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1 概述
目前,在我国很多高校开设了网络信息安课程,该课程是信息安全专业的一门基础课,也是网络工程专业的一门必修课。网络信息安全课程理论性强,实践性强,并且教学内容随着信息技术的发展也在不断地变化,这给教学工作带来很大挑战。由于专业性质不同,为了使网络信息安全课程的教学符合网络工程专业的特点,并且跟上信息技术瞬息万变的步伐,达到培养人才的目标,我们在多年教学实践的基础上,不断地进行总结和探索。
2 网络工程专业特点
网络工程是将计算机技术和通信技术紧密结合而形成的新兴的技术领域,尤其在当今互联网技术以及互联网经济迅速发展的环境下,网络工程技术已经成为计算机乃至信息技术界关注的重要领域之一,也是在现代信息社会中迅速发展并且应用广泛的一门综合性学科。网络工程专业自从上世纪90年代起,陆续在我国很多本科高校中都有开设。
网络工程专业的培养目标是:掌握常用操作系统的使用、网络设备的配置,深入了解网络的安全问题,具有综合性的网络管理能力,可以胜任中小企业的网络管理工作,并具备发展成为网络工程设计专家的能力[1]。以商丘学院(以下简称“我校”)为例,该专业是我校重点建设的专业之一,计算机网络课程现已成为校级精品课程,所属计算机网络实验室被评为河南省级重点实验室。在校学生一二年级主要学好程序设计、网络原理、操作系统等专业基础课,三四年级主要学习网络设备管理、综合布线、网络组建、网络信息安全等专业核心课程。在学生学习的时间安排上留有余地,引导学生扩大知识面,关注学科前沿,鼓励学生利用好实验室来培养自己的实践能力和创新能力。因此,网络信息安全成为我校高年级学生的一门必修课。结合网络工程专业特色,网络信息安全课程多年来在我校网络工程专业一直开设并收到很好的效果。
3 网络信息安全课程开设现状
网络信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。信息安全是国家重点发展的新兴交叉学科,具有广阔的发展前景。由于我国在信息安全技术方面的起点还较低,国内只有少数高等院校开设“信息安全”专业,信息安全技术人才奇缺。网络信息安全课程在信息安全专业是必不可少的核心课程。
目前,我校网络工程专业网络信息安全课程的开设还是以理论教学为主,实践教学为辅的教学模式。在学时分配上我们采用“34学时理论+18学时上机”的模式。在考核方式上采用“20%平时表现+80%理论考试”来计算总成绩。结合信息安全技术发展迅速的特点,在教材的选用上我们不断更新教材,以求跟上时代和技术的潮流。我校先后选用吴煜煜[2]、周明全[3]、石志国[4]、袁津生[5]等人主编的教材,这样教师也在不断地学习最新知识和专业技能。由于该课程是一门交叉性综合性学科,学好这门课程要求学生必须具备良好的程序设计能力,过硬的数学、操作系统和网络知识。该课程的先修课程为:高级程序设计(C、C++、Java)、计算机网络(TCP/IP)、操作系统(Unix和Windows)、数据库系统。该课程教学内容主要包括:网络安全的基本概念、加密与解密、公钥体系、TCP/IP协议安全、应用层安全、攻击与防御、网络站点的安全、操作系统系统与数据库的安全。
网络信息安全这门课程是一门理论和实践相结合,应用性很强的交叉性综合性课程。理论知识涉及面广且抽象,实践问题规模难度大。这样的特点不仅要求教师具备过硬的专业技能和授课水平,而且要求学生具备扎实的理论功底和和较强的实践能力。该课程在我校是网络工程专业开设的一门必修课程,它既不能像信息安全专业开设的专业课那么详尽和深入,也不能像普及网络安全知识一样成为公共选修课那样浅尝辄止。这就要求教师必须在有限的学时内将网络信息安全课程最基本的原理、最常用的技能传授给学生,使学生能够解决最常见的网络安全问题,成为能够学以致用,能够解决实际问题的人才。因此,必须结合网络工程专业特色和我校学生水平进行教学,才能使教和学的效果都达到最优化,达到培养人才的目标。
目前,现有的教学模式仍然停留在重理论、轻实践的层次上。学生在课堂上与老师的互动性不强,特别是学生的学习积极性不高,对信息安全课程学习的兴趣不持久,实践能力不强,而且现有的考核方式已不适应课程的发展。通过近几年的教学实践,结合目前网络工程专业开设的网络信息安全课程在教学中存在的问题,从培养应用型、创新型信息技术人才的角度来出发,我们尝试对网络信息安全课程进行改革和探索。
4 教学改革与探索
4.1 翻转式教学模式
互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用,使“翻转课堂式”教学模式[6]变得可行和现实。学生可以通过互联网去使用优质的教育资源,不再单纯地依赖授课老师去教授知识。在课堂上,学生和老师的角色则发生了变化。老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识。我们在课堂教学的组织中参考林地公园高中的经验:一、创建教学视频。我们根据上课的内容和教学目标,使用录屏软件将课件和讲课声音录制下来,然后将课件或视频通过网络分发给学生。让学生在上课前进行先行学习并收集好学生反馈的问题。二、组织课堂教学。教学内容在课外传递给学生后,课堂内更需要高质量的学习活动,让学生有机会在具体环境中应用所学内容。这样学生先自我学习或通过讨论来掌握知识点,结合学生反馈的问题,在课堂上再由教师主导开展关键问题的研讨,安排相应的课程实践。该方法在国防科学技术大学徐明的论文[7]中提到,可以作为改革教学模式的一种方法来学习使用。
4.2 理论与实践相结合的教学模式
理论授课均在多媒体教室进行,理论授课要与上机实践相结合,网络安全实验均在我校计算机网络实验室完成,学生上机操作并提交实验报告。计算机网络实验室是我校网络工程专业的专业实验室,实验室采用圆桌模式分为8组,每组8位同学,能同时满足64位学生做实验。我们结合近几年的教学经验,参考袁津生[5]等教材,安排了如下实验:①VMware虚拟机与网络分析器的使用;②RSA加密算法的分析与实现;③加解密算法的分析与实现(DES、AES等);④Hash算法MD5;⑤剖析特洛伊木马;⑥使用PGP实现电子邮件安全;⑦X-SCANNER扫描工具;⑧用SSL协议实现安全的FTP数据传输。除了正常安排的16个上机学时之外,增加实验室开放时间,为对网络安全有兴趣的学生提供更多的实践机会。通过在计算机网络实验室的学习和实践,使学生加深对网络信息安全原理和技术的认识,提高网络技能和实践能力,增加他们在将来的就业竞争中的优势。另外,工学结合,引进第二课堂,创建实训基地,争取在网络安全相关的企业和公司建立实训基地,加强合作,让学生有实践的机会,提高实践能力和就业能力,这是我们以后也要逐步探索的教学方式之一。
4.3 教学方法的一些改进
兴趣是最好的老师。多讲一些实例,可以采用任务驱动的方式培养学生的兴趣。比如上课前提出一个问题再开始讲课。例如:假如你是一个公司新任的网络管理员,需要对某台路由器进行相应的配置,但是你不知道该路由器的enable密码,该怎么办?这样就能驱动学生主动思考完成任务的方法,主动学习。一定要结合学生实际,避免“填鸭式”教学方法,做好师生互动。另外授课要尽可能地生动、幽默。
课堂知识、搜索引擎、论坛和专业站点、期刊论文(CNKI),这些都是学好网络信息安全的重要资源。在教学过程中,一定要利用好搜索引擎、论坛、期刊论文等,关注前沿的信息安全领域发展动向。
增加先驱课程知识的讲解。网络信息安全涉及到的数学知识我们参考裴定一教材[8]。例如,数据加密与认证技术的内容涉及到模运算、矩阵置换等数学知识,在讲解相应的数据加密知识时一定要将涉及到的先驱课程知识讲解清楚。
以就业为导向,鼓励学生积极参加网络信息安全工程师认证考试。鼓励对网络安全有兴趣的同学进行更加深入、更加专业的学习。
4.4 加大投入、完善网络信息安全专业实验设施
完善的网络信息安全实验平台[9]应该以网络为基础,将网络原理、网络程序设计、信息安全技术和网络实践类等课程集成在同一平台上,采用群组动态交互式实验方法,利用共享网络墙形成公共实验载体,实现网络实验从单设备组网到不断叠加和扩展,使学生从规模化的网络中理解路由协议和网络效率。在这样的实验平台下,利用共用服务器,各个群组组成网络攻防、信息战等实际场景,根据现场不断变化的信息实时设计技术方案,灵活应对网络的动态变化,做出快速的反应与调整,以培养学生高度的应变设计能力。
4.5 改革课时分配和考核权重
网络信息安全是一门理论与实践并重的课程,在今后的教学中,要逐渐增加实践课程的教学。为了增加学生对实践能力的重视,要合理分配理论考试和实践考试的权重,在现有考核模式的基础上逐步增加实践成绩的权重。在考核的形式上,综合卷面成绩和平时表现成绩,平时表现的成绩注重关注实验小组讨论的表现,个人实践的表现等。
5 结论
网络信息安全的形式随着信息技术的发展在日新月异的变化,网络信息安全课程也是一门发展变化很快的课程。根据该课程的特点,我们在以后的教学过程中要不断的学习最新科学知识,关注网络信息安全领域前沿动态,结合课程内容,合理设计授课内容、授课模式以及考核方式。今后,大规模开放在线课程(MOOC)的教学方式随着新一轮的教育改革浪潮也会逐步地应用到网络信息安全系列课程的教学上。总之,网络信息安全课程的教学要在教学实践中不断总结、改革和探索。
社会信息化的程度越来越高,网络信息安全问题也日益突出。从大的方面来讲,网络信息安全是关系国家安全和主权、社会稳定、民族文化继承和发扬的重要问题;从个体角度来说,关系到公司单位重要经营信息,及个人隐私。当前,我国基础信息网络和重要信息系统安全面临的形势十分严峻,对于置身于网络社会的每一位在职人员,增强网络信息安全意识,加强自我防范,任务十分艰巨。
与此相对应,作为社会新生代的大学毕业生,应具备良好的信息安全素养,掌握必要的信息安全知识和防范技能;而作为培养社会骨干人才的各高校,在着力培养信息安全专业人才的同时,不应忽视网络信息安全在非计算机专业教学体系中的作用和地位,有必要将网络信息安全教育作为衡量大学生综合素质的一项重要指标。
2 非计算机专业“信息安全”教学现状
经过调研,大多数的高校针对非计算机专业信息安全教育仅限于两个方面,一是“计算机基础”课程中包含的计算机病毒及防范知识,这些教学内容过于简单和陈旧,难于应对当今复杂的信息安全形势;二是部分高年级同学选修的“网络信息安全”课程,该课程知识结构特点要求学生不仅要具备相当的计算机基础,而且还要具备较为深厚的数学功底。[1]对非计算机专业的学习者而言,教学内容显得过于理论化和专业化,晦涩难懂,教学手段和方法单一,实际效果不佳。
针对非计算机专业大二大三学生进行网络问卷调查,设计的问卷主要包括3个复选题:(A)您认为所学专业会涉及涉密信息的泄露吗?(B)您知道发生网络信息安全事件类型有哪些?(病毒、蠕虫、木马、网络钓鱼、篡改网页、拒绝服务攻击、应用软件纵、未经授权的入侵、移动无线应用入侵、数据库受到威胁、系统漏洞、垃圾邮件)(C)您知道网络信息安全造成的后果有哪些?(硬件损坏、网络瘫痪、网络不正常、知识产权被盗、ERP等关键应用瘫痪、文件丢失或被破坏、身份被盗用、客户资料泄密、被欺诈或被勒索、公司资料下载泄密、其他),最后将问卷结果量化分析,结果令人堪忧,反映出高校在网络信息安全教育上的缺失。如图1所示。
3 构建“三导一体”信息安全教学体系模型
网络信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科,对于非计算机专业信息安全教学而言,鉴于学习者的基础知识和就业岗位需要等差异,特别是受到专业侧重点和教学课时的约束,教学难度大。在分析非计算机专业在校生实际教学实际的基础上,尝试通过MOOC教学资源平台,[2]构建 “三导一体”网络信息安全教学模式,即以课堂教学为主体,以班级教育、知识(征文)竞赛、宣传活动(知识讲座、网络论坛等)为辅助的综合教育模式。
3.1 课堂教学为主体
课堂教学是素质教育的主渠道,是高校非计算机专业“网络信息安全”教学的主体。在原有的网络信息安全教学内容基础上,适当增加计划课时,补充相关教学内容,在有限的机房实验时间内,精选案例和演示,完善上机实践环节,激发学生好奇心和求知欲,力求教学效果最优化。
3.2 班级教育为指导
在日常班主任、辅导员的安全教育中融入网络商务犯罪和网络欺诈案例,从法律和道德层面去了解认识网络信息安全的重要性和必要性,指导日常相关言行。[3]
3.3 知识竞赛为引导
有计划地开展信息安全知识竞赛或征文比赛,教师收集网络信息安全知识形成若干难度适中的竞赛题库,在校园网络的MOOC平台中,充分调动学生积极性,起到以赛促学的目的。
3.4 主题宣传为传导
校园内定期开展信息安全宣传活动,通过网站专题、讲座、展览和微信等形式,传递信息安全知识,创建信息安全的良好教学氛围。
通过MOOC 网站平台实现资源整合,教师、班主任(辅导员)、学生、社团相互协同配合,多方联动,形成合力,最终达到预期的教学效果。
4 教学中存在问题与改革思路
“三导一体”信息安全教育体系模型确立后,将两个校区作为研究对象,开展了为期1学年的专项课题研究,通过SPSS工具的独立样本T检验,分别对两校区的期初和期末数据进行比对,得到的统计量表和独立样本检验表显示,两总体的均值存在显著差异,效果显著。针对研究工作中存在的问题和改革创新思路,摸索并总结出几个关键性的问题。
4.1 教学定位
准确定位课堂教学,明确教学目标,[4]有利于教师更好地把握教材、了解学生,有利于全面提升学生素质,不断提高学校教学质量。
各行业对信息安全的要求各异,教学目标大致可以分为三个层次:信息安全技术开发应用、信息安全服务管理员和信息安全工程师、信息安全相关理论科学研究。[5]对于非计算机专业信息安全教学,应明确定位在信息安全技术开发应用层面,即要求掌握信息安全的基础知识,在生活、学习和工作中可熟练地使用当前比较流行的软件,保护系统的基本网络安全,确保信息不被泄露,抵抗基本的攻击。
围绕教学定位,根据不同专业实际情况,调整并完善非计算机专业整个教学计划。
4.2 教材教案
教材与教案是巩固教学改革成果、提高教学质量、造就高素质人才的重要环节。针对非计算机专业的特殊性,教学内容方面尽可能贴近各专业实际,如财经类专业包含财经信息安全案例等,强化实际应用和操作实践,摈弃部分理论,如复杂的密码技术和算法等,结合实际,适时增加新的教学内容,如移动终端(手机、IPAD等)有关信息安全知识和防范技巧。
由于信息安全涉及的理论、技术比较丰富,采用深入浅出的多媒体动画、视频课件帮助学生理解深奥、庞杂的信息安全概念,加深学习者对知识印象。[6]
4.3 师资培养
教师是完成教学工作的基本保证,一支好的教师队伍必须要有素质优良的学科带头人。从专业化的角度,应该对教师的教学方向有所分工,有所侧重;从教师的角度,教师本身应该主动接受新生事物,关注信息安全的发展,主动学习信息安全新技术。[7]
4.4 实验建设
单纯的理论教学很难激发学生的学习兴趣,学习效果也达不到预期目标。通过精心组织实验教学,让学生亲身体会网络信息安全攻防演练,比如数据篡改,口令窃取等等,并不断完善和规范信息安全实验教学体系。[8]
网络信息安全的实验环境往往带有一定的开放性[9]、破坏性,网络机房采用了硬盘还原技术,或者采用VMWARE 等虚拟机软件技术,通过在一台实体计算机上安装任意台的虚拟机,模拟真实网络服务环境,解决了网络信息安全教学备课、教学演示中对于特殊网络环境的要求问题。[10]
4.5 网络资源
“三导一体”教学体系离不开信息安全教学资源的支撑作用,将收集到的教学案例、软件工具、教学课件和动画、视频等相关教学资源进行整合,建立相关资源库,通过网络媒介,有助于师生全天候高效地获取资源,更好地实现互动式教学,弥补非计算机专业信息安全教学课时不足的缺憾。
4.6 教学方式
充分调动非计算机专业学生积极主动学习网络信息安全的积极性。在授课过程中,结合课程特点,尝试采用探究式学习方法、问题驱动和任务驱动等教学方法,以具体问题为引导,使学生在解决问题过程中掌握和理解网络信息安全的基础理论和基本方法,引起同学们的兴趣,激发求知欲。[11]在教学过程和实验器材的管理中让有兴趣的同学参与管理和教学过程,组建相关学生社团,也起到了良好的辅助效果。
5 结语
网络信息安全是信息时展产生的一门重要学科,网络信息安全成为高校非计算机专业教学体系的重要一环是发展的必然趋势。目前,该项研究工作尚处于起步阶段,各院校应根据自己的实际情况和专业要求,加大教研力度,设定合理的信息安全教学目标,不断完善课程体系,充实教学内容,增大教学资源的投入,确定科学的考核要求,培养更全面、高素质、全方位的综合型人才。
学习情境1通过学习局域网的通信特点和安全隐患,掌握局域网的安全部署。学习情境2让学生以本人使用的主机为起点,了解主机容易遭受的病毒和攻击,学习如何保护主机的安全。学习情境3展现网络信息离开本地主机、本地网络后所面对的外网通信环境,分析在传输通道中存在的大量安全威胁,提出具体的保护策略。学习情境4将前三个学习情境应用到具体的网络环境中,根据校园网、企业网具体的特点和安全需求来设计安全方案,这一过程既是所学知识的回顾也是将知识应用的实践和创新。针对每个项目,在教学中都设置具体的基本任务和拓展任务。基本任务是对项目基本内容的综合应用和考察重点,主要在课堂教学和实验教学环节完成;拓展任务具有一定的难度,是对本项目知识在深度和广度上延伸,也可将本项目与其他项目结合起来考查学生能力,一般布置在课外或自学环节。如在项目1中,可将基本的IP、TCP等协议的捕获与分析作为基本任务,而将针对聊天软件QQ或在线视频播放器PPTV等网络通信的捕获与分析作为拓展任务,或者将IP协议分析与网络攻防结合起来作为拓展任务,从多个方面、层次激发学生自学的兴趣,培养其钻研精神。
2情境教学的开展
2.1基于情境—案例的课堂教学
将案例教学引入“网络安全”的课堂教学,有助于把较为抽象的网络安全基本原理和技术知识蕴含于具体的案例中,变枯燥的理论学习为主动解决问题的求知过程,从而激发起学生的兴趣并充分调动学习的积极性。我们根据所设计的学习情境开展教学,学习情境1设计了窃取密码、邮件的安全传输、校外访问校内网资源、信用卡电子交易犯罪、Web通信身份认证和加密等案例;学习情境2首先由教师讲解计算机病毒的发展历程,辅以尼姆达、CIH、梅丽莎和熊猫烧香等著名病毒为例,指导学生关注计算机病毒及操作系统安全;学习情境3中,教师从已有的经典网络攻击案例入手,通过讲解攻击原理进而分析对应的防御方法,讲解防火墙时以古城墙为例比较二者的功能与作用,从而更加生动地诠释出防火墙的作用和地位;学习情境4以校园网为经典案例,向学生介绍网络安全体系的结构、安全策略的制定、安全技术的应用、安全工具的部署及安全服务防范体系的建立。
2.2基于情境—任务驱动的实践教学
“网络安全”课程的实践教学采用“实践说明—示范引导—任务布置—纠错重做—总结拓展”的模式开展。“实践说明”指实验开始前需对实验内容、目的、要求、考核方法等进行详细的说明;“示范引导”指教师边演示边讲解实验的基本内容,然后向学生布置实验任务,教师在巡视中给予学生实验的开展以纠错和针对性指导,并在实验完成后总结学生的实验过程和表现,进而向学生布置与本实验相关的拓展任务作为自学内容。以学习情境1为例,教师可采用以下步骤组织实践教学:第一,教师在课前实验准备中搭建好捕获环境;第二,课程开篇介绍背景知识,让学生了解局域网的通信特点,教师执行一次捕获,得到FTP用户名和密码,向学生直观展示FTP协议的安全隐患,鼓励学生在10分钟内通过阅读教材或互联网搜索的方式学习和了解协议捕获的方法及原理;第三,教师演示协议捕获的完整过程并布置实践任务(需告知学生本次实践的考核标准);第四,学生两人一组分工合作完成实践任务,重在提高学生的动手能力并培养合作精神;第五,教师对每一组的完成情况予以检查并进行针对性指导,组织学生对协议分析的方法、网络协议的安全性开展讨论,由教师完成课堂教学内容的总结;第六,教师提出拓展实践的任务,要求学生捕获其他网络协议并进行分析,进一步培养学生自学及灵活应用知识的能力。
3情境教学推进学生主动学习
主动学习使学生直接参与到问题的思考和解决中,从而获得更多的知识,明白自己学到了什么和怎样学习。“网络安全”课程在情境教学中结合授课疑点卡、自选讲题和安全周报等方法推进学生的主动学习。
3.1学习情境的动态观察—安全周报
“安全周报”指每周邀请一位同学解读国家互联网应急响应中心(CNCERT/CC)最近一期的网络安全信息与动态周报,鉴于该周报内容丰富、更新及时,涉及本周网络病毒的活动情况、网站安全情况、重要的安全漏洞、政府监管和政策法规动态、网络安全事件与威胁及业界动态等多个方面,及时了解周报不仅有助于学生了解本周网络安全的现状,而且能够促使学生进一步直观感受网络安全复杂度高、涉及面广、变化快等特点。
3.2学习情境的深入研究—自选讲题
自选讲题要求学生自由组成3-4人的学习小组,通过讨论确定讲题对象和类型,独立完成学习报告,并制作成PPT演示文件向教师及全班同学进行汇报演讲。“网络安全”课程的每个学习情境均设有案例和综述两种类型的讲题,案例类讲题要求学生针对该情境中的一个经典案例展开深度分析和讲解;综述类讲题要求学生针对该情境中某一项安全技术展开研究,要求涉及技术背景、技术现状以及技术展望等。教师对学生选题应有所调控,保证每个学习情境及每种讲题类型都有小组涉及。实践结果表明,自选讲题的方法能够充分调动学生自学的积极性,营造良好的合作氛围,提高学生的表达能力。
3.3学习情境的全面回顾—授课疑点卡
授课疑点卡指在每一个学习情境将要结束时,教师要求每位学生对所学知识进行思考,并写下学习中对概念、内容或实践环节最不清楚的地方,且以电子邮件的形式反馈给教师,教师对普遍存在的问题在下次授课时予以讲解,个别问题则通过回复电子邮件的方式来解答。记录学习中的问题和建议有助于学生回顾学习过程、理清知识结构和学习思路,以便开展更有效的学习活动,也有助于教师及时纠正学生的错误理解,进而改进以后的教学。
3.4学习情境的综合应用—方案设计
方案设计要求学生针对校园网、企业网或政府网设计出一个网络安全方案,这是对学生综合能力的一次考评,有利于学生回顾整个课程的学习,将知识全面应用到一个具体的网络环境中,健全其整个安全知识的结构。
4评估方法的创新
该课程的评估原则有:注重工作能力的考评,在试卷中体现平时工作内容;注重工作结果的考评,平时作业存档作为评分依据;注重工作理解的考评,在实验打分中考查学生对实验的理解层次。具体应用中采用笔试、口试、表现评分、实验报告与大作业相结合的方法来测评学生的学习情况。笔试是传统而有效的考核方法,笔试题目要求反映学习效果,并根据学习效果考查学生的成绩。口试要求学生对学习情境中的概念问题加以阐述。表现评分根据学生在自选讲题和安全周报中的具体表现予以评价。实验报告要求学生记录实验的目标、实验内容、实验步骤、结果综述以及拓展任务的开展和完成情况,这一考核帮助学生理清本次实验的思路,总结经验,督促学生在课外完成拓展任务并给出详细的记录。大作业要求学生针对校园网、企业网或政府网给出一个网络安全方案,这是对学生综合能力的一次考评,有利于学生回顾整个课程的学习,将知识全面应用到一个具体的网络环境中,健全其整个安全知识结构。笔试一般安排在整个课程结束之后,集中开展;口试安排在每个学习情境结束之后,分批开展;表现评分、实验日志和大作业在学生完成任务或递交作业之后开展,并及时予以评价,有利于学生在课程后继环节中及时调整学习方法,更有效地开展学习。
5结束语
关键词:计算机网络安全;计算机教学;虚拟技术
中图分类号:TP39308-4文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)05-0213-02
当今时代以信息化社会的到来而区别以往,其明显的标志是信息技术的应用和发展,而信息技术的应用与发展又凸显于计算机与互联网结合应用所形成的信息载体,由之所打造出的信息产业。计算机与互联网作为信息社会的高效率工具和标志性工具作用所须臾不可缺少,但也随之出现了计算机网络的不安全问题。计算机网络的不安全问题表现为物理意义的和逻辑意义的两个方面。物理意义方面是体现于系统设备和和相关设施方面的,逻辑意义是体现于信息保护方面的。计算机网络安全问题的出现促进了计算机教学对这个方面内容的重视,将虚拟技术包含于计算机网络安全教学内容中就是一个明显的标志。虚拟技术是网络技术中的后发性技术,是适应于保障网络环境安全、稳定而诞生的,如何将虚拟技术结合进中职计算机网络安全教学内容中,便于学生的学习和掌握,是需要从教学思想和教学方法上认真探索的。
一、中职计算机网络安全教学的必要性
计算机网络安全问题从大的范围来说,是目前国际社会所共同面临的问题,从局域范畴来说,只要利用计算机就会有发生计算机网络安全隐患的威胁,因为计算机网络安全问题就是计算机信息安全问题,是发生在计算机的软件和硬件被破坏的情形下,也即计算机所存储的数据信息被篡改、被盗取或被泄漏的情形下。国际标准化组织ISO对于计算机网络安全给出的权威性定义为:采取相应的管理、技术和措施,保护计算机网络系统中硬件、软件和数据资源不遭到更改、泄露和破坏,使计算机网络系统正常运行,让网络发挥更大更好的作用。[1]
事实上计算机网络安全问题不断出现,很多典型的案例令人们触目惊心。如发生在美国的由斯诺登曝光于世的“棱镜事件”,美国通过超级网络监控软件获取所要监控地区、国家、要人、单位、系统、百姓的私密信息。据国家互联网应急中心的数据,2013年8月19日至8月25日一周内,国内就有大量的网站被篡改,仅政府网站被串改数量就达384个;这一时间内感染网络病毒的主机数量竟然近70万台,被木马、僵尸程序控制的主机与感染飞客蠕虫的主机也都达数十万台。发生在我们身边的计算机网络安全问题也是不少的,无论出现怎样的问题,都会给信息拥有者和使用者造成极大的损失和麻烦。
计算机网络安全问题频发的事实告诉人们要重视计算机网络安全问题,社会的需要就是学校应该对学生进行知识和能力传授和培养的内容,也即中职学校对学生的培养教育必须与社会需要衔接起来,提高学生的能力素质,增强学生的就业竞争能力能力,计算机网络安全课程也就必然地中职学校计算机教学中被重视起来。
二、虚拟技术进入中职计算机网络安全教学课程
1.虚拟技术
随着计算机技术的不断发展,计算机应用范围的越来越广泛,对计算机网络安全的要求也越来越高,并广泛地应用到社会生活中的各个方面。[2]社会发展的需求导引中职学校开设计算机网络安全课程,但这方面的教学内容复杂,难度大,尤其需要实验教学的辅助作用,以将理论和实践结合起来。尤其在虚拟网络技术出现后,该技术对于计算机网络安全的保障作用被普遍看好,在社会上普遍采用的同时,也迅速进入中职计算机网络安全教学课程。
虚拟技术实际上就是虚拟计算机技术。就是在计算机的实际使用中,利用对一个计算机主机软件系统的技术操作,将之模拟成其他计算机的操作系统,形成虚拟计算机,也称逻辑计算机,如对VMware(VMWareACE)、VirtualBox和VirtualPC的利用,在Windows系统上虚拟出多个计算机,这个系统以虚拟机和主机的构造存在,二者具有相同的功能,相同的芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、硬盘、光驱、串/并口、USB控制器、SCSI控制器等设备和共同的显示窗口。自然,虚拟机满足的是拥有其用户的一套系统,是根据其拥有用户的实际需要虚拟出来的,且可以根据拥有者的意愿,来选择要连接出的虚拟机的数量,以虚拟机来满足拥有者的使用用途,既然是拥有者为满足自身使用意愿所构建的,那么,这种虚拟机就是非公用的,难于被其他用户所利用的,在计算机网络安全方面,虚拟机更能够提升工作效率和安全性。
2.将虚拟技术应用到教学中
虚拟技术的学习和掌握必须通过实验教学来实现。要将虚拟技术应用到中职计算机网络安全的实验教学中,首先需要选择相应的虚拟机,在选择虚拟机时会涉及到选择数量问题,也即一台计算机应连接多少各虚拟机为好,有研究者提出:“在计算机连接时一台计算机可以连接到多个虚拟机中,在教育教学中一定要根据课程实际需要,合理的选择虚拟机的个数,这样在实际中才能更好的让虚拟机运作起来,也不会过多的占用硬件资源。[3]当然,一台计算机可以连接虚拟机的数量不仅仅是能带动的具体数量的问题,还要考虑到网络服务器的性能,在保障安全性和相应性的基础上设计,因为虚拟机在实际运行中会占用计算机的内存,计算机的内存足够大是先决条件。
将虚拟技术应用到教学实践中,增加了计算机这门专业课程学习的难度,是对以往这门专业课程内容的扩充和难度的提升。那么,首先要求教师要认真学习和研究其技术要领,在具备相应技术能力的基础上实施教学,在教学过程中得以把技术要领讲解清楚,学生能够听的明白,能够动手操作,扎实第掌握利用虚拟技术的能力,不至于走过场,不至于让学生赶到不好理解和不易操作。在教学过程中,需要教师建立好实验模版,更细致、更精密、更准确地施以计算机虚拟技术的讲解,让学生能够在计算机网络安全的教学过程中,来充分了解其技术的操作规范和细节。譬如教师一般会教授给学生一些系统性危险的知识,会给学生讲解一些计算机木马、病毒的知识。教师在讲解这些知识时,可以利用虚拟技术结合实际教学给学生进行演示,通过虚拟技术的演示,学生就能够更好地理解计算机网络完全方面的知识,学生也会对相应的病毒有进一步的认识,并将其纳入到自身的知识结构中,从而更好的理解计算机网络安全课程的知识,取得较好的学习效果。[4]
毋庸置疑,虚拟技术进入中职计算机网络安全课程,对于教师和学生同时体现出“加码”的意义。对于教师说来,提出了必须积极扩充这方面的知识和能力的要求,是对教师专业素质和职业能力的提升;对于学生说来,在增添计算机专业知识和能力的储备上、对于学以致用上说来是具有正效应的,还能够有助于学生更加具体深入地理解所学习的知识,能够启发学生对于计算机应用空间有很多余地等待利用者在利用过程中创新发明,提高其应用效率的思维方面和技术方面的认知,从而解放思想,积极地完善自身的知识结构,不但能够将计算机应用技术学“新”,更能够将掌握和驾驭计算机应用技术学“活”。[5]为社会培养出具有创新思维的高素质计算机技术的人才,既可以提升学生的就业竞争能力,关乎个体的专业技术能力,又会以计算机应用技术的普及和创新促进我国计算机应用技术的提升。
参考文献:
[1]百度文库.计算机网络安全课后答案,xie520lian2012-10-07.
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关键词:网络;中小学生;网络安全教育;措施
安全问题历来受教育机构重视,保证学生身心安全,是诸多学校进行教育时重点考虑的问题。中小学生具较强可塑性,对新知识和信息充满好奇。同时,该年龄段的学生在心理和身体上都不成熟,自控力、甄别能力低,这就更需要学校做好网络安全教育工作,指导学生安全上网,趋利避害。
近几年大容量的信息方便受众学习的同时,也常混杂着不适合青少年观看的信息,如暴力语言、低俗图片、视频等。要解决网络带来的安全问题,首先要对学生进行网络安全教育。学校和教师则在网络安全教育中承担着主要角色。当下,我国的网络安全教育面临学校不重视、教育方式错误等问题,怎样正确引导学生面对网络,考量教师的水平,也是学校教育观念转变的体现。
一、中小学生网络接触现状与存在的问题
近几年,随着信息技术的飞速发展、网络的普及,无孔不入的网络闯入了中小学生的学习和生活中。不论是手机还是电脑,只要联上网,世界各地的信息皆在“屏幕之中”。中小学生的网络接触现状和问题有以下几点:
(一)学生接触网络的机会增多,年龄也越来越小
随着我国经济水平的普遍提升,电脑、手机等网络终端也飞入了寻常百姓家,这在20年前是不可想的。如今,电脑也不再是什么稀有品了,农村里许多家庭都已经安装,学生们放学回家就可以玩电脑,看视频。一旦开通手机的上网功能,中小学生便可畅通无阻的网上冲浪。
(二)上网多是休闲娱乐,学习不是主要目的
现在的学生,所谓的上网,大多就是聊一聊QQ,认识几个网友,收发邮件,或者弄弄空间、微薄,发发心情什么的。比较痴迷的一些学生就是打网游,可以不吃不喝打通宵,这种情况比较严重,往往既耽误学习,又伤身体。通过上网来主动学习是很少的。
同学们对网络充满了好奇,网络知识也多半是从同学那里得来的,从学校获得的网络知识很少。大部分情况下,老师和家长是不太愿意让同学们进网吧,在他们的眼里,上网多是无益于学习的。这就是“堵”多过于“疏”。
(三)个人信息容易泄漏,隐私得不到有效保护
在学生上网过程中,很多网站需要注册登陆,个人的手机号码,姓名,年龄、家里电话经常因此被泄漏,骚扰电话和短信便接踵而来了。有些同学的QQ被盗,里面许多照片再也找不回来了。更有甚者,在网购时,没有安装一定的安全软件,自己的身份证号和银行卡号被他人所知,后果严重。
(四)网友见面多半是个坑,小女生上当几率大
中小学生的好奇心重,甄别能力弱,当遇到网友约见时,很少人会考虑会是骗局。然而,在现实生活中,网友见面,多半是个坑。特别是一些单纯的女学生,经常被“劫财劫色”,身心遭受创伤,给自己的学习生活带来了无尽的痛苦。
二、中小学网络安全教育现状
(一)观念滞后,网络安全教育缺乏重视
在网络新时代,威胁安全的手段和方式发生了变化,信息也能威胁安全,如充斥屏幕的犯罪信息。当中小学生以单纯的想法去度量网络上的虚假信息和诈骗、犯罪信息时候,对学生的身心危害及其巨大。所以,安全教育的外延已经大大发生改变。除了外延的拓展,安全教育的内涵也有所改变:即保证学生的安全不再只是保证身体上的安全,还包括心理安全。心理安全在当下最突出的表现就是怎样与学生对话,了解学生的思想,分析其行为产生的原因。
网络安全教育伴随着网络的普及和发展所产生,是通过传统的教育方式让学生认清网络,教会学生分辨网络中良莠不齐的信息,不在网络上受到危害。但是,目前学校对网络的危害认识还不充分,对网络安全教育不够重视。这就导致了网络安全教育的落后,学生不能得到网络中丰富而有用的信息。
(二)缺少专门的网络安全教育者和教育组织
网络安全教育属于安全教育的一个分支,在组织机构方面可以沿用传统的机构。但是,网络的特点决定了网络教育不同于传统教育,它是对虚拟空间内看不见的信息进行甄别。在教育的过程中,要有熟悉网络特点的人担任教育者,才能在教育过程中用具体的例子引导学生。
就目前中小学安全管理处的人员设置看,都是一些有一定教龄的教师代为管理的。因为他们在自己的教育工作中,总结了很多安全教育方面的经验。没错,这些老师在传统安全教育中的确能发挥青年教师难以有的作用。但是,年长也意味着思想的保守,对新信息、新知识、新技术存在某种程度的排斥。他们不了解网络,不知道网络会怎样危害学生的安全。因此,这种缺少专门网络安全教育者的现象也是我国中小学安全教育的一个现状,制约着网络安全教育的发展。
(三)教育方式错误,收效甚微
中小学生处于人生的青少年阶段,有着强烈的好奇心。当他们知道网络渠道可以方便快捷地帮助他们实现愿望后,便“沉迷”于其中。而此时,家长和学校在传统的教育观念下认为上网是不务正业,对其行为加以禁止。这就让正处身心成长关键期的学生,容易出现反叛等行为,如逃课上网,手机看网络小说、打游戏等,这样的例子在中小学中不胜枚举。
目前,网络安全教育家长和老师往往是采取限制乃至禁止使用网络等方法。这源于家长和社会对网络功能认识的不全面。大多数人认为,网络是用来玩乐和游戏的,容易分散学生的注意力,与学校严肃教育和学习相悖。因此,上网总会受到家长和老师的干涉。以教师为代表的学校在遇到这样
的情况时,往往是收走学生的网络终端工具,然后告诉家长,学生会受到一定程度的惩罚。这种教育方式容易让学生产生厌烦感,收不到预期的效果,而且常常是屡禁不止。更有中小学的教育者在提到网络安全问题时,或者危言耸听,夸大网络犯罪、网络诈骗等信息,又或者小看网络安全问题,对出现的网络犯罪现象讳莫如深,觉得告诉学生会让学生产生一种恐惧感。
三、中小学网络安全教育的措施
(一)改变观念,提高认识
在我国,虽然中小学生的安全教育一直被广泛强调,但社会、学校和家长大多将注意力放在学生的交通安全、消防安全、校园安全和食品安全,而对网络安全关注不够。尽管有的家长也关注学生的上网情况,但更多是害怕孩子“上网成瘾”,影响学习和健康,但对网络的潜在危险估计不足。因此,在中小学开展网络安全教育,首先需要提高对网络安全教育的重要性的认识,摆正其在学校安全教育中的位置。国外对于网络安全教育主要内容已经有了较为详尽的阐述,这些内容也适用于中国的中小学,主要包括:在线安全行为问题、个人隐私的保护、下载和版权问题、和网友见面问题、网络欺侮、正确使用手机上网问题等。在许多国家,网络安全教育还包括其他内容,比如计算机游戏成瘾、网络购物安全等。
因此,我国中小学在开展网络安全教育时应该尽可能全面地囊括这些内容,在具体操作上,可以根据实际情况处理。当然,由于信息技术的迅猛发展,新的网络安全问题可能随之产生。因此,我们学校需要及时关注和更新网络安全教育的主要内容。
(二)变堵为疏,发挥主体作用
中小学生的大部分时间是在学校度过,学校便利的教育条件和师资,使得它应该成为网络安全教育的主体。当然,在实际教育过程中,应考虑到中小学生的心理和生理特点,形式可以灵活一些,可通过综合课程和课外活动相结合等形式展开。但网络安全教育应该有一个整体规划,保证连续性和系统性。
此外,中小学也可以通过主题班队会、团活动等形式,加强法制教育、网德教育、责任意识教育和自我保护意识教育,使学生彻底认清“不健康上网”的危害;广泛开展网络科普展览,利用网络世界增加校园生活的多样性;老师要加强对电脑和网络知识的了解,,能给学生讲解有关的电脑知识, 解决一些网络疑难问题,演示一些常规软件的应用,教授网页的制作与简单的编程等。并且也可以借助板报、长廊、宣传画或校园广播等媒体,多途径、多方式展开网络安全教育。教育主管部门应出台关于加强网络安全教育的指导性文件,使中小学的网络安全教育具有更强的计划性、系统性和持续性。