• 结合信息安全竞赛进行网络实验课程改革

     

      摘 要 全国大学生信息安全竞赛是面向全日制在校学生的科技竞赛,它涉及内容多,题目难度大,是目前国内最重要的学生竞赛活动之一。网络实验是计算机类专业承前启后的重要课程,为进一步学习提高打下基础,也是学生就业的基本技能,是信息安全竞赛的主要内容。就培养学生创新能力和实践能力,推动高等学校网络类课程的建设和改革,探讨信息安全竞赛与网络实验教学改革的关系。
    中国论文网 /9/view-4381697.htm
      关键词 网络实验课程;教学改革;信息安全竞赛;创新实践能力
      中图分类号:G642.423 文献标识码:B
      文章编号:1671-489X(2013)24-0111-03
      1 全国大学生信息安全竞赛简介
      由工信部和教育部指导、教育部高校信息安全类专业教学指导委员会主办的“全国大学生信息安全竞赛”是国内信息安全领域最高水平的大学生科技活动[1]。此竞赛是全国大学生公益性的科技创新活动,目的在于提高大学生的团队合作精神、创新意识,普及信息安全基本知识,提高信息安全意识、综合设计开发能力和创新设计应用能力,开阔大学生的科技视野,推动高校计算机类专业尤其是信息安全学科授课内容、授课方法和专业课程体系的革新,吸引大学生积极参与课外科研开发活动,为培育、推荐杰出信息安全专业人才提供条件[2-3]。“全国大学生信息安全竞赛”为在校大学生提供了一个展示自己、表现自己的舞台,为培养大学生的创新实践能力提供了一个良好的平台,为信息安全知识的传播和信息安全意识的提高提供了一种良好的途径。
      目前,“全国大学生信息安全竞赛”已成功举行了5届。第一届全国信息安全大赛决赛由电子科技大学于2008年10月举办,第二届决赛由北京邮电大学于2009年8月举办[2],第三届决赛由哈尔滨工业大学于2010年8月举办,第四届决赛由国防科学技术大学于2011年7月举办,第五届决赛由解放军信息工程大学于2012年7月举办。此外,一些省级大学生信息安全竞赛也陆续在江苏、四川、山东等地举行。
      经过4年的摸索和探索,安徽大学制定了一套行之有效的管理机制和参赛机制,并逐渐发挥出了作用,使学校的计算机科学与技术学院在“全国大学生信息安全竞赛”中取得了较好的成绩。近4年,学院代表安徽大学参加了第二届、第三届、第四届和第五届全国大学生信息安全竞赛,每年均有队伍在预赛中脱颖而出杀入决赛,共获得全国三等奖3项、优胜奖1项。
      2 计算机网络实验内容
      2.1 实验内容选择
      计算机网络实验课程是计算机网络理论课程的实践和应用,对于加深对网络原理的理解,增强学生的网络应用能力具有重要作用,因此如何选择网络实验内容至关重要[4-5]。通过合理选择和设计实验内容,可以让学生在有限的课时内学到更多的知识和技能。通常,网络实验课程与理论课程交叉排课,这样既可以保证理论课和实验课的进度一致,又可以使理论课和实验课相得益彰,互相促进。一般来说,依据理论课教材来选择和设计网络实验内容。
      笔者在网络教学中选用了谢希仁教授主编的经典教材《计算机网络》(第五版),并自编了与理论课教材配套的《计算机网络实验指导书》。理论课教材的主要章节及对应的配套实验安排如下:
      1)概述实验安排,在第一章实验教学中,安排了常用网络测试工具及命令的使用、TCP/IP协议的安装及配置、常用网络协议分析仪的安装和使用等实验项目;
      2)物理层实验安排,主要安排了双绞线的制作,实验平台的熟悉和使用等实验项目;
      3)数据链路层实验安排,主要安排了交换机的基本配置、VLAN基本配置、VLAN高级配置、数据链路层协议的分析等实验项目;
      4)网络层实验安排,主要安排了路由器的相关配置、路由协议的配置和使用、使用路由协议组建广域网等实验项目;
      5)运输层实验安排,主要安排了Socket编程、运输层协议分析等实验项目;
      6)应用层实验安排,主要安排了Windows Server 2003应用服务器(Web、FTP)的安装与配置,网络应用编程及应用层协议分析等实验项目;
      7)网络安全实验安排,主要安排了网络地址转换NAT,包过滤防火墙、病毒防范等实验项目;
      8)音频、视频实验安排,主要安排了视频监控、视频直播、流媒体服务器配置等内容的讲授和演示;
      9)无线网络实验安排,主要安排了WLAN组网方法的讲授和演示;
      10)下一代互联网实验安排,主要安排了IPv6、CERNet2的讲授和演示。
      2.2 对网络实验中引入信息安全内容的思考
      信息安全竞赛在培养大学生信息安全意识和信息安全技能的同时,也激发了网络实验课程教学改革的思考。在TCP/IP安全体系结构中,各层均提供了一定的安全措施。在日常教学中可以对各层的安全措施与基础协议进行对比讲解和实验,使学生在掌握网络原理的同时,丰富其网络安全知识,提高其网络安全意识和技能。TCP/IP各层安全措施如图1所示。
      3 信息安全竞赛与网络实验教学改革
      网络安全作为信息安全的重要组成部分,是实现信息安全的必要条件和关键环节。计算机网络知识和技能是从事网络安全项目的基础和前提。在信息安全问题日益突出的大背景下,信息安全竞赛已经成为大学生展示技能的良好平台。而计算机网络基础知识和技能是参与竞赛,设计作品必须具备的。因此,如何完善计算机网络实验内容,丰富计算机网络实验教学手段,这些都是值得探讨的问题。笔者就这些问题,给出自己的想法和建议。
      3.1 引入弹性授课机制,改革网络实验课程教学手段
      安徽大学每年都会开展大学生创新计划项目资助活动,从211三期经费中划拨专项资金面向全校师生征集大学生创新计划项目。大学生创新计划项目由学生依据自己的专业特长和兴趣爱好选择课题和指导教师,并在指导教师的指导下自主地确定项目方案,由学生申请,学校组织专家评审。指导教师在项目的实施过程中对项目提供指导,这些都是传统的实验教学做不到的。通过此项目的开展,很好地锻炼和培养了学生的创新实践能力。   在计算机网络实验教学过程中,可以借鉴大学生创新性实验计划项目的实施方法。针对实验课时和实验场所的限制,可以将一些扩展性实验项目布置下去,让学生利用课外时间在网络模拟器上开展相关扩展性实验。通过这种弹性授课方式,既可以让大多数学生在实验课堂上完成基本实验项目,又可以让学有余力的学生有机会选做扩展性实验项目。对完成扩展性实验项目的学生适当加分,给予相应激励。
      3.2 设计研究创新型实验项目
      计算机网络实验分为网络原理、路由协议、网络应用、网络管理、网络安全、网络新技术等六大模块。根据实验项目的深度不同,每个模块的实验项目可以分为基础实验、提高实验和研究创新型实验3个层次。这3个层次是循序渐进、逐步深入的过程。目前,很多高校的计算机网络实验课程以验证型实验为主,设计型尤其是研究创新型实验项目严重不足。
      针对上述问题,可以在计算机网络实验课程中设计若干研究创新型实验项目。这些研究创新型实验项目往往有一定深度和难度,并不是面向所有学生,而是面向少数优秀的本科生。对于网络实验的6个模块,都可以设计相应的研究创新型实验项目。比如,在网络新技术模块中,可以设计IPv6、组播、MPLS、WSN等具有较大难度的网络新技术实验项目,让学有余力的学生在完成课程基本任务的同时,早日接触到新的网络技术。
      3.3 增加信息安全实验项目
      全国大学生信息安全竞赛为在校大学生提供了一个展示自己、表现自己的舞台,为培养大学生的创新实践能力提供了一个良好的平台。通过信息安全竞赛的组织和参与,深深地感受到网络基础知识对于信息安全的重要性,网络课程和网络实验课程对信息安全竞赛的重要性。同时,笔者也深深感受到在网络实验课程中引入网络安全和信息安全的重要性,这些对于培养大学生的信息安全意识至关重要。
      在信息化的今天,网络早已深入人们的生活和工作,随之而来的信息安全问题也日益突出。因此,在今后的计算机网络课程的授课过程中,要加大信息安全知识的讲解,在网络实验课程中要增加信息安全实验项目的数量。这些技能的培养将使学生受益终身。
      4 总结
      作为教育部高校信息安全类专业教指委主办的一项全国性公益性大学生科技文化活动,全国大学生信息安全竞赛在培养大学生的团队合作精神、创新意识、信息安全知识、信息安全意识、综合设计能力、创新设计能力、科技视野等方面发挥了积极作用。随着此竞赛的不断开展和深入,将大大推动高校计算机学科尤其是计算机网络等课程授课内容、授课方法和课程体系的革新。
      参考文献
      [1]全国大学生信息安全竞赛章程[EB/OL].[2010-03-01].http://isc2010.hit.edu.cn/ file/2.doc.
      [2]蔡志平,姚丹霖,徐明,等.全国大学生信息安全竞赛的参赛经验探讨[J].计算机教育,2009(22):27-28.
      [3]彭国军,张焕国,杜瑞颖,等.信息安全竞赛与本科生科研创新实践能力培养[J].计算机教育,2010(24):1-4.
      [4]毕俊蕾,裴祥.基于工作过程的计算机网络基础课程改革与实践[J].电脑知识与技术,2011(11):2619-2620.
      [5]王飚.计算机网络实验课创新模式探索与实践[J].电脑知识与技术,2011(7):58-59.

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