物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的研究與實(shí)踐

摘要：“網(wǎng)絡(luò)安全”課程是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中與各種通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全問(wèn)題所設(shè)的一門課程。針對(duì)如何在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中教好“網(wǎng)絡(luò)安全”課程，主要從正確的教學(xué)指導(dǎo)思想、多樣化的教學(xué)手段和合理的評(píng)價(jià)體系等三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)安全；課程建設(shè)

作者簡(jiǎn)介：姚健（1974-），男，安徽合肥人，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，講師，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院博士研究生。（江蘇 無(wú)錫

214122）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）22-0107-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來(lái)臨了。物聯(lián)網(wǎng)是指物品通過(guò)各種信息傳感設(shè)備如射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)及激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。[1]目前世界先進(jìn)國(guó)家都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視。美國(guó)把物聯(lián)網(wǎng)確立為新一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。在我國(guó)，從2009年到現(xiàn)在，溫家寶總理多次明確指出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要性和緊迫性。

然而，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速、健康和可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)。因此結(jié)合我國(guó)當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，制定符合中國(guó)國(guó)情的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略是當(dāng)務(wù)之急。2011年3月，教育部正式公布了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新增專業(yè)名單。此次全國(guó)高校新設(shè)本科專業(yè)140個(gè)，有30所高校均增設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。這些專業(yè)自2011年開(kāi)始招生。鑒于物聯(lián)網(wǎng)是一門集計(jì)算機(jī)、電子信息、通信、自動(dòng)化等多學(xué)科的交叉新興學(xué)科，很多工科類大學(xué)新建立的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)都是從現(xiàn)有專業(yè)中抽調(diào)教師，除了根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)安排一些新課程以外，很多課程都是交叉學(xué)科的課程，比如反映物聯(lián)網(wǎng)安全的信息安全專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程。本文就如何上好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程做一些探討和研究。

物聯(lián)網(wǎng)可以說(shuō)是把“雙刃劍”，安全可靠的物聯(lián)網(wǎng)可以幫助人們改變生產(chǎn)生活方式，大幅度提高人們生產(chǎn)生活的效率，反之，如果因?yàn)榘踩珕?wèn)題造成局部或全局系統(tǒng)的癱瘓，也會(huì)極大影響人們的正常生產(chǎn)生活。所以，安全問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程就是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中與各種通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全問(wèn)題所設(shè)的一門課程。

“網(wǎng)絡(luò)安全”課程講授的是網(wǎng)絡(luò)安全最基礎(chǔ)的原理、技術(shù)及方法，知識(shí)更新快，交叉學(xué)科多，知識(shí)面廣，難以掌握。這些特點(diǎn)要求“網(wǎng)絡(luò)安全”課程課時(shí)較長(zhǎng)，理論教學(xué)與動(dòng)手實(shí)踐并重，教師的教學(xué)手段多樣，學(xué)生的動(dòng)手能力較強(qiáng)。

一、樹(shù)立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想

“網(wǎng)絡(luò)安全”作為信息安全專業(yè)的一門綜合性課程，其前導(dǎo)專業(yè)課程較多，涉及的技術(shù)、知識(shí)面較廣，部分內(nèi)容晦澀難懂，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)、掌握的難度較大。而物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)也是一個(gè)多學(xué)科交叉的專業(yè)，學(xué)生如果想要達(dá)到本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，需要在有限的時(shí)間里學(xué)習(xí)大量課程。所以，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程安排的學(xué)時(shí)數(shù)不可能達(dá)到信息安全專業(yè)中的水平。另外，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的延展，這也增加了新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如何在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，不但把基本理論、基本知識(shí)講深講透并且能讓學(xué)生同時(shí)掌握一定的動(dòng)手能力是任課教師的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。[2]

要想讓物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)好“網(wǎng)絡(luò)安全”課程，首先要樹(shù)立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想。

1.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重

這是由“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的特點(diǎn)決定的。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的理論教學(xué)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全工程三大部分。

（1）網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)描述網(wǎng)絡(luò)信息體系結(jié)構(gòu)在滿足安全需求方面各基本元素之間的關(guān)系，反映信息系統(tǒng)安全需求和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的共性，并由此派生了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。[3]這一部分內(nèi)容相對(duì)枯燥，卻是本門課程的基礎(chǔ)。可以通過(guò)一些軟件演示來(lái)改善學(xué)習(xí)效果，比如可以通過(guò)sniffer軟件來(lái)實(shí)時(shí)演示如何抓包并分析包的協(xié)議字段。這些包都是平時(shí)學(xué)生上網(wǎng)時(shí)常見(jiàn)的，由此可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）單一的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品不能解決網(wǎng)絡(luò)安全的全部問(wèn)題。應(yīng)綜合運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，包括防火墻、VPN、IPSec、黑客技術(shù)、漏洞掃描、入侵檢測(cè)、惡意代碼和病毒的防治、系統(tǒng)平臺(tái)安全及應(yīng)用安全。[3]這是“網(wǎng)絡(luò)安全”所教授的主要內(nèi)容，既有基本理論需要掌握，也需要大量的實(shí)踐來(lái)保證教學(xué)效果。由于學(xué)時(shí)有限，可以采用課堂講授基本理論，課下根據(jù)學(xué)生的興趣另外安排實(shí)踐的方式。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行的綜合處理，要從體系結(jié)構(gòu)的角度，用系統(tǒng)工程的方法，貫穿網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)、開(kāi)放、部署、運(yùn)行、管理和評(píng)估的全過(guò)程。[3]這一部分也是既有理論也有實(shí)踐，但實(shí)踐的不是具體的技術(shù)。需要學(xué)生對(duì)（1）、（2）部分的掌握比較扎實(shí)。這部分可以結(jié)合案例來(lái)講授，以提高吸引力。

這里要糾正一種過(guò)于偏重實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)傾向。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程有大量的實(shí)踐內(nèi)容，但這些實(shí)踐必須建立在扎實(shí)的理論基礎(chǔ)之上，教學(xué)過(guò)程中要糾正學(xué)生熱衷做試驗(yàn)而忽視理論學(xué)習(xí)的不良傾向。

2.教學(xué)指導(dǎo)與自主學(xué)習(xí)并重

由于“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的內(nèi)容涉及面非常廣，僅僅課堂學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以在教學(xué)實(shí)踐中，既需要任課教師提供及時(shí)的理論支持和技術(shù)支持，更需要學(xué)生進(jìn)行高效率自主學(xué)習(xí)，包括課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，并積極利用學(xué)校各種資源如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)房等，幫助理解和掌握理論知識(shí)，加強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。任課教師要充分利用網(wǎng)絡(luò)的便利性，建立課程網(wǎng)站以及能同步或異步互動(dòng)的論壇，通過(guò)與學(xué)生的互動(dòng)，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決課時(shí)有限的問(wèn)題，同時(shí)也激勵(lì)教師不斷跟上新技術(shù)，改善教師理論較強(qiáng)而相對(duì)實(shí)踐較弱的問(wèn)題。

二、采用多樣化的教學(xué)手段

良好的教學(xué)手段是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。教學(xué)過(guò)程中可以充分利用現(xiàn)代科技提供的各種工具，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同采用與之相適應(yīng)的教學(xué)方法，既繼承了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)，又能克服傳統(tǒng)方法的缺陷。

1.現(xiàn)代化的教學(xué)手段

現(xiàn)代化的教學(xué)手段中，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的多媒體教學(xué)無(wú)疑是最常用的手段。可以通過(guò)播放課前制作的動(dòng)畫、剪輯的與安全有關(guān)的科幻電影片段等，使抽象的網(wǎng)絡(luò)安全理論更加生動(dòng)、形象，既提高了教學(xué)效率，也能對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行較為透徹的講解。

建立課程網(wǎng)站（含論壇）是另一個(gè)重要的教學(xué)輔助手段。課程網(wǎng)站包含任課教師收集的所有與課程有關(guān)的資料，格式包括文本、圖形、圖像、聲音和視頻，內(nèi)容涵蓋課程規(guī)劃、任課教師隊(duì)伍、教學(xué)課件、參考資料、習(xí)題與解答、實(shí)踐等。學(xué)生可以各取所需。同時(shí)論壇提供了一種教師與學(xué)生的互動(dòng)模式。

本文提出了另一種形式的互動(dòng)，即建立QQ群。QQ是一種即時(shí)通信工具，提供了強(qiáng)大的即時(shí)通信功能，而且它有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。任課教師以課程為單位建立QQ群，所有“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的任課教師和學(xué)生都加入群中，大家可以通過(guò)文字、語(yǔ)音、視頻等方式共同探討問(wèn)題，也可以在群里建立臨時(shí)或長(zhǎng)期討論組，就某些小群體關(guān)心的問(wèn)題進(jìn)行討論。學(xué)生可以利用QQ群提供的共享區(qū)共享各種資料，還可以利用遠(yuǎn)程協(xié)作功能實(shí)時(shí)、共同地完成某項(xiàng)任務(wù)。

2.案例輔助教學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)就在身邊，而物聯(lián)網(wǎng)的安全案例也隨時(shí)隨地可以發(fā)現(xiàn)；同時(shí)，“網(wǎng)絡(luò)安全”是一門綜合性課程，知識(shí)點(diǎn)分散、課程內(nèi)容更新速度快、實(shí)踐性強(qiáng)。通過(guò)案例教學(xué)，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)安全事件和解決方案，以提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在教學(xué)過(guò)程中，可以有針對(duì)性選取有代表性、實(shí)效性和實(shí)戰(zhàn)性的案例，教師和學(xué)生在案例教學(xué)中分別找準(zhǔn)自己的定位，教師要扮演幫助者和引導(dǎo)者的角色，而學(xué)生要站在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人員的角度去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。教師還要對(duì)案例討論進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。[4]

3.成立興趣小組

網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)點(diǎn)分散，需要較強(qiáng)的實(shí)踐能力。可以結(jié)合學(xué)院發(fā)起的“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”，學(xué)生根據(jù)自己的興趣點(diǎn)，利用所學(xué)的知識(shí)，針對(duì)某個(gè)安全問(wèn)題提出解決方案并最終在指導(dǎo)教師的幫助下完成所申請(qǐng)的創(chuàng)新項(xiàng)目。既鍛煉了學(xué)生的調(diào)研、自學(xué)、解決問(wèn)題的能力，又可以讓學(xué)生提前進(jìn)入模擬工作環(huán)境，給他們今后走上工作崗位添加自信。

三、建立合理的評(píng)價(jià)體系

各種教學(xué)手段的應(yīng)用極大地豐富了教學(xué)過(guò)程，同時(shí)也帶來(lái)如何評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的難題。傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)很容易給學(xué)生的表現(xiàn)打分，但這種打分只停留在學(xué)生死記硬背的基礎(chǔ)上，最后考試的成績(jī)不能真實(shí)地反映學(xué)生水平。

1.課堂提問(wèn)與作業(yè)反饋的評(píng)價(jià)相結(jié)合

任課教師可以在課堂上就某個(gè)問(wèn)題對(duì)學(xué)生提問(wèn)，然后根據(jù)學(xué)生的回答給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。課后作業(yè)一定程度上反映了學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)真程度和對(duì)課程知識(shí)的理解程度，教師批改后也給予分?jǐn)?shù)，這些分?jǐn)?shù)在最終考評(píng)中都占有一定的比例。

2.理論基礎(chǔ)與動(dòng)手能力的評(píng)價(jià)相結(jié)合

這可以通過(guò)兩種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。一是在課程考試時(shí)采用筆試和機(jī)試相結(jié)合的方式。筆試主要測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)和理論，機(jī)試主要測(cè)試學(xué)生動(dòng)手能力；二是在平時(shí)階段性地要求學(xué)生完成一些作品，提交結(jié)果報(bào)告，并打分。期末考試仍然筆試。第一種方案強(qiáng)調(diào)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，第二種方案強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和綜合運(yùn)用的能力。任課教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)這兩種方案既可以挑一使用，也可以混合使用。

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（責(zé)任編輯：劉輝）