网络工程专业网络信息安全课程教学改革

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摘 要：分析了网络工程专业特点,结合网络信息安全课程在商丘学院开设现状,从教学模式、教学方法和考核方式等方面探讨了面向网络工程专业的网络信息安全课程的教学改革思路.最后,总结了网络信息安全课程今后的教学方式和发展方向.

关 键 词：网络工程；网络信息安全；课程；教学改革；教学方式

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）07-1478-03

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、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++、Ja）、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,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.

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[8]裴定一,徐祥.信息安全数学基础[M].北京：人民邮电出版社,2007.

[9]http：//puter.njnu.edu./experiment/skim.aspx?id等于103.