物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化探究

曲會晨　郭振軍　楊鳴坤

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展拓寬了傳統(tǒng)信息技術(shù)的邊界，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息安全的重要性日益顯現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)信息安全是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的核心問題。文章從多年來講授信息安全相關(guān)課程以及物聯(lián)網(wǎng)安全的角度出發(fā)，針對物聯(lián)網(wǎng)信息安全課程的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了探討，闡釋了物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐教學(xué)體系方案的制訂思路。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);信息安全;教學(xué);實(shí)踐教學(xué)

一、引言

從國家發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，教育部于2010年設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與深入推廣，在推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與提高工作效率與生活質(zhì)量的同時，也面臨著日漸凸顯的信息安全隱患。考慮到物聯(lián)網(wǎng)信息安全對我國信息安全與國家發(fā)展的重要性，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)信息安全專業(yè)人才的培養(yǎng)刻不容緩。筆者通過對物聯(lián)網(wǎng)信息安全基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的研究，探討物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐課程教學(xué)。

二、物聯(lián)網(wǎng)信息安全教學(xué)現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是由射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多學(xué)科融合的創(chuàng)新型學(xué)科，具有極強(qiáng)的學(xué)科交融性。各校本科教學(xué)中對該課程的教學(xué)內(nèi)容不一致。對于物聯(lián)網(wǎng)信息安全這門課程來說，尚未形成一套相對完善的理論體系。不同高校之間在課程教學(xué)上選用的教材不同，授課內(nèi)容上存在差異。物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室只配有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行操作，對物聯(lián)網(wǎng)信息安全教學(xué)考慮不充分。由于基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施的限制，物聯(lián)網(wǎng)信息安全課程實(shí)踐教學(xué)存在一定的局限性。基于上述問題的分析，筆者在實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容與教學(xué)組織安排方面闡述了實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化的方案與設(shè)想。

三、物聯(lián)網(wǎng)信息安全教學(xué)內(nèi)容組織

通過分析與研究，物聯(lián)網(wǎng)信息安全這門課程的教學(xué)應(yīng)從以下兩個部分展開，分別為物聯(lián)網(wǎng)信息安全基礎(chǔ)教學(xué)與物聯(lián)網(wǎng)安全體系實(shí)踐研究教學(xué)。

物聯(lián)網(wǎng)信息安全基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)涵蓋以下內(nèi)容，如數(shù)據(jù)加密技術(shù)、安全協(xié)議理論和技術(shù)、信息與網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)內(nèi)容理論的解析。基礎(chǔ)概念的掌握是學(xué)生認(rèn)識與理解物聯(lián)網(wǎng)信息安全的必備條件。物聯(lián)網(wǎng)安全體系實(shí)踐研究教學(xué)是將學(xué)生掌握的基礎(chǔ)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)換的過程基礎(chǔ)。實(shí)踐研究教學(xué)內(nèi)容主要包括信息分析與處理，以及信息傳輸與采集層面的安全保障。對于物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐研究教學(xué)內(nèi)容安排如下。

第一，物聯(lián)網(wǎng)信息安全基礎(chǔ)教學(xué)部分，旨在使學(xué)生正確認(rèn)識和理解物聯(lián)網(wǎng)信息安全，掌握信息安全的一些基礎(chǔ)理論內(nèi)容與應(yīng)用技術(shù)，如安全協(xié)議理論、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、認(rèn)證技術(shù)等。此部分的教學(xué)內(nèi)容是物聯(lián)網(wǎng)信息安全研究的基礎(chǔ)，也是保障后續(xù)教學(xué)活動有序落實(shí)的關(guān)鍵。

第二，物聯(lián)網(wǎng)安全體系實(shí)踐研究教學(xué)部分，可通過感知層、網(wǎng)絡(luò)完全層、應(yīng)用層三個層面進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)安排。感知層是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)的部分特征之一，主要是指通過感知設(shè)備對從終端采集來的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行信息的處理與傳輸。感知層的實(shí)踐教學(xué)目的在于培養(yǎng)學(xué)生解決終端設(shè)備的安全以及無線傳輸過程中的安全隱患問題。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)踐教學(xué)主要研究傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在的安全問題。應(yīng)用層實(shí)踐教學(xué)則是綜合實(shí)踐訓(xùn)練，在這方面的實(shí)踐教學(xué)過程中著力解決多種平臺之間網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)建問題、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)保護(hù)問題等。應(yīng)用層的教學(xué)重點(diǎn)在于使學(xué)生學(xué)習(xí)與掌握解決用戶數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題。

四、物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)思路

實(shí)踐教學(xué)是對常規(guī)教學(xué)內(nèi)容的再學(xué)習(xí)與再深入。物聯(lián)網(wǎng)信息安全常規(guī)教學(xué)的理論性較強(qiáng)，不便于理解，可以通過實(shí)踐教學(xué)加深學(xué)生對常規(guī)教學(xué)中學(xué)習(xí)到的理論知識的理解，也可以檢測學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容的掌握程度，提高學(xué)生知識“聚合”的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。筆者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)需要遵循三個原則。

第一，以教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會頒布的《物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》為指導(dǎo)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)信息安全基礎(chǔ)理論設(shè)計(jì)常規(guī)教學(xué)體系。

第二，根據(jù)上述分析，通過感知層、網(wǎng)絡(luò)安全層、應(yīng)用層三個層面設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系。

第三，通過項(xiàng)目式教學(xué)構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用四維一體的實(shí)踐教學(xué)體系。

在實(shí)踐教學(xué)部分的構(gòu)建方面，還可以將感知層、網(wǎng)絡(luò)安全層、應(yīng)用層劃分為核心課程實(shí)踐與項(xiàng)目綜合實(shí)踐兩部分展開。在核心課程實(shí)踐部分主要實(shí)踐感知層，內(nèi)容涵蓋物聯(lián)網(wǎng)信息安全、射頻識別技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用等。項(xiàng)目綜合實(shí)踐部分則融合了網(wǎng)絡(luò)安全層與應(yīng)用層兩部分教學(xué)內(nèi)容，通過項(xiàng)目式教學(xué)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)信息安全應(yīng)用系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)活動。

具體的實(shí)施方案擬訂以我校物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)踐課程為研究代表樣本，實(shí)踐課程主要分為三個實(shí)踐教學(xué)部分，如表1所示。

上述實(shí)踐課程已在我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)，通過上述實(shí)踐課程設(shè)計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)信息安全教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對實(shí)踐教學(xué)體系中核心內(nèi)容的全覆蓋。筆者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)信息安全課程的教學(xué)重點(diǎn)在于注重基礎(chǔ)理論的同時提升學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的問題意識。我校在原計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)活動的基礎(chǔ)上，增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全實(shí)驗(yàn)與物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐課程，同時增設(shè)三個實(shí)驗(yàn)室，采購了物聯(lián)網(wǎng)信息安全所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為此次教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語

桂林航天工業(yè)學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)信息安全課程實(shí)踐教學(xué)方案在制訂與修訂的過程里，匯聚了眾多教學(xué)一線教師與教學(xué)管理人員的智識。針對物聯(lián)網(wǎng)信息安全課程，本文所提出的實(shí)踐教學(xué)方法與途徑還存在諸多不足有待探究。本文通過對物聯(lián)網(wǎng)安全這門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，探討了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)，針對實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行了探討與設(shè)想，可以為其他高校物聯(lián)網(wǎng)信息安全教學(xué)改革提供一種可借鑒的思路。

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