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该文以网络安全课程中的上网行为管理教学内容为例,在分析教学背景、教学内容、学情、目标等环节的基础上,对实验部分的教学进行研究、设计和实施,同时贯穿信息化教学手段和多种教学方法的引入,最终给出全面的评价标准,取得了良好的教学效果。
关键词:
网络安全;实验教学;教学设计;教学手段
1引言
网络安全课程本身原理部分晦涩难以理解,实验部分涉及技术众多,涵盖多个专业课程的知识点,因此也是一门与其他学科交叉性极强的实践性课程。根据学科特点和岗位能力培养目标,从基本学情出发,研究设计了符合教学目标和学生认知特点的教学方案,有效完成了教学任务,提高了学生的学习能力
2教学基本情况分析
网络的便捷带给用户很多网络使用效率的困扰,包括带宽拥塞、关键应用的服务质量QoS无法保障、病毒请求消耗带宽、网络攻击导致服务中断等问题。上网行为管理作为网络安全管理的重要内容,能够实施内容审计、行为监控与行为管理,同时可以动态灵活控制网络速率和流量带宽,很好地满足各行业网络安全管理的需要。同时,上网行为管理也是计算机技术专业的“网络安全与运维”典型工作任务中的一个技术技能训练单元。在专业职业岗位需求分析的基础上确定了本实训单元的技术技能训练要求。课程内容根据《网络安全与防护》课程标准中制定,同时参考了神州数码网络安全岗位认证系列教材的相关内容。我们依据技术技能人才培养方案,立足地区网络安全管理人才需求,结合学院现有设备优势,将实训的内容设计为上网行为管理的基本概念、常用设备及架构、校园网络上网行为管理的规划与实施、上网行为管理的日常运维与分析四个部分[2]。教学对象是高职高专二年级学生,已经具备计算机网络基础知识、路由与交换、局域网组建等相关知识和技术技能。但尚未达到网络安全运维的实践能力要求,隐形知识也有待显化。从往届生的学习情况来看,课后对知识的复习巩固性练习积极性不高。尤其是对动手配置的内容,很多同学只能按照教材按部就班地进行,不善于思考,只限于对配置操作的记忆。因此结合技术技能人才培养要求,我们以职业技能训练和岗位能力培养为教学组织原则,结合案例分析、实际操作、模拟现场、课后实践等多种方式进行实践内容教学,充分利用实训室现有网络设备和各类信息化教学平台和手段,突出“以学生为主体”和“学做合一”的特点,完成本次教学任务。基于以上分析,教学目标确定为三方面。首先是知识目标。要求学生掌握上网行为管理的基本概念,熟悉上网行为管理常用设备,了解此类设备的关键技术,熟悉上网行为管理常用架构。二是技能目标,学生能够规划校园网络上网行为管理方案,能够实施上网行为管理方案,能够对常见设备进行运维管理及分析。三是素养目标方面,希望学生具备安全操作意识,有用良好合作协调能力、自我学习能力和创新和应变能力[3]。
3教学设计
3.1课前活动
为了培养学生的自我学习和自我管理能力,同时利用网络教学平台突破空间限制,扩展师生互动范围,提升学生个性化和差异化的学习体验。教师会在课前上传课前任务书、学习资源、考核标准到超星网络教学平台,并通过该平台预学习任务;同时,通过超星移动APP、QQ群、微信预习通知;教师收到学生的课前测验结果后,及时批改测验结果,了解不同学生的认知基础的差异,灵活调整课堂教学策略,适当调整教学方法。学生收到预习通知后查看任务书;针对本单元中用到的各类硬件设备,提前调研其性能及技术参数;同时学生可以利用实验室的环境设备进行安全的探索操作;完成课前预习报告后学生提交到超星网络教学平台并在平台上独立完成课前评价表的填写。
3.2课堂活动
课堂教学部分,教师首先创设教学情境,设计出三个教学活动,引导学生分组讨论,完成实验环境的搭建,从而引出本单元学习内容;然后教师利用奥易课堂教学软件下发任务书,并做出简要说明。在学生完成过程中针对个别学生的提问做差异化指导,通过奥易教学软件统一监控。最后教师引导学生总结归纳本单元课堂教学的主要内容和实验思路、故障分析解决思路。与此同时学生要完成一下工作。首先针对创设情境,分组讨论、展开头脑风暴并总结表述讨论结果,复习已有知识技能,独立完成实验环境的搭建;其次结合下发的任务书,组员间讨论分析项目的需求,检查项目实施的环境及准备工作是否完整。然后讨论制定项目计划,确定项目实施的方案;第三观看教学视频,独立完成9个任务的实施和验证;第四针对拓展任务,分组讨论,分析问题,提出解决方案,给出实施计划,确定实施方案;第五划分不同角色,组员间协作完成拓展任务的实施和验证;拓展任务结束后,其中一组简要汇报任务的完成情况,由师生对其共同点评;接下来学生结合教师给出的新的网络场景,分析总结出常见上网行为管理时有可能出现的网络问题,以及常见的分析和解决方法;最后独立完成课堂评价表的填写。
3.3课后活动
课后环节部分,教师利用网络课程平台课后操作练习,对练习环境、练习要求,评价标准做出简要描述说明。批阅学生课后实验报告完成情况。关注学生的讨论话题,适当做出引导和总结。更新课程作业库以及微课资源。学生的任务包括:完成课后操作练习;在网络课程平台上积极参与讨论话题,积极主动与同学和老师互动;访问更新的作业库和微课资源,在网络课程平台上共享学习资源;以及完成课后评价表的填写。此教学环节从操作巩固、讨论拓展、提问答疑三个部分入手,帮助提升学生的实践操作技能,锻炼学生的合作沟通能力、自我学习能力,以及面对新型应用场景时的创新和应变能力。网络通讯工具和信息化教学平台的引入能够帮助学生追踪本单元的课前、课中、课后等各个教学环节的学习过程,为今后的自我学习提供参考依据。
4教学实施
4.1情境设计
情境设计部分创设了三个活动,举例分析如下。教师首先引入校园网应用案例,给出拓扑结构和现有设备清单。然后学生分组讨论并陈述如下问题:
(1)该案例中存在哪些不同的用户需求,他们会发生哪些不同的上网行为?
(2)针对不同的网络用户,他们各自的业务流量具备什么特点?
(3)从网管员的角度看,校园网的出口带宽管理将会面临哪些挑战和威胁?
最后教师总结学生发言,一一对应,引入上网流量管理、上网应用管理、上网行为分析、浏览管理、外发管理等部分的概念。这个过程中使用到了案例教学法和头脑风暴法两种教学方法。这样设计的目的是:
(1)使用案例分析,由此完成上网行为管理概念的导入,引出本单元的教学内容,完成教学知识目标1的内容。
(2)引导学生展开头脑风暴,锻炼学生独立发现问题的能力。
(3)教学组织形式采用4人分组讨论陈述,培养学生的沟通技巧和表达陈述能力。
4.2布置任务
教师利用教学软件下发任务书和操作评价标准,学生完成以下工作:按照任务书要求独立分析任务;组员间讨论分析项目的需求;讨论制定项目计划,确定项目实施的方案;检查项目实施的环境及准备工作是否完整。该环节的特点是以任务为驱动,达到为了解决问题而学习的目的。同时此环节要求学生分组讨论,但是独立完成。这样做帮助学生提高沟通技能和独立分析解决问题的能力。
4.3任务实施
教师利用教学平台上传教学视频,学生利用教学视频能够提高学习效率,可以根据自身接受能力不同单独控制学习进度,达到差异化教学的目的。观看教学视频后,学生独立完成9个任务的实施和验证。
4.4分组拓展
完成基础任务练习后进入到分组拓展综合练习阶段,同样利用教学软件下发任务书和操作评价标准。学生分组讨论,分析问题,提出解决方案,给出实施计划;然后在小组内部划分不同角色,一人作为网管员,两人模拟内网不同部门的用户,另外一人模拟外网服务器。组员间协作完成任务的分析、计划、实施和验证。该环节使用到的教学方法有项目教学法、角色扮演法。为了在现有实验室设备条件下营造出真实的职业情境,在任务内容的选取上贴合工作实际,提高学生的学习兴趣。此环节采用分组讨论的模式,要求学生采用分组讨论、协作方式完成,目的是培养学生在应对复杂、新型场景时的沟通、协作能力,以及创新和应变能力。教学重点的解决思路是:首先利用视频材料完成基本任务的独立练习,继而分组协作完成拓展任务;挑选一组简要汇报任务的完成情况,由师生对其共同点评;教师再将综合任务1、2整体操作演示一遍;最后教师引导学生总结归纳上网行为管理的部署方式及其优缺点,上网行为管理的主要内容、方案设计和实施,至此完成教学重点的学习。教学难点的解决思路是:紧接着教学重点,接下来教师提出更高要求,引导学生结合前面三个综合任务的完成情况,思考类似问题,例如:接到用户反映网络服务响应特别慢,甚至服务中断,如何利用之前掌握的技能分析解决此问题?学生在分组讨论后,分析出常见上网行为管理时有可能出现的网络问题,以及常见分析和解决方法。至此完成教学难点的学习。
4.5课堂考核
评价标准贯穿课前、课中、课后三个环节。不仅仅强调考核结果,更为注重考核项目完成的过程。考核细项从专业技能、方法能力、社会能力三个方面进行设计。同时鼓励学生独立评估,即强调自我调节的行动为方法。我们以课堂考核为例。考核标准在任务布置的时候,连同任务书一起发给学生。评价标准从三个方面设计,包括专业技能、方法能力、社会能力,示例如下表:
5结论
本文以网络安全课程中的上网行为管理教学内容为例进行了相关研究和设计,实施过程中借助信息化手段,学生通过师生、组员间的多种互动方式,手脑并用,较好地完成了预设教学知识目标、技能目标和素养目标,取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1]李建国.高校计算机网络安全课程教学研究[J].淮北煤炭师范学院学报:自然科学版,2009,30(1):94-96.
[2]俞研,兰少华.计算机网络安全课程教学的探索与研究[J].计算机教育,2008(18):127-128
关键词:网络安全;实验教学;教学设计;教学手段
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)31-0107-03
1 引言
网络安全课程本身原理部分晦涩难以理解,实验部分涉及技术众多,涵盖多个专业课程的知识点,因此也是一门与其他学科交叉性极强的实践性课程。根据学科特点和岗位能力培养目标,从基本学情出发,研究设计了符合教学目标和学生认知特点的教学方案,有效完成了教学任务,提高了学生的学习能力
2 教学基本情况分析
网络的便捷带给用户很多网络使用效率的困扰,包括带宽拥塞、关键应用的服务质量QoS无法保障、病毒请求消耗带宽、网络攻击导致服务中断等问题。上网行为管理作为网络安全管理的重要内容,能够实施内容审计、行为监控与行为管理,同时可以动态灵活控制网络速率和流量带宽,很好地满足各行业网络安全管理的需要。
同时,上网行为管理也是计算机技术专业的“网络安全与运维”典型工作任务中的一个技术技能训练单元。在专业职业岗位需求分析的基础上确定了本实训单元的技术技能训练要求。课程内容根据《网络安全与防护》课程标准中制定,同时参考了神州数码网络安全岗位认证系列教材的相关内容。我们依据技术技能人才培养方案,立足地区网络安全管理人才需求,结合学院现有设备优势,将实训的内容设计为上网行为管理的基本概念、常用设备及架构、校园网络上网行为管理的规划与实施、上网行为管理的日常运维与分析四个部分[2]。
教学对象是高职高专二年级学生,已经具备计算机网络基础知识、路由与交换、局域网组建等相关知识和技术技能。但尚未达到网络安全运维的实践能力要求,隐形知识也有待显化。从往届生的学习情况来看,课后对知识的复习巩固性练习积极性不高。尤其是对动手配置的内容,很多同学只能按照教材按部就班地进行,不善于思考,只限于对配置操作的记忆。因此结合技术技能人才培养要求,我们以职业技能训练和岗位能力培养为教学组织原则,结合案例分析、实际操作、模拟现场、课后实践等多种方式进行实践内容教学,充分利用实训室现有网络设备和各类信息化教学平台和手段,突出“以学生为主体”和“学做合一”的特点,完成本次教学任务。
基于以上分析,教学目标确定为三方面。首先是知识目标。要求学生掌握上网行为管理的基本概念,熟悉上网行为管理常用设备,了解此类设备的关键技术,熟悉上网行为管理常用架构。二是技能目标,学生能够规划校园网络上网行为管理方案,能够实施上网行为管理方案,能够对常见设备进行运维管理及分析。三是素养目标方面,希望学生具备安全操作意识,有用良好合作协调能力、自我学习能力和创新和应变能力[3]。
3 教学设计
3.1 课前活动
为了培养学生的自我学习和自我管理能力,同时利用网络教学平台突破空间限制,扩展师生互动范围,提升学生个性化和差异化的学习体验。教师会在课前上传课前任务书、学习资源、考核标准到超星网络教学平台,并通过该平台预学习任务;同时,通过超星移动APP、QQ群、微信预习通知;教师收到学生的课前测验结果后,及时批改测验结果,了解不同学生的认知基础的差异,灵活调整课堂教学策略,适当调整教学方法。学生收到预习通知后查看任务书;针对本单元中用到的各类硬件设备,提前调研其性能及技术参数;同时学生可以利用实验室的环境设备进行安全的探索操作;完成课前预习报告后学生提交到超星网络教学平台并在平台上独立完成课前评价表的填写。
3.2 课堂活动
课堂教学部分,教师首先创设教学情境,设计出三个教学活动,引导学生分组讨论,完成实验环境的搭建,从而引出本单元学习内容;然后教师利用奥易课堂教学软件下发任务书,并做出简要说明。在学生完成过程中针对个别学生的提问做差异化指导,通过奥易教学软件统一监控。最后教师引导学生总结归纳本单元课堂教学的主要内容和实验思路、故障分析解决思路。
与此同时学生要完成一下工作。首先针对创设情境,分组讨论、展开头脑风暴并总结表述讨论结果,复习已有知识技能,独立完成实验环境的搭建;其次结合下发的任务书,组员间讨论分析项目的需求,检查项目实施的环境及准备工作是否完整。然后讨论制定项目计划,确定项目实施的方案;第三观看教学视频,独立完成9个任务的实施和验证;第四针对拓展任务,分组讨论,分析问题,提出解决方案,给出实施计划,确定实施方案;第五划分不同角色,组员间协作完成拓展任务的实施和验证;拓展任务结束后,其中一组简要汇报任务的完成情况,由师生对其共同点评;接下来学生结合教师给出的新的网络场景,分析总结出常见上网行为管理时有可能出现的网络问题,以及常见的分析和解决方法;最后独立完成课堂评价表的填写。
3.3 课后活动
[关键词]网络安全;安全协议课程;实践教学
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.111
构建安全网络、营造网络安全环境都需要网络安全协议。人们对应用于计算机中的安全协议做了大量的分析研究,就是为了提高网络信息传输的安全性,使之能从根本上保证网络安全,以免造成因网络安全等级不够而导致网络信息数据丢失或者文件信息丢失以及信息泄露等问题。网络安全协议课程包括对密码学和计算机网络的学习,网络安全协议比较复杂,无论是对于教师还是学生而言,难度都比较大,所以学生只有在加强自身的理解与应用能力之后,才能有利于新知识的继续学习。针对网络安全协议中的协议原理和细节,对于教师而言,如何让学生理解非常重要;对于学生而言,如何掌握并应用非常重要。所以,教师对于网络安全协议课程的实践教学设计不能马虎。
1实践教学设计总述
常用的网络安全协议包括Kerberos认证协议,安全电子交易协议SET、SSL、SHTTP、S/MIME、SSH、IPSec等。[1]这些安全协议属于不同的网络协议层次,能提供不同的安全功能。特别是在IPV6当中采用IPSec来加强网络的安全性。并且在开放系统互连标准中,网络协议被分为7层,其中物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层都是常用的。所以,由于每种网络安全协议内容丰富以及它们都有各自的优点和缺点,致使在实际应用中网络安全协议更具复杂性。教师需要通过实践教学设计来实现让学生全面理解和掌握协议中的原理和细节,并能够有效应用。首先要做到让学生由表及里的、由浅入深的认识和学习网络安全协议,其次要做到让学生能应用到网络安全协议,最后达到创新的目标。所以实践教学内容要划分为阶段性的,才能让学生逐步透彻地掌握网络安全协议中的方方面面。
2SSL协议的实践教学实施
2.1认知阶段
教师在本阶段的教学内容就是让学生认识SSL协议。需要掌握以下内容:
SSL采用公开密钥技术,其目标是保证两个应用间通信的保密性和可靠性,可在服务器和客户机两端同时实现支持。目前,利用公开密钥技术的SSL协议,已成为因特网上保密通信的工业标准。SSL协议中的SSL握手协议可以完成通信双方的身份鉴定以及协商会话过程中的信息加密密钥,从而建立安全连接。SSL握手协议如下图所示。
SSL握手协议
而在SSL协议中,获取SSL/TLS协议通信流量,直观地观看SSL/TLS协议的结构就需要使用Wireshark抓包分析工具软件。通过流量抓取分析来让学生掌握SSL/TLS的具体内容。
2.2体验阶段
经过初步的学习,要让学生体验SSL的应用范围,对SSL的应用过程有一个直观的感受和体验。学生用于数字证书生成、发放和管理需要完成CA的安装与配置,其次分别为IISWeb服务器和客户端申请、安装证书,再在服务器上配置SSL,通过以上步骤完成IIS服务器中的SSL/TLS配置来建立客户端和服务器的连接。[2]此阶段的具体应用会让学生深入的了解SSL/TLS中的有关内容。
2.3应用阶段
应用阶段的教学内容是前两阶段教学内容的升华,它会使学生具备利用SSL/TLS协议进行通信的编程能力。而要达到这点,就需要通过利用OpenSSL,实现一个简单的SSL服务器和客户端。这个阶段的工作量不小,学生需要在教师的指导下分组进行。进行过程中主要环节包括,首先,学生利用自己熟悉的系统和开发平台来完成OpenSSL的编译安装。其次,学生参考已有的源代码来完成VC++编译环境的设置。[3]再次,学生利用OpenSSL的证书生成命令性工具生成服务器和客户端数字证书。最后,通过完成简单的TCP握手连接和通信,并加入SSL握手功能来实现SSL/TLS编程。
2.4总结提高阶段
课堂上的理论教学和阶段性的实践教学对于学生熟悉掌握SSL协议具有很好的作用,但是还存在某些方面的不完整性。例如,通过研究和实际应用SSL/TLS协议的过程中,如何进一步改善SSL/TLS协议所存在的问题。这些都是需要学生去解决的。在解决过程中,学生就能具备进行高效学习的能力。教师可以采取向学生提问的方式来进行这一阶段的教学内容。问题可以是多方面的,例如通过前几阶段的认识和实践,SSL/TLS协议还存在哪些不足?并通过一个实际的SSL/TLS协议的应用案例,发现SSL/TLS协议还有哪些局限性,并解决这些局限所带来的问题。在此阶段内,学生和教师要进行不断的交流和讨论,并找出相关事实依据来论证自己的观点。例如,针对Heartbleed漏洞,学生需要了解漏洞产生的原因和危害,并提出解决措施。通过分析发现是OpenSSL开源软件包的问题导致了此漏洞出现,与SSL/TLS协议并无太大关系。经过对此问题的分析研究,我们可以发现,协议本身的安全并不代表能在实现协议过程中避免所有的不安全因素。
3实践教学效果评价
各个阶段的实践教学过程需要教师进行精心的设计和把握,并通过具体的实施实践才能验证实践教学设计的是否合理,是否有效。由于网络安全协议课程本身就非常复杂,再加上具体实施过程中内容、方法和难度有所不同,就需要根据学生的反馈情况来进行及时的调整。教师要从各项反馈指标进行自我反思,并与学生进行沟通。同时,在此过程中,也要认真检查对学生的作业布置,关注学生是否掌握了有关网络安全协议的技能,注重学生的完成情况和学生对于实践教学过程中不足之处的意见。
4结论
网络安全协议内容复杂,具体应用过程及各项技术操作也较为烦琐,因此,单单只是针对SSL/TLS协议的实践教学做了简要的设计并不能移植到所有的网络安全协议课程的教学中去。若要讲关于网络安全协议中链路层和网络层,那么第三阶段的实践教学内容就不具意义了。而要讲应用层的安全协议,第三阶段的实践教学内容相比于第一阶段和第二阶段就重要得多。对于信息安全专业的学生来说,只有掌握好计算机网络和密码学的课程内容,才能继续网络安全协议课程的学习。因为网络安全协议课程的理论性和实践性都非常强。在实践教学的实施过程中,不但要让学生充分品尝动手的乐趣,还要让学生掌握网络安全协议的具体知识。同时还要注重培养在网络安全协议方面的应用型人才。
参考文献:
[1]刘凯.网络安全协议课程的实践教学设计[J].计算机教育,2014(24):111-114,118.
关键词:工作过程导向;工作任务项目化;计算机网络与安全;实训室空间布局
“计算机网络与安全”是计算机网络技术专业的专业基础主干课程,采用传统的教学设计已经不能满足社会对网络人才的需求,笔者基于工作过程导向与工作任务项目化的思想,对这门课程进行了整体开发与设计。
1课程教学设计
1.1课程开发与设计思想
职业教育课程开发与设计是以工作过程为导向,依据并围绕职业活动中“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序(工作过程)”选择课程内容,并以之为参照系对知识内容实施序化,着眼于蕴含在行动体系中的隐性实践知识的生成与构建,筑造课程内容结构[1]。
基于工作过程的课程开发,以工作过程分析为起点,选用适于教学的典型工作任务为项目载体整合教学内容,在课程教学过程中凸现以学生为主体、以职业能力的培养为主线、“教学做一体化”的特点。这一课程开发模式将职业活动中的各个元素渗透到教学的整个过程,实现学习者从经验层面向策略层面的能力发展,培养企业真正需要的人才。
课程的开发与设计以计算机网络管理员工作过程为基础,以学生组网、建网、管网能力的培养为重点,融入网络管理员岗位职业资格标准,突出理论与实践的有机结合。
1.2课程的开发与设计
图1为计算机网络管理员工作过程示意图。笔者通过分解网络管理员工作过程,确定工作任务与步骤,选取典型的工作任务设计课程学习项目;采用项目引领、任务驱动、案例教学等教学模式与方法,引导学生开展自主实践,完成学习项目。
基于对计算机网络管理员典型工作过程的分析,将课程设计成四个学习项目:中小型网络认知、组建中小型局域网环境、管理网络应用环境、局域网环境安全防护。图2是学习项目2“组建中小型有线局域网络”的整体设计方案。
2课程教学实施中若干问题的探讨
2.1围绕职业能力培养这一主线,实施课程实践教学
为实现课程教学的实践技能训练目标,进一步突出职业能力培养这一主线,课程实践教学环节的设计关注以下几个方面:
1) 拓展校企合作的形式与内容,聘请实践经验丰富的企业兼职教师与校内专任教师共同承担课程教学任务;
2) 利用现有校内外实训基地,对企业工作环境进行仿真与模拟,营造适于职业能力培养的学习情境;
3) 将学生按照4~6人一个工作组进行分组,模拟“企业项目部主管”岗位和“企业网络工程师”岗位,根据工作岗位划分学习性工作任务;
4) 通过典型示范、密切检查、适时归纳、考核验收等方式,教师发挥组织者、咨询者、指导者、促进者的作用,积极引导学生开展自主学习与实践,实现预期的课程学习目标。
2.2围绕学习项目要求,改进实训室空间布局
学习空间的布局,必须紧紧围绕学习目标和学习性工作任务。一方面,应有利于教师对于学生学习活动的掌控与指导,另一方面,应有利于学习过程中学生之间的交流和合作。
座位的位置在一定程度上影响着一个学生是否参加课堂活动及参加的程度[2]。古今中外的一些著名教育家对传统课堂中学生座位的摆放都有过研究。例如:英国人Jeremy Harmer在他所著的《How to Teach English》一书中介绍了几种不同的空间布局[3],如图3所示。其中右下图的布局方式比较常见,在世界各地被广泛使用。这一方式有利于教师组织教学并对整个教学过程进行掌控,学生也易于集中注意力;左上图的空间布局有利于学生开展小组讨论与合作,教师在小组外,以引导者与咨询者的身份参与学习活动;左下图和右上图的布局方式适合于以讨论班为主的课程教学,左下图将教师置于讨论组的核心位置,右上图则完全将教师与学生融为一体。这两种空间布局极为有效地突出了学生在学习活动中的主体地位。
课程教学在实训室中进行。因此,为完成课程学习目标,实训室空间布局力求能够创设一个仿真企业工作环境的学习情境,围绕课程学习内容及学习项目要求,突出职业能力培养这一主线,确保达到预期学习目标。
图4是课程中两种典型的实训室空间布局。左图直接将学习区安排在仿真的企业网络中心机房,配备适当的桌椅和其他必需的教学设备,学生学习活动在工作现场展开。活动结合企业真实项目、案例、职业规范和程序,学生可以发现并研究工作现场的实际问题,执行完整的任务流程、完成仿真或真实的工作任务,获得大量的技术实践知识和技术理论知识,提高技术实践能力,强化“实践工作经验”。右图的空间布局意在营造一般网络公司环境下的项目组工作氛围。传统的单人课桌转变为定制的五角型多人课桌,学生按学习项目要求组成项目小组,每组不超过6人,项目小组内部可以展开充分地交流与合作,共同完成学习项目;教师积极发挥学习顾问的作用,促进学习项目的完成和学习目标的实现。
图5是建议采用的两种课程实训室空间布局。左图中的空间布局是对图4的进一步改进与完善。这一布局不仅将学习场所安排在仿真的企业网络中心机房,同时在机房中划分出专门的学习区,并配备适当的桌椅和其他必需的教学设备。学习区、工作区的明确划分便于教师组织现场教学,也便于学生现场研究与讨论,更好地实现了学习、工作的一体化。右图的空间布局模拟一般计算机公司的工作环境,学生的课桌转变成职员的办公桌,项目小组长还获得了一张单独的“老板桌”。这一学习情境对于公司环境的模拟更加全面、真实,学生在学习过程中可以有效地感知外界环境对未来职业生涯所起的作用,也可以在心理环境中将“所学”与未来工作中“所用”建立起直接的、必然的联系。学生行为不再是单纯的学习,而是形成一种潜意识中的工作,学生主体意识被进一步唤醒。
2.3开展角色互换,突出学生的学习主体地位
为突出职业能力培养这一主线,课程教学中传统的教师与学生角色被模拟与转换为“企业项目经理”和“企业网络工程师”角色。教师以企业项目经理的身份布置工作任务、安排工作进度、开展工作检查,学生以企业网络工程师的身份接受领导交办的工作任务,制定工作计划与工作方案,运用所学知识与技能积极开展工作并接受过程监督与检查,分工协作完成工作任务。教师与学生的角色变化,使得传统教学活动中被动的学习者可以发挥更多的主观能动性,整个教学活动也得以凸显“工作学习一体化”的特征。
从另一个角度加以分析,国内目前的高职教育
大多是在普通高等教育基础上加上职业元素演化而来,高职教育领域内部存在着与普通高等教育类似的“重教轻学”问题。面向人才市场培养高技能专门人才的高等职业教育,其课程教学内容应以实际应用经验和策略的习得为主,概念和原理学习以适度够用为原则。学生在学习过程中应该是信息加工的主体,是意义的主动建构者,教师则是学生意义建构的促进者、群体的协作者、学生的学习顾问。
一般来说,缺乏教学经验的教师由于对教学内容、教学对象不熟悉、不自信,难以估计教学过程中可能出现的各种问题,更缺乏自如掌控教学活动的各项能力。这样的教师总是在不自觉地强调自身的教学主体地位,忽视学生的学习主体地位。随着教师个人职业生涯的发展、教学经验的不断积累,会逐渐有能力、有信心关注教学活动中的其他重要因素,也慢慢将自己转换为教学活动组织者的角色,将学生转换为教学活动的主体。同时,由于高职教育特别强调学生实践技能和职业意识的培养,高职教育教师除注重积累自身教学经验外,更应注意增强自身的实践经验、增强自身的实践教学能力,以更好地完成教学活动中的主体角色转换。
3结语
“计算机网络与安全”是计算机网络技术专业的专业基础主干课程,整体的教学设计要以计算机网络技术方面的能力为本位,突出理论与实践的有机交融。在教学实施过程中,模拟企业的具体岗位,以学生的实践为主体,采用合理的实验室空间布局,聘请企业兼职教师开展现场教学,改革实训课程的教学模式,培养满足社会需求的网络人才。
参考文献:
[1] 姜大源. 学科体系的解构与行动体系的重构―职业教育课程内容序化的教育学解读[J]. 教育研究,2005,307(8):53-57.
[2] 吴康宁. 教育社会学[M]. 北京:人民教育出版社,1998:344.
[3] Harmer J. How to Teach English[M]. Harlow :Addison Wesley Longman Limited,1998:18.
Curriculum Design and Implementation of Computer Networks and Security
ZHANG Juan1,2, HUANG Xinyuan2
(1.Department of Information and Engineering, Jiangsu Maritime Institute, Nanjing 211170, China;
2.School of Information Science and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)
关键词 情境学习理论 生命安全 网络系统 系统开发 教学设计
中图分类号:G642 文献标识码:A
Life Safety Education Network System Construction and the Reform of Teaching Based on the Theory of Situated Learning
HAO Haitao, ZHANG Yingying, LI Guangcun
(Dept. of Sports Military, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang, 310018)
Abstract Based on the situated learning theory as a guide, developing College Students' life safety education system based on WEB, it establishes the theoretical classroom teaching mode of college students life safety based on situational learning theory. it would play a positive role in improving college students' comprehensive ability with survival attitude, consciousness of existence , methods to understand the security risks , elusion and of escaping ,establishment of scientific living values.
Key words situated learning theory; life safety; network system; system development; teaching design
0 前言
社会发展不断向教育领域提出新的课题,为此,国家建议开展学生安全自护意识与能力教育,而且将每年3月的最后一周的星期一确定为“学生安全日”,并要求学校都要有自己的安全教育守则。
生命安全教育是一个要求教育者必须言传身教的过程,受教育者只有通过亲身体验和进行技能训练,才能在灾难来临之际减少恐慌,正确地应对险情,避免生命安全受到伤害。综观目前制约生命安全教育的诸多问题中,一方面是生命安全教育资源十分匮乏,近年来一些学校尝试开发网络和多媒体教育资源来实施生命安全教育,但从目前所开发的教育资源来看,系统功能较少,且主要适用于小学生,适用于大学生群体的同类项目开发较少。另一方面,随着网络资源开发与利用的兴起,网络环境下的学习质量和成效成为制约现代网络教育可持续发展的瓶颈,网络学习迫切地呼唤着新的教育思想和新的教育理论指导。情境学习理论作为一种新兴的学习理论,强调知识与情境之间的动态相互作用过程,有效促进学生主体性的充分发挥,顺应了网络学习的要求,展示其广阔的应用前景。因此,如何在情境学习理论指导下有效地推进生命安全教育系统建设和教学改革,是广大教师值得探究的重要课题。
1 情境学习理论及其对生命安全教育的启示
1.1 情境学习理论概述
(1)知识观。情境学习理论认为,知识是基于社会情境的一种活动,是个体与环境交互作用过程中建构的一种交互状态,是一种人类协调一系列行为,去适应动态变化发展的环境的能力。(2)学习观。情境学习理论认为, 学习的实质是个体参与实践,与他人、环境等相互作用的过程,是形成参与实践活动的能力、提高社会化水平的过程。学习过程不是简单的传输和接受,而是一个社会性的实践过程,是在真实的情境中完成知识建构的过程。由于情境问题的复杂性,情境学习理论倡导在学习过程中要建立实践共同体,强调成员主动参与,共同承担责任,进行积极的良互,达成认知成长、意义协商、身份建构的学习目标。(3)教师观。情境学习理论要求教师转换角色,认为教师不再是知识的传授者,而是促进者。在教学过程中,教师是共同体中的一员,是学习伙伴,必要时甚至要向学生学习。(4)评价观。传统的评价机制往往脱离真实情境,强调最终学习结果,而忽略评价学习者在学习过程中可能得到的成长与发展。而情境学习理论的评价注重真实情境中的真实任务的评价,强调在真实的问题解决过程中评价学生的探究能力与实践活动能力,注重学生的成长和发展的评价。
1.2 情境学习理论对生命安全教育的启示
(1)以学习者为中心,开发有效的教育资源,创设良好学习情境;(2)转变教师角色,适应现代教育技术环境下的生命安全教育需要;(3)通过实践共同体的构建,创设良好的合作学习环境,激发学习动机;(4)采用基于真实情境的多元评价方法,并让学生能够理解情境理论的评价标准与评价结果。
2 大学生生命安全教育网络教学系统建设
2.1 基于情境学习理论的生命安全网络教学系统设计原则
(1)针对性原则。网络教学系统资源是生命安全课堂教学的延续和扩充,针对性的学习情境,是为了让学习者在不同的情境中获得不同的学习体验,其最终目标还是为了促进学习目标的实现。因此,生命安全教育系统的情境设计是否具有针对性,对教学目标的完成至关重要。(2)真实性、互动性原则。生命安全教育的过程是一个通过真实体验、实践及与教师或其他学习者互动的过程。因此,创设互动性强的真实情境和真实的活动,将有利于生命安全教育的实施。(3)活动性原则。生命安全网络教学系统资源的开发,并不只是简单地将学习内容简单地移植到网络系统上面来,而是应该将问题置于整体的、具体的环境中,让学习者经过一种探索和实践的过程,去掌握生命安全教育的知识和技能。(4)问题性原则。问题情境能有效地激发引发学习者的学习兴趣和积极性,生命安全教育的本身就是要让学习者在不断的解决问题的实践中提高自身能力。因此,网络教学系统的设计开发要围绕问题情境的创设。
2.2 生命安全教育网络教学系统结构
依据高校生命安全教育的开展情况,确定生命安全教育网络系统采用基于B/S模式的三层体系结构来实现,第一层是客户端,第二层是web服务器。第三层是数据库服务器。
2.3 生命安全教育网络教学系统功能模块
生命安全教育主要内容包括安全常识、紧急避险、灾难逃生、紧急救护、逃生素质训练等基本内容。围绕这些教学内容,搜集整理生命安全教育相关资料,对安全常识、紧急避险、危机评估、应急处置、灾难逃生、应急预案、紧急救护等基础资料及图片、视频进行系统的整理,建立生命安全与危机、灾害应急基础研究资料库。
结合生命安全和生存教育的实践,构建生命安全教育内容体系,基于Windows操作系统,运用ASP和Virtools等技术,编写脚本,开发生命安全教育系统。已开发完成的网络系统主要由管理模块、学习模块、教师模块和交流模块组成,如下所示:
管理模块主要具有用户管理、教学资源管理等功能。
学习模块主要包括下面几个内容:紧急避险、灾难逃生、意外事故、疾病防范、紧急救护技能、生存素质与技能训练等。
教师模块主要为教师提供一个教学管理、课程建设功能。
交流模块旨在为师生提供一个交流平台,具有师生在线交流和学生之间在线交流功能。
3 大学生生命安全教育的教学实践
3.1 确定大学生生命安全教育的教学指导理论
为了适应大学生生命安全教育培养的教育目标,改变传统的教学模式,在综合社会学、教育学、心理学等多学科理论的基础上,选择情境学习理论作为大学生生命安全教育的指导理论,并依据该理论进行教学设计。
3.2 构建大学生生命安全教学操作模式
(1)围绕主题、创设情境。教师根据生命安全教学内容,利用自救互救模拟实验室、模拟逃生训练场地以及网络系统等教学资源,创设实际相符或相近的情境,开展生命安全教学。(2)导入问题、自主探究。在每一学习环节的导入阶段,教师引入情境和问题,激发学生的探究兴趣,引导学生积极思考,让学生自主探寻解决问题的答案。(3)建立实践共同体,实现竞争情境下的合作学习。在生命安全教育中,有许多教学内容和问题是个体无法独立完成的,这就需要教师根据生命安全教育的内容和任务,建立与之相匹配的实践共同体。共同体具有聚合性、协商性、竞争性等特点,在教学实践中采用共同体内部的合作学习和共同体间的竞争学习形式,创设在竞争中合作,在合作中竞争的良好学习情境。(4)评价反思,迁移提高。生命安全教育的教学基于真实的活动和任务的情境性,为了科学准确地对学习者进行评价,将评价始终贯穿于情境化的教学过程,主要对学习者在学习过程中、在真实问题的解决过程中的思维方式、问题解决方法、应用知识技能的能力进行评价。通过教学评价,引导学习者反思学习收获和不足之处,增强学习者在不同情境中解决问题的能力,达到迁移提高之目的。
4 小结
情境学习理论构建了全新的学习观、知识观、教师观和评价观,强调知识与情境之间的动态相互作用过程,注重学生主体性的充分发挥,为大学生生命安全教育提供了方法论指导。
本研究基于情境学习理论,总结生命安全网络教学系统设计原则,开发了大学生生命安全教育系统,为生命安全教育提供一个通用型学习、体验和模拟训练平台,拓展了生命安全教育的学习空间。
以情境学习理论为教学指导理念,对大学生生命安全教学的开展形式、教学策略、师生关系进行深入研究,创设与之相匹配的教学情境,制定相应的教学原则和实施策略,构建情境教学操作模式。
情境学习理论在生命安全教学中的实践应用,对改变传统的教学和学习方式,建立新型的师生关系,提高学习效果有积极的作用。
基金项目:2013年度教育部人文社会科学研究规划基金项目(编号:13YJAZH032);全国教育信息技术研究“十二五”规划2012年度重点课题(编号:126220633);2013年度浙江省高等教育学会(体育专项)课题(编号:zgt201313)
参考文献
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关键词:Web;教学平台;
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)08-1957-02
The Design and Implementation of Network Security Teaching Platform Based on Web
LIU Mei-mei
(Department of Network Center, Zhangjiagang Branch of Jiangsu University of Science and Technology, Zhangjiagang 215600, China)
Abstract: In order to meet the importance of Excellent Course Construction,this thesis presents a design proposal of a Web-based teaching platform, which contains the whole architecture, the system database design and the implementation of key modules. The whole system is supported by 3.5 and SQL Server2005.
Key words: Web; teaching platform;
精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。精品课程资源上网是实现精品课程资源共享的主要方法。本文结合我校精品课程的实际情况,以《网络信息安全》课程为例,经过实际的需求分析,开发了一个基于Web的《网络信息安全》教学平台。本系统采用Web架构实现,系统开发采用3.5和SQL Server2005完成,系统满足学生在课余时间自由观看课件和视频等教学资源,自主参与在线测试和在线讨论及在线实验,同时师生通过教学平台自由沟通,方便快捷的解决教学问题。
1 课程性质与建设目标
《网络信息安全》课程是一门具有普及性意义的实践性很强的综合性课程,同时又是一门新兴发展很快的学科课程。其概念比较艰涩,内容非常丰富,理论和实验十分复杂,传统的教学方法难以适应教学要求。根据《网络信息安全》课程的教学大纲需求,以建构主义理论为指导,以我校学生的调研为基础,设计出适合大学生网络学习的教学平台。
2 总体架构设计
平台采用是浏览器/服务器(Browser/Server)模式,客户端运行环境为Windows 2000/XP+IE5及以上版本,服务器端采用Windows Server2005+IIS6.0,后台数据库采用SQL Server2005。
通过深入的调查研究,本《网络信息安全》教学平台应具有以下功能:
信息与管理:教师可和删除教学信息,学生可浏览的信息。
在线答疑:小型论坛系统,由学生问题,师生共同参与讨论。
在线聊天室:所有注册会员即时聊天的工具。
资源共享:学生和教师可上传文件至服务器,用户可自由下载,上传文件大小可由教师设置。
幻灯片在线播放:教师上传ppt教学文件,可由学生在线打开观看。
在线考试系统:教师可在线出试卷,学生在线限时考试。题型分别为判断题、选择题与问答题。判断题及选择题可由系统自动判分,问答题需教师手动批改,学生可查阅历史答题卷,考试完毕后系统给出成绩统计分析,并可离线生成excel成绩单。
成员与权限系统:成员全部采用实名制,成员由匿名浏览者(visitor),学生(student),教师(teacher)和管理员(admin)组成。
3 数据库总体设计
精品课程网站开发平台的设计和实现均与数据库是分不开的,对于此类应用系统,第一步就是数据库的设计。
3.1 数据表格设计
本系统采用性价比较好的SQL Server2005作为后台数据库,设计的数据表格有用户基本信息表、课程信息表、试卷库表、课程通知表、选择题答题库、问答题答题库、判断题答题库、选择题题库、问答题题库、判断题题库、回复表、共享资源记录表、在线资源记录表、提问表等20几个数据表。下面简要介绍其中几个数据表的设计。
1)试卷库表:试卷编号、试卷标题、选择题ID、问答题ID、多选题判分类型、判断题ID、选择题分值、问答题分值、判断题分值、考试持续时间、考试截止时间、试卷过期时间。
2)用户基本信息表:用户ID、学号、权限、密码、密保邮箱、是否审核、密保问题、密码答案、上传文件大小限制、注册时间、真实姓名、记录最后访问答疑讨论模块时间、记录最后访问课程通知时间、记录最后访问新回复时间。
3)共享资源记录表:文件大小、上传时间、上传人用户名、文件格式、文件名、标签、文件存放路径、被下载次数。
3.2存储过程实现
在频繁访问数据库的系统中,使用存储过程有很多优点,本系统使用了35个存储过程,下面以其中一个为例简单介绍。usp_CreateUser:注册用户
ALTER PROCEDURE [dbo].[usp_CreateUser]
@username nvarchar(50),
@password nvarchar(Max),
@email nvarchar(50),
@question nvarchar(50),
@studentid nvarchar(50),
@key nvarchar(Max),
@RealName nvarchar(50),
@Role nvarchar(50)
AS INSERT INTO [User] (UserName, StudentId, [Role],PassWord, Email, Question, [Key],RealName)VALUES@username,@studentid,@Role,@password,@email,@question,@key,@RealName)
RETURN
利用存储过程可以加快运行速度,减少代码实现时间,提高了系统的效率。
4 关键模块实现
4.1 Web.config的配置
Web.config文件中配置所连接的数据库相关信息,代码如下所示:
…
4.2幻灯片在线播放模块实现
该功能允许教师上传教学ppt文件,供学生随时浏览。ppt文件存储在服务器上,被用户请求访问时需用com组件技术将ppt文件转换为网页可以识别的格式并存于服务器,当第二个用户访问同一个文件时,直接将转换后的文件输出到浏览器,提高了效率。文件下载采用Response流,可以屏蔽流行的下载工具,防止服务器的带宽被过度占用。同时,存放文件的文件夹对外界不可见,也不具有访问权限,实现了防止盗链的功能。
4.3 在线考试模块实现
在线考试模块分为“模拟训练”和“考试”两个模块。题目类型为选择题、判断题以及简答题。判断题和选择题系统可以自动判分,简答题需等待教师批阅。考试有时间限制,时间截止时系统会自动提交试卷。
4.4 在线答疑讨论
答疑讨论模块提供一个师生交流问题的平台,整个模块分为两个部分,一为流行的论坛形式,另一为在线多人聊天室。论坛部分主要采用Gridview和自定义控件,实现了发帖提问、问题回复、最新回复提醒以及帖子管理等功能。聊天室前台采用Ajax,后台采用webservice的页面无刷新技术,聊天内容保存在Application[“ChatRoom”]中,只保存最新200条记录,每隔0.5秒更新聊天信息以提供更好的功能和用户体验。
5 结束语
经过一年多的建设实践与探索,网络信息安全课程将建设成为拥有结构合理的师资队伍和较为完善的课程教学体系,能够为本学科的人才培养的需要,并会在同行业内起到一定的示范作用。我们将扩大宣传,加大创新改革力度,努力建设成省级精品和国家精品课程。
参考文献:
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[4] 朱印宏,苏震巍 3.5+SQL Server网站模块化开发全程实录(配光盘)[M].北京:清华大学出版社,2009.
关键词:网络安全;实践教学;教学方法
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)22-5314-02
Network Security Professional Teaching Method Reform and Discussion
LIN Fei1,ZHANG Qian2,YE Ya-lin2
(1.Jinan Military Region, Jinan 264000,China;2 .Xi’an Communications Institute , Xi’an 710106,China)
Abstract:Network security professional is a theory and practice,closely integrated courses,not only emphasize the mastery of the technical principles of network security, and pay more attention to the improvement of students’practical ability. The paper analyzes the main problems in the existing network security professional teaching; propose a three stages of network security professional teaching method of basic experiment teaching; research, innovative practice teaching; innovative practice teaching. It is very great significance to develop practical high-quality professional telent.
Key words: network security; practice teaching; teaching method
网络安全专业是一门理论与实践并重的课程,该文针对目前多数院校现行网络安全专业实践课教学过程中存在的不足,结合多年网络安全防护专业实践课教学的体会,提出实践课教学改革思路。将本课程的教学以“以理论为中心”转化为“以实践为中心”,将学生从课堂带到实验室,使其在实践中深入理解、掌握和升华所学到的相关知识,使网络安全防护专业学生具备较强实践能力、任职能力和综合能力,对网络安全防护专业实践课教学改革的对策作以探讨。
1网络安全防护专业教学存在的问题
网络安全防护专业是一门实践性很强的课程。实践教学不仅仅是验证和理解本学科的基本理论,也是培养学生的思维和创新能力。目前,多数院校在网络安全防护专业教学过程中,实践课教学环节比较薄弱,使得培养出来的学生实践能力、创新能力和解决实际问题能力不强。网络安全防护专业实践教学普遍存在一些问题。
1.1理论教学为主,实践教学为辅
现代实践教学的主要目的是掌握实践技能,但是很多高校在“理论+实践”教学过程中,实践教学环节设置不合理,仍是采用理论教学为主、实践教学为辅的教学模式。这种模式使得学生学习专业技术知识掌握不好,学生难以全面透彻的理解相关专业知识,而且学生缺乏学习的主动性和积极性。如果教学中只是注重理论教学,那么学生毕业后很难满足实际工作需求,很难在短时间内胜任网络安全防护专业相关的工作。
1.2实践教学内容设置单一,方法陈旧
大部分传统网络安全专业课的实验设置,虽然项目比较繁多,但内容独立、不同实验之间缺乏系统性和灵活性。网络安全专业实验课不仅要求学生要有理论基础知识,更要有一定的实践操作能力。但很多时候都是老师在授课过程中进行相关的实验演示,以老师为主导,老师是实验的创作者,是主动施教者,这种方法使得在网络安全防护专业实践教学过程中,始终学生是被动者,极大阻碍了开发学生实践动手能力的创造性和主动性,极大减弱了网络安全防护专业教学的效果。
1.3实践课的考核形式不合理
实践教学考核方式不是很完备,主要表现在考核内容的设置缺乏灵活性,没有很好的和实际工作中的具体问题结合起来。通过对近几年各个院校网络安全防护相关专业的考核方式、结果的分析,以及对相关专业的学生和用人单位的意见反馈的调查,表明目前网络安全防护相关专业的考核方式仍是以理论考核为主,实践操作考核比例较少,设置不合理,不能全面体现学员的实践操作能力。
2网络安全专业教学改革的思路与方法
实践教学作为院校教学体系的一个重要教学环节,与理论教学相比则具有直观性、实践性、综合性、启发性和探索性的特点[1],不仅能使学生理解网络安全防护专业的基本理论,还能提高学生分析和解决实际问题的能力。针对网络安全防护专业学生的实际情况,将学生实践能力划分为基本能力、综合能力和创新自主能力等不同层次。根据不同层次设置基础实验教学、综合、设计性实践教学和创新实践教学三个阶段,进行网络安全防护专业实践能力的培养。
2.1基础性实验教学
网络安全专业实践教学基本内容为依据,在原有课程实践的基础上,结合实践教学的认知规律,重新整合重组。促进学员对基本原理的理解和基本技能的掌握。可划分为不同的教学模块,并引进相关领域新的实践技术。网络安全专业实验教学内容包括密码与安全协议、网络攻击、网络安全防护等基础性实验。因此,在原有课程实验的基础上,将知识体系结构重新整合成围绕一个专业问题或知识点为一个模块的设计方式,可以单独学习其中一个或多个内容,主要以验证方式进行实验,采取统一上机统一指导。
2.2综合性、设计性实践教学
在学生完成基础性实践的基础上,进行综合知识的技能训练,培养学生基本技能的综合分析能力,重视基本技能的综合和扩展,网络安全防护专业实践教学除了包含基础性实验,还包含了综合案例的方案过程设计、设备的运行和维护、问题的判断与解决等更高一级的内容。综合性、设计性实践教学是基于“任务驱动”的方式采取由浅入深、由简单到复杂、由小实验到综合型实验的递进方式设计实验。
2.3创新性实践教学
在综合性、设计性实践教学的基础上,以培养学生的创新能力和自主研究能力为目的,借助网络安全防护相关专业的技术各类竞赛平台,激发网络安全防护专业学生从被动接受知识变为主动探求知识的学习热情,设计相应的实践项目,突出学生独立设立实践和独立进行实践操作,强化学生“探究式”学习能力和培养科学思维能力[2]。
3小结
该文以网络安全防护专业实践教学目标为指导,深入分析现有课程存在的不足,积极探索构建适合网络安全防护专业的实践课程,设计了包含网络安全防护专业的基础实验教学、综合性、设计性实践教学、创新性实践教学三个环节的实践教学方法。课程设计以实现学生快速提升解决实际问题的能力、激发学生自主学习热情为目标,使网络安全防护专业学生具备为信息网络提供安全可靠的等级防护、有效防御各类网络攻击、快速处置各类网络安全事件的能力,真正满足信息系统安全防护能力建设对人才的要求。
参考文献:
关键词 网络安全;实验教学;虚拟机
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)22-0146-03
Research on Experimental Teaching of Computer Network Secu-
rity Course//HONG Yunde,GAO Qiang
Abstract This article introduces the research on experimental tea-ching of computer network security course from the experimental platform building, the experimental project design and the experimental teaching implementation.
Key words network security; experiment teaching; virtual machine
1 引言
计算机网络安全课程是实践性很强的课程,不但要求学生具有良好的理论知识,而且需要具备一定的动手能力,因此,实验课程是必不可少的教学环节。使用实验教学的方法,可以让学生通过实验,加深理解网络安全基本概念、基本原理,掌握目前黑客常用的攻击方法和手段,学会使用当前常用的网络安全工具,提高实践操作能力与应用水平。本文将从实验平台的构建、实验项目的设计、实验教学实施三方面对网络安全实验教学进行探索。
2 实验平台的构建
网络安全实验如果采用真实的网络环境,不仅需要大量的设备投资和场地,而且维护复杂。另外,学生课内外的自主学习会受到设备环境的制约。为了可以在学校的公共计算机机房无损开展网络安全实验,为了能够使学生独立完成实验的操作,引入虚拟机技术――VMware虚拟机软件来构建实验平台。虚拟机是指运行在Windows和Linux计算机(以下称为宿主机)上的一个应用程序,该应用程序“模拟”了标准PC的环境。在使用上,虚拟机同样需要分区、格式化、安装操作系统及网络、安装应用程序和软件,如同一台真正的计算机。
基于虚拟机技术,可以在一台真实机操作系统上建立若干个同构造或异构造的虚拟计算机系统,每个虚拟机由一组虚拟化设备构成,其中每个虚拟机都有独立的虚拟硬件,同时可以随时在虚拟机和真实机之间进行切换、虚拟机和虚拟机之间进行切换。采用这种虚拟机的方式,可在一台计算机上构建出一个小型网络环境,可在虚拟机上安装没有打过任何补丁的操作系统,从而使虚拟机成为网络安全实验的攻击靶机。
基于虚拟机的网络安全实验平台构建采用以下几个步骤:首先,启动VMware Workstation安装软件,安装虚拟
机;接着在安装好的虚拟机上安装操作系统;最后选择虚拟机网络连接方式为桥接,使虚拟机成为网络中一立的计算机,并配置真实机和虚拟机在同一网段,能够互相通信。
3 实验项目的设计
计算机网络安全课程涵盖面广、实践性强,需要做的实验很多[1-4]。设计实验项目的主要思路是:体现实用性,同时在实验中更多地体现未来学生毕业后会遇到的网络安全问题;实验项目在基于虚拟机的实验平台上都能完成,对硬件设备要求较低,在学校普通机房可以实施,同时方便学生课前及课后的自主学习。
设置的实验项目如表1、表2所示,共12个,把这些实验项目写成实验指导书,便于学生开展实验。
4 实验教学实施
在具体实施网络安全课程实验教学时,特别注重规范实验过程,实验过程主要包括四个阶段,分别是实验准备阶段、实施阶段、小结阶段、评估阶段。
1)实验的准备阶段。指导学生阅读实验指导书,理解实验目的、实验原理及实验内容,熟悉实验步骤,并做好实验环境的准备,学习预备知识。
2)实验的实施阶段。指导学生开展实验,通过截图方式记录详细过程和重要的实验结果。鼓励学生多思考,深入分析实验过程中遇到的问题,在解决问题的过程中进一步提升能力。
3)实验的小结阶段。要求学生对实验结果展开分析,写出自己对所做实验的心得体会,并完成实验报告。
4)实验的评估阶段。教师对学生提交的实验报告评分并反馈给学生。
实验过程中,可以将实验教学设计为分组进行,每组学生共同完成实验方案设计及实验内容,一起总结项目及撰写实验报告。比如在攻防实验过程中,可以每四位学生为一个小组,其中两位学生担任进攻角色,模拟黑客攻击,另两位学生担任防守角色,负责保护主机安全。这种小组实验方式可以使学生在实验过程中互相交流、互相学习、互相促进。
5 结语
本文设计了一套完整的网络安全实验项目,着重培养学生的动手实践能力。这些实验项目可通过虚拟机实验平台进行实施,方便了学生课前及课后的自主学习。
实践表明,基于设计的实验项目进行教学,学生能够加深对网络安全理论的理解,掌握一些实际的技能,学习兴趣得到提升,教学的质量及实验效果也明显提高。■
参考文献
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关键词:网络安全;任务驱动;结对
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0111-02
随着网络威胁的增加,社会对网络安全的重视程度也越来越高[1],网络安全已经成为计算机专业的重要学科。掌握网络安全的技术不仅需要扎实的理论基础,同时还需要具备较强的实践和分析能力。因此,如何在现有的环境下培养出理论扎实,实践和分析能力强的学生以适应社会和企业的需求[2],成为高校网络安全教学的一个重大挑战。
1 《网络安全》课程特点
《网络安全》课程需要的理论知识范围较广,且与之相关的技术也繁多,该课程主要有具有以下几个特点:
1)知识综合性强。《网络安全》是一门涵盖性非常广的课程,包含密码学技术、病毒技术、防火墙技术、入侵检测技术、VPN技术、WEB技术等。正因为《网络安全》的涵盖面非常广,所以该课程对于前导课程的要求也是比较高,需要学习计算机操作系统、程序设计、计算机网络、WEB设计、数据库技术、Linux应用等一系列课程。此外,除了课程需要的技术较多,对于每门技术也都需要扎实的理论基础。
2)更新速度快。网络中各种威胁层出不穷,而且技术手段也越加复杂。为了保证网络的安全,抵抗和消除网络的威胁,网络安全技术也正快速更新以应对复杂多变的网络威胁。因此,《网络安全》课程的知识点也需要不断地更新,以培养适应社会需求的人才。
3)实践能力强。网络安全绝不是纸上谈兵,而是注重实操能力。同一个问题在稍有差异的环境下,解决方法都不尽相同。同一问题,也可应用不同的方法去解决,每一种方法都可以灵活运用。熟练掌握网络安全技术,需要不断地进行实践。
4)分析能力要求高。网络威胁总是先于网络防护技术而出现,对于如何保证网络的安全需要基于已有知识理论和经验对网络新威胁进行分析,并进行实践尝试。《网络安全》课程无法也不应该穷尽所有的网络安全知识,而是需要培养学生的独立分析、独立动手能力。
2传统教学存在的不足
传统《网络安全》课程教学一般是先讲授理论知识,再进行实验教学。从学生实际反馈来看,这种教学方法不太好,因为理论与实践之间有时间差,学生在学习枯燥的理论知识时,没有实践加以补充,学生在实验课教学时对于理论知识都记忆模糊。
传统《网络安全》课程的内容安排一般是以理论知识点为中心展开,然后再介绍与理论对应的所有实践环节。学生在学习的过程中反应很平淡,知识内容很散,学生对于知识的运用也不灵活。如果对教学内容,以项目为驱动,设定达成目标,利用不同工具实现目标,并辅以原理解释。学生对于知识点的记忆较深刻,教学效果较好。
《网络安全》课程旨在培养学生掌握网络安全理论相关知识,能够对网络进行安全防护。但是学生在学习完课程后,往往还停留在将问题对号入座的阶段,当网络威胁通过变换旧技术或引入新技术时,学生便束手无策。出现这种情况的原因是学生的分析和灵活应用知识的能力,这样的学生无法满足社会的需求。
3结对编程
结对编程最早应用于软件开发环境中[3],其定义为两个程序员坐在同一个工作台进行软件开发,其中一位程序员负责开发思路及并口述代码,另一位程序员负责键盘编码,并且需要两人在软件开发中频繁的交流。两个程序员具有相同的缺点和盲点的可能性较小,当进行结对编程时程序员可以技术互补,相互交流经验并即时审核代码。实践证明,通过结对编程能够有效地提高软件开发的效率,并且可以明显降低软件中存在的缺陷。此外,结对编程对于需要提高实践能力、团队协作能力和分析能力效果显著[4]。《网络安全》作为一门实践能力强,注重培养分析能力和团队协作能力的一门课程与结对编程的作用是匹配的,但目前针对此课程特点的结对编程研究还较少。
4教学设计
针对前文中描述传统《网络安全》教学中的不足,本文从教学方法和实验方法两方面进行研究探索。
在教学方法上,针对传统教学过程中理论与实践结合不紧密的问题,提出基于任务驱动式教学方法。以《密码学技术》章节为例:以“公司销售部邮件泄露”为案例描述,引入课题,设置学习目标为能够根据实际公司情况,采用对应的加密技术确保公司邮件、文件安全,进而展开理论知识讲解和安全工具的原理及配置方法。同时,教学方法采用一体化教学教室。对于学生的理论讲解与实践教学穿行,统一在一体化实验室中完成。
在实验方法上,增加学生实践课程的占比,实验过程摒弃传统教学方式:如首先配置、软件的应用,然后完成并提交实验报告。实验要求两两组合,以结对方式进行实验。以《密码学技术》章节为例:两两组合后,根据任务实际情况要求,对问题进行分析、讨论,一个同学负责解决方案的确定,选择合适的加密技术,另一个同学负责完成命令和操作的执行,确定方案的同学可以在另一同学执行方案时同步进行审查。实践过程中结对学生间的角色进行轮流互换。
从广东松山职业技术学院《网络安全》教学课堂反馈情况来看,基于结对实验方式的任务驱动型一体化教学的教学效果较好。首先,学生对于计算机网络安全的兴趣大大增加,学生不仅在课堂保持较高学习兴趣,课后也会尝试课程深度扩展。其次,采用基于任务驱动的一体化教学后,学习对于理论知识的掌握也变得更深刻,尤其在学期后的综合实践训练的课程中,可以看出学生能够较灵活的运用网络安全技术。再次,结对实验的引入,通过不断的交流与讨论,学生对于理论知识的掌握,实际的个人动手能力,分析能力和团队协作能力较传统教学方式有很大的提升。
5 结语
计算机网络安全课程旨在培养理论知识扎实,并具备分析能力、动手能力和团队协作能力的综合性人才以适应社会需要,这对计算机《网络安全》课程的教学产生了挑战。本文根据计算机网络安全课程的特点,分析传统《网络安全》课程教学上的一些不足,从教学方法和实验方法两方面进行研究探索,提出以任务驱动型教学方式,结对进行实验的教学方法。从实践结果来看,采用该教学方法后,学生对课程兴趣提升,学生的分析能力、动手能力和团队协作能力都得到明显提升。下一步研究工作,将在结对编程的基础上,在课程后期增加对抗式课程设计内容,同时尝试引用翻转课堂,旨在进一步提升学生的分析、实操和团队协作能力。
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关键词:大数据;教育机遇;高校大学生;网络安全
大数据时代的来临为社会各界都带来了新动力和新希望,它强大的时效性为各种信息资源的流通共享开创了新的平台。新信息技术的发展,为高校教育带来了新的机遇,也对以往传统的高校教育方式产生了巨大冲击。目前,为跟随时代潮流发展,高校教育必须转变传统教育观念,开创全新的教学方式,深化教育内涵,提高教学质量,增强创新创造精神,积极与大数据技术相结合,探寻大数据时代高校网络安全教育的新道路。
1大数据时代高等教育面临的机遇
大数据时代的到来也标志着新信息技术的进化升级,以互联网为代表的数字信息技术开始迅速深入我们生活的方方面面,提高民众生活水平的同时,也为高校教育的发展提供了强大的动力支持。
1.1利用大数据有利于避免不良事件发生当代高校大学生都正值青年,思维方式还未成熟,自我约束能力较差,而新数字信息技术的出现为大学生的日常生活增添许多光彩,大多数大学生对网络依赖性较高,实际运用性强,不论是利用网络查询和整理资料信息,还是以网络为平台自己的心情和日常生活,大学生都能做到将互联网的时效性和开放性与生活的方方面面加以融合[1]。因此,我们可以通过教育数据,广泛收集和分析学生的学习情况和思维动态,抓住学生的根本需求,更有针对性地进行教育和引导工作,有效避免高校大学生不良事件的发生。
1.2大数据有助于教育管理的科学决策
大数据不仅仅能掌握事件总体的现有状态和未来方向,还能够探索分析出微小事件。利用大数据构建教育数据库,能够有效地促进教育科学化管理和各种教育决策,找到最为合适和高效的教学方法和管理策略,为高校大学生提供更具质量和水平的学习服务。
1.3大数据可以促进高校完善教学模式
(1)促进教学决策科技化在如今,仍然有许多高校教师沿用以往传统的教学决策方法,依赖以往教学经验,这样传统的教学决策方式所受的影响因素较多,大大降低了决策的科学化和真实化。在当前时代,高校教师可以充分利用大数据强大的分析汇总能力,掌握学生真实情况和有效信心,进行更为客观、科学的教学决策。(2)促进教学设计合理化大数据技术能够将各项数据进行深入分析研究,以便于人们探索内部规律,根据具体需要进行重新整合和利用。因此,高校教学设计可以通过大数据数字信息技术分析高校大学生的相关学习数据,准确把握学生的不同需求和状态,对教学环节进行更加具体细致的设计,提高教学质量,丰富教学内容。(3)推动教学方式个性化预测功能作为大数据众多功能中的核心部分,可以迅速高效地对大量数据信息进行精准计算和预测。高校可以利用预测功能,广泛收集和分析学生的相关数据信息,对学生各方面需求进行真实有效地科学预测,以此为基准点,具体问题具体分析,因材施教,设计创建更加具有个性化的高效教学方式。(4)推进教学评估客观化大数据技术强大的分析整理能力,能够将数据结果更加客观地展现出来。在以往的高校教学评估中,依照的标准较为单一死板,往往只依赖学生的考试成绩、就业质量等基础数据进行评估,评估结果较为片面[2]。高校教学评估可以适当引入大数据技术,收集更多的线上线下,校园内外的各种相关信息,更加全面生动地进行教学评估,让评估结果更加客观化。
1.4大数据服务于学生成长成才
高校除了借助大数据手段提高教学水平和管理质量外,还可以通过大数据手段对学生家庭情况进行更加细致地了解,针对家庭经济困难与家庭成员组成较为特殊的学生进行信息动态收集和管理,例如学生日常消费信息等来具体把握学生实际情况和需求,针对不同程度的需要,高校校方可以提供更加具有实际意义的补助措施,让学生更加体会校园温暖,更加积极地投身到学习中去。同时,针对应届毕业生就业困难,社会就业形势不乐观等问题,学校还可以建立每位学生的个人专属档案,记录学生在校期间的学习成绩、奖励奖项、实践活动表现等多种信息,利用大数据技术的分析功能与企事业单位的岗位需求相匹配,实现毕业生精准就业,提高学生就业率,有效降低学生就业压力。
2高校大学生面临的网络安全问题
由于互联网技术与大数据时代的不断发展,大学生的生活与学习也受到了许多影响,许多社交与学习活动都开始以网络为基础,网络的应用范围不断扩大,所展现出的网络安全隐患也不断增多。互联网作为新兴的信息传播共享平台,具有极强的时效性和开放性,所提供的信息内容和性质、形式复杂多样。大学生思维意志能力较低,自我约束力不强,常常容易被各种不良信息所诱导和腐蚀,受到心理和物质上的双重伤害。因此,在大数据环境下,网络安全问题层出不穷,高校网络教育不容松懈。(1)高校网络环境存在的问题计算机病毒作为最早的网络安全危害来源之一,一直以来都在不断地对网络安全造成威胁,高校网络也难逃其害。有些高校的互联网安全防护意识不强,对计算机疏于有效管理,导致计算机病毒迅速侵袭校园网络,造成严重的负面影响。同时,许多高校严重缺失网络管理人才,自己的网络管理人员技术能力欠缺,不能有效解决网络问题,导致校园网络常常暴露于危险之中。(2)高校网络社交安全问题高校大学生充满活力与热情,社交活动多种多样,近年来,网络社交形式更是得到广泛地使用和推广[3]。然而,网络社交也存在许多安全隐患,大学生在网络社交过程中常常因为思维方式不够成熟,轻易相信他人而受到欺骗和伤害,同时,大学生如果过度沉迷于网络社交,就会忽视现实世界中的人际关系,局限自己的社交范围,影响身心发展。(3)高校网络学习安全问题网络学习平台作为大数据时代的新产物,也具有互联网技术的很多功能与隐患。比如恶意软件侵扰、不良广告弹窗、木马病毒植入等各种各样的网络安全问题,都严重影响高校网络教学的正常进行与师生的个人信息安全。
3高校大学生网络安全教育探究
(1)增强网络监管,营造良好网络学习环境不论是学习还是生活,学生接触互联网的时间都在不断增长,为此,学生和学校都要共同努力,营造良好安全的网络学习环境,增强网络环境的监管,同时增强学生的自我管理意识,主动远离不良信息诱惑,更加有效地解决网络安全问题。(2)重视网络安全教育想要彻底有效地规避网络安全隐患的不利影响,不仅要在管理手段上增强力度,还要加强网络安全教育,转变思想观念,让大学生从根本上树立正确的网络安全道德意识,提高自身网络道德修养和网络安全意识。
【关键词】随机进入教学;网络安全技术实验教学;教学过程
1.引言
网络安全技术是计算机网络专业一门重要的基础课程,理论知识的深奥抽象,不易理解,因此实验教学的好坏直接影响了学生对于该门课程的掌握程度。针对当前网络安全技术实验教学的情况,问卷调查了82名学生,36%的学生认为很难以学以致用,21%的学生认为实验课程本身知识结构混乱,29%的觉得没有兼顾个人差异及兴趣,14%的则认为教学内容和方法落后。
为了解决这个问题,各高校做出过很多尝试,但总体的实验教学成果仍不容乐观。究其根本,在于进行的变动均在其实验教学环节的细节上,如中山大学实施开放式实验教学、河南科技大学采用分层递进教学,强化个性创新等等。要真正提高实验教学的有效性,改变当前不理想的实验教学成果,更需要从根本上转变实验教学理念的一种教学模式。基于此,本文提出随机进入的实验教学模式,以实现网络安全专业人才的与时俱进与全面发展。
2.随机进入教学的方法
随机进入教学是建构主义学习理论的一个分支,由斯皮罗(1991)等人提出,是一种基于弹性认知理论的指导下针对高级学习的教学方式,不同于传统教学方式,它始终强调在整个学习过程中对于知识体系的建构与掌握,而非运用、理解各知识点。并坚持主体为学生,教师作为组织、指导者。同时以情境为学习的根本,在不同情境中反复进行同一内容的学习,表现同一内容的不同侧面,这种情境的反复再现并不是为了知识技能的巩固而进行的简单重复,它强调在每个不同情境中体现的互不重合的部分,从而使学习获得对概念知识多角度的理解,培养学生的主动性、积极性和创新性。但是不同于简单的情境性教学,随机进入教学重点在于知识在情境中的重复,而不一定要选择真实性任务,另外,在评估方面,随机进入教学除了可采用情境性教学的评估方式外,还通常结合其他评估方式,达到多方位评价的效果。
随机进入教学方法通常包括五个环节:(1)创设情境,主题确定;(2)多角度提出问题;(3)随机进入学习;(4)小组协作学习;(5)学习效果评价。
3.随机进入网络安全技术实验教学
网络安全技术这门课程一般在大三年级开设,学生对计算机技术、网络技术、信息技术以及数学知识有了一定的了解,但是各自的知识结构存在一定的差异,从而导致了在认知安全概念上,实验教学内容的兴趣性上都存在差异性。另一方面,网络安全技术课程本身教学内容各部分存在较强的独立性和实时的新颖性,比如密码破解和网络攻击之间的相关性不明显、网络攻击和防范手段更新快等。这些因素都要求网络安全技术实验教学必须以学生为主体,以问题为出发点,围绕其兴趣,激发其学习动机,最终提高学习效果。
随机进入教学模式基本上能解决网络安全技术课程教学过程中各个环节所存在的问题。下面以课程中“网络安全攻防技术”为例,具体说明如何应用随机进入教学模式设计网络安全技术实验教学。
第一步:创设情境,确定主题。
在正式讲授前,提供背景资料,可利用搜集的文字材料,或动态的视频文件给学生观看,结合一些具体发生的事情(比如:“Nimaya(熊猫烧香)”病毒事件,针对日本用户的DDOS攻击事件等),并提出与教学内容有关的敏感问题,引起学生的好奇与思考,即可随机自然地引入到教学内容上。
第二步:多角度提出问题。
在第一步的学习过程中.不同的学生因为个体的差异而产生不同的疑问和兴趣.有的学生会对病毒攻击产生兴趣.有的则对病毒防御是怎么实现的有兴趣。每个学生都可以提出疑问和喜好。教师则把一系列的疑问和兴趣作为实验教学的切入点,过滤掉不恰当的问题,并提供给学生课前制作的专题学习资料,再由学生自主选择感兴趣的信息,加深对教学内容的认识,在此过程中,教师只是对学生的自主学习进行适当的引导。
第三步:随机进入学习。
该阶段让学生根据自己的需要选择学习内容和实验内容,自主探索,研究点相近或相同的同学,彼此互助,完成一个实验后,应尝试总结理论知识和实验结论,除了实验前提出的问题,还应增加遇到的新问题及知识点。并带着新问题进行新的实验。由于是随机进入的学习,学生学习的快慢程度也不相同,学习后所得的结论往往涉及不同方面。因此该过程老师可以有针对性地穿插引导演示,也可以稍微进行点拨由学生独立完成。同时还要关注培养学生的思维能力,在学生学习一段时间后,教师可提出一些相关问题让他们巩固延伸。
第四步:小组协作学习。
在学生个体进行随机学习,并完成思考题的基础上,就近分成小组,充分交流自己的学习内容,互相补充,共享,最后形成对教学内容的较为全面的认识。
由于网络安全技术实验的内容有一定特殊性,实验方式通常采用组合,而不是单人方式,原因也就是为了提高学生的兴趣,即开发了个人思维能力也提高团队合作的意识。
第五步:学习效果评价。
基于随机进入的网络安全技术实验教学中,针对实际情况运用不同的评价方式。在进入学习前学生首先进行自评。在学习过程中,自评、互评实验报告、实验记录等。最后采用绝对评价法,由教师学生共同评价(情感、知识、实践能力)。
4.结语
通过在网络安全技术实验教学中应用随机进入教学模式,可以看出在整个实验教学过程中,学生的主体地位明确,学习的思路清晰,有利于学生探索发现网络安全新问题,并进行网络安全解决方案的创新性设计,是对传统教学的延伸。
参考文献
[1]马昌社,宋德志.基于差异性的网络安全实验教学方法[J].吉首大学学报(自然科学版),2010(6).
[2]余敏.随机通达教学思想在网站平面设计教学中的应用[J].科技致富向导,2010(6).
[3]俞研,兰少华.计算机网络安全课程教学的探索与研究[J].计算机教育,2008(18):127-128.
关键词:高职;课程群;信息安全专业;教学设计
课程群建设是近年来高校课程建设重要的研究方向之一,也是确保专业目标实现的重要保证。信息安全专业是随着信息产业飞速发展而诞生的新专业,高校信息安全专业设置、教学设计与专业课程中并没有充分体现社会需求,高职院校这方面的问题尤其突出。因此,强化和改善信息安全专业的课程群建设工作已经势在必行。
课程群的概念
课程群的界定课程群建设是近年来高等院校课程建设中常用的一种新的课程开发方法,既有很强的学术性,也有较强的可操作性。在高校内部的操作层面对课程群有两种不同的理解:一种观点认为课程群是某一专业学科内诸多课程的集合,是以学科作为群的界限,因此课程群就是相同学科、不同分支学科的组合;另一种观点认为课程群是指专业课程体系中某一类别的课程集合,如专业基础课程群、专业课程群、专业方向或专业限选方向课程群等,是以专业作为群的界限。目前,课程群的建设研究侧重于以专业作为划分依据。
课程群建设的内涵课程群建设的基本要求是将内容联系紧密、内在逻辑性强、属于同—培养能力范畴的同类课程作为课程群组进行建设,打破课程内容的归属性,从技能培养目标的层面把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。课程群是课程的超集,是专业教学设计的子集。在课程群中,最基本的教学单元是知识点,知识群是知识点的集合。课程群建设的基本目标是将传统的高职教学组织由两层架构转化为三层架构,使技能要求独立于单门课程,形成目标明确的课程群层次,由课程群承载技能培养任务,弱化课程的独立性,强化课程之间的耦合性,突出各课程蕴涵的技能,把围绕一个技能培养目标的、包含于若干课程中的技能点抽象出来,在一个更高的层次上连贯起来,使该技能的培养随课程教学的推进而不断递进、加深与拓展,逐步实现与培养目标的重合。
信息安全专业课程群建设存在的问题
课程群组合的随意性课程群建设是基于系统的角度,根据学科发展和人才培养的规律进行的,只有基于某一学科的所有课程进行内容的整合与结构的优化,才能形成课程群建设的规模效益,才能删除某一学科领域的重复知识,增加学科发展的最新内容。目前,由于课程群建设缺少相应的理论指导,课程群建设以立项的形式进行项目申报时,虽然都要经过广泛的发动,但还处于自由申报、集中评审的状态,缺乏对课程群建设的科学规划,考评体系也不健全,不能使同属某一学科的所有课程融入到课程群的建设中来,形成合力,共同进行课程群的建设。
课程群各组成课程之间的耦合性差课程群中的课程之间内容重复与衔接的问题尚未完全解决,容易使学生在学习这些课程时感到困惑与迷茫。这种现象直接影响到学生对学科知识的把握与处理,也给教师讲课带来了诸多麻烦,大大影响了教学质量。
课程群建设研究内容过于宽泛目前,高校课程群建设研究的内容过于宽泛,涉及课程建设、教材建设、师资建设、实验室建设甚至专业建设等。虽然课程群建设与专业建设、课程建设有必然的内在联系,但其目标不同,着力点也不一样。内容过多必然导致难以抓住重点,极易造成课程群建设、专业建设、课程建设间的混淆,难以取得应有的效果。
信息安全专业课程群建设的实践
课程群开发的方法课程模块化是传统的课程群建设方法,针对不同技能进行多分支培养的课程组织,形式上属于一个确定的技能培养范畴。课程群在形式上也具备上述特点,但强调技能培养,弱化独立课程的特点,强化课程内容之间的融合、交叉与关联。因此,在课程群开发上要注意课程之间的线性关系,在技能培养环节上强调连续、递进与不断加深,保持同步、连续的正比例关系。
课程群建设的实践2004年6月,深圳信息职业技术学院信息安全专业的课程规划采用模块化结构,定位于“网络安全”与“计算机安全”两个专业技术方向。2004年8月,学院制定了以网络安全与计算机安全技术为主线,以网络编程与网络管理应用能力为辅线的培养方案。但在实践中发现,在以教学为中心的高职院校,学生的技能培养目标很难实现。2005年8月,学院在教学设计中引入了“系列课程”的概念,将内容联系紧密、内在逻辑性强的《计算机网络技术》、《网络设备》和《网络安全与管理》三门课程与相应的课程实践环节组成一个规模较大的教学模块,同时开设系列专业限选课,对高职类信息安全专业的教学设计进行了改革。2006年8月,根据《关于开展“教学研究月”活动的通知》的工作部署,学院组织考察团前往上海市职业培训指导中心与上海交通大学信息安全工程学院进行专业调研。经调研发现,信息安全专业建设应该借鉴社会培训机构的一些办学思路,引进课程群开发技术,建设四大专业技能课程群,即信息安全攻击、信息安全检测、信息安全防护和信息安全补救,对信息安全专业课程建设进一步深入改革。课程群与课程的关系结构如下表所示:转贴于
课程群建设成果与今后的工作
深圳信息职业技术学院从课程群的研究入手,开发新的教学内容和教学方法,设计更趋合理的教学设计,在教学效果和社会认可度上取得了显著成绩,表现在以下几个方面:
课程内容紧跟社会需求,具有时代性和现代性,教学内容和信息量明显加强,教学时数减少且更趋合理。课程群各组成课程之间关系密切、逻辑性强、知识具有递进性,内容相对科学,便于组织教学。
理论教学与实践教学的比例更趋合理,改变了原来偏向讲授,缺乏实践的现象。在新的教学设计中,实践教学环节占52.7%,理论教学环节占47.3%,大幅度提高了课程群各组成课程综合实践的课时量。同时,开辟了校内外理论与实践的教学基地。
培养了学生的创新精神,提高了学生的技术应用能力,推动了教育教学改革与创新,有利于教学技能竞赛与就业良性互动机制的建立和运作。
信息安全专业是一门较新的专业,从专业建设到课程建设还需要经历漫长的实践过程,逐步推进改革,优化教学资源,改善教学效果是必经之路。深圳信息职业技术学院下一步的工作重点是课程群实践教学的改革与创新。
参考文献:
[1]高林,鲍杰.点击核心——高等职业教育专业设置与课程开发导引[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]黄克孝.职业技术教育课程概论[M].上海:华东师范大学出版社,2001.
本文认为网络安全与执法专业的主干课程主要包括:计算机网络、操作系统、计算机犯罪侦查、网络信息监控技术、信息安全体系结构、电子证据分析与鉴定技术、互联网情报信息分析技术、互联网安全管理,网络对抗技术等课程。这些课程的突出特点表现在:1.体现网络特征;2.与公安业务工作直接相关;3.课程教学内容方面容易形成独立的研究范畴;4.适合模块化教学;5.课程研究内容变化较快。
二、传统教学形式的不足
传统的教学模式中,教师以课本为主要授课依据,课堂教学中以教师讲和做为主要表现形式,进行教学。这种教学方式对于理论性较强的课程,如“XX原理”之类课程优势明显,但对于突出解决实际问题,实践性和目的性要求较高,内容变化快的课程表现相对不足。通常表现在教学形式呆板学生不喜欢听;教师突出讲解该类课程的一般性问题,而对于解决此问题的细节照顾不到,最终导致学生理解问题一知半解;教师教学资源匮乏,教学环节由于人手及硬件资源环境的原因,模拟实施困难,即便是通过组建教学团队,仍然不足以满足教学内容变化快,种类多的需求;教师讲解的问题和学生关注的问题达不成一致等。这些方方面面的问题最终会导致教师教授给学生的专业知识技能不能在实战单位得到有益的发挥和应用。
三、微课的表现形式及特点效果
“微课”的核心组成内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅教学资源,它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。微课作为教学手段和教学资源表现突出。微课表现形式多样,涵盖多种教学方法,适用于多种教学范围和场合。
四、网络安全与执法专业微课制作实施方案
1.分解课程模块对于专业主体课程,开学初进行任务分工,教师对教学内容进行模块划分并且将模块研究内容议题以任务形式分发给各个小组团队,并在规定时间内完成微课制作工作计划表。2.收集案例,制作情景素材课程教学的最终目的是使学生掌握解决实际问题的能力,课程案例来源于对实际生活着网络犯罪相关案例和公安一线处理网络犯罪相关案例的整理,使之成为有效教学资源,将整理过的案例根据学生研究的内容分别分发给各个学生小组团队,使之成为微课制作的情景素材。3.提供相关素材学生可自行收集微课素材,也可以通过求助得到其它方面的微课制作素材。4.微课评价对于学生制作好的微课组织教师团队进行标准化鉴定,对于微课的内容,结构,解决的问题进行评价,能够起到促进教学的视为合格作品,否则,要求学生在规定时间内完成,同时将该项内容作为学生该课程考核的部分内容。5.组织微课“导师”提供本专业或公安实战部门教官专业方向及技术特长资料给学生团队,学生可以根据研究内容选择联系对应教师或教官作为微课指导教师。
五、微课应用形式
[论文摘要]:如何让学生注意计算机网络操作系统存在的问题。
随着计算机信息化建设的飞速发展,计算机已普遍应用到日常工作、生活的每一个领域,比如政府机关、学校、医院、社区及家庭等。但随之而来的是,计算机网络安全也受到前所未有的威胁,计算机病毒无处不在,黑客的猖獗,都防不胜防。本文将对计算机信息网络安全存在的问题进行深入剖析,并提出相应的安全防范措施。如何培养出创新人才是当今社会的新要求,也是教学研究的重要课题。
一、计算机网络是培养学生创新能力的关键
学生学习,要有正确的学习动力和浓厚的学习兴趣,这样学习有主动性和积极性,只有产生了兴趣,才会有动机,才能结出丰硕的成果,因此计算机网络课程具有灵活性、实践性、综合设计性较强的课程,在教学中进行教学设计,注重激发学生创新思维,以培养学生的创新能力。
二、计算机网络应注意哪些不安全因素
对计算机信息构成不安全的因素很多,其中包括人为的因素、自然的因素和偶发的因素。其中,人为因素是指,一些不法之徒利用计算机网络存在的漏洞,或者潜入计算机房,盗用计算机系统资源,非法获取重要数据、篡改系统数据、破坏硬件设备、编制计算机病毒。人为因素是对计算机信息网络安全威胁最大的因素。计算机网络不安全因素主要表现在以下几个方面:
1.计算机网络的脆弱性
互联网是对全世界都开放的网络,任何单位或个人都可以在网上方便地传输和获取各种信息,互联网这种具有开放性、共享性、国际性的特点就对计算机网络安全提出了挑战。在使用互联网时应注意以下几项不可靠的安全性。
(1))网络的开放性,网络的技术是全开放的,使得网络所面临的攻击来自多方面。或是来自物理传输线路的攻击,或是来自对网络通信协议的攻击,以及对计算机软件、硬件的漏洞实施攻击。
(2)网络的国际性,意味着对网络的攻击不仅是来自于本地网络的用户,还可以是互联网上其他国家的黑客,所以,网络的安全面临着国际化的挑战。
(3)网络的自由性,大多数的网络对用户的使用没有技术上的约束,用户可以自由的上网,和获取各类信息。
2.操作系统存在的安全问题
操作系统是一个支撑软件,是计算机程序或别的运用系统在上面正常运行的一个环境。操作系统提供了很多的管理功能,主要是管理系统的软件资源和硬件资源。操作系统软件自身的不可靠安全性,是计算机系统开发设计的不周而留下的破绽,都给网络安全留下隐患。
(1)操作系统结构体系的缺陷。操作系统本身有内存管理、cpu 管理、外设的管理,每个管理都涉及到一些模块或程序,如果在这些程序里面存在问题,比如内存管理的问题,外部网络的一个连接过来,刚好连接一个有缺陷的模块,可能出现的情况是,计算机系统会因此崩溃。所以,有些黑客往往是针对操作系统的不完善进行攻击,使计算机系统,特别是服务器系统立刻瘫痪。
(2)操作系统支持在网络上传送文件、加载或安装程序,包括可执行文件,这些功能也会带来不安全因素。网络很重要的一个功能就是文件传输功能,比如ftp,这些安装程序经常会带一些可执行文件,这些可执行文件都是人为编写的程序,如果某个地方出现漏洞,那么系统可能就会造成崩溃。像这些远程调用、文件传输,如果生产厂家或个人在上面安装间谍程序,那么用户的整个传输过程、使用过程都会被别人监视到,所有的这些传输文件、加载的程序、安装的程序、执行文件,都可能给操作系统带来安全的隐患。所以,建议尽量少使用一些来历不明,或者无法证明它的安全性的软件。
(3)操作系统有守护进程的防护功能,它是系统的一些进程,总是在等待某些事件的出现。所谓的守护进程,就是监控病毒的监控软件,当有病毒出现就会被捕捉到。但是有些进程是一些病毒,碰到特定的情况它就会把用户的硬盘格式化,这些进程就是很危险的守护进程,平时它可能不起作用,可是在某些条件下发生后,它才发生作用。如果操作系统守护进程被人为地破坏掉就会出现这种不良的安全隐患。
(5))在课堂上,学生与教师相互交流时,操作系统提供远程调用功能,所谓远程调用就是一台计算机可以调用远程一个大型服务器里面的一些程序,可以提交程序给远程的服务器执行,远程调用要经过很多的环节,中间的通讯环节可能会出现被人监控等安全问题。尽管操作系统的漏洞可以通过版本的不断升级来克服,但是系统的某一个安全漏洞就会使得系统的所有安全控制毫无价值。当发现问题到升级这段时间,一个小小的漏洞就足以使你的整个网络瘫痪掉。
计算机教学本来就是一个寓教于乐,上机实践的活动过程,所以培养学生的兴趣只是一个起点,如何保持学生的兴趣,是个漫长过程。计算机教师如何影响学生,帮助学生分析其优势和存在的问题,帮助他们循序渐进,逐步走向成功,并让这种成功的感觉一直激励他们,期间有着许多环节。因此教师应该充分发挥自身的作用,在处理课堂教学时,针对教材的特点,精心设计自己的教学过程,充分考虑每个教学环节,把知识性和趣味性融为一体,从而有效地调动学生学习的积极性。在组织每一课堂教学时,可设计来调节课堂气氛,这种设置的时机没有一定的模式,教师可视具体情况灵活确定。
参考文献:
[1] 张千里.网络安全新技术[m].北京:人民邮电出版社,2003.
[论文摘要]:如何让学生注意计算机网络操作系统存在的问题。
随着计算机信息化建设的飞速发展,计算机已普遍应用到日常工作、生活的每一个领域,比如政府机关、学校、医院、社区及家庭等。但随之而来的是,计算机网络安全也受到前所未有的威胁,计算机病毒无处不在,黑客的猖獗,都防不胜防。本文将对计算机信息网络安全存在的问题进行深入剖析,并提出相应的安全防范措施。如何培养出创新人才是当今社会的新要求,也是教学研究的重要课题。
一、计算机网络是培养学生创新能力的关键
学生学习,要有正确的学习动力和浓厚的学习兴趣,这样学习有主动性和积极性,只有产生了兴趣,才会有动机,才能结出丰硕的成果,因此计算机网络课程具有灵活性、实践性、综合设计性较强的课程,在教学中进行教学设计,注重激发学生创新思维,以培养学生的创新能力。
二、计算机网络应注意哪些不安全因素
对计算机信息构成不安全的因素很多,其中包括人为的因素、自然的因素和偶发的因素。其中,人为因素是指,一些不法之徒利用计算机网络存在的漏洞,或者潜入计算机房,盗用计算机系统资源,非法获取重要数据、篡改系统数据、破坏硬件设备、编制计算机病毒。人为因素是对计算机信息网络安全威胁最大的因素。计算机网络不安全因素主要表现在以下几个方面:
1.计算机网络的脆弱性
互联网是对全世界都开放的网络,任何单位或个人都可以在网上方便地传输和获取各种信息,互联网这种具有开放性、共享性、国际性的特点就对计算机网络安全提出了挑战。在使用互联网时应注意以下几项不可靠的安全性。
(1))网络的开放性,网络的技术是全开放的,使得网络所面临的攻击来自多方面。或是来自物理传输线路的攻击,或是来自对网络通信协议的攻击,以及对计算机软件、硬件的漏洞实施攻击。
(2)网络的国际性,意味着对网络的攻击不仅是来自于本地网络的用户,还可以是互联网上其他国家的黑客,所以,网络的安全面临着国际化的挑战。
(3)网络的自由性,大多数的网络对用户的使用没有技术上的约束,用户可以自由的上网,和获取各类信息。
2.操作系统存在的安全问题
操作系统是一个支撑软件,是计算机程序或别的运用系统在上面正常运行的一个环境。操作系统提供了很多的管理功能,主要是管理系统的软件资源和硬件资源。操作系统软件自身的不可靠安全性,是计算机系统开发设计的不周而留下的破绽,都给网络安全留下隐患。
(1)操作系统结构体系的缺陷。操作系统本身有内存管理、CPU 管理、外设的管理,每个管理都涉及到一些模块或程序,如果在这些程序里面存在问题,比如内存管理的问题,外部网络的一个连接过来,刚好连接一个有缺陷的模块,可能出现的情况是,计算机系统会因此崩溃。所以,有些黑客往往是针对操作系统的不完善进行攻击,使计算机系统,特别是服务器系统立刻瘫痪。
(2)操作系统支持在网络上传送文件、加载或安装程序,包括可执行文件,这些功能也会带来不安全因素。网络很重要的一个功能就是文件传输功能,比如FTP,这些安装程序经常会带一些可执行文件,这些可执行文件都是人为编写的程序,如果某个地方出现漏洞,那么系统可能就会造成崩溃。像这些远程调用、文件传输,如果生产厂家或个人在上面安装间谍程序,那么用户的整个传输过程、使用过程都会被别人监视到,所有的这些传输文件、加载的程序、安装的程序、执行文件,都可能给操作系统带来安全的隐患。所以,建议尽量少使用一些来历不明,或者无法证明它的安全性的软件。
(3)操作系统有守护进程的防护功能,它是系统的一些进程,总是在等待某些事件的出现。所谓的守护进程,就是监控病毒的监控软件,当有病毒出现就会被捕捉到。但是有些进程是一些病毒,碰到特定的情况它就会把用户的硬盘格式化,这些进程就是很危险的守护进程,平时它可能不起作用,可是在某些条件下发生后,它才发生作用。如果操作系统守护进程被人为地破坏掉就会出现这种不良的安全隐患。
(5))在课堂上,学生与教师相互交流时,操作系统提供远程调用功能,所谓远程调用就是一台计算机可以调用远程一个大型服务器里面的一些程序,可以提交程序给远程的服务器执行,远程调用要经过很多的环节,中间的通讯环节可能会出现被人监控等安全问题。尽管操作系统的漏洞可以通过版本的不断升级来克服,但是系统的某一个安全漏洞就会使得系统的所有安全控制毫无价值。当发现问题到升级这段时间,一个小小的漏洞就足以使你的整个网络瘫痪掉。
计算机教学本来就是一个寓教于乐,上机实践的活动过程,所以培养学生的兴趣只是一个起点,如何保持学生的兴趣,是个漫长过程。计算机教师如何影响学生,帮助学生分析其优势和存在的问题,帮助他们循序渐进,逐步走向成功,并让这种成功的感觉一直激励他们,期间有着许多环节。因此教师应该充分发挥自身的作用,在处理课堂教学时,针对教材的特点,精心设计自己的教学过程,充分考虑每个教学环节,把知识性和趣味性融为一体,从而有效地调动学生学习的积极性。在组织每一课堂教学时,可设计来调节课堂气氛,这种设置的时机没有一定的模式,教师可视具体情况灵活确定。
参考文献:
[1] 张千里.网络安全新技术[M].北京:人民邮电出版社,2003.