《密码学与网络安全》课程教学改革探索.pdf

经验交流学术探讨 2 0 1 3 年第5 期 密码学与网络安全课程教学改革探索 乜国雷 ( 青海民族大学计算机学院，青海西宁8 1 0 0 0 7 ) 摘要针对密码学与网络安全课程的特点和现状，以高技能应用型网络安全人才培养为基本目标，从教学内容、 理论教学方法和手段、实践教学方法等方面进行探索和实践，提出一套有效的教学模式，取得了较好的教学效果。 关键词密码学与网络安全；课程教学；改革 1 引言 密码学与网络安全是我院网络工程专业的一门专业 课，在专业课程教学中占据很重的分量。其本身可以构成一 门学科，涵盖的内容极为广泛，是由计算机科学、网络技术、 通信技术、密码技术、信息安全技术、数论、信息论等学科交 叉形成的。理论与实际联系密切，新概念、新方法、新技术以 及新问题层出不穷。如何充分有效地利用现有资源，运用新 的教学理念和教学方法，培养出高技能应用型网络安全人 才，是当前教学改革迫切需要解决的首要问题。 2 密码学与网络安全课程教学目标 大学开设此课程的目标不是为了培养网络信息安全领 域的全才，而是根据我校网络工程专业培养目标和培养 应用型人才这一目标，培养掌握密码学和网络安全的基础 概念和理论，了解网络潜在安全问题，掌握常用的、最新的 密码学技术和网络安全技术，具备对网络安全问题的分析 和处理能力，能在实际工作和生活中解决某些具体安全问 题的应用型人才。通过本课程的教学，使学生能熟练掌握解 决密码学与网络安全的关键技术和用于保护计算机网络的 安全协议、安全策略，使学生具备熟练操作和使用计算机进 行网络安全攻防的能力，为培养优秀的网络管理人才奠定 理论基础，重点培养学生的应用技能。 3 合理组织教学内容，适应专业教学要求 密码学与网络安全是一门综合性极强的课程，课程 内容没有严格的规范，各高校的教学内容和教学方法不尽 相同。结合目前对网络安全人才的社会需求和我校网络专 业的培养体系，课程教学内容包括三方面的内容：一方面是 密码学和网络安全相关基本的术语、概念、方法和技术的介 绍，包括实现安全服务的方法和策略、对称密钥加密技术、 公钥加密密码技术、密钥管理、消息鉴别技术、数字签名技 术及认证理论与技术、I D S 技术、网络攻击技术、P 技术及 恶意代码检测与防范技术及防火墙技术等；第二方面是一 些典型的安全协议标准和技术标准的介绍，包括T c P P 安 全体系结构和框架、I P S e c 协议、S S L 协议等安全协议；第三 方面是网络安全方案设计，是解决各种网络系统安全问题 的综合技术、策略和方法的具体实际运用，也是综合解决网 络安全问题的具体措旋的体现。综合所讲授的知识，通过对 企事业单位现有的网络系统安全风险、威胁和隐患的分析， 制定一个完整的网络安全解决方案，并集成到一个完整的网 络系统中。在明确专业和应用型人才培养目标基础上，紧紧 围绕着应用型人才培养目标这一主线，通过认真分析和研究 设计出适应培养目标的教改方案。教学内容的改革本着教学 内容突出基础理论知识的应用和实践能力培养的原则，以应 用为目的，以“理论联系实际，并有所发展”指导方针，以“必 需、够用”为度，突出针对性、实用性、实践性。为学生构建较 为系统和全面的网络信息安全知识框架，培养学生应用知识 进行网络安全相关的实际问题的分析、解决能力，使学生不 但具有较扎实的密码学与网络安全理论基础，而且还具有较 强的实践和创新能力。 4 改进教学方法，激发学生学习兴趣 根据教学内容的不同，采用不同的教学方法 理论教 学、案例教学、小组讨论、模拟实训、启发式教学等，让学生全 方位参与教学过程，充分调动学生的学习积极性，引导学生 发现问题、分析问题、解决问题，培养学生动手的能力，激发 学生的学习主动性。理论教学采用多媒体教学，根据教学目 标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代 教学媒体，以多媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程 结构，达到最优化的教学效果。可以把抽象的、难理解的知识 点直观地展示和动态地模拟，充分表达教学内容。例如在讲 授防火墙的配置和应用时，通过多媒体教学，将声音、动画、 图片与视频集成到教学活动中，边讲边操作，做到声像并行、 视听并行，以直观、生动的形式充分调动了学生的学习兴趣， 提高了教学效果。根据教学目的的要求，通过教学案例，将学 习者引入到教学实践的情景中，培养他们分析问题和解决问 题的能力，从而强化他们的专业技能。使用案例教学，可以将 抽象的、枯燥的密码学与网络安全的理论知识和精湛的、深 奥的技术涵寓于具体的案例中，打破传统理论教学中的照本 宣科，变复杂为简单，变被动为主动、变抽象为具体，充分调 动学生的学习积极性。选择学生接触最多的校园网作为典型 的案例，向学生系统地讲授网络安全体系结构、安全策略的 制定、安全技术的应用、安全工具的部署，以及安全服务防范 作者简介：乜国雷，男，青海责德人，硕士研究生，副教授。研究方向：网络信息安全。 一7 3 ，鲨堡塑竺竺奎垦 f 丽再鬲万丽 一 体系的建立等理论，从而降低学习密码学与网络安全课程 的复杂度，使学生对网络安全体系有比较全面、透彻的理 解。在讲授新技术之前提出相关的实际问题和现象，首先进 行课堂讨论，使学生一方面了解的先前技术的缺陷、漏洞与 安全威胁，加强了他们分析问题的能力，另一方面自然而然 将学生引入了如何解决问题的思考中，学生由被动听讲转 变为主动参与，教师从知识的直接传授者变为学生学习活 动的引导者、组织者，充分发挥了学生的学习主体的作用， 提高了学生的独立探索的能力。例如在讲解公钥加密技术 之前，先通过课堂讨论，使学生清楚了对称加密技术的优点 和安全缺陷，由学生自己提出相应的解决方法，在讨论中有 学生就提出了如何安全分配对称加密密钥以及双密钥的思 想，充分体现学生在学习活动中自主性、主动性、创造性能 力。 5 加强实践教学，提高学生的动手能力 在以前本课程的教学中实践教学是薄弱环节，而密码学 与网络安全是实践性非常强的课程。为加强学生应用能力 和专业创新能力的培养，设计了一些适合教学需求、不同层 次、不同级别的实验项目。整个实践环节以提高学生实践能 力、综合应用知识的能力、解决问题的能力为目标，以实例 为驱动，以加深学生的基础知识、提高学生的创新能力为主 线，将本课程实践教学分为基础验证型、综合设计型和研究 创新型三个层次的实验项目，着重锻炼学生综合运用密码学 与网络安全知识解决实际问题的能力，使学生能够做到学以 致用。 6 结语 通过几年来的实践探索证明，运用合理的教学模式实施 具体的教学活动，在达到良好的教学目标的同时，可以充分 调动学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力、分析问题 和解决问题的能力、综合应用知识的能力和创新能力，对提 高教学质量和培养有用人才有着较为深远的影响。 参考文献： 1 肖小玲，王祖荣网络安全课程教学改革与探讨U 】科技信 息，2 0 1 1 ，( 2 9 ) ，2 0 【2 】2 尹淑欣大学网络信息安全课程教学改革与探索U 】 现代 计算机，2 0 0 9 ，( 2 ) ，9 0 9 1 【3 钱伟中“信息安全概论”课程教学研究与探索】计算机教 育，2 0 0 7 ，( 2 3 ) ，2 8 3 0 E x p lo r a t io no nt h eT e a c h in gR e f o r mo f C r y p t o g r a p h ya n dN e t w o r kS e c u r it y C o u r s e N ieG u o le i ( C o m p u t e rC o lle g eo f Q in g h a iN a t io n a lU n iv e r s it y ，X in in g8 1 0 0 0 7 ，Q in g h a i) 【A l删】A im in g a tt h ec h a r a c t e r is t ic sa n dt h es t a t u sq u oo f “c r y p t o g r a p h ya n dn e t w o r ks e c u r it y ”c o u r s e ，t oc u lt iv a t et h en e t w o r k s e c u r it yt a le n t sw it hh J lg hs k ills ，t h isp a p e re x p lo r e sa n dp r a c t ic e sf r o mt e a c h in gc o n t e n t ，t h e o r e t ic a lt e a c h in gm e t h o d sa n dm e a n s ， p r a c t ic et e a c h in gm e t h o d s ，e t c I tp u t sf o r w a r das e to fe f f