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關鍵詞: 信息安全; 教學內容; 教學方法; 實踐教學
中圖分類號:TP309 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2016)11-64-03
New teaching thought for information security
Liu Ya
(School of Optical-Electrical and Computer Engineering, Shanghai Key Lab of Modern Optical System, and Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract: In this paper, the contents of information security are given. The problems existing in the information security teaching are presented. And four improvement measures are proposed, including arranging teaching contents carefully, adopting various teaching measures, attaching importance to practice and improving students' morals. All of these researches fully mobilize students to study with enthusiasm, stimulate students to initiative, and greatly improve the quality of teaching.
Key words: information security; teaching contents; teaching measures; practical teaching
0 引言
隨著信息技術的飛速發(fā)展,信息安全問題也日顯突出,國際上各個國家之間圍繞著信息和網絡安全的斗爭也越來越激烈,爭奪網絡空間安全控制權是戰(zhàn)略制高點。2013年,美國前中情局職員愛德華?斯諾登爆出了美國國安局的棱鏡門計劃說明了美國在很早就開始培養(yǎng)信息安全的人才,并在信息安全方面有規(guī)劃、有計劃、成體系的部署和構建攻擊力量。
而我國由于技術基礎相對薄弱,安全人才儲備不足,目前還不是網絡空間技術強國。2014年,中央成立網絡安全與信息化領導小組,親自擔任組長,并強調指出,“網絡安全和信息化是事關國家安全和國家發(fā)展、事關廣大人民群眾生活的重大戰(zhàn)略問題?!薄皼]有網絡安全就沒有國家安全。”因此培養(yǎng)和構建體系化、規(guī)模化、系統(tǒng)化的信息安全人才已經是我國非常緊迫的一個需求。
在本世紀初,我國就已經開展了信息安全相關專業(yè)人才,在信息安全教學和人才培養(yǎng)方面積累了一定的基礎和經驗,但相對于發(fā)達國家還有一定的差距。2001年,武漢大學成立了國內首個信息安全本科專業(yè),此后許多高校都相繼開設了此專業(yè),并得到了飛速發(fā)展,例如:上海交通大學,西安電子科技大學,信息工程大學等。截至到2014年,教育部批準全國116所高校設置了信息安全相關的本科專業(yè),為我國培養(yǎng)和輸送了大批高質量的信息安全人才。隨著網絡空間安全一級學科的成立,許多沒有信息安全本科專業(yè)的學校也加強了對計算機專業(yè)學生信息安全知識的教學工作,同時國家對信息安全技術人才的大量需求,信息安全專業(yè)的學生就業(yè)形勢日漸良好,也使得學生對信息安全課程學習的興趣越來越大,主動性越來越強。當前,許多學者已經對信息安全學科建設和人才培養(yǎng)進行了研究[1-4],也有部分研究者研究了信息安全專業(yè)信息安全課程的教學方法改進[5-7]。
本文研究了新形勢下面向計算機專業(yè)學生信息安全課程教學方法的改進措施。首先,給出了學習信息安全必須先修的課程,并簡單介紹了它所涵蓋的內容;其次,結合實際情況,分析信息安全教學過程中碰到的問題,指出在新形勢下信息安全教學的困難和不足;最后,對存在的問題,結合學生的特點,理論聯(lián)系實際,采用靈活多樣的教學方法,給出有效的教學改進手段和方法,以充分調動學生學習的主動性和積極性,完善教學過程。
1 信息安全本科課程內容
信息安全是一個龐大的主題,涉及了較多的硬件、軟件、信息論、密碼學、社會學法律等內容,概念多、比較抽象且知識面廣,主要內容包括信息安全技術基礎、密碼理論和技術、網絡安全技術、操作系統(tǒng)安全技術、信息安全產品技術、應用開發(fā)涉及的安全技術、信息安全建設、信息安全技術實踐等[8]。其中信息安全技術基礎、信息安全產品技術、信息安全建設、信息安全技術實踐等內容是闡述性的,而密碼理論和技術則比較理論、深奧、枯燥和難學,需求學生具有一定的信息安全數學基礎;網絡安全技術、操作系統(tǒng)安全技術等又與實際聯(lián)系比較緊密,需要學生有一定的實踐和動手能力。
2 信息安全課程的教學現狀和薄弱環(huán)節(jié)
隨著信息安全技術的不斷升級,國家對信息安全人才的需求越來越多,同時對信息安全人才培養(yǎng)也有提出了一些新的要求,而傳統(tǒng)的教學方式已經不能完全滿足當前的社會需求,教學過程中的一些問題和薄弱環(huán)節(jié)日漸凸顯。
⑴ 知識點多,理論基礎知識深奧難懂
如上節(jié)所述,信息安全教學涉及內容非常多,而一般的本科院校給這門課僅安排三十二或者三十六個課時,在有限的課時內想把以上的內容都教的透徹是不可能的一件事情,這就要求教師根據當前國家的需求和實際情況,結合學生的特點,適當地選擇適合的內容來進行教學,同時將教學內容分一般了解、掌握和重點掌握三個不同等級,有輕有重有主有次分級別來上好這門課。
此外,學習信息安全需要先修數學、信息論、密碼學等基礎知識,而這些基礎知識比較難懂,尤其對部分計算機專業(yè)的學生來說是一個短板,這就造成一部分學生知難而退,失去了學習的興趣和動力,不愿意繼續(xù)鉆研下去。
⑵ 傳統(tǒng)的教學方法單一,以教師講解為主
信息安全每部分內容都各有特點,而目前傳統(tǒng)的教學方式主要以理論講解為主,配有一定課時的實驗課程,而學生往往在理論講解的課上分心,注意力不集中,實驗課上往往從網上找一些開源的代碼和程序上交應付老師布置的軟件編寫作業(yè)。學生整體的學習的熱情不高,上課思想不集中,缺乏興趣。
⑶ 重理論教學,輕實踐動手能力培養(yǎng)
目前,大部分高校缺乏相應的實驗設備和環(huán)境,對一些攻防實驗,教師一般都是紙上談兵。他們主要是以信息安全理論知識的講授為主,不注重學生實際動手能力的培養(yǎng)。然而信息安全的大部分知識都很抽象,只是單調的講解,學生往往難以接受,且學生畢業(yè)后去單位的安全部門工作,不能很快的進入安全方面的相關工作,需要重新培訓和鍛煉。
⑷ 注重知識的傳授,忽視信息安全法律法規(guī)的講解
教師往往只是教授學生信息安全的知識和技術,而忽視了法律法規(guī)的介紹,學生在掌握了一些攻防技術后,抱著好奇的心理可能會嘗試著做一些惡作劇而帶來嚴重的后果。
3 信息安全教學方法的改進措施
針對上述信息安全教學中存在的問題,結合計算機專業(yè)學生信息安全課程目標,總結作者在信息安全教學方面的經驗,提出如下一些改進的措施和方法,改進教學效果,提高學生學習的主動性和自覺性。
⑴ 教學內容的選取既要注重基礎知識也應符合社會需求
目前,信息安全的教材非常多,不同的教材側重點各不相同,有的教材強調基礎理論知識,有的教材強調實際應用技術,因此,選擇一本合適的教材非常重要。此外,信息技術飛速發(fā)展、日新月異,信息安全問題也是層出不窮,不斷更新。因此教學內容的選擇應該貼合實際需求,才可以提高學生學習的興趣,使得學生在工作中學以致用,而不是學習與現實脫節(jié)。
在實際的教學中,我們首先選擇一些基礎理論知識,譬如:信息安全基本概念,密碼技術、認證技術、安全協(xié)議等;然后在此基礎上選擇一些安全保障技術知識,譬如:訪問控制技術、網絡攻擊技術和防范方法一級惡意代碼分析技術;最后,在此基礎上介紹一些安全協(xié)議以及國內信息安全系統(tǒng)的標準。同時,除了講解書本知識以外,多補充介紹當前出現的國內外重大的安全事件、實際安全問題案例技術分析、國內外重要的安全會議、信息安全競賽以及國家對信息安全人才培養(yǎng)的一些舉措等,調動學生學習的主動性和積極性。
⑵ 教學方法靈活多樣
在信息安全教學過程中,不僅可以采用傳統(tǒng)的理論講解和實驗教學的方法,還可以采用案例分析、專題報告、小組討論、匯報演講等多種教學手段和方法,增加學生在課程學習中參與互動的比例,引導學生從傳統(tǒng)的聽授式的學習方式轉變到研究、拓展和自主的學習模式,從研究和學習中獲得成功的喜悅。
對于比較難學的理論基礎知識,應多聯(lián)系實際,讓學生覺得這些知識不是空的、不實際的,而是在現實中廣泛運用的,從而提高學生的學習興趣。譬如:在介紹密碼算法時,可以介紹一些現實中使用的密碼算法的實際場景,例如:智能卡、RFID、智能家居、智慧城市、云、區(qū)塊鏈等。
對于實際的安全事件,可以運用案例分析的教學手段,首先介紹安全事件的背景,然后在此基礎上運用所學的知識剖析安全問題出現的原因,最后結合所學知識和技術,提出安全事件的解決辦法。
對于當前一個技術熱點,譬如:區(qū)塊鏈,可以采用專題報告的形式,系統(tǒng)地圍繞區(qū)塊鏈的概念、可以運用的場景以及存在的安全問題等詳細介紹。
此外,我們將班級學生分組,以分組的方式讓學生完成一個任務。如結合已經學習的知識,選擇一個當前的安全事件,進行分析和討論,最后以匯報演講的方式展示小組討論的成果。
⑶ 重視實踐教學
信息安全是一門實踐性很強的課程,因此在學習理論知識的同時,一定要注重學生動手能力的培養(yǎng)。譬如,在虛擬機環(huán)境下,以不破壞系統(tǒng)為前提,讓學生進行攻防實驗,這樣即可以提高學生學習的興趣,也可以鍛煉學生的動手能力。同時,現在開源的算法和軟件比較多,可以指導學生測試和分析這些軟件的安全性,同時也可以設計和開發(fā)一些小的安全軟件。
此外,現在國內外信息安全競賽很多,可以提供給感興趣的同學更多了解這些競賽的途徑,輔導有能力的學生參加信息安全競賽。
⑷ 注重學生道德培養(yǎng)
信息安全是一門特殊的課程,學生在掌握相關知識后可以進行一些攻擊實驗,因此需要加強學生的道德培養(yǎng),介紹一些法律和道德標準,引導學生正確的運用自己所學的知識。
4 結束語
網絡空間安全受到的關注越來越多,信息安全也越來越被重視。本文結合教學實際,分析了當前信息安全的現狀和薄弱環(huán)節(jié),針對存在的問題,從嚴選教學內容、采用靈活多樣的教學方法、加強實踐課程教學和注重學生道德培養(yǎng)四個方面提出改進措施,以充分調動學生學習的主動性和積極性,收到了較好的教學效果。
目前,由于信息安全中密碼學部分的學習難度較大,需要一定的數學理論基礎,且比較枯燥,如果僅簡單引入一些算法實例,還不能完全調動學生學習的積極性,可以考慮尋找一些算法運行的實際場景,創(chuàng)造相應的實驗條件,讓學生自己動手編程嘗試去破解含有算法的系統(tǒng),從而更加充分地調動學生學習的積極性。
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關鍵詞 高職 網絡課程 項目化教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
高職職業(yè)學校人才培養(yǎng)目標,或者說其技術性,是由學校的職業(yè)性決定的。我國當前的職業(yè)教育,實際上就是要具備下面的兩項:“技能型”和“實用型”。其中,技能型人才,主要有兩個特征:首先,要能夠綜合運用其專業(yè)領域的知識。其次,他們常需要整個團體進行協(xié)調合作,人際交往能力、溝通表達能力和組織能力成為重要的因素。
1概念
從目前高職計算機網絡專業(yè)教學的現狀來看,其課程教育目標的確定應堅持以職業(yè)應用性、實踐性為主線。突出能力和素質的培訓,建立職業(yè)教育課程體系的技術應用能力。項目化教學已經成為當前很多高職院校專業(yè)課程改革的趨勢。項目教學法,是指將課程教學內容與當前企業(yè)一線的項目案例相結合,通過企業(yè)項目案例的設計與制作,從而促進理論知識和技能實踐的學習的教學方法。通過項目化教學法的實施,讓學生更好地理解所學的知識、技能及一般的項目開發(fā)流程,成為有一技之長、綜合素質較高的專門人才。
2高職計算機網絡技術教學中的主要問題
(1)教學理念的偏差。高職教育負責為社會培養(yǎng)一線的技能型人才和高素質勞動者的雙重任務。計算機網絡課程教學的內容的設定,往往是根據老師或者傳統(tǒng)的網絡教學內容進行,對學生未來的就業(yè)需求、崗位類型和能力發(fā)展缺少系統(tǒng)性的分析、研究和論證。
(2)落后的教學方法。網絡專業(yè)知識學習枯燥,傳統(tǒng)的課堂教學以教師為中心,無法調動學生對網絡知識學習的積極性和主動性,大大降低了課堂效率。
(3)理論與實踐脫節(jié)。高職教學階段培養(yǎng)學生為技能型人才,特別是很多學校的實驗設備不足或者過于老舊,只能過多的強調理論知識的學習,從而無法與企業(yè)生產相結合,導致理論與實踐往往脫節(jié)。
3在計算機網絡技術課程中項目教學法的應用
3.1計算機網絡專業(yè)課程教學目標體系的確立
計算機網絡教學的項目化教學是有教學層次的,先制定專業(yè)課程總體教學目標,然后在此基礎上制定更為詳細的階段性目標,從網絡課程知識目標、網絡能力目標、素質目標等多個方面進行設計,使學生能夠達到基本的網絡技術應用能力。上面為第一層次的教學目的,在第二層的教學目標中,著重培養(yǎng)學生獨立構建網絡的能力。根據企業(yè)實際項目案例,讓學生根據其所學的網絡知識和技能,獨立完成網絡系統(tǒng)工程的各個環(huán)節(jié)。第三層次的教學目標是培養(yǎng)學生的綜合專業(yè)技能和網絡安全技術。這一階段是讓學生到網絡公司實習和實踐,參加網絡工程項目,找出知識和技能的不足,加強自我學習能力。
3.2 改變教學模式,提高教學效率
合適的教學模式,是提高網絡課程學習效率的重要保障。根據高職院校的特點,改變傳統(tǒng)教學中落后的教學模式,教師要積極學習新的教學方法和創(chuàng)新的教學手段。計算機網絡技術課程中的理論知識較多,并且很抽象,學習起來枯燥無趣。教師可以在課堂上,嘗試使用多媒體教學,或者以簡單易懂的工程項目案例,把抽象復雜的計算機網絡技術知識講解給學生,引導學生理解和掌握所講知識。
3.3 選取適當的項目
項目教學法的實施步驟包括確定項目、制訂計劃、組織實施和成果展示和評估、歸檔等,因此必須要選擇合適、恰當的項目案例,在設計項目的時候要以課程內容為根據,最好以企業(yè)的工程案例為教學材料,當然其中要包含重要的教學知識點,要達到相應的知識目標、素質目標和能力目標。在計算機網絡技術課程教學過程中,教師要引導學生學會發(fā)現身邊實際的案例素材,這樣更有益于學生對知識點的深刻理解和記憶。
3.4課程項目情景設計
課程項目情景設計是項目化教學的一個重要環(huán)節(jié),是項目化教學的細化任務和目標,是體現老師備課水平的依據,也是上好一節(jié)課的關鍵。項目情景設計包含:項目情景設置、子項目設計、子項目情景設計、子項目任務和目標、考核方式等。這要求老師對項目進行詳細劃分,明確每個階段、每次課的任務和目標。項目情景設計要以實際工程項目為素材進行設計,這要求老師有豐富的企業(yè)實踐經驗。
3.5項目評價
項目評價主要有三種形式:項目組內自評、小組之間的互評、教師綜合評價。每部分以表現、操作、結果和創(chuàng)新為著力點,以學生技能的應用和解決實際問題的能力為中心。這樣,不僅可以提高學生的參與精神,還能調動其積極性。老師還要對學生參與項目中的作用、參與的程度、成果等進行評價,然后給出項目評價的分數和建議。
4結語
高職院校的網絡技術課程教學很適合采用項目教學法,要以學生為主體,充分激發(fā)學生的學習興趣、主動性和積極性,能夠培養(yǎng)學生自主分析的能力,把理論和實踐相結合,提升學生的操作能力、學習能力和競爭能力,這樣才是真正的“面向市場,以就業(yè)為導向;面向學生,以職業(yè)能力為中心”。
參考文獻
[1] 劉振華.高?!缎畔⒓夹g基礎》課程教學模式的研究[D].保定:河北大學,2004.