网络安全技术演示实验教学的五点原则

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　　摘  要： 网络安全技术演示实验教学是该课程教学的关键一环。文章就如何成功地设计、实施网络安全技术演示实验教学的问题，提出了内容有趣、实施简便、效果直观、演示流畅、高度互动五点原则。坚持这五点原则，能够做到实验目的明确，讲解生动，学生感兴趣，理解深刻，掌握牢固，教学效果良好。
　　关键词： 网络安全技术; 演示实验; 教学; 原则
　　中图分类号：G642          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2020）01-91-04
　　Abstract： Demonstration experiment teaching is a key of the network security technology course. To solve the problems of how to design and implement demonstration experiment teaching well， this paper puts forward five principles of interesting content， simple implementation， intuitive effect， smooth presentation and high interaction. Adhere to these principles， clear experiment purpose and vivid explanation will always be realized， making students more interested， understand and master the course better.
　　Key words： network security technology; demonstration experiment; teaching; principle
　　0 引言
　　随着信息技术迅速发展，网络安全已经成为国家安全的重要组成部分[1]。“网络安全技术”无论是作为工科院校通识课程还是作为计算机类专业课程，其地位和作用都越来越重要。演示实验教学，是该课程教学中的一个关键环节，其目的是帮助学生更好的理解、掌握最新的安全威胁、漏洞、技术和管理策略。在该课程的实际教学中，演示实验教学是最可以出彩的，同时也是最容易搞砸的。演示实验教学是否成功，直接影响学习兴趣和学习效果。因此设计、实施符合教学目的、有利于培养学习兴趣和探究精神的演示实验教学，是该课程教学改革中最富有生命力的部分。成功的演示实验教学是有规范可循的，本文力求总结该课程演示实验教学的几条基本原则。
　　1 内容有趣
　　英国著名的教育理论家怀特海在《教育的目的》[2]一书中指出“教育的全部目的就是使人具有活跃的思维”，有趣的实验会让学生的思维更活跃，学习更主动。网络安全技术实验内容丰富，不乏有趣的题目。把内容有趣作为第一原则，是特别强调一开始就要把学生的注意力抓住，激发好奇心，吸引学生喜欢教学内容，喜欢听老师讲解，从而喜欢上这门课程。
　　1.1 选题实际
　　选题要做到内容有趣且实际。网络技术日新月异，现实问题层出不穷，课堂时间有限，这些因素都影响到选题。首先，选题要依据教学大纲、学情、教材等具体实际。其次，要紧密联系生活实践，分享真实的故事、亲身的经历，用学生关心或有所了解的問题来开讲，这样更容易吸引他们，唤起对学习的兴趣。
　　例如，破解密码、网络攻击、恢复删除文件都是学生很感兴趣的实验，就是因为这些问题本身很实际，学生对这些问题很熟悉，但就是没有深究过。
　　1.2 内容新颖
　　要做到内容有趣，实验必须新颖，把网络安全方面的新事例、新话题、新技术纳入演示实验教学，要让学生感受到实验的新鲜，不乏味，在实验过程中有一些“前所未有”的“发现”以及“意料之外”的“收获”。
　　例如，最新的勒索病毒，就是很好的新话题。通过典型木马的演示实验教学，举一反三，学生就会明白勒索病毒的基本原理和防范方法。
　　1.3 难度适中
　　要做到内容有趣，实验要有一定的难度，才会给学生一定的压力和刺激，简易化的教学常使学生不动脑子，失去学习兴趣[3]。但是难度又不宜太大，要力求演示后学生自己能成功重复实验。还要进一步拓展演示实验，提出更多的实验条件和和实验结果可能，留到课后完成，延续学习兴趣，培养科学精神。
　　例如，演示智能手机泄密行踪、PGP的实验的既是实际、新颖的问题，又是有深度，有挑战的问题，学生会因此而兴趣盎然。相反，若数据库攻击实验步骤繁多，难度较大，就不容易让学生长时间的保持注意力。
　　2 实施简便
　　实施简便就是实验要容易实施。网络安全演示实验通常需要搭建一定的网络环境，需要一定的工具软件来支持，但是，实验环境搭建不宜太复杂，实验工具软件应尽量低成本，简便易得。
　　2.1 工具简便
　　实验工具软件要易于获取，易于实验。例如，演示智能手机安装DSploit扫描WiFi安全隐患的实验，虽然软硬件环境搭建较复杂，需两台电脑、两部投影仪分别演示两部手机的攻防情况，但是，只要借助华为手机助手就可将手机上的操作同步显示到投影，整个实验变得简单明了。再如，智能手机监控实验，需两部手机，刷机，申请账号等，安装工具较多，依赖4G网络，就不便课堂演示，可留作课后实验。
　　幻灯片演示工具尽量用主流的微软OFFICE组件PowerPoint，如果自己带笔记本演示，也可考虑其他熟悉的演示工具，比如，Prezi。如果需要播放视频，选用通用性更好的超级解霸。 　　2.2 操作简单
　　首先，实验要简单可行。例如，网络攻防实验要简单，不能影响正常工作，不能违法。再如，计算机机房的教师机一般会安装还原保护卡，如果演示需要安装新软件而且要重启系统，这样的实验就不便实施。解决办法是用虚拟机来实现，但是，准备工作就比较繁琐了。
　　其次，实验操作要简单，这对于演示实验来说十分重要，操作复杂就易出差错，而且操作过于繁杂，易使学生感到疲劳和厌倦。演示实验的设备、软件学生越熟悉，越接近学生的生活，就越能使学生对实验产生亲切感，消除神秘感，也便于学生模仿，调动学生的积极性。
　　例如，文件恢复实验，用哪种工具软件更好，要反复比较，权衡利弊，FinalData比Easy Recovery更快更稳定。设计恢复U盘文件更可行，恢复硬盘，太费时间了，影响效果，布置成学生课后作业更恰当。再如，密码的破解，安装个Word2000密码破解软件Advanced Office 2000 Password Recovery，就可以非常直接的演示密码破解，操作非常简单。
　　3 效果直观
　　演示实验需要一目了然的效果。网络安全技术涉及的理论知识通常比较难懂，做演示实验的目的就是要让学生看明白技术的来龙去脉，揭示原理的本质，把深奥的理论变得浅显。
　　3.1 视觉直观
　　网络安全演示实验，学生主要是通过看演示过程和效果来理解。有时候，可以不用幻灯片，直接演示。如果幻灯片来讲解，借助图、表、动画把抽象概念形象化，一定要与所表达的主题紧密联系，但那也只是辅助性的，不要冲淡演示的主题。例如，在文件恢复实验后要利用图对磁盘文件恢复原理进行深入剖析，就非常直观，浅显易懂。
　　3.2 对比强烈
　　前后对照、对比，突出实验结果。例如，木马攻击实验，远程控制实验，前后对照，控制效果令人难忘。再如，恢复删除文件的实验是最直截了当的，实验前后对比，实验效果也非常明显。又如，用工具软件破解Word文档密码的过程，实验前，先设置密码，需密码才可以读写文件，演示破解密码过程，破解后再读写文件就不需要密码了，从而加深学生对密码空间的理解，增强安全意识。
　　4 演示流畅
　　网络安全技术演示实验特别容易因为复杂实验环境中的个别因素的变化而造成演示卡壳甚至失败，让学生怀疑你的专业性，教学效果糟糕。流畅是成功演示实验的关键，流畅才能吸引和保持注意力。教学过程是不可重复的，需要一气呵成，如行云流水。演示需有章法，把握好关键点，控制好时间和节奏。
　　4.1 把握关键
　　要营造生动、活泼、民主、和谐的课堂氛围，流畅的演示，配合简明扼要的讲解，要把握好实验的关键步骤，灵活处理。例如，灰鸽子木马程序攻击实验，就要把握好这样几个关键步骤：导入问题，制作木马，鼠标双击携带木马的伪装文件，监控肉鸡。
　　4.2 控制时间
　　课堂的时间是有限的，为了保证演示的完整性和流畅性，要大致编排一下教学各阶段的教学内容和分配时间。教学导入要直奔主题、逻辑清晰。要化繁为简，去掉不必要的、不相干的演示实验设备、软件、步骤，只留必需的。临场发挥要随机应变，演示和讲解都要张弛有度，完全驾驭课堂节奏。演示幻灯也是梳理教学进程的有效工具，最好是提纲性的，避免大段文字，学生的注意力才不易分散。演示的各个阶段都要有自然的简洁的语言来承上启下。
　　4.3 反复预演
　　要重视每一个细节。特别是不太熟练的、步骤多的实验要反复做几次，反复操作、演练。示范课，比赛课等特别重要的课，要多次试讲，同行评课，反复推敲，精益求精。通过预演和试讲，要预估课堂上学生可能的反应，才好在课堂上应对自如，游刃有余。
　　为了预防因教室电脑与备课电脑软硬件环境不一样导致演示失败的问题，复杂的演示实验最好自带电脑，这样做更可靠。例如，智能手机安全隐患演示，需安装的软件多，实验环境复杂，最好提前在自己的电脑上准备好，然后带到教室做演示。
　　5 高度互动
　　虽然，网络安全技术演示实验教学的重点在于“演示”，但是，教学不是教师的独角戏，要和学生高度互动，学生高度参与，循循善诱，才能引爆课堂，学生真正听懂、看懂才是硬道理。
　　5.1 快速带入
　　要快速带入，让学生充满惊讶、期待、喜爱的情绪。开场白尤其重要，开场是“注意力的最高峰”，也是参与程度最高的时刻[4] 。以震撼人心的事实开场，以有影响力的问题开场，以针对性故事开场，充满感情色彩，生动的描述，恰当的比喻，做到绘声绘色，引人入胜。例如，文件恢复实验，一开场就提问：听说过艳照门吗？文件删除了就真的不在了吗？还可以找回来吗？怎么找？一下子就抓住大家的注意力。
　　5.2 循循善诱
　　课前要设计好课堂提问，提问要循序渐进，由易到难，由近及远。每一步操作，都应得到清晰的反馈。关键处要适当停顿，观察学生的接受情况，给学生和自己都留有思考的余地，鼓励学生从专业角度思考问题。答疑要准确及时，分析要清晰透彻。再配以恰当的手势、表情和眼神，有温度、温情的言语更能打动学生。
　　5.3 高度参与
　　要关注每一个学生，让每一个学生都跟上老师的节奏，都参与进来。有时候，邀请个别学生参与演示，甚至扮演唱反调的角色[5]，就像魔术师邀请观众参与表演一样，会收到奇效。例如，密码破解实验，可以请一个学生上讲台独立操作，教师只需站在旁边指导，这样，更易带动大家的积极性，实验结果更令人信服。演示一结束，及时分析总结，得出正确结论，提升认识高度，要让学生感到是自己发现了真理。
　　6 结束语
　　以上五点，就是成功的网络安全技术演示实验教学的主要原则。通常情况下，坚持了上述原则，即内容有趣、实施简便、效果直观、演示流畅并且高度互动，能够做到实验目的明确，讲解生动，学生感兴趣，理解深刻，掌握牢固，教学效果良好。同时，以上教学原则对其他的演示实验教学，尤其是对计算机类课程演示实验教学也有一定的借鉴意义。然则，以上教学原则并不是一成不变的，要根据新的教学实际不断的加以改进和完善。
　　参考文献（References）：
　　[1] 陆明远，夏文婷.美国高校网络安全专业的发展特点及其启示[J].情报杂志，2018.11：1-9
　　[2] Alfred North Whitehead.教育的目的[M].庄莲平，王立中，译.北京：文汇出版社，2012.
　　[3] 王义高.巴班斯基论十大教学原则比较教育研究[J].1981.5：31-32
　　[4] Jeremey Donovan.TED演講的秘密：18分钟改变世界[M].冯颙，安超，译.北京：中国人民大学出版社，2014：77.
　　[5] Ken Bain.如何成为卓越的大学老师[M].明廷雄，彭汉良，译.北京：北京大学出版社，2007：104.
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