計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)第四版【基于CDIO模式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)教學(xué)研究與實(shí)踐】

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)第四版【基于CDIO模式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)教學(xué)研究與實(shí)踐】 摘 要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，該課程特別注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。本文闡述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)的特點(diǎn)，并在CDIO理念的指導(dǎo)下，通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)踐課程，探討理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了多方面的改革實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果。 關(guān)鍵詞：CDIO模式；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)；黑客攻擊 1.引言 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全是計(jì)算機(jī)學(xué)科中發(fā)展最快的專業(yè)之一。為使該專業(yè)畢業(yè)生在以后的職業(yè)生涯中始終不落伍，除了要給學(xué)生奠定扎實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全理論基礎(chǔ)知識(shí)之外，還要強(qiáng)化其動(dòng)手能力，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的觀念。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全理論知識(shí)較為抽象，難于理解，而實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)理論的掌握程度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)知識(shí)的興趣。因此，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生既能全面掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的理論知識(shí)，又能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是教師的重要任務(wù)。 近年來(lái)，以美國(guó)麻省理工學(xué)院為首的世界幾十所大學(xué)展開(kāi)了CDIO工程教育模式的改革。CDIO倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的新型教學(xué)模式，正如 _總理所說(shuō)：“只有在做中學(xué)才是真正的學(xué)，只有在做中教才是真正的教?！盋DIO通過(guò)每一門課、每一個(gè)模塊、每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)落實(shí)產(chǎn)業(yè)對(duì)能力的要求，以滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)工程人才質(zhì)量的要求。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，CDIO“做中學(xué)”的理念和方法是先進(jìn)可行的，完全適合工科教學(xué)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的改革。 本文將CDIO工程教育理念引入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)邊講邊練和“做中學(xué)”，達(dá)到很好的教學(xué)效果。課程按照實(shí)際工作過(guò)程，提出教學(xué)內(nèi)容；突出實(shí)際操作，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；并以真實(shí)的校園網(wǎng)為背景，按照“攻擊、防范、系統(tǒng)、管理”的順序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)建立在實(shí)際的工作環(huán)境中。 2.CDIO工程教育模式 CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）四個(gè)英文單詞的縮寫，它以工作過(guò)程項(xiàng)目從研發(fā)到允許的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程。 CDIO理念是充分利用大學(xué)學(xué)科齊全、學(xué)習(xí)資源豐富的條件，以技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、企業(yè)和社會(huì)團(tuán)隊(duì)綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主要載體，結(jié)合專業(yè)課程的教學(xué)，使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人專業(yè)能力、人際團(tuán)隊(duì)技能和工程系統(tǒng)能力四個(gè)方面得到全面的訓(xùn)練和提高。表一是CDIO提出的能力培養(yǎng)大綱，對(duì)工程教育應(yīng)達(dá)到的能力目標(biāo)做出系統(tǒng)而具體的表述。 表1 以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO大綱 CDIO大綱的第1部分是關(guān)于工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和原理分析，現(xiàn)代工程學(xué)立足于對(duì)基礎(chǔ)原理的透徹理解之上，要想成為一個(gè)好的工程師就必須對(duì)工程基礎(chǔ)知識(shí)的核心有深入理解；第2部分是個(gè)人專業(yè)能力與素質(zhì)；第3部分是人際技能；第4部分是在企業(yè)與社會(huì)環(huán)境下的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，它展示了產(chǎn)品或系統(tǒng)開(kāi)發(fā)須經(jīng)過(guò)的四個(gè)階段。構(gòu)思工作從市場(chǎng)或機(jī)會(huì)識(shí)別到概念設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作包括設(shè)計(jì)過(guò)程的各方面以及多學(xué)科的和多目標(biāo)的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)包括硬件和軟件的測(cè)試和核實(shí)以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)與管理。運(yùn)作覆蓋范圍是從設(shè)計(jì)與管理運(yùn)作，到支持產(chǎn)品生命周期與改進(jìn)以及產(chǎn)品生命終結(jié)的規(guī)劃等。 CDIO大綱以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作為主線，綜合地考慮工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人專業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通技能，以及在整個(gè)企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下進(jìn)行CDIO的全過(guò)程。CDIO注重實(shí)踐性教學(xué)和實(shí)際動(dòng)手能力，主張課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該從具體實(shí)際出發(fā)，然后上升至理論，最后再回到實(shí)際操作中來(lái)，以創(chuàng)作最終產(chǎn)品為教學(xué)目標(biāo)。 3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程問(wèn)題現(xiàn)狀與反思 為了更好地提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全這門課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者對(duì)xx、xx屆240名學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)踐教學(xué)的主要意見(jiàn)集中在如下幾點(diǎn)： (1)不知道從什么地方開(kāi)始學(xué)習(xí)，覺(jué)得比較茫然； (2)沒(méi)有具體任務(wù)，沒(méi)有實(shí)踐的機(jī)會(huì)； (3)沒(méi)有自主安裝相關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及軟件的機(jī)會(huì)； (4)沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 這些問(wèn)題也是阻礙學(xué)生實(shí)踐能力提高的瓶頸。有資料指出，計(jì)算機(jī)專業(yè)的應(yīng)屆本科畢業(yè)生在所從事的工作崗位中，“職業(yè)的要求高于應(yīng)屆本科生的實(shí)際水平，并且這些差異在統(tǒng)計(jì)意義上都是很明顯的”。所以，教學(xué)中必須加大理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步滿足學(xué)生的求知欲，實(shí)現(xiàn)社會(huì)對(duì)人才的需求。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全這門課程中，根據(jù)CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求，從課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)和基于項(xiàng)目的教育與學(xué)習(xí)過(guò)程兩個(gè)方面對(duì)課程進(jìn)行了有針對(duì)性的改革。 4.課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) “計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程的主要教學(xué)對(duì)象是計(jì)算機(jī)專業(yè)的本、?？粕Ｆ浣虒W(xué)目標(biāo)定位于熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的基本框架、基本理論、以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全方面的管理、配置和維護(hù)。我們的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程應(yīng)該掌握網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)的基本情況，了解網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)的新技術(shù)，對(duì)新技術(shù)有學(xué)習(xí)、研究精神，較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力；具有認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度和工作作風(fēng)，具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通交流能力。 在傳統(tǒng)的“黑板加粉筆”教室中，本課程難以開(kāi)展教學(xué)。即使將課堂教學(xué)移到多媒體教室進(jìn)行授課，盡管這時(shí)課堂教學(xué)信息量大，也能提供直觀和逼真的表現(xiàn)效果，但還是難以達(dá)到CDIO提出的“做中學(xué)”工程教學(xué)模式。只有將課堂教學(xué)安排在學(xué)生一人一機(jī)的網(wǎng)絡(luò)教室中，在講授各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的同時(shí)，學(xué)生可以邊聽(tīng)邊練，滿足CDIO“做中學(xué)”的要求。同時(shí)，在每一章節(jié)中都增加了大量的實(shí)驗(yàn)案例，這些案例遵循“源于實(shí)際、自主練習(xí)、層層遞進(jìn)、提高能力”的設(shè)計(jì)思路。這樣的方法改變了傳統(tǒng)“聽(tīng)中學(xué)”的被動(dòng)教學(xué)模式，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及