網絡空間安全專業數據庫應用技術課程教學設計與實踐探索

劉玲君 張蕾 李旌燕 謝中華

摘要：數據庫應用技術作為網絡空間安全專業的一門基礎課程，著重闡述數據庫的基本概念、具體操作方法和相關的應用，具有較強的實踐性，對學生了解數據庫系統和信息安全體系具有重要意義。為了適應網絡和大數據技術的快速發展和加強學生實踐動手能力，對數據庫應用技術課程教學進行改革，探討如何使課程教學的內容、基本技能與實際相結合，同時拓展數據庫安全性知識，以滿足網絡空間安全專業應用型人才培養的要求。

關鍵詞：數據庫應用技術；網絡空間安全；教學改革；數據庫安全

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）04-0077-03

0 引言

隨著計算機網絡和大數據技術的不斷發展，數據庫應用技術越來越受到重視，目前已成為網絡空間安全專業的一門重要的專業核心課程[1]。數據庫應用技術課程是高校網絡空間安全專業的學生學習其他專業課程和從事相關工作所必需的基礎。該課程將數據庫管理系統理論與應用相結合，對學生進行數據庫系統基本知識、SQL語言、數據庫管理系統和數據庫安全性等方面的基本訓練，培養學生運用數據庫管理系統原理解決實際問題的能力。但由于網絡空間安全專業是新興專業，結合該專業特點的數據庫應用技術課程教學還存在著一些問題，需要對該課程教學進行改革和探索，從而提高學生對數據庫系統的理解程度，并有效培養學生對網絡空間安全問題的分析能力和解決能力[2]。近年來國家對網絡安全人才的需求與日俱增。如何滿足未來數字化社會需求，培養合規的網絡安全專業人才，同時加速相關課程建設，已經成為各教育單位關注的焦點[3]。

1 課程定位與培養目標

網絡空間安全專業培養人才注重德智體美勞全面發展，要求具有扎實的基礎理論和寬厚的專業知識，系統掌握計算機網絡與信息安全技術的基本理論和專門知識，熟悉數據庫安全、信息安全等基本原理及技術。針對網絡空間安全專業的特點，數據庫應用技術課程對學生能力的要求，注重學生素質的培養，努力使學生具有基礎厚、專業強、素質高的特點，具有分析問題、解決問題的能力和創新意識，同時注重提高人文科學、法律法規、職業道德素質等修養，使學生能夠成為網絡空間安全專業及其相關領域的高級工程技術人才，并具有成為復合型、創新型精英人才的潛質。通過該課程的學習，學生將達到如下要求：（1） 工程知識：具備數據庫的基本知識，掌握數據庫管理系統基本操作，理解數據庫安全體系、數據庫訪問控制機制等知識[4]。（2） 問題分析：能夠應用數據庫基本原理和方法，并通過文獻研究分析網絡空間安全領域的復雜工程問題，以獲得有效結論。（3） 設計/開發解決方案：具備數據庫開發與設計的能力，能夠針對網絡空間安全領域的復雜工程問題，設計出滿足特定需求的數據庫相關管理系統的解決方案，并能夠在設計環節中體現創新意識，同時考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。（4） 終身學習：提高學生學習數據庫應用技術課程的興趣和學習效率。具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力。

2 課程教學設計

網絡空間安全專業人才培養目標是面向網絡空間安全領域的高級技術應用型人才，要求學生具備數據庫系統的管理、開發和維護能力。針對以上目標，在教學內容上需要把握以下幾點：一是要注重理論知識的講解，同時突出網絡安全意識培養；二是要強調基礎知識，同時兼顧專業特色；三是注重實踐環節，并對實踐環節進行適當引導；四是采用案例教學法，針對實際問題，采用合適的案例來講解相關的理論知識。在教學內容的選擇上，盡量選取網絡安全領域的實例來講解數據庫系統的管理、設計和維護，通過實例的講解，使得學生能夠深入了解相關理論知識和技術方法[5-6]。在本門課程的教學過程中，以超星學習通作為平臺，創建網絡課程，通過錄制教程視頻并上傳教學所需資料、課前給學生推送預習小任務及小測、課堂上使用課堂教學、課后發布作業和實際綜合項目小組等環節完成教學，如圖1所示。

2.1 課程資源準備

在準備資源時，首先要注重基礎知識點與網絡空間安全的實際項目結合，并在教學中盡量采用案例教學法，通過案例對知識點進行講解和分析，引導學生掌握數據庫的原理和應用方法。此外，在教學過程中要引入一些網絡空間安全領域前沿研究成果和研究進展，并結合思政元素增加課程的知識深度和廣度[7]。在實驗環節上，多使用一些網絡空間安全專業相關的實驗項目，讓學生通過實驗對相關知識點進行理解和掌握。其次還要考慮在學生預習環節、學習環節、復習環節和翻轉課堂教學中的作用[8]。課程資源準備時，可采用自主錄制教程視頻和網絡教學資源兩者結合。錄制完成后，為調動學生學習的積極性，增加學習過程中的趣味性，以此驗證學生對本次學習內容的掌握程度，需要對教程進行后期處理，主要就是在微課中加入一些動畫，或者隨機插入幾個問答，學生回答正確后就可以繼續觀看后續的視頻，使得學生能夠在高度的注意力下高效率地完成視頻學習，制作完成的教程上傳至超星學習通平臺，學生就可以通過手機端或者電腦端觀看。而網絡教學資源可選擇公共平臺已有的高認可教學視頻作為補充學習，幫助學生從不同角度理解所學知識點，從而達到高效率學習。

2.2 課前預習和課堂學習

教師上傳教程的同時將與課程相關的PPT等其他教學資源上傳到課程章節中，可制定課前小測試。教師在課堂之前給學生安排預習內容、討論區預先留下問題、帶著問題觀看微課、完成課前小測試幾項內容。課堂教學中，教師通過投屏將PPT投屏到多媒體教室的幕布上，學生除了觀看幕布，后座學生還可以在超星學習通手機客戶端查看PPT，從而準確學習教學內容。在學習通中還有多種功能，教師根據學生在預習階段遇到的困難開展多樣化的活動。比如提出一些問題，使用“選人”活動中的“搖一搖隨機選人”或者“教師指定”選人，選出學生回答問題，使得學生集中注意力認真聽講；“搶答”活動中，設置知識點提問，學生搶答題目，活躍課堂氣氛。這些形式可以增加師生之間的互動，充分調動學生的積極性，使得學生愿意主動參與到課堂教學的交流與反饋活動中，打破傳統的“老師講學生聽”的課堂教學模式，從而解決學生課堂上的消極、畏難思想。

2.3 課后作業

教師在超星學習通上創建測試題，可以設置“作業截止日前允許學生重做2次”和“學生重做時顯示對錯”，這樣使得學生為了拿到高成績而重新答題，繼而加深對知識的掌握程度。其次還可以設置編程題要求學生使用所學SQL語言創建數據庫或者數據庫對象，并要求學生將編寫的代碼截屏上傳到作業區，以此方便查看學生編寫代碼時的書寫習慣是否正確，編寫代碼時是否掌握了語法要求，培養學生養成良好的書寫習慣，進一步鞏固語法知識。教師可以個性化設置試卷答案公布時間，給予未答題或答題未完的學生推送信息提醒。教師還可以根據平臺統計的數據，查看所有學生作業提交和得分情況。實現對試卷完成情況、試卷答題結果及做題速度、題目的正確率分析等前端數據的監控，教師針對以上數據，將對題目的解析及添加的備注推送到學生終端，學生在規定的時間內對做過的題目進行集中查看和復習，最后教師對學生進行整體評價，并進行課程優化調整。

2.4 綜合實訓項目

教師在課程開始前準備設計好多主題項目，要注意綜合考慮項目的合理性、可行性、難度及完成項目所需的時間。教師讓學生形成3人小組共同完成，小組成員相互合作交流，明確各自分工，遇到困難相互討論解決，保證項目順利開展并完成。學生在開展項目時應從簡單的操作入手，不斷提高自己的創造力，整個過程分幾個階段分別了解好隊員情況，理解團隊構建一個系統需要創造精神和團結精神，做好項目準備工作；能夠應用團隊結伴學習方式，在廣泛查找有關項目有關資料基礎上分析商業邏輯鏈條，提高對項目及過程的認知，確定方案；能夠理解項目的核心邏輯，不斷應用相應技術和工具分析和反思方案的合理性；通過團隊協作、互動交流，讓學生掌握知識內容、具備實踐操作的能力。通過這樣一個團隊協作方式完成數據庫設計開發所有過程。在每次過程中讓學生學會總結反思項目各環節問題，評價項目創新點和不足以及方案解決效果，充分調動學生學習的積極性，使課堂更加有聲有色，將學生的思維始終與教師的思想融為一體，真正體現出教與學雙方和諧共鳴的價值。

2.5 課程考核與評價

對于網絡空間安全專業來說，學生的實踐能力是非常重要的，因此，該門課程在考核方式上也進行了一些改革和探索。對于理論知識的考核，我們主要以課堂練習、基礎知識為考核內容，采用課堂測試的方式進行考核。而對于實踐能力的考核，采用開發一個數據庫應用管理系統，并提交課程報告和進行課程答辯的形式考核。為了提高學生學習的積極性和主動性，還采取了一些激勵措施。在期末考試中增加了平時成績，對于一些平時表現好、學習態度端正、積極參與實驗的學生給予了一定的加分獎勵。通過這些激勵措施，可以調動學生學習的積極性和主動性，讓學生知道數據庫應用技術課程與自身專業聯系非常緊密，從而激發學生對該門課程學習的興趣。從圖2可以看出，學生在教學改革后對各階段教學滿意度都得到了提升。

3 結束語

隨著網絡空間安全產業的發展，社會對網絡空間安全人才的需求越來越大，對于網絡空間安全專業人才的要求也越來越高，這就要求我們在培養網絡空間安全專業人才時，不能僅局限于培養學生的理論知識，更要注重其實踐能力和創新能力的培養。在數據庫應用技術課程教學中，采樣多種方式發揮學生學習的主動性和積極性，提高其學習興趣。在考核方面采取理論和實踐相結合的方式進行考核。通過對數據庫應用技術課程教學模式的改革和探索，提高了網絡空間安全專業學生的學習積極性和主動性，激發了他們學習數據庫應用技術課程的熱情。

參考文獻：

[1] 張曉麗.面向新工科人才培養的數據庫原理及應用課程改革研究[J].電腦知識與技術，2023，19（14）：168-170.

[2] 王偉兵，文伯聰.網安專業數據庫安全課程實戰化教學探索[J].教育現代化，2019，6（14）：89-92.

[3] 譚慧琳，牛莉，王德江.基于OBE理念的《數據庫技術與應用》課程教學設計[J].電腦知識與技術，2022，18（36）：143-145.

[4] 李蓉，羅小平，廖福保，等.數據庫應用技術課程的成果導向課程標準開發[J].計算機教育，2019（7）：19-22.

[5] 宋賢霞，李燕，任真，等.深度融合信息技術的數據庫課程教學設計與實踐[J].計算機教育，2023（5）：29-34.

[6] 韓朝怡，程永喜，王建軍，等.應用型本科教育下“數據庫原理及應用” 課程改革探究：以太原工業學院為例[J].西部素質教育，2022，8（21）：138-141.

[7] 閆蓉.混合教育背景下的數據庫類課程思政教學探索[J].計算機教育，2023（6）：17-22.

[8] 夏浩飛.基于首要教學原理的翻轉課堂教學研究：以數據庫應用技術課程為例[J].計算機教育，2021（4）：174-178.

【通聯編輯：王 力】