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关键词:实践教学;案例库;教学改革
当前,实践教学在高职教育中的主体地位已经毋庸置疑。它是高职教育实现人才培养目标的重要环节,是培养学生职业能力和素质的主要途径。要想做好实践教学,能够真正实现实践教学中的“实”,建设一套翔实、贴近岗位要求的专业课程的综合性实践教学案例库势在必行。
一、实践教学案例库建设的意义
纵观计算机专业实践类案例库的相关建设与研究,真正符合本校学生,满足学生岗位需求的案例凤毛麟角。尤其对于本系专业基础课程,面向的学生多,涉及的授课教师也多,存在师资不足、授课内容不统一、教学模式不合理等问题。因此,建设一套完整的实践教学案例库,作为各门课程的有力补充资源是非常必要的。
(一)提高教师计算机专业技术、教学质量和教学水平
建设的实践教学案例库含有大量丰富案例,这就要求课程的授课教师既要有渊博的理论知识,又要具备丰富的教学与实践经验,能够将理论与实践融会贯通、与时俱进,不断更新教学内容,关注课程相关技术发展,这在一定程度上可以促进教师计算机专业技术的提高,从而提高教师教学质量和教学水平。
(二)增加教师与学生之间的互动关系
当案例库应用到教学中,教师与学生的关系转变为“师生互补,教学相辅”。学生积极参与,在理解、分析案例和课堂讨论等环节中发挥主体作用,而教师在整个案例教学中起着“导演”的作用。既要选择好“剧本”,即符合教学需要的案例,又要在课堂讨论中审时度势、因势利导,让每一个学生得到充分发挥,获得最大的收益。因此,案例库应用到实践教学中,加强了师生交流,活跃了课堂气氛,是传统教学难以比拟的。
(三)有利于教师进行分层教学
结合当下高职院校学情及实践教学工作实际,建设实践教学案例库可以有力弥补教师教学当中学时受限、不能针对不同程度的学生进行全面讲解等缺点。
二、实践教学案例库建设研究内容
(一)建设理念
团队成员围绕内容设计、编写案例为核心,合理设计、编写、选取能使学生获益最大、具有较高应用价值的计算机技术案例,吸收慕课建设优点,建设具有引领和示范作用的计算机专业实践教学案例库。在案例库中,每门课程的所有案例构成一个整体,内容涵盖整个课程的所有知识要素,且案例具有针对性、典型性及时效性,以服务计算机专业课程教学质量的提高为目标,让学生扎实掌握计算机专业基础知识,为后续专业课程的学习与研究打下坚实的基础。
(二)课程存在的痛点问题
案例库建设前期,首先对各门课程进行梳理,找出目前课程存在的痛点问题。一是课程教学理念相对滞后,“以学生为中心”理念贯彻不够突出,课程的育人功能不强。二是教学内容相对陈旧、案例少、不够新、理论与实践脱节,难以充分满足社会发展和行业发展需求。三是教学方法手段和评价形式单一,难以满足信息时代教学发展需要。
(三)设计课程内容
针对以上的痛点问题,案例库在内容设计上,依托校企合作,以“任务驱动、实用案例”为载体确定各门课程的核心内容。工作过程为导向,以高阶能力为引领,设计循序渐进的“案例”,融“教、学、做”为一体,构建以学生为中心的教学体系,突出技能培养,同时融入情感价值观。内容体系构建如下图所示(以《C语言程序设计》和《flas设计》为例),由于案例库中的案例很多,所以在图中只列举出部分案例。
三、实践教学案例库建设流程
(一)研究准备阶段
一是组建案例库教学团队,选取专业技能强、教师特长能够覆盖案例库建设任务的教师形成研究队伍;二是制定建设的方案和计划,根据相关内容对所参与的老师进行合理分工;三是选择实验班,边建设边使用,若在教学过程中发现问题,则及时纠正;四是深入企业,调研用人单位具体岗位的工作流程,分析归纳出主要工作任务,构建课程内容体系及课程标准,从而确定实践教学案例库建设的核心内容,确定典型实践性案例;五是对每个详细的案例进行分析,团队讨论每个案例的难度、所需教学时间和案例类型等问题。
(二)研究方案的实施
依据各门课程核心内容编写教学案例,首先对案例大纲碎化,形成知识点、技能点细化文本,收集素材、设计制作课程案例;其次,根据课程案例撰写教案制作课件,根据学生必须掌握的技能点及对应的案例录制微课视频;最后,建立每节课的工作任务单及随堂测验,完成每门课程的题库建设及课程导学资料(包括教学内容思维导图、教学手段、案例设计理念、特色及案例来源等文档),辅助授课教师进行更好地教学。
四、实践教学案例库的特色与创新
(一)案例来源于职业岗位的需求,服务于学生未来的就业岗位
依据市场的实际应用和高职学生的认知规律,在案例库的支撑下构建“案例导入+任务驱动+典型项目应用”的教学模式,案例来源于职业岗位的需求,与真实的工作场景相结合,注重教学内容的实用性和教学方法的科学性,做到产教融合,突破计算机大类专业基础课程实践教学的局限,实现教学资源共享,带动教学方法的全面改革,服务于学生未来的就业岗位。
(二)渗透课程思政,体现内容创新,渗透专业创新思想
围绕专业,结合课程,编写移动支付、共享单车、无人零售店等APP创新案例,把5G、物联网、云计算、人工智能等中国前沿科技融入案例中进行讲解,使学生树立民族自信、提升学习计算机专业的自信心。例如,在课程讲授过程中通过介绍中兴事件以及最近的中美贸易战,进一步激发了学生结合专业特色“撸起袖子加油干”的专业兴趣,培养了学生的爱国主义精神、工匠精神和创新、探索精神。
(三)编织纵横知识网络,明确知识分层,提高内容挑战度,体现内容高阶性
教学团队根据课程的岗位分析归纳出主要的工作任务,根据工作任务总结出职业能力,根据职业能力提炼出学生要掌握的技能,从而编织出纵横交错的知识网络,设计由易至难、循序渐进的案例。随着教学过程的进行,案例的复杂度逐渐增加,提高内容挑战度,体现内容高阶性,逐步强化学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力。
五、案例库的教学实践效果
实践证明,实践教学案例库的使用充分提高了学生学习的积极性,有效保证了老师授课内容的统一性,促进教学质量的提高。教师改变传统的授课模式,采用案例教学、任务驱动、项目教学与线上线下混合式教学模式深度融合,开拓了教学创新思维,实现了教学评价多元化,满足学生信息时展的需要。同时为学生提供了课下再学习的机会,充分解决了无法分层教学的问题,开阔学生的眼界,让学生从案例中了解到课程与实际工作的关系,调动学生学习的主观能动性,培养学生独立思考、分析、处理问题的能力,得到教师与学生的一致好评。
六、结束语
高职院校必须要加强实践教学案例库的建设,从根本上确保实践教学的有序进行,促进各专业的进一步发展,推动高职院校教学改革,实现高职院校的人才培养目标,使学生更快、更好地适应社会需求。
参考文献:
[1]周梅妮,张振威.高校案例库建设评价指标体系研究[J].西南交通大学学报(社会科学版),2008(3):101-104.
1.1德育课程教学案例的概念。所谓教学课程案例,其实是对于实际教学过程中所产生的情况进行预设,通过真实情境的展示来反映整个教学过程中所遇到的种种问题。课程教学案例设计是对于教学整体动态的把握,其中包含着可能产生的问题以及问题的解决方法,对于一些疑难情景进行真实独特的还原展示;此外,设计的德育课程教学案例一定要是真实、典型的案例,通过案例可以让学生产生许多感悟或者启示,在此要突出案例教学的真实性要求,德育课程教学案例设计展示的是一些真实发生的事件,还原疑难情景,创设真实发生的实践情况。[1]
1.2德育课程教学案例设计思路。在德育课程的教学案例设计中,设计者要通过对于教学案例标题、背景、问题、过程以及结果进行反复思考,最终设计出最佳的案例。
1.2.1教学案例标题、背景以及问题设计。教学案例的标题设计过程中,一般可以选取此案例中较为突出的事件来做代表,或者可以纵观整个事件,提炼出事件主题来拟题。在事件分析过程中,要首先向学生说明案例真实发生时的背景情况,包括当时的时间、人物、地点等,介绍事件的缘起,并大致分析案例中的事件、地点、人物各自有着怎样的特点,重点在于说明此案例发生是否与一些外在原因有关。在设计问题方面,案例应当具体鲜明的呈现出问题的缘起、问题具体是什么以及问题产生的原因等。案例中的问题应当阐明主题,并且要在德育课程教育中“以生为主”的生本教育方式,注重让学生自主地发现并试着解决问题,这样,学生可以通过分析问题来进一步明确课程案例教学的目的所在,全面开发学生的积极性和学习潜能。
1.2.2教学案例过程以结果分析。在课程设计中发现问题所在之后,如何合理有效的解决问题就是重中之重。在教学案例的实施过程中,教师要尽可能详细的向学生们介绍学习内容,突出对于问题的解决方法,对于其中的一些疑难情景进行深度剖析,同时也要展现出德育措施具体的实施结果,根据教师与学生不同的体会与反应进一步总结分析。[2]切不可想当然的解决问题,德育课程除了课程教学,更重要的是对与学生心理认知程度、动脑思考程度的一个提升。德育课程教学工作者可以对学生以问卷的方式进行教学方式的反馈,从而反思教学过程中的问题有没有彻底被解决;一些案例能不能真正的关注学生所需;学生是不是对于课程安排可以有效的消化吸收等。
2.技工学校德育课程学情分析
2.1德育课程授课对象分析。德育课程面对的学生涉及专业广泛,学生表现也不尽相同。一些学生因为对于德育课程认识不足,所以较为缺乏信心,更有甚者认为技工学校旨在学习技能,而忽视对于这门课的学习;另外一些学生的文化基础相对较差,对德育课程教学中产生厌学的情绪;一些作为独生子女的学生缺乏艰苦创业的精神,对于物质享受追求较高,相对来说做事情吃苦能力较弱,缺乏恒心与毅力;还有一部分学生自律能力弱,对学校的管理制度明知故犯。
2.2德育课教学内容分折。技工学校的与课程的教学内容依据学生的入学时间等情况,大致分为三部分:以“思想品德教育”为主的第一册德育教材;以“经济政治与社会常识教育”为主的第二册德育教材以及以“职业道德与就业教育”为主的第三册德育教材。大致来讲这些教材的内容都是为了帮助学生提高职业道德、树立优秀的思想品德以及社会、经济以及政治方面的整体素养,对学生的价值观、职业观都有着完善的作用。[3]
3.德育课程教学案例示范
3.1以教师为主导讲授案例。以教师为主导的教授案例对教师提了更高一层次的要求。在教师设计案例的时候就要对整个教学内容进行分析把握,从而设计出与教学案例实际相符的案例。在教学过程中以教师为主导者,分析讲授整个案例内容。通过教师自主的准备,在课堂上向学生们讲授这个案例,可以使得学生们树立起“社会主义职业道德规范最根本在于集体主义原则”的理念,从而对职业道德规范理解更加透彻。
3.2互动交流式教学案例。“生本”的教学方式与以往截然不同,教师要致力于将学生作为课堂学习的主体,与学生交互式的学习教学会让学生亲身体验到知识的趣味以及厚实;另一方面,老师上课的时候与学生之间的交互作用则是影响了整个教学过程的一环,技工学校德育课程教学要灵活的利用这种交互交流式教学,激发学生潜能,增加其对知识的掌握。
4小结
德育教学课程案例,其实是通过对实际教学过程所产生的情况进行预设,通过真实情境来反映整个教学过程中所遇到的问题。课程教学案例设计是对于教学整体动态的把握,其中包含着可能产生的问题以及问题的解决方法,对于一些疑难情景进行真实独特的还原展示。教师应当明确德育课程所面对的学生基本情况以及这门课程的基本内容,在德育课程的教学案例设计中,通过对于教学案例标题、背景、问题、过程以及结果的反复思考,设计出最佳的案例,促进技工学校学生产生对德育课程的积极兴趣,并提高其整体思想道德素养。
作者:孙锦媛 单位:太原市高级技工学校
参考文献:
(四川省西昌市佑君镇中心小学 615500)
【摘要】小学数学来源于生活。结合学生生活实际开展数学实践活动,是小学数学教学内容的重要组成部份。怎样做到让学生在生活中体会数学、学习数学呢?本人在教学中进行了一些探索。本案例是利用实际生活环境,指导学生有序、有效地按步骤完成从确定目标、实施调查到数据收集、整理、制作统计表再到对数据进行分析比较,得出有用信息,并根据信息提出指导意见和建议的数学实践过程。?
关键词 小学数学 实践活动
新课程标准强调,小学数学来源于生活,数学教学与日常生活密切相关。由此,小学数学教材作了一定改动,其中,实践活动就是体现这一教育思想的具体措施之一。在人教课标版九年义务教育实验教科书小学数学第十册中,就安排了两次实践活动:一是“你喜欢什么电视节目?”二是“数字与编码”。如何上好实践活动课?我进行了一些探索。下面我把自己在“你喜欢什么电视节目?”的教学案例与大家进行交流。?
“你喜欢什么电视节目?”这一实践活动是在学生学完《简单的统计(一)》之后安排的。活动的设计旨在让学生运用所学的统计知识,尝试解决一些简单的实际问题,培养学生的实践能力。通过活动,让学生调查收集周围的同学、家长、亲戚、邻居等喜欢什么电视节目的信息,整理并制成统计表,讨论交流可以从统计表中获得哪些信息,使学生经历从实际调查,收集数据,到根据统计表探索解决问题策略的全过程。以便使学生进一步理解统计的意义,体验如何运用所学的统计知识解决实际问题,逐步形成实践能力,提高学习数学的兴趣和积极性。
这次实践活动我是这样安排的:?
一、调查活动。?
该活动于前一天创设情境,向学生布置任务:调查同学、家长、亲戚、邻居等喜欢什么电视节目。为便于统计,把调查对象分为儿童和成人,并且按性别统计。要求每人至少调查儿童、成人各2人。参考19页第1题的表格用划“正”字的方法进行调查统计。1题表格如下:?
二、分组活动。?
该活动在课堂上进行。我首先了解到调查活动都已进行,然后要求各小组组长组织本组成员(每小组4人)对各自收集的信息进行整理,制成小组调查结果统计表。当我布置完以后,各小组都说,他们一早到校后就已制好了统计表。同时多数组提出了普遍问题:1、调查的栏目中,有的同学只让被调查者填一栏,而有的同学却让被调查者填了几栏。怎样做才是正确的?2、“其他”栏包括的内容很多,能不能单独列一栏“少儿节目”?针对问题展开讨论,得出共识:1、调查的是“你喜欢什么电视节目?”而不是“最喜欢的”,因此,有几栏喜欢的就可以填几栏,只填一栏的也可以。2、很多同学都喜欢少儿节目,那就增加一栏“少儿节目”。根据这一意见,我要求各小组重新统计。同学们立刻忙碌起来,看得出每个组的同学都在为各栏目的数据重新进行统计,对“其他”栏因新增“少儿节目”而产生的数据变更时有争论,核对数据每个人都非常专注,四个小脑袋几乎碰到了一起,生怕出现什么差错。很快,各小组的统计宣告完成。接着,每个人都说说从调查统计表中得到些什么信息。各小组同学发言积极,看出什么说什么,或多或少,最后由组长综合讲,其他人补充。最后全班分四个大组进行统计(每个大组含4个小组),由各小组长和大组长负责,其余同学参与,交流实际调查的经验和从统计表中得到的信息。?
三、全班共同交流活动。?
该活动也在课堂上进行。由各大组组长公布本组调查、统计情况,并指定中心发言人交流得到的信息和实际调查的经验。这里,我选录其中一个大组的调查统计和发言内容如下:?
中心发言:我们从调查研究统计表中至少得到三条信息:①同学们对电视节目很喜欢,其中喜欢少儿节目的人最多,可以说人人都喜欢。喜欢电视剧的人也不少。②在成人当中,对电视节目的喜欢是多种多样的。其中喜欢电视剧的人最多,喜欢新闻节目的人也很多。③从性别来看,不管是大人还是小孩,喜欢看电视剧的人数最多,女性比男性多;而体育节目、新闻节目,喜欢看的男性比女性多得多;女性基本上不看体育节目。最后他还说,同学们对调查活动很感兴趣,活动很认真。但要真正做好一张统计表还真不容易。?
1、知识与技能:掌握工程中的数量关系,会运用一元一次方程解决工程中的有关问题;
2、过程与方法:经历根据实际情境创设问题的过程,提高学生分析问题的能力,培养学生的开放性思维;
3、情感、态度与价值感:会从数学的角度提出问题,理解问题,运用所学知识和技能解决问题,发展应用意识,形成质疑和独立思考的习惯。
二、教学重点、难点:
1、运用一元一次方程解工程问题;
2、根据情境创设问题、理解问题。
三、教学过程:
(一)创设情境导入新课
1、根据教材6.3节中问题3的情况,请你把问题3补充完整;
2、工程问题中涉及几个量?这几个量之间的关系是什么?学生分析问题;
3、补充问题,并做回答;让学生自由发挥,教师适时引导并鼓励。
(二)应用迁移巩固提高
有一份文件,由甲单独打字需12小时完成,由乙单独打字需8小时完成,
(1)这份文件若由甲、乙两人同时打字,则要多少小时完成?
(2)这份文件由甲、乙两人同时打字,如果中间乙休息一小时,那么打完这份文件共需多少小时?
(3)若这份文件由甲、乙轮流打字,每一轮中甲先打一小时,再由乙打一小时,那么这份文件需多少小时打完?
分析:难点在第(3)问,首先应正确判断出第几轮结束时任务接近完成,然后再把剩下的任务做详细分析解答。
学生独立解答,难点合作交流
四、教学案例
本节课的问题3中,我是这样设计的:同学们,前面已经用学过的方程知识解决了许多人们提出的实际问题。那么,若我只给一些条件,你们能根据我的条件提出一些实际问题,并能自行解决吗?我的话音刚落,同学们已迫不及待了,几位同学催我快说,我抓住时机,马上投影出条件:“学校校办工厂要制作一块广告牌,请来两名工人,已知师傅单独完成需要4天,徒弟单独完成需要6天,”你们能根据上述条件提一些问题吗?投影一打出,很多同学都不假思索地说:“两人合作需要几天完成?”接着大家争先恐后的说:“师傅先独做一天因有事离开,徒弟接着单独完成需几天?”“师徒两人合做2天后,完成工程的几分之几?”……同学们都显得特别激动,思维情绪活跃。在学生们提了上述许多问题渐渐静下来后,李同学高高的举起手,站起来说:“刚才同学已提出了许多问题,但我觉得这些问题都是小学应用题中常见的,没有创意。我想现在是经济社会,我们是否应把思路打开,把问题与经济联系在一起。”经他这么一说,同学们又热闹起来,互相讨论着,一会儿,大家又相继提出:“现由徙弟先做2天,再两人合作,完成后共得报酬600元,若按各人完成的工作量付给报酬,该如何分配?”“若师傅工作一天的报酬是160元,徙弟工作一天的报酬是90元,若要求不超过3天完成全部工作,应如何分配师傅、徙弟的工作时间,才能使完成这项工作花钱最少?”等等,并都对所提的问题一一作了解答,真是太令人吃惊了,我没想到学生竟会提出如此绝妙的问题。
这一节课,虽然在同学们热烈的学习和我的惊喜中过去了,但这个意想不到的收获却让我开始反思,以前,我总是不放心让学生自己走,很大程度上束缚了学生的思维,现在看来必须改一改了。通过这节课,我发现,学生都有自己的思维创新点,作为老师,要注意培养和训练学生的自主探究能力、思维发散能力。而培养学生的创新意识,关键在于教师能否创设一种引导学生发现问题、提出问题、解决问题的宽松环境,以及能否提供给学生探究、创新的机会,只有为学生提供创新的机会,使学生有了探究、创新的空间与意识,学生才有可能在这个自由的空间中发挥潜能,实现创新。同时,也使我更加坚信,放开手,学生会学的更好。
五、教后思考
想放开手,让学生学的更好,就要求教师在精心准备每节课的同时,通过合理的情境创设,正确引导学生有效地探究,让学生亲历自主探究的成功之旅,体会探究之乐,获取成功之喜,才能达到最理想的效果。我认为教师应从以下几方面培养学生的自主探究能力。
(湖北文理学院 数学与计算机科学学院,湖北 襄阳 441053)
摘 要:基于前期的问卷调查结果,提出大学生信息安全教育的教学内容,说明教学案例和教学策略,介绍在新生计算机基础课程中进行教学实践的情况。
关键词 :大学生;信息安全教育;案例驱动;教学实践
基金项目:湖北省教育科学规划研究项目(2013B202);湖北省高等学校省级教学研究项目(2014370)。
第一作者简介:杨建强,男,副教授,研究方向为信息安全和无线网络技术,xfxy_yjq@126.com。
0 引 言
几年前,国内的一些学者已经对大学生信息安全教育提出了一些建议[1-4]。但是,受多种因素影响,大学生的信息安全教育问题并未引起大多数高校的重视。尽管如此,智能手机和计算机在大学生中的普及,却开始影响大学生对信息安全的认识。为了把握目前大学生的信息安全知识和安全意识情况,为大学生的信息安全教育提供参考,我们进行了问卷调查。结果表明,受电脑普及,特别是智能手机在学生中流行的影响,目前的大学生对信息安全知识有了一定的了解,具有一定的信息安全意识。不过,大学生的信息安全知识非常有限,缺乏系统性;他们的信息安全意识也不足以应付日益复杂的网络环境。调查结果还表明,大学生普遍非常重视信息安全教育,希望通过计算机基础课程学习信息安全知识,并建议采用案例驱动的教学方式[5]。基于调查结果,我们对信息安全的教学内容进行了总结和提炼,设计了教学案例和教学策略,并在部分班级计算机基础课程中进行了教学尝试。
1 教学内容
大学生信息安全教育包括3个方面的内容:①信息安全知识及防范技术;②信息安全法律法规;③信息安全伦理道德[1-2,4,6]。其中,第一部分是重点,第二、三部分也可以安排到法律基础、大学生思想道德修养等课程中[5]。信息安全内容非常庞杂,在计算机专业的信息安全课程中,通常需要30多个学时来完成理论课的教学。这意味着,要在计算机基础课程中嵌入信息安全教学内容,必须精简信息安全教学内容,压缩授课学时。所以,选择哪些信息安全知识作为教学内容就变得非常重要。我们认为,所选择的内容应该涵盖信息安全最基本的知识点,同时具有一定的系统性;学生学习后,能够对信息安全有一个系统的把握,掌握最基本的信息安全知识,提高信息安全意识,同时掌握实用信息安全防御技能。表1为知识单元及其对应的知识点。
2 教学案例设计
根据前面给出的信息安全知识单元和知识点,可以设计出11个教学案例,其知识点的对应关系见表2。
案例1、2是与恶意软件有关的两个典型案例。案例3是经典密码案例。因为现代密码比较抽象,难以理解,借助经典密码有助于学生理解现代密码的有关概念。案例4、5应用非常广泛,是了解公钥密码技术非常好的案例。案例6比较常见,不过学生通常并不知道它的作用及背后的工作机制。案例7、8、9都是比较典型的安全事件,学生或多或少都了解一些。案例10中的工具是学生容易忽视,但却非常重要的安全工具。这些工具所涉及众多的信息安全知识也是学生需要了解或掌握的。案例11与学生日常使用的智能手机相关,有助于提高学生的安全防范技能。
另外,除了知识单元①⑧没有专门设计教学案例外,其他知识单元都有相应的教学案例。不过,知识单元⑧实际上与大多数案例都有关系,其知识点可以放在其他案例中讲授。知识单元①是对信息安全基本概念的介绍,受学时的限制,不建议设置教学案例。
3 教学策略设计
总体上来说,信息安全的教学主要围绕表1的知识单元顺序进行。各知识单元的教学策略如下。
知识单元①。以图例的方式简单描述信息安全事件的一些发展趋势,比如近几年恶意软件的发展趋势图、网络攻击变化趋势图等,然后给出信息安全的含义、目标、需求和意义。知识单元①大约需要10分钟讲授完毕。
知识单元②。引入案例1,因为很多学生都遇到过U盘病毒,所以教师可以指出U盘病毒是一种蠕虫病毒,然后给出蠕虫病毒的特征、危害。之后以一个感染了蠕虫病毒的U盘为例,演示手工清除U盘蠕虫病毒的过程,同时提醒学生防范U盘感染病毒的方法。对于案例2,以生活中发生的手机恶意软件(大多是木马程序)事件为例,比如“超级手机病毒”事件,手机扫描二维码中毒事件等。然后指出木马的特征,与蠕虫的区别。指出手机恶意软件传播的途径及危害。告知学生防范恶意软件的方法。比如,下载软件的时候注意来源是否可靠,别人的评价如何;为手机安装软件的时候,注意软件所请求的权限是否超出了它的功能;安装安全软件等。之后,指出传统病毒与蠕虫、木马的区别,并简单介绍其他类型的恶意软件及流氓/间谍软件。最后,提醒制作恶意软件是计算机犯罪行为,将要受到法律的制裁,并给出计算机犯罪的含义,以及相关法律法规的条文说明。这部分内容大约需要40分钟完成。
知识单元③。首先说明加密的目的,然后给出密码学的一些基本概念,如明文、密文、密钥等。然后引入案例3,通过一个4×4阶的矩阵,演示整个“矩阵换位加密”过程,加密一个包含正好16个字符的明文。然后指出哪些是明文、密文和密钥。说明消息超过16个字符时的处理方法。然后指出“矩阵换位加密”中的密文字符仅仅是明文字符改变位置的结果,这叫置换;指出某些经典加密算法中的密文字符是不同于明文字符的另一类字符,这叫替代。之后,给出现代对称密码的基本原理,即现代对称加密算法本质上是置换和替代的多次重复。此时可以给出DES算法的框图,让学生进一步理解对称密码的基本原理。最后,指出目前广泛使用的对称加密算法3DES、AES等。这部分内容大约需要20分钟完成。
引入案例4,打开显示有下载软件的SHA1或MD5值的网页。提问学生是否知道SHA1或MD5的作用。然后指出SHA1或MD5是哈希算法,其作用是生成数据的指纹,可用来检测对原始数据的更改。接下来引入案例5,打开带有数字签名文件的属性对话框。比如QQ安装程序,查看数字签名的详细信息,指出数字签名的含义和作用,并说明QQ安装程序是经过腾讯公司签名的,如果显示“该数字签名正常”,则该程序是原始程序,否则被修改过,不要安装。接下来继续查看数字签名对应的数字证书,查看数字证书中的哈希算法(通常是SHA1)和签名算法(通常是SHA1RSA)。此时,就可以讲授公钥密码的一些概念了。和对称密码对比,指出公钥密码的特点。告诉学生RSA是流行的公钥密码算法。当学生记住这些概念之后,就可以指出数字证书的作用了:保证公钥的真实性。然后告诉学生证书对话框中的公钥。接着,进一步说明数字签名及验证签名的大致过程,并以QQ安装程序为例进行说明。到此,公钥密码、数字签名和数字证书的概念已经讲授完毕。建议进一步向学生说明,他们所看到的数字证书,实际上是由权威机构签名并颁发的,在证书路径上可以看到签名的权威机构,并让学生看一看计算机上已安装的“受信任的根证书颁发机构”列表。这部分内容大约需要30分钟完成。
知识单元④。引入案例6,打开启用了安全连接的网页,比如中国银行的“个人客户网银登录”,提问学生该网页与普通网页有什么不同?然后,单击浏览器上的小锁,让学生看到“连接是加密的”字样;单击“查看证书”,告诉学生这个证书如果是被信任的,则说明所访问的网站是官方网站。接下来,打开铁路12306网站,单击“购票”,指出证书不被信任时电脑的表现。单击“继续浏览网站(不推荐)”,单击浏览器上方的“证书错误”,提醒学生注意显示的信息。进一步“查看证书”,解释不被信任的原因。接下来,说明如果所访问的网站的确是官方网站,如何让计算机信任它。根据需要,可以进一步说明“受信任的根证书颁发机构”的作用。到这里,就可以指出https与SSL的关系,以及SSL的作用了。之后,简单介绍一下SET的作用,并指出SSL和SET在应用上的主要区别。
引入案例7,如果有现成的钓鱼网站,直接打开它。如果没有,则找一个以往钓鱼网站的图片示例。比较真实网站和钓鱼网站的差别,指出钓鱼网站的危害性,并给出被钓鱼网站欺骗的实际案例。然后,指出识别和防范钓鱼网站的方法,比如通过网址识别、启用浏览器的假冒网站检测功能等。告诉学生不要轻信邮件、QQ、微信、微博等上面的链接,特别是要求给出敏感信息的链接。同时提醒这种网络欺诈行为也是一种计算机犯罪。案例6、7所涉及的知识点大约需要30分钟完成。
知识单元⑤。引入案例8,给出典型的示例,比如2014年1月21日的国内大量网站无法访问这个事件。然后指出拒绝服务攻击的含义,并说明拒绝服务攻击只是网络攻击的一种形式。然后指出其他攻击形式,比如传播恶意软件、钓鱼网站、邮件欺骗、社会工程、网络窃听、网络扫描攻击等。给出网络攻击的目的、一般过程,以及防范技术和方法,比如防火墙及IDS。同时提醒学生,网络攻击也是一种犯罪行为。
引入案例9,指出从2011年年末开始,因特网用户资料不断遭到大规模泄露。打开与此相关的网络新闻报道,提问学生是否资料遭到泄漏。然后给出用户资料遭到泄漏的两种原因:用户资料库泄漏和撞库。告诉学生目前第一种情况越来越少,更多的是第二种情况。提醒学生不要在不同的网站上使用同样的账号和密码,特别是密码,否则会遭遇撞库攻击而影响到其他账户的安全。另外密码不能太简单,不要用生日、电话、QQ号码、亲朋好友宠物的名字等作为密码。案例8、9所涉及的内容大约需要30分钟完成。
知识单元⑥。引入案例10,首先说明Windows系统已经提供了许多保障系统安全的工具。然后逐个演示Windows系统更新、Windows防火墙、Windows Defender、MRT和EFS的基本操作。同时说明系统更新的作用及漏洞的含义,说明防火墙的作用,说明Windows Defender与MRT的作用和它们的区别,说明EFS与对称及公钥密码的关系,并指出使用EFS时需要注意的事项。接下来,演示Windows账户设置及访问权限设置,指出它们的含义、作用,通过创建新的账户,并设置某个文件夹或文件的NTFS访问权限,让学生切实感受到Windows账户和NTFS相结合的强大之处,促使学生理解并掌握相应的操作技能。这部分内容大约需要40分钟完成。
知识单元⑦。引入案例11,给出典型的示例。比如在公共的免费Wi-Fi环境中对信用卡信息进行操作,导致信用卡里的钱款被盗的新闻事件,使用公共Wi-Fi导致手机感染病毒的新闻事件,指出示例中的计算机犯罪行为。然后指出公共Wi-Fi可能带来的两类威胁:个人敏感信息的泄漏,和伪装Wi-Fi攻击。给出防范措施:不登录邮箱、微博,不操作网银等。另外,移动设备Wi-Fi连接仅在需要时打开;开启安全软件的网络保护和隐私保护功能。然后,指出移动设备的其他安全威胁,比如恶意软件、设备丢失等。提醒学生除了采用前面第②单元提到的安全措施,还应该经常备份手机中的重要数据,开启手机锁码功能。这部分内容大约需要20分钟完成。
知识单元⑧。本知识单元的知识点已经分散到他知识单元的案例中了,不需要专门的教学说明。
至此,信息安全的全部知识点都已讲授完毕。可以简单地总结一下所讲授的主要内容,并再次给出信息安全的含义和目标,促进学生对它们的理解和掌握。
4 教学实践及效果
在两个2014级新生班级的计算机基础课程中,按照上面的教学策略,我们进行了信息安全的教学尝试。时间安排在计算机网络部分结束之后的两周内,共3个下午,每次2学时,实际使用学时不到6个。
在计算机基础课程结束之后(三周后),我们再次使用原来的调查问卷对这两个班的学生进行了调查(回收问卷120份),并和上一次对2013级学生(当时也是新生)调查的结果进行了比较。见表3、表4、表5。顺便说一下,上一次的调查问卷是基于学生没有经过系统的信息安全学习而设计的,其中有不少题目选项并不适合本次调查,所以表3、表4、表5中的题目选项要比文献[5]中对应的表少一些。
很明显,和2013级学生相比,2014级学生对信息安全术语的了解比例大幅度提升。
结合上一次的调查结果及分析[5],表4中2014级学生对A、B、C三项的选择比例基本上是一致的,说明他们的确比较了解加密等安全技术。选项D的选择也说明了这一点。
很明显,2014级学生比2013级的学生有更强的信息安全意识。总之,经过比较系统的学习,尽管只使用了不到6个学时,学生对信息安全的基本知识已经有了比较深入的了解,信息安全意识也得到显著的提高。
5 结 语
信息安全素养是大学生应该具备的素养,许多学者都曾经对大学生信息安全教育进行过探索[1-4,6-7],但结果不尽如人意。为了找到解决大学生信息安全教育的有效方法,我们在2013年下半年对大学生进行了问卷调查。根据调查结果,我们对大学生信息安全的教学内容进行了提炼,并把它们融入到11个案例中。在2014级新生的计算机基础课程中,我们按照所设计的教学策略进行了教学实践。结果表明,在计算机基础课程中至多增加6个学时的课时,就可以基本上解决大学生的信息安全教育问题。我们的探索为大学生信息安全教育提供了一个有效的解决方案。
参考文献:
[1] 付沙, 肖叶枝. 试论加强高校网络信息安全教育[J]. 当代教育论坛:学科教育研究, 2007(5): 81-82.
[2] 肖红光, 谭作文, 周亚卉. 论大学生信息安全意识教育[J]. 当代教育理论与实践, 2009, 1(4): 29-31.
[3] 彭国军, 黎晓方, 张焕国, 等. 信息安全意识培养应纳入大学生素质教育培养体系[J]. 计算机教育, 2008(22): 44-45.
[4] 陈世伟, 熊花. 大学生网络信息安全教育探析[J]. 武汉科技学院学报, 2005, 18(1): 101-103.
[5] 杨建强, 姜洪溪, 郑毅, 等. 大学生信息安全知识、安全意识调查及分析[J]. 计算机教育, 2014(13): 51-55.
[6] 杨建强, 李学锋. 大学生信息安全教育探讨[J]. 襄樊学院学报, 2012(2): 46-49.