網(wǎng)絡安全課程實驗教學設計與實踐

高小惠+譚悠悠

摘要：該文以網(wǎng)絡安全課程中的上網(wǎng)行為管理教學內(nèi)容為例，在分析教學背景、教學內(nèi)容、學情、目標等環(huán)節(jié)的基礎上，對實驗部分的教學進行研究、設計和實施，同時貫穿信息化教學手段和多種教學方法的引入，最終給出全面的評價標準，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：網(wǎng)絡安全；實驗教學；教學設計；教學手段

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）31-0107-03

1 引言

網(wǎng)絡安全課程本身原理部分晦澀難以理解，實驗部分涉及技術眾多，涵蓋多個專業(yè)課程的知識點，因此也是一門與其他學科交叉性極強的實踐性課程。根據(jù)學科特點和崗位能力培養(yǎng)目標，從基本學情出發(fā)，研究設計了符合教學目標和學生認知特點的教學方案，有效完成了教學任務，提高了學生的學習能力

2 教學基本情況分析

網(wǎng)絡的便捷帶給用戶很多網(wǎng)絡使用效率的困擾，包括帶寬擁塞、關鍵應用的服務質(zhì)量QoS無法保障、病毒請求消耗帶寬、網(wǎng)絡攻擊導致服務中斷等問題。上網(wǎng)行為管理作為網(wǎng)絡安全管理的重要內(nèi)容，能夠?qū)嵤﹥?nèi)容審計、行為監(jiān)控與行為管理，同時可以動態(tài)靈活控制網(wǎng)絡速率和流量帶寬，很好地滿足各行業(yè)網(wǎng)絡安全管理的需要。

同時，上網(wǎng)行為管理也是計算機技術專業(yè)的“網(wǎng)絡安全與運維”典型工作任務中的一個技術技能訓練單元。在專業(yè)職業(yè)崗位需求分析的基礎上確定了本實訓單元的技術技能訓練要求。課程內(nèi)容根據(jù)《網(wǎng)絡安全與防護》課程標準中制定，同時參考了神州數(shù)碼網(wǎng)絡安全崗位認證系列教材的相關內(nèi)容。我們依據(jù)技術技能人才培養(yǎng)方案，立足地區(qū)網(wǎng)絡安全管理人才需求，結合學院現(xiàn)有設備優(yōu)勢，將實訓的內(nèi)容設計為上網(wǎng)行為管理的基本概念、常用設備及架構、校園網(wǎng)絡上網(wǎng)行為管理的規(guī)劃與實施、上網(wǎng)行為管理的日常運維與分析四個部分[2]。

教學對象是高職高專二年級學生，已經(jīng)具備計算機網(wǎng)絡基礎知識、路由與交換、局域網(wǎng)組建等相關知識和技術技能。但尚未達到網(wǎng)絡安全運維的實踐能力要求，隱形知識也有待顯化。從往屆生的學習情況來看，課后對知識的復習鞏固性練習積極性不高。尤其是對動手配置的內(nèi)容，很多同學只能按照教材按部就班地進行，不善于思考，只限于對配置操作的記憶。因此結合技術技能人才培養(yǎng)要求，我們以職業(yè)技能訓練和崗位能力培養(yǎng)為教學組織原則，結合案例分析、實際操作、模擬現(xiàn)場、課后實踐等多種方式進行實踐內(nèi)容教學，充分利用實訓室現(xiàn)有網(wǎng)絡設備和各類信息化教學平臺和手段，突出“以學生為主體”和“學做合一”的特點，完成本次教學任務。

基于以上分析，教學目標確定為三方面。首先是知識目標。要求學生掌握上網(wǎng)行為管理的基本概念，熟悉上網(wǎng)行為管理常用設備，了解此類設備的關鍵技術，熟悉上網(wǎng)行為管理常用架構。二是技能目標，學生能夠規(guī)劃校園網(wǎng)絡上網(wǎng)行為管理方案，能夠?qū)嵤┥暇W(wǎng)行為管理方案，能夠?qū)ΤＲ娫O備進行運維管理及分析。三是素養(yǎng)目標方面，希望學生具備安全操作意識，有用良好合作協(xié)調(diào)能力、自我學習能力和創(chuàng)新和應變能力[3]。

3 教學設計

3.1 課前活動

為了培養(yǎng)學生的自我學習和自我管理能力，同時利用網(wǎng)絡教學平臺突破空間限制，擴展師生互動范圍，提升學生個性化和差異化的學習體驗。教師會在課前上傳課前任務書、學習資源、考核標準到超星網(wǎng)絡教學平臺，并通過該平臺發(fā)布預學習任務；同時，通過超星移動APP、QQ群、微信發(fā)布預習通知；教師收到學生的課前測驗結果后，及時批改測驗結果，了解不同學生的認知基礎的差異，靈活調(diào)整課堂教學策略，適當調(diào)整教學方法。學生收到預習通知后查看任務書；針對本單元中用到的各類硬件設備，提前調(diào)研其性能及技術參數(shù)；同時學生可以利用實驗室的環(huán)境設備進行安全的探索操作；完成課前預習報告后學生提交到超星網(wǎng)絡教學平臺并在平臺上獨立完成課前評價表的填寫。

3.2 課堂活動

課堂教學部分，教師首先創(chuàng)設教學情境，設計出三個教學活動，引導學生分組討論，完成實驗環(huán)境的搭建，從而引出本單元學習內(nèi)容；然后教師利用奧易課堂教學軟件下發(fā)任務書，并做出簡要說明。在學生完成過程中針對個別學生的提問做差異化指導，通過奧易教學軟件統(tǒng)一監(jiān)控。最后教師引導學生總結歸納本單元課堂教學的主要內(nèi)容和實驗思路、故障分析解決思路。

與此同時學生要完成一下工作。首先針對創(chuàng)設情境，分組討論、展開頭腦風暴并總結表述討論結果，復習已有知識技能，獨立完成實驗環(huán)境的搭建；其次結合下發(fā)的任務書，組員間討論分析項目的需求，檢查項目實施的環(huán)境及準備工作是否完整。然后討論制定項目計劃，確定項目實施的方案；第三觀看教學視頻，獨立完成9個任務的實施和驗證；第四針對拓展任務，分組討論，分析問題，提出解決方案，給出實施計劃，確定實施方案；第五劃分不同角色，組員間協(xié)作完成拓展任務的實施和驗證；拓展任務結束后，其中一組簡要匯報任務的完成情況，由師生對其共同點評；接下來學生結合教師給出的新的網(wǎng)絡場景，分析總結出常見上網(wǎng)行為管理時有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡問題，以及常見的分析和解決方法；最后獨立完成課堂評價表的填寫。

3.3 課后活動

課后環(huán)節(jié)部分，教師利用網(wǎng)絡課程平臺發(fā)布課后操作練習，對練習環(huán)境、練習要求，評價標準做出簡要描述說明。批閱學生課后實驗報告完成情況。關注學生的討論話題，適當做出引導和總結。更新課程作業(yè)庫以及微課資源。學生的任務包括：完成課后操作練習；在網(wǎng)絡課程平臺上積極參與討論話題，積極主動與同學和老師互動；訪問更新的作業(yè)庫和微課資源，在網(wǎng)絡課程平臺上共享學習資源；以及完成課后評價表的填寫。

此教學環(huán)節(jié)從操作鞏固、討論拓展、提問答疑三個部分入手，幫助提升學生的實踐操作技能，鍛煉學生的合作溝通能力、自我學習能力，以及面對新型應用場景時的創(chuàng)新和應變能力。網(wǎng)絡通訊工具和信息化教學平臺的引入能夠幫助學生追蹤本單元的課前、課中、課后等各個教學環(huán)節(jié)的學習過程，為今后的自我學習提供參考依據(jù)。

4 教學實施

4.1 情境設計

情境設計部分創(chuàng)設了三個活動，舉例分析如下。教師首先引入校園網(wǎng)應用案例，給出拓撲結構和現(xiàn)有設備清單。然后學生分組討論并陳述如下問題：（1）該案例中存在哪些不同的用戶需求，他們會發(fā)生哪些不同的上網(wǎng)行為？（2）針對不同的網(wǎng)絡用戶，他們各自的業(yè)務流量具備什么特點？（3）從網(wǎng)管員的角度看，校園網(wǎng)的出口帶寬管理將會面臨哪些挑戰(zhàn)和威脅？最后教師總結學生發(fā)言，一一對應，引入上網(wǎng)流量管理、上網(wǎng)應用管理、上網(wǎng)行為分析、瀏覽管理、外發(fā)管理等部分的概念。

這個過程中使用到了案例教學法和頭腦風暴法兩種教學方法。這樣設計的目的是：（1）使用案例分析，由此完成上網(wǎng)行為管理概念的導入，引出本單元的教學內(nèi)容，完成教學知識目標1的內(nèi)容。（2）引導學生展開頭腦風暴，鍛煉學生獨立發(fā)現(xiàn)問題的能力。（3）教學組織形式采用4人分組討論陳述，培養(yǎng)學生的溝通技巧和表達陳述能力。

4.2 布置任務

教師利用教學軟件下發(fā)任務書和操作評價標準，學生完成以下工作：按照任務書要求獨立分析任務；組員間討論分析項目的需求；討論制定項目計劃，確定項目實施的方案；檢查項目實施的環(huán)境及準備工作是否完整。

該環(huán)節(jié)的特點是以任務為驅(qū)動，達到為了解決問題而學習的目的。同時此環(huán)節(jié)要求學生分組討論，但是獨立完成。這樣做幫助學生提高溝通技能和獨立分析解決問題的能力。

4.3 任務實施

教師利用教學平臺上傳教學視頻，學生利用教學視頻能夠提高學習效率，可以根據(jù)自身接受能力不同單獨控制學習進度，達到差異化教學的目的。觀看教學視頻后，學生獨立完成9個任務的實施和驗證。

4.4 分組拓展

完成基礎任務練習后進入到分組拓展綜合練習階段，同樣利用教學軟件下發(fā)任務書和操作評價標準。學生分組討論，分析問題，提出解決方案，給出實施計劃；然后在小組內(nèi)部劃分不同角色，一人作為網(wǎng)管員，兩人模擬內(nèi)網(wǎng)不同部門的用戶，另外一人模擬外網(wǎng)服務器。組員間協(xié)作完成任務的分析、計劃、實施和驗證。

該環(huán)節(jié)使用到的教學方法有項目教學法、角色扮演法。為了在現(xiàn)有實驗室設備條件下營造出真實的職業(yè)情境，在任務內(nèi)容的選取上貼合工作實際，提高學生的學習興趣。此環(huán)節(jié)采用分組討論的模式，要求學生采用分組討論、協(xié)作方式完成，目的是培養(yǎng)學生在應對復雜、新型場景時的溝通、協(xié)作能力，以及創(chuàng)新和應變能力。

教學重點的解決思路是：首先利用視頻材料完成基本任務的獨立練習，繼而分組協(xié)作完成拓展任務；挑選一組簡要匯報任務的完成情況，由師生對其共同點評；教師再將綜合任務1、2整體操作演示一遍；最后教師引導學生總結歸納上網(wǎng)行為管理的部署方式及其優(yōu)缺點，上網(wǎng)行為管理的主要內(nèi)容、方案設計和實施，至此完成教學重點的學習。教學難點的解決思路是：緊接著教學重點，接下來教師提出更高要求，引導學生結合前面三個綜合任務的完成情況，思考類似問題，例如：接到用戶反映網(wǎng)絡服務響應特別慢，甚至服務中斷，如何利用之前掌握的技能分析解決此問題？學生在分組討論后，分析出常見上網(wǎng)行為管理時有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡問題，以及常見分析和解決方法。至此完成教學難點的學習。

4.5 課堂考核

評價標準貫穿課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)。不僅僅強調(diào)考核結果，更為注重考核項目完成的過程?？己思氻棌膶I(yè)技能、方法能力、社會能力三個方面進行設計。同時鼓勵學生獨立評估，即強調(diào)自我調(diào)節(jié)的行動為方法。

我們以課堂考核為例?？己藰藴试谌蝿詹贾玫臅r候，連同任務書一起發(fā)給學生。評價標準從三個方面設計，包括專業(yè)技能、方法能力、社會能力，示例如下表：

5 結論

本文以網(wǎng)絡安全課程中的上網(wǎng)行為管理教學內(nèi)容為例進行了相關研究和設計，實施過程中借助信息化手段，學生通過師生、組員間的多種互動方式，手腦并用，較好地完成了預設教學知識目標、技能目標和素養(yǎng)目標，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1] 李建國. 高校計算機網(wǎng)絡安全課程教學研究[J]. 淮北煤炭師范學院學報：自然科學版， 2009， 30（1）：94-96.

[2] 俞研， 蘭少華. 計算機網(wǎng)絡安全課程教學的探索與研究[J]. 計算機教育， 2008（18）：127-128

[3] 李志敏，徐馨，李存華.計算機網(wǎng)絡安全 課程實驗教學探索[J].科教文匯，20l1（4）.