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信息安全课程创新教育研究论文
1传统信息安全教学模式存在的问题
目前在网络安全专业课程教学中,高等院校主要讲授网络安全的基本概念和基本原理、计算机病毒木马的特征类型、密码学、网络安全应用等课程。由于这些课程的理论性较强、概念繁多,因此学生普遍觉得太抽象,学不到与实际工程项目相关联的网络安全技术。
(1)课堂教学以教师的理论教学为主,主要讲授网络安全体系结构的基本概念和基本原理,只起到网络安全导论的作用,缺少互动性和项目实践。
(2)学生从大二第二学期才开始接触到信息安全课程,在入学初期没有培养起对信息安全的兴趣,不了解信息安全的基本概念、重要性以及与信息安全有关的就业岗位,教师也没有为学生科学地制定大学4年的学业规划。
(3)随着物联网和云计算的普及,各种网络安全攻击手段和保障网络安全的技术不断推陈出新。目前,信息安全的一些专业课程还只是停留在基本原理的讲解上,没有做到与时俱进,很少讲授前沿的网络安全应用及其存在的安全隐患及解决方案。教师没有引导学生利用发散性思维并投入到对前沿网络技术和安全技术的研究中。
(4)缺少网络安全工具实训。现在很多网络安全工具都是开源工具如Backtrack等,掌握这些工具需要花费大量时间,因此需要开设网络安全工具实训课程,让学生掌握如何配置、安装、使用和定制个性化的开源工具。
(5)缺少安全软件设计等实践课程。信息安全专业的学生除了要能够利用安全工具进行系统安全测试外,还要掌握如何防御和解决系统安全漏洞,另外,还有很多学生希望从事安全软件开发工作。这就要求高校设置安全软件设计开发类的课程,帮助学生掌握安全软件开发过程中所需的知识和技能。
(6)缺少创新思维的培养。国内大学生的创新性较欧美大学生有所欠缺,因此要注重信息安全专业学生的创新思维培养,并且要从大一开始就进行创新思维的锻炼。
2创新思维在信息安全领域的重要性
物联网、移动计算、云计算等新技术正在改变整个互联网,新技术、新应用和新服务正带来新的安全风险。这给网络安全工作者和研究者带来了新的挑战,网络安全从业人员应该具备创新思维以应对这些挑战。我们将从以下几个方面阐述创新思维在信息安全领域的重要性。
(1)社交网络、智能终端、手机等逐渐成为病毒的攻击目标。原有的安全防范技术和安全观念已很难抵御新的网络入侵技术和安全威胁。
(2)网络犯罪日益增多,许多网站的服务以及手机操作系统向第三方应用程序开放,软件通过挂木马和隐藏后门的方式窃取信息并监听用户系统,因此安全隐患问题不容忽视[1]。随着电子银行、电子商务、网上支付和手机支付等应用的全面普及,攻击支付网关、截取交易信息、抢夺虚拟财产等网络犯罪行为增多,网络犯罪的形式、手段和后果更加不可测。
(3)信息安全与网络管理的变革势在必行。由于互联网的革命性发展以及云计算和物联网的兴起,未来的网络将日益扩张并日趋融合,如“三网合一”。与此同时,网络入侵、木马病毒、手机病毒等恶意代码和网络犯罪方式也随着新技术、新业务和新应用的诞生而不断推陈出新,因此信息安全技术和网络管理也需要与时俱进地进行创新性变革,应对互联网的变革。
3网络安全教学中融入创新思维培养的实践
结合东华大学计算机科学与技术学院培养信息安全专业学生创新能力的经验,我们阐述如何从学生入学到毕业的4年间培养其创新思维和实践能力。
3.1培养学生对专业的兴趣
首先,我们要积极发挥班级导师的作用。网络安全的任课教师可以担任信息安全专业学生的学业导师,学业导师在学生入学后通过学习方法和学业规划等主题开展学习交流会,在会上介绍网络安全的知识结构、科学背景、发展趋势、行业需求、就业领域,并引用前沿网络安全技术和最新的网络安全隐患案例和视频,如利用智能手机安全漏洞和“云”查杀病毒技术等案例激发学生的兴趣。兴趣是学生的学习动力,学生是教学的主体,在教学中对课程的参与度高低直接影响整个教学成果,因此要提高学生的学习效率,首先要增强他们对网络安全技术的兴趣。导师应在易班网上学生活动社区或其他社交网站上建立网络班级,保持与学生的日常沟通,为学生选课提供帮助;协助学生进行学习生涯规划,同时为专业学习提供帮助;在网上班级设置“我的Idea”专题,让学生在论坛里发表自己的创新想法,如要做什么样的系统或软件解决生活中遇到的一些问题。该阶段学生还没有实现这些软件的技术能力,导师可以指导学生学习某方面的技术以实现这些有创意的想法。
3.2以赛代练,参与国家和市级大学生创新项目和高水平信息安全竞赛
在创新实践中,辅导员和学业导师起着非常关键的作用。学业导师都是计算机学院的在职讲师或教授,他们可以把自己主持或参与的科研课题介绍给学生,让学有余力的学生参与学业导师的课题研究,一方面培养学生的自学能力并积累科研所需的知识,另一方面培养学生的创新思维。辅导员和学业导师经常组织学生参加信息安全大赛,如全国大学生信息安全竞赛和信息安全技能大赛。同时,为了鼓励学生进行科技创新,东华大学计算机科学与技术学院每年组织学生参与全国和上海市的创新实践项目申请,学生组团挑选专业课教师作为项目导师,共同探讨创新课题、撰写科技创新项目
申请书并提交给专家组,学院组织专家评选2多个创新性高且可行性强的课题并给予资助,在大四上学期对给予资助的项目进行结题审核。学院鼓励获得上海市级以上大学生创新实践项目的学生将创新实践项目的实施与大四毕业设计(论文)相结合,获得专利创新设计的学生还可提前完成毕业设计并参与创业基金项目的申请或到优秀企业实习。在这些科技创新项目中不乏优秀作品,如基于手势识别的文档加密系统的开发、基于Android的动态一次性口令生产器开发、基于Android系统的短信隐私保护软件的开发等。学院每年举办的这种创新性竞赛激发了学生的创新思维、团队合作意识、项目管理和软件设计开发能力。参与科技创新竞赛学生的学习成绩和项目实践能力远远高于平均水平,同时他们的创新能力和工程实践能力也得到广大教师和实训单位的认可,大部分学生获得了直研和被优秀企业聘用的机会。
4工程实践课程的成果展示
在过去3年的信息安全工程实践教学中,信息安全专业的学生完成了多个优秀工程实践项目。大三学生在学习了DES和AES算法后,在工程实践教学课程中利用HTML5中的动画技术实现了DES算法和AES算法的动画演示。图1所示为学生在工程实践课程中利用RC5算法实现Android手机短信加密系统,其中短信加密界面如图1(a)所示,短信解密界面如图1(b)所示。通信双方利用这个系统只需共享加密和解密密钥就可以进行加密通信,很好地解决了短信的隐私保护问题。
5结语
现今的网络安全已经成为全球关注的课题,新的网络应用与网络结构对网络管理和网络安全技术提出新的要求,因此高校在培养信息安全专业人才时,要抓住网络发展和网络安全技术的最新趋势,注重培养学生的工程实践能力和创新能力。我们在教学工作中也应注重学生的兴趣培养和学业规划,发挥学业导师的作用,鼓励学生参加科技创新竞赛和各类课外创新活动,同时开设CDIO模式的工程教学课程,在培养学生创新能力的同时加强学生的工程实践能力。
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