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摘 要： “网络安全与防护技术”课程是一门理论分析与攻防实验并重的信息安全专业课程。本文针对这门课程的实验环节提出研究型开放式的实验教学方式，包括研究型项目引导，开放式教学内容、多样化实验考核、随堂实验环节、团队实验研究等多方面的实验改革措施。在今后的实验教学过程中不断检验和完善这些教学措施，使其能更好地培养学生创新意识。
关键词： 实验教学 网络攻防 研究型开放式教学模式
“网络安全与防护技术”课程是信息安全及计算机专业的专业课之一。涉及计算机科学与技术、网络安全、信息安全、应用数学等多个学科。在该门课程的实验环节中重点需要学生了解防火墙、入侵检测、VPN等具体技术和产品的工作原理和配置管理方法。该门课程的实验教学环节是提高学生应用信息安全理论和深化信息安全知识的有效途径，提升学生在网络与信息安全方面的动手能力，同时了解目前存在安全技术的不足之处，为进一步从事信息安全领域的研究工作奠定必要的理论和工程应用基础。
1.研究背景
研究型开放式实验教学是教师在教学过程中对实验教学的研究而形成的一种实验教学方法。教师通过对实验课程的内容、实验教学方法、实验课堂活动及实验管理等进行研究型实验的科学设计、激发学生自主学习和研究的能力，达到引导学生研究型实验的目的。将教师的研究型实验教学与学生的研究型实践有机结合，培养学生研究兴趣，强调理论知识与实际应用的结合。培养学生在实验过程中获取新知识、激发创造力。同时培养学生严谨的科学态度结和团队合作精神。传统的实验教学过程中，开放实验教学内容比较单一，实验内容的安排主要依据课程设置，依赖于课堂教学，缺乏创新性。
对信息安全专业来说，目前的实验教学还停留在以演示和验证性实验为主的阶段，明显缺乏综合性和创新性实验。无法适应信息安全专业学生的培养。在我国的部分研究型高校中，仅有部分教师对信息安全专业课程的实验教学环节的改革进行了尝试。文献[1]将学生安全编码能力的培养与程序设计课程群、操作系统、软件工程等课程相结合，提出在教学中加强安全编码能力训练的几种主要途径。文献[2]从信息安全类课程教学与实践两大环节中的共性问题入手，在分析信息安全技术课程实际教学活动的基础上，提出教学内容点面结合、教学实践知行合一的内容安排与学生认知评价体系。文献[3]针对信息安全课程具有的计算复杂性大，算法理解难度大，实验内容灵活的特点，基于三年的课程教学经验，提出一种多维研讨式教学模式，集课堂教学、实践教学和课程交叉三个维度的研讨方式，收到了良好的教学效果。
我校于2011年为信息安全专业高年级学生开设了“网络安全与防护技术”选修课程，“网络安全与防护技术”课程推出，是对我校信息安全课程体系建设的重要补充和完善。
2.“网络安全与防护技术”课程分析
与信息安全专业其他课程相比，网络安全防护致力于解决如何有效进行介入控制及如何保证数据传输的安全性的技术手段，主要包括物理安全分析技术，网络结构安全分析技术，系统安全分析技术，管理安全分析技术，以及其他安全服务和安全机制策略。因此此门课程是一门理论与实践紧密结合、实用性很强的课程。与其他课程相比，该课程有以下两个特点。
（1）网络安全与防护技术的研究还面临许多未知领域，缺乏系统性的理论基础及公平统一的性能测试与评价体系。
（2）网络安全与防护技术是一门新的综合性前沿应用学科，涉及计算机科学与技术、网络安全、信息安全、应用数学等多个学科知识。
“网络安全与防护技术”课程是整个信息安全专业课程体系中必不可少的重要环节，它是“数字信号与信息隐藏”、“数据通信原理”、“信息系统安全”、“信息安全管理”等内容及多门课程的综合运用。
经过三年的对该门课程的实践教学部分的研究，我们发现，该课程的实验环节中存在实验教学侧重于理论严重、实验考核方法不完备、实验创新性不足等问题。因此“网络安全与防护技术”课程的实验教学存在很多问题有待研究、解决并加以实践验证，本文针对这门课程的实验环节提出研究型开放式的实验教学方式，包括研究型项目引导，开放式教学内容、多样化实验考核、随堂实验环节、团队实验研究等多方面的实验改革措施。使得该课程能在信息安全专业对学生的创新意识和全面素质培养起到良好作用。
3.“网络安全与防护技术”课程实验教学现状及存在的问题
目前“网络安全与防护技术”课程的实验环节存在的主要问题包括以下五个方面。
（1）实验教学侧重于理论验证。受到传统的教学理念的影响，“网络安全与技术”课程的实验教学环节作为理论验证的一种手段，依然停留在理论学习阶段，例如：防火墙的配置实验、入侵检测的规则建立实验等都是典型的验证性实验，学生按照实验指导书中的方法进行操作，记录实验过程然后填写报告。对于这类实验学生没有机会完成一些综合性很强的实验设计，无法培养创新能力。
（2）实验教学学时分配不够。课程的实验教学是“网络安全与防护技术”课程的重要环节，单纯依靠理论授课方式，片面重视理论的重要性，往往会造成课堂气氛沉闷，缺乏教学的互动效果，使学生只能被动记忆课本内容以应付考核，无法借助双眼环节验证课堂教学内容，无法激发学生参与课堂讨论的积极性，导致课程教学过程缺乏互动。
（3）实验考核方法不完备。目前信息安全类课程大多采用统一的实验步骤、实验方法衡量学生实验的情况，这种单一的考核方式促使学生更加倾向于按照传统的实验方法做实验，而忽略对学生创新实验能力的培养，导致所培养出来的学生缺乏独立思考和解决问题的能力，在日后的工作中无法真正解决企业或单位所面临的实际安全问题。
（4）实验创新性不够。网络安全技术从第一阶段防火墙，到第二阶段的入侵检测，再到第三阶段的入侵容忍技术，信息安全技术正经历着日新月异的发展和变化，“网络安全防护技术”实验环节必须在学生大一的时候就编制在教学大纲中，等到学生上课的时候已经大三了，两年的变化使得有些实验已经变成了“往事”，如何适应这种飞速发展的技术变化，一直是每一个信息安全专业任课教师思考的问题。 （5）团队合作精神无法得到锻炼。信息安全技术的开发和研究始终需要团队合作才能够完成，因此信息安全技术专业的学生迫切需要锻炼团队合作精神。目前大多数实验课程都局限在每个学生的“单打独斗”，学生的团队合作精神无法得到锻炼。
4.研究型开放式实验教学模式
（1）研究型项目引导。教师通过对教学目的、教学内容和教学方法的介绍，使学生了解课程目标，教师根据研讨的专题为学生分组，每组负责一个具体的安全类项目。开课初期的一个重要内容就是教会学生查资料和找文献的方法，让学生具备动手查资料的能力，为后续项目做准备。另外通过项目引导使学生自己主动查资料，掌握自己不熟悉的内容，弥补学生背景知识不足的问题。
（2）开放式实验教学。开放式实验教学以实验任务为主线，配合课堂讲授的教学内容插入多个精心设计的子实验。教师布置与课堂教学相关的实验任务，学生利用课后时间自己组成实验课题组，并动手解决问题。一方面克服了学时不够的问题。另一方面，在完成任务的过程中，教师由权威的知识传授者变成了实验教学的引导者、组织者和评价者，学生由被动学习者变成了学习主体。
（3）丰富的实验教学内容和实验方法多样化。开放式实验教学不仅要求实验教学内容的开放，而且要求通过开放多种形式的实验教学内容、分层次教学，满足不同学生需求，探索培养创新能力模式[4]。“网络安全与防护技术课程”的特点决定了这门课程的实验方法并不是一成不变的和固定的，例如：利用防火墙禁止某一个IP地址的URL请求可以使用多种配置方法。因此实验方法也是多样化的，实验教学过程中鼓励学生思考并使用创新性实验方法。
（4）随堂实验环节。在课堂教学之间穿插实验教学内容，通过学生自己动手实践，课后实践，或课堂演示实践等多种方式进行，使得学生在学习了重要知识点后，都能迅速通过实践方式加深理解和强化记忆，激发学生持续的好奇心并培养学生动手能力。
（5）团队实验研究。学生组成小团队自己带着实验课题，检索文献，阅读资料，并定期将工作计划和所完成的实验由学生组长向老师汇报，一方面便于教师对实验进度和方向把关，另一方面可以培养学生的团队合作精神。“网络安全与防护技术”课程涉及多种网络安全技术和主流的安全产品，组成员的交流和发言可以最大限度地避免和纠正对网络安全技术理解的偏差。
5.结语
“网络安全与防护技术”是信息安全专业的一门非常重要的课程，其本身的理论性与实践性都很强，在培养信息安全专业学生的实践创新能力与解决问题的能力方面尤为重要。本文就“网络安全与防护技术”这门课程，提出研究型开放式的实验教学模式。在今后的实验教学过程中还要不断完善和优化这些教学措施，使其能更好地符合信息安全专业学生的培养目标，并能够为培养学生的创新意识提供帮助。
参考文献：
[1]陈渡，于泠，吉根林.信息安全专业学生安全编码能力培养的探索[J].信息网络安全，2009（7）：68-70.
[2]张志勇，黄涛，张丽丽.信息安全技术课程的知行合一教学模式[J].计算机教育，2011（12）：66-69.
[3]娄小平，谭文学，陈潇潇.“信息安全与保密”课程多维研讨式教学模式探索[J].中国电力教育，2014（5）.89-90
[4]董欣.创新型人才培养与实验教学改革的探索[J].实验技术与管理，2011，28（9）：142-144.
关键词： 实验教学 网络攻防 研究型开放式教学模式
“网络安全与防护技术”课程是信息安全及计算机专业的专业课之一。涉及计算机科学与技术、网络安全、信息安全、应用数学等多个学科。在该门课程的实验环节中重点需要学生了解防火墙、入侵检测、VPN等具体技术和产品的工作原理和配置管理方法。该门课程的实验教学环节是提高学生应用信息安全理论和深化信息安全知识的有效途径，提升学生在网络与信息安全方面的动手能力，同时了解目前存在安全技术的不足之处，为进一步从事信息安全领域的研究工作奠定必要的理论和工程应用基础。
1.研究背景
研究型开放式实验教学是教师在教学过程中对实验教学的研究而形成的一种实验教学方法。教师通过对实验课程的内容、实验教学方法、实验课堂活动及实验管理等进行研究型实验的科学设计、激发学生自主学习和研究的能力，达到引导学生研究型实验的目的。将教师的研究型实验教学与学生的研究型实践有机结合，培养学生研究兴趣，强调理论知识与实际应用的结合。培养学生在实验过程中获取新知识、激发创造力。同时培养学生严谨的科学态度结和团队合作精神。传统的实验教学过程中，开放实验教学内容比较单一，实验内容的安排主要依据课程设置，依赖于课堂教学，缺乏创新性。
对信息安全专业来说，目前的实验教学还停留在以演示和验证性实验为主的阶段，明显缺乏综合性和创新性实验。无法适应信息安全专业学生的培养。在我国的部分研究型高校中，仅有部分教师对信息安全专业课程的实验教学环节的改革进行了尝试。文献[1]将学生安全编码能力的培养与程序设计课程群、操作系统、软件工程等课程相结合，提出在教学中加强安全编码能力训练的几种主要途径。文献[2]从信息安全类课程教学与实践两大环节中的共性问题入手，在分析信息安全技术课程实际教学活动的基础上，提出教学内容点面结合、教学实践知行合一的内容安排与学生认知评价体系。文献[3]针对信息安全课程具有的计算复杂性大，算法理解难度大，实验内容灵活的特点，基于三年的课程教学经验，提出一种多维研讨式教学模式，集课堂教学、实践教学和课程交叉三个维度的研讨方式，收到了良好的教学效果。
我校于2011年为信息安全专业高年级学生开设了“网络安全与防护技术”选修课程，“网络安全与防护技术”课程推出，是对我校信息安全课程体系建设的重要补充和完善。
2.“网络安全与防护技术”课程分析
与信息安全专业其他课程相比，网络安全防护致力于解决如何有效进行介入控制及如何保证数据传输的安全性的技术手段，主要包括物理安全分析技术，网络结构安全分析技术，系统安全分析技术，管理安全分析技术，以及其他安全服务和安全机制策略。因此此门课程是一门理论与实践紧密结合、实用性很强的课程。与其他课程相比，该课程有以下两个特点。
（1）网络安全与防护技术的研究还面临许多未知领域，缺乏系统性的理论基础及公平统一的性能测试与评价体系。
（2）网络安全与防护技术是一门新的综合性前沿应用学科，涉及计算机科学与技术、网络安全、信息安全、应用数学等多个学科知识。
“网络安全与防护技术”课程是整个信息安全专业课程体系中必不可少的重要环节，它是“数字信号与信息隐藏”、“数据通信原理”、“信息系统安全”、“信息安全管理”等内容及多门课程的综合运用。
经过三年的对该门课程的实践教学部分的研究，我们发现，该课程的实验环节中存在实验教学侧重于理论严重、实验考核方法不完备、实验创新性不足等问题。因此“网络安全与防护技术”课程的实验教学存在很多问题有待研究、解决并加以实践验证，本文针对这门课程的实验环节提出研究型开放式的实验教学方式，包括研究型项目引导，开放式教学内容、多样化实验考核、随堂实验环节、团队实验研究等多方面的实验改革措施。使得该课程能在信息安全专业对学生的创新意识和全面素质培养起到良好作用。
3.“网络安全与防护技术”课程实验教学现状及存在的问题
目前“网络安全与防护技术”课程的实验环节存在的主要问题包括以下五个方面。
（1）实验教学侧重于理论验证。受到传统的教学理念的影响，“网络安全与技术”课程的实验教学环节作为理论验证的一种手段，依然停留在理论学习阶段，例如：防火墙的配置实验、入侵检测的规则建立实验等都是典型的验证性实验，学生按照实验指导书中的方法进行操作，记录实验过程然后填写报告。对于这类实验学生没有机会完成一些综合性很强的实验设计，无法培养创新能力。
（2）实验教学学时分配不够。课程的实验教学是“网络安全与防护技术”课程的重要环节，单纯依靠理论授课方式，片面重视理论的重要性，往往会造成课堂气氛沉闷，缺乏教学的互动效果，使学生只能被动记忆课本内容以应付考核，无法借助双眼环节验证课堂教学内容，无法激发学生参与课堂讨论的积极性，导致课程教学过程缺乏互动。
（3）实验考核方法不完备。目前信息安全类课程大多采用统一的实验步骤、实验方法衡量学生实验的情况，这种单一的考核方式促使学生更加倾向于按照传统的实验方法做实验，而忽略对学生创新实验能力的培养，导致所培养出来的学生缺乏独立思考和解决问题的能力，在日后的工作中无法真正解决企业或单位所面临的实际安全问题。
（4）实验创新性不够。网络安全技术从第一阶段防火墙，到第二阶段的入侵检测，再到第三阶段的入侵容忍技术，信息安全技术正经历着日新月异的发展和变化，“网络安全防护技术”实验环节必须在学生大一的时候就编制在教学大纲中，等到学生上课的时候已经大三了，两年的变化使得有些实验已经变成了“往事”，如何适应这种飞速发展的技术变化，一直是每一个信息安全专业任课教师思考的问题。 （5）团队合作精神无法得到锻炼。信息安全技术的开发和研究始终需要团队合作才能够完成，因此信息安全技术专业的学生迫切需要锻炼团队合作精神。目前大多数实验课程都局限在每个学生的“单打独斗”，学生的团队合作精神无法得到锻炼。
4.研究型开放式实验教学模式
（1）研究型项目引导。教师通过对教学目的、教学内容和教学方法的介绍，使学生了解课程目标，教师根据研讨的专题为学生分组，每组负责一个具体的安全类项目。开课初期的一个重要内容就是教会学生查资料和找文献的方法，让学生具备动手查资料的能力，为后续项目做准备。另外通过项目引导使学生自己主动查资料，掌握自己不熟悉的内容，弥补学生背景知识不足的问题。
（2）开放式实验教学。开放式实验教学以实验任务为主线，配合课堂讲授的教学内容插入多个精心设计的子实验。教师布置与课堂教学相关的实验任务，学生利用课后时间自己组成实验课题组，并动手解决问题。一方面克服了学时不够的问题。另一方面，在完成任务的过程中，教师由权威的知识传授者变成了实验教学的引导者、组织者和评价者，学生由被动学习者变成了学习主体。
（3）丰富的实验教学内容和实验方法多样化。开放式实验教学不仅要求实验教学内容的开放，而且要求通过开放多种形式的实验教学内容、分层次教学，满足不同学生需求，探索培养创新能力模式[4]。“网络安全与防护技术课程”的特点决定了这门课程的实验方法并不是一成不变的和固定的，例如：利用防火墙禁止某一个IP地址的URL请求可以使用多种配置方法。因此实验方法也是多样化的，实验教学过程中鼓励学生思考并使用创新性实验方法。
（4）随堂实验环节。在课堂教学之间穿插实验教学内容，通过学生自己动手实践，课后实践，或课堂演示实践等多种方式进行，使得学生在学习了重要知识点后，都能迅速通过实践方式加深理解和强化记忆，激发学生持续的好奇心并培养学生动手能力。
（5）团队实验研究。学生组成小团队自己带着实验课题，检索文献，阅读资料，并定期将工作计划和所完成的实验由学生组长向老师汇报，一方面便于教师对实验进度和方向把关，另一方面可以培养学生的团队合作精神。“网络安全与防护技术”课程涉及多种网络安全技术和主流的安全产品，组成员的交流和发言可以最大限度地避免和纠正对网络安全技术理解的偏差。
5.结语
“网络安全与防护技术”是信息安全专业的一门非常重要的课程，其本身的理论性与实践性都很强，在培养信息安全专业学生的实践创新能力与解决问题的能力方面尤为重要。本文就“网络安全与防护技术”这门课程，提出研究型开放式的实验教学模式。在今后的实验教学过程中还要不断完善和优化这些教学措施，使其能更好地符合信息安全专业学生的培养目标，并能够为培养学生的创新意识提供帮助。
参考文献：
[1]陈渡，于泠，吉根林.信息安全专业学生安全编码能力培养的探索[J].信息网络安全，2009（7）：68-70.
[2]张志勇，黄涛，张丽丽.信息安全技术课程的知行合一教学模式[J].计算机教育，2011（12）：66-69.
[3]娄小平，谭文学，陈潇潇.“信息安全与保密”课程多维研讨式教学模式探索[J].中国电力教育，2014（5）.89-90
[4]董欣.创新型人才培养与实验教学改革的探索[J].实验技术与管理，2011，28（9）：142-144.