基于信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程探索與實(shí)踐

吳 淮, 吉家成, 詹文翰

(電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心, 四川 成都 611731)

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展和全球信息化進(jìn)程的不斷加快，國(guó)際上圍繞信息獲取、使用和控制的斗爭(zhēng)愈演愈烈，信息安全已成為維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的一個(gè)焦點(diǎn)，各國(guó)都給以極大的關(guān)注和投入。據(jù)ISC分析報(bào)告，我國(guó)信息安全人才需求數(shù)量在2020年將超過(guò)140萬(wàn)人。因此，對(duì)該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)得到了國(guó)家與社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注，與此同時(shí)，大量相關(guān)的教學(xué)模式與實(shí)踐觀念也被不斷地提出[1-5]，特別是將競(jìng)賽思路整合于教學(xué)之中[6-9]，用于更好地進(jìn)行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。“全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽”是由工信部和教育部指導(dǎo)、教育部高校信息安全類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的國(guó)內(nèi)信息安全領(lǐng)域最高水平的大學(xué)生科技活動(dòng)[10]。由于該競(jìng)賽為開放性命題,不少學(xué)生對(duì)參賽作品如何選題以及比賽流程不完全熟悉，對(duì)于參賽技能準(zhǔn)備、隊(duì)友選擇以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面沒(méi)有合理的規(guī)劃，雖然付出了大量的時(shí)間與精力，卻未能取得理想成績(jī)。基于上述情況，建設(shè)了一門基于該競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程，將競(jìng)賽指導(dǎo)過(guò)程系統(tǒng)化、專業(yè)化。

1 信息安全人才培養(yǎng)現(xiàn)狀與思路

目前，信息安全專業(yè)已初步具備實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，但信息安全技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人才培養(yǎng)上依然存在一些矛盾。例如：教師重視課堂理論教學(xué)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)仍然較為缺乏，使得學(xué)生普遍存在信息安全理論與實(shí)踐結(jié)合程度不高的問(wèn)題；相關(guān)課程任課教師之間、任課教師與實(shí)驗(yàn)教師之間的溝通較少以及先導(dǎo)課程與后續(xù)課程的銜接較差，影響學(xué)生對(duì)信息安全知識(shí)體系內(nèi)在邏輯性的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，信息安全專業(yè)發(fā)展迅猛，教師很難將最新技術(shù)、研究成果、應(yīng)用案例等無(wú)遺漏地引入教學(xué)課程中，致使學(xué)生所學(xué)的課程和專業(yè)知識(shí)相對(duì)滯后，同時(shí)創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，導(dǎo)致人才培養(yǎng)與需求脫節(jié)。

全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為信息安全專業(yè)提供了一個(gè)培養(yǎng)具備良好專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力人才的平臺(tái)。基于上述現(xiàn)狀，從培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)際操作、創(chuàng)新開拓、獨(dú)立思考等能力出發(fā)，圍繞信息安全競(jìng)賽構(gòu)建了“教學(xué)—實(shí)踐—競(jìng)賽”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，如圖1所示。

圖1 信息安全專業(yè)“教學(xué)—實(shí)踐—競(jìng)賽”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

該模式基于螺旋漸進(jìn)的教學(xué)方法，從容災(zāi)恢復(fù)、系統(tǒng)維護(hù)、審計(jì)評(píng)估、應(yīng)急響應(yīng)等專業(yè)能力培養(yǎng)，到技術(shù)創(chuàng)新、寫作表達(dá)、工程實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)助等綜合能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)—實(shí)踐—競(jìng)賽” 三位一體的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的目標(biāo)。在此目標(biāo)下，我校在信息安全專業(yè)培養(yǎng)中，積極探索并形成了“以競(jìng)賽為抓手，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的信息安全教學(xué)體系。

信息安全特色類課程包括信息安全學(xué)科基礎(chǔ)課程(如信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、密碼學(xué)、安全協(xié)議理論等)、信息安全專業(yè)核心課程(如信息安全概論、PKI技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)攻擊技術(shù)等)、信息安全專業(yè)選修課程(如安全軟件設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)等)和信息安全實(shí)踐課程及競(jìng)賽挑戰(zhàn)性課程(如信息安全基礎(chǔ)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、安全協(xié)議綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程等)。基礎(chǔ)課程與核心課程構(gòu)建學(xué)生信息安全知識(shí)體系；選修課程拓展專業(yè)知識(shí)；實(shí)踐與競(jìng)賽課程則將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目的。圍繞“教學(xué)—實(shí)踐—競(jìng)賽”模式設(shè)計(jì)與建設(shè)的基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程，是其實(shí)施應(yīng)用的重要載體。

2 基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

2.1 課程整體架構(gòu)

課程整體由4部分組成：

(1) 隊(duì)伍建設(shè)。介紹全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽背景與流程，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行組隊(duì)與分工，便于取長(zhǎng)補(bǔ)短，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力。

(2) 競(jìng)賽技能學(xué)習(xí)。對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)技能與信息安全技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。該部分需完成對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可進(jìn)一步自學(xué)其他知識(shí)，為競(jìng)賽做好技術(shù)儲(chǔ)備。

(3) 作品選題與設(shè)計(jì)。通過(guò)學(xué)習(xí)與討論，引導(dǎo)學(xué)生思考選題方案、明確擬參賽的作品方向與擬采用的技術(shù)路線，進(jìn)一步給出具體設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)方式。

(4) 項(xiàng)目作品完成。在項(xiàng)目進(jìn)行中，邀請(qǐng)專家，通過(guò)集中答辯與分組評(píng)審，對(duì)各隊(duì)的項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)；在項(xiàng)目接近尾聲時(shí)，系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的競(jìng)賽報(bào)告寫作與答辯能力，完成最終競(jìng)賽作品報(bào)告。

該實(shí)驗(yàn)課程嘗試將競(jìng)賽過(guò)程系統(tǒng)化、教學(xué)化。在課程完善后，可復(fù)制教學(xué)模式，擴(kuò)大課程參與面；在實(shí)驗(yàn)后半程將結(jié)合全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)方案，如進(jìn)度檢查、項(xiàng)目答辯、文檔撰寫等，使課程與競(jìng)賽保持同步，并將競(jìng)賽報(bào)名完成與提交的全套材料作為課程的考核內(nèi)容；課程將建立多層次的教學(xué)指導(dǎo)體系，同時(shí)引入虛擬教學(xué)平臺(tái)，創(chuàng)新教學(xué)模式；在進(jìn)行信息安全競(jìng)賽指導(dǎo)的同時(shí)，將根據(jù)學(xué)生作品情況，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)論文、專利等寫作技巧并參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，嘗試將教學(xué)、競(jìng)賽、實(shí)踐三者結(jié)合，全面提高學(xué)生能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)置

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置是信息安全競(jìng)賽課程建設(shè)的關(guān)鍵，因此，須針對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于該課程是基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽，主要涉及到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息安全、Android應(yīng)用等專業(yè)知識(shí)，此外，還涉及文檔寫作、項(xiàng)目答辯等各種技能的綜合培訓(xùn)。課程將學(xué)習(xí)內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)與實(shí)踐、分項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)技能指導(dǎo)、文檔寫作與答辯訓(xùn)練3部分。

2.2.1 基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)與實(shí)踐

該部分課程將涉及2方面內(nèi)容——計(jì)算機(jī)技能與信息安全技術(shù)。內(nèi)容選取依據(jù)為歷年競(jìng)賽作品中經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)。

計(jì)算機(jī)技能從項(xiàng)目技術(shù)需要出發(fā),對(duì)歷年的作品情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,在計(jì)算機(jī)技能方面選取計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)、Android基礎(chǔ)3方面技術(shù)進(jìn)行講解與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。具體學(xué)習(xí)內(nèi)容如下:

(1) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程。了解不同網(wǎng)絡(luò)編程模型的原理,構(gòu)思不同網(wǎng)絡(luò)編程模型下回射服務(wù)的程序結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)迭代、多進(jìn)程、多線程、異步事件驅(qū)動(dòng)模型下的網(wǎng)絡(luò)回射服務(wù)器；思考同步編程模型和異步編程模型在程序構(gòu)思、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上的巨大差異；采用單線程異步事件驅(qū)動(dòng)模型實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)回射服務(wù)的負(fù)載發(fā)生器,對(duì)之前實(shí)現(xiàn)的各種回射服務(wù)器進(jìn)行性能測(cè)試。

(2) 數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)。掌握創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)的方法及相關(guān)操作, 學(xué)習(xí)約束條件、結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言；掌握數(shù)據(jù)修改、查詢；學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)建模；綜合利用所學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí),設(shè)計(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值管理系統(tǒng)。

(3) Android基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。Android的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境,生命周期等；Android_UI基礎(chǔ)開發(fā)學(xué)習(xí),組件間的通信和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

信息安全技術(shù)從3方面進(jìn)行學(xué)習(xí)：一方面為密碼學(xué)相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行對(duì)稱加密算法、非對(duì)稱加密算法講解和具體實(shí)驗(yàn)，對(duì)認(rèn)證方式的學(xué)習(xí)等；另一方面為近期信息安全熱點(diǎn)技術(shù)，如區(qū)塊鏈；最后將介紹歷年優(yōu)秀作品，對(duì)其采用的一些安全技術(shù)做解析。課程中涉及到的一些知識(shí)點(diǎn)會(huì)根據(jù)信息安全技術(shù)發(fā)展與參賽作品的更新情況，做出相應(yīng)調(diào)整。具體學(xué)習(xí)內(nèi)容如表1所示。

表1 信息安全技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容

2.2.2 分項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)技能指導(dǎo)

學(xué)生選定作品方向之后,由于每個(gè)隊(duì)選題方向存在差異,各隊(duì)的技術(shù)水平、專業(yè)方向也大不相同,集中授課的內(nèi)容僅能解決部分隊(duì)伍的問(wèn)題,而另外部分隊(duì)伍的作品可能與授課內(nèi)容無(wú)關(guān)。因此,在選題確定后到文檔寫作訓(xùn)練前,采取分項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)技能指導(dǎo)。

總體來(lái)講,分項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)技能指導(dǎo)包括:課上進(jìn)行分組討論,對(duì)各隊(duì)作品的系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)路線進(jìn)行大致規(guī)劃和建議,課下進(jìn)行相關(guān)資料查閱與技術(shù)學(xué)習(xí),著手進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施,在此期間,將組建微信群與QQ群,隨時(shí)進(jìn)行技術(shù)討論；項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)半時(shí),邀請(qǐng)專家參與項(xiàng)目答辯,就技術(shù)路線和項(xiàng)目呈現(xiàn)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)；根據(jù)答辯情況,各隊(duì)進(jìn)一步細(xì)化分工,就提出的建議和意見進(jìn)行整理,繼續(xù)項(xiàng)目的研發(fā),逐步完善作品。

2.2.3 文檔寫作與答辯訓(xùn)練

文檔寫作與答辯訓(xùn)練安排在課程的后半段,按照競(jìng)賽時(shí)間節(jié)點(diǎn),結(jié)合課程具體情況進(jìn)行實(shí)施。文檔撰寫訓(xùn)練通過(guò)報(bào)告撰寫講解,系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的寫作水平,包括項(xiàng)目背景分析、作品架構(gòu)與設(shè)計(jì)、測(cè)試方案確定與測(cè)試結(jié)果分析,在項(xiàng)目完成后,進(jìn)一步提煉出主要功能與創(chuàng)新點(diǎn)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)工作,將作品更好地呈現(xiàn)給評(píng)委；此外,對(duì)某些有特色的作品,還將進(jìn)一步通過(guò)論文和專利撰寫講解,鼓勵(lì)學(xué)生將其寫成論文或申請(qǐng)專利,或參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)課程拓展,將教學(xué)、競(jìng)賽、實(shí)踐三者結(jié)合。

答辯訓(xùn)練包括展示材料制作與答辯練習(xí),在每次答辯后,對(duì)各隊(duì)的答辯情況進(jìn)行分析與總結(jié),讓學(xué)生理清思路,查缺補(bǔ)漏,為進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ),同時(shí)有效地鍛煉學(xué)生表達(dá)講解的能力,使學(xué)生綜合素質(zhì)快速提高。

3 基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)施

有了具體的教學(xué)內(nèi)容,還需要合理的教學(xué)方式。將課程分為基本階段和擴(kuò)展階段,讓學(xué)生能根據(jù)自身情況和作品方向進(jìn)行選擇,建立多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排

由于課程內(nèi)容豐富,將分為上下2部分,分2個(gè)學(xué)期完成。第一部分課程內(nèi)容為競(jìng)賽基礎(chǔ)練習(xí)；第二部分課程內(nèi)容為競(jìng)賽提高與拓展練習(xí),具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)安排與考核計(jì)劃等如表2所示。

表2 課程具體教學(xué)安排

在競(jìng)賽基礎(chǔ)練習(xí)階段,將介紹信息安全競(jìng)賽背景與流程,讓學(xué)生了解整個(gè)比賽,同時(shí)讓學(xué)生在競(jìng)賽班級(jí)里找到合適的隊(duì)友,取長(zhǎng)補(bǔ)短,完成隊(duì)伍成員分工的合理配置。在實(shí)際課程中由于學(xué)生來(lái)源廣,學(xué)生所掌握的專業(yè)知識(shí)存在較大差異,這就使得在項(xiàng)目進(jìn)行中如果組隊(duì)不合理,就會(huì)造成資源錯(cuò)配,難以發(fā)揮學(xué)生各自的特長(zhǎng),使得隊(duì)伍在一些技能要求并不高的環(huán)節(jié)浪費(fèi)大量時(shí)間,后期項(xiàng)目完成時(shí)間非常緊張。因此,在課程伊始,需要協(xié)助學(xué)生合理組隊(duì),其次,在后期遇到技術(shù)問(wèn)題時(shí),各隊(duì)?wèi)?yīng)在現(xiàn)有方案基礎(chǔ)上,盡量選擇與自身專業(yè)契合度高的設(shè)計(jì)思路,以便順利完成作品。

競(jìng)賽提高與拓展階段課程,針對(duì)有意參加全國(guó)信息安全大賽的學(xué)生開設(shè),若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核,需要參加信息安全大賽,按競(jìng)賽要求報(bào)名并提交全部材料。該部分課程將緊密結(jié)合信息安全校內(nèi)賽與全國(guó)賽,按照競(jìng)賽的時(shí)間節(jié)點(diǎn),針對(duì)性地開展分組討論、進(jìn)度檢查、完善作品、文檔撰寫與答辯訓(xùn)練。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建

豐富的教學(xué)內(nèi)容對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了較高的要求，因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)由課程指導(dǎo)教師、參賽隊(duì)伍指導(dǎo)教師、專家團(tuán)隊(duì)與虛擬仿真平臺(tái)4部分構(gòu)成,建立起縱深指導(dǎo)體系,全方位、多層次地對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。

(1) 課程教師與指導(dǎo)教師結(jié)合。課程教師由相關(guān)專業(yè)教師組成,就網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)與信息安全方面分別對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)性指導(dǎo),為學(xué)生參加競(jìng)賽做好技能鋪墊。在實(shí)驗(yàn)后半程,課程教師與指導(dǎo)教師分別在課上課下指導(dǎo)學(xué)生,并根據(jù)反饋的情況對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行調(diào)整。

(2) 專家團(tuán)隊(duì)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)參與。在項(xiàng)目進(jìn)行的重要時(shí)刻,將組織專家團(tuán)隊(duì)對(duì)各組作品進(jìn)行整體指導(dǎo),給出明確的建議,以便項(xiàng)目的進(jìn)一步設(shè)計(jì)和完成。

(3) 虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的補(bǔ)充。由于課程學(xué)時(shí)限制,不能對(duì)每一位學(xué)生就每一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行單獨(dú)練習(xí)與指導(dǎo),在此引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),將一些必要的但可能大部分學(xué)生都熟悉的內(nèi)容采用虛擬平臺(tái)教學(xué),讓有需求的學(xué)生在課后根據(jù)平臺(tái)指導(dǎo)自行學(xué)習(xí)。

3.3 引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是利用計(jì)算機(jī)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模擬,從而達(dá)到降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本、提高教學(xué)質(zhì)量的目的[11],同時(shí)也能很好地提高高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化水平[12]。由于該課程學(xué)生來(lái)源廣泛、專業(yè)知識(shí)存在差異、課程學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)有所區(qū)別,因此引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效解決學(xué)生知識(shí)點(diǎn)參差不齊的問(wèn)題,使課程學(xué)習(xí)進(jìn)度盡可能統(tǒng)一，此外,也使實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、空間的限制,不受學(xué)時(shí)數(shù)限制。根據(jù)學(xué)生來(lái)源的情況和本課程的特點(diǎn),選取密碼學(xué)原理與Android基礎(chǔ)編程2部分內(nèi)容進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

信息安全技術(shù)部分實(shí)驗(yàn)為密碼學(xué)原理實(shí)驗(yàn),主要學(xué)習(xí)加密算法,可以說(shuō),加密算法是信息安全的基礎(chǔ),也是幾乎所有作品都會(huì)涉及到的信息安全技術(shù),課程使用虛擬仿真平臺(tái),學(xué)習(xí)和仿真各種加密算法,如對(duì)稱加密算法DES、非對(duì)稱加密算法RSA,這樣,學(xué)生能盡快將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,接下來(lái)可以舉一反三地學(xué)習(xí)AES或國(guó)密系列算法。

選取Android基礎(chǔ)編程進(jìn)行學(xué)習(xí)是基于在近幾年的信息安全競(jìng)賽中,APP應(yīng)用是很常見的作品方式,在競(jìng)賽中具有非常好的演示性。本部分實(shí)驗(yàn)將采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)對(duì)Android的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境、生命周期、Android_UI基礎(chǔ)、組件間的通信和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí),逐步掌握Android基礎(chǔ)編程技術(shù)。對(duì)技術(shù)有一定掌握之后,再根據(jù)項(xiàng)目作品開發(fā)需要,進(jìn)行下一步學(xué)習(xí)。如在“基于Android的多維度垃圾短信過(guò)濾系統(tǒng)”作品開發(fā)中,首先通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)搭建Android實(shí)驗(yàn)環(huán)境,讓學(xué)生快速掌握Android開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)；其次,通過(guò)分組指導(dǎo)等教學(xué)手段,逐步實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法、基于特征的再過(guò)濾算法、基于特征的再過(guò)濾模型等功能,使作品能準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)短信難以識(shí)別的問(wèn)題(變種短信),較快地分析偽基站劫持過(guò)程和劫持后特征,最終達(dá)到能主動(dòng)檢測(cè)偽基站劫持手機(jī)信號(hào)的目標(biāo)。

通過(guò)引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了利用現(xiàn)代信息和虛擬仿真技術(shù)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力。

4 結(jié)語(yǔ)

基于全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)是多元化的教學(xué)方式探索與實(shí)踐。該課程有如下特色:

(1) 課程與競(jìng)賽同步,將競(jìng)賽過(guò)程系統(tǒng)化、教學(xué)化；

(2) 課程教師與指導(dǎo)教師相結(jié)合,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)引入專家評(píng)判,提高學(xué)習(xí)的深度；

(3) 引入虛擬教學(xué)平臺(tái),拓展相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)廣度；

(4) 以實(shí)驗(yàn)課程為載體,以信息安全競(jìng)賽為目標(biāo),以論文撰寫或其他形式的作品轉(zhuǎn)化為拓展,嘗試將教學(xué)、競(jìng)賽、實(shí)踐三者結(jié)合,全面提高學(xué)生能力。

實(shí)踐教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生自主思考、分析、解決問(wèn)題的能力,在競(jìng)賽的激勵(lì)下,學(xué)生的學(xué)習(xí)更加積極主動(dòng),這有助于進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果。如何正確引導(dǎo)學(xué)生的熱情,保持其在高強(qiáng)度學(xué)習(xí)下的信心是很重要的,因此,探索結(jié)合競(jìng)賽模式下高效創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)方法，在學(xué)生的培養(yǎng)中無(wú)疑能起到非常良好的作用,能快速提升學(xué)生的綜合素質(zhì),確保人才培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)。

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