高职信息网络安全课程教学改革探索

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  摘要:信息网络给人们带来极大便利的同时,也带来了严重的信息安全挑战。高职计算机相关专业的学生一般工作在计算机应用的最前沿,很有必要全面开设信息网络安全课程。该文从明确课程教学目标、精心组织设计教学内容以及如何提高教学质量三方面进行了一些有益的尝试。合理设计、组织好信息网络安全课程教学,完善学生信息安全理念,需要在以后的教学实践中不断地改革探索。
  关键词:信息网络安全;课程;教学方法
  中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)35-8466-03
  1 概述
  随着人类进入信息网络社会,信息网络系统在人类的日常生活、工作中发挥着越来越重要的作用。由于操作不当和网络黑客的猖獗,大家对计算机中存储的信息安全越来越担心了。怎样才能使计算机与网络中的信息更安全,必须了解计算机信息安全的概念,了解经常遇到的各种信息安全问题和应对策略。
  以为企事业单位第一线输送实用型人才[1]为办学宗旨的高等职业技术院校,要适应社会发展、经济建设需求,培养有一定的理论基础、扎实的实践动手能力和比较强的创新能力的实用型技术人才。针对工作在各行各业最前沿的高职计算机及相关专业的学生而言,培养日常安全意识,掌握信息安全相关技术已迫在眉睫。
  为使学生能够具有良好的职业道德,了解并认识各类计算机病毒、网络黑客攻击的危害性,熟悉并初步掌握计算机网络侦查与信息安全管理等基本理论知识及相关实际操作及处理技能,具有较强的信息安全应用处理能力,能胜任各级企事业单位计算机信息管理及基本的安全维护,具备规划企业安全方案的初步能力,该文从明确课程教学目标、合理设计教学内容及如何提高教学质量三方面进行了一些改革探索。
  2 明确课程教学目标
  以培养学生实际动手、操作技能为核心目标,理论知识的掌握应服务于实际工作能力的建构。所谓实际工作能力,应当是一种对职业世界的理解和认同,对职业任务的认识和把握,对职业活动的控制与操作能力[2]。高职计算机及相关专业开设信息安全课程,其目的是培养在实际生活和工作中能够解决第一线的具体信息安全问题的实用性人才,而不是培养信息安全方面的全才,也不是培养战略人才。即培养满足企事业单位社会需求,具备一定的安全道德意识,了解并熟练掌握信息网络安全维护及安全防范技能,基本能够胜任信息安全系统环境构建的技能型的人才。
  因此,本门课程的教学目标是培养学生良好的职业道德素质;帮助学生了解并掌握信息网络安全的基本知识、原理和技术,学会如何在开放的网络环境中保护自己的信息和数据,防止黑客和病毒的侵害;重点学习目前在信息网络安全领域应用较多的技术,主要是防火墙技术、入侵检测(IDS)技术和基于公钥基础设施(PKI)等信息安全技术,使学生在完成本课程学习后,能够独立进行网络信息安全方面的研究和工作;在学习并掌握信息网络安全知识的同时,培养学生的创新精神、实践技能和创业能力,并注重培养学生的认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。
  3 精心组织、设计教学内容
  信息网络安全是一门综合性学科,同时又是一门普及性意义的实践性很强的课程,因高职学生的网络基础知识及所授教学课程学时所限,全面介绍信息网络安全各方面的理论知识及相关技能是不可能的,也毫无必要,应有选择、有针对性地学习相关的信息安全知识。故信息网络安全课程的基本任务是让学生掌握密码学与信息安全基本的思想与方法,为今后工作、生活及进一步学习与研究奠定坚实的基础。
  根据高职计算机及相关专业学生,在掌握信息网络安全基础理论知识及相关技能的前提下,应尽可能多地了解当前的信息网络安全技术,以增强实际分析与解决信息安全实际问题的能力。高职信息安全课程的教学内容至少应包括:
  1)网络安全概述:理解网络安全的基本概念和术语,了解目前主要的网络安全问题和安全威胁,理解基本的网络安全模型及功能,了解信息网络安全的重要性及各种信息安全法律法规;
  2)网络操作系统命令及协议分析:需要掌握常用网络协议及协议分析工具,各种网络服务及常用网络命令,系统漏洞及后门等内容,尤其是系统的安全配置,这是信息网络安全的根基所在;
  3)防火墙技术与VPN技术:防火墙技术是一种隔离内部网和公众访问网的安全技术,对两个通信网络执行访问控制,而VPN则是一种跨越Internet进行安全的、点对点通信的安全虚拟通道技术;
  4)密码技术及应用:密码技术是保护信息安全的重要手段之一,也是防止伪造、篡改信息的认证技术基础;课程中介绍密码学的基本概念,要求准确理解并反复强化,以形成对密码学整体的初步印象;而对密码学中的数学概念要求有一定的了解,可以不必深入掌握,留待以后加强;
  5)病毒及其防范:了解各种计算机病毒的原理、传播方式及其危害,从而更好地杀毒、防毒;
  6)网络攻防和入侵检测:了解黑客与网络攻击、入侵检测的基本知识,掌握口令攻击、端口扫描、网络监听、IP欺骗、拒绝服务、特洛伊木马等攻击方式的原理、方法及危害,能够识别和防范各类攻击并利用入侵检测工具检测入侵行为;
  7)网络安全管理:理解网络管理的概念、目标、功能及标准,熟悉一些管理软件的功能和应用。
  在选择具体授课内容时,应根据社会企事业及各方面需求及相关专业的学生作适当调整,尤其不能流于表面而局限于一些泛泛的、缺乏全面的安全知识,同时也不要过于追求一些深奥的、研究方面的理论知识。要根据所设定的适合高职学生的教学目标,围绕着在实际生活、工作中可能遇到的一些信息安全问题,精心设计相应的授课内容,布置学习任务,以便让学生能够将课堂所学知识同现实安全问题相联系,能够根据出现的安全现象解决实际问题,真正的将信息安全知识固化到自身,最终达到开设本信息安全课程的目的。   4 提高教学质量的探索
  明确教学目标,规划好教学内容后,还应配有良好的教学方法和手段,如是才能真正产生好的教学效果。我们一方面按照现代教育思想[3]组织教学,一方面积极探索,大胆改革,具体从以下几个方面进行探索:
  4.1完善信息安全理念,认识维护信息网络安全的重要性
  高职学生一般都有很强的好奇心,对新知识充满浓厚的兴趣,尤其一部分学生更是对黑客技术有着耳闻,想进一步深入了解和掌握一些黑客攻击技术的迫切感。其实,在Internent网上有很多的黑客攻击工具,只要下载下来简单安装配置后就可能产生严重的攻击行为。例如,漏洞扫描、网络监听等工具就是一把双刃剑。网络管理人员使用这些工具可以了解网络运行情况及现有网络存在的一些安全漏洞,从而作出相应的安全防范措施;而一些怀有好奇心的人及黑客则可以利用这些工具扫描、监听甚至攻击相关网络,从而造成有意或无意的网络攻击。因此,我们在讲授信息安全课程的时候首先要让学生认识到网络攻击的危害性和维护信息网络安全的重要性。如何引导学生做一个信息安全卫士而不是一个安全文盲及黑客,是本课程教学的一个重要任务。
  在信息网络安全的第一节课,首先给出一些CERT(Computer Emergency Response Team, 计算机紧急应变小组)统计出的一些信息安全事件数据,让学生初步认识到信息安全攻击事件的防不胜防和信息安全事件所带来的惨重损失;然后通过讲述一些国内外网络犯罪的事例,使学生了解哪些网络行为是违法的,进一步认识到维护信息安全和遵守信息安全法律法规的重要性;最后让学生明确信息网络安全存在着木桶效应:只有保证每个环节的安全,信息网络安全才能有保障,从而让学生一开始就养成严谨的信息安全理念。
  4.2启发式教学,发挥学生的主观能动性
  兴趣是最好的老师,我们应该充分利用科学的教学方法来提高学生的学习兴趣,培养学生的钻研精神,增强学生学习的主观能动性。教学课堂上可以充分利用多媒体教学,将图片、动画、录像等元素都集成到教学活动中,以直观、生动的教学形式提高学生的学习兴趣。这样避免了单纯的理论说教,让学生能够从抽象难懂的信息网络安全知识上升到形象上的认识。
  教学过程中,老师可以寻求学生的反馈,打断讲课来提问,一次中断十秒钟,注视学生;有时老师可以和学生开些善意的玩笑,允许他们提问,发表评论,并在对话中保持主动。这种教学无异于邀请学生围着饭桌相互交流[4]。
  针对信息网络上出现的一些安全事件,老师可以提出相应的问题(例如网络支付中的身份识别和信息保密问题),鼓励学生独立分析问题和解决问题,引导学生表达、倾听并能够主动回答问题、解决问题的能力,从而养成学生积极思考、主动解决问题的习惯。另外,应培养学生善于提出问题、积极主动地分析比较的习惯,让他们每时每刻都带着问题去学,并及时总结已学过的知识,逐渐培养学生学习的主观能动性。
  4.3理论联系实际,尽快掌握所学知识
  密码技术及应用理论性强,是本课程的重点、难点,为使学生能够掌握密码学的基础理论,教学过程中可以采用理论联系实际的教学方法。首先讲述密码学的基本概念和术语、对称和非对称密码的区别、古典密码学的基本方法及DES算法、RSA算法的基本原理,使学生掌握密码学的基础知识,简单了解加密算法的原理、设计思路及使用场所,对加密算法产生初步印象;然后介绍密码学应用方面的知识,包括密钥管理、消息认证、数字证书、以及Windows系统中的证书服务等方面的基本原理、方法和应用,从而加深对密码学概念及各种应用的理解。
  PGP,全称Pretty Good Privacy,一种在信息安全传输领域首选的加密软件,其技术特性是采用了非对称的“公钥”和“私钥”加密体系。学习完非对称密钥理论知识后,试着让学生各自动手安装PGP软件,生成一对的“公钥”和“私钥”,并让学生把自己的“公钥”发布给同班的同学,让学生之间相互发送加密和签名的文件,从而实现安全文件传输,如此,学生在实际操作过程中快速了解并掌握了非对称密钥体制的理论知识和实际使用方法。
  4.4遵循实践动手能力培养第一的原则,培养学生较强的实践应变能力
  信息安全是一个复杂的、隐蔽性很强的问题,一般人很难发现[5]。开设信息网络安全课程的目的就是让学生能够从复杂的网络环境之后发现信息安全问题,针对信息安全问题进行分析,找到问题根源所在,并能够及时解决所出现信息安全,以便进一步培养学生具有敏锐的眼光、清晰的思路及解决信息安全问题的能力。从发现信息安全问题,分析解决问题,直至消除安全隐患,时间越短越好,以减少信息安全问题所带来的影响和损失。同时针对信息安全问题,要透过现象看本质,主动出击、防范,不能等到问题爆发了,造成严重损失了再解决。
  “魔高一尺 道高一丈”,信息网络飞速发展,病毒与黑客攻击技术日新月异,高职学生应用“与时俱进”的思想面对信息安全问题,在平时的工作学习中时刻了解信息安全动向,关注各种新病毒:网络挂马、网络钓鱼、超级病毒工厂等,不断学习,接收最新信息安全技术及各种安全防范方法。
  信息网络安全课是一门实际应用性很强的课程,要以“必需、够用”为度,淡化理论的片面推导过程,应加强培养学生理论成果的实际应用能力,注重课堂教学内容的精选和更新。在努力丰富课堂教学内容的同时,必须加强学生善于总结、应对各种最新安全问题的能力。可以鼓励学生课余时间自己上网查找最新安全技术资料,了解并掌握一些最新信息安全技术,以小论文方式提交并进行适当考核,这样提高了学生的自学能力、主动应变能力和文字表达能力,为今后的工作学习打下坚实信息安全权基础。
  4.5 良好团队合作精神,善于与他人交流合作
  高职计算机相关专业的学生一般工作在计算机应用的最前沿,网上办公、网上事务处理、电子商务、电子政务等,这改变了企事业单位的工作模式,大大提高了工作效率,在给工作带来极大便利的同时,也带来了严重的信息安全挑战。信息网络安全问题面比较广,参与讨论的人越多,解决问题的速度就越快、越完美,相应的安全漏洞也会越少,共同探讨、争辩过程中,甚至还会激发更多人的奇思妙想,产生意想不到的效果。因此,高职信息网络安全课程应积极培养学生之间交流沟通的能力,平时鼓励学生多读、读懂信息安全方面的文章,能把自己的想法写出来并在同学间实现共享;另外,信息网络安全方面的问题往往不是某个学生单独能够解决的,需要同学们共同参与解决,这就需要学生具有良好的团队精神,善于与他人交流合作,集众人智慧,共同探讨所遇到的信息安全问题。
  当然,高职计算机相关专业的学生在学习探讨各种信息安全问题的同时,可以充分利用各种网络资源来学习充实自己,例如可以经常上一些杀毒软件网站了解最新病毒信息,从一些病毒案例分析解决中学习一些实际操作经验;同时可以注册清华大学(水木清华)、东南大学等高等院校的BBS论坛,学习探讨一些信息安全问题。
  5 结束语
  高职信息网络安全课程是一门内容更新很快的课程,更是一门具有较高挑战性的课程,这势必给我们的信息安全教学工作带来一定的难度。该文在明确信息网络安全课程教学目标、精心安排设计教学内容以及如何提高教学质量方面进行了一些有益的尝试,合理设计、组织好信息网络安全课程教学,完善学生信息安全理念,需要在以后的教学实践中进行不断的总结和提高。
  参考文献:
  [1] 贾少华. 面向市场 面向学生、面向实践——试论高职人才培养的基本原则[J]. 西北工业大学学报(社会科学版),2005(1).
  [2] 江铁. 高职信息安全专业人才培养模式的研究[J].计算机教育,2009(2).
  [3] 姬兴华.《现代教育思想》课程“导学”思路问题探析[M]. 淮北职业技术学院学报,2010(2).
  [4] Ken Bain.如何成为卓越的大学教师[M].明廷雄,彭汉良,译.北京大学出版社,2008(10).
  [5] 李振汕. 高职信息安全专业人才培养分析[J]. 广西政法管理干部学院学报,2010(2).
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