網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)實驗室管理改革探索

張立江　王虎　謝林

摘 要：文章以中國礦業(yè)大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室為例，闡述了專業(yè)實驗室的管理與教學(xué)的重要關(guān)系，在專業(yè)實驗室的管理環(huán)節(jié)進(jìn)行改革嘗試，通過加強(qiáng)管理、保證管理與教學(xué)體系的統(tǒng)一，顯著提高了實驗教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè);實驗室管理;實驗教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2020-07-03 文章編號：1674-120X（2020）35-0112-02

一、引言

目前在高等學(xué)校中，很多專業(yè)實驗課程已從原有理論課程體系中脫離出來，這樣以便系統(tǒng)地構(gòu)建形式多樣的專業(yè)實驗課程模塊，且這些專業(yè)實驗課程一般都依托于專業(yè)實驗室來開展。學(xué)校通過專業(yè)實驗室的多種實踐課程實訓(xùn)，來加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的掌握，增強(qiáng)學(xué)生實踐創(chuàng)新的能力，因此專業(yè)實驗室的重要性不言而喻。但是專業(yè)實驗室又有其獨特的特點，比如，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，專業(yè)實驗室的設(shè)備和實驗課程更替的頻率較快，這給專業(yè)實驗室的運(yùn)行和管理帶來了一定的困難，如何提高專業(yè)實驗室的運(yùn)行效率和教學(xué)效果成為一個重要的課題。

二、網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)實驗室的實驗教學(xué)體系

中國礦業(yè)大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（以下簡稱“我院”）于2005年建成網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室，為學(xué)生提供了良好的實驗環(huán)境，并開展了一系列網(wǎng)絡(luò)安全方面的實踐教學(xué)工作。目前實驗室已開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)實踐系列課程有：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與安全實踐、網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計、信息安全綜合實踐、網(wǎng)絡(luò)攻防實踐、密碼學(xué)課程設(shè)計等。這些實踐課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生了解和掌握當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與信息安全的主流技術(shù)，認(rèn)識影響網(wǎng)絡(luò)安全的主要設(shè)備，熟練地配置和使用網(wǎng)絡(luò)安全互聯(lián)的設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備設(shè)計、構(gòu)建、管理和維護(hù)中小型企業(yè)的安全網(wǎng)絡(luò)，具有一定的網(wǎng)絡(luò)攻防實戰(zhàn)能力，在滲透測試中能針對具體實際的網(wǎng)絡(luò)安全問題給出解決方案。

三、實驗教學(xué)與實驗室管理的改革勢在必行

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式以教師為中心，學(xué)生按照教師準(zhǔn)備好的設(shè)備和儀器，根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的方法和步驟按部就班地進(jìn)行。這種模式的實驗教學(xué)存在一定的弊端，即在整個實驗過程中，學(xué)生始終處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。這樣不僅打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，也不利于學(xué)生個性的發(fā)展，以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

網(wǎng)絡(luò)實驗室的管理也存在一定的不足之處，如設(shè)備管理混亂、規(guī)章制度缺失等。下面就網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室教學(xué)與管理中的不足進(jìn)行闡述：

（一）課程建設(shè)和教學(xué)改革工作滯后

自2006年至今，網(wǎng)絡(luò)安全實踐系列課程尚未進(jìn)行相關(guān)的課程建設(shè)和教學(xué)改革工作，尤其是相關(guān)的課程大綱、實驗指導(dǎo)書、實驗教材等未進(jìn)行過修訂。當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，新技術(shù)層出不窮，網(wǎng)絡(luò)安全實踐課程的知識體系、教學(xué)內(nèi)容都亟須更新，亟須相關(guān)教師深入研究如何提高網(wǎng)絡(luò)安全實踐系列課程的教學(xué)質(zhì)量，深入思考如何對網(wǎng)絡(luò)安全實踐系列課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行改革以及編寫新的實驗指導(dǎo)書。

（二）未形成課程體系，缺乏教學(xué)平臺

目前計算機(jī)學(xué)院已開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)安全實踐系列課程，如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與安全實踐、網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計、信息安全綜合實踐、網(wǎng)絡(luò)攻防實踐、密碼學(xué)課程設(shè)計等。這些課程之間如何銜接，課程之間的教學(xué)內(nèi)容如何區(qū)分等教學(xué)的階梯尚未完全形成，即未形成系統(tǒng)的課程體系。這些課程內(nèi)容有很多相通的部分，如網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)知識，交換機(jī)、路由器與防火墻等安全設(shè)備的基本知識等，但目前各門課程的教學(xué)內(nèi)容仍相互獨立，未形成一個相互聯(lián)系的課程平臺。

（三）網(wǎng)絡(luò)實驗室未得到充分利用

我院的網(wǎng)絡(luò)安全實踐系列課程都在該網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室進(jìn)行，加上相關(guān)課程配套的實驗課，每學(xué)期的總課時數(shù)約150課時。其余時段網(wǎng)絡(luò)實驗室僅作為普通開放式實驗室管理和使用，其交換機(jī)、路由器、防火墻、AP等昂貴的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和現(xiàn)有的實驗平臺利用率較低。很多非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)安全等知識非常感興趣，但他們卻沒有在此實驗室學(xué)習(xí)實踐的機(jī)會。因此，很多學(xué)生只能退而求其次，額外付費(fèi)參加社會上的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)課程，這對學(xué)校和學(xué)生而言都是資源的浪費(fèi)。所以，學(xué)校亟須建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實踐系列課程，在目前的專業(yè)課基礎(chǔ)上，建立課程體系，針對不同層次的學(xué)生，開設(shè)不同的實踐課程。

（四）網(wǎng)絡(luò)實驗室的管理滯后，與實驗教學(xué)脫節(jié)

網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室有大量專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，需要專業(yè)人員精心維護(hù)才能保證設(shè)備的正常運(yùn)行。但目前實驗室采用開放式管理，學(xué)生使用頻繁，無專人管理和維護(hù)，故障設(shè)備往往得不到及時的排除，耗材缺乏嚴(yán)重。因此，針對網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室這樣的高端專業(yè)實驗室需要制訂一整套管理和運(yùn)行方案。只有這樣，才能更好地為網(wǎng)絡(luò)實踐課程教學(xué)提供服務(wù)。

四、實驗教學(xué)與實驗室管理的改革思路

（一）課程體系的改革

教師應(yīng)對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)實踐系列課程大綱進(jìn)行修訂，并據(jù)此對網(wǎng)絡(luò)實踐系列課程實驗指導(dǎo)書重新進(jìn)行編寫。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)實踐系列課程教學(xué)體系的建設(shè)，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與安全實踐、網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計、信息安全綜合實踐、網(wǎng)絡(luò)攻防實踐、密碼學(xué)課程設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)安全實踐、Web安全編程實踐等幾門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行劃分，定位教學(xué)目標(biāo)，明確每門課程的知識點、學(xué)習(xí)目標(biāo)，配合新教學(xué)大綱對實驗內(nèi)容等進(jìn)行改進(jìn)。

（二）教學(xué)方法的改革和教學(xué)平臺的建設(shè)

制作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與安全實踐、網(wǎng)絡(luò)安全課程設(shè)計、信息安全專業(yè)綜合實踐、網(wǎng)絡(luò)攻防實踐、密碼學(xué)課程設(shè)計等幾門課程CAI電子課件;將實驗內(nèi)容模塊化、套餐化;在教學(xué)方式上將講解、實驗和評價結(jié)合，提高實驗質(zhì)量;在實驗方式上將小組實驗和多組實驗結(jié)合;量化課程考核指標(biāo)與考核方式，綜合評價學(xué)生水平。學(xué)校組織相關(guān)教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺建設(shè)，并對相關(guān)教師進(jìn)行培訓(xùn)。

（三）實驗室管理與運(yùn)行方案的建設(shè)與改革

教師應(yīng)改變以前實驗室傳統(tǒng)的管理模式，使教師真正參與到專業(yè)實驗室的教學(xué)和管理過程當(dāng)中，對在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時提出具體的解決方案，變教師配合管理人員的模式為實驗室管理人員配合教師的模式。教師還應(yīng)從專業(yè)實驗室的課程設(shè)置、使用以及維護(hù)等各個方面進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理，做到環(huán)環(huán)相扣，避免相互獨立脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生。

五、實驗教學(xué)與實驗室管理的改革成效

經(jīng)過對實驗課程體系和實驗室的運(yùn)行、維護(hù)、使用等各個方面的改革，新的實驗教學(xué)模式取得了很好的教學(xué)效果。具體表現(xiàn)主要有以下幾個方面：

（一）專業(yè)實驗室課程體系更新加快，實驗更貼合課堂教學(xué)

通過對實驗室承擔(dān)的專業(yè)課程進(jìn)行梳理，教師針對不同專業(yè)對課程的大綱、實驗內(nèi)容等進(jìn)行改進(jìn)和更新，更注重與其相關(guān)的專業(yè)課程內(nèi)容相結(jié)合，使專業(yè)實驗室真正成為專業(yè)課的實踐基地，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，結(jié)合教學(xué)實際，建立了完整的課程體系，如下圖所示。

（二）提高了實驗室使用率

以前網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)實驗室的設(shè)備每年的使用時間為3個月左右，其他時間專業(yè)實驗設(shè)備都處于閑置狀態(tài)。經(jīng)過對實驗室的改革，通過實驗室開放項目、選修課等方式提高了實驗室和設(shè)備的使用率。

（三）減少了設(shè)備故障的出現(xiàn)，設(shè)備性能得到充分利用

此前的實驗室僅有管理人員進(jìn)行維護(hù)，在設(shè)備出現(xiàn)故障的時候只能等待管理人員的處理，耽誤了實驗的時間和進(jìn)度?，F(xiàn)在實驗室的管理改為以教師為主體，對常見的故障設(shè)備，教師可以自行處理。而且教師在實驗前對實驗設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試，確保了實驗過程中各設(shè)備的正常運(yùn)行，提高了實驗效率。

（四）提高實驗室維護(hù)的效率

在實驗室的維護(hù)期間，應(yīng)由教師和管理人員共同執(zhí)行。如此一來，避免了在維護(hù)過程中管理人員對實驗設(shè)備存在的問題不清楚，而教師知道的故障設(shè)備又得不到維護(hù)的現(xiàn)象。通過教師和管理人員的通力配合，實驗室設(shè)備的維護(hù)次數(shù)和時間都大幅減少。

（五）提高了實驗效果

對專業(yè)實驗室而言，實驗效果才是最重要的。通過前面的一系列措施，學(xué)生在做實驗時能更好地了解實驗內(nèi)容，使用實驗室設(shè)備，使實驗過程變成了一種愉快的過程。學(xué)生參與專業(yè)實驗的積極性明顯提高，實驗效果也得到了顯著提高。

六、結(jié)語

通過網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)實驗室的改革嘗試，我們發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)和實驗室管理是不可分割的兩個部分，實驗室的使用主體（學(xué)生和教師）與管理主體（管理人員）之間也是相互聯(lián)系、相輔相成的兩個部分。只有兩者緊密配合，才能提高實驗室的管理、運(yùn)行水平，提高實驗教學(xué)效果。

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