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高职计算机网络安全课程教学创新路径的多维探索与实践

焦小烽
  
星跃媒体号
2024年275期
广东亚视演艺职业学院 广东肇庆

一、引言

1.1 研究背景与意义

在当今数字化时代,计算机网络已广泛渗透到社会的各个领域,成为人们生活、工作和学习不可或缺的一部分。然而,随着网络技术的飞速发展,网络安全问题也日益凸显,如网络攻击、数据泄露、恶意软件等,给个人、企业和国家带来了严重的威胁和损失。据相关报告显示,全球网络安全领域正面临人才与技能双重缺口扩大的挑战,人员紧缺和技能缺口成为行业的重大挑战,我国网络安全人才缺口也较大,这对网络安全产业的发展形成了制约。

高职教育作为我国高等教育体系的重要组成部分,承担着培养应用型技术人才的重任。计算机网络安全课程作为高职计算机相关专业的核心课程之一,对于培养学生的网络安全意识和技能具有关键作用。然而,当前高职计算机网络安全课程教学中仍存在一些问题,如教学方法传统、实践教学不足、课程内容与实际需求脱节等,难以满足网络安全行业对高素质人才的需求。

1.2 研究方法与创新点

本研究综合运用多种研究方法,旨在全面深入地探索高职计算机网络安全课程教学创新路径。文献研究法是基础,通过广泛查阅国内外相关文献,对网络安全教育的理论与实践进行梳理,明确研究的理论基础和实践经验,为后续研究提供了丰富的素材和参考依据。案例分析法选取国内外典型的网络安全教育案例,如美国、英国等国家的先进经验以及国内部分高职学校的成功实践,进行深入剖析,总结出可借鉴之处和应避免的问题,使研究更具针对性和实用性。问卷调查法和访谈法相结合,针对高职学生的学习特点、兴趣爱好以及对网络安全课程的需求和期望等方面进行调研,同时与教师和企业专家进行访谈,获取他们对课程教学的看法和建议,从而精准把握教学中存在的问题以及各方对教学创新的需求,为提出有效的创新路径提供有力的数据支持。

二、高职计算机网络安全课程教学现状剖析

高职计算机网络安全课程旨在培养具有扎实的网络安全理论基础和较强实践操作能力,能够在企事业单位、网络安全公司等从事网络安全管理、维护、检测与防护等工作的高素质应用型人才。然而,目前部分高职院校对该课程的定位不够精准,与本科院校课程设置同质化现象较为严重,未能充分体现高职教育注重实践技能培养的特色。课程目标往往侧重于理论知识的传授,对学生实际操作能力和职业素养的培养重视不足,导致学生毕业后难以迅速适应工作岗位的需求,与网络安全行业对应用型人才的实际需求存在一定的差距。计算机网络安全领域知识更新换代迅速,新的技术、攻击手段和防护方法不断涌现。然而,当前高职计算机网络安全课程的教学内容更新滞后,部分教材和教学大纲未能及时纳入最新的行业知识和技术,如新兴的网络安全技术、云安全、物联网安全等内容涉及较少,导致教学内容与实际网络安全工作需求脱节,学生所学知识难以应对现实中的复杂网络安全问题。此外,教学内容的实用性也有待提高,过于理论化的知识讲解使学生在实际操作中缺乏应用能力,无法快速适应工作岗位的要求。

2.1 实践教学环节

实践教学是高职计算机网络安全课程的重要组成部分,对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力具有关键作用。然而,目前部分高职院校在实践教学环节存在一些问题,影响了教学效果和人才培养质量。

实验室建设方面,部分高职院校的网络安全实验室设备陈旧、更新不及时,难以满足学生进行前沿网络安全技术实践的需求。例如,一些实验室的服务器性能较低,无法支持大规模的网络攻击与防御模拟实验;网络设备种类单一,缺乏新型的防火墙、入侵检测系统等设备,使学生在实践中接触到的技术和工具较为有限,无法与实际网络安全工作环境相匹配。此外,实验室的软件资源也存在不足,如缺乏正版的网络安全模拟软件、漏洞扫描工具等,限制了学生的实践操作范围和深度。

实践教学项目的设计上,存在合理性不足的问题。一些实践项目过于简单,与实际工作中的复杂网络安全问题脱节,学生在完成这些项目后,无法真正掌握应对实际网络安全挑战的能力。例如,部分实践项目仅要求学生完成基本的防火墙配置和简单的网络攻击检测,而对于实际网络环境中常见的分布式拒绝服务攻击(DDoS)防范、网络安全漏洞的深度挖掘与修复等复杂任务涉及较少。同时,实践教学项目缺乏系统性和连贯性,各个项目之间相互独立,没有形成一个完整的网络安全实践体系,导致学生难以将所学知识进行整合运用,无法构建起全面的网络安全实践技能体系。

三、教学创新的理论基础与实践案例借鉴

3.1 相关教育理论支撑

建构主义理论强调学习的主动性、实践性、创造性和社会性,学习者不是知识的被动接受者,而是知识的主动建构者,外界施加的信息只有通过学习者的主动建构才能变成自身的知识。在高职计算机网络安全课程教学中,教师应创设符合教学内容要求的情境,引导学生利用已有的知识和经验,主动探索、积极交流,建立新的认知结构。例如,在讲解网络攻击与防御技术时,教师可以创设一个模拟的网络环境,让学生在实际操作中去理解攻击的原理和防御的方法,而不是单纯地讲解理论知识。

项目式学习理论以项目为导向,将学习过程与实际项目相结合,让学生在完成项目的过程中掌握知识和技能,培养学生的团队协作能力、问题解决能力和创新能力。在计算机网络安全课程中,可以设计一系列与实际网络安全工作相关的项目,如网络安全漏洞检测与修复、网络安全防护系统的搭建等,让学生在项目实践中提升自己的综合能力。

3.2 国内外成功实践案例分析

3.2.1 国外院校案例

以美国纽约大学为例,其网络安全硕士课程设置涵盖了信息、安全和隐私、网络安全、应用密码学、应用安全等核心课程,同时提供广度选修课和深度选修课,包括操作系统、计算机网络、算法设计、数据库系统、机器学习等相关领域的课程,学生还可以选择研究项目或硕士论文作为选修方向,以深入探索网络安全领域的前沿研究问题。在教学方法上,纽约大学注重实践教学,通过与企业合作建立实习基地,让学生在实际工作环境中积累实践经验,提高解决实际问题的能力;同时,采用项目式学习、案例分析等教学方法,激发学生的学习兴趣和创新思维,培养学生的团队协作能力和自主学习能力。此外,纽约大学还拥有一支高水平的师资队伍,教师不仅具备深厚的学术造诣,还拥有丰富的实践经验,能够为学生提供高质量的教学和指导。通过这些教学举措,纽约大学培养了大量具有扎实理论基础和较强实践能力的网络安全专业人才,其毕业生在就业市场上具有较强的竞争力,受到了企业和科研机构的广泛认可。

3.2.2 国内院校案例

国内的福建华夏高级技工学校与新华三集团和北京金信润天信息技术股份有限公司密切合作,在网络安全人才培养方面取得了显著成效。三方共同打造计算机网络应用(网络安全方向)专业,共商人才培养方案、共组师资队伍、共创培养模式、共搭管理平台、共评培养质量,形成了“人才共有、过程共管、成果共享、责任共担”的校企合作办学新模式。在课程设置上,紧密结合网络安全行业的实际需求,注重实践教学环节的设置,增加了网络安全实训课程的比重,通过实际项目案例让学生深入了解网络安全技术的应用场景和操作流程。在师资队伍建设方面,邀请企业一线技术专家担任兼职教师,为学生传授最新的行业知识和实践经验,同时选派校内教师到企业挂职锻炼,提升教师的实践能力和教学水平。此外,学校还积极与企业合作开展科研项目,促进教学与科研的有机结合,为学生提供更多参与实际项目的机会,培养学生的创新能力和实践能力。通过这些创新实践,该专业的教学质量显著提高,学生的实践操作能力和职业素养得到了有效提升,毕业生在就业市场上受到了企业的广泛欢迎,为网络安全行业输送了大量高素质的应用型人才,成为国内高职院校网络安全人才培养的成功典范之一。

四、高职计算机网络安全课程教学创新路径探索

4.1 教学内容优化

4.1.1 结合行业需求更新知识体系

随着网络安全行业的快速发展,新的技术、标准和法规不断涌现,如人工智能安全、区块链安全、5G 网络安全等领域成为了行业关注的焦点。为了使学生能够掌握最新的知识和技能,高职计算机网络安全课程应紧密结合行业需求,及时更新教学内容。教师可以通过关注行业动态、参加专业培训、与企业专家交流等方式,获取最新的行业信息,并将其融入到课程教学中。在高职计算机网络安全课程教学中,融入思政元素和职业素养教育,对于培养德才兼备的高素质网络安全人才具有重要意义。思政教育可以帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观,增强学生的爱国主义情怀和社会责任感,使学生在掌握专业技能的同时,具备良好的道德品质和职业操守。

4.2 教学方法创新

4.2.1 项目驱动教学法的应用

项目驱动教学法是一种以项目为导向,将教学内容融入实际项目中,让学生在完成项目的过程中掌握知识和技能的教学方法。在高职计算机网络安全课程中,项目驱动教学法具有显著的优势。以网络安全漏洞检测与修复项目为例,教师首先根据课程目标和学生的实际情况,选择一个具有代表性的网络系统作为项目对象,如某企业的内部办公网络。然后,将项目分解为多个子任务,包括网络拓扑结构分析、漏洞扫描工具的选择与使用、漏洞的发现与识别、修复方案的制定与实施等。在项目实施过程中,学生分组进行工作,每个小组承担不同的子任务。例如,有的小组负责使用漏洞扫描工具对网络系统进行全面扫描,记录下发现的漏洞信息;有的小组则针对扫描出的漏洞,研究其产生的原因和可能造成的危害,并查阅相关资料,制定修复方案;还有的小组负责将修复方案付诸实践,对漏洞进行修复,并测试修复后的系统是否安全稳定。情境教学法是指在教学过程中,教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景,以引起学生一定的态度体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理机能得到发展的教学方法。在高职计算机网络安全课程中,情境教学法可以使学生更加直观地感受网络安全问题的实际情况,提高学生解决实际问题的能力。

例如,创设一个网络安全应急响应情境。教师首先介绍一个模拟的网络安全事件背景,如某公司的服务器遭受了黑客的攻击,导致公司的业务系统瘫痪,大量用户数据泄露,公司面临着严重的经济损失和声誉危机。然后,将学生分成不同的角色小组,包括应急响应小组、技术支持小组、法务小组等,每个小组承担相应的职责和任务。

4.3 实践教学强化

4.3.1 建设网络安全实训基地

网络安全实训基地的建设是提升学生实践能力的关键举措。在硬件设施建设方面,应配备高性能的服务器、交换机、防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描系统等网络安全设备,满足学生进行网络攻防演练、安全漏洞检测与修复、网络安全设备配置等实践操作的需求。例如,选用具备强大计算能力和高并发处理能力的服务器,以支持大规模的网络模拟实验;配备先进的防火墙设备,如下一代防火墙,具备深度包检测、应用识别、入侵防御等功能,让学生能够深入了解防火墙的工作原理和配置方法,应对复杂多变的网络攻击。

软件平台搭建上,引入网络安全模拟软件、靶场平台、虚拟实验室等工具,为学生提供真实的网络安全场景模拟环境。例如,利用网络安全模拟软件,创建包含多种操作系统、网络服务和应用程序的虚拟网络环境,学生可以在其中模拟各种网络攻击和防御场景,如 DDoS 攻击、SQL 注入攻击、网络钓鱼攻击等,并进行相应的防御措施实践,提高应对实际网络安全问题的能力。同时,靶场平台可以提供更加真实、复杂的网络安全竞赛场景,激发学生的学习兴趣和竞争意识,培养学生的团队协作能力和创新思维。通过建设完善的网络安全实训基地,为学生提供一个接近实际工作环境的实践场所,使学生在实践中更好地掌握网络安全知识和技能,提高实践操作能力和解决实际问题的能力,为今后顺利进入网络安全行业打下坚实的基础。

五.总结

对于高职计算机网络安全课程教学创新至关重要。在教材建设方面,应组织具有丰富教学经验和实践经验的教师团队,结合网络安全行业的最新发展动态和高职学生的特点,编写具有针对性和实用性的教材。教材内容应涵盖网络安全的基础理论知识、核心技术、实际应用案例以及职业素养等方面,注重知识的系统性和逻辑性,同时突出实践操作的指导。例如,在介绍网络攻击技术时,不仅要详细讲解攻击的原理和方法,还要结合实际案例,分析攻击的过程和后果,以及如何进行有效的防御。此外,还应注重教材的更新换代,及时将网络安全领域的新技术、新法规、新案例等纳入教材内容,确保教材内容的时效性和先进性。

参考文献

[1]刘洪.高职《计算机网络安全》课程思政的探索与实践[J].世纪桥,2023,(01):47-49.DOI:10.16654/j.cnki.cn23-1464/d.2023.01.019.

[2]周艳秋.新时代下的高校《计算机网络安全》课程教学改革探讨[J].中国新通信,2022,24(21):140-142.

[3]安军,况玉茸.高职院校计算机网络安全课程教学探析[J].网络安全技术与应用,2022,(06):89-90.

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