聚焦網(wǎng)絡安全的數(shù)據(jù)庫課程改革實踐

張秀香 鄭鑫

摘?要：為了提高學生實踐操作能力和實際應用能力以及提升非網(wǎng)安方向?qū)W生網(wǎng)絡安全意識，本文提出了一種基于OBE教學模型的新型數(shù)據(jù)庫教學改革模式。該模式改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)教學中以知識灌溉為主、以單純的數(shù)據(jù)整理等基礎(chǔ)訓練為輔的模式，通過以互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)據(jù)安全和個人隱私漏洞為背景，以虛擬靶機訓練為教學輔助手段，兼顧知識傳授和動手能力培養(yǎng)，能夠為非網(wǎng)安方向?qū)W生后續(xù)學習和研究Web安全防護提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡安全；數(shù)據(jù)庫應用；教學模式改革；實踐操作

1?研究背景

隨著時代的發(fā)展，不論是家庭娛樂，還是政府辦公，抑或是公民個人生活都逐漸在萬物互聯(lián)的背景下與網(wǎng)絡難以分開。但在網(wǎng)絡不斷融入現(xiàn)代人生活的過程中，人們在享受網(wǎng)絡帶來的方便和快捷的同時，也需要面對網(wǎng)絡開放帶來的數(shù)據(jù)安全方面的新挑戰(zhàn)［1］。當前，全球已經(jīng)進入了網(wǎng)絡大安全時代，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為社會各個領(lǐng)域不可或缺的組成部分。網(wǎng)絡世界和現(xiàn)實世界已經(jīng)深度交織，它們之間的界限在逐漸消失。因此，任何網(wǎng)絡空間的安全問題都會直接影響到現(xiàn)實世界的安全，可能對社會的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)產(chǎn)生深遠的影響［2］。

隨著互聯(lián)網(wǎng)應用的迅猛普及和不斷擴大的范圍，在信息化建設的浪潮中，網(wǎng)絡安全問題已成為當今社會一個不可避免的、重要的問題之一。在此背景下，為了深入了解學生對網(wǎng)絡安全的認知和熟悉程度，采用問卷調(diào)查法對所在單位通信工程專業(yè)的159名本科生進行了網(wǎng)絡安全意識情況的調(diào)查。所收集到的調(diào)查結(jié)果如圖1所示。通過分析研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)絕大部分學生不具有網(wǎng)絡安全知識，這表明非網(wǎng)絡安全專業(yè)背景的學生相對較少了解網(wǎng)絡安全和個人隱私保護方面的相關(guān)信息和意識，而且知識體系比較零散和淺顯，因此需要引導、培養(yǎng)和加強網(wǎng)絡安全意識教育，以提高學生對網(wǎng)絡安全的認知和理解。此外，多數(shù)學生認為相對于常規(guī)的專題講座和主題班會而言，將網(wǎng)絡安全教育與所學課程的有機結(jié)合是提高網(wǎng)絡安全意識水平的高效手段。這體現(xiàn)了網(wǎng)絡安全的實時、全球性特點，使學生能夠更好地掌握實踐技能，同時能夠意識到保障網(wǎng)絡安全的重要性，從而更好地保護自身的信息安全。而數(shù)據(jù)庫課程，尤其是SQL數(shù)據(jù)庫語言作為非網(wǎng)安專業(yè)學生最容易接觸學習到的數(shù)據(jù)庫學習內(nèi)容，在解決數(shù)據(jù)泄露等嚴重安全問題導致的事件中具有重要作用?；诖祟惽闆r，高校開展網(wǎng)絡安全教育，在數(shù)據(jù)庫授課過程中融入網(wǎng)絡安全防護教育對于提高非網(wǎng)安方向?qū)W生的安全意識、保護個人能力具有重要作用。

2?教學改革思路

為改變現(xiàn)階段高校在數(shù)據(jù)庫應用教學中實訓部分以對數(shù)據(jù)表進行簡單的增、刪、改操作為主導致的學生數(shù)據(jù)庫技術(shù)應用水平較低的現(xiàn)象，本次教學改革以廣西民族師范學院通信工程專業(yè)為研究對象，對數(shù)據(jù)庫應用課程進行改革。教學改革實施以OBE教學設計模型為基礎(chǔ)，通過在學生掌握基礎(chǔ)理論知識的條件下實施個人隱私漏洞的虛擬靶機訓練，提高學生動手能力，促使其掌握相關(guān)就業(yè)崗位所必需的知識與技能，同時提升學生對網(wǎng)絡安全的認知和防范意識。

本次改革依據(jù)的OBE教學設計模型如圖2所示，該模式以學習成果為導向，重點關(guān)注學生掌握的知識、技能和態(tài)度的實際應用。與傳統(tǒng)以教學過程和課程內(nèi)容為中心的教學方法不同，OBE教學模型的重點在于確定學生需要達到的成果，以及運用什么樣的教學策略使學生達到這些成果，同時對這些成果的程度進行評估?；诖?，在本次教學改革中，教學過程的設計和實施都以圍繞學生的產(chǎn)出能力開展，通過反向設計等手段，將教學目標、教學內(nèi)容和評價方式有機結(jié)合，形成一個閉環(huán)的教學模式［3］。

具體而言，本次教學改革采用“實踐為核心”的教學模式。改革實施過程中，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、SQL語言等相關(guān)理論知識由教師在課前和課上通過講授法、資料卡的形式進行傳授。在此基礎(chǔ)上，指導學生在完成基本的數(shù)據(jù)表增、刪、改等操作的前提下進行虛擬靶機訓練，虛擬靶機訓練以個人隱私漏洞的攻防為主，訓練過程中要求學生根據(jù)受害情況，針對性地設置防范措施，以提高其實踐操作能力和安全防護意識。最后，基于實踐結(jié)果，學生需要對實踐內(nèi)容進行總結(jié)和討論，并通過實驗報告向教師反饋所掌握的知識和技能。

此外，本次教學改革格外注重自主學習和課堂互動的重要性。基于該要求，改革過程中要求學生以等時間間隔（一般為一月一次）完成課后相關(guān)書籍和網(wǎng)絡資源的學習并返回學習報告。同時鼓勵學生在課后積極參與教師項目互動，以項目各級實現(xiàn)目標的完成激發(fā)學生的學習熱情和主動性。綜上，本次教學改革相比傳統(tǒng)授課模式，更注重學生的實際學習、應用和評價能力的培養(yǎng)，更適合現(xiàn)階段市場就業(yè)的發(fā)展需要。

3?教學改革舉措

3.1?確定學習成果需求

OBE教學模型的實施需要在課程設置的前置環(huán)節(jié)確定課程的學習成果需求，以便設置后續(xù)的學習成果目標和控制學習過程。對應至本次課程改革，便需要在課程內(nèi)容正式實施前確定所授數(shù)據(jù)庫課程的學習成果需求，在這個過程中，需要考慮以下幾個因素：第一，學生的學習背景和需求。以學生的學習背景、學習目標和職業(yè)方向為基礎(chǔ)能夠更好地確定適合學生的課程目標和學習成果。第二，行業(yè)要求和趨勢。教學內(nèi)容的安排需要了解行業(yè)的需求和趨勢，以便根據(jù)市場需求和職業(yè)發(fā)展趨勢設置合適的學習成果和學習目標。第三，課程特點和內(nèi)容。需要針對課程的實用性、可操作性確定符合課程的學習成果需求，確保學生能夠掌握相關(guān)的知識和技能。第四，評估方法和標準。課程改革效果的好壞需要以學生學習成果的好壞為衡量標準，以便對學生的學習成果進行有效的評估和反饋。

3.2?明確學習成果目標

在OBE教學模型中，重點關(guān)注的是當前社會對相關(guān)領(lǐng)域的人才需求，而非知識傳授，對應至本次課程改革則主要以學生使用數(shù)據(jù)庫解決實際問題的能力提升為目標。同時，在OBE教學模型中，需要將學生的課程學習進程劃分為不同的階段，并為每個階段設定學習目標，且各級目標逐級升高。對應本次課程改革，在實施改革的第一階段，需要學生了解數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡安全的基本概念和原理，并能夠運用相關(guān)技術(shù)和工具分析和解決實際案例中的安全問題。在第二階段，需要學生能夠識別和預防常見的網(wǎng)絡安全威脅，包括網(wǎng)絡木馬等。在最后階段，學生需要具備編寫數(shù)據(jù)安全、訪問控制、身份認證等功能的安全的數(shù)據(jù)庫應用程序能力。同時，在改革過程中，學生具備與他人合作、交流、協(xié)調(diào)團隊成員實現(xiàn)共同目標的能力。綜上所述，新設置的學習目標以學生能力掌握為中心，注重培養(yǎng)學生的實踐能力和解決實際問題的能力，更符合現(xiàn)代教育的要求。

3.3?設計取得學習成果過程

設計取得課程學習成果過程是指在課程設計中考慮如何幫助學生獲得所需的知識、技能和能力，并確保學生能夠取得預期的學習成果。在OBE模型數(shù)據(jù)庫教學改革模式中，設計取得課程學習成果的過程需要考慮幾個方面：第一，針對知識和理解層面，需要通過案例教學法、討論法、講授法等方式來實現(xiàn)。該部分內(nèi)容在實施過程中，首先需要教師進行講授，將知識傳遞給學生。之后，通過舉出實際操作案例對操作過程進行詳解。最后，經(jīng)由討論確定操作過程的正確性和操作結(jié)果的準確性。第二，針對技能層面，需要通過實踐教學法、間隙學習法等方式來實現(xiàn)。該部分的實施主要通過靶機訓練過程中的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡安全漏洞問題進行試驗，以便讓學生掌握相關(guān)的技能。第三，針對態(tài)度層面，需要通過情景訓練法等方式來實現(xiàn)。在課程講授過程中，主要通過讓學生使用靶機模擬社交工程等網(wǎng)絡攻擊手段感受安全威脅，從而培養(yǎng)學生的安全意識和態(tài)度，提高自身的網(wǎng)絡安全防范能力。第四，通過綜合實踐，將理論知識和實踐技能相結(jié)合，讓學生參與到實際項目或者場景中，如人機識別、惡意代碼分析等實踐課程教學，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和實踐操作能力。通過以上實踐操作，將學生的重點放在學習成果的實現(xiàn)上，有效地提升教育教學質(zhì)量，同時使學生更好地掌握相關(guān)的知識和技能，為學生后續(xù)的學習和職業(yè)發(fā)展提供一定的參考。

3.4?構(gòu)建課程學習成果評價體系

在OBE模型數(shù)據(jù)庫教學改革模式中，構(gòu)建課程學習成果評價體系是非常重要的一環(huán)，可以幫助教師評估學生的學習成果，并對教學過程進行反饋。構(gòu)建課程學習成果評價體系的關(guān)鍵在于明確評價目標、選擇評價方法和設置評價標準。明確評價目標是指在評估過程中所設定的評價標準和評價指標，用于衡量學生對數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡安全基本概念理解的程度、編寫應用程序的實際表現(xiàn)、對實際安全威脅的識別能力、與他人合作的能力等。選擇評價方法：評價方法根據(jù)不同的評價目標選擇不同的評價方法，根據(jù)上述需達到的目標，分別采用以下對應方法：第一，衡量理論知識掌握選擇通過常規(guī)的考試和知識問答方式。第二，衡量實踐能力采用實驗報告和編程項目方式。第三，對網(wǎng)絡安全威脅的識別能力評價，通過針對安全意識和知識的考試來評估學生對安全威脅的認知水平，還有利用靶機模擬來評估學生對實際攻擊的辨識能力和采取的應對措施。第四，通過合作案例分析和合作反饋的方式進行對學生團隊協(xié)作的能力評價。設置評價標準：評價標準需要根據(jù)評價目標和評價方法確定，用來衡量學生是否達到預期的學習效果，標準需要具有可量化、可操作性。學生對數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡安全基本概念的理解通過考試成績等級進行評價。編寫應用程序的能力通過檢查程序的正確性和完整性、添加靈活性和可維護性四個方面進行評價。對實際安全威脅的識別能力通過模擬漏洞攻擊場景、正確分類與整理殺毒軟件、防火墻、入侵檢測等防御產(chǎn)品等方式進行評價。與他人合作能力的評價是考查學生溝通能力、團隊精神、解決問題的能力、貢獻和承擔責任能力。通過設計合適的學習成果評價體系，教師可以明確課程教學目標，有效地開展教學，同時也能夠為學生提供有效的反饋和建議，幫助學生更好地掌握課程知識和技能，提高學生的綜合素質(zhì)和應用能力。同時也有助于教學的改進，提升教學質(zhì)量和教師的教學水平。

3.5?持續(xù)改進保障課程學習成果

不斷的改進可以確保課程的學習質(zhì)量和可持續(xù)性，通過課程的評估和反饋，可以更好地了解學生需求，然后對課程做出相應的調(diào)整。在本次課程改革中，在每次課程結(jié)束后都會收集學生的反饋和評估數(shù)據(jù)，并基于學生的反饋信息及時對教學內(nèi)容和教學方法進行實時修正。其次，除去每次課程的教學意見收集，本次課程改革過程中，還會定期對學生的學習效果進行評估并更新教學材料，此類評估以學期為周期，以便與下一學期的課程保持同步。最后，教學過程中始終堅持以人為本的精神，在充分尊重學生個性的基礎(chǔ)上，參與授課的教師皆以每周一次的頻率參加教育研討會、課程教學方法討論會，以提高課程的教學質(zhì)量。同時，為保持與行業(yè)趨勢和實踐的同步，在授課過程中還邀請了部分參與過企業(yè)網(wǎng)安系統(tǒng)設計的工程師加入教學過程，以保證教學內(nèi)容的實時性和實用性。

結(jié)語

本文提出了一種注重培養(yǎng)學生綜合能力和實踐技能的教育新模型，通過將傳統(tǒng)講授法與虛擬靶機訓練相結(jié)合進行教學，將應用型人才培養(yǎng)理念融入教學實際當中，有利于優(yōu)化數(shù)據(jù)庫應用課程體系。由于虛機靶機訓練新型教學手段的融入，可以更好地將知識轉(zhuǎn)化為技能，有效提高學生的學習興趣與參與度，幫助學生將所學技能應用到實踐中，培養(yǎng)出更多具有實際能力和專業(yè)素養(yǎng)的人才，同時，可以讓學生更加理解各種類型的網(wǎng)絡攻擊方式，學會如何保護個人信息，增強網(wǎng)絡安全意識和保護意識。總之，新型數(shù)據(jù)庫教學改革模式能夠有效地提高非網(wǎng)安專業(yè)學生的網(wǎng)絡安全意識和應用技能。

參考文獻：

［1］梁朕.總體國家安全觀下電信網(wǎng)絡詐騙研究［J］.網(wǎng)絡空間安全，2023，14（01）：1620.

［2］“中國互聯(lián)網(wǎng)安全大會（ISC?2017）”在北京舉辦［J］.信息網(wǎng)絡安全，2017（10）：97.

［3］邢立峰，劉景濤，蘇娜.OBE理念下數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程案例庫建設與實踐研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)機，2023（01）：101104.

基金項目：2022年廣西民族師范學院虛擬教研室建設項目（xnjyspy03）

作者簡介：張秀香（1995—?），女，壯族，廣西南寧人，碩士，專任教師，研究方向：調(diào)制信號識別研究；鄭鑫（1979—?），男，漢族，陜西寶雞人，碩士，教授，主要從事通信工程專業(yè)教學改革研究。