网络与信息安全专业实验室管理改革探索

张立江　王虎　谢林

摘 要：文章以中国矿业大学计算机科学与技术学院网络与信息安全实验室为例，阐述了专业实验室的管理与教学的重要关系，在专业实验室的管理环节进行改革尝试，通过加强管理、保证管理与教学体系的统一，显著提高了实验教学质量，增强了学生的实践创新能力。

关键词：网络与信息安全专业;实验室管理;实验教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 收稿日期：2020-07-03 文章编号：1674-120X（2020）35-0112-02

一、引言

目前在高等学校中，很多专业实验课程已从原有理论课程体系中脱离出来，这样以便系统地构建形式多样的专业实验课程模块，且这些专业实验课程一般都依托于专业实验室来开展。学校通过专业实验室的多种实践课程实训，来加强学生对专业知识的掌握，增强学生实践创新的能力，因此专业实验室的重要性不言而喻。但是专业实验室又有其独特的特点，比如，随着技术的飞速发展，专业实验室的设备和实验课程更替的频率较快，这给专业实验室的运行和管理带来了一定的困难，如何提高专业实验室的运行效率和教学效果成为一个重要的课题。

二、网络与信息安全专业实验室的实验教学体系

中国矿业大学计算机科学与技术学院（以下简称“我院”）于2005年建成网络与信息安全实验室，为学生提供了良好的实验环境，并开展了一系列网络安全方面的实践教学工作。目前实验室已开设的网络实践系列课程有：网络系统与安全实践、网络安全课程设计、信息安全综合实践、网络攻防实践、密码学课程设计等。这些实践课程的学习，能够使学生了解和掌握当前网络与信息安全的主流技术，认识影响网络安全的主要设备，熟练地配置和使用网络安全互联的设备，利用网络安全技术与网络安全设备设计、构建、管理和维护中小型企业的安全网络，具有一定的网络攻防实战能力，在渗透测试中能针对具体实际的网络安全问题给出解决方案。

三、实验教学与实验室管理的改革势在必行

传统的实验教学模式以教师为中心，学生按照教师准备好的设备和仪器，根据实验指导书上的方法和步骤按部就班地进行。这种模式的实验教学存在一定的弊端，即在整个实验过程中，学生始终处于被动的学习状态。这样不仅打击了学生的学习主动性和积极性，也不利于学生个性的发展，以及创新思维的培养。

网络实验室的管理也存在一定的不足之处，如设备管理混乱、规章制度缺失等。下面就网络与信息安全实验室教学与管理中的不足进行阐述：

（一）课程建设和教学改革工作滞后

自2006年至今，网络安全实践系列课程尚未进行相关的课程建设和教学改革工作，尤其是相关的课程大纲、实验指导书、实验教材等未进行过修订。当今互联网飞速发展，新技术层出不穷，网络安全实践课程的知识体系、教学内容都亟须更新，亟须相关教师深入研究如何提高网络安全实践系列课程的教学质量，深入思考如何对网络安全实践系列课程的教学内容、教学方法进行改革以及编写新的实验指导书。

（二）未形成课程体系，缺乏教学平台

目前计算机学院已开设的网络安全实践系列课程，如网络系统与安全实践、网络安全课程设计、信息安全综合实践、网络攻防实践、密码学课程设计等。这些课程之间如何衔接，课程之间的教学内容如何区分等教学的阶梯尚未完全形成，即未形成系统的课程体系。这些课程内容有很多相通的部分，如网络安全基础知识，交换机、路由器与防火墙等安全设备的基本知识等，但目前各门课程的教学内容仍相互独立，未形成一个相互联系的课程平台。

（三）网络实验室未得到充分利用

我院的网络安全实践系列课程都在该网络与信息安全实验室进行，加上相关课程配套的实验课，每学期的总课时数约150课时。其余时段网络实验室仅作为普通开放式实验室管理和使用，其交换机、路由器、防火墙、AP等昂贵的专业网络设备和现有的实验平台利用率较低。很多非计算机专业的学生对网络安全等知识非常感兴趣，但他们却没有在此实验室学习实践的机会。因此，很多学生只能退而求其次，额外付费参加社会上的培训机构学习课程，这对学校和学生而言都是资源的浪费。所以，学校亟须建设网络实践系列课程，在目前的专业课基础上，建立课程体系，针对不同层次的学生，开设不同的实践课程。

（四）网络实验室的管理滞后，与实验教学脱节

网络与信息安全实验室有大量专业的网络设备，需要专业人员精心维护才能保证设备的正常运行。但目前实验室采用开放式管理，学生使用频繁，无专人管理和维护，故障设备往往得不到及时的排除，耗材缺乏严重。因此，针对网络与信息安全实验室这样的高端专业实验室需要制订一整套管理和运行方案。只有这样，才能更好地为网络实践课程教学提供服务。

四、实验教学与实验室管理的改革思路

（一）课程体系的改革

教师应对现有的网络实践系列课程大纲进行修订，并据此对网络实践系列课程实验指导书重新进行编写。加强网络实践系列课程教学体系的建设，对网络系统与安全实践、网络安全课程设计、信息安全综合实践、网络攻防实践、密码学课程设计、物联网安全实践、Web安全编程实践等几门课程的教学内容进行划分，定位教学目标，明确每门课程的知识点、学习目标，配合新教学大纲对实验内容等进行改进。

（二）教学方法的改革和教学平台的建设

制作网络系统与安全实践、网络安全课程设计、信息安全专业综合实践、网络攻防实践、密码学课程设计等几门课程CAI电子课件;将实验内容模块化、套餐化;在教学方式上将讲解、实验和评价结合，提高实验质量;在实验方式上将小组实验和多组实验结合;量化课程考核指标与考核方式，综合评价学生水平。学校组织相关教师进行网络实验教学平台建设，并对相关教师进行培训。

（三）实验室管理与运行方案的建设与改革

教师应改变以前实验室传统的管理模式，使教师真正参与到专业实验室的教学和管理过程当中，对在教学过程中发现的问题及时提出具体的解决方案，变教师配合管理人员的模式为实验室管理人员配合教师的模式。教师还应从专业实验室的课程设置、使用以及維护等各个方面进行统一的协调管理，做到环环相扣，避免相互独立脱节的现象发生。

五、实验教学与实验室管理的改革成效

经过对实验课程体系和实验室的运行、维护、使用等各个方面的改革，新的实验教学模式取得了很好的教学效果。具体表现主要有以下几个方面：

（一）专业实验室课程体系更新加快，实验更贴合课堂教学

通过对实验室承担的专业课程进行梳理，教师针对不同专业对课程的大纲、实验内容等进行改进和更新，更注重与其相关的专业课程内容相结合，使专业实验室真正成为专业课的实践基地，进一步加强学生对专业知识的理解和掌握。根据专业培养方案，结合教学实际，建立了完整的课程体系，如下图所示。

（二）提高了实验室使用率

以前网络与信息安全专业实验室的设备每年的使用时间为3个月左右，其他时间专业实验设备都处于闲置状态。经过对实验室的改革，通过实验室开放项目、选修课等方式提高了实验室和设备的使用率。

（三）减少了设备故障的出现，設备性能得到充分利用

此前的实验室仅有管理人员进行维护，在设备出现故障的时候只能等待管理人员的处理，耽误了实验的时间和进度。现在实验室的管理改为以教师为主体，对常见的故障设备，教师可以自行处理。而且教师在实验前对实验设备进行统一调试，确保了实验过程中各设备的正常运行，提高了实验效率。

（四）提高实验室维护的效率

在实验室的维护期间，应由教师和管理人员共同执行。如此一来，避免了在维护过程中管理人员对实验设备存在的问题不清楚，而教师知道的故障设备又得不到维护的现象。通过教师和管理人员的通力配合，实验室设备的维护次数和时间都大幅减少。

（五）提高了实验效果

对专业实验室而言，实验效果才是最重要的。通过前面的一系列措施，学生在做实验时能更好地了解实验内容，使用实验室设备，使实验过程变成了一种愉快的过程。学生参与专业实验的积极性明显提高，实验效果也得到了显著提高。

六、结语

通过网络与信息安全专业实验室的改革尝试，我们发现实验教学和实验室管理是不可分割的两个部分，实验室的使用主体（学生和教师）与管理主体（管理人员）之间也是相互联系、相辅相成的两个部分。只有两者紧密配合，才能提高实验室的管理、运行水平，提高实验教学效果。

参考文献：

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