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時間：2023-05-31 15:01:54
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)設(shè)計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）31-0107-03
1 引言
網(wǎng)絡(luò)安全課程本身原理部分晦澀難以理解，實驗部分涉及技術(shù)眾多，涵蓋多個專業(yè)課程的知識點，因此也是一門與其他學(xué)科交叉性極強(qiáng)的實踐性課程。根據(jù)學(xué)科特點和崗位能力培養(yǎng)目標(biāo)，從基本學(xué)情出發(fā)，研究設(shè)計了符合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知特點的教學(xué)方案，有效完成了教學(xué)任務(wù)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
2 教學(xué)基本情況分析
網(wǎng)絡(luò)的便捷帶給用戶很多網(wǎng)絡(luò)使用效率的困擾，包括帶寬擁塞、關(guān)鍵應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量QoS無法保障、病毒請求消耗帶寬、網(wǎng)絡(luò)攻擊導(dǎo)致服務(wù)中斷等問題。上網(wǎng)行為管理作為網(wǎng)絡(luò)安全管理的重要內(nèi)容，能夠?qū)嵤﹥?nèi)容審計、行為監(jiān)控與行為管理，同時可以動態(tài)靈活控制網(wǎng)絡(luò)速率和流量帶寬，很好地滿足各行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全管理的需要。
同時，上網(wǎng)行為管理也是計算機(jī)技術(shù)專業(yè)的“網(wǎng)絡(luò)安全與運(yùn)維”典型工作任務(wù)中的一個技術(shù)技能訓(xùn)練單元。在專業(yè)職業(yè)崗位需求分析的基礎(chǔ)上確定了本實訓(xùn)單元的技術(shù)技能訓(xùn)練要求。課程內(nèi)容根據(jù)《網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)》課程標(biāo)準(zhǔn)中制定，同時參考了神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)安全崗位認(rèn)證系列教材的相關(guān)內(nèi)容。我們依據(jù)技術(shù)技能人才培養(yǎng)方案，立足地區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全管理人才需求，結(jié)合學(xué)院現(xiàn)有設(shè)備優(yōu)勢，將實訓(xùn)的內(nèi)容設(shè)計為上網(wǎng)行為管理的基本概念、常用設(shè)備及架構(gòu)、校園網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)行為管理的規(guī)劃與實施、上網(wǎng)行為管理的日常運(yùn)維與分析四個部分[2]。
教學(xué)對象是高職高專二年級學(xué)生，已經(jīng)具備計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、路由與交換、局域網(wǎng)組建等相關(guān)知識和技術(shù)技能。但尚未達(dá)到網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維的實踐能力要求，隱形知識也有待顯化。從往屆生的學(xué)習(xí)情況來看，課后對知識的復(fù)習(xí)鞏固性練習(xí)積極性不高。尤其是對動手配置的內(nèi)容，很多同學(xué)只能按照教材按部就班地進(jìn)行，不善于思考，只限于對配置操作的記憶。因此結(jié)合技術(shù)技能人才培養(yǎng)要求，我們以職業(yè)技能訓(xùn)練和崗位能力培養(yǎng)為教學(xué)組織原則，結(jié)合案例分析、實際操作、模擬現(xiàn)場、課后實踐等多種方式進(jìn)行實踐內(nèi)容教學(xué)，充分利用實訓(xùn)室現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各類信息化教學(xué)平臺和手段，突出“以學(xué)生為主體”和“學(xué)做合一”的特點，完成本次教學(xué)任務(wù)。
基于以上分析，教學(xué)目標(biāo)確定為三方面。首先是知識目標(biāo)。要求學(xué)生掌握上網(wǎng)行為管理的基本概念，熟悉上網(wǎng)行為管理常用設(shè)備，了解此類設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，熟悉上網(wǎng)行為管理常用架構(gòu)。二是技能目標(biāo)，學(xué)生能夠規(guī)劃校園網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)行為管理方案，能夠?qū)嵤┥暇W(wǎng)行為管理方案，能夠?qū)ΤＲ娫O(shè)備進(jìn)行運(yùn)維管理及分析。三是素養(yǎng)目標(biāo)方面，希望學(xué)生具備安全操作意識，有用良好合作協(xié)調(diào)能力、自我學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新和應(yīng)變能力[3]。
3.1 課前活動
為了培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和自我管理能力，同時利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺突破空間限制，擴(kuò)展師生互動范圍，提升學(xué)生個性化和差異化的學(xué)習(xí)體驗。教師會在課前上傳課前任務(wù)書、學(xué)習(xí)資源、考核標(biāo)準(zhǔn)到超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并通過該平臺預(yù)學(xué)習(xí)任務(wù)；同時，通過超星移動APP、QQ群、微信預(yù)習(xí)通知；教師收到學(xué)生的課前測驗結(jié)果后，及時批改測驗結(jié)果，了解不同學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)的差異，靈活調(diào)整課堂教學(xué)策略，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方法。學(xué)生收到預(yù)習(xí)通知后查看任務(wù)書；針對本單元中用到的各類硬件設(shè)備，提前調(diào)研其性能及技術(shù)參數(shù)；同時學(xué)生可以利用實驗室的環(huán)境設(shè)備進(jìn)行安全的探索操作；完成課前預(yù)習(xí)報告后學(xué)生提交到超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺并在平臺上獨(dú)立完成課前評價表的填寫。
3.2 課堂活動
課堂教學(xué)部分，教師首先創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計出三個教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生分組討論，完成實驗環(huán)境的搭建，從而引出本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容；然后教師利用奧易課堂教學(xué)軟件下發(fā)任務(wù)書，并做出簡要說明。在學(xué)生完成過程中針對個別學(xué)生的提問做差異化指導(dǎo)，通過奧易教學(xué)軟件統(tǒng)一監(jiān)控。最后教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納本單元課堂教學(xué)的主要內(nèi)容和實驗思路、故障分析解決思路。
與此同時學(xué)生要完成一下工作。首先針對創(chuàng)設(shè)情境，分組討論、展開頭腦風(fēng)暴并總結(jié)表述討論結(jié)果，復(fù)習(xí)已有知識技能，獨(dú)立完成實驗環(huán)境的搭建；其次結(jié)合下發(fā)的任務(wù)書，組員間討論分析項目的需求，檢查項目實施的環(huán)境及準(zhǔn)備工作是否完整。然后討論制定項目計劃，確定項目實施的方案；第三觀看教學(xué)視頻，獨(dú)立完成9個任務(wù)的實施和驗證；第四針對拓展任務(wù)，分組討論，分析問題，提出解決方案，給出實施計劃，確定實施方案；第五劃分不同角色，組員間協(xié)作完成拓展任務(wù)的實施和驗證；拓展任務(wù)結(jié)束后，其中一組簡要匯報任務(wù)的完成情況，由師生對其共同點評；接下來學(xué)生結(jié)合教師給出的新的網(wǎng)絡(luò)場景，分析總結(jié)出常見上網(wǎng)行為管理時有可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)問題，以及常見的分析和解決方法；最后獨(dú)立完成課堂評價表的填寫。
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0037-02
1 前言
本文首先給出一個企業(yè)網(wǎng)安全訪問控制工作情境，以實現(xiàn)該工作任務(wù)為主線，以Packet Tracer仿真軟件為實現(xiàn)平臺，設(shè)計整個教學(xué)過程，包括ACL工作原理及配置，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展ACL的具體應(yīng)用。
2 任務(wù)導(dǎo)入
公司有四個部門，分別是技術(shù)部、銷售部、財務(wù)部、經(jīng)理部，組建網(wǎng)絡(luò)如圖所示，為了安全起見，公司領(lǐng)導(dǎo)要求：
1）技術(shù)部、銷售部不能對財部進(jìn)行訪問，但經(jīng)理部可以訪問財務(wù)部。
2）要求FTP服務(wù)器供公司內(nèi)網(wǎng)員工專用，外網(wǎng)用戶不可使用。
3 任務(wù)分析
要完成該工作任務(wù)，首先應(yīng)網(wǎng)絡(luò)基本配置，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，在此基礎(chǔ)上配置ACL，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問控制。
4 任務(wù)實現(xiàn)
4.1 ACl簡介
ACL是一個路由器配置腳本，根據(jù)分組報頭中的條件控制路由器允許還是拒絕分組。
ACL分為兩大類，標(biāo)準(zhǔn)ACL和擴(kuò)展ACL，標(biāo)準(zhǔn)ACL僅以源IP地址作為過濾標(biāo)準(zhǔn)只能粗略的限制某一大類協(xié)議。擴(kuò)展ACL以源IP地址、目的IP地址、源端口號、目的端口號、協(xié)議號作為過濾標(biāo)準(zhǔn)，可以精確的限制到某一種具體的協(xié)議。
4.2 網(wǎng)絡(luò)配置
1）定義ACL
標(biāo)準(zhǔn)訪問列表的創(chuàng)建根據(jù) “動作”+“源地址”，即允許誰，拒絕誰的方法來創(chuàng)建。
4.4 網(wǎng)絡(luò)測試
沒有配置ACL之前，所有主機(jī)都可以互相ping通，外網(wǎng)主機(jī)可以登錄內(nèi)網(wǎng)ftp，配置ACL之后，只有經(jīng)理部主機(jī)可以訪問財務(wù)部主機(jī)，技術(shù)部、銷售部都無法訪問，外網(wǎng)主機(jī)無法訪問內(nèi)網(wǎng)ftp服務(wù)器，內(nèi)網(wǎng)主機(jī)可以，說明任務(wù)完成。
5 結(jié)束Z
Packet Tracer是思科公司開發(fā)一款模擬軟件，能比較真實的模擬計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)配置。本文利用Packet Tracer軟件可以仿真現(xiàn)實中的網(wǎng)絡(luò)工程項目，本次教學(xué)設(shè)計，首先引入工作情境，以該工作任務(wù)實現(xiàn)展開教學(xué)，包括ACL工作原理、配置與測試。通過該項目的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及動手實踐能力，加深了學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)基本概念和基礎(chǔ)理論知識的理解。
參考文獻(xiàn)：
[1] 思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教程：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識[M].中國思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，譯.人民郵電出版社，2009.
[2] 思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教程：路由協(xié)議[M].中國思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，譯.人民郵電出版社，2009.
“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程作為高職院校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課，其總體目標(biāo)是培養(yǎng)出“德才兼?zhèn)?、攻防兼?zhèn)洹钡木W(wǎng)絡(luò)安全工程師，使其能夠在各級行政、企事業(yè)單位、網(wǎng)絡(luò)公司、信息中心、互聯(lián)網(wǎng)接入單位中從事信息安全服務(wù)、運(yùn)維、管理工作。新形勢下，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)被提及到個人層面，不僅企事業(yè)單位信息系統(tǒng)受到安全威脅，個人信息也成為眾黑客們覬覦的對象。作為高等職業(yè)院校，講授必要的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，既能夠保護(hù)自身信息不被竊取，又能提高學(xué)生的就業(yè)競爭力，是開展“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程的初衷。[1][2][3]因此，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，針對該課程的教學(xué)設(shè)計不僅要結(jié)合該課程的具體內(nèi)容，而且還要結(jié)合新形勢下的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢進(jìn)行研究。
1 教學(xué)設(shè)計
新形勢下的“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，更多地結(jié)合高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段上更多地考慮高職院校學(xué)生的接受能力及學(xué)生特點，做到結(jié)合安全技術(shù)前沿知識因材施教。
1.1 教學(xué)內(nèi)容
在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時，圍繞著四部分知識目標(biāo)開展設(shè)計：
(1)掌握常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)。包含SQL注入攻擊、網(wǎng)頁掛馬技術(shù)、密碼破解技術(shù)、緩沖區(qū)溢出攻擊等。
(2)精通網(wǎng)絡(luò)安全防御技術(shù)。包含網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、端口與服務(wù)漏洞掃描、防火墻配置技術(shù)、入侵和攻擊分析追蹤技術(shù)、病毒木馬防范等。
(3)掌握基本的服務(wù)器系統(tǒng)安全配置技術(shù)。包含系統(tǒng)安全策略配置、用戶權(quán)限配置、系統(tǒng)防火墻配置等。
(4)掌握流行的數(shù)據(jù)加密方法。包含對稱加密、非對稱加密、數(shù)字證書的配置使用、加密軟件的使用等。
以某模具有限公司內(nèi)網(wǎng)的安全防御作為主項目，遵循“一個主項目，八個模塊，工作典型化，任務(wù)興趣化”的思路，劃分針對企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的攻擊分析、常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、通過嗅探分析攻擊來源、主機(jī)系統(tǒng)的安全防護(hù)、對信息進(jìn)行加密處理、對網(wǎng)絡(luò)訪問行為進(jìn)行控制、對入侵進(jìn)行檢測、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)8個模塊，模塊間循序漸近，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后根據(jù)任務(wù)的完成情況，由學(xué)生互評與教師參評相結(jié)合來進(jìn)行項目的考核。具體如下圖所示。
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上舍棄原理類知識，選擇操作類知識[4]，重點鍛煉學(xué)生分析解決問題的能力、團(tuán)隊成員間協(xié)作能力、表達(dá)能力、使用工具進(jìn)行攻擊及分析攻擊的能力等，將臨危不亂、吃苦耐勞、作風(fēng)優(yōu)良、膽大心細(xì)、團(tuán)隊協(xié)作的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿于能力培養(yǎng)的始終。
在教學(xué)內(nèi)容的程序化上以網(wǎng)絡(luò)安全工程師的工作過程安排教學(xué)內(nèi)容：[5]從故障現(xiàn)象到故障處理，最后提出安全解決方案進(jìn)行系統(tǒng)加固，各模塊內(nèi)容按照興趣點進(jìn)行安排：從故障入手，到如何進(jìn)行攻擊，再到如何防御攻擊及緊急恢復(fù)。
1.2 教學(xué)方法
在教學(xué)方法的設(shè)計上，采用了包括案例教學(xué)[6]、角色扮演、張貼板、頭腦風(fēng)暴、分組討論等方法在內(nèi)的多種教學(xué)方法，根據(jù)每一個模塊的特點，合理應(yīng)用教學(xué)方法。
同時，由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的特點，使得課堂實踐過程往往無法及時達(dá)到應(yīng)有的效果，為了彌補(bǔ)這一缺陷，學(xué)院響應(yīng)大學(xué)號召，開放了《融合式網(wǎng)絡(luò)及安全應(yīng)用》開放實驗室。有了良好的實驗環(huán)境，學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新能力得到了極大的訓(xùn)練，不僅鞏固了課上所學(xué)習(xí)到的知識及技能，而且開拓了學(xué)生的視野，為學(xué)生的創(chuàng)新實踐打下了堅實的基礎(chǔ)。
1.3 教學(xué)手段
在教師進(jìn)行知識講解的過程中，應(yīng)用多種現(xiàn)代教育技術(shù)展開教學(xué)：制作精美的PPT課件、利用電子教室實施廣播教學(xué)，借助于電子教室軟件的屏幕廣播及屏幕錄像功能，學(xué)生可以看到教師的實時演示，并可以將教師對于關(guān)鍵步驟的演示錄制下來，反復(fù)觀看練習(xí)。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的學(xué)習(xí)需要用到多種硬件及多臺靶機(jī)，學(xué)校沒有充足的資金為每位同學(xué)配置一套實訓(xùn)環(huán)境。為了解決這個問題，充分利用各種虛擬化軟件來虛擬實訓(xùn)環(huán)境[7]，使用Packet Tracer軟件來模擬路由器、交換機(jī)與防火墻，利用VmWare軟件模擬多臺PC機(jī)等。
2 應(yīng)用效果
在一系列教學(xué)改革方法的指導(dǎo)下，“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程的整體教學(xué)設(shè)計發(fā)生了根本性的變化，由原來的教師講授理論為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生實踐為主，教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者與輔助者。按照這種設(shè)計，應(yīng)用于吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2014級和2015級兩個學(xué)期的“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程的教學(xué)過程中，取得了不錯的教學(xué)效果。普遍反映在以下兩個方面。
2.1 課堂效果
在新的教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)下，普遍提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、滿足學(xué)生課外實踐的意愿，更多的學(xué)生愿意將更多的時間投入到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的學(xué)習(xí)過程中，同時學(xué)生也普遍反映，學(xué)習(xí)了“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程后，他們對于使用網(wǎng)絡(luò)也更加小心和謹(jǐn)慎了，懂得了學(xué)習(xí)防范網(wǎng)絡(luò)攻擊與網(wǎng)絡(luò)詐騙，更加深了對其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的理解。
2.2 課程及格率
通過實施新的教學(xué)設(shè)計，學(xué)生學(xué)習(xí)得更加扎實，反映在期末考試上，學(xué)生的及格率得到了極大的提升，2014級和2015級學(xué)生的“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”課程及格率分別為90%和95%，分別僅有2人和1人不及格，反映出新的教學(xué)設(shè)計達(dá)到了本課程教學(xué)改革的要求。
3 結(jié) 論
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Life Safety Education Network System Construction and the Reform of Teaching Based on the Theory of Situated Learning
HAO Haitao， ZHANG Yingying， LI Guangcun
（Dept. of Sports Military， China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang， 310018）
Abstract Based on the situated learning theory as a guide， developing College Students' life safety education system based on WEB， it establishes the theoretical classroom teaching mode of college students life safety based on situational learning theory. it would play a positive role in improving college students' comprehensive ability with survival attitude， consciousness of existence ， methods to understand the security risks ， elusion and of escaping ，establishment of scientific living values.
Key words situated learning theory； life safety； network system； system development； teaching design
0 前言
社會發(fā)展不斷向教育領(lǐng)域提出新的課題，為此，國家建議開展學(xué)生安全自護(hù)意識與能力教育，而且將每年3月的最后一周的星期一確定為“學(xué)生安全日”，并要求學(xué)校都要有自己的安全教育守則。
生命安全教育是一個要求教育者必須言傳身教的過程，受教育者只有通過親身體驗和進(jìn)行技能訓(xùn)練，才能在災(zāi)難來臨之際減少恐慌，正確地應(yīng)對險情，避免生命安全受到傷害。綜觀目前制約生命安全教育的諸多問題中，一方面是生命安全教育資源十分匱乏，近年來一些學(xué)校嘗試開發(fā)網(wǎng)絡(luò)和多媒體教育資源來實施生命安全教育，但從目前所開發(fā)的教育資源來看，系統(tǒng)功能較少，且主要適用于小學(xué)生，適用于大學(xué)生群體的同類項目開發(fā)較少。另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)資源開發(fā)與利用的興起，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的學(xué)習(xí)質(zhì)量和成效成為制約現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)迫切地呼喚著新的教育思想和新的教育理論指導(dǎo)。情境學(xué)習(xí)理論作為一種新興的學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)知識與情境之間的動態(tài)相互作用過程，有效促進(jìn)學(xué)生主體性的充分發(fā)揮，順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的要求，展示其廣闊的應(yīng)用前景。因此，如何在情境學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下有效地推進(jìn)生命安全教育系統(tǒng)建設(shè)和教學(xué)改革，是廣大教師值得探究的重要課題。
1 情境學(xué)習(xí)理論及其對生命安全教育的啟示
1.1 情境學(xué)習(xí)理論概述
（1）知識觀。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識是基于社會情境的一種活動，是個體與環(huán)境交互作用過程中建構(gòu)的一種交互狀態(tài)，是一種人類協(xié)調(diào)一系列行為，去適應(yīng)動態(tài)變化發(fā)展的環(huán)境的能力。（2）學(xué)習(xí)觀。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為， 學(xué)習(xí)的實質(zhì)是個體參與實踐，與他人、環(huán)境等相互作用的過程，是形成參與實踐活動的能力、提高社會化水平的過程。學(xué)習(xí)過程不是簡單的傳輸和接受，而是一個社會性的實踐過程，是在真實的情境中完成知識建構(gòu)的過程。由于情境問題的復(fù)雜性，情境學(xué)習(xí)理論倡導(dǎo)在學(xué)習(xí)過程中要建立實踐共同體，強(qiáng)調(diào)成員主動參與，共同承擔(dān)責(zé)任，進(jìn)行積極的良互，達(dá)成認(rèn)知成長、意義協(xié)商、身份建構(gòu)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。（3）教師觀。情境學(xué)習(xí)理論要求教師轉(zhuǎn)換角色，認(rèn)為教師不再是知識的傳授者，而是促進(jìn)者。在教學(xué)過程中，教師是共同體中的一員，是學(xué)習(xí)伙伴，必要時甚至要向?qū)W生學(xué)習(xí)。（4）評價觀。傳統(tǒng)的評價機(jī)制往往脫離真實情境，強(qiáng)調(diào)最終學(xué)習(xí)結(jié)果，而忽略評價學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中可能得到的成長與發(fā)展。而情境學(xué)習(xí)理論的評價注重真實情境中的真實任務(wù)的評價，強(qiáng)調(diào)在真實的問題解決過程中評價學(xué)生的探究能力與實踐活動能力，注重學(xué)生的成長和發(fā)展的評價。
1.2 情境學(xué)習(xí)理論對生命安全教育的啟示
（1）以學(xué)習(xí)者為中心，開發(fā)有效的教育資源，創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)情境；（2）轉(zhuǎn)變教師角色，適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下的生命安全教育需要；（3）通過實踐共同體的構(gòu)建，創(chuàng)設(shè)良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)；（4）采用基于真實情境的多元評價方法，并讓學(xué)生能夠理解情境理論的評價標(biāo)準(zhǔn)與評價結(jié)果。
2 大學(xué)生生命安全教育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)
2.1 基于情境學(xué)習(xí)理論的生命安全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計原則
（1）針對性原則。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)資源是生命安全課堂教學(xué)的延續(xù)和擴(kuò)充，針對性的學(xué)習(xí)情境，是為了讓學(xué)習(xí)者在不同的情境中獲得不同的學(xué)習(xí)體驗，其最終目標(biāo)還是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)。因此，生命安全教育系統(tǒng)的情境設(shè)計是否具有針對性，對教學(xué)目標(biāo)的完成至關(guān)重要。（2）真實性、互動性原則。生命安全教育的過程是一個通過真實體驗、實踐及與教師或其他學(xué)習(xí)者互動的過程。因此，創(chuàng)設(shè)互動性強(qiáng)的真實情境和真實的活動，將有利于生命安全教育的實施。（3）活動性原則。生命安全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)資源的開發(fā)，并不只是簡單地將學(xué)習(xí)內(nèi)容簡單地移植到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上面來，而是應(yīng)該將問題置于整體的、具體的環(huán)境中，讓學(xué)習(xí)者經(jīng)過一種探索和實踐的過程，去掌握生命安全教育的知識和技能。（4）問題性原則。問題情境能有效地激發(fā)引發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和積極性，生命安全教育的本身就是要讓學(xué)習(xí)者在不斷的解決問題的實踐中提高自身能力。因此，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)要圍繞問題情境的創(chuàng)設(shè)。
2.2 生命安全教育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
依據(jù)高校生命安全教育的開展情況，確定生命安全教育網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用基于B/S模式的三層體系結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，第一層是客戶端，第二層是web服務(wù)器。第三層是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
2.3 生命安全教育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能模塊
生命安全教育主要內(nèi)容包括安全常識、緊急避險、災(zāi)難逃生、緊急救護(hù)、逃生素質(zhì)訓(xùn)練等基本內(nèi)容。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容，搜集整理生命安全教育相關(guān)資料，對安全常識、緊急避險、危機(jī)評估、應(yīng)急處置、災(zāi)難逃生、應(yīng)急預(yù)案、緊急救護(hù)等基礎(chǔ)資料及圖片、視頻進(jìn)行系統(tǒng)的整理，建立生命安全與危機(jī)、災(zāi)害應(yīng)急基礎(chǔ)研究資料庫。
結(jié)合生命安全和生存教育的實踐，構(gòu)建生命安全教育內(nèi)容體系，基于Windows操作系統(tǒng)，運(yùn)用ASP和Virtools等技術(shù)，編寫腳本，開發(fā)生命安全教育系統(tǒng)。已開發(fā)完成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由管理模塊、學(xué)習(xí)模塊、教師模塊和交流模塊組成，如下所示：
管理模塊主要具有用戶管理、教學(xué)資源管理等功能。
學(xué)習(xí)模塊主要包括下面幾個內(nèi)容：緊急避險、災(zāi)難逃生、意外事故、疾病防范、緊急救護(hù)技能、生存素質(zhì)與技能訓(xùn)練等。
教師模塊主要為教師提供一個教學(xué)管理、課程建設(shè)功能。
交流模塊旨在為師生提供一個交流平臺，具有師生在線交流和學(xué)生之間在線交流功能。
3 大學(xué)生生命安全教育的教學(xué)實踐
3.1 確定大學(xué)生生命安全教育的教學(xué)指導(dǎo)理論
為了適應(yīng)大學(xué)生生命安全教育培養(yǎng)的教育目標(biāo)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在綜合社會學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科理論的基礎(chǔ)上，選擇情境學(xué)習(xí)理論作為大學(xué)生生命安全教育的指導(dǎo)理論，并依據(jù)該理論進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。
3.2 構(gòu)建大學(xué)生生命安全教學(xué)操作模式
（1）圍繞主題、創(chuàng)設(shè)情境。教師根據(jù)生命安全教學(xué)內(nèi)容，利用自救互救模擬實驗室、模擬逃生訓(xùn)練場地以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)實際相符或相近的情境，開展生命安全教學(xué)。（2）導(dǎo)入問題、自主探究。在每一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的導(dǎo)入階段，教師引入情境和問題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生自主探尋解決問題的答案。（3）建立實踐共同體，實現(xiàn)競爭情境下的合作學(xué)習(xí)。在生命安全教育中，有許多教學(xué)內(nèi)容和問題是個體無法獨(dú)立完成的，這就需要教師根據(jù)生命安全教育的內(nèi)容和任務(wù)，建立與之相匹配的實踐共同體。共同體具有聚合性、協(xié)商性、競爭性等特點，在教學(xué)實踐中采用共同體內(nèi)部的合作學(xué)習(xí)和共同體間的競爭學(xué)習(xí)形式，創(chuàng)設(shè)在競爭中合作，在合作中競爭的良好學(xué)習(xí)情境。（4）評價反思，遷移提高。生命安全教育的教學(xué)基于真實的活動和任務(wù)的情境性，為了科學(xué)準(zhǔn)確地對學(xué)習(xí)者進(jìn)行評價，將評價始終貫穿于情境化的教學(xué)過程，主要對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中、在真實問題的解決過程中的思維方式、問題解決方法、應(yīng)用知識技能的能力進(jìn)行評價。通過教學(xué)評價，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者反思學(xué)習(xí)收獲和不足之處，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者在不同情境中解決問題的能力，達(dá)到遷移提高之目的。
4 小結(jié)
情境學(xué)習(xí)理論構(gòu)建了全新的學(xué)習(xí)觀、知識觀、教師觀和評價觀，強(qiáng)調(diào)知識與情境之間的動態(tài)相互作用過程，注重學(xué)生主體性的充分發(fā)揮，為大學(xué)生生命安全教育提供了方法論指導(dǎo)。
本研究基于情境學(xué)習(xí)理論，總結(jié)生命安全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計原則，開發(fā)了大學(xué)生生命安全教育系統(tǒng)，為生命安全教育提供一個通用型學(xué)習(xí)、體驗和模擬訓(xùn)練平臺，拓展了生命安全教育的學(xué)習(xí)空間。
以情境學(xué)習(xí)理論為教學(xué)指導(dǎo)理念，對大學(xué)生生命安全教學(xué)的開展形式、教學(xué)策略、師生關(guān)系進(jìn)行深入研究，創(chuàng)設(shè)與之相匹配的教學(xué)情境，制定相應(yīng)的教學(xué)原則和實施策略，構(gòu)建情境教學(xué)操作模式。
情境學(xué)習(xí)理論在生命安全教學(xué)中的實踐應(yīng)用，對改變傳統(tǒng)的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式，建立新型的師生關(guān)系，提高學(xué)習(xí)效果有積極的作用。
基金項目：2013年度教育部人文社會科學(xué)研究規(guī)劃基金項目（編號：13YJAZH032）；全國教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃2012年度重點課題（編號：126220633）；2013年度浙江省高等教育學(xué)會（體育專項）課題（編號：zgt201313）
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Key words： combination； SYN Flood； network security； experimental teaching； teaching reform
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，DOS攻擊和DDOS攻擊是目前網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域最嚴(yán)重的問題之一。DOS攻擊不同于木馬攻擊，它不會損害攻擊目標(biāo)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，而是通過對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)發(fā)起持續(xù)“合理”的服務(wù)請求?硨木》?務(wù)器有限的資源，或造成服務(wù)器崩潰、癱瘓無法響應(yīng)正常用戶的請求。SYN Flood攻擊是目前DOS和DDOS主要的攻擊手段之一，它利用TCP協(xié)議在建立連接時需要“三次握手”的缺陷對目標(biāo)服務(wù)器惡意發(fā)起大量偽造源地址的TCP（SYN置位）請求[1，2]，而不給予后續(xù)的確認(rèn)包。因此三次握手無法完成，目標(biāo)服務(wù)器會在SYN Timeout時間內(nèi)重試（再次發(fā)送SYN+ACK包，并將這種半連接狀態(tài)存儲在TCP連接隊列中，服務(wù)器端將忙于處理攻擊者偽造的TCP請求，此時，從正常客戶的角度來看，服務(wù)器失去響應(yīng)，即服務(wù)器受到了SYN Flood攻擊。
在高校網(wǎng)絡(luò)安全實驗教學(xué)中，由于SYN Flood對促進(jìn)學(xué)生理解和應(yīng)用TCP連接控制過程作用明顯，因此SYN Flood的攻擊和防御實驗通常是網(wǎng)絡(luò)安全類課程的教學(xué)重點，如何利用信息技術(shù)和先進(jìn)的教學(xué)設(shè)計理論推動SYN Flood的攻擊和防御實驗教學(xué)改革值得關(guān)注。
1 SYN Flood攻擊和防御的原理
TCP（傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接、可靠的傳輸層協(xié)議，面向連接是指客戶端與服務(wù)器在傳輸數(shù)據(jù)之前需要建立起特定的虛電路連接。該連接過程被稱為TCP的“三次握手”。第一步：客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個SYN置位的TCP報文，包含客戶端使用的端口號與初始序列；第二步：服務(wù)器收到客戶端的SYN報文后，回復(fù)一個SYN+ACK的報文，并對客戶的請求進(jìn)行處理；第三步：正常情況下，客戶端在收到服務(wù)器的SYN+ACK報文后，向服務(wù)器發(fā)送ACK報文，此時三次連接建立[3，4]。此時若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞等原因使服務(wù)器在一定時間內(nèi)沒有收到第三次的ACK報文，則服務(wù)器會不斷重傳SYN+ACK報文直至收到ACK或者SYN Timeout超時才會丟棄這種TCP半連接狀態(tài)并釋放資源[5，6]。
SYN Flood攻擊的原理就是利用TCP三次握手缺陷和IP欺騙惡意向服務(wù)器發(fā)送大量偽造源IP地址的SYN包，服務(wù)器為這些偽造的客戶端不斷開辟緩存將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，無法響應(yīng)正?？蛻舻恼埱骩7，8]。而SYN Flood防御則可以通過升級路由器設(shè)備為防火墻，保護(hù)網(wǎng)站服務(wù)器，將可疑源ip地址發(fā)往目標(biāo)服務(wù)器tcp連接過濾，以保證正?？蛻舻脑L問。
2 實驗教學(xué)設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)安全實驗總體上分為攻擊實驗與防御實驗，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全實驗教學(xué)中多采用多個課時，集中學(xué)生在實驗室分別展開攻擊實驗與防御實驗。最后在結(jié)課時，將兩者組合成綜合性網(wǎng)絡(luò)安全攻防大實驗。這種的教學(xué)設(shè)計符合教學(xué)大綱，貼合階段主題。但其主題分散、場景單一、占用課時多等現(xiàn)實問題[9 ，10]，不利于拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)、不利于促進(jìn)學(xué)生個性化的發(fā)展。針對上述問題，本文采取模塊化的方法，提出一種具有靈活組合、場景開放、實用性廣的綜合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計如圖2所示：
在此教學(xué)設(shè)計中為了克服傳統(tǒng)實驗教學(xué)中場景單一、設(shè)備單一的弊端，在攻擊實驗設(shè)計中提出基于PC端和手機(jī)端的多場景實驗，在防御實驗設(shè)計中，提出真實設(shè)備與虛擬設(shè)備相結(jié)合的多設(shè)備實驗，以滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度要求。
3 基于SYN Flood攻擊與防御的教學(xué)案例
基于上述組合式的網(wǎng)絡(luò)安全綜合實驗教學(xué)設(shè)計，本文選擇網(wǎng)絡(luò)安全實驗中常見的SYN Flood攻擊與防御實驗作為教學(xué)案例來講解上述教學(xué)設(shè)計在具體實驗教學(xué)中的應(yīng)用。
3.1 攻擊實驗?zāi)K
3.1.1 實驗環(huán)境
華為ENSP（Enterprise Network Simulation Platform）是一款由華為提供的免費(fèi)的、可擴(kuò)展的、圖形化操作的網(wǎng)絡(luò)仿真工具平臺[11，12]，有著完整的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境支持體系，完美呈現(xiàn)真實設(shè)備實景，支持大型網(wǎng)絡(luò)模擬。LOIC是一個開源的網(wǎng)站壓力測試工具，由C#語言開發(fā)，其安卓漢化版可以在手機(jī)端發(fā)起拒絕服務(wù)攻擊。
本文使用上述工具搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在ubuntu虛擬機(jī)上安裝hping3工具作為攻擊源向同網(wǎng)段內(nèi)的ensp目標(biāo)服務(wù)器發(fā)起SYN Flood攻擊。在手機(jī)端使用LOIC軟件作為攻擊源，通過設(shè)定目標(biāo)機(jī)的IP地址、端口、設(shè)定與手機(jī)性能相適應(yīng)的線程數(shù)向阿里云服務(wù)器發(fā)起跨網(wǎng)段的SYN Flood攻擊。實驗拓?fù)淙鐖D3所示：
3.1.2 實驗內(nèi)容與目標(biāo)
3.1.3 數(shù)據(jù)分析
（1）抓包分析
當(dāng)ubuntu虛擬機(jī)向同網(wǎng)段內(nèi)的目標(biāo)服務(wù)器發(fā)起SYN Flood攻擊時，在虛擬機(jī)上開啟wireshark抓取報文。當(dāng)其攻擊為不含源地址欺騙時，虛擬機(jī)會相應(yīng)收到目標(biāo)服務(wù)器響應(yīng)的ACK報文如圖4所示：
而當(dāng)其攻擊為含源IP欺騙時，由于所有的源IP地址都是隨機(jī)偽造的，所以虛擬機(jī)上不會收到目標(biāo)服務(wù)器給予的任何ACK報文，如圖5所示：
Hping3在短時間內(nèi)發(fā)出大量40字節(jié)、TCP Segment Len為0、SYN位被置1的請求數(shù)據(jù)包如圖6所示，此時目標(biāo)服務(wù)器忙于處理這些SYN?求而耗費(fèi)大量資源，無法及時響應(yīng)正常用戶的請求，我們在另一臺電腦上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連通測試，對目標(biāo)服務(wù)器進(jìn)行ping操作，如圖7所示其TTL值隨之增大，甚至發(fā)生丟包現(xiàn)象。
（2）資源使用率與網(wǎng)絡(luò)占用率
由于阿里云服務(wù)器可以實時監(jiān)測其網(wǎng)站流量變化，當(dāng)在手機(jī)端使用LOIC向其發(fā)起SYN Flood攻擊時，在阿里云客戶端實時監(jiān)測服務(wù)器資源占用率和公網(wǎng)入流量變化，結(jié)果看到當(dāng)服務(wù)器受到SYN Flood攻擊時，其入流量與CPU使用率都顯著增長如圖8所示：
3.2防御實驗?zāi)K
3.2.1 實驗環(huán)境
由于路由器只具有轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的作用而不對數(shù)據(jù)包的內(nèi)容做相應(yīng)處理，所以其不具有安全防護(hù)功能。而防火墻既能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包又可以對非可靠源的發(fā)來數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾等處理，可以有效保證服務(wù)器的正常工作。本文將上述網(wǎng)段內(nèi)攻擊實驗中的路由器設(shè)備替換為防火墻設(shè)備，通過合理配置，使其有效阻斷攻擊源惡意發(fā)起的TCP半連接。同時，由于任何服務(wù)器系統(tǒng)中均有抵御SYN Flood的相關(guān)措施，本文以LINUX操作系統(tǒng)為例，通過配置、優(yōu)化系統(tǒng)，加固協(xié)議棧等操作進(jìn)行防御攻擊，實驗拓?fù)淙鐖D9所示。
3.2.2 實驗內(nèi)容與配置
（1）防火墻阻斷攻擊
（2）優(yōu)化目標(biāo)服務(wù)器系統(tǒng)配置
3.2.3 抓包分析
完成上述配置后，在正常客戶機(jī)和虛擬攻擊機(jī)端同時對目標(biāo)服務(wù)器發(fā)起ping操作測試網(wǎng)絡(luò)連通性。此時，Trust域的正常客戶可以主動訪問目標(biāo)服務(wù)器，而Untrust域的攻擊機(jī)則無法通過防火墻訪問目標(biāo)服務(wù)器，如圖10所示：因此虛擬攻擊機(jī)也無法對目標(biāo)服務(wù)器發(fā)起SYN Flood攻擊。
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）22-0146-03
Research on Experimental Teaching of Computer Network Secu-
rity Course//HONG Yunde，GAO Qiang
Abstract This article introduces the research on experimental tea-ching of computer network security course from the experimental platform building， the experimental project design and the experimental teaching implementation.
Key words network security； experiment teaching； virtual machine
1 引言
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程是實踐性很強(qiáng)的課程，不但要求學(xué)生具有良好的理論知識，而且需要具備一定的動手能力，因此，實驗課程是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。使用實驗教學(xué)的方法，可以讓學(xué)生通過實驗，加深理解網(wǎng)絡(luò)安全基本概念、基本原理，掌握目前黑客常用的攻擊方法和手段，學(xué)會使用當(dāng)前常用的網(wǎng)絡(luò)安全工具，提高實踐操作能力與應(yīng)用水平。本文將從實驗平臺的構(gòu)建、實驗項目的設(shè)計、實驗教學(xué)實施三方面對網(wǎng)絡(luò)安全實驗教學(xué)進(jìn)行探索。
2 實驗平臺的構(gòu)建
網(wǎng)絡(luò)安全實驗如果采用真實的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，不僅需要大量的設(shè)備投資和場地，而且維護(hù)復(fù)雜。另外，學(xué)生課內(nèi)外的自主學(xué)習(xí)會受到設(shè)備環(huán)境的制約。為了可以在學(xué)校的公共計算機(jī)機(jī)房無損開展網(wǎng)絡(luò)安全實驗，為了能夠使學(xué)生獨(dú)立完成實驗的操作，引入虛擬機(jī)技術(shù)――VMware虛擬機(jī)軟件來構(gòu)建實驗平臺。虛擬機(jī)是指運(yùn)行在Windows和Linux計算機(jī)（以下稱為宿主機(jī)）上的一個應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序“模擬”了標(biāo)準(zhǔn)PC的環(huán)境。在使用上，虛擬機(jī)同樣需要分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)、安裝應(yīng)用程序和軟件，如同一臺真正的計算機(jī)。
基于虛擬機(jī)技術(shù)，可以在一臺真實機(jī)操作系統(tǒng)上建立若干個同構(gòu)造或異構(gòu)造的虛擬計算機(jī)系統(tǒng)，每個虛擬機(jī)由一組虛擬化設(shè)備構(gòu)成，其中每個虛擬機(jī)都有獨(dú)立的虛擬硬件，同時可以隨時在虛擬機(jī)和真實機(jī)之間進(jìn)行切換、虛擬機(jī)和虛擬機(jī)之間進(jìn)行切換。采用這種虛擬機(jī)的方式，可在一臺計算機(jī)上構(gòu)建出一個小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可在虛擬機(jī)上安裝沒有打過任何補(bǔ)丁的操作系統(tǒng)，從而使虛擬機(jī)成為網(wǎng)絡(luò)安全實驗的攻擊靶機(jī)。
基于虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全實驗平臺構(gòu)建采用以下幾個步驟：首先，啟動VMware Workstation安裝軟件，安裝虛擬
機(jī)；接著在安裝好的虛擬機(jī)上安裝操作系統(tǒng)；最后選擇虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接方式為橋接，使虛擬機(jī)成為網(wǎng)絡(luò)中一立的計算機(jī)，并配置真實機(jī)和虛擬機(jī)在同一網(wǎng)段，能夠互相通信。
3 實驗項目的設(shè)計
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全課程涵蓋面廣、實踐性強(qiáng)，需要做的實驗很多[1-4]。設(shè)計實驗項目的主要思路是：體現(xiàn)實用性，同時在實驗中更多地體現(xiàn)未來學(xué)生畢業(yè)后會遇到的網(wǎng)絡(luò)安全問題；實驗項目在基于虛擬機(jī)的實驗平臺上都能完成，對硬件設(shè)備要求較低，在學(xué)校普通機(jī)房可以實施，同時方便學(xué)生課前及課后的自主學(xué)習(xí)。
設(shè)置的實驗項目如表1、表2所示，共12個，把這些實驗項目寫成實驗指導(dǎo)書，便于學(xué)生開展實驗。
4 實驗教學(xué)實施
在具體實施網(wǎng)絡(luò)安全課程實驗教學(xué)時，特別注重規(guī)范實驗過程，實驗過程主要包括四個階段，分別是實驗準(zhǔn)備階段、實施階段、小結(jié)階段、評估階段。
1）實驗的準(zhǔn)備階段。指導(dǎo)學(xué)生閱讀實驗指導(dǎo)書，理解實驗?zāi)康?、實驗原理及實驗?nèi)容，熟悉實驗步驟，并做好實驗環(huán)境的準(zhǔn)備，學(xué)習(xí)預(yù)備知識。
2）實驗的實施階段。指導(dǎo)學(xué)生開展實驗，通過截圖方式記錄詳細(xì)過程和重要的實驗結(jié)果。鼓勵學(xué)生多思考，深入分析實驗過程中遇到的問題，在解決問題的過程中進(jìn)一步提升能力。
3）實驗的小結(jié)階段。要求學(xué)生對實驗結(jié)果展開分析，寫出自己對所做實驗的心得體會，并完成實驗報告。
4）實驗的評估階段。教師對學(xué)生提交的實驗報告評分并反饋給學(xué)生。
實驗過程中，可以將實驗教學(xué)設(shè)計為分組進(jìn)行，每組學(xué)生共同完成實驗方案設(shè)計及實驗內(nèi)容，一起總結(jié)項目及撰寫實驗報告。比如在攻防實驗過程中，可以每四位學(xué)生為一個小組，其中兩位學(xué)生擔(dān)任進(jìn)攻角色，模擬黑客攻擊，另兩位學(xué)生擔(dān)任防守角色，負(fù)責(zé)保護(hù)主機(jī)安全。這種小組實驗方式可以使學(xué)生在實驗過程中互相交流、互相學(xué)習(xí)、互相促進(jìn)。
5 結(jié)語
本文設(shè)計了一套完整的網(wǎng)絡(luò)安全實驗項目，著重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力。這些實驗項目可通過虛擬機(jī)實驗平臺進(jìn)行實施，方便了學(xué)生課前及課后的自主學(xué)習(xí)。
實踐表明，基于設(shè)計的實驗項目進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生能夠加深對網(wǎng)絡(luò)安全理論的理解，掌握一些實際的技能，學(xué)習(xí)興趣得到提升，教學(xué)的質(zhì)量及實驗效果也明顯提高?！?/p>
參考文獻(xiàn)
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1引言
雖然網(wǎng)絡(luò)安全課程實訓(xùn)具有很強(qiáng)的實踐性，但是網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建困難。由于現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有規(guī)模大、復(fù)雜性強(qiáng)等特點，導(dǎo)致無法在實訓(xùn)室里完全構(gòu)建出和真實網(wǎng)絡(luò)相同的環(huán)境。另外，教學(xué)設(shè)計中存在的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞會產(chǎn)生非常大的風(fēng)險，可能對校園網(wǎng)造成難以估計的后果。因此，網(wǎng)絡(luò)安全的實踐教學(xué)很難在真實的環(huán)境中完成。云計算的產(chǎn)生為網(wǎng)絡(luò)安全實踐教學(xué)提供了新的思路，即利用虛擬仿真技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)安全課程的實踐教學(xué)。本文在江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有的軟硬件條件下，研究基于云計算的網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺實現(xiàn)技術(shù)。
2研究意義
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題層出不窮，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究成為了當(dāng)前熱點，網(wǎng)絡(luò)安全人才短缺問題也亟待解決。高職院校是應(yīng)用型高技能人才培養(yǎng)基地，實踐教學(xué)尤為重要。但是，高職院校網(wǎng)絡(luò)安全類課程的實踐教學(xué)往往帶有一定的破壞性，甚至威脅了校園網(wǎng)安全，因此網(wǎng)絡(luò)安全課程實訓(xùn)一般都是在真實的物理PC機(jī)中安裝虛擬機(jī)，如Virtualbox、VMware等軟件。如今云計算技術(shù)日益成熟，應(yīng)用越來越廣泛，如果把云計算提供的各種軟硬件資源虛擬化、網(wǎng)絡(luò)存儲、負(fù)載均衡等技術(shù)，運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)安全實踐教學(xué)中，就可以改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全課程實踐教學(xué)方式，節(jié)約部署網(wǎng)絡(luò)安全實訓(xùn)環(huán)境的時間，有效提高課程教學(xué)效果，降低軟硬件投入成本。例如，將網(wǎng)絡(luò)安全實踐教學(xué)所需要的網(wǎng)絡(luò)工具軟件、各種不同的系統(tǒng)鏡像、模擬攻擊環(huán)境放到一個云平臺中?；谠朴嬎愕木W(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺建設(shè)的研究意義重大，不僅可以提高網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，而且有利于增加課程任課教師與學(xué)生之間的互動，從而切實、有效提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3基于云計算的網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺的實現(xiàn)技術(shù)
本系統(tǒng)應(yīng)用OpenStack云平臺設(shè)計、搭建網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺。OpenStack是開放源代碼的云計算管理平臺，由美國國家航空航天局（NASA）和RackSpace合作研發(fā)，由Nova和Swift兩個主要模塊構(gòu)成，覆蓋了虛擬化、服務(wù)器、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等各個方面。網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺以開源云計算項目OpenStack平臺為基礎(chǔ)，應(yīng)用了OpenStack模塊中多項服務(wù)。第一，OpenStacknetwork。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)連接和管理服務(wù)。第二，OpenStacknova。計算管理服務(wù)，提供計算資源調(diào)派，實例化虛擬機(jī)。第三，OpenStackswift。對象存儲服務(wù)，為Glance提供鏡像服務(wù)，包括靶機(jī)鏡像庫和攻擊機(jī)鏡像庫。第四，OpenStackHorizon。控制臺服務(wù)，以Web的形式提供對所有節(jié)點的服務(wù)管理。本例中將其改進(jìn)為網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺的一個功能模塊，用于Web界面部分操作。本系統(tǒng)主要在控制服務(wù)器和服務(wù)器節(jié)點安裝Linux操作系統(tǒng)，服務(wù)器節(jié)點安裝OpenStacknova組件和OpenStackswift組件，靶機(jī)鏡像庫和攻擊主機(jī)鏡像庫安裝與之相關(guān)的OpenStackGlance組件。平臺利用Openstack控制服務(wù)器管理相關(guān)的服務(wù)器節(jié)點，根據(jù)鏡像服務(wù)器中的鏡像建立虛擬靶機(jī)和虛擬攻擊機(jī)。平臺首先根據(jù)OpenStacknetwork提供的虛擬網(wǎng)絡(luò)、端口等虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，創(chuàng)建和配置相應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制服務(wù)器、節(jié)點服務(wù)器、鏡像服務(wù)器之間的通信。其次，根據(jù)實訓(xùn)教學(xué)需求配置和管理虛擬節(jié)點，并完成網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)體系的搭建。
4基于云計算的網(wǎng)絡(luò)安全虛擬實訓(xùn)教學(xué)平臺中靶機(jī)和攻擊主機(jī)的配置
于學(xué)校來說，多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然能夠為教育教學(xué)工作帶來巨大幫助，但也同樣在多媒體與網(wǎng)絡(luò)管理方面提出了更高的要求，要想實現(xiàn)對多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效應(yīng)用，將其在教育教學(xué)方面的價值充分發(fā)揮出來，就必須要做好多媒體與網(wǎng)絡(luò)管理工作，解決隨之而來的網(wǎng)絡(luò)安全、資源濫用等各方面問題。而對于多媒體與網(wǎng)絡(luò)管理策略的相關(guān)研究，則正是解決當(dāng)前問題的最有效途徑之一。
學(xué)校教育中多媒體網(wǎng)絡(luò)管理所面臨的問題
1.重視程度不足
受教育信息化影響，當(dāng)前很多學(xué)校雖然對多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用比較重視，也愿意加大投入來推進(jìn)信息化建設(shè)，以提升整體教學(xué)水平，但對于多媒體網(wǎng)絡(luò)管理的重視程度卻比較低，網(wǎng)絡(luò)安全意識也有所不足，在引入各種多媒體教學(xué)設(shè)施并搭建起校園網(wǎng)絡(luò)后，常常會帶有“重應(yīng)用、輕管理”的觀念，認(rèn)為只要能夠以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對各種多媒體教學(xué)設(shè)施、信息系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，就可以使各學(xué)科教學(xué)效果得到提升。但在實際上，由于校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常復(fù)雜，在運(yùn)營、維護(hù)管理等方面也有著較高的要求，一旦忽視了多媒體網(wǎng)絡(luò)管理，校園網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性就很難得到保證，而各種多媒體教學(xué)設(shè)施、信息系統(tǒng)在教育教學(xué)工作中的應(yīng)用，也必然會隨之受到直接影響。
2.校園網(wǎng)絡(luò)安全
多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在學(xué)校教育中的應(yīng)用，一方面為教育教學(xué)工作提供了較大幫助，另一方面也同樣給學(xué)校帶來了不可忽視的校園網(wǎng)絡(luò)安全問題。首先，由于校園網(wǎng)絡(luò)本身就具有速度快、規(guī)模大、計算機(jī)系統(tǒng)管理復(fù)雜的特點，不僅會成為各種網(wǎng)絡(luò)攻擊的發(fā)源地，同時也是最容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)。其次，受教學(xué)、教研工作特點的限制，校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境必須保證其開放性，在管理方面也不可能過于嚴(yán)格。最后，隨著Web2.0的普及，各種網(wǎng)絡(luò)病毒開始廣泛傳播開來，雖然在大多數(shù)情況下，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)都能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)病毒的有效防范，但由于學(xué)校對多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用需要以相關(guān)信息系統(tǒng)或多媒體教學(xué)軟件為基礎(chǔ)，而這些信息系統(tǒng)、軟件又常常會存在漏洞，因此一旦這些安全漏洞被他人所掌握，就很可能會使校園網(wǎng)絡(luò)遭到黑客攻擊、出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)病毒的情況。
3.帶寬資源不足
校園網(wǎng)絡(luò)的帶寬雖然普遍較高，但由于其需要支撐各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)工作（如ftp和P2P下載），對帶寬的占用相對較大，因此一旦出現(xiàn)帶寬被過多占用的情況，就很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁堵，并使各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的性能大大降低，而多媒體教學(xué)等各項業(yè)務(wù)工作的實際效果也必然會受到巨大沖擊。另外，在移動終端高度普及的今天，無論是教職員工還是學(xué)生群體，都可能會基于校園網(wǎng)下載各種軟件、視頻或其他網(wǎng)絡(luò)信息資源，這對于校園網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用同樣是非常大的。
4.教學(xué)資源泄露
在大數(shù)據(jù)時代下，各種網(wǎng)絡(luò)信息資源的價值開始變得越來越高，并在學(xué)校教育教學(xué)工作中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)后，各種網(wǎng)絡(luò)資源更是成為多媒體教學(xué)設(shè)計的重要素材，而學(xué)校的整體教學(xué)水平也因此得到了顯著提升。但從目前來看，由于很多學(xué)校的校園網(wǎng)絡(luò)信息安全防范都存在明顯不足，在教師完成多媒體教學(xué)設(shè)計后，各種教學(xué)資源常常會被他人所獲取，并成為其謀取利益的工具，尤其是對于各種專業(yè)性、原創(chuàng)性較強(qiáng)的多媒體教學(xué)資源，更是經(jīng)常會出現(xiàn)泄露、丟失的情況，并在泄露、丟失后逐漸傳播開來，這不僅使學(xué)校與教師的利益受到了侵害，同時也使教師參與多媒體教學(xué)資源建設(shè)的積極性遭到巨大打擊。
加強(qiáng)學(xué)校教育中多媒體網(wǎng)絡(luò)管理的有效策略
1.重視網(wǎng)絡(luò)安全宣傳教育
在學(xué)校教育教學(xué)工作中，要想做好多媒體網(wǎng)絡(luò)管理工作，實現(xiàn)對多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效應(yīng)用，首先就必須面向?qū)W校管理人員積極展開網(wǎng)絡(luò)安全宣傳教育，使其能夠充分意識到多媒體網(wǎng)絡(luò)管理的必要性，明確多媒體網(wǎng)絡(luò)管理與教育信息化建設(shè)、校園網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行、多媒體教學(xué)實施等各項工作間的關(guān)系，進(jìn)而逐漸轉(zhuǎn)變對多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用觀念，提高對多媒體網(wǎng)絡(luò)管理與校園網(wǎng)絡(luò)安全防范工作的重視程度。另外，從多媒體網(wǎng)絡(luò)管理的角度來看，學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)安全宣傳教育還需更加細(xì)化，由專業(yè)技術(shù)人員圍繞校園網(wǎng)絡(luò)安全情況展開全面排查，確定可能存在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患，同時據(jù)此展開網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險分析及校園網(wǎng)絡(luò)安全狀況評估，待明確學(xué)校網(wǎng)絡(luò)安全狀況后，再展開針對性的網(wǎng)絡(luò)安全教育工作并將相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任落實到位，以構(gòu)建出可信、可控、可查的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有效規(guī)避或減少各種網(wǎng)絡(luò)安全事件的發(fā)生。
2.完善網(wǎng)絡(luò)安全管理制度
在復(fù)雜的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，面對各種網(wǎng)絡(luò)安全問題，學(xué)校同樣還需盡快建立起完善的網(wǎng)絡(luò)安全管理制度，為多媒體網(wǎng)絡(luò)管理工作提供明確指導(dǎo)與規(guī)范，并實現(xiàn)對黑客攻擊、網(wǎng)絡(luò)病毒等網(wǎng)絡(luò)安全問題的有效應(yīng)對。例如在機(jī)房管理方面，應(yīng)實行登記備案制度，嚴(yán)格按照學(xué)校有關(guān)規(guī)定對上機(jī)用戶信息進(jìn)行實名登記，同時將上網(wǎng)日志留存60天以上，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)上網(wǎng)行為或網(wǎng)絡(luò)安全隱患，應(yīng)立即根據(jù)上網(wǎng)日志及相關(guān)登記信息進(jìn)行追溯，從根源上避免病毒和黑客軟件的傳播。對于已經(jīng)發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)安全事故，則需要建立針對性的網(wǎng)絡(luò)安全事故應(yīng)急響應(yīng)制度，針對不同網(wǎng)絡(luò)安全事故的類型來采取有效應(yīng)急處理。如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)惡意攻擊，應(yīng)立即對網(wǎng)絡(luò)攻擊行為進(jìn)行攔截，并對網(wǎng)絡(luò)攻擊行為的源頭進(jìn)行判斷（確定攻擊來自校內(nèi)還是校外），同時統(tǒng)計受攻擊設(shè)備、影響范圍等信息，以便于迅速推斷出網(wǎng)絡(luò)攻擊可能造成的影響程度，判斷是否需要緊急切斷校園網(wǎng)的服務(wù)器及公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，保護(hù)重要數(shù)據(jù)及信息，此后還要根據(jù)實際情況完成網(wǎng)絡(luò)攻擊IP地址查詢、過濾、確定攻擊源、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)終端處理等工作。而對于網(wǎng)絡(luò)不良信息事故，則需要在發(fā)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中不良信息或篡改網(wǎng)頁行為后，立刻切斷防火墻以及網(wǎng)站服務(wù)器外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接，同時備份不良信息出現(xiàn)的目錄、HTTP連接日志、網(wǎng)絡(luò)連接日志等，完全隔離出現(xiàn)不良信息的目錄，使其不能再被訪問。最后還要刪除不良信息，并清查整個網(wǎng)站所有內(nèi)容，并在確定未發(fā)現(xiàn)任何不良信息后，重新連接網(wǎng)站服務(wù)器及防火墻外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接，完成網(wǎng)站運(yùn)行測試、安全性檢測、目錄名修改、目錄上級鏈接修改等工作。
3.加強(qiáng)帶寬資源使用管理
為避免P2P等寬帶消耗型業(yè)務(wù)在校園網(wǎng)內(nèi)部的濫用，學(xué)校還需從多方面入手，加強(qiáng)對帶寬資源使用管理，為多媒體網(wǎng)絡(luò)管理工作提供支持。例如在日常工作中，可采用各種教育系統(tǒng)應(yīng)用流量設(shè)備，對流經(jīng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、分析與匯總，并生成各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果、趨勢圖和報表等，為學(xué)校的帶寬合理分配提供支持。同時，還可以基于相關(guān)設(shè)備來進(jìn)行更加細(xì)致的動態(tài)帶寬分配，對各項業(yè)務(wù)保證帶寬、最大傳輸帶寬、客戶端、服務(wù)端等常規(guī)分配項目進(jìn)行設(shè)置，明確時間段、應(yīng)用類型、傳輸方向等方面的帶寬使用管理規(guī)則，使教師能夠優(yōu)先得到帶寬資源分配。
4.強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全防范能力
針對多媒體教學(xué)資源的泄露、丟失，學(xué)校完全可以通過對各種先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信息安全防范技術(shù)的綜合應(yīng)用，提升自身的網(wǎng)絡(luò)安全防范能力，進(jìn)而實現(xiàn)對多媒體教學(xué)資源及其他重要信息資源的保護(hù)。例如針對學(xué)校服務(wù)器系統(tǒng)及各種應(yīng)用軟件的漏洞問題，可借助漏洞掃描系統(tǒng)等第三方產(chǎn)品來對服務(wù)器系統(tǒng)乃至整個校園的安全狀況展開清查，以便于及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并提出針對性的解決方案。而對于數(shù)據(jù)丟失問題，則可以建立專門的備份服務(wù)器，同時以備份服務(wù)器為中心，對各應(yīng)用系統(tǒng)及上傳至服務(wù)器平臺的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集中備份，以保證各種重要數(shù)據(jù)信息在丟失后能夠迅速得到恢復(fù)。
結(jié)語
在多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于學(xué)校教育教學(xué)工作的今天，很多學(xué)校的多媒體網(wǎng)絡(luò)管理雖然正面臨著非常嚴(yán)峻的問題，但只要能夠在網(wǎng)絡(luò)安全防范技術(shù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全管理制度建設(shè)等方面采取合適的應(yīng)對策略，就必然能夠保證多媒體網(wǎng)絡(luò)管理工作的有效性，并為多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效應(yīng)用提供支持。
參考文獻(xiàn)
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1.引言
網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，理論知識的深奧抽象，不易理解，因此實驗教學(xué)的好壞直接影響了學(xué)生對于該門課程的掌握程度。針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)的情況，問卷調(diào)查了82名學(xué)生，36%的學(xué)生認(rèn)為很難以學(xué)以致用，21%的學(xué)生認(rèn)為實驗課程本身知識結(jié)構(gòu)混亂，29%的覺得沒有兼顧個人差異及興趣，14%的則認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容和方法落后。
為了解決這個問題，各高校做出過很多嘗試，但總體的實驗教學(xué)成果仍不容樂觀。究其根本，在于進(jìn)行的變動均在其實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)上，如中山大學(xué)實施開放式實驗教學(xué)、河南科技大學(xué)采用分層遞進(jìn)教學(xué)，強(qiáng)化個性創(chuàng)新等等。要真正提高實驗教學(xué)的有效性，改變當(dāng)前不理想的實驗教學(xué)成果，更需要從根本上轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)理念的一種教學(xué)模式?；诖?，本文提出隨機(jī)進(jìn)入的實驗教學(xué)模式，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)人才的與時俱進(jìn)與全面發(fā)展。
2.隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)的方法
隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一個分支，由斯皮羅（1991）等人提出，是一種基于彈性認(rèn)知理論的指導(dǎo)下針對高級學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，不同于傳統(tǒng)教學(xué)方式，它始終強(qiáng)調(diào)在整個學(xué)習(xí)過程中對于知識體系的建構(gòu)與掌握，而非運(yùn)用、理解各知識點。并堅持主體為學(xué)生，教師作為組織、指導(dǎo)者。同時以情境為學(xué)習(xí)的根本，在不同情境中反復(fù)進(jìn)行同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，表現(xiàn)同一內(nèi)容的不同側(cè)面，這種情境的反復(fù)再現(xiàn)并不是為了知識技能的鞏固而進(jìn)行的簡單重復(fù)，它強(qiáng)調(diào)在每個不同情境中體現(xiàn)的互不重合的部分，從而使學(xué)習(xí)獲得對概念知識多角度的理解，培養(yǎng)學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新性。但是不同于簡單的情境性教學(xué)，隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)重點在于知識在情境中的重復(fù)，而不一定要選擇真實性任務(wù)，另外，在評估方面，隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)除了可采用情境性教學(xué)的評估方式外，還通常結(jié)合其他評估方式，達(dá)到多方位評價的效果。
隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)方法通常包括五個環(huán)節(jié)：（1）創(chuàng)設(shè)情境，主題確定；（2）多角度提出問題；（3）隨機(jī)進(jìn)入學(xué)習(xí)；（4）小組協(xié)作學(xué)習(xí)；（5）學(xué)習(xí)效果評價。
3.隨機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)這門課程一般在大三年級開設(shè)，學(xué)生對計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)以及數(shù)學(xué)知識有了一定的了解，但是各自的知識結(jié)構(gòu)存在一定的差異，從而導(dǎo)致了在認(rèn)知安全概念上，實驗教學(xué)內(nèi)容的興趣性上都存在差異性。另一方面，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程本身教學(xué)內(nèi)容各部分存在較強(qiáng)的獨(dú)立性和實時的新穎性，比如密碼破解和網(wǎng)絡(luò)攻擊之間的相關(guān)性不明顯、網(wǎng)絡(luò)攻擊和防范手段更新快等。這些因素都要求網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)必須以學(xué)生為主體，以問題為出發(fā)點，圍繞其興趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)動機(jī)，最終提高學(xué)習(xí)效果。
隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)模式基本上能解決網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)過程中各個環(huán)節(jié)所存在的問題。下面以課程中“網(wǎng)絡(luò)安全攻防技術(shù)”為例，具體說明如何應(yīng)用隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)模式設(shè)計網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)。
第一步：創(chuàng)設(shè)情境，確定主題。
在正式講授前，提供背景資料，可利用搜集的文字材料，或動態(tài)的視頻文件給學(xué)生觀看，結(jié)合一些具體發(fā)生的事情（比如：“Nimaya（熊貓燒香）”病毒事件，針對日本用戶的DDOS攻擊事件等），并提出與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的敏感問題，引起學(xué)生的好奇與思考，即可隨機(jī)自然地引入到教學(xué)內(nèi)容上。
第二步：多角度提出問題。
在第一步的學(xué)習(xí)過程中．不同的學(xué)生因為個體的差異而產(chǎn)生不同的疑問和興趣．有的學(xué)生會對病毒攻擊產(chǎn)生興趣．有的則對病毒防御是怎么實現(xiàn)的有興趣。每個學(xué)生都可以提出疑問和喜好。教師則把一系列的疑問和興趣作為實驗教學(xué)的切入點，過濾掉不恰當(dāng)?shù)膯栴}，并提供給學(xué)生課前制作的專題學(xué)習(xí)資料，再由學(xué)生自主選擇感興趣的信息，加深對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識，在此過程中，教師只是對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。
第三步：隨機(jī)進(jìn)入學(xué)習(xí)。
該階段讓學(xué)生根據(jù)自己的需要選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和實驗內(nèi)容，自主探索，研究點相近或相同的同學(xué)，彼此互助，完成一個實驗后，應(yīng)嘗試總結(jié)理論知識和實驗結(jié)論，除了實驗前提出的問題，還應(yīng)增加遇到的新問題及知識點。并帶著新問題進(jìn)行新的實驗。由于是隨機(jī)進(jìn)入的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的快慢程度也不相同，學(xué)習(xí)后所得的結(jié)論往往涉及不同方面。因此該過程老師可以有針對性地穿插引導(dǎo)演示，也可以稍微進(jìn)行點撥由學(xué)生獨(dú)立完成。同時還要關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，在學(xué)生學(xué)習(xí)一段時間后，教師可提出一些相關(guān)問題讓他們鞏固延伸。
第四步：小組協(xié)作學(xué)習(xí)。
在學(xué)生個體進(jìn)行隨機(jī)學(xué)習(xí)，并完成思考題的基礎(chǔ)上，就近分成小組，充分交流自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容，互相補(bǔ)充，共享，最后形成對教學(xué)內(nèi)容的較為全面的認(rèn)識。
由于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗的內(nèi)容有一定特殊性，實驗方式通常采用組合，而不是單人方式，原因也就是為了提高學(xué)生的興趣，即開發(fā)了個人思維能力也提高團(tuán)隊合作的意識。
第五步：學(xué)習(xí)效果評價。
基于隨機(jī)進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)中，針對實際情況運(yùn)用不同的評價方式。在進(jìn)入學(xué)習(xí)前學(xué)生首先進(jìn)行自評。在學(xué)習(xí)過程中，自評、互評實驗報告、實驗記錄等。最后采用絕對評價法，由教師學(xué)生共同評價（情感、知識、實踐能力）。
4.結(jié)語
通過在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實驗教學(xué)中應(yīng)用隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)模式，可以看出在整個實驗教學(xué)過程中，學(xué)生的主體地位明確，學(xué)習(xí)的思路清晰，有利于學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全新問題，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全解決方案的創(chuàng)新性設(shè)計，是對傳統(tǒng)教學(xué)的延伸。
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