網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐探索

閆麗麗　昌燕　張仕斌

摘要：探討網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程中存在的若干問題，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)需求，重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，提倡理論和實(shí)踐并重的教學(xué)思想和“多元開放式”的教學(xué)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，提出改革實(shí)踐教學(xué)方法以更好培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。實(shí)踐結(jié)果表明，上述改革切實(shí)提高了學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全技能和專業(yè)素質(zhì)，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程；教學(xué)改革；教學(xué)方法；實(shí)踐

引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題備受關(guān)注，保障網(wǎng)絡(luò)安全已成為保障個(gè)人隱私、企業(yè)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定，甚至國(guó)家安全的重要因素。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人才是網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)的核心資源，隨著網(wǎng)絡(luò)空間安全成為國(guó)家一級(jí)學(xué)科，各大高校越來越重視網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)。

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)和信息技術(shù)類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程。該課程綜合性很強(qiáng)，涉及多種學(xué)科和技術(shù)，對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐兩方面的要求都很高。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的相關(guān)知識(shí)更新快，需要教師不斷學(xué)習(xí)，更新和完善相關(guān)技術(shù)，對(duì)教師自身要求也很高。這些特點(diǎn)決定了在該課程教學(xué)過程中若采用陳舊的傳統(tǒng)理論灌輸式教學(xué)方法難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。因此，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的教學(xué)改革是大勢(shì)所趨。

1.高校網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)很多高校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程，但是由于該課程涉及的實(shí)驗(yàn)環(huán)境不夠完善，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性不高，教學(xué)效果不理想。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的教學(xué)主要存在以下問題。

1）先修課程掌握不足。

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一門綜合性課程，其先修課程有數(shù)學(xué)理論、密碼學(xué)理論、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信原理、電子技術(shù)、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理、網(wǎng)頁腳本語言和信息安全法律法規(guī)等，因此要求學(xué)生具有相關(guān)基礎(chǔ)，對(duì)上述先修課程掌握的熟練程度，直接影響到網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的教學(xué)效果。

2）理論與實(shí)踐脫節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一門理論和實(shí)驗(yàn)并重的課程。目前的講授方式以理論為主，這就削弱了對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)，造成學(xué)生對(duì)該課程聽不懂或聽懂了也不會(huì)用。學(xué)生掌握了理論知識(shí)卻覺得無用武之地，當(dāng)面臨實(shí)際網(wǎng)絡(luò)安全問題時(shí)，仍無從下手，無法用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際安全問題，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程失去學(xué)習(xí)興趣。

造成理論和實(shí)踐脫節(jié)的另一原因是缺少相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程涉及的教學(xué)內(nèi)容包括操作系統(tǒng)安全、安全協(xié)議、密碼算法、病毒原理和防范、防火墻技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)、VPN和Web安全等。由于其涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常廣泛，而且各高校之間的教學(xué)內(nèi)容又有所差異，因此目前很難找到一套完善的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)。

3）教學(xué)內(nèi)容陳舊。

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的一大特點(diǎn)就是技術(shù)更新快。以操作系統(tǒng)安全為例，幾乎每天都有新的漏洞產(chǎn)生，每年都有新的攻擊技術(shù)出現(xiàn)，因此該課程需要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)與行業(yè)接軌。然而目前該課程的講授內(nèi)容，特別是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還針對(duì)Wmdows 2000、Windows XP系統(tǒng)，這就使學(xué)生主觀意識(shí)上覺得所學(xué)內(nèi)容太過陳舊，無法應(yīng)用到現(xiàn)有的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，從而失去學(xué)習(xí)興趣。

4）教學(xué)模式單一。

傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如何引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，進(jìn)而培養(yǎng)解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性是高校課程改革面臨的一個(gè)重要問題。

2.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)與實(shí)踐改革

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)中存在的上述問題，本文以成都信息工程大學(xué)信息安全工程學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程為依托，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面展開討論，提出網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的改革和實(shí)踐方法，建立可行的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究方案。

2.1教學(xué)內(nèi)容改革

在設(shè)置教學(xué)內(nèi)容時(shí)需將理論知識(shí)和實(shí)踐內(nèi)容融合，使得課程內(nèi)容更加貼近實(shí)際需求。通過該門課程培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)安全問題的能力，為他們今后工作打下良好基礎(chǔ)。

成都信息工程大學(xué)信息安全工程學(xué)院在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，充分考慮對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為每個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對(duì)相應(yīng)理論知識(shí)的理解。學(xué)生不僅會(huì)用現(xiàn)有的安全工具解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，而且可以根據(jù)實(shí)際需求，自主設(shè)計(jì)、開發(fā)對(duì)應(yīng)的安全工具。目前，針對(duì)課程內(nèi)容密碼學(xué)基礎(chǔ)、安全協(xié)議、Intemet安全、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全、操作系統(tǒng)安全、病毒技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)驗(yàn)包括：密碼算法實(shí)驗(yàn)、SSL安全協(xié)議實(shí)驗(yàn)、Web安全實(shí)驗(yàn)、路由器、交換機(jī)和無線設(shè)備的安全設(shè)置實(shí)驗(yàn)、緩沖區(qū)溢出實(shí)驗(yàn)、典型病毒解析實(shí)驗(yàn)等。

此外，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的知識(shí)和技術(shù)體系變更快，這就要求授課教師每年都需對(duì)該課程的內(nèi)容進(jìn)行重新審核和更新。學(xué)院鼓勵(lì)教師參加相關(guān)培訓(xùn)課程和學(xué)術(shù)會(huì)議，接觸前沿技術(shù)，拓展知識(shí)面，及時(shí)淘汰教學(xué)內(nèi)容中陳舊的知識(shí)，補(bǔ)充新的內(nèi)容和技術(shù)，使教學(xué)內(nèi)容緊跟行業(yè)發(fā)展。

同時(shí)，將實(shí)際生活中遇到的網(wǎng)絡(luò)安全問題和教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，能夠引起學(xué)生的共鳴。如3.15晚會(huì)曝光的常用家用電器存在安全漏洞，黑客遠(yuǎn)程可輕易地控制小家電，以此引出無線設(shè)備安全問題，使得學(xué)生能夠真切地感受到所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)知識(shí)能夠解決人們生活中的實(shí)際安全問題，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2教學(xué)方法改革

在教學(xué)方法方面，摒棄了傳統(tǒng)的“填鴨式”教育方式，采用“多元開放式”的教學(xué)方法，既注重教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，又注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在教學(xué)過程中，采用啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)、課堂研討、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)等多種教學(xué)方法相結(jié)合的方式。

啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。網(wǎng)絡(luò)安全是攻和防相較量的過程。在教學(xué)過程中，針對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，通過引入生活中相關(guān)的實(shí)例，說明對(duì)應(yīng)的攻擊和防御方式，最終引出相應(yīng)的理論知識(shí)。如在講解Web安全時(shí)，先展示一次對(duì)實(shí)際網(wǎng)站完整的跨站攻擊，再講解跨站攻擊的原理，使學(xué)生更容易理解相關(guān)的理論知識(shí)。實(shí)踐證明，啟發(fā)式引導(dǎo)教學(xué)深受學(xué)生歡迎，課程氣氛活躍，教學(xué)效果良好。

開展課堂研討環(huán)節(jié)。在課程講授過程中，教師設(shè)置一些問題，允許學(xué)生提出自己的見解，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生討論的過程是相互學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題和探索問題的過程，這種方式有利于提升學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。例如在講授緩沖區(qū)溢出攻擊時(shí)，可以先向?qū)W生演示一次溢出攻擊的過程，然后讓學(xué)生利用課外時(shí)間收集相關(guān)資料，最后在課堂上分組討論溢出攻擊的實(shí)現(xiàn)原理。通過上述方式，學(xué)生對(duì)緩沖區(qū)溢出攻擊的原理有更深入的理解，而且激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

在注重理論內(nèi)容教學(xué)同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也不容忽視。由于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程涉及的內(nèi)容廣泛，目前很難找到符合教學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此學(xué)院自主研發(fā)了一套網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的發(fā)展需要，教師可自主添加相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)課程需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的定制。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)際需求，針對(duì)理論教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，提出一個(gè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，強(qiáng)調(diào)用理論知識(shí)解決實(shí)際安全問題。例如在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全后，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的局域網(wǎng)環(huán)境，要求學(xué)生通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)局域網(wǎng)環(huán)境的安全防護(hù)。通過完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，并學(xué)會(huì)將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

2.3實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一門注重實(shí)踐教學(xué)的課程，如果教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全問題脫節(jié)，培養(yǎng)出的學(xué)生就無法適應(yīng)社會(huì)的需求。因此，為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，在課程教學(xué)外，添加了相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)后，需通過工程實(shí)踐將網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程中分散的知識(shí)點(diǎn)相融合，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到解決實(shí)際安全問題上。

此外，由于企事業(yè)單位與客戶和市場(chǎng)聯(lián)系緊密，非常知悉市場(chǎng)需求，因此，與企事業(yè)單位合作，結(jié)合真實(shí)情境下的具體工作任務(wù)，組織實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)內(nèi)容幫助很大。目前，學(xué)院已與多家安全企業(yè)建立了校企合作基地，在大三暑假和大四寒假，安排學(xué)生直接到對(duì)應(yīng)的企事業(yè)單位去學(xué)習(xí)，使學(xué)生盡早進(jìn)入工作角色，通過實(shí)習(xí)滿足企業(yè)用人的需求，實(shí)習(xí)完成后，可立即就業(yè)。

為了使學(xué)生能接觸到最新的網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)，及時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的前沿知識(shí)、最新技術(shù)，學(xué)院還定期邀請(qǐng)安全企業(yè)的技術(shù)人員參與課程設(shè)計(jì)和教學(xué)。同時(shí)，鼓勵(lì)教師到企業(yè)中學(xué)習(xí)，不斷豐富和更新自身的專業(yè)知識(shí)。

每年學(xué)院還組織全省和全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)安全大賽，邀請(qǐng)全國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的知名專家和各大高校參加比賽。這不僅能夠提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全技能，也為教師和學(xué)生提供了一個(gè)對(duì)外展示和交流的平臺(tái)。

3.結(jié)語

實(shí)踐證明，課程改革收到了良好的效果，切實(shí)提高了學(xué)生自身能力和素質(zhì)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在全國(guó)和省內(nèi)大賽中屢次獲獎(jiǎng)，畢業(yè)生供不應(yīng)求。

然而網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的內(nèi)容更新快，社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求也不斷變化。因此，在教學(xué)內(nèi)容和方法上還需不斷地探索和改革，加強(qiáng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，以期培養(yǎng)出優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人才，滿足社會(huì)的需求。