留扇区数：（ ）c) 当前扇区前的隐含扇区数：（ ）d) 当前分区的扇区总数：（ ）e) 每个FAT表所占有的扇区数：（ ）f) 卷的序列号：（ ）十进制4.查恢复：将0-6号扇区清零，通过创建100M的虚拟磁盘划分FAT32分区
14、，拷贝DBR扇区到损坏磁盘的DBR扇区，修改第4步记录的数据，保存查看学生恢复情况。5.重规范：在指导过程提醒学生尊重操作规范，发扬大国工匠精神，精益求精。6.传技能：查看学生完成情况，必要时给与总体技能传授1.搭环境：学生完成搭建实验环境，完成后通知教师检查。2.定计划：各小组针对任务工单制定实施计划3.用工具：1）运用相关工具完成实验环境搭建，通知教师检查。2）完成FAT32结构数据登记通知教师检查。3）完成FAT32分区DBR模板登记参数，通知教师检查。4）完成虚拟U盘恢复，通知教师检查。4.记步骤：根据真实实验过程，记录详细步骤，并上传至平台。【育人案例】2018年8月7日晚，腾讯云官
15、方微信公众号发布了关于客户“前沿数控”数据完整性受损的技术复盘，对“数据丢失事件”全过程进行了还原1.教师加强指导，学生“慎思”，寻找问题解决方法。2.课中“练”，通过仿真实践，锻炼学生通过误格式化文件恢复分析的仿真实践操作系统使用的技能。3.教师过程性评价学生完成情况，在实践中引导学生耐心专注，逐步养成热爱劳动的良好习惯，达自立。验成效（10分钟）【检验成果】检验学生成效，总结经验划重点：（1） 写出FAT文件分配表的作用：数据区簇的使用情况以及文件分配簇的情况。（2） 写出系统格式化文件的原理：文件目录项第1个字节是E5，起始簇号高16位清0，文件所占簇的信息清零为空闲。（3） 恢复已格式
16、化文件的方法及过程中出现的问题及解决方案做总结:（1） 写出FAT文件分配表的作用（2） 写出系统格式化文件的原理（3） 恢复已格式化文件的方法及过程（4） 实验中出现的问题及解决方案记重点：误格式化后，不用再向分区中存放文件，防止恢复数据被破坏。1.师生共“验”，展示成果，分享经验，促进小组之间相互学习，取长补短，达成共同进步。2.提高学生表达能力，增加自信，通过“明辨”，拓展思路，学习其他同学好的想法。3.教师引导学生梳理知识点，巩固知识和技能，提高学生总结概括能力。3. 课后拓展环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图仿故障【模仿结构】做仿真，模拟FAT32分区误格式化文件恢复，进行分析
17、1.布任务：协助学生模拟FAT32分区误格式化文件恢复仿真。2.做改进：学生任务工单，分析学情完善教学策略1. 小组活动，通过虚拟磁盘技术模拟FAT32分区误格式化文件恢复，进行仿真恢复。2. 完善任务工单，上传学习通1.教师和学生遵守“耐心专注”的职业素养。2.通过仿真，模拟磁盘故障，拓展技能，“笃行”。3.通过数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复训练提升能力，强化实“战”。4.形成终结性评价考核结果，以小组互评，教师评价的方式，达成课程培养目标。强实战【强化实战】到数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复实战1. 组织学生到数据恢复与计算机取证研究中心，观摩学习或参与磁盘恢复实战 协同
18、数据恢复大赛指导教练对学生进行现场指导。1. 学生小组活动，认真观摩学习磁盘恢复技术、积极参与实战。积极参加数据恢复大赛学生团队，争取通过选拔。五、考核评价评价方式1. 采用专业教师、小组互评、自评、平台考核等多元评价方式，学生成绩客观、公正、透明、真实。2. 课程评价标准与方式：（1）课前测：根据中国大学慕课堂平台记录的学习数据成绩。（2）模块测：依据学生完成效果，授课教师评阅，学习通平台记录测试成绩。（3）工单任务：由考勤记录（30%分）、课堂表现（20%）、实施成效（50%）三方面平时考勤：迟到早退各扣1分，旷课扣2分，提前10分钟激励1分。以平均分达到满分，按比例打分。（扣分超过10，
19、总评0）课堂表现：课程中的案例、思考、练习，鼓励学生主动参与讨论、分享思路、帮助同学，表现突出的，当场记录加12分，若有影响课堂学习的（如：睡觉、玩手机）当场记录扣2分。总评以最高分达到满分，按比例打分。实施成效：依据完成工单任务成效每次得分1-2分，总评以最高分达到满分，按比例打分（4）实战拓展：以提交学习通中工单任务报告，采用教师评价，学生互评方式，学习通平台记录成绩。（5）期终考评：线上采用中国大学MOOC成绩，线下由教学团队统一规划出题考试教学效果1.学生通过课前查阅资料，了解FAT32分区误格式化文件恢复原理。2.通过师生共同探究，掌握FAT32分区误格式化文件恢复方法。3.通过课中
20、仿真实验与恢复成效展示，学会了使用磁盘编辑工具Winhex、虚拟磁盘工具。特色创新1.利用磁盘编辑工具文件底层数据提取方法和原理，培养学生“立足专业”分析文件存储结构，能“自立”完成任务。 2.采用虚拟磁盘技术，仿真实验环境，节约成本3.采用工单任务，工学结合，模拟职场情境，提高学生综合职业技能。反思改进1.通过课前测，有95%学生掌握知识技能，5%左右学生知识不牢固，提出预警差异指导对应学生。2.通过课堂师生交流，知识讲授与技能培养掌握情况良好，要加强操作技能检查，改进教学策略。3.通过工单任务完成情况以及学生自我评价，改进工单任务内容。工单任务任务名称误格式化文件恢复分析学 时2班 级学生
21、姓名小 组成 员小组任务成 绩个人任务成 绩使用工具Winhex, 磁盘管理工具学习场地实训机房日 期任务需求：工程师小王在分析了文件目录表后，知道了文件起始簇号的位置，但大多数文件占用了不止一个簇，那么文件的其他部分是放在哪里的呢？它们是如何组织在一起的呢？带着这些疑问，小王再次用Winhex工具打开了一个FAT32分区。FAT中记录了数据区中每个簇的使用情况，同时也记录了文件分配簇的情况。在FAT分区中，系统采用了链表方式来记录文件各部分分配的位置，要知道某个文件占了哪些簇，就必须要遍历FAT表中的簇链。任务目的：（1） 学生能分析FAT文件分配表（2） 学生能够能分析编辑文件系统信息恢复文件（3） 学生能够读取文件数据恢复文件（4） 学生通过文件数据，全面提升分析、计划、实施和监控数据备份与恢复任务的能力查阅资料：查阅资料，了解与探究记录主引导记录破坏的现象和解决方案计划与决策（1） 根据任务需求，提供采用提供可行的解决方案。（2） 学生能够创建虚拟磁盘划分分区，模拟实验环境，检验是否与真实相符（3） 学生根据文件目录项和文件分配表信息，具有手工恢复文件数据的能力。