新质生产力背景下高职网络安全课程教学改革探讨

关键词：新质生产力；高职教学；网络安全；课程；设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）21-0175-03

0 引言

新质生产力的关键在于技术创新，近年来，我国先后突破了一些关键领域和核心技术上的壁垒，要想继续取得突破，就要抓住机遇，加大对数字信息技术的运用，让科技成为传统行业升级的生产推动力。此种背景下，无论是传统行业，还是高新技术行业，都十分需要科技人才[1]。网络安全课程就是一种数字信息方面的专业课，通过这一课程的教学，让学生掌握网络安全相关知识，和安全防御技术手段。传统的网络安全教学方式主要是教师根据课本、教案，在讲台上向学生宣教，学生只是被动地听讲，十分枯燥乏味，也缺乏与工作实际联系。而且网络安全知识是相当的抽象和乏味，许多主要的网络安全协议在经历了几年的开发后，都变得非常地烦琐，更加难以理解。显然枯燥的填鸭式教学效果并不理想，这种教学模式难以满足新质生产力对人才的需求。基于此，提出一种基于数字信息技术的教学模式设计，利用微课、翻转课堂等新型教学方法，将网络安全技术的实践应用过程呈现在学生眼前，并利用任务教学法、小组合作法等多种方式，让学生进行自主探索中，加深对网络安全知识的理解和消化。

1 新质生产力下的网络安全课程教学方向

网络安全课程与数字信息技术息息相关，兼顾理论与应用操作能力的培养，涵盖了安全软件程序设计、信息安全、密码学、网络安全协议等内容。通过本课程的教学，让同学对网络安全相关理论有深入的理解和掌握，并将所学知识运用于解决实际的网络安全问题。新质生产力理念倡导各行业积极运用数字信息技术等新兴科技来推动产业升级。在此背景下，社会各界都非常需要网络安全方面的技术人才，特别是具有扎实理论知识和实践操作能力的综合型人才[2]。

在新质生产力的大环境下，高职院校也开始了新一轮的教学课程改革，要强化学生综合能力，这就需要改变以往照本宣科的枯燥教学模式，应符合学生的心理和个性，尊重学生的主体性。在课堂设计时，应考虑一方面要让网络安全技术的应用过程更加清晰地呈现在学生眼前，另一方面也要给学生创造自主探索、自主实践的契机，引导学生能够更深入地参与课程，提高对网络安全知识的理解和相关技术的运用能力。

课堂时间毕竟有限，要实现以上教学设计构思，就应突破常规教学方法，利用数字信息技术将课堂延伸扩展，实现教学工作的新质生产力革新。

2 基于新质生产力的高职网络安全课程设计

2.1 建构网络教学平台

新质生产力强调利用数字信息技术进行传统行业的升级，教育工作也应响应号召，主动利用数字信息技术更新教学方法。因此，在改革教学时应设计并建立一个信息化的网络教学平台。目前，许多地区和大学都已建立了网络教学平台，并通过教学App、微信、QQ等工具提供辅助。学生可以通过注册账号进入校园网络教育平台，教师不仅可以使用该平台进行远程辅导，还可以分享学习资料。在课前，教师可以利用该平台分发教学资源和预习材料，让学生做好准备；课后也可利用在线教学平台进行复习，这不仅提升了学生对网络安全技术的学习效果，还提高了他们的自主学习能力。网络学习平台可采用B/S结构设计，包括应用层、数据层以及客户端等，采用MySQL数据库存储和分享课件资源，并与互联网连接以搜索互联网资源，其结构设计如图1所示。

2.2 引入翻转课堂教学模式

所谓翻转课堂，是一种以数字信息为基础的教育方式。教师在上课前，将网络安全的理论知识和应用过程制作成预习课件，并分发给学生，让学生提前预习，这样当正式上课时，教师可以将节约的时间用于设计互动环节、小组合作探索环节、重难点讨论环节等。课件可以包括图表和短视频，这样能够让网络安全技术的应用过程直观地呈现在学生眼前，方便学生理解，同时也有更多时间让学生自主探索、自主实践，增强学生对知识的理解，提高他们的实践能力。在引入翻转课堂之前，教师要先整理教学内容，明确哪些内容适合制成课件材料让学生自学，哪些内容适合用在课堂上设计自主探索环节，开展如小组合作探究和辩论等教学方法。同时，在课堂教学中，教师的角色也应发生变化，从单纯的知识灌输者变为组织者和引导者。课件材料要突出重点和难点，提前为学生标出重点，要求学生课前自学材料中的某一部分，在课堂上再带领学生深入探索。这些学习资料会存储在数据库中，学生不仅可以用于课前预习，在闲暇时间也可以拿出来研究，以便更好地巩固和消化这些知识。

2.3 引入微课教学形式

以移动网络为基础的微课教学，也是基于数字信息技术的教育方式。微课教学不受时空限制，可随时发布和分享学习资源，不必依赖校园网络教育平台，通过手机微信、QQ等就可以实现。在尚未建立校园网络教育平台的学校，可以先采用微课教学模式。教师课前总结和梳理知识点，将分散的知识串联起来，为学生制作简洁易懂的教学材料[4]。由于技术限制，微课教学平台的学习材料体积一般不大，课件要短小精炼、抓住本质和重点。网络安全课程具有很强的综合性，每个知识点和章节都有其特点，同时不同章节又常有一定联系，需要引导学生将这些分散的知识点整合起来。网络安全课程的知识内容烦杂，课堂时间有限，难以带领学生将所有知识点串联起来。因此，教师可以引入微课技术，利用微博、微信、QQ、公众号等途径，让学生在业余时间巩固知识，理解各知识点的特点和联系。在传统课堂教学里，教学材料只有教科书，教师也只是照着教科书授课。网络安全课程的教学目标是使学生了解相关理论知识，并掌握运用网络安全方法解决实际问题，但网络环境下的安全问题繁多，教科书的篇幅有限，仅靠教材作为教学材料不能满足实际需求。提倡新质生产力的今天，培养学生的信息技术能力十分关键，互联网的飞速发展打破了常规教材教学资源的束缚，可以在网络空间中快速搜索包括文字、视频和语音等多种教学素材，提升学生的网络安全知识和实践运用能力。教师可以发挥互联网的传播优势，搜索更多学习资源，鼓励学生自行搜集整理教学材料，形成微课资源，并进行内部分享，对教材未覆盖的内容进行适当扩充，达到更好的教学效果。

2.4 网络安全课程教学改革的实例设计

2.4.1 课前预习及任务布置

以SSL握手协议为例，这是网络安全课程中的一个教学重点和难点。SSL/TLS协议是当前网络中最常用的一种安全加密方式，例如，我们在电商购物平台输入卡号时，使用SSL协议加密，保证数据安全，防止机密泄露。SSL握手协议较为复杂，如果只是采用填鸭式教学，学生在课堂上被动聆听教师讲解，教学效果非常有限。一节课后，大多数学生依然茫然，不了解SSL握手协议的应用过程。少数学生能明白其工作原理，但也不够精确。显然无法满足新质生产力对网络安全人才的需求，需要改革教学模式。

可以采用翻转课堂教学，让学生提前预习，在课上自主探索、讨论，充分调动学生的求知欲，增强学生的主观能动性，从而更好地理解这方面知识。

SSL握手协议的工作流程可以分为4个步骤，其中最核心的步骤是彼此身份的验证。主要知识点包括3个方面：1）客户端与服务器之间的身份相互验证；2）客户端和服务器之间的加密密钥及其所采用的算法；3）安全密钥的生成。

教师需要提前制作汇集知识点的教学课件，在课件中讲解密码组合算法、密钥交换等内容，同时布置需要思考的问题，让学生在课前预习课件后，自主查找相关材料，并在课堂上讨论分析、共同探索。问题如下：1） 为了在客户机与服务器间构建逻辑联系，初始交换需要包括哪些步骤？2） 第一阶段有哪些密钥的交换方法？3） 第二阶段哪些步骤必须要有？证书对于哪一类密钥交换可以不是必要的？4） 在非信任环境下，通信各方怎样通过协议形成密钥？

2.4.2 课堂设计

上课时教师先花较短时间总结课件，之后带领学生探索这些问题。由于SSL握手协议较为晦涩难懂，笔者采用了情景模拟的教学方法，演示SSL握手协议的过程，课前制作教辅工具，会SSL握手协议所涉及的相关元素，包括协议版本号、随机数、对话ID、密码算法（RSA、 DES、3DES 以及IDEA） 、数字证书（RSA、D-H） 等要进行协商交换的内容，制成一张张小卡片，并分为用户端和服务端，然后把学生们分成三个小组，各组挑选一个小组的队长，再通过抽签方式决定是客户端还是服务端。然后根据SSL握手协议的各个步骤，分别在道具卡片里选择对应的元素进行协商交换，模拟SSL密钥的协商及交换的过程，展示完毕后，老师给出评价。

为验证学员自主学习的结果，加深对协议中的抽象概念的了解，老师可采用 SSL加密技术在进行通信演练，并使用抓包工具，获取通信报文，对通讯消息进行拦截，让同学们能够看到报文中的消息，能够更加直接地看到 SSL握手协议的工作过程。

首先，老师使用用户端将一个建立连接的请求信息发给服端；其次，抓取请求报文和服务段的应答报文等；再次，教师可以让同学们看被拦截的报文内容，重点是了解其中的算法和过程；最后是结合这一实例，带领学生讨论课前布置的问题，如这一过程中是怎样实现身份认证的，在非信任的环境下，是怎样协商得出密钥的。并利用小组合作的方式，共同探索应用过程中的相关问题，各小组得出讨论结果后，教师加以点评。

2.4.3 教学评价设计

在课堂教学改革的同时，教学评价方式也要加以改进，更加客观地评估学生的学习成果。在教学评估方式上，可由过去的单一评估转向多元评估，对学生进行全面评价。从提高学生实践能力和培养学生学习主观能动性的角度进行教学评价。还可以利用数字信息技术进行评价，如根据学生课前课件的下载情况、学生登录教学平台的签到情况，来评价学生是否有效参与翻转课堂。另外，评价的对象不局限于教师，可以采用生生互评、学生自评等多角度评价，使教学评价更加客观全面。

3 结束语

本文重点探讨了在新质生产力背景下的网络安全课程教学改革，并以SSL握手协议的教学为例，通过利用数字信息技术进行教学模式改革，通过小组合作、情景模拟等方式调动学生的探索热情，增强学生的主观能动性，更好地理解理论知识及其应用。