◆成少梅

（青島西海岸新區(qū)辛安初級(jí)中學(xué) 山東 266510）

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)發(fā)展，萬物相連的時(shí)代逐漸來臨。人們生活中越來越廣泛地應(yīng)用信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全開始成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題?，F(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)安全問題較為嚴(yán)重，全世界爆發(fā)的“永恒之藍(lán)”病毒，短期讓140個(gè)國家遭受攻擊，用戶計(jì)算機(jī)受到病毒進(jìn)攻后，硬盤數(shù)據(jù)隨之鎖定，解碼則需要支付一定的金額，這也在一定程度上導(dǎo)致用戶的網(wǎng)絡(luò)安全受到嚴(yán)重打擊，甚至形成嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全危機(jī)。

在Python語言教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)的難點(diǎn)問題眾多，教師為學(xué)生解決問題的同時(shí)，也要幫助學(xué)生樹立網(wǎng)絡(luò)安全思維，使其意識(shí)到使用網(wǎng)絡(luò)過程中應(yīng)當(dāng)注意的問題，將網(wǎng)絡(luò)安全與Python教學(xué)相結(jié)合，深度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)Python語言的興趣與效率。

1 Python語言教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 Python語言發(fā)展現(xiàn)狀

Python語言作為一種動(dòng)態(tài)性的腳本語言，適用于沒有基礎(chǔ)的入門學(xué)習(xí)者，Python語言具有理想的可讀性，便于新手理解及學(xué)習(xí)?，F(xiàn)階段的語言編程發(fā)展，Python語言已經(jīng)成為各個(gè)年齡段學(xué)生計(jì)算機(jī)課程中的重要環(huán)節(jié)，Python語言語法較為完整，可實(shí)現(xiàn)語句級(jí)、面向過程程序開發(fā)，相比其他語言形式，可準(zhǔn)確表達(dá)邏輯算法。Python語言又名生態(tài)性語言，產(chǎn)生于生態(tài)背景下，其語言間接，受到人們的廣泛認(rèn)可，已經(jīng)成為全球內(nèi)最大化的單一語言編程。

1.2 Python語言教學(xué)情況

在我國各級(jí)學(xué)校的教學(xué)過程中，學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)存在差異。受到地區(qū)性因素影響，部分學(xué)生較早的接觸計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)，部分地區(qū)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)理解較為淺薄，部分學(xué)生邏輯思維能力差，初期接觸編程時(shí)興趣較為濃郁，但隨著課程的深化，學(xué)生興趣容易弱化，甚至放棄對(duì)編程課程的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容過度關(guān)注，照本宣科，而極少有培養(yǎng)編程與應(yīng)用相結(jié)合的意識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在Python語言學(xué)習(xí)中視野打不開，學(xué)習(xí)無法深化，Python語言學(xué)習(xí)效率低，進(jìn)步慢。

結(jié)合國家對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全人才的迫切需求，結(jié)合本人技術(shù)所長，擬從網(wǎng)絡(luò)安全角度淺析初中Python語言教學(xué)。

2 Python語言教學(xué)意義

2017年，為搶抓人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，國務(wù)院頒發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，人工智能已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略發(fā)展的需要?；诖苏J(rèn)知，青少年編程被提上日程，全面納入教育教學(xué)課程。

Python語言作為我國初中、高中信息技術(shù)課程的重要內(nèi)容，課程中教師會(huì)引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)Python語言語法，建立程序設(shè)計(jì)思想。Python語言內(nèi)容簡單、操作便捷、程序運(yùn)行速度快。通過Python語言學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

學(xué)生對(duì)信息技術(shù)課程普遍較為喜愛，在Python語言的學(xué)習(xí)中，可以對(duì)工作中的核心概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生統(tǒng)籌規(guī)劃能力，從而學(xué)會(huì)自下而上的解決實(shí)際問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中、工作中終身受益。

隨著Python語言課程不斷改革，設(shè)計(jì)的課程已經(jīng)能滿足不同年齡段學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。在教學(xué)過程中，教師適當(dāng)滲透網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)，Python教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)相融合，教學(xué)與思想引導(dǎo)相結(jié)合，幫助學(xué)生樹立網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生積極健康的人生觀、世界觀及價(jià)值觀，才能為國家培養(yǎng)出真正合格的建設(shè)人才。大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息鋪天蓋地，各種新思潮也撲面而來，學(xué)生必須兼具學(xué)識(shí)與胸懷，才能成長為國家、民族、社會(huì)真正意義上的接班人。

3 網(wǎng)絡(luò)安全下的Python語言教學(xué)方法

3.1 趣味性及實(shí)用性教學(xué)

在Python語言教學(xué)中，案例教學(xué)方法較為常見。Python語言具有趣味，在教學(xué)過程中，可以應(yīng)用Turtle庫完成案例設(shè)計(jì)，利用randnom庫及jieba庫等完成特定功能教學(xué)，幫助學(xué)生建立編程思維。比如，通過random庫中的隨機(jī)函數(shù)設(shè)計(jì)猜數(shù)游戲，或者剪子包袱錘游戲等。

在實(shí)踐教學(xué)中，教師通過靈活的方式引入趣味性的網(wǎng)絡(luò)安全案例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)Python語言，進(jìn)入不安全的網(wǎng)頁時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)修復(fù)系統(tǒng)漏洞，避免操作失誤導(dǎo)致系統(tǒng)被病毒侵襲。Turtle庫又名海龜繪圖庫，屬于Python語言中的基礎(chǔ)圖形庫，在應(yīng)用程序中可以對(duì)海龜爬行進(jìn)行控制，將運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形。通過Turtle庫進(jìn)行Python語言學(xué)習(xí)，可以為學(xué)生引入案例，除基礎(chǔ)圖形外，學(xué)生也能掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。趣味性的案例有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在繪制海龜圖片時(shí)，不僅能繪制海龜圖形，也能讓學(xué)生舉一反三設(shè)計(jì)其他圖形。

比如，前幾年非常著名的病毒“熊貓燒香”，教師以該圖形為例，為學(xué)生講解網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，滲透網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)后，讓學(xué)生繪制熊貓燒香動(dòng)圖。使用圖形庫，可以幫助學(xué)生盡快找到相關(guān)的圖形，學(xué)生使用代碼進(jìn)行編寫，從而體現(xiàn)出個(gè)人設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

在Python語言教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力，對(duì)學(xué)生觀察圖形變化能力進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到改變一個(gè)程序，即可實(shí)現(xiàn)不同圖形變化。對(duì)程序內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，Python語言也能完成不同圖形繪制，教師不斷引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力同時(shí)，讓學(xué)生參與到實(shí)踐中。對(duì)于Python語言教學(xué)，教師從興趣和應(yīng)用的角度促進(jìn)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在學(xué)習(xí)豐富知識(shí)的同時(shí)，也能樹立網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。

3.2 Python語言中的網(wǎng)絡(luò)攻防

Python語言是免費(fèi)及跨平臺(tái)解釋型編程語言，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，包括網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)分析、計(jì)算機(jī)可視化、逆向工程等，在人工智能及網(wǎng)站開發(fā)、大數(shù)據(jù)處理中均有應(yīng)用。Python語言除解釋執(zhí)行源代碼能力的同時(shí)，也可通過偽編譯提升字節(jié)加載進(jìn)程，并支持Py2exe及py2app及其他應(yīng)用工具，這也是保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)及源代碼的常見方式。Python語言包括函數(shù)式編程、命令式編程兩種模式，語言較為簡潔，功能較為強(qiáng)大，容易學(xué)習(xí)及使用，最為主要的是支持各類領(lǐng)域中的程序擴(kuò)展，具有較強(qiáng)的通用性。

現(xiàn)階段，Python官網(wǎng)發(fā)布Python2.x及3.x兩個(gè)版本，版本中很多用法無法兼容。常見的Python開發(fā)環(huán)境除官網(wǎng)安裝包外，也支持Anaconda3及Eclinpse等，IDLE作為Python安裝包開發(fā)環(huán)境，沒有拓展庫。網(wǎng)絡(luò)安全工作人員往往喜愛制作拓展庫，通過Python完成蜜罐及沙盒、漏洞編寫。Python操作簡單、容易學(xué)習(xí)、具有擴(kuò)展性，通過幾行代碼即可實(shí)現(xiàn)Java的代碼功能，Python具有跨平臺(tái)功能，在Windows及Linux上均可利用，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊想法。對(duì)此，通過Python語言可以實(shí)現(xiàn)攻防一體工具開發(fā)，開發(fā)的工具可以查詢網(wǎng)絡(luò)攻擊行為，及時(shí)作出防御及回?fù)簟?/p>

初中階段的Python語言學(xué)習(xí)中，我們可以設(shè)置python與網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)相結(jié)合的課程，讓學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)欺詐、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防護(hù)、安全策略、安全網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等。教學(xué)內(nèi)容偏重于培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，系統(tǒng)講解信息收集、網(wǎng)絡(luò)欺詐、網(wǎng)絡(luò)道德、安全策略等。代碼學(xué)習(xí)部分，因初中生認(rèn)知能力所限，側(cè)重于密碼的加密、解密、暴力破解等。

3.3 Python語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)

在Python語言教學(xué)中，程序設(shè)計(jì)課程是其中的重要組成部分。教師在教學(xué)前，應(yīng)當(dāng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提升個(gè)人素質(zhì)。教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)建立起符合自己需求的知識(shí)體系，具有良好的業(yè)務(wù)能力。教師應(yīng)當(dāng)在工作中以身作則，為學(xué)生做出表率，強(qiáng)化自身網(wǎng)絡(luò)知識(shí)學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)具備愛國情懷，樹立科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)目標(biāo)，文化知識(shí)教育與思想教育不斷融合，應(yīng)當(dāng)將教學(xué)與育人作為并重的教學(xué)要求。在網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)安全思想與教學(xué)工作融合，有利于拓寬學(xué)生視野，將專業(yè)知識(shí)的價(jià)值最大程度發(fā)揮。伴隨時(shí)代進(jìn)展，多種教學(xué)方法混合的教學(xué)模式成為主流。在《Python語言程序設(shè)計(jì)》一書中談到，通過混合教學(xué)模式可以更好地實(shí)現(xiàn)編程教育與網(wǎng)絡(luò)安全教育目標(biāo)。

Python語言程序設(shè)計(jì)課程，包括理論課程及實(shí)踐課程，教師應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)完善，開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)安全與Python語言課程融合的點(diǎn)，通過混合教學(xué)模式完成滲透。

在課前，教師可以利用微課傳輸關(guān)于本節(jié)課的知識(shí)，通過微課視頻激發(fā)學(xué)生的興趣，在課程中提出重點(diǎn)知識(shí)，其中代入網(wǎng)絡(luò)安全元素，課后則可以進(jìn)行終端調(diào)查，了解學(xué)生掌握情況，了解學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全及Python語言的認(rèn)知等。

研討Python語言產(chǎn)生背景時(shí)，可以采取師生交換角色的教學(xué)方法。讓學(xué)生廣泛搜集國內(nèi)外的編程語言發(fā)展歷史，網(wǎng)絡(luò)病毒進(jìn)化史等，從而自己歸納總結(jié)出Python語言在防御病毒上的優(yōu)勢。

講解分支語句時(shí)，可以采用啟發(fā)式教學(xué)。比如在計(jì)算機(jī)上展示大客車選擇路口的方式，一條是捷徑、但非常危險(xiǎn)，一條是正常路徑，但非常安全，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)攻擊行為是一種危險(xiǎn)行為，對(duì)別人產(chǎn)生威脅，自身也會(huì)承擔(dān)法律責(zé)任。避免學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中攻擊他人的計(jì)算機(jī)。通過網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)及Python語言知識(shí)，向?qū)W生傳達(dá)正確的價(jià)值觀、世界觀，避免學(xué)生誤入歧途。

學(xué)習(xí)While循環(huán)語句時(shí)，可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，調(diào)用Turtle庫，通過形象生動(dòng)的繪圖，了解While語句的運(yùn)行過程。教師將Turtle庫的命令與參數(shù)告訴學(xué)生，讓學(xué)生從三角形、四邊形開始嘗試，直到能夠繪制出紅色的五角星。在幫助學(xué)生建立循環(huán)思維的同時(shí)，引領(lǐng)學(xué)生思考紅色代表的意義，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，讓學(xué)生未來能積極應(yīng)用自身學(xué)習(xí)的編程技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，抵御外來病毒的侵襲，保衛(wèi)數(shù)據(jù)安全。

4 結(jié)束語

與過往的BV語言相比，Python語言涵蓋的知識(shí)點(diǎn)豐富、趣味性強(qiáng)，非常適合初中學(xué)段的學(xué)生學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，常見的教學(xué)模式是傳授課程知識(shí)，但這種教學(xué)模式忽視學(xué)生興趣，導(dǎo)致學(xué)生單純學(xué)習(xí)理論及技術(shù)，忽視應(yīng)用，也忽視了編程道德素養(yǎng)的形成。

新時(shí)期，培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)具有重要意義?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)在人們的生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，若學(xué)生沒有網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，在未來的成長過程中，一方面他們可能無意識(shí)地進(jìn)入病毒網(wǎng)站，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)受到病毒侵害，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，學(xué)到一定編程知識(shí)后，被好奇心驅(qū)使的學(xué)生，還有可能侵入別人的網(wǎng)站，違反網(wǎng)絡(luò)安全道德，甚至觸犯法律。

在Python語言教學(xué)中，本文基于網(wǎng)絡(luò)安全角度上展開教學(xué)研究，希望為初中學(xué)生學(xué)習(xí)Python語言知識(shí)及網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)提供幫助。