基于CDIO《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程中教學(xué)研究與實踐

孫穎

摘 要：本文分析了《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式下的不足，針對課程的教學(xué)現(xiàn)狀，研究設(shè)計了基于CDIO的《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程探究式教學(xué)模式、探討了基于CDIO的教學(xué)方法的改革與實踐，提高學(xué)生的團隊協(xié)作能力，取得了較好的實踐教學(xué)改革實施效果。

關(guān)鍵詞：CDIO 探究式教學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺 網(wǎng)絡(luò)信息安全

引言

近幾年來，隨著國際互聯(lián)網(wǎng)Internet的迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)在工商業(yè)、政企、高等院校等領(lǐng)域的滲透，在網(wǎng)絡(luò)給人們?nèi)粘９ぷ魃顜肀憷耐瑫r，也給人們帶來了很多的安全問題。計算機系統(tǒng)特別是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨著很大的威脅，并成為嚴(yán)重的社會問題之一。網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)作為信息安全技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，在當(dāng)今計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中處于最活躍的部分?！毒W(wǎng)絡(luò)信息安全》課程已成為計算機、電子信息、電子商務(wù)、經(jīng)濟管理等專業(yè)的重要課程。培養(yǎng)新型符合社會需要的復(fù)合型的人才，保護網(wǎng)絡(luò)安全，建立合理的網(wǎng)絡(luò)安全體系顯得至關(guān)重要。

CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），作為當(dāng)今國際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式，更注重扎實的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識的培養(yǎng)，并通過貫穿于整個人才培養(yǎng)過程團隊設(shè)計和創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)既有過硬的專業(yè)技能，又有良好的職業(yè)道德的國際化工程師。這正是現(xiàn)階段一般高等院校所需要的人才，以增加其在社會競爭中得影響力。

1.傳統(tǒng)教學(xué)模式下《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程教學(xué)的不足網(wǎng)絡(luò)信息安全是一門涉及計算機科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息論、應(yīng)用數(shù)學(xué)、通信技術(shù)、密碼技術(shù)、等領(lǐng)域多種學(xué)科交叉的綜合性科學(xué)，是目前計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，隨著各種網(wǎng)絡(luò)安全攻擊手段的不斷推陳出新，陳舊的教學(xué)內(nèi)容、枯燥的教學(xué)方法，無法培養(yǎng)出社會需要的應(yīng)用型人才。

1.1理論基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)實踐脫離，缺少工程化的思想指導(dǎo)

傳統(tǒng)的《網(wǎng)絡(luò)信息安全》的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從密碼學(xué)基礎(chǔ)到PKI技術(shù)、數(shù)據(jù)庫安全、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、VPN、IPsec等。都過于偏重理論基礎(chǔ)的掌握、注重知識積累，是傳統(tǒng)高等教育的人才培養(yǎng)模式，與現(xiàn)階段培養(yǎng)目標(biāo)、特別目前高競爭的就業(yè)環(huán)境對一般高等院校人才的需求不相適應(yīng)。學(xué)習(xí)過程中僅是對知識的被動接受，無法真正培養(yǎng)工程應(yīng)用能力。

1.2知識晦澀枯燥、涉及面廣、課時有限

《網(wǎng)絡(luò)信息安全》知識抽象、枯燥，特別是涉及到許多應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識，對學(xué)生來說更是猶如天書，而內(nèi)容又多，教師沒時間準(zhǔn)備、學(xué)生沒機會復(fù)習(xí)。學(xué)生僅僅是被動被“填灌”，抑制了學(xué)生主動參與的積極性，束縛了學(xué)生的思維方法，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3教學(xué)考核方法單一，知識與能力培養(yǎng)不協(xié)調(diào)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅以知識的傳授為主，教師常常沒有充足的時間和精力與學(xué)生溝通，忽視能力培養(yǎng)和工程實踐的鍛煉；而且傳統(tǒng)的考核方法單一，僅對課堂知識的檢閱，或者依據(jù)大綱對基礎(chǔ)理論知識的考試，對實踐的考核明顯不足，考核方法單一。缺少工程中的過程動態(tài)監(jiān)控，使得導(dǎo)致知識與能力培養(yǎng)不協(xié)調(diào)，考核結(jié)果較為片面，無法全面的考察學(xué)生的綜合實踐能力。

1.4教學(xué)內(nèi)容陳舊過時，課程實踐與實際應(yīng)用脫節(jié)

網(wǎng)絡(luò)攻擊與網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)的發(fā)展日新月異，而教學(xué)內(nèi)容遠遠落后于技術(shù)應(yīng)用，更無法談及最新領(lǐng)域研究成果。特別是課程實踐與實際應(yīng)用脫節(jié)。傳統(tǒng)的實驗環(huán)節(jié)通常主要考察學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解，而缺少綜合性實驗、設(shè)計實驗以及綜合工程項目實踐。

2.基于CDIO的教學(xué)模式的探究

針對目前《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程教學(xué)存在的問題，我們基于CDIO工程教育的理念，研究了面向CDIO的《網(wǎng)絡(luò)信息安全》結(jié)合探究式教學(xué)模式。

1.以精心設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)作為切入點，該任務(wù)可以是一個項目、或一個工程的子系統(tǒng)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個情境，引導(dǎo)學(xué)生開始進行相關(guān)知識的探索。

2.由于學(xué)生來自不同專業(yè)，教學(xué)前對學(xué)生知識水平、所學(xué)課程體系的構(gòu)建、根據(jù)教學(xué)大綱所應(yīng)掌握的內(nèi)容全面分析，明確所需學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容、知識的結(jié)構(gòu)關(guān)系、知識內(nèi)容的類型，并結(jié)合于工程項目中去。

3.在教學(xué)過程中，以學(xué)習(xí)資源庫為支撐，為學(xué)生提供工程學(xué)習(xí)環(huán)境，在以學(xué)生為主體探究學(xué)習(xí)下，積極參與到與學(xué)生的互動中去，動態(tài)的監(jiān)控整個學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生主動性。

4.創(chuàng)建一個全面的反饋與考核評價系統(tǒng)，對整個教學(xué)模式的設(shè)計進行反思與修訂

3.基于CDIO的教學(xué)實踐3.1基于項目的課堂教學(xué)實踐

課堂教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)信息安全課程教學(xué)的第一個環(huán)節(jié)，我們將項目案例滲透到課堂教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫安全、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等為基礎(chǔ)講解基本知識點，然后聯(lián)系實際環(huán)境中“校園網(wǎng)安全體系”的設(shè)計與開發(fā)，講解知識點在實際中的應(yīng)用。這些知識點包括網(wǎng)絡(luò)安全的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、vpn、ipsec等相關(guān)內(nèi)容。同時，采用分組式教學(xué)，在課程教學(xué)開始前將學(xué)生按照五至八人的標(biāo)準(zhǔn)進行分組，為每個組分配不同的項目側(cè)重點?？紤]到不同專業(yè)學(xué)生的不同認(rèn)知能力和知識架構(gòu)，我們將項目設(shè)計不同的難度，從功能需求、信息安全需求等方面盡可能清晰地描述每個項目，使每個小組清楚地知道自己的重點在哪里。這種方法突出了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體主動性。

3.2建立網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺

為了給學(xué)生營造一個自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，我們設(shè)計開發(fā)《網(wǎng)絡(luò)信息安全》課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合服務(wù)平臺。延伸了教學(xué)的時間，拓展的教學(xué)的空間。教學(xué)平臺包括教學(xué)大綱、電子課件等展示性內(nèi)容，也實現(xiàn)了資源共享、在線答疑、論壇等交互性功能。同時平臺還可以提供學(xué)生自我的評測，提供在線試卷功能，學(xué)生可以根據(jù)自己掌握的知識點的薄弱，設(shè)置試卷的章節(jié)及測試難易程度，真正實現(xiàn)一個自主的學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.3基于案例的實驗教學(xué)及課程設(shè)計

課堂教學(xué)側(cè)重于知識點的理解，實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)則是學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固。實驗分為驗證性實驗，是對所學(xué)知識點的掌握，要求各個學(xué)生獨立完成；綜合設(shè)計實驗，是對知識點的綜合掌握，要求學(xué)生分組協(xié)作共同完成。我們將在課程結(jié)束前設(shè)計一個綜合設(shè)計型實驗和課程設(shè)計相結(jié)合的綜合設(shè)計。這樣可以使每個學(xué)生都能得到全面的鍛煉。課程設(shè)計的成績主要根據(jù)每個組完成系統(tǒng)的總體情況進行評定和小組見成員的互評確定，強調(diào)了學(xué)生間的協(xié)調(diào)合作。

3.4建立全面的教學(xué)評價體系

考核是一個重要的學(xué)習(xí)過程，也是學(xué)習(xí)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過考核學(xué)生可以了解自己的學(xué)習(xí)情況，教師也可以了解教學(xué)情況，從而做出正確的教學(xué)評價，實現(xiàn)教學(xué)相長。傳統(tǒng)的教學(xué)模式的考核往往體現(xiàn)在一個分?jǐn)?shù)或者教師片面性的評價上，很難考察學(xué)生的實踐能力。這與CDIO工程教學(xué)模式相悖，我們的研究將考核作為一個教學(xué)評價體系，全面化詳盡化。在教學(xué)評價設(shè)計，首先，注重評價主體的多元化，強調(diào)學(xué)生的自主評價、自我測試；其次，注重評價方式的多樣化；再次，注重評價的過程性。

4.結(jié)語

《網(wǎng)絡(luò)信息安全》這門課程實踐性較強，根據(jù)一般高校的教學(xué)要求，雖然不能完全按照CDIO的教學(xué)大綱改變教學(xué)體系，但是我們從根本上改變了教學(xué)思想，對教學(xué)模式、教學(xué)方法作了相應(yīng)的改變，在強調(diào)學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)的同時，注重對實踐能力的培養(yǎng)，形成理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用之間良性互動，通過實際CDIO實踐教學(xué)，加強學(xué)生的創(chuàng)新及動手的綜合能力的培養(yǎng)。以小組協(xié)作的方式加強學(xué)生合作交流及個人素質(zhì)、交際能力的培養(yǎng)。通過幾個學(xué)期的綜合比較與學(xué)生的反饋，取得了較好的教學(xué)效果。

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