網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息安全課程教學(xué)改革探索

蘇庭波

摘要：分析了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息安全課程在商丘學(xué)院開設(shè)現(xiàn)狀，從教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核方式等方面探討了面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)信息安全課程的教學(xué)改革思路。最后，總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)信息安全課程今后的教學(xué)方式和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；網(wǎng)絡(luò)信息安全；課程；教學(xué)改革；教學(xué)方式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）07-1478-03

1 概述

目前，在我國(guó)很多高校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)信息安課程，該課程是信息安全專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，也是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門必修課。網(wǎng)絡(luò)信息安全課程理論性強(qiáng)，實(shí)踐性強(qiáng)，并且教學(xué)內(nèi)容隨著信息技術(shù)的發(fā)展也在不斷地變化，這給教學(xué)工作帶來很大挑戰(zhàn)。由于專業(yè)性質(zhì)不同，為了使網(wǎng)絡(luò)信息安全課程的教學(xué)符合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的特點(diǎn)，并且跟上信息技術(shù)瞬息萬變的步伐，達(dá)到培養(yǎng)人才的目標(biāo)，我們?cè)诙嗄杲虒W(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，不斷地進(jìn)行總結(jié)和探索。

2 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)工程是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合而形成的新興的技術(shù)領(lǐng)域，尤其在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)乃至信息技術(shù)界關(guān)注的重要領(lǐng)域之一，也是在現(xiàn)代信息社會(huì)中迅速發(fā)展并且應(yīng)用廣泛的一門綜合性學(xué)科。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)自從上世紀(jì)90年代起，陸續(xù)在我國(guó)很多本科高校中都有開設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：掌握常用操作系統(tǒng)的使用、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，深入了解網(wǎng)絡(luò)的安全問題，具有綜合性的網(wǎng)絡(luò)管理能力，可以勝任中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理工作，并具備發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)專家的能力[1]。以商丘學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保槔搶I(yè)是我校重點(diǎn)建設(shè)的專業(yè)之一，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程現(xiàn)已成為校級(jí)精品課程，所屬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室被評(píng)為河南省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。在校學(xué)生一二年級(jí)主要學(xué)好程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)原理、操作系統(tǒng)等專業(yè)基礎(chǔ)課，三四年級(jí)主要學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理、綜合布線、網(wǎng)絡(luò)組建、網(wǎng)絡(luò)信息安全等專業(yè)核心課程。在學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間安排上留有余地，引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面，關(guān)注學(xué)科前沿，鼓勵(lì)學(xué)生利用好實(shí)驗(yàn)室來培養(yǎng)自己的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此，網(wǎng)絡(luò)信息安全成為我校高年級(jí)學(xué)生的一門必修課。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色，網(wǎng)絡(luò)信息安全課程多年來在我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)一直開設(shè)并收到很好的效果。

3 網(wǎng)絡(luò)信息安全課程開設(shè)現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)信息安全是一門涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、密碼技術(shù)、信息安全技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、數(shù)論、信息論等多種學(xué)科的綜合性學(xué)科。信息安全是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的新興交叉學(xué)科，具有廣闊的發(fā)展前景。由于我國(guó)在信息安全技術(shù)方面的起點(diǎn)還較低，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)高等院校開設(shè)“信息安全”專業(yè)，信息安全技術(shù)人才奇缺。網(wǎng)絡(luò)信息安全課程在信息安全專業(yè)是必不可少的核心課程。

目前，我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息安全課程的開設(shè)還是以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔的教學(xué)模式。在學(xué)時(shí)分配上我們采用“34學(xué)時(shí)理論+18學(xué)時(shí)上機(jī)”的模式。在考核方式上采用“20%平時(shí)表現(xiàn)+80%理論考試”來計(jì)算總成績(jī)。結(jié)合信息安全技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，在教材的選用上我們不斷更新教材，以求跟上時(shí)代和技術(shù)的潮流。我校先后選用吳煜煜[2]、周明全[3]、石志國(guó)[4]、袁津生[5]等人主編的教材，這樣教師也在不斷地學(xué)習(xí)最新知識(shí)和專業(yè)技能。由于該課程是一門交叉性綜合性學(xué)科，學(xué)好這門課程要求學(xué)生必須具備良好的程序設(shè)計(jì)能力，過硬的數(shù)學(xué)、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。該課程的先修課程為：高級(jí)程序設(shè)計(jì)（C、C++、Java）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP）、操作系統(tǒng)（Unix和Windows）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。該課程教學(xué)內(nèi)容主要包括：網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念、加密與解密、公鑰體系、TCP/IP協(xié)議安全、應(yīng)用層安全、攻擊與防御、網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的安全、操作系統(tǒng)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的安全。

網(wǎng)絡(luò)信息安全這門課程是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合，應(yīng)用性很強(qiáng)的交叉性綜合性課程。理論知識(shí)涉及面廣且抽象，實(shí)踐問題規(guī)模難度大。這樣的特點(diǎn)不僅要求教師具備過硬的專業(yè)技能和授課水平，而且要求學(xué)生具備扎實(shí)的理論功底和和較強(qiáng)的實(shí)踐能力。該課程在我校是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開設(shè)的一門必修課程，它既不能像信息安全專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課那么詳盡和深入，也不能像普及網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)一樣成為公共選修課那樣淺嘗輒止。這就要求教師必須在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將網(wǎng)絡(luò)信息安全課程最基本的原理、最常用的技能傳授給學(xué)生，使學(xué)生能夠解決最常見的網(wǎng)絡(luò)安全問題，成為能夠?qū)W以致用，能夠解決實(shí)際問題的人才。因此，必須結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色和我校學(xué)生水平進(jìn)行教學(xué)，才能使教和學(xué)的效果都達(dá)到最優(yōu)化，達(dá)到培養(yǎng)人才的目標(biāo)。

目前，現(xiàn)有的教學(xué)模式仍然停留在重理論、輕實(shí)踐的層次上。學(xué)生在課堂上與老師的互動(dòng)性不強(qiáng)，特別是學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，對(duì)信息安全課程學(xué)習(xí)的興趣不持久，實(shí)踐能力不強(qiáng)，而且現(xiàn)有的考核方式已不適應(yīng)課程的發(fā)展。通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)信息安全課程在教學(xué)中存在的問題，從培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型信息技術(shù)人才的角度來出發(fā)，我們嘗試對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息安全課程進(jìn)行改革和探索。

4 教學(xué)改革與探索

4.1 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式

互聯(lián)網(wǎng)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使“翻轉(zhuǎn)課堂式”教學(xué)模式[6]變得可行和現(xiàn)實(shí)。學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，不再單純地依賴授課老師去教授知識(shí)。在課堂上，學(xué)生和老師的角色則發(fā)生了變化。老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識(shí)。我們?cè)谡n堂教學(xué)的組織中參考林地公園高中的經(jīng)驗(yàn)：一、創(chuàng)建教學(xué)視頻。我們根據(jù)上課的內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，使用錄屏軟件將課件和講課聲音錄制下來，然后將課件或視頻通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給學(xué)生。讓學(xué)生在上課前進(jìn)行先行學(xué)習(xí)并收集好學(xué)生反饋的問題。二、組織課堂教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容在課外傳遞給學(xué)生后，課堂內(nèi)更需要高質(zhì)量的學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)在具體環(huán)境中應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容。這樣學(xué)生先自我學(xué)習(xí)或通過討論來掌握知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生反饋的問題，在課堂上再由教師主導(dǎo)開展關(guān)鍵問題的研討，安排相應(yīng)的課程實(shí)踐。該方法在國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)徐明的論文[7]中提到，可以作為改革教學(xué)模式的一種方法來學(xué)習(xí)使用。

4.2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式

理論授課均在多媒體教室進(jìn)行，理論授課要與上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)均在我校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室完成，學(xué)生上機(jī)操作并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室是我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室采用圓桌模式分為8組，每組8位同學(xué)，能同時(shí)滿足64位學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。我們結(jié)合近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，參考袁津生[5]等教材，安排了如下實(shí)驗(yàn)：①VMware虛擬機(jī)與網(wǎng)絡(luò)分析器的使用；②RSA加密算法的分析與實(shí)現(xiàn)；③加解密算法的分析與實(shí)現(xiàn)（DES、AES等）；④Hash算法MD5；⑤剖析特洛伊木馬；⑥使用PGP實(shí)現(xiàn)電子郵件安全；⑦X-SCANNER掃描工具；⑧用SSL協(xié)議實(shí)現(xiàn)安全的FTP數(shù)據(jù)傳輸。除了正常安排的16個(gè)上機(jī)學(xué)時(shí)之外，增加實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間，為對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有興趣的學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。通過在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，使學(xué)生加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息安全原理和技術(shù)的認(rèn)識(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)技能和實(shí)踐能力，增加他們?cè)趯淼木蜆I(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。另外，工學(xué)結(jié)合，引進(jìn)第二課堂，創(chuàng)建實(shí)訓(xùn)基地，爭(zhēng)取在網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的企業(yè)和公司建立實(shí)訓(xùn)基地，加強(qiáng)合作，讓學(xué)生有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高實(shí)踐能力和就業(yè)能力，這是我們以后也要逐步探索的教學(xué)方式之一。

4.3 教學(xué)方法的一些改進(jìn)

興趣是最好的老師。多講一些實(shí)例，可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式培養(yǎng)學(xué)生的興趣。比如上課前提出一個(gè)問題再開始講課。例如：假如你是一個(gè)公司新任的網(wǎng)絡(luò)管理員，需要對(duì)某臺(tái)路由器進(jìn)行相應(yīng)的配置，但是你不知道該路由器的enable密碼，該怎么辦？這樣就能驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考完成任務(wù)的方法，主動(dòng)學(xué)習(xí)。一定要結(jié)合學(xué)生實(shí)際，避免“填鴨式”教學(xué)方法，做好師生互動(dòng)。另外授課要盡可能地生動(dòng)、幽默。

課堂知識(shí)、搜索引擎、論壇和專業(yè)站點(diǎn)、期刊論文（CNKI），這些都是學(xué)好網(wǎng)絡(luò)信息安全的重要資源。在教學(xué)過程中，一定要利用好搜索引擎、論壇、期刊論文等，關(guān)注前沿的信息安全領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向。

增加先驅(qū)課程知識(shí)的講解。網(wǎng)絡(luò)信息安全涉及到的數(shù)學(xué)知識(shí)我們參考裴定一教材[8]。例如，數(shù)據(jù)加密與認(rèn)證技術(shù)的內(nèi)容涉及到模運(yùn)算、矩陣置換等數(shù)學(xué)知識(shí)，在講解相應(yīng)的數(shù)據(jù)加密知識(shí)時(shí)一定要將涉及到的先驅(qū)課程知識(shí)講解清楚。

以就業(yè)為導(dǎo)向，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加網(wǎng)絡(luò)信息安全工程師認(rèn)證考試。鼓勵(lì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有興趣的同學(xué)進(jìn)行更加深入、更加專業(yè)的學(xué)習(xí)。

4.4 加大投入、完善網(wǎng)絡(luò)信息安全專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)施

完善的網(wǎng)絡(luò)信息安全實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[9]應(yīng)該以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，將網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、信息安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐類等課程集成在同一平臺(tái)上，采用群組動(dòng)態(tài)交互式實(shí)驗(yàn)方法，利用共享網(wǎng)絡(luò)墻形成公共實(shí)驗(yàn)載體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)從單設(shè)備組網(wǎng)到不斷疊加和擴(kuò)展，使學(xué)生從規(guī)模化的網(wǎng)絡(luò)中理解路由協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)效率。在這樣的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下，利用共用服務(wù)器，各個(gè)群組組成網(wǎng)絡(luò)攻防、信息戰(zhàn)等實(shí)際場(chǎng)景，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不斷變化的信息實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)方案，靈活應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化，做出快速的反應(yīng)與調(diào)整，以培養(yǎng)學(xué)生高度的應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)能力。

4.5 改革課時(shí)分配和考核權(quán)重

網(wǎng)絡(luò)信息安全是一門理論與實(shí)踐并重的課程，在今后的教學(xué)中，要逐漸增加實(shí)踐課程的教學(xué)。為了增加學(xué)生對(duì)實(shí)踐能力的重視，要合理分配理論考試和實(shí)踐考試的權(quán)重，在現(xiàn)有考核模式的基礎(chǔ)上逐步增加實(shí)踐成績(jī)的權(quán)重。在考核的形式上，綜合卷面成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)，平時(shí)表現(xiàn)的成績(jī)注重關(guān)注實(shí)驗(yàn)小組討論的表現(xiàn)，個(gè)人實(shí)踐的表現(xiàn)等。

5 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)信息安全的形式隨著信息技術(shù)的發(fā)展在日新月異的變化，網(wǎng)絡(luò)信息安全課程也是一門發(fā)展變化很快的課程。根據(jù)該課程的特點(diǎn)，我們?cè)谝院蟮慕虒W(xué)過程中要不斷的學(xué)習(xí)最新科學(xué)知識(shí)，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)信息安全領(lǐng)域前沿動(dòng)態(tài)，結(jié)合課程內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)授課內(nèi)容、授課模式以及考核方式。今后，大規(guī)模開放在線課程（MOOC）的教學(xué)方式隨著新一輪的教育改革浪潮也會(huì)逐步地應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)信息安全系列課程的教學(xué)上。總之，網(wǎng)絡(luò)信息安全課程的教學(xué)要在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)、改革和探索。

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