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關(guān)鍵詞 案例教學(xué)法 網(wǎng)絡(luò)安全課程 應(yīng)用
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.09.050
The Application of Case Teaching Method in the Course of Network Security
ZHAO Jiangbo
(School of Information Engineering, Xizang Minzu University, Xianyang, Shaanxi 712082)
Abstract Case teaching method is an effective teaching method, for the network security, this practice is strong, update speed of course, it is conducive to the realization of theory and practice effective combination, stimulate students' learning enthusiasm. Firstly, the definition of case teaching method, advantages and disadvantages and use of the process should pay attention to the problems described, then with the introduction of a specific case, to illustrate the process of the application of case teaching method in the course of network security.
Key words case teaching method; network security course; application
0 引言
案例教學(xué)法是把抽象的理論知識和生活實(shí)例緊密地聯(lián)系在一起,讓學(xué)生身臨其境,對一些案例進(jìn)行討論,來完成對理論知識的理解和掌握。藏族同學(xué)雖然知識基礎(chǔ)比較薄弱,但他們的模仿能力非常強(qiáng),基于這一點(diǎn),如果教學(xué)過程中采用案例教學(xué)方法,一方面可以讓每一個(gè)同學(xué)都參與到案例場景中,集思廣益,貢獻(xiàn)自己的力量。另一方面,同學(xué)們也可以及時(shí)獲得反饋。這種場景為學(xué)生將來的工作環(huán)境設(shè)置了一個(gè)近乎真實(shí)的場景,縮短了教學(xué)和實(shí)踐之間的距離。
1 案例教學(xué)法概述
1.1 案例教學(xué)法
案例教學(xué)(Case Method)是以學(xué)生為中心的啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式教學(xué)方法。是由美國哈佛大學(xué)法學(xué)院前院長克里斯托弗?哥倫布?朗代爾(C.C.Langdel)提出,被認(rèn)為是未來教育的方向。筆者所在學(xué)校藏族同學(xué)占有相當(dāng)?shù)谋壤捎谔厥猸h(huán)境,這些藏族同學(xué)理論知識理解力稍弱,如果以傳統(tǒng)教學(xué)方法授課,教學(xué)效果勢必有限,案例教學(xué)剛好彌補(bǔ)了這些不足,能積極調(diào)動(dòng)藏族同學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,能取得較好的學(xué)習(xí)效果。
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)安全問題的日益突出,目前國內(nèi)多所高校都開設(shè)了信息安全相關(guān)課程。網(wǎng)絡(luò)安全涵蓋的內(nèi)容較多,涉及計(jì)算機(jī)、電子、通信、數(shù)學(xué)、管理等多個(gè)學(xué)科。該課程具有知識點(diǎn)分散、課程內(nèi)容更新快、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn),因此,教學(xué)內(nèi)容要豐富、教學(xué)方法要具有針對性。為此,本文在網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中,引入案例教學(xué)法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
1.2 案例教學(xué)法在網(wǎng)絡(luò)安全課程中的應(yīng)用
案例的選擇很大程度上關(guān)系到教學(xué)效果的好壞,如何選擇恰當(dāng)?shù)陌咐亲顬殛P(guān)鍵的一步。在網(wǎng)絡(luò)安全課程中,每一個(gè)知識點(diǎn)通過案例來加深對技術(shù)原理的理解,是學(xué)好網(wǎng)絡(luò)安全課程較好的一種手段。下文以華為交換機(jī)VLAN的基本配置為例(圖1),進(jìn)行案例教學(xué)法的應(yīng)用。
1.2.1 VLAN的定義
虛擬局域網(wǎng)(VLAN)是一組邏輯上的設(shè)備和用戶,這些設(shè)備和用戶并不受物理位置的限制,可以根據(jù)功能、部門及應(yīng)用等因素將它們組織起來,相互之間的通信就好像它們在同一個(gè)網(wǎng)段中一樣,而不同邏輯組上的設(shè)備和用戶不能直接通信,對信息起到一定的保護(hù)作用,由此得名虛擬局域網(wǎng)。
1.2.2 配置設(shè)備注意事項(xiàng)
交換機(jī)的端口分為三類:一類是只能傳送標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀的端口,被稱為Access端口;另一類是既可以傳送有VLAN標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀,也可以傳送標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀的端口,稱為Trunk端口。還有一類是華為交換機(jī)的一種端口模式。和Trunk接口一樣在設(shè)置允許指定的VLAN通過該類端口之前,該VLAN必須已經(jīng)存在。被稱為Hybrid端口。
1.2.3 交換機(jī)的配置
(1)命名第一臺交換機(jī)為S5700:
sys[Huawei]sysname S5700
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程,是各高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的核心課程。在以往的教學(xué)過程中,教師沒有很好地將課程內(nèi)容進(jìn)行連續(xù)性的講述,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易遺忘之前學(xué)過的知識。
為了更好地適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展,為社會培養(yǎng)更專業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才,本人對院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)的《網(wǎng)絡(luò)安全》課程的教學(xué)進(jìn)行了改革。這次教學(xué)改革打破了傳統(tǒng)的按照教材知識來編排課程的觀念,通過采用先進(jìn)的教學(xué)理念,以實(shí)踐工作過程為教學(xué)導(dǎo)向,以訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)技術(shù)為目標(biāo),對教學(xué)理念、教學(xué)方法和考評標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的改進(jìn)。簡而言之,即是通過發(fā)現(xiàn)、分析和解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的安全和故障問題來設(shè)計(jì)相關(guān)課程。培養(yǎng)基于工作過程中學(xué)生的分析和解決問題的能力、實(shí)踐能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新意識,滿足我國社會發(fā)展過程中對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)人才的需求。
二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)理念的改革
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)改革后,其主要教學(xué)目標(biāo)是提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力,能在工作過程中有效地管理、配置和維護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。這是教學(xué)改革后對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)理念的改革,主要表現(xiàn)為兩點(diǎn):對學(xué)生實(shí)踐能力提出更高要求和設(shè)計(jì)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
1.基于工作能力,對學(xué)生實(shí)踐能力提出了更高要求
在學(xué)校的學(xué)習(xí)過程中,只能充分掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)理論知識。很多高校對學(xué)生理論知識的掌握相當(dāng)重視,作為考核的主要標(biāo)準(zhǔn)。這樣的教學(xué)理念是傳統(tǒng)的素質(zhì)教育遺留下來的問題,不利于學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的提高。針對此種現(xiàn)象,對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)進(jìn)行了相應(yīng)的改革,基于工作能力,對學(xué)生的實(shí)踐操作能力提出了更高的要求。要求學(xué)生除了擁有扎實(shí)的理論知識之外,還需要在實(shí)踐操作中不斷地鞏固和加深自身擁有的理論知識。
2.基于工作過程,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)踐工作過程中,攻擊和防守是兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際的工作中,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員必須懂得攻擊的相關(guān)原理和有效地攻擊方法,這樣才能做到更為安全的防守。為了順應(yīng)這一要求,必須讓學(xué)生掌握黑客進(jìn)行攻擊的主要手段。在了解相關(guān)手段后,將安全防護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的知識調(diào)整到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的教學(xué)中,通過不斷地實(shí)踐,讓學(xué)生能熟練地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的操作系統(tǒng),能有效地運(yùn)用主機(jī)的安全配置和機(jī)制。將這些理論知識都添加到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的教學(xué)中,并創(chuàng)設(shè)與實(shí)際工作一致的情境教學(xué),鞏固學(xué)生的理論知識,提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。
三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)方法的改革
1.創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)
隨著計(jì)算機(jī)在人們生活中被廣泛使用,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的重要性也逐漸明顯。應(yīng)試教育模式下的教學(xué)和考核標(biāo)準(zhǔn),使得學(xué)生失去了探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的積極性,嚴(yán)重阻礙了我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的發(fā)展。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對于鞏固學(xué)生的理論知識和提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力都是相當(dāng)關(guān)鍵的。“興趣是最好的老師”,有了學(xué)習(xí)興趣,才能有效地推動(dòng)學(xué)生自主、積極地進(jìn)行學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的教師在實(shí)施教學(xué)過程中,可以利用創(chuàng)設(shè)情境的教學(xué)方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的教學(xué),應(yīng)該將重心放在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力上。
2.為學(xué)生布置任務(wù),驅(qū)使學(xué)生主動(dòng)探究
很多學(xué)生在課余時(shí)間,不知道要如何進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)比較盲目,不利于對知識的掌握。針對此種現(xiàn)象,教師應(yīng)該針對每個(gè)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行具體的安排。對于基礎(chǔ)知識掌握不牢固的學(xué)生,可以布置較為簡單的任務(wù),通過完成簡單的任務(wù)讓學(xué)生能更好地理解和掌握基礎(chǔ)知識;對于成績中等的學(xué)生,可以布置更能深入探討的任務(wù),讓學(xué)生對所掌握的知識的理解能夠更加深入和透徹;對于理論知識掌握牢固,但實(shí)踐操作能力較差的學(xué)生,可以布置鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力的任務(wù)。讓學(xué)生能通過實(shí)踐的操作,鞏固自己的理論知識,豐富自己的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。在進(jìn)行教學(xué)的過程中,為學(xué)生布置與教材知識相符的任務(wù),驅(qū)使學(xué)生能夠利用課余的時(shí)間積極主動(dòng)地探究,對鞏固理論知識是相當(dāng)有利的。基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的工作過程,將課程分成較多的、具體的任務(wù),運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來促使學(xué)生完成教師所安排的任務(wù),從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師對學(xué)生完成的任務(wù)的具體情況及時(shí)地進(jìn)行檢查和指導(dǎo),從而使得完善學(xué)生的知識。
3.加強(qiáng)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后練習(xí)
關(guān)鍵詞: 電子商務(wù) 信息安全 數(shù)據(jù)加密 數(shù)字簽名
一、引言
隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展, 基于Internet 的電子商務(wù)也隨之而生,并在近年來獲得了巨大的發(fā)展。電子商務(wù)作為一種全新的商業(yè)應(yīng)用形式,改變了傳統(tǒng)商務(wù)的運(yùn)作模式,極大地提高了商務(wù)效率,降低了交易的成本。然而,由于互聯(lián)網(wǎng)開放性的特點(diǎn),安全問題也自始至終制約著電子商務(wù)的發(fā)展。因此,建立一個(gè)安全可靠的電子商務(wù)應(yīng)用環(huán)境,已經(jīng)成為影響到電子商務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵性課題。
二、電子商務(wù)面臨的安全問題
1.信息泄漏。在電子商務(wù)中主要表現(xiàn)為商業(yè)機(jī)密的泄露,包括兩個(gè)方面:一是交易雙方進(jìn)行交易的內(nèi)容被第三方竊取;二是交易一方提供給另一方使用的文件被第三方非法使用。
2.信息被篡改。電子的交易信息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)倪^程中,可能被他人非法修改、刪除或被多次使用,這樣就使信息失去了真實(shí)性和完整性。
3.身份識別。身份識別在電子商務(wù)中涉及兩個(gè)方面的問題:一是如果不進(jìn)行身份識別,第三方就有可能假冒交易一方的身份,破壞交易、敗壞被假冒一方的信譽(yù)或盜取交易成果;二是不可抵賴性,交易雙方對自己的行為應(yīng)負(fù)有一定的責(zé)任,信息發(fā)送者和接受者都不能對此予以否認(rèn)。進(jìn)行身份識別就是防止電子商務(wù)活動(dòng)中的假冒行為和交易被否認(rèn)的行為。
4.信息破壞。一是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃裕W(wǎng)絡(luò)的硬件或軟件可能會出現(xiàn)問題而導(dǎo)致交易信息丟失與謬誤;二是惡意破壞,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身遭到一些惡意程序的破壞,例如病毒破壞、黑客入侵等。
三、電子商務(wù)的安全要素
1.有效性。電子商務(wù)作為貿(mào)易的一種形式,其信息的有效性將直接關(guān)系到個(gè)人、企業(yè)或國家的經(jīng)濟(jì)利益和聲譽(yù)。因此,要對一切潛在的威脅加以控制和預(yù)防,以保證貿(mào)易數(shù)據(jù)在確定的時(shí)刻和地點(diǎn)是有效的。
2.機(jī)密性。電子商務(wù)是建立在一個(gè)較為開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上的,維護(hù)商業(yè)機(jī)密是電子商務(wù)全面推廣應(yīng)用的重要保障。因此,要預(yù)防非法的信息存取和信息在傳輸過程中被非法竊取。解決數(shù)據(jù)機(jī)密性的一般方法是采用加密手段。
3.完整性。由于數(shù)據(jù)輸入時(shí)的意外差錯(cuò)或欺詐行為,可能導(dǎo)致貿(mào)易各方的差異。此外,數(shù)據(jù)傳輸過程中的丟失、重復(fù)或傳送的次序差異也會導(dǎo)致貿(mào)易各方的不同。因此,要預(yù)防對隨意生成、修改和刪除,同時(shí)要防止數(shù)據(jù)傳送過程中的丟失和重復(fù)并保證傳送次序的統(tǒng)一。
4.不可抵賴性。電子商務(wù)可能直接關(guān)系到貿(mào)易雙方的商業(yè)交易,如何確定要進(jìn)行交易的貿(mào)易方正是進(jìn)行交易所期望的貿(mào)易方這一問題則是保證電子商務(wù)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。在交易進(jìn)行時(shí),交易各方必須附帶含有自身特征、無法由別人復(fù)制的信息,以保證交易后發(fā)生糾紛時(shí)有所對證。
四、電子商務(wù)采用的主要安全技術(shù)手段
1.防火墻技術(shù)。防火墻就是在網(wǎng)絡(luò)邊界上建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)控系統(tǒng),用來保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全,它是一種控制技術(shù),既可以是一種軟件產(chǎn)品,又可以制作或嵌入到某種硬件產(chǎn)品中。所有來自Internet 的傳輸信息或發(fā)出的信息都必須經(jīng)過防火墻。這樣,防火墻就起到了保護(hù)諸如電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、在特定的系統(tǒng)間進(jìn)行信息交換等安全的作用。實(shí)現(xiàn)防火墻技術(shù)的主要途徑有:分組過濾和服務(wù)。分組過濾:這是一種基于路由器的防火墻。它是在網(wǎng)間的路由器中按網(wǎng)絡(luò)安全策略設(shè)置一張?jiān)L問表或黑名單,即借助數(shù)據(jù)分組中的IP地址確定什么類型的信息允許通過防火墻,什么類型的信息不允許通過。防火墻的職責(zé)就是根據(jù)訪問表(或黑名單)對進(jìn)出路由器的分組進(jìn)行檢查和過濾。這種防火墻簡單易行,但不能完全有效地防范非法攻擊。目前,80%的防火墻都是采用這種技術(shù)。服務(wù):是一種基于服務(wù)的防火墻,它的安全性高,增加了身份認(rèn)證與審計(jì)跟蹤功能,但速度較慢。所謂審計(jì)跟蹤是對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源的使用情況提供一個(gè)完備的記錄,以便對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完全監(jiān)督和控制。通過不斷收集與積累有關(guān)出入網(wǎng)絡(luò)的完全事件記錄,并有選擇地對其中的一些進(jìn)行審計(jì)跟蹤,發(fā)現(xiàn)可能的非法行為并提供有力的證據(jù),然后以秘密的方式向網(wǎng)上的防火墻發(fā)出有關(guān)信息如黑名單等。防火墻雖然能對外部網(wǎng)絡(luò)的功擊實(shí)施有效的防護(hù),但對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息傳輸?shù)陌踩珔s無能為力,實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)的安全還需要一些保障動(dòng)態(tài)安全的技術(shù)。
2.數(shù)據(jù)加密技術(shù)。在電子商務(wù)中,數(shù)據(jù)加密技術(shù)是其他安全技術(shù)的基礎(chǔ),也是最主要的安全措施,貿(mào)易方可根據(jù)需要在信息交換的階段使用。目前,加密技術(shù)分為兩類,即對稱加密和非對稱加密。
(1)對稱加密。對稱加密又稱為私鑰加密。發(fā)送方用密鑰加密明文,傳送給接收方,接收方用同一密鑰解密。其特點(diǎn)是加密和解密使用的是同一個(gè)密鑰。使用對稱加密方法將簡化加密的處理,每個(gè)貿(mào)易方都不必彼此研究和交換專用的加密算法,而是采用相同的加密算法并只交換共享的專用密鑰。比較著名的對稱加密算法是:美國國家標(biāo)準(zhǔn)局提出的DES(DataEncryption Standard,數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))。對稱加密方式存在的一個(gè)問題是無法鑒別貿(mào)易發(fā)起方或貿(mào)易最終方。因?yàn)橘Q(mào)易雙方共享同一把專用密鑰,貿(mào)易雙方的任何信息都是通過這把密鑰加密后傳送給對方的。
(2)非對稱加密。非對稱加密又稱為公鑰加密。公鑰加密法是在對數(shù)據(jù)加解密時(shí),使用不同的密鑰,通信雙方各具有兩把密鑰,即一把公鑰和一把密鑰。公鑰對外界公開,私鑰自己保管,用公鑰加密的信息,只能用對應(yīng)的私鑰解密。同樣地,用私鑰加密的數(shù)據(jù)只能用對應(yīng)的公鑰解密。RSA(即Rivest,ShamirAdleman)算法是非對稱加密領(lǐng)域內(nèi)最為著名的算法。貿(mào)易方利用該方案實(shí)現(xiàn)機(jī)密信息交換的基本過程是:貿(mào)易方甲生成一對密鑰并將其中的一把作為公開密鑰向其他貿(mào)易方公開,得到該公開密鑰的貿(mào)易方乙使用該密鑰對機(jī)密信息進(jìn)行加密后再發(fā)送給貿(mào)易方甲;貿(mào)易方甲再用自己保存的另一把私有密鑰對加密后的信息進(jìn)行解密。貿(mào)易方甲只能用其私有密鑰解密由其公開密鑰加密后的任何信息。為了充分發(fā)揮對稱和非對稱加密體制各自的優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中通常將這兩種加密體制結(jié)合在一起使用,比如:利用DES來加密信息,而采用RSA來傳遞對稱加密體制中的密鑰。
3.數(shù)字簽名技術(shù)。僅有加密技術(shù)還不足以保證商務(wù)信息傳遞的安全,在確保信息完整性方面,數(shù)字簽名技術(shù)占據(jù)著不可替代的位置。目前數(shù)字簽名的應(yīng)用主要有數(shù)字摘要、數(shù)字簽名和數(shù)字時(shí)間戳技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)安全;實(shí)踐教學(xué);課程改革;工作過程
近年來,我國的高職高專在教學(xué)改革方面的研究得到了迅速的發(fā)展,為了培養(yǎng)出高素質(zhì)技能型專門人才,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力、學(xué)會交流溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,各高職院校的專任教師也在研究適合本專業(yè)課程的課程建設(shè)模式和教學(xué)模式。
1.“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程介紹
“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”是一門理論實(shí)踐一體化、符合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位任職要求的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。本學(xué)習(xí)領(lǐng)域根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員崗位必須具備的綜合職業(yè)能力出發(fā),以完整的工作過程為行動(dòng)體系,加強(qiáng)校企合作,以企業(yè)實(shí)際的工作任務(wù)為教學(xué)原型,主要培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全配置和安全防護(hù)能力,并為就業(yè)做好充分準(zhǔn)備。
2.現(xiàn)行“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程教學(xué)中存在的問題
在高職網(wǎng)絡(luò)安全課程的教學(xué)中,傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足職業(yè)崗位需求,不能適應(yīng)就業(yè)需要,主要有以下幾個(gè)原因:
2.1 培養(yǎng)定位模糊,崗位需求不明確
傳統(tǒng)教學(xué)模式更多考慮知識體系的結(jié)構(gòu)與完整性,較少考慮學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)崗位需求。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不知道自己學(xué)習(xí)的知識未來有哪些用途,不知道在什么樣的情況下會需要這些知識,難以形成職業(yè)帶入感,在學(xué)習(xí)的過程中不能與教師形成共鳴,學(xué)生和教師都難以達(dá)到最佳狀態(tài)。學(xué)生知識學(xué)習(xí)了很多,但分散、刻板,空有知識卻不知如何運(yùn)用,實(shí)踐運(yùn)用能力不強(qiáng),難以滿足職業(yè)崗位需求。
2.2 理論多實(shí)踐少,知識分散,缺乏針對性
“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程不同于《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》,該課程要求更多的實(shí)踐課時(shí)比例、更多的針對實(shí)際工作的實(shí)踐教學(xué)情境。而傳統(tǒng)教學(xué)模式下由于重知識、輕實(shí)踐,且實(shí)踐內(nèi)容多為知識驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),難以滿足實(shí)踐能力的培養(yǎng)需求,也不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,教學(xué)效果較差。
2.3 教學(xué)內(nèi)容更新緩慢,難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速,新技術(shù)、新規(guī)范層出不窮,網(wǎng)絡(luò)安全新問題也不斷出現(xiàn),如何及時(shí)更新網(wǎng)絡(luò)安全課程的教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全新狀態(tài),也是“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程教學(xué)中面臨的重要問題。以教科書為知識傳授藍(lán)本的傳統(tǒng)教學(xué)模式顯然難以滿足實(shí)際需求。
3.基于工作過程的“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”的教學(xué)改革與實(shí)踐
經(jīng)過兩年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累,針對過去教學(xué)中存在的各種問題,本校啟動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程的實(shí)踐教學(xué)改革與探索研究。經(jīng)過廣泛的調(diào)研與分析,明確了研究方向,確立了“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”的課程改革與研究思路。經(jīng)過幾年的研究與實(shí)踐,形成了以下幾個(gè)方面的研究成果。
3.1 明確課程定位,適應(yīng)職業(yè)崗位需求
新的研究思路改變了課程分析的方向,由過去面向知識結(jié)構(gòu)體系的完整性轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)W生就業(yè)后的職業(yè)崗位需求。通過大量的社會調(diào)查與認(rèn)真分析,明確了新的課程定位:“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程,主要培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)安全意識,掌握網(wǎng)絡(luò)安全知識,發(fā)現(xiàn)、研究和解決具有網(wǎng)絡(luò)安全問題的能力,使學(xué)生勝任網(wǎng)絡(luò)安全管理員的職業(yè)崗位需求。
3.2 課程內(nèi)容編排與教學(xué)方法改革
在課程內(nèi)容的編排上,要考慮到學(xué)生的認(rèn)知水平,由淺入深的安排課程內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)能力的遞進(jìn)。能力的遞進(jìn)不是根據(jù)流程的先后關(guān)系確定的,而是按工作任務(wù)的難易程度確定的,例如先安排網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備還是傳輸媒體與流程關(guān)系不大,主要是要考慮哪個(gè)項(xiàng)目需要的知識和技能是相對簡單一些,就把哪個(gè)項(xiàng)目安排在前面。如本課程就將網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體任務(wù)安排在最前面,這樣有利于提高學(xué)生后期學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)必須能夠滿足多方面的要求,所以每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)都應(yīng)以典型案例為載體進(jìn)行設(shè)計(jì)的活動(dòng)來進(jìn)行,以工作任務(wù)為中心整合理論與實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化。教學(xué)過程中,通過校企合作,校內(nèi)校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等多種途徑,采取工學(xué)結(jié)合的培養(yǎng)模式,充分利用校內(nèi)校外實(shí)訓(xùn)基地和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)對外服務(wù)中心,讓學(xué)生親臨真實(shí)工作環(huán)境,參與或者分組獨(dú)立完成對外服務(wù)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目,提高學(xué)生的技能水平和團(tuán)隊(duì)合作精神。
3.3 課程學(xué)習(xí)考核方法
打破單一的試卷考核方式,學(xué)生學(xué)習(xí)成績的考核采取三結(jié)合的方式進(jìn)行,第一是理論知識的考核,此階段的考核安排在課程學(xué)習(xí)完后,以筆試形式進(jìn)行考核,占總成績的20%。第二是項(xiàng)目技能的考核,在課程的學(xué)習(xí)過程中同時(shí)進(jìn)行考核,占總成績的40%;第三是綜合技能的考核,在課程學(xué)習(xí)完后,通過為期一個(gè)月的實(shí)訓(xùn),包括崗位素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、專業(yè)技能、實(shí)習(xí)報(bào)告的撰寫等考核點(diǎn),此階段占總成績的40%;三項(xiàng)成績之和為學(xué)生本門課程的學(xué)期總成績。學(xué)生每個(gè)階段都必須達(dá)到該階段的及格分,如理論考核,必須達(dá)到相應(yīng)分?jǐn)?shù),否則必須進(jìn)行重新學(xué)習(xí)和考試,以致達(dá)到規(guī)定的教學(xué)要求,學(xué)生本門課程才算合格。課程的第一部分的考核采取教考分離,項(xiàng)目技能考核由課任老師考核,綜合技能的考核由教師團(tuán)隊(duì)集體考核,最終達(dá)到考試的公平性和全面性。
綜合實(shí)習(xí)項(xiàng)目完成后,教師完成實(shí)習(xí)報(bào)告的批改后,舉行至少一天的學(xué)生實(shí)習(xí)體會交流、教師評論和答疑,這樣不但解決了學(xué)生在實(shí)習(xí)中存在的問題和潛在的問題,同時(shí)對教師以后的教學(xué)改革指明了方向。最終使學(xué)生的組網(wǎng)和用網(wǎng)的能力能真正達(dá)到教學(xué)要求。
4.結(jié)語
“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置和管理”課程教學(xué)改革和實(shí)踐促進(jìn)了信息技術(shù)服務(wù)業(yè)專業(yè)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)。以課程建設(shè)為主線,通過深度校企合作,對專業(yè)教師隊(duì)伍、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、課程教學(xué)內(nèi)容、方法和手段提出了新的要求,需要不斷突破和創(chuàng)新。
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關(guān)鍵詞:CDIO;工程教育;信息安全;分梯度
作者簡介:康曉鳳(1978-),女,江蘇徐州人,徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院,講師;鮑蓉(1968-),女,上海人,徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院教學(xué)院長,教授。(江蘇 徐州 221000)
基金項(xiàng)目:本文系江蘇省高等教育教改立項(xiàng)研究課題(項(xiàng)目編號:2011JSJG253)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)32-0107-01
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是技術(shù)發(fā)展更新最快的專業(yè)之一,而信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)又是本專業(yè)技術(shù)更新最快的課程之一。為使本課程的教學(xué)內(nèi)容能跟上社會對人才的知識和技能要求,在給學(xué)生奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)理論的同時(shí),還要強(qiáng)化動(dòng)手能力,把學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中,同時(shí)在實(shí)踐應(yīng)用中主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識去解決各種問題。
CDIO是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。其核心思想是強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”,這個(gè)思想和所倡導(dǎo)的學(xué)以致用和應(yīng)用指導(dǎo)學(xué)是一致的。
信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一門理論與實(shí)踐高度結(jié)合的課程,學(xué)生最初學(xué)習(xí)的積極性會比較高,但是如果沒有合理的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性會受到影響。只有在CDIO 理念的指導(dǎo)下,以學(xué)生為中心,合理安排教學(xué)內(nèi)容和過程,提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力,才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。
一、基于CDIO理念的教學(xué)大綱設(shè)計(jì)
根據(jù)CDIO工程教育理念,在構(gòu)思信息與網(wǎng)絡(luò)安全課程的教學(xué)大綱時(shí),著重在教學(xué)目的、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式和課程設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面對教學(xué)提出了更高的要求。課程內(nèi)容方面要求與當(dāng)今的技術(shù)發(fā)展同步,將熱點(diǎn)問題融入到實(shí)際教學(xué)中去。例如,2013年“3.15晚會”曝光的和網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的問題,可以融入到相關(guān)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,分析其成因、原理和解決方法。課程設(shè)計(jì)要能與全國大學(xué)生信息安全競賽和全國大學(xué)生軟件設(shè)計(jì)大賽等各級各類相關(guān)學(xué)科競賽的水平同步,同時(shí)定期與相關(guān)的企業(yè)和院校交流,保證能夠以社會需求為導(dǎo)向提高學(xué)生的技術(shù)能力。在考核方式上進(jìn)行了大膽的改革,省級以上大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的主要參與者和省級以上信息安全競賽的主要獲獎(jiǎng)?wù)撸菊n程就可以免修。
在上述思想的指導(dǎo)下,經(jīng)過課程組的討論,本課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括信息安全發(fā)展現(xiàn)狀和前沿技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)實(shí)體安全、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)加密和鑒別、防火墻、網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)與應(yīng)用、Internet安全和VPN技術(shù)等,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括密碼學(xué)(置換、替代、DES和RSA)、PKI、多級安全訪問控制、防火墻、入侵檢測、病毒、VPN和安全審計(jì)等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)遵循以賽帶練的指導(dǎo)思想進(jìn)行開展,主要分為兩大方向:安全作品和模擬攻防。安全作品由教師指定參考題目或?qū)W生自擬題目來實(shí)施,這些題目主要參考各級信息安全競賽而不斷更新,如文件透明加解密、基于Android平臺的安全通信錄、基于Android平臺的綠色瀏覽器、基于Android平臺的手機(jī)防護(hù)系統(tǒng)等。模擬攻防由教師提前創(chuàng)建一個(gè)模擬環(huán)境,在此環(huán)境中預(yù)留一些漏洞和層層關(guān)卡,學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過的關(guān)卡越多,則完成質(zhì)量越高,環(huán)境和關(guān)卡的設(shè)置參考各級攻防賽的相關(guān)設(shè)置。
二、一個(gè)核心、一個(gè)導(dǎo)向、三個(gè)層次的教學(xué)模式改革
為了最大限度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果,提出了一個(gè)核心、一個(gè)導(dǎo)向、三個(gè)層次的教學(xué)模式改革方案。一個(gè)核心是指以從業(yè)職位為核心,以信息安全人才未來可能從事職業(yè)的基本需求為基礎(chǔ)設(shè)定了三大類職位:安全軟件開發(fā)、安全顧問和紅客。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)期間擬定職業(yè)方向,進(jìn)而有針對性地提高某個(gè)方面的能力。一個(gè)導(dǎo)向是指以項(xiàng)目經(jīng)理訓(xùn)練為導(dǎo)向,即與網(wǎng)絡(luò)安全充分結(jié)合的綜合性的團(tuán)隊(duì)式項(xiàng)目訓(xùn)練,從團(tuán)隊(duì)人員的確定、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施和項(xiàng)目的推廣整個(gè)過程都有項(xiàng)目經(jīng)理來執(zhí)行,培養(yǎng)了學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力。三個(gè)層次是指本課程的教學(xué)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上分為基礎(chǔ)模塊、項(xiàng)目模塊、企業(yè)模塊三個(gè)層次。基礎(chǔ)模塊是本課程的理論知識學(xué)習(xí),項(xiàng)目模塊是項(xiàng)目經(jīng)理訓(xùn)練,企業(yè)模塊是實(shí)訓(xùn)基地的企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。
三、分梯度的學(xué)生培養(yǎng)機(jī)制
徐州工程學(xué)院(以下簡稱“我校”)沒有設(shè)置信息安全專業(yè),信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程只是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)工程方向開設(shè),而信息安全人才是復(fù)合型的人才,僅僅在網(wǎng)絡(luò)工程方向的學(xué)生中去培養(yǎng)優(yōu)秀的信息安全人才是困難的。學(xué)生僅僅學(xué)習(xí)這一門課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到社會對信息安全人才的技能要求,所以我校一般從大一開始進(jìn)行選拔和培養(yǎng)。首先從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中選拔一些有興趣的同學(xué),進(jìn)入學(xué)院設(shè)立的學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)會,然后再從中選拔比較優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)入學(xué)院與企業(yè)共同設(shè)立的信息安全小組。進(jìn)入信息安全小組的同學(xué)采取導(dǎo)師制的方式進(jìn)行培養(yǎng),指導(dǎo)老師對信息安全小組的每個(gè)同學(xué)制訂一份個(gè)性化的培養(yǎng)方案,指導(dǎo)這些學(xué)生去參加各級各類學(xué)科競賽,申請各級大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,在本科學(xué)習(xí)的第四年再把這些學(xué)生送到相關(guān)的實(shí)訓(xùn)基地參加實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,形成了四年分梯度的信息安全人才培養(yǎng)機(jī)制,如圖1所示。
四、基于情景模擬的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系
在CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)中,標(biāo)準(zhǔn)5和標(biāo)準(zhǔn)6對目前實(shí)踐教學(xué)中存在問題的解決有很好的指導(dǎo)作用。依據(jù)CDIO的指導(dǎo)思想和企業(yè)項(xiàng)目需求,課程組老師進(jìn)行多方考察和篩選后,與企業(yè)合作建立了信息安全實(shí)驗(yàn)室。本實(shí)驗(yàn)室不僅可以進(jìn)行常規(guī)的課程實(shí)驗(yàn),同時(shí)也能模擬各種信息安全應(yīng)用案例,實(shí)現(xiàn)各類安全項(xiàng)目的實(shí)施。信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)體系將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽、教師科研、實(shí)訓(xùn)基地、服務(wù)社會等環(huán)節(jié)有效地融入一體。
在實(shí)踐教學(xué)中采取情景模擬教學(xué)方法。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行應(yīng)用情景設(shè)計(jì),按照“設(shè)定情景—提出問題—分析問題—解決問題—總結(jié)經(jīng)驗(yàn)—經(jīng)驗(yàn)推廣”的模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生對每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都有一個(gè)全面的認(rèn)識,提高其解決問題的能力。
學(xué)生在本科學(xué)習(xí)的第四年進(jìn)入實(shí)訓(xùn)基地學(xué)習(xí),和校外工程導(dǎo)師一起參與實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā),這樣學(xué)生掌握的技能就能和企業(yè)需求實(shí)現(xiàn)“零距離”對接。實(shí)施以來取得了豐碩的成果并受到學(xué)生的普遍歡迎,學(xué)生在校外實(shí)訓(xùn)期間參與企業(yè)各類工程集成項(xiàng)目多項(xiàng),深受用人單位好評。
五、提高教師自身的CDIO理論和實(shí)踐能力
為了加深對CDIO的認(rèn)識,并把這個(gè)理念帶到教師實(shí)際的教學(xué)和科研工作中去,要求課程組的教師認(rèn)真學(xué)習(xí)CDIO的理念,同時(shí)積極參加國內(nèi)組織的CDIO教學(xué)研討活動(dòng)。現(xiàn)在很多大學(xué)教師在自己專業(yè)知識和科研方面都是專家,但在實(shí)際工程和產(chǎn)業(yè)中的經(jīng)驗(yàn)非常有限,CDIO理念要求教師不僅要具備深厚的理論功底而且還要具備熟練的實(shí)戰(zhàn)動(dòng)手能力。在這種思想的指導(dǎo)下,課程組教師積極爭取學(xué)院委派到企業(yè)進(jìn)行鍛煉的機(jī)會,增強(qiáng)自己的實(shí)際工程和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在本課程組教師都具有工程項(xiàng)目經(jīng)歷。
六、結(jié)語
在充分研究與吸收CDIO工程教育理念的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)理念,對信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程從教學(xué)大綱的編制、教學(xué)模式的改革、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)體系的設(shè)計(jì),以及學(xué)生培養(yǎng)機(jī)制等方面進(jìn)行實(shí)踐,取得了豐碩的成果。自2010年起,學(xué)生申請軟件著作權(quán)4項(xiàng),在國內(nèi)的各類期刊9篇,在省級以上信息安全技術(shù)相關(guān)的學(xué)科競賽中獲獎(jiǎng)11余人次、申請省級以上大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目10項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上,將繼續(xù)運(yùn)用CDIO工程教育理念,深化課程的教學(xué)改革。
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