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网络安全技术课程教学改革与实践探索

2016-12-21闫丽丽昌燕张仕斌

计算机教育 2016年9期
关键词:实践教学改革教学方法

闫丽丽 昌燕 张仕斌

摘要:探讨网络安全技术课程中存在的若干问题,根据网络安全技术的发展和社会需求,重新规划教学内容,提倡理论和实践并重的教学思想和“多元开放式”的教学方法,注重培养学生的自学能力,提出改革实践教学方法以更好培养学生的工程实践能力。实践结果表明,上述改革切实提高了学生的网络安全技能和专业素质,取得了较好的教学效果。

关键词:网络安全技术课程;教学改革;教学方法;实践

引言

随着计算机网络的应用和发展,网络安全问题备受关注,保障网络安全已成为保障个人隐私、企业发展、社会稳定,甚至国家安全的重要因素。网络安全技术人才是网络安全建设的核心资源,随着网络空间安全成为国家一级学科,各大高校越来越重视网络安全人才的培养。

网络安全技术是高等院校计算机专业和信息技术类专业的一门重要的专业课程。该课程综合性很强,涉及多种学科和技术,对学生理论与实践两方面的要求都很高。同时,网络安全技术的相关知识更新快,需要教师不断学习,更新和完善相关技术,对教师自身要求也很高。这些特点决定了在该课程教学过程中若采用陈旧的传统理论灌输式教学方法难以达到良好的教学效果。因此,针对网络安全技术课程的教学改革是大势所趋。

1.高校网络安全技术课程现状

目前国内很多高校开设了网络安全技术课程,但是由于该课程涉及的实验环境不够完善,导致学生的学习兴趣和主动性不高,教学效果不理想。当前网络安全技术课程的教学主要存在以下问题。

1)先修课程掌握不足。

网络安全技术是一门综合性课程,其先修课程有数学理论、密码学理论、计算机网络、通信原理、电子技术、操作系统原理、数据库设计、网络设备管理、网页脚本语言和信息安全法律法规等,因此要求学生具有相关基础,对上述先修课程掌握的熟练程度,直接影响到网络安全技术课程的教学效果。

2)理论与实践脱节。

网络安全技术是一门理论和实验并重的课程。目前的讲授方式以理论为主,这就削弱了对学生专业技能的培养,造成学生对该课程听不懂或听懂了也不会用。学生掌握了理论知识却觉得无用武之地,当面临实际网络安全问题时,仍无从下手,无法用所学的理论知识解决实际安全问题,进而对网络安全技术课程失去学习兴趣。

造成理论和实践脱节的另一原因是缺少相应的实验环境。网络安全技术课程涉及的教学内容包括操作系统安全、安全协议、密码算法、病毒原理和防范、防火墙技术、入侵检测技术、VPN和Web安全等。由于其涉及的实验内容非常广泛,而且各高校之间的教学内容又有所差异,因此目前很难找到一套完善的实验平台用于网络安全技术课程的实验。

3)教学内容陈旧。

网络安全技术的一大特点就是技术更新快。以操作系统安全为例,几乎每天都有新的漏洞产生,每年都有新的攻击技术出现,因此该课程需要及时更新教学内容,实现与行业接轨。然而目前该课程的讲授内容,特别是实验内容还针对Wmdows 2000、Windows XP系统,这就使学生主观意识上觉得所学内容太过陈旧,无法应用到现有的实际网络环境中,从而失去学习兴趣。

4)教学模式单一。

传统的以教师为中心的教学模式,难以激发学生的学习兴趣。如何引导学生发现问题、分析问题,进而培养解决问题的能力,激发学生的积极性和创造性是高校课程改革面临的一个重要问题。

2.网络安全技术课程教学与实践改革

针对网络安全技术课程教学中存在的上述问题,本文以成都信息工程大学信息安全工程学院的网络安全技术课程为依托,从教学内容、教学方法、实践环节等方面展开讨论,提出网络安全技术课程的改革和实践方法,建立可行的网络安全技术课程教学改革与实践研究方案。

2.1教学内容改革

在设置教学内容时需将理论知识和实践内容融合,使得课程内容更加贴近实际需求。通过该门课程培养学生解决实际网络安全问题的能力,为他们今后工作打下良好基础。

成都信息工程大学信息安全工程学院在设置网络安全技术教学内容时,充分考虑对应的实验项目,为每个理论知识点设置相应的实验环节,加深学生对相应理论知识的理解。学生不仅会用现有的安全工具解决网络安全问题,而且可以根据实际需求,自主设计、开发对应的安全工具。目前,针对课程内容密码学基础、安全协议、Intemet安全、网络设备安全、操作系统安全、病毒技术和无线网络安全的实验包括:密码算法实验、SSL安全协议实验、Web安全实验、路由器、交换机和无线设备的安全设置实验、缓冲区溢出实验、典型病毒解析实验等。

此外,网络安全技术的知识和技术体系变更快,这就要求授课教师每年都需对该课程的内容进行重新审核和更新。学院鼓励教师参加相关培训课程和学术会议,接触前沿技术,拓展知识面,及时淘汰教学内容中陈旧的知识,补充新的内容和技术,使教学内容紧跟行业发展。

同时,将实际生活中遇到的网络安全问题和教学内容相结合,能够引起学生的共鸣。如3.15晚会曝光的常用家用电器存在安全漏洞,黑客远程可轻易地控制小家电,以此引出无线设备安全问题,使得学生能够真切地感受到所学的网络安全技术知识能够解决人们生活中的实际安全问题,从而产生学习的积极性。

2.2教学方法改革

在教学方法方面,摒弃了传统的“填鸭式”教育方式,采用“多元开放式”的教学方法,既注重教师在教学中的主导作用,又注重培养学生的自学能力。在教学过程中,采用启发引导式教学、课堂研讨、任务驱动式教学等多种教学方法相结合的方式。

启发引导式教学可以激发学生的学习兴趣,增强学生学习的自主性。网络安全是攻和防相较量的过程。在教学过程中,针对相应知识点,通过引入生活中相关的实例,说明对应的攻击和防御方式,最终引出相应的理论知识。如在讲解Web安全时,先展示一次对实际网站完整的跨站攻击,再讲解跨站攻击的原理,使学生更容易理解相关的理论知识。实践证明,启发式引导教学深受学生欢迎,课程气氛活跃,教学效果良好。

开展课堂研讨环节。在课程讲授过程中,教师设置一些问题,允许学生提出自己的见解,在激发学生学习兴趣的同时,引导学生自主学习。学生讨论的过程是相互学习、发现问题和探索问题的过程,这种方式有利于提升学生的主动学习能力。例如在讲授缓冲区溢出攻击时,可以先向学生演示一次溢出攻击的过程,然后让学生利用课外时间收集相关资料,最后在课堂上分组讨论溢出攻击的实现原理。通过上述方式,学生对缓冲区溢出攻击的原理有更深入的理解,而且激发了学习兴趣。

在注重理论内容教学同时,实验教学内容也不容忽视。由于网络安全技术课程涉及的内容广泛,目前很难找到符合教学要求的实验平台,因此学院自主研发了一套网络安全技术实验平台,根据教学内容和网络安全技术的发展需要,教师可自主添加相应的实验项目,根据课程需求,实现对实验内容的定制。

在实验教学环节采用任务驱动式的教学方法,根据网络安全的实际需求,针对理论教学的知识点,提出一个相应的实验任务,强调用理论知识解决实际安全问题。例如在学习网络设备安全后,针对实验室的局域网环境,要求学生通过对网络设备进行配置,实现对局域网环境的安全防护。通过完成相应的实验任务,学生加深了对所学理论知识的理解,并学会将理论知识和实际应用相结合。

2.3实践环节的教学改革

网络安全技术是一门注重实践教学的课程,如果教学内容与现实网络安全问题脱节,培养出的学生就无法适应社会的需求。因此,为了提高学生的实践能力,在课程教学外,添加了相应的实践教学环节。

学生在学习网络安全技术后,需通过工程实践将网络安全技术课程中分散的知识点相融合,将所学知识运用到解决实际安全问题上。

此外,由于企事业单位与客户和市场联系紧密,非常知悉市场需求,因此,与企事业单位合作,结合真实情境下的具体工作任务,组织实践教学项目,对学生学习网络安全技术内容帮助很大。目前,学院已与多家安全企业建立了校企合作基地,在大三暑假和大四寒假,安排学生直接到对应的企事业单位去学习,使学生尽早进入工作角色,通过实习满足企业用人的需求,实习完成后,可立即就业。

为了使学生能接触到最新的网络安全知识,及时了解网络安全领域的前沿知识、最新技术,学院还定期邀请安全企业的技术人员参与课程设计和教学。同时,鼓励教师到企业中学习,不断丰富和更新自身的专业知识。

每年学院还组织全省和全国的网络安全大赛,邀请全国网络安全领域的知名专家和各大高校参加比赛。这不仅能够提高学生的网络安全技能,也为教师和学生提供了一个对外展示和交流的平台。

3.结语

实践证明,课程改革收到了良好的效果,切实提高了学生自身能力和素质,激发了学生的学习兴趣,学生在全国和省内大赛中屡次获奖,毕业生供不应求。

然而网络安全技术的内容更新快,社会对网络安全方面的需求也不断变化。因此,在教学内容和方法上还需不断地探索和改革,加强学生的理论基础,提高学生的实践能力,以期培养出优秀的网络安全技术人才,满足社会的需求。

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