羅 芳,高 飛,歐慶于
(海軍工程大學 信息安全系,湖北 武漢 430033)
近年來,隨著信息技術的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡空間安全領域的斗爭日趨激烈。為實施國家網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略,加快網(wǎng)絡空間安全高層次人才培養(yǎng),國務院學位委員會在“工學”門類下增設了“網(wǎng)絡空間安全”一級學科[1]。網(wǎng)絡空間安全人才培養(yǎng)被提升到前所未有的高度[2]。課程是人才培養(yǎng)的核心要素[3]。圍繞提升學員網(wǎng)絡信息防御能力這一教學目標,網(wǎng)絡空間安全專業(yè)各門課程之間如何進行有序銜接才能構建一體化、融合式的課程體系,聚力服務于學員網(wǎng)絡信息防御能力素質的全面生成,是一個值得深入探討的課題。
網(wǎng)絡空間安全專業(yè)培養(yǎng)適應國家經(jīng)濟建設和網(wǎng)絡空間安全發(fā)展需要,具有突出政治素質、良好職業(yè)道德和健全人文與科學素養(yǎng),系統(tǒng)掌握網(wǎng)絡空間安全科學理論知識、技能及相關法律法規(guī),能在網(wǎng)絡空間安全領域從事科學研究、技術開發(fā)和應用服務等工作的應用型創(chuàng)新人才[4]。
為實現(xiàn)上述教學目標,網(wǎng)絡空間安全專業(yè)課程構建了由通識教育課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向課與綜合性實踐環(huán)節(jié)五段式課程體系。其中,專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課以打牢學員專業(yè)基礎為目標,主要包括:信息安全數(shù)學基礎、計算機網(wǎng)絡、密碼學等課程;綜合性實踐環(huán)節(jié)由前導專業(yè)課驅動,主要培養(yǎng)學員解決復雜工程問題的能力,是檢驗整個培養(yǎng)周期內教學效果的重要方法和手段。各課程模塊之間符合遞進式銜接關系,較好體現(xiàn)了網(wǎng)絡空間安全專業(yè)理實兼?zhèn)?、面向應用的特點。
目前,網(wǎng)絡空間安全專業(yè)課程銜接更多體現(xiàn)為各課程模塊之間的外延式銜接,各課程之間在教學內容、教學設計及師資等方面的內涵式銜接體現(xiàn)不足,課程之間關聯(lián)度弱、銜接不暢,不利于課程教學內容的交融,以及學員網(wǎng)絡信息防御能力素質的全面生成。
網(wǎng)絡空間安全專業(yè)學員畢業(yè)后涉及政、產、學、研、用各領域,主要從事科學研究、設計開發(fā)、服務管理和綜合應用等工作。針對其崗位職能綜合性強的特點,綜合實踐類課程以培養(yǎng)學員工程實踐和創(chuàng)新能力為核心,主要包括數(shù)據(jù)庫原理課程設計、密碼學綜合實踐、網(wǎng)絡安全綜合實踐、信息系統(tǒng)安全綜合實踐及信息內容安全綜合實踐等課程。雖然綜合實踐教學的學時數(shù)不斷提升,內容也日趨豐富,但教員對綜合實踐教學認識仍有一定局限性,存在將綜合實踐環(huán)節(jié)簡單等同于原理驗證實驗的情況,缺少對前導專業(yè)基礎課程知識體系的貫穿和綜合運用,系統(tǒng)開展綜合設計和體系對抗的實踐方法和手段亟待完善,網(wǎng)絡空間安全專業(yè)攻防兼?zhèn)涞奶厣谡n程中體現(xiàn)不突出。
綜合實踐課程中網(wǎng)絡空間安全問題的解決是一項復雜的系統(tǒng)工程,需要學員掌握密碼學、網(wǎng)絡安全原理等多門前導課程知識,并具備程序開發(fā)等基本技能,課程所需知識體系分散。同時,較前導理論課程,綜合實踐課程學習難度明顯增大,學習方法也有較大區(qū)別。在教學中學員普遍存在前導理論知識遺忘多、工程實踐能力弱、學習吃力的問題,通過綜合實踐課程促進學員網(wǎng)絡空間信息防御能力生成這一高階目標,難以有效達成。
教員對教學內容的理解和加工是基于自身的知識結構進行的,但長期以來,受自身工作經(jīng)歷的限制,課程師資之間難以打破邊界,特別是基礎課與專業(yè)課教員之間缺乏深度溝通、主動協(xié)作,片面地從本層次課程目標出發(fā)來理解和加工教學內容,教員自身知識結構銜接不暢直接導致其在教學過程中,難以通過開放的視角,從學員職業(yè)發(fā)展和終身學習的高度,從學員的認知規(guī)律和知識系統(tǒng)性角度,考慮課程之間的延伸性,課程對接容易出現(xiàn)斷層[5]。
課程教學目標的合理銜接,是實現(xiàn)課程內容銜接的基礎。對于綜合實踐類課程,需要以崗位能力為牽引,按照高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的要求設定教學目標,促進綜合實踐類課程與用人單位需求相契合,實現(xiàn)綜合實踐類課程教學目標的崗位指向性。以此為基礎,細化綜合實踐課程的知識、能力目標與前導專業(yè)課程知識及能力體系的聯(lián)系,科學系統(tǒng)地挖掘課程目標的有效銜接點,界定不同課程模塊課程目標的差異點和共通性,構建專業(yè)基礎課—綜合實踐課—崗位任職能力三者在目標層面的邏輯遞進關系,形成課程教學目標的縱向銜接貫通。同時,提升同類課程教學目標的橫向連貫性,實現(xiàn)課程教學目標的整體聯(lián)動,以構建立體的課程目標體系。
綜合實踐類課程既要實現(xiàn)知識、能力、素質的統(tǒng)一,還要輸出情感態(tài)度、價值觀,是課程內容交叉銜接的立體平臺。
1.深化“理實一體”的綜合實踐課程教學內容改革。網(wǎng)絡空間安全專業(yè)綜合實踐不能等同于信息安全原理驗證,以及信息安全設備使用配置。一方面,教員在授課中要將密碼學、網(wǎng)絡安全原理、信息系統(tǒng)安全等前導課程知識融入綜合實踐課程體系,成系統(tǒng)地開設體系對抗性實踐,在真攻實防中引導學員綜合運用前導專業(yè)基礎知識解決網(wǎng)絡空間安全實際問題。通過從實踐到理論,再從理論到實踐的過程,讓學員從原理、操作、維護、對抗多個維度,做到知其然,更知其所以然,提升其分析問題、解決問題的能力。另一方面,要充分考慮學員認知規(guī)律,在專業(yè)基礎課學習階段融入基礎性綜合實踐教學內容,提前實現(xiàn)綜合實踐教學的低階目標。
2.構建相互區(qū)別、互為補充的課程內容體系。既要合理歸并有關交叉和重復的內容,避免課程的重復設置、趨同現(xiàn)象,又要避免基礎知識不夠用的問題,同時通過課程內容之間的相互驗證,深化學員對前導課程知識的理解。各課程之間做到分工明確、職責清晰,防止出現(xiàn)課程之間難度“坡度”大,教學內容割裂或復訓、漏訓等問題。同時,在課程內容交叉的邊緣地帶,提倡不同的課程按不同的方式進行設計,提升學員從不同角度看問題的能力。
3.構建立體的課程思政體系。網(wǎng)絡空間安全專業(yè)學員需具備國際視野、科學思維、創(chuàng)新精神、家國情懷等職業(yè)品格[6]。這些職業(yè)特質的塑造無法通過某一門課達成,需要多門課程之間有所側重,相互配合,形成合力,才能共同完成職業(yè)道德價值觀的輸出。因此,課程思政建設需要對標網(wǎng)絡空間安全專業(yè)學員情感態(tài)度培養(yǎng)目標,進行一體化設計,避免課程思政教育之間出現(xiàn)過大的“縫隙”。同時,處理好各門課程教學中知識、技術、能力培育與價值塑造不偏廢的關系,實現(xiàn)以知識傳授和能力培養(yǎng)為基礎的價值塑造。
網(wǎng)絡空間安全專業(yè)是新工科中一個新型的前沿交叉技術專業(yè),要求教員精通計算機、密碼理論、電子信息等多學科專業(yè)知識理論。目前教員隊伍多是由計算機、通信等相近專業(yè)教員抽組而成,工程實踐經(jīng)驗不足、專業(yè)融合度低。針對目前的師資情況,需通過集體備課、教學研討、公開示范課等途徑,打破教員的知識結構邊界,拓寬教員專業(yè)知識面[7-8],使教員具備勝任專業(yè)基礎課—專業(yè)方向課—綜合實踐課教學的知識結構和能力體系。
綜合設計課程培養(yǎng)學員靈活運用前導理論知識解決信息安全實際問題的能力,是一類重要的綜合實踐課程,目前,網(wǎng)絡空間安全專業(yè)開設的綜合設計類課程主要有:密碼學課程綜合設計、信息系統(tǒng)安全課程綜合設計、網(wǎng)絡安全課程綜合設計等課程,具體教學內容如表1所示。
表1 網(wǎng)絡空間安全專業(yè)綜合設計課程
從課程模塊上看,上述三門課程均屬于專業(yè)背景課,其中,密碼學課程綜合設計通過密碼算法的工程實現(xiàn)和綜合應用,打通與前導密碼學、程序設計等課程的縱向聯(lián)系,強化學員對密碼學知識和原理的理解。
信息系統(tǒng)安全課程綜合設計分為信息系統(tǒng)安全綜合防護設計、信息系統(tǒng)安全模塊設計與實現(xiàn)兩個部分,通過信息系統(tǒng)設計開發(fā)的一般過程、方法和技能的實踐,深化學員對信息系統(tǒng)安全課程主要理論和技術的理解,重點培養(yǎng)學員對信息系統(tǒng)安全知識的綜合應用能力,以及信息系統(tǒng)安全創(chuàng)新實踐能力。
網(wǎng)絡安全課程綜合設計課程針對網(wǎng)絡攻擊造成的安全威脅等多個應用需求場景,要求學員分析系統(tǒng)需求,結合前導理論課程知識,進行系統(tǒng)設計、構建、部署、配置和測試。通過這些實踐環(huán)節(jié)使學員綜合運用網(wǎng)絡安全課程所學的基礎知識和基本技能,解決在網(wǎng)絡安全防護系統(tǒng)設計開發(fā)和運維中遇到的實際安全問題,為今后從事信息安全工程實踐打牢基礎。
在教學過程中,積極鼓勵課程組教員之間開展廣泛的交流、合作,前導課程教員參與到課程綜合設計的教學實踐中來,同時課程綜合設計教員也應充分了解前導專業(yè)背景課知識,實現(xiàn)教員在知識結構和能力素質上的互補。
網(wǎng)絡空間安全綜合設計課程充分考慮與前導課程在知識體系上的貫通,采用面向項目的方式組織實踐教學,精心設計選題,促進學員將前導課程知識運用到信息安全工程實踐中,培養(yǎng)學員分析問題、解決問題的實踐能力,以及探究意識和團結協(xié)作的合作精神。同時,以綜合實踐選題為牽引,引導學員針對選題方向廣泛查閱資料,完成開題、系統(tǒng)設計實現(xiàn)、報告撰寫及答辯匯報等環(huán)節(jié),學員的科研創(chuàng)新能力得到了有效提升。近年來,學員參與全國大學生信息安全大賽、“精英百強”大學生網(wǎng)絡安全尖峰訓練營、iCAN國際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等創(chuàng)新實踐活動人數(shù),及獲獎人數(shù)均呈逐年上升的趨勢,具體如圖1所示。
圖1 近5年學員參加創(chuàng)新實踐活動成績對比
以綜合實踐課程為平臺,通過網(wǎng)絡空間安全專業(yè)課程體系和邊界的貫通,有效促進了學員網(wǎng)絡信息防御能力的穩(wěn)步提升。
網(wǎng)絡空間安全專業(yè)各門課程之間的有序銜接,是實現(xiàn)課程聯(lián)合育人的關鍵,對學員網(wǎng)絡信息防御能力的生成起到?jīng)Q定性作用。本文以綜合實踐課程所需的基礎知識和技能為出發(fā)點,探討了提升網(wǎng)絡空間安全專業(yè)課程之間交叉融合深度和廣度的具體方法,對厚實網(wǎng)絡空間安全專業(yè)學員理論基礎,增強其網(wǎng)絡信息防御能力,培樹其職業(yè)品格具有現(xiàn)實意義。