物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的研究與實踐

摘要：“網(wǎng)絡(luò)安全”課程是針對物聯(lián)網(wǎng)中與各種通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全問題所設(shè)的一門課程。針對如何在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中教好“網(wǎng)絡(luò)安全”課程，主要從正確的教學(xué)指導(dǎo)思想、多樣化的教學(xué)手段和合理的評價體系等三個方面進行了詳細闡述。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)安全；課程建設(shè)

作者簡介：姚健（1974-），男，安徽合肥人，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，講師，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院博士研究生。（江蘇 無錫

214122）

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0107-02

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)時代來臨了。物聯(lián)網(wǎng)是指物品通過各種信息傳感設(shè)備如射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)及激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。[1]目前世界先進國家都對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展高度重視。美國把物聯(lián)網(wǎng)確立為新一輪國際競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵戰(zhàn)略。在我國，從2009年到現(xiàn)在，溫家寶總理多次明確指出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要性和緊迫性。

然而，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速、健康和可持續(xù)發(fā)展離不開物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)。因此結(jié)合我國當(dāng)前社會、經(jīng)濟和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，制定符合中國國情的物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略是當(dāng)務(wù)之急。2011年3月，教育部正式公布了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新增專業(yè)名單。此次全國高校新設(shè)本科專業(yè)140個，有30所高校均增設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。這些專業(yè)自2011年開始招生。鑒于物聯(lián)網(wǎng)是一門集計算機、電子信息、通信、自動化等多學(xué)科的交叉新興學(xué)科，很多工科類大學(xué)新建立的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)都是從現(xiàn)有專業(yè)中抽調(diào)教師，除了根據(jù)專業(yè)特點安排一些新課程以外，很多課程都是交叉學(xué)科的課程，比如反映物聯(lián)網(wǎng)安全的信息安全專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程。本文就如何上好物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程做一些探討和研究。

物聯(lián)網(wǎng)可以說是把“雙刃劍”，安全可靠的物聯(lián)網(wǎng)可以幫助人們改變生產(chǎn)生活方式，大幅度提高人們生產(chǎn)生活的效率，反之，如果因為安全問題造成局部或全局系統(tǒng)的癱瘓，也會極大影響人們的正常生產(chǎn)生活。所以，安全問題是物聯(lián)網(wǎng)中的一個重要問題。“網(wǎng)絡(luò)安全”課程就是針對物聯(lián)網(wǎng)中與各種通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全問題所設(shè)的一門課程。

“網(wǎng)絡(luò)安全”課程講授的是網(wǎng)絡(luò)安全最基礎(chǔ)的原理、技術(shù)及方法，知識更新快，交叉學(xué)科多，知識面廣，難以掌握。這些特點要求“網(wǎng)絡(luò)安全”課程課時較長，理論教學(xué)與動手實踐并重，教師的教學(xué)手段多樣，學(xué)生的動手能力較強。

一、樹立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想

“網(wǎng)絡(luò)安全”作為信息安全專業(yè)的一門綜合性課程，其前導(dǎo)專業(yè)課程較多，涉及的技術(shù)、知識面較廣，部分內(nèi)容晦澀難懂，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)、掌握的難度較大。而物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)也是一個多學(xué)科交叉的專業(yè)，學(xué)生如果想要達到本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，需要在有限的時間里學(xué)習(xí)大量課程。所以，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全”課程安排的學(xué)時數(shù)不可能達到信息安全專業(yè)中的水平。另外，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的延展，這也增加了新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如何在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，不但把基本理論、基本知識講深講透并且能讓學(xué)生同時掌握一定的動手能力是任課教師的一項艱巨任務(wù)。[2]

要想讓物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)好“網(wǎng)絡(luò)安全”課程，首先要樹立正確的教學(xué)指導(dǎo)思想。

1.理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重

這是由“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的特點決定的?！熬W(wǎng)絡(luò)安全”課程的理論教學(xué)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全工程三大部分。

（1）網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)描述網(wǎng)絡(luò)信息體系結(jié)構(gòu)在滿足安全需求方面各基本元素之間的關(guān)系，反映信息系統(tǒng)安全需求和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的共性，并由此派生了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。[3]這一部分內(nèi)容相對枯燥，卻是本門課程的基礎(chǔ)?？梢酝ㄟ^一些軟件演示來改善學(xué)習(xí)效果，比如可以通過sniffer軟件來實時演示如何抓包并分析包的協(xié)議字段。這些包都是平時學(xué)生上網(wǎng)時常見的，由此可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）單一的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品不能解決網(wǎng)絡(luò)安全的全部問題。應(yīng)綜合運用各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，包括防火墻、VPN、IPSec、黑客技術(shù)、漏洞掃描、入侵檢測、惡意代碼和病毒的防治、系統(tǒng)平臺安全及應(yīng)用安全。[3]這是“網(wǎng)絡(luò)安全”所教授的主要內(nèi)容，既有基本理論需要掌握，也需要大量的實踐來保證教學(xué)效果。由于學(xué)時有限，可以采用課堂講授基本理論，課下根據(jù)學(xué)生的興趣另外安排實踐的方式。

（3）對網(wǎng)絡(luò)安全進行的綜合處理，要從體系結(jié)構(gòu)的角度，用系統(tǒng)工程的方法，貫穿網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計、開放、部署、運行、管理和評估的全過程。[3]這一部分也是既有理論也有實踐，但實踐的不是具體的技術(shù)。需要學(xué)生對（1）、（2）部分的掌握比較扎實。這部分可以結(jié)合案例來講授，以提高吸引力。

這里要糾正一種過于偏重實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)傾向?！熬W(wǎng)絡(luò)安全”課程有大量的實踐內(nèi)容，但這些實踐必須建立在扎實的理論基礎(chǔ)之上，教學(xué)過程中要糾正學(xué)生熱衷做試驗而忽視理論學(xué)習(xí)的不良傾向。

2.教學(xué)指導(dǎo)與自主學(xué)習(xí)并重

由于“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的內(nèi)容涉及面非常廣，僅僅課堂學(xué)習(xí)是遠遠不夠的。所以在教學(xué)實踐中，既需要任課教師提供及時的理論支持和技術(shù)支持，更需要學(xué)生進行高效率自主學(xué)習(xí)，包括課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，并積極利用學(xué)校各種資源如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)、機房等，幫助理解和掌握理論知識，加強發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。任課教師要充分利用網(wǎng)絡(luò)的便利性，建立課程網(wǎng)站以及能同步或異步互動的論壇，通過與學(xué)生的互動，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決課時有限的問題，同時也激勵教師不斷跟上新技術(shù)，改善教師理論較強而相對實踐較弱的問題。

二、采用多樣化的教學(xué)手段

良好的教學(xué)手段是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。教學(xué)過程中可以充分利用現(xiàn)代科技提供的各種工具，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同采用與之相適應(yīng)的教學(xué)方法，既繼承了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點，又能克服傳統(tǒng)方法的缺陷。

1.現(xiàn)代化的教學(xué)手段

現(xiàn)代化的教學(xué)手段中，以計算機為基礎(chǔ)的多媒體教學(xué)無疑是最常用的手段?？梢酝ㄟ^播放課前制作的動畫、剪輯的與安全有關(guān)的科幻電影片段等，使抽象的網(wǎng)絡(luò)安全理論更加生動、形象，既提高了教學(xué)效率，也能對重點、難點問題進行較為透徹的講解。

建立課程網(wǎng)站（含論壇）是另一個重要的教學(xué)輔助手段。課程網(wǎng)站包含任課教師收集的所有與課程有關(guān)的資料，格式包括文本、圖形、圖像、聲音和視頻，內(nèi)容涵蓋課程規(guī)劃、任課教師隊伍、教學(xué)課件、參考資料、習(xí)題與解答、實踐等。學(xué)生可以各取所需。同時論壇提供了一種教師與學(xué)生的互動模式。

本文提出了另一種形式的互動，即建立QQ群。QQ是一種即時通信工具，提供了強大的即時通信功能，而且它有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。任課教師以課程為單位建立QQ群，所有“網(wǎng)絡(luò)安全”課程的任課教師和學(xué)生都加入群中，大家可以通過文字、語音、視頻等方式共同探討問題，也可以在群里建立臨時或長期討論組，就某些小群體關(guān)心的問題進行討論。學(xué)生可以利用QQ群提供的共享區(qū)共享各種資料，還可以利用遠程協(xié)作功能實時、共同地完成某項任務(wù)。

2.案例輔助教學(xué)

物聯(lián)網(wǎng)就在身邊，而物聯(lián)網(wǎng)的安全案例也隨時隨地可以發(fā)現(xiàn)；同時，“網(wǎng)絡(luò)安全”是一門綜合性課程，知識點分散、課程內(nèi)容更新速度快、實踐性強。通過案例教學(xué)，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識分析和認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)安全事件和解決方案，以提高學(xué)生綜合運用知識的能力。在教學(xué)過程中，可以有針對性選取有代表性、實效性和實戰(zhàn)性的案例，教師和學(xué)生在案例教學(xué)中分別找準(zhǔn)自己的定位，教師要扮演幫助者和引導(dǎo)者的角色，而學(xué)生要站在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人員的角度去發(fā)現(xiàn)問題解決問題。教師還要對案例討論進行總結(jié)和評價。[4]

3.成立興趣小組

網(wǎng)絡(luò)安全知識點分散，需要較強的實踐能力。可以結(jié)合學(xué)院發(fā)起的“大學(xué)生創(chuàng)新項目”，學(xué)生根據(jù)自己的興趣點，利用所學(xué)的知識，針對某個安全問題提出解決方案并最終在指導(dǎo)教師的幫助下完成所申請的創(chuàng)新項目。既鍛煉了學(xué)生的調(diào)研、自學(xué)、解決問題的能力，又可以讓學(xué)生提前進入模擬工作環(huán)境，給他們今后走上工作崗位添加自信。

三、建立合理的評價體系

各種教學(xué)手段的應(yīng)用極大地豐富了教學(xué)過程，同時也帶來如何評價學(xué)生成績的難題。傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)很容易給學(xué)生的表現(xiàn)打分，但這種打分只停留在學(xué)生死記硬背的基礎(chǔ)上，最后考試的成績不能真實地反映學(xué)生水平。

1.課堂提問與作業(yè)反饋的評價相結(jié)合

任課教師可以在課堂上就某個問題對學(xué)生提問，然后根據(jù)學(xué)生的回答給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。課后作業(yè)一定程度上反映了學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)真程度和對課程知識的理解程度，教師批改后也給予分?jǐn)?shù)，這些分?jǐn)?shù)在最終考評中都占有一定的比例。

2.理論基礎(chǔ)與動手能力的評價相結(jié)合

這可以通過兩種方案來實現(xiàn)。一是在課程考試時采用筆試和機試相結(jié)合的方式。筆試主要測試基礎(chǔ)知識和理論，機試主要測試學(xué)生動手能力；二是在平時階段性地要求學(xué)生完成一些作品，提交結(jié)果報告，并打分。期末考試仍然筆試。第一種方案強調(diào)分析問題解決問題的能力，第二種方案強調(diào)創(chuàng)新和綜合運用的能力。任課教師在教學(xué)過程中對這兩種方案既可以挑一使用，也可以混合使用。

參考文獻：

[1]胡向東.物聯(lián)網(wǎng)研究與發(fā)展綜述[J].數(shù)字通信，2010，（2）：19-23.

[2]張軍.非計算機專業(yè)“計算機網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)改革實踐[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，（12）：103-104.

[3]胡道元，等.網(wǎng)絡(luò)安全[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008：7.

[4]李天目.信息網(wǎng)絡(luò)安全課程中案例教學(xué)的應(yīng)用[J].江蘇科技信息（學(xué)術(shù)研究），2010，（11）：143-144.

（責(zé)任編輯：劉輝）