２Ｏｌ４年３月 第１３期 教育教学论坛 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｍａｒ．２Ｏ１ ４ Ｎ０．１３ 对物联网安全课程教学内容和方法的探讨 邓淼磊，刘宏月 （河南工业大学，河南郑州４５０００１） 摘要：随着物联网产业的蓬勃发展，国内不少高校都开设了“物联网工程”专业或者物联网相关课程。物联网的安全 是物联网产业发展过程中必须要解决的问题，也是“物联网工程”专业学生的必修课程。物联网安全是信息安全的一个新 领域。我们认为，物联网安全课程的教学内容应该体现信息安全的核心技术和物联网在信息安全方面的特殊需求，并且 物联网安全课程的教学应该坚持理论授课与实验相结合方式，理论与实践并重。作者结合多年来讲授信息安全相关课程 和物联网安全内容的体会，对物联网安全课程的教学内容和方法进行了探讨。 关键词：物联网；信息安全；教学内容；教学方法 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）１３—００７８—０２ 物联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）是一个交叉性学科。物联网 产业在中国得到了蓬勃发展，但就物联网技术本身来讲，物 联网并非是全新的技术应用，它是信息技术发展到一定阶 段的必然产物。一方面，人民对美好生活的不断追求提出了 人物互联和物物互联的需求；另一方面，现代信息技术的快 速发展也使得各类物体连入互联网成为可能。物联网是一 种聚合性技术应用创新，其关键技术，如射频识别技术 特殊领域，掌握信息安全的一些核心技术，如数据加密技 术、认证技术、安全协议理论和技术等，以及信息与网络安 全的一些基本概念，是正确认识和理解物联网安全的前提。 其中重点在于数据加密技术，这不仅是信息安全研究的重 点，也是保障物联网安全的核心技术，其他安全技术或理论 大多都建立在数据加密技术的基础上。 ２．感知层安全技术。感知层主要通过各类感知设备和 技术，如传感器、ＲＦＩＤ、二维码、ＧＰＳ设备等，从终端节点感 知和收集各类信息或标识物体，并可通过短距离无线通信 方式完成一些复杂的操作。相应的安全问题主要是终端设 备的物理安全和短距离无线传输的安全。物联网中感知层 的安全是最能体现物联性的部分。由于感知层终端设 （Ｒａｄｉ０ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）、传感器技术、无线网 络技术等大多都是前些年都已经出现并得到深入研究的技 术。这些技术也在物联网大发展的环境下得到了更深入的 研究和更广泛的应用。物联网人才的培养是物联网发展的 根本要素。我国非常重视对物联网专业人才的培养，教育部 早在２０１１年起增设了“物联网工程”新专业，不少高校都已 经开始招收“物联网工程”专业的学生。在物联网产业繁荣 发展的背后，物联网的安全问题也逐渐显现并引起了人们 的重视。物联网是建立在互联网基础上的，互联网本身存在 的诸多安全隐患在物联网时代依然存在。并且由于物体也 直接连入互联网，物联网的安全问题会直接影响到实体安 全，所以物联网所面临的安全问题比互联网更加复杂和严 重，成为了物联网进一步推广应用的主要障碍。考虑到物联 网对未来我国经济和社会发展的重要性，以及物联网安全 备一般都具有电源有限、存储空间有限和计算能力有限的 特点，传统信息安全中的解决方法不能直接用于解决感知 层安全问题。如在ＲＦＩＤ系统中，传统的安全协议就不能直 接用在ＲＦＩＤ标签和ＲＦＩＤ读写器的通信中，并且传统的安全 协议设计理论和模型也不适用于设计ＲＦＩＤ系统的安全协 议。对这部分内容的教学应充分体现物联性，并作为物 联网安全课程的重点进行讲授。 ３．网络层安全技术。物联网是建立在互联网的基础上， 对未来我国信息安全和的重要意义，高校有义务 和责任重视培养物联网安全方面的人才，物联网安全相关 课程也应该成为“物联网工程”专业学生的必修课。物联网 安全课程的教学没有成熟的经验可以借鉴。通过对物联网 安全问题的研究，以及对信息与网络安全课程多年教学经 验的积累，经过多方调研，我们对物联网安全课程的教学有 自己的一点浅见，下面分别就物联网安全课程教学内容和 教学方法进行探讨。 传统的网络安全问题在物联网中仍然存在。这部分内容主 要讲授传统网络安全问题，同时应兼顾物联网的特性。由于 物联网系统中，大量终端节点都接入网络，导致数据量激 增，并且物联网呈现多元异构的特点，在这种复杂的网络环 境下保证信息的机密性、可用性、完整性、不可否认性、可控 性等安全属性会带来新的挑战。 ４．应用层安全技术。应用层的安全主要是多种平台、多 种业务类型、大规模物联网络的安全架构设计和建立的问 题以及数据安全和用户隐私保护问题。这部分讲授的重点 应放在用户隐私保护方面。在物联网时代，各类物体都连入 网络，而这些物体都附属于某人或组织，如果没有有效的隐 私保护措施，那么通过获取物体信息就可以获得物主的某 些信息或实现对物主的追踪。 二、物联网安全课程教学方法 作为新的课程，物联网安全课程的教学方法没有成熟 的经验可以借鉴。我们通过深入分析和广泛调研，认为应该 坚持以下原则。 １．统筹考虑，突出特色。物联网安全涉及面比较广，内 物联网安全课程教学内容 物联网是一门交叉学科，涉及￣ＩＪＲＦＩＤ技术、无线传感 器网络技术、通信技术、计算机技术等。物联网安全也涉及 到各种技术自身的安全和整个系统聚合应用的安全。对比 互联网，物联网大致可以划分为三个层次。第一个层次是感 知层，负责信息的感知和采集。第二个层次是网络层，负责 远距离信息的可靠传输。第三个层次是应用层，负责对信息 的分析、处理和利用。应分层讨论物联网的安全问题。另外 对于信息安全的一些共性技术，如数据加密技术、安全协议 理论和技术、认证技术、隐私保护技术等，也是物联网安全 的核心技术，也应该作为重点进行讲授。物联网安全课程的 主要内容安排如下。 １．信息安全核心技术。物联网安全是信息安全的一个 容杂，教学中应该统筹考虑，突出重点和特色。不同院校“物 联网工程”专业课程设置应突出优势学科和特色行业，相应 的物联网安全课程教学也应突出院校的特殊行业安全需 求。 ７８— ２Ｏ１４年３月 第１３期 教育教学论坛 ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＦＯＲＵＭ Ｍａｒ．２０１ ４ ＮＯ．１３ 多种方法并用提高《人机工程与造型设计》教学效果 胡（中国矿业大学元 徐州２２１１１６） 机电学院，江苏摘要：《人机工程与造型设计》课程的教学内容涉及面广、知识点分散，在教学中采用组织学生进行论文演讲、设计仪 表、正反方辩论和实物制作等教学方法和手段，学生对教学内容的理解和掌握有较大的提高，表达能力、思维敏捷水平、 动手能力等得到锻炼加强。 关键词：教学；演讲；设计；辩论；实物制作 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）１３—００７９—０２ 《人机工程与造型设计》是一门介绍人机工程学的基本 理论和造型设计相关知识的课程，也是一门将技术与艺术 论文演讲 设计生理学与心理学基础这一章包括人的神经系统结 构与功能、人对信息的处理、人的感觉和知觉特性、视觉功 能与特征、听觉机能与特征、心理因素等内容，这些内容里 的神经系统结构、人对信息的处理、记忆、遗忘等内容与我 紧密结合的课程ｌｌ＿。人机工程与造型设计是作为一种新的产 品设计观和方而兴起和存在的，是探讨如何应用各种 先进技术，达到产品科学与艺术的高度统一，它不同于传统 的工程设计，也不同于一般的艺术设计，而具有多学科相互 渗透、交融的特点 人机工程与造型设计是一门多学科综合的边缘学科。 人机工程学研究的主要内容就是“人一机一环境”系统，人 机工程学既研究人、机、环境每个子系统的属性，又研究人 机系统的整体结构及其属性。力求达到“人”尽其力，“机”尽 其用，“环境”尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高 的舒适度和生命保障功能，最终达到系统综合使用效能最 高回。造型设计主要以各种产品为表现对象，在满足产品物 质功能的前提下，用艺术手段创造出实用、经济、美观的产 品，造型设计必须满足实用要求的物质功能和审美要求的 精神功能两方面的要求网。人机工程与造型设计包括设计生 理学和心理学基础、人体测量学、工业造型设计的美学基 础、形态设计、色彩设计等丰富的内容，通过人机工程与造 型设计课程的学习，可使学生了解人机工程与造型设计的 基本设计原理与方法，提高设计素养。本课程的特点是基本 理论知识点涉及面广、分布较散，内容相互关联较少，学生 们的Ｅｔ常学习有较大关系，对指导如何正确进行学习有重 大作用。在进行生理学与心理学基础教学时，布置学生撰写 “根据生理学与心理学知识谈如何学习”的小论文，要求学 生们根据学到的生理学和心理学知识谈如何学习得快，如 何记得牢，如何提高效率，用所学知识指导日常学习。很多 同学在教材知识的基础上又查阅大量资料，并结合自己的 经验，认真撰写论文，分别从身体健康、记忆、复习、遗忘等 不同方面对学习的作用和影响进行了论述，谈了各种不同 学科的正确的学习方法。老师把其中有特色的论文挑选出 来，让学生在课堂上进行交流演讲，各自介绍自己的好的学 习方法和建议，每位同学演讲结束后，由下面的学生提问， 演讲者解答。课堂上气氛热烈，一些平时上课总是坐在教室 后排听讲的同学也大胆地演说，并能恰当地回答其他同学 提出的问题，教学效果较好。课后有的同学说以前只知道认 真学习、努力学习，对如何正确地学习、学习的方法与技巧 等知之甚少，通过知识学习和论文演讲获益非浅。通过让学 生演讲和相互提问，锻炼了学生的自我表现能力和演说口 语表达能力，加深了对相关教学内容的理解。 二、设计仪表 容易看懂，深入理解则有难度。如采用传统的教学方式，则 不易引起学生的兴趣，不利于培养学生的自学能力、动手能 力。而应采取灵活的教学方式，对教学思路、教学内容、教学 方法和教学手段进行改革。已有学者在相应的教学方法改 革上进行了有益尝试。作者在教学中把相关知识和理论与 仪表是显示装置中使用最多的一类视觉显示器，仪表 的大小、颜色、刻度、指针、外形等对仪表的正常发挥作用有 重要的影响，根据不同的使用人群和不同的使用环境，设计 实际情况相结合，将老师为主变为师生并重的教学方式，把 学生的创造性、主观能动性和好胜心结合到教学中，发挥学 生的积极性，旨在加深学生的理解，开阔思路，培养学生的 综合能力 ．－＋＊＋ 相应的仪表，在讲解仪表设计的基本原理后，必须让学生实 际设计，以便把理论和实际结合起来，每个学生根据自己的 体会、生活经历等设计不同风格、式样的仪表，在设计完仪 表后，组织学生交流，每人介绍自己设计的思路、意义、作用 参考文献： ［１】黄桂田，龚六堂，张全升冲国物联网发展报告ｆＭ】．北京：社会 ＋··＋”＋一＋一＋２．理论与实践并重。必须重视实践环节的教学，培养学 生的动手能力，坚持理论与实践并重，着力培养具有创新精 神的应用型物联网安全技术人才。 ３．充分发挥多媒体教学优势。利用多媒体技术演示对 物联网的各类攻击以及各种安全技术在物联网中的应用， 将加深学生对物联网安全技术的理解，激发学生对课程的 学习兴趣，培养学生的实践动手能力。 物联网安全问题的解决对物联网未来能否在各个领域 大规模应用具有决定性的作用。物联网安全有区别于传统 网络安全的特性，并且物联网安全问题更加复杂紧迫。探讨 科学文献出版社，２０１３． 【２】雷吉成．物联网安全技术ｆＭ Ｅ京：电子工业出版社，２０１２． ［３】张海涛．物联网关键技术及系统应用［Ｍ】．北京：机械工业出版 社．２０１２． ［４】施荣华．物联网安全技术【Ｍ１．北京：电子工业出版社，２０１３． 基金项目：河南工业大学校级优培工程项目。 作者简介：邓淼磊（１９７７一），男，博士，副教授，任教于河 南工业大学信息科学与工程学院，研究方向：信息安全、物 物联网安全人才的培养问题，对我国物联网的健康持续发 展具有重要意义。 联网技术；刘宏月（１９７１一），男，博士，副教授，任教于河南工 业大学信息科学与工程学院，研究方向：信息安全。 ７９——
