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反计算机病毒技术的教学设计

摘要：如何改进教学方法，增强学生的学习动力，使得教学效果事半功倍，是摆在教师面前的重要课题。本文以“网络安全”课程的计算机反病毒技术之“PE文件”相关内容为例，基于BOPPPS模型将整个课程的教学过程分解到课前学习、课堂内化和实践强化三部分，就这三部分分别进行教学设计。关键词：教学方法；网络安全；反病毒技术；BOPPPS模型；教学设计1“网络安全”课程存在问题理论部分往往以教师的课堂理论讲授为主。课堂讲授时，又以技术理论讲解为主，学生在听取教师讲述过程中被动地汲取课程知识，导致学生学习积极性和创造性明显很低，从而达不到理想的教学的效果。此外，教师过多关注严谨的教学结构，课堂灌输内容得不到及时内化与沟通，没有引导学生利用知识和技术去拓展学习，导致学习与实践环节脱节严重。“PE文件格式的分析和构造”和“PE文件的加载、重定位和执行过程”两次实验是较为基本的有关病毒的实验，发现大三学生由于存在对知识的新鲜感大幅度降低，很多学生已将重心放在考研和找工作上，对专业课的学习只求知之甚少而拿学分的心态，因此如果教学形式缺乏课堂互动的环节，课堂不具有双向性和趣味性的话，教师很难调动学生学习的主动性。2基于BOPPPS模型的课堂设计BOPPPS是将教学内容依起承转合切分为六个阶段，依序为：暖身(导言)、学习目标(结果)、先测、参与式学习、后测及摘要(总结)。本文以课堂教授“PE文件”相关内容为例，通过引导学生强化学习积累相关知识，把知识内化为经验和能力，培养和提高学生的分析问题能力。为此，整个教学过程由课前学习、课堂内化和实践强化组成。2.1课前学习阶段设计此阶段包括暖身(导言)、学习目标(结果)。由于学生基础的差异，有的编程基础更好，有的更有兴趣应用软件，由于已经是大三学生，具备根据需要自行学习的能力，在学习之前，为了吸引学生的注意力，让学生选择A和B两种方案。A方案：课前自学王倍昌编写的《走进计算机病毒》一书，达到普及DLL注入、Winsock劫持、协议劫持等知识的目的。B方案：课前自学戚利编写的《WindowsPE权威指南》一书，从字节码的角度对PE文件格式进行研究，在基础理论知识方面普及Windows异常处理知识，提高学生编程兴趣，愿意投入充分的时间研究学习本门课程。学生可以自己组队学习。课前学习阶段A方案学习目标(结果)设计如下：(1)初步了解病毒。第3章前5节相关内容则必须读，这些章节涉及很多基础工具知识普及：如介绍进程监控、注册表监控、文件监控工具、病毒行为综合监控工具[2]。(2)进一步了解病毒经常使用的手法。第3章6、7节相关内容则必须读，这些章节涉及DLL注入、Winsock劫持、协议劫持等知识普及[2]。(3)反汇编工具Ollydbg及IDA的熟练使用。课前学习阶段B方案学习目标(结果)设计如下：(1)初步了解PE。第1章通过PE字节码阅读器认识PE文件。第2章了解三个常用小工具：PEDump十六进制字节查看器、PEInfoPE结构分析器、PEComp为PE文件比较器[3]。(2)进一步了解动态加载技术。第11章相关内容[3]。(3)反汇编工具Ollydbg及IDA的熟练使用。方案中的三点充分对应学习目标(结果)的三要素：认知、情意和技能。认知方面：方案A学生认识到病毒与程序关系，就是一段代码。方案B学生认识到PE病毒就是一段十六进制字节码。情意方面：方案A学生从价值观上接受要学习反病毒就必须进一步了解病毒经常使用的手法，方案B学生从价值观上接受要学习反病毒就必须进一步了解动态加载技术。技能方面：反汇编工具Ollydbg及IDA的熟练使用。2.2课堂内化阶段设计此阶段包括先测、参与式学习、后测及摘要(总结)。课堂内化阶段需要由教师用一刻钟或半小时的时间讲课，有针对性地讲解同学们在课前学习阶段中可能遇到的困难、难以理解或需要注意的问题。先测即两个方案学生代表，可各派三个学生以课堂提问方式，提出相关的问题，可以增进师生间的沟通，更能使学生有一种全新的感觉，增强学生学习的趣味性，调动他们的学习积极性，活跃创新思维，锻炼其在公众场合的讲说能力[4]。让大家掌握DLL注入和PE文件病毒可能的经常使用的手法，进而调整内容的深度与进度，达到先测的目的。参与式学习常见的做法，是将课堂参与者都拉入互动的情境中。具体设计如下：(1)课堂讲解PE结构及其运行原理。(2)课堂上部分学生代表进行讲解，A方案学生把DLL注入介绍给大家，B方案学生把动态加技术介绍给大家。(3)课堂提问方式：目标是让大家掌握PE文件病毒可能的经常使用的手法。(4)参与式学习环节：由教师提出问题，让学生合作做出DLL注入；或