竞技教学在网络安全实验课程中的应用研究

来源 :中国新通信 | 被引量 : 0次 | 上传用户:floraccc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】    网络安全实验课程是网络安全教育的重要组成部分,也是计算机专业人才培养的关键环节。但由于部分高校存在着实验平台与基地建设不足、教学内容及教学方法滞后等问题,对网络安全实验教育质量产生了负面影响,导致很多学生的专业知识与技能水平不满足企业的人才需求。竞技教学作为一种注重学生间分组对抗的教学模式,应用于网络安全实验课程中能够通过激发学生的竞争意识,充分调动其主观能动性,有效应对实验教学存在的种种缺陷,促进学生专业知识与技能的协调发展。为此,本文通过对网络安全实验教学现状的分析,探讨了竞技教学的优势及在网络安全实验课程的应用策略,并针对性阐述了竞技教学环境构建问题,为网络安全实验教学质量的提升起到了借鉴参考作用。
  【关键词】    竞技教学    网络安全    實验课程
  引言:
  网络安全课程由数据保密机制、数据完整性机制、用户不可抵赖机制、用户身份可鉴别性机制、网络访问的可控性机制、网络可用性机制等多个部分组成。虽然通过一系列课程的学习,能够帮助学生形成对网络安全问题的大概认知,但相比实际需求而言,仅具备理论知识还远远不够,需要通过充分的实验练习加强技术应用能力。但受多种主观或客观因素的影响,网络安全实验课程的实际效果不理想,存在着理论与实践脱节的问题,学生的专业知识与技能水平难以满足企业对人才的需求,加剧了大学生的就业难题。
  而竞技教学作为一种重视学生间对抗的教学模式,能够有效缓解传统网络安全实验教学的弊端。但其作为一种新颖的教学方法,仍需要通过深入研究才能有效应用于实际教学工作中。
  一、网络安全实验教学现状
  1.1两级分化问题严峻
  网络安全实验教学要求学生在掌握操作系统、数据库、编程、代码、病毒等基础知识的前提下,学习OSI七层模型及各层次的协议,明确攻防实验环节所涉及到的各项内容,并能够完成系统的攻防作业。但就目前而言,网络安全实验教学存在着两极分化问题。
  一方面,学习能力和自制力强的学生能够自主学习获取网络安全知识,但由于缺乏良好的实验环境,学生难以将理论向技能进行转换,只能学习网上的视频教程。但由于网上视频教程的价值有限,难以完全满足学生的学习需求。
  另一方面,部分学生缺乏网络安全学习兴趣,仅以考试及格作为学习目标,这些学生大多只会在临考前突击冲刺,在平时实践教学中不够投入,按部就班的完成教师布置的实验任务,没有对实验进行思维扩展,而教师也无法顾及到每个学生,会导致这些学生的实践能力较差,达不到企业人才选拔的标准。
  1.2实践教学环境较差
  根据教育部高等学校信息安全专业教学指导委员会所拟定的信息安全类专业知识结构及能力要求,高校开展网络安全实验教学所使用的教学平台,需要为学生提供网络安全、应用安全、信息系统、密码学等多个领域的实验辅助教学功能,同时需要满足学生理论学习、实践练习、综合分析、自主设计等方面的学习需求,从而构建系统化的网络安全实践教学环境。
  但受教育经费等外部环境因素的影响,部分高校的实践教学环境较差,实践基地建设不足,难以满足全体学生网络安全实验需求。加上部分高校网络实验室建设相对滞后,在实验设备质量和数量上难以满足实验需求,导致高校网络安全实践教学质量有限。
  1.3偏重于理论教学
  受限于高校实践教学环境,高校网络安全教学通常向理论教学倾斜,实验课程所占用的课时较少,难以对所学的专业理论知识进行检验。与此同时,有限的网络安全实验课程以验证型实验项目为主,缺少设计型、综合型的实验项目,这种对于所学理论的实验检验难以有效发挥培养学生实践能力的作用,导致很多学生会出现无法胜任实际工作的问题。
  1.4实验教学方法与内容单一
  高校网络安全课程通常采取教师演示、学生验证的实验教学方法,但这种教学方法只是让学生按部就班的跟着教师的步伐能够重复演练,难以让学生深入了解网络安全技术的核心原理,难以通过调动学生的学习积极性,使其在自主学习中发挥创造思维,也不利于学生实践动手能力的培养。而从实验教学内容的角度来看,网络安全实验教学通常以原理验证的实验内容为主,没有与岗位实际需求相结合,存在着教学内容单一的问题,难以起到培养学生专业实践能力与创新实践能力的目的。
  二、竞技教学的概述
  2.1竞技教学的优势
  竞技教学是将学生分组后,通过分别设置小组目标的方式,使小组分别承担入侵和防御的职责并在对抗中提升专业知识与实践能力的教学方式。在竞技教学模式下,教师需要记录两个小组学生的具体操作,并在对抗结束后进行集中技术讲解。
  而学生则需要发挥出自身专业知识与实践技能展开对抗,并通过攻防转换分别锻炼网络安全入侵与防御的能力,达到全面提升网络安全实践能录的目的。竞技教学法的优势主要体现在以下几点:
  其一,能够有效调动学生的学习积极性。学生往往具有很强的求胜欲,加上小组对抗的新颖教学方式能够满足其猎奇心理,使得学生在竞技教学中往往能够发挥出主观动能性实现主动学习;
  其二,竞技教学能够在课前和课后阶段,为学生提供理论与实践的教学视频,能够明显缩短学生查找学习资料所消耗的无意义时间,提高网络安全实验教学效率;
  其三,自主学习和小组对抗阶段能够有效锻炼学生的基础知识水平,使教师能够将有限的课时集中于重点和难点问题,提升课堂教学效率;
  其四,竞技教学模式下,教师可以通过设置拟真的工作环境,在真实的网络生态中直观的分析其薄弱环节,并通过网络安全法知识的渗透,帮助学生形成健康的网络空间安全观;
  其五,在竞技教学中积累的经验,能够为学生参与网络安全竞赛起到积淀作用。网络安全竞赛是一种对抗性更强的竞赛活动,参加竞赛不仅能够增强学生的专业知识和技能水平,还能够提升自信心,真正接触企业所使用的主流技术及其前沿发展,从而增强学生的核心竞争力。   2.2竞技教学平台建设
  结合网络安全实验教学所提出的要求,竞技教学平台需要具备自由、安全、易于管理的特性,同时要求能够虚拟化调度和管理运算资源与存储设备,从而使平台具备开机即用、结束返还资源的功能。与此同时,平台需要矿虚拟机搭配私有地址,使其脱离于原有的网络架构,确保了网络的安全性,避免受竞技教学实验内容的影响。在竞技教学平台的基础上,网络安全实验教学需要划分为课前、课上和课后三个环节。其中,课前环节需要教师录制课上所讲解理论内容的教学视频,上传至平台云端供学生下载,使学生能够在课前和课后阶段对理论知识进行预习和复习,并在课间借助竞技教学平台模拟入侵和防御的整个流程,锻炼学生扫描、分析、供给、收尾等网络安全技能。
  在设备管理中,由于设备需要假设在全天候运行的服务器机房中,只需要维护人员定期进行设备和清单检查,并执行用户增删改查的工作,就能够确保设备正常运行。在课上教学阶段,采取竞技教学法只需要在教室登录竞技平台客户端就能够进行小组对抗。管理员可以将用户分为管理员、教室和学生三类,赋予其不同的权限就能够通过远程操作或提前预设进行高效管理。
  三、网络安全实验课程竞技教学体系构建
  3.1课前阶段
  网络安全实验教育需要面向从网络硬件到软件应用的各类主干课程,通过竞技教学平台提供的技术支持开展分组竞技教学工作。在课前教育阶段,可以直接开放数据库、kali渗透、密码学、系统安全等在线实训课程,将上述课程与计算机专业中计算机网络、操作系统等课程相结合,能够构建从信息收集、扫描到检测修复的完整教学链条。这些基础知识部分,可以让学生在课前阶段借助网络安全实训平台进行自主学习,避免过多占用实验教学时间。
  3.2课上阶段
  网络安全实验课程中,可以开展FTP服务器漏洞、获取Windows本地密码、SQL注入、网站漏洞攻击、渗透测试、数据恢复等竞技教学实验内容。
  在课上教学阶段,教师需要先简单概括课程的主要目标及方法,并使用竞技教学平台,以两人或单人一组的方式两两对战,确保每个学生都能够分配到攻击机和靶机,并在网络隔离的环境下进行攻击练习。教师需要根据课堂时间划分为学生充足的实验时间,在自由攻击时间结束后,需要结合网络安全理论对实验流程、攻击手段等进行全面分析,并引导学生采取正确的手段修复被攻击的系统,进而使学生全面掌握竞技教学实验内容。
  3.3课后阶段
  在完成竞技教学后,教师需要为学生布置课后作业,作业内容需要以回忆和记录网络安全的攻击和防御手段并探索其优化方法为主,同时为学生提供网络安全竞赛的相关信息,使学生在浏览信息的过程中得到技能练习。
  课后阶段需要以熟练掌握理论知识,并根据企业实际需求学习主流技术与前沿知识为主要目的,以学以致用的方式引发学生对所学内容的思考,使其在完成阶段性学习任务时,能够掌握扎实的理论知识和实践能力,对前沿技术有一定了解,并尝试对现有的知识体系进行突破和创新,从而在探索未知空间时发现新的问题及解决方法,全面提升学生的网络安全实践能力。
  四、网络安全实验课程环境改革
  4.1加强加强实验教学环境建设
  为满足网络安全实验课程经济教学模式的需求,高校需要加大对实验教学建设的投资力度,建立功能完善的网络安全实训与竞赛平台,并在网络平台的支持下构建棉靴、系统安全、网络安全设备、无线网络、网络信息等学科的实验环境。高校不仅要加强校内实验平台的建设,还需要与国内网络安全企业展开深入合作,在企业资源支持下建立学生实训基地,从而为竞赛教学提供良好的教学环境。
  4.2提高实验课程的课时比重
  高校人才培养工作需要与企业需求紧密结合,而在知识经济背景下,互联网企业普遍需求专业知识与技能过硬的创新型人才,与以理论知识教育为主的传统人才培养模式有着本质区别,这就导致很多应届毕业生的能力不符合企业需求。为此,高校的人才培养计划需要更加重视实验教学,提高实验课程所占的课时,使学生在充分的实践练习中加深对理论知识的掌握程度。与此同时,高校可以开设开放实验课程,给予学生活跃思维和创新实践的机会,增强学生的创新能力与实践能力。
  4.3改进实验教学理念
  为提升网络安全实验教学质量,教师需要树立新颖的实验教学理念,将实验教学划分为课内和课外两个部分。其中,课内实验需要紧密结合教学内容,让学生在竞技中掌握网络安全原理、算法等基本知识。在这一过程中,可以采取启发式或任务驱动式教学模式,让学生在解决问题的过程中逐渐加深对知识的认知,并有效培养学生的实践教学能力。而课外实验则需要具备设计型和综合性的特点,采取项目教学、答疑指导等方式帮助学生完成对课外知识的扩展,使部分拥有强烈学习欲望的学生能够得到更为丰富的知识和技能储备。
  4.4优化网络安全实验内容
  根据不同时期学生知识结构与实践技能的特点,网络安全实验教学需要具备三种类型的实验内容:
  其一,基础课程实验。
  在基础课程实验阶段,需要以培养学生专业基础技能为主要目的,开展模块化的实验内容设计。一般来说,该阶段需要包括三个模块。
  首先是密码学技术实验模块,要求帮助学生掌握凯撒密码、维吉尼亚密码等主流密码原理,并根据具体需求选择对应的密码算法并加以实现,对文件、消息等文本内容进行加密和解密操作。
  其次是计算机网络与系统安全模块,需要让学生采取多人多组的方式扮演用户或攻击者,通过计算机与网络资源探测扫描、网络攻防技术、系统安全等实验练习,使其熟练掌握不同网络环境下常用的攻击或防御技巧。
  最后是网络安全设备应用模块,需要帮助学生掌握防火墙系统、虚拟网专用VPN、入侵检测系统、内网审计系統等常用网络安全设备的应用和配置技巧,从而利用网络安全设备解决实际问题。   其二,開放性实验。
  开放性实验主要分类两类,第一类是教学基于网络安全理论和平台的技术支持,设计开放性的实验内容,将实验步骤编辑成册后供学生参考并完成实验。第二类是发挥学生的主观能动性,使其自主拟定实验目标、步骤和方法,并在教师的指导下完成实验。这种实验方法需要紧密结合网络安全的实际需求,确保网络系统拥有较强的整体防御能力。
  其三,研究创新型实验。
  研究创新型实验对学生综合性知识的要求较高,需要深入挖掘学生突如其来的创意想法,通过教师的指导完成实验内容,并在实验过程中锻炼学生的创新和创造能力。
  一般来说,研究创新型实验内容与教师、大学生或企事业单位的科研项目或科技创新项目相关,且内容处于动态着变化状态。
  五、结束语
  高校网络安全实验教学存在着严峻的两级文化问题,不同学生群体的学习诉求天差地别,加上部分高校实践教学环境较差,导致其往往更加重视理论教育而非实验教育,且实验教学方法与内容单一的问题也对教学工作产生了诸多负面影响。而竞技教学能够通过对抗式的教学模式,有效调动学生的学习积极性,并通过拟真的工作环境增强学生的实践技能水平。
  为此,高校需要建立课前、课上和课后的三阶段式教学体系,分别开展理论知识教育、专业技能对抗和课后复习拓展的教育工作,同时要加强实验教学环境建设,提升实验教学占总课时的比重,建立课内和课外双渠道的教学理念与基础课程实验、开放性实验和研究创新型实验为一体的实验内容,为竞技教学模式的展开奠定基础。
  参  考  文  献
  [1]尹茜茜.虚拟机技术在高职计算机网络安全教学中的应用[J].黑龙江科学, 2021,12(03):140-141.
  [2]吴汉舟,冯国瑞,任艳丽.《信息网络与安全》课程教学中的科学素质培养[J].佳木斯职业学院学报,2021,37(02):152-153.
  [3]曹勇.面向网络空间安全类专业人才培养的科研育人项目的构建与实践[J].办公自动化,2020,25(22):6-7+55.
  [4]尚娟娟,刘明.将网络信息安全教育融入到中职学校计算机网络教学中的策略探究[J].网络安全技术与应用,2020(11):109-110.
  [5]杨钦明,顾艳春.竞技教学在网络安全实验课程中的应用[J].福建电脑, 2020,36(06):106-108.
其他文献
【摘要】 本文研究了重放攻击下具有切换拓扑的二阶离散多智能体系统的安全一致性问题。针对重放攻击,本文提出了一种基于分布式模型预测控制的一致性协议,推导出了多智能体系统在重放攻擊下实现安全一致性的充分条件。通过数值算例验证所提一致性协议的有效性。  【关键词】 多智能体系统 重放攻击 安全一致性 模型预测控制  引言:  多智能体系统的安全性问题逐渐成为了热门的新兴研究方向之一[1]。在实
随着网络技术的迭代更新,许多规模在30人以下,以撰写各行业产品广告文章为主要盈利模式的新媒体企业应时而生,其特点是团队成员年轻,创作依靠灵感,缺乏职业素养.科学管理新媒
【摘要】 新时代发展背景下,我国图书馆不断进步和发展,逐渐完善多种硬软件设施,为人们提供更加优质的服务。图书馆管理中应用多媒体技术,逐渐向智能化、多功能的方面进行管理发展,积极革新管理模式,发挥多媒体技术的重要优势和价值,提升管理服务质量和效率。  【关键词】 多媒体技术 图书馆管理 应用研究  引言:  现阶段,图书馆管理中存在一定的不足之处,需要人们不断转变管理理念、创新管理方式,实现
【摘要】 随着互联网医院建设的不断增多,互联网数据安全和信息化作为互为掣肘的两个部分,如何把控互聯网医院的网络安全,成为当前保障医疗信息化建设的重中之重。本文针对互联网医疗领域面临的安全建设挑战,基于国家安全领域相关法律法规和标准,通过商用密码应用和数据安全防护在技术层面上所具有的一定共通性,出于经济性、实用性和合规性的原则将两者结合,提出应用案例和解决方案。从技术层面对保障互联网医院网络安全、
【摘要】 本文以计算机技术为研究对象,站在时代转型发展的角度,针对计算机技术的应用与发展展开探究。首先对计算机技术相关内容进行了简单介绍,其次从不同的方面详细介绍了计算机技术在社会各领域中的应用情况,并对未来计算机技术应用与发展的主要趋势进行了分析,最后探讨了计算机技术应用及发展丞待解决的难题。希望通过研究和探讨,可以为促进计算机技术优势作用的充分发挥提供更多的参考意见,使计算机技术真正成为推动
【摘要】 近年来我国互联网技术发展较快,在经济以及多领域快速发展中能促使社会、企业进入到全新的发展领域。当前处于以互联网为主体的经济时代,在互联网+发展背景下财税管理面临着较大的发展挑战与发展机遇,当前在财税管理中如何紧紧抓住机遇,积极应对多项挑战至关重要。在“互联网+”时代背景下,企业要注重创新发展,在创新中获取较大发展力,适应时代发展要求,更好地服务企业、加速社会化发展进程。本文对“互联网+
【摘要】 本文就工作中发现的一起SQL注入网络安全漏洞,从事件经过、验证过程、防护建议几个方面,对该漏洞进行了介绍。使读者能够对SQL注入漏洞有一个比较清晰的认识,防止攻击者利用该漏洞对网站数据库进行拖库、撞库、洗库、社工库等操作,进而导致数据泄露、修改网站内容、控制网站等安全事件的发生。  【关键词】 网络安全漏洞 SQL注入 数据库  随着互联网技术的迅猛发展,黑客攻击网站的手段也不断
【摘要】 自媒体时代,网络舆情事件频发,网络舆情对大学生的价值观形成产生着深远影响。如何通过有效手段真正引导在校大学生牢固树立正确的高校网络社会舆情观,尽可能地消除当前网络社会舆情对在校大学生成长造成的各种负面影响,成为当前备受瞩目的一个焦点社会问题。本文从大学生网络舆情的新时代特点出发,探讨高校网络舆情对我国大学生媒体产生的正面负面影响,重点探讨从“关注两个阶段,把握两个字”,即平时,把握一个
门匾文化作为传统文化的重要分支却被大众日渐遗忘,其原因是多样化的.当下,互联网处于主流地位,发展传播速度超乎我们想象.传统文化在互联网时代借助融媒体的力量实现自身的
【摘要】 随着信息化时代的到来,对社会的各个领域,以及人们的生活带来了很大的便捷。教育领域也不例外,伴随信息技术在路桥专业教学中的融入,有效弥补了传统教学模式的不足,教育效率得到了很大的提高。但是,在信息化实践教学中依然存在着许多的不足之处,需要不断去进行改革创新。基于此,本文对信息化时代路桥专业教学中存在的问题进行了详细分析,并针对其问题提出了几点相关解决方案, 期望可以有效促进路桥专业教学的