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    信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察專業(yè)Linux 操作系統(tǒng)課程實驗設(shè)計

    2021-03-24 08:21:58馬玉州
    現(xiàn)代計算機 2021年3期
    關(guān)鍵詞:網(wǎng)安測試題原理

    馬玉州

    (安徽省公安教育研究院,合肥230031)

    0 引言

    Linux 操作系統(tǒng)課程是公安院校信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)察(以下簡稱“網(wǎng)安”)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)主干課程。作為多門專業(yè)課(如網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、電子物證技術(shù)基礎(chǔ)、信息網(wǎng)絡(luò)安全管理)的先修課程,其包含的理論知識不斷地應(yīng)用在各級網(wǎng)安部門的實戰(zhàn)中,如電子數(shù)據(jù)取證中的數(shù)據(jù)文件恢復(fù)。Linux 操作系統(tǒng)是完成上述工作的必備知識,所以其實驗部分設(shè)計至關(guān)重要,既要加深學(xué)生對操作系統(tǒng)理論知識的認(rèn)知,又要聯(lián)系網(wǎng)安實戰(zhàn)部門的工作實際需求。

    本文根據(jù)公安院校信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察專業(yè)人才培養(yǎng)要求,結(jié)合網(wǎng)安實戰(zhàn)部門對操作系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)需求,針對Linux 操作系統(tǒng)實驗課程開設(shè)存在的問題[1-2],對實驗進行了詳細(xì)設(shè)計,通過實踐教學(xué)的檢驗,實驗設(shè)計激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,架起了一座理論到應(yīng)用的橋梁,符合信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察專業(yè)對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。

    1 信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察專業(yè)人才培養(yǎng)要求

    根據(jù)我校2019 級各專業(yè)人才培養(yǎng)方案,網(wǎng)安專業(yè)按照公安工作專業(yè)化、職業(yè)化、實戰(zhàn)化要求,堅持培養(yǎng)掌握網(wǎng)安專業(yè)的基本理論、基本知識、基本技能,具備從事網(wǎng)安實際工作的專業(yè)核心能力,能夠在公安機關(guān)從事網(wǎng)安管理工作和在其他部門從事相關(guān)工作的應(yīng)用型專門人才。

    在職業(yè)能力培養(yǎng)方面,該方案要求學(xué)生“具備掌握信息網(wǎng)絡(luò)安全知識、法律知識和公安業(yè)務(wù)知識,具備掌握涉網(wǎng)案件偵查、互聯(lián)網(wǎng)管理、網(wǎng)絡(luò)偵控、電子數(shù)據(jù)取證等業(yè)務(wù)知識的能力”;在職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)方面,要求學(xué)生“具備實戰(zhàn)能力強,執(zhí)法規(guī)范,善于溝通,能夠綜合運用相關(guān)專業(yè)知識和技能解決實際問題,勝任網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法崗位工作的素質(zhì)”。根據(jù)此培養(yǎng)方案,和分析網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法民警崗位核心職業(yè)能力構(gòu)成要素,我院網(wǎng)安專業(yè)(技能)課程分為專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊和專業(yè)主干課程模塊,其中專業(yè)主干課程模塊以公安網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法業(yè)務(wù)為內(nèi)容,著重培養(yǎng)學(xué)生的崗位核心職業(yè)能力,Linux 操作系統(tǒng)就歸屬于專業(yè)主干課程模塊。

    2 操作系統(tǒng)實驗課程存在的問題

    為適應(yīng)學(xué)院人才培養(yǎng)的要求,我校網(wǎng)安專業(yè)的操作系統(tǒng)課程[3]由原先注重操作系統(tǒng)原理性知識的講解,轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實踐并重,強調(diào)理論聯(lián)系并服務(wù)實戰(zhàn),逐漸加大實驗操作方面的授課。在近幾年的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在如下諸多問題。

    (1)實驗教學(xué)與實戰(zhàn)性聯(lián)系不強

    由于操作系統(tǒng)內(nèi)容原理性強,理論學(xué)時占據(jù)了大部分課程總學(xué)時,同時,操作系統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)涉及面廣,單純地進行驗證性實驗,而嚴(yán)重缺乏根據(jù)網(wǎng)安業(yè)務(wù)工作實際而設(shè)計的實驗。實驗教學(xué)與實戰(zhàn)性缺乏聯(lián)系,導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力得不到有力地培養(yǎng)。

    (2)實驗教學(xué)計劃固定,缺乏靈活性

    學(xué)院教務(wù)處統(tǒng)籌安排實驗課程的學(xué)生、時間和實驗室,如此就固定了人員、時間和地點,教師只能按部就班地進行實驗課程,不能靈活安排實驗,而且課時有限,如果有學(xué)生因故缺席了某次實驗,那后期補學(xué)實驗就非常不方便了,實驗教學(xué)計劃缺乏靈活性。

    (3)學(xué)生實驗學(xué)習(xí)缺乏積極性

    操作系統(tǒng)課程具有概念多而抽象,知識面廣而繁,理論性強而不易理解;實驗可操作性差,與主流操作系統(tǒng)的實現(xiàn)差距巨大,原理實現(xiàn)技術(shù)難以理解和掌握等特點[4-5],導(dǎo)致很難像網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用等課程直接通過實踐發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,進而加深課程的理解。由于較難獲得階段性成果的鼓勵,學(xué)生往往缺乏學(xué)習(xí)的積極性,甚至產(chǎn)生厭煩情緒。

    3 實驗設(shè)計

    根據(jù)公安院校人才培養(yǎng)定位和我院人才培養(yǎng)方案要求,結(jié)合網(wǎng)安工作實戰(zhàn),也為解決近幾年教學(xué)過程中遇到的問題,我們重新對Linux 操作系統(tǒng)進行了詳細(xì)設(shè)計,其中實驗內(nèi)容實戰(zhàn)化、實驗教學(xué)兼具靈活性和激發(fā)實驗學(xué)習(xí)積極性是設(shè)計的三個重點,旨在理論聯(lián)系實際、服務(wù)實戰(zhàn),加深理論知識的理解和強化學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。所設(shè)計的實驗基于開源免費的Linux平臺[6],要求學(xué)生獨立完成并提交實驗報告,具體設(shè)計如下。

    3.1 實驗內(nèi)容實戰(zhàn)化

    (1)Linux 系統(tǒng)概述

    實驗類型:應(yīng)用型

    實驗內(nèi)容:硬盤格式化和分區(qū);Linux 系統(tǒng)、常用應(yīng)用軟件、虛擬機等的安裝使用、卸載和更新;實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模毫私釲inux 系統(tǒng)免費和開源的優(yōu)點;熟悉虛擬機、Linux 系統(tǒng)及軟件安裝卸載更新,培養(yǎng)Linux系統(tǒng)操作能力。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):Linux 基礎(chǔ)

    (2)Linux 文件系統(tǒng)

    實驗類型:綜合型

    實驗內(nèi)容:分區(qū)與目錄(目錄是邏輯上的區(qū)分。分區(qū)是物理上的區(qū)分);硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù);實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模赫莆瘴募到y(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu),為電子數(shù)據(jù)恢復(fù)打下基礎(chǔ)。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):文件系統(tǒng)

    (3)進程管理

    實驗類型:研究型

    實驗內(nèi)容:ps 的使用,基于fork()創(chuàng)建子進程;調(diào)整優(yōu)先級;終止進程;實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模毫私膺M程類型間的區(qū)別;掌握進程信息查看和獲取,培養(yǎng)基本的電子數(shù)據(jù)提取能力。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):進程管理

    (4)用戶管理

    實驗類型:驗證型、研究型

    實驗內(nèi)容:增加和刪除用戶;添加組;改變用戶屬性;設(shè)置口令;實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模赫莆詹煌~戶權(quán)限分配管理,培養(yǎng)基本的信息安全能力。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):用戶與權(quán)限管理

    (5)系統(tǒng)監(jiān)控與備份

    實驗類型:綜合型

    實驗內(nèi)容:使用ps 命令和grep 命令的組合;查看并分析日志;命令:lscpu;設(shè)置口令;實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模赫莆詹榭慈罩竞陀布畔⒌姆椒?;掌握?shù)據(jù)備份的操作,培養(yǎng)基本的信息安全和電子數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):系統(tǒng)監(jiān)控與備份

    (6)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

    實驗類型:綜合型

    實驗內(nèi)容:安裝FTP、郵件和網(wǎng)頁服務(wù)器;創(chuàng)建服務(wù)器用戶;新增或修改服務(wù)器配置文件;實驗原理知識點過關(guān)測試題。

    實驗?zāi)康模赫莆辗?wù)器的安裝和配置,為網(wǎng)絡(luò)攻防打下基礎(chǔ)。

    課時:2 課時

    對應(yīng)章節(jié):網(wǎng)絡(luò)管理

    3.2 實驗教學(xué)具有靈活性

    我們的實驗平臺采用私有云部署方式,底層采用OpenStack+Docker 作為云計算的底層技術(shù),采用B/S 架構(gòu),學(xué)生可通過瀏覽器訪問使用,可在學(xué)院任何一個網(wǎng)絡(luò)可達的場所進行學(xué)習(xí)。因故缺席實驗的學(xué)生可以在宿舍就能補學(xué)實驗,這就很好地解決了實驗教學(xué)計劃固定,缺乏靈活性的問題。Linux 操作系統(tǒng)實驗作為實驗平臺的一個模塊,詳見圖1。

    圖1 實驗平臺

    3.3 實驗過程激發(fā)學(xué)習(xí)積極性

    為鼓勵學(xué)生實驗學(xué)習(xí)積極性,每一個實驗都設(shè)任務(wù)卡,分步驟考核,每步均需要解鎖,全部解鎖成功即可得到成就館的成就徽章,而且完成的實驗越多越好還能升級成就徽章,一定程度上激發(fā)了學(xué)生實驗學(xué)習(xí)積極性,任務(wù)卡和成就徽章分別見如圖2 和圖3 所示。

    圖2 任務(wù)卡

    圖3 成就徽章

    4 結(jié)語

    根據(jù)網(wǎng)安專業(yè)的人才培養(yǎng)要求和網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)部門的實際工作需要,我們重新設(shè)計了專業(yè)基礎(chǔ)課Linux操作系統(tǒng)實驗。實踐教學(xué)表明,經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計的Linux操作系統(tǒng)實驗教學(xué)收到良好效果。首先通過貼近實戰(zhàn)的實例分析,使學(xué)生充分理解了原理性實驗內(nèi)容與網(wǎng)安工作實際之間的聯(lián)系,進而對未來職業(yè)技能產(chǎn)生積極影響;其次通過校內(nèi)無處不在的校園網(wǎng),使學(xué)生能夠隨時隨地登錄實驗平臺完成實驗,實驗教學(xué)計劃完整而又不失靈活性;最后通過實驗分步驟解鎖獎勵實驗徽章,有游戲做任務(wù)沖關(guān)的樂趣,大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。Linux 操作系統(tǒng)實驗設(shè)計只有結(jié)合網(wǎng)安工作一線實際,堅持將操作系統(tǒng)實驗原理與網(wǎng)安實際應(yīng)用有機結(jié)合,才能不斷提升學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力,才能符合網(wǎng)安專業(yè)對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。后續(xù)工作將持續(xù)跟蹤實際的教學(xué)效果,并隨著新的網(wǎng)安工作實際調(diào)整實驗設(shè)計。

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