網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程教學設(shè)計與實踐探索

劉玲君 張蕾 李旌燕 謝中華

摘要：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，著重闡述數(shù)據(jù)庫的基本概念、具體操作方法和相關(guān)的應(yīng)用，具有較強的實踐性，對學生了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全體系具有重要意義。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展和加強學生實踐動手能力，對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程教學進行改革，探討如何使課程教學的內(nèi)容、基本技能與實際相結(jié)合，同時拓展數(shù)據(jù)庫安全性知識，以滿足網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)空間安全；教學改革；數(shù)據(jù)庫安全

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）04-0077-03

0 引言

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，目前已成為網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課程[1]。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程是高校網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學生學習其他專業(yè)課程和從事相關(guān)工作所必需的基礎(chǔ)。該課程將數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)理論與應(yīng)用相結(jié)合，對學生進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本知識、SQL語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫安全性等方面的基本訓練，培養(yǎng)學生運用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)原理解決實際問題的能力。但由于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)是新興專業(yè)，結(jié)合該專業(yè)特點的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程教學還存在著一些問題，需要對該課程教學進行改革和探索，從而提高學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的理解程度，并有效培養(yǎng)學生對網(wǎng)絡(luò)空間安全問題的分析能力和解決能力[2]。近年來國家對網(wǎng)絡(luò)安全人才的需求與日俱增。如何滿足未來數(shù)字化社會需求，培養(yǎng)合規(guī)的網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)人才，同時加速相關(guān)課程建設(shè)，已經(jīng)成為各教育單位關(guān)注的焦點[3]。

1 課程定位與培養(yǎng)目標

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)培養(yǎng)人才注重德智體美勞全面發(fā)展，要求具有扎實的基礎(chǔ)理論和寬厚的專業(yè)知識，系統(tǒng)掌握計算機網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)的基本理論和專門知識，熟悉數(shù)據(jù)庫安全、信息安全等基本原理及技術(shù)。針對網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的特點，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程對學生能力的要求，注重學生素質(zhì)的培養(yǎng)，努力使學生具有基礎(chǔ)厚、專業(yè)強、素質(zhì)高的特點，具有分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新意識，同時注重提高人文科學、法律法規(guī)、職業(yè)道德素質(zhì)等修養(yǎng)，使學生能夠成為網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域的高級工程技術(shù)人才，并具有成為復合型、創(chuàng)新型精英人才的潛質(zhì)。通過該課程的學習，學生將達到如下要求：（1） 工程知識：具備數(shù)據(jù)庫的基本知識，掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本操作，理解數(shù)據(jù)庫安全體系、數(shù)據(jù)庫訪問控制機制等知識[4]。（2） 問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)據(jù)庫基本原理和方法，并通過文獻研究分析網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。（3） 設(shè)計/開發(fā)解決方案：具備數(shù)據(jù)庫開發(fā)與設(shè)計的能力，能夠針對網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的復雜工程問題，設(shè)計出滿足特定需求的數(shù)據(jù)庫相關(guān)管理系統(tǒng)的解決方案，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，同時考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。（4） 終身學習：提高學生學習數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程的興趣和學習效率。具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應(yīng)發(fā)展的能力。

2 課程教學設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才培養(yǎng)目標是面向網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的高級技術(shù)應(yīng)用型人才，要求學生具備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理、開發(fā)和維護能力。針對以上目標，在教學內(nèi)容上需要把握以下幾點：一是要注重理論知識的講解，同時突出網(wǎng)絡(luò)安全意識培養(yǎng)；二是要強調(diào)基礎(chǔ)知識，同時兼顧專業(yè)特色；三是注重實踐環(huán)節(jié)，并對實踐環(huán)節(jié)進行適當引導；四是采用案例教學法，針對實際問題，采用合適的案例來講解相關(guān)的理論知識。在教學內(nèi)容的選擇上，盡量選取網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的實例來講解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理、設(shè)計和維護，通過實例的講解，使得學生能夠深入了解相關(guān)理論知識和技術(shù)方法[5-6]。在本門課程的教學過程中，以超星學習通作為平臺，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)課程，通過錄制教程視頻并上傳教學所需資料、課前給學生推送預(yù)習小任務(wù)及小測、課堂上使用課堂教學、課后發(fā)布作業(yè)和實際綜合項目小組等環(huán)節(jié)完成教學，如圖1所示。

2.1 課程資源準備

在準備資源時，首先要注重基礎(chǔ)知識點與網(wǎng)絡(luò)空間安全的實際項目結(jié)合，并在教學中盡量采用案例教學法，通過案例對知識點進行講解和分析，引導學生掌握數(shù)據(jù)庫的原理和應(yīng)用方法。此外，在教學過程中要引入一些網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域前沿研究成果和研究進展，并結(jié)合思政元素增加課程的知識深度和廣度[7]。在實驗環(huán)節(jié)上，多使用一些網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)相關(guān)的實驗項目，讓學生通過實驗對相關(guān)知識點進行理解和掌握。其次還要考慮在學生預(yù)習環(huán)節(jié)、學習環(huán)節(jié)、復習環(huán)節(jié)和翻轉(zhuǎn)課堂教學中的作用[8]。課程資源準備時，可采用自主錄制教程視頻和網(wǎng)絡(luò)教學資源兩者結(jié)合。錄制完成后，為調(diào)動學生學習的積極性，增加學習過程中的趣味性，以此驗證學生對本次學習內(nèi)容的掌握程度，需要對教程進行后期處理，主要就是在微課中加入一些動畫，或者隨機插入幾個問答，學生回答正確后就可以繼續(xù)觀看后續(xù)的視頻，使得學生能夠在高度的注意力下高效率地完成視頻學習，制作完成的教程上傳至超星學習通平臺，學生就可以通過手機端或者電腦端觀看。而網(wǎng)絡(luò)教學資源可選擇公共平臺已有的高認可教學視頻作為補充學習，幫助學生從不同角度理解所學知識點，從而達到高效率學習。

2.2 課前預(yù)習和課堂學習

教師上傳教程的同時將與課程相關(guān)的PPT等其他教學資源上傳到課程章節(jié)中，可制定課前小測試。教師在課堂之前給學生安排預(yù)習內(nèi)容、討論區(qū)預(yù)先留下問題、帶著問題觀看微課、完成課前小測試幾項內(nèi)容。課堂教學中，教師通過投屏將PPT投屏到多媒體教室的幕布上，學生除了觀看幕布，后座學生還可以在超星學習通手機客戶端查看PPT，從而準確學習教學內(nèi)容。在學習通中還有多種功能，教師根據(jù)學生在預(yù)習階段遇到的困難開展多樣化的活動。比如提出一些問題，使用“選人”活動中的“搖一搖隨機選人”或者“教師指定”選人，選出學生回答問題，使得學生集中注意力認真聽講；“搶答”活動中，設(shè)置知識點提問，學生搶答題目，活躍課堂氣氛。這些形式可以增加師生之間的互動，充分調(diào)動學生的積極性，使得學生愿意主動參與到課堂教學的交流與反饋活動中，打破傳統(tǒng)的“老師講學生聽”的課堂教學模式，從而解決學生課堂上的消極、畏難思想。

2.3 課后作業(yè)

教師在超星學習通上創(chuàng)建測試題，可以設(shè)置“作業(yè)截止日前允許學生重做2次”和“學生重做時顯示對錯”，這樣使得學生為了拿到高成績而重新答題，繼而加深對知識的掌握程度。其次還可以設(shè)置編程題要求學生使用所學SQL語言創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)庫對象，并要求學生將編寫的代碼截屏上傳到作業(yè)區(qū)，以此方便查看學生編寫代碼時的書寫習慣是否正確，編寫代碼時是否掌握了語法要求，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的書寫習慣，進一步鞏固語法知識。教師可以個性化設(shè)置試卷答案公布時間，給予未答題或答題未完的學生推送信息提醒。教師還可以根據(jù)平臺統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，查看所有學生作業(yè)提交和得分情況。實現(xiàn)對試卷完成情況、試卷答題結(jié)果及做題速度、題目的正確率分析等前端數(shù)據(jù)的監(jiān)控，教師針對以上數(shù)據(jù)，將對題目的解析及添加的備注推送到學生終端，學生在規(guī)定的時間內(nèi)對做過的題目進行集中查看和復習，最后教師對學生進行整體評價，并進行課程優(yōu)化調(diào)整。

2.4 綜合實訓項目

教師在課程開始前準備設(shè)計好多主題項目，要注意綜合考慮項目的合理性、可行性、難度及完成項目所需的時間。教師讓學生形成3人小組共同完成，小組成員相互合作交流，明確各自分工，遇到困難相互討論解決，保證項目順利開展并完成。學生在開展項目時應(yīng)從簡單的操作入手，不斷提高自己的創(chuàng)造力，整個過程分幾個階段分別了解好隊員情況，理解團隊構(gòu)建一個系統(tǒng)需要創(chuàng)造精神和團結(jié)精神，做好項目準備工作；能夠應(yīng)用團隊結(jié)伴學習方式，在廣泛查找有關(guān)項目有關(guān)資料基礎(chǔ)上分析商業(yè)邏輯鏈條，提高對項目及過程的認知，確定方案；能夠理解項目的核心邏輯，不斷應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)和工具分析和反思方案的合理性；通過團隊協(xié)作、互動交流，讓學生掌握知識內(nèi)容、具備實踐操作的能力。通過這樣一個團隊協(xié)作方式完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計開發(fā)所有過程。在每次過程中讓學生學會總結(jié)反思項目各環(huán)節(jié)問題，評價項目創(chuàng)新點和不足以及方案解決效果，充分調(diào)動學生學習的積極性，使課堂更加有聲有色，將學生的思維始終與教師的思想融為一體，真正體現(xiàn)出教與學雙方和諧共鳴的價值。

2.5 課程考核與評價

對于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)來說，學生的實踐能力是非常重要的，因此，該門課程在考核方式上也進行了一些改革和探索。對于理論知識的考核，我們主要以課堂練習、基礎(chǔ)知識為考核內(nèi)容，采用課堂測試的方式進行考核。而對于實踐能力的考核，采用開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用管理系統(tǒng)，并提交課程報告和進行課程答辯的形式考核。為了提高學生學習的積極性和主動性，還采取了一些激勵措施。在期末考試中增加了平時成績，對于一些平時表現(xiàn)好、學習態(tài)度端正、積極參與實驗的學生給予了一定的加分獎勵。通過這些激勵措施，可以調(diào)動學生學習的積極性和主動性，讓學生知道數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程與自身專業(yè)聯(lián)系非常緊密，從而激發(fā)學生對該門課程學習的興趣。從圖2可以看出，學生在教學改革后對各階段教學滿意度都得到了提升。

3 結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)空間安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，社會對網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的需求越來越大，對于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才的要求也越來越高，這就要求我們在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才時，不能僅局限于培養(yǎng)學生的理論知識，更要注重其實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程教學中，采樣多種方式發(fā)揮學生學習的主動性和積極性，提高其學習興趣。在考核方面采取理論和實踐相結(jié)合的方式進行考核。通過對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程教學模式的改革和探索，提高了網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)學生的學習積極性和主動性，激發(fā)了他們學習數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)課程的熱情。

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【通聯(lián)編輯：王 力】