項目驅(qū)動模式下網(wǎng)絡(luò)空間安全教學改革與實踐

唐成華　汪華登

摘 要 針對網(wǎng)絡(luò)空間安全課程教學資源與教學方法問題，提出了基于認知能力的類真實的項目的案例資源建設(shè)過程，通過案例封裝知識點進行教學，引導學生進入項目式教學流程，并在實訓平臺的保障下，促進學生項目實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實踐中形成有特色的、基于項目驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)空間安全教學。

關(guān)鍵詞 項目驅(qū)動 教學改革 認知能力 網(wǎng)絡(luò)空間安全

0 引言

陳寶生部長在2017年全國教育工作會議上特別指出“現(xiàn)代教育的重要特征，就是要面向?qū)W習者個性化、多樣化的學習和發(fā)展需求，因材施教，促進學習者釋放潛能。按照‘自主、合作、探究學習方式的要求，深化基礎(chǔ)教育教學改革，改變被動傳授、機械訓練、簡單重復的課堂教學，積極探索新課改理念多樣化、行之有效的實現(xiàn)形式。”同時也強調(diào)，要在“學”上下功夫，進行細致和深入的主題宣傳和體系式學習，廣泛開展探索和運用案例式教學，深入項目式教學研究，并要求統(tǒng)籌抓好和落實過程責任化，切實推動相關(guān)工作實踐。也就是說，人才培養(yǎng)質(zhì)量仍然是當前高等教育工作的根本問題，其核心又正是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。[1，2]

創(chuàng)新教學方法，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，這些也是建立創(chuàng)新型高校的必然要求。[3]目前素質(zhì)教育已在全國各高校全面開展，為了提高大學生的人文素養(yǎng)和科學素質(zhì)，促進并激發(fā)大學生積極參與科學技術(shù)研究與開發(fā)、學科與專業(yè)競賽等各種社會實踐的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才，研究一種適應(yīng)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的項目案例驅(qū)動式的教學方法，對于培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和實踐能力具有重要的意義。

通常地，項目驅(qū)動式教學是指主動創(chuàng)建一個仿真或真實的場景并設(shè)計教學項目，由教師引導和啟發(fā)學生通過團隊協(xié)作完成項目，學生能在過程中體驗、學知識和鍛煉創(chuàng)新能力，或者說，這是一種基于項目和案例的教與學的過程，[4，5]是一種強調(diào)團隊作用的探究性和項目驅(qū)動式的教學模式。

習總書記指出“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全”，要求我們“加強網(wǎng)絡(luò)空間安全人才建設(shè)，打造素質(zhì)過硬、戰(zhàn)斗力強的人才隊伍”。人才已是國家第一資源，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人才也已成為國家競爭的核心所在。為實施國家安全戰(zhàn)略，加快網(wǎng)絡(luò)空間安全高層次人才培養(yǎng)，國務(wù)院學位委員會和教育部于2015年6月11日已聯(lián)合發(fā)文“關(guān)于增設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學科的通知（學位[2015]11號）”，并要求各相關(guān)單位加強“網(wǎng)絡(luò)空間安全”的學科建設(shè)，做好信息安全、信息對抗等專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。中央網(wǎng)信辦、教育部、國家發(fā)改委等也于2016年6月聯(lián)合發(fā)文“關(guān)于加強網(wǎng)絡(luò)安全學科建設(shè)和人才培養(yǎng)的意見（中網(wǎng)辦發(fā)文[2016]4號）”，提出了8條關(guān)于“加強網(wǎng)絡(luò)安全學院學科建設(shè)和人才培養(yǎng)”的意見。為了適應(yīng)社會和學校的發(fā)展，以專業(yè)人才需求為導向的本科教學必須要有適合自己的特色，以適應(yīng)大學生創(chuàng)新性精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。因此，積極探索一種面向網(wǎng)絡(luò)空間安全課程創(chuàng)新的項目驅(qū)動模式教學方法，并用之于實踐。

1 網(wǎng)絡(luò)空間安全課程建設(shè)

以信息安全專業(yè)為例，對社會相關(guān)行業(yè)部門深入調(diào)研，緊密與企業(yè)和其他科研院所的聯(lián)系與交流，重視社會對網(wǎng)絡(luò)空間安全人才在知識與技能的需求反饋，一方面有根據(jù)的對培養(yǎng)方案和教學計劃做出調(diào)整，另一方面建立對網(wǎng)絡(luò)空間安全未來人才需求與發(fā)展的預(yù)測模型，依托相關(guān)學科專業(yè)重點實驗室和設(shè)備規(guī)劃等項目，立項建設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)專業(yè)課程體系。這要求是高校與企業(yè)在教學和研究中形成易操作使用、易儲存共享、結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)信息安全知識集群。

在課程建設(shè)方面，主要圍繞目前網(wǎng)絡(luò)空間安全的熱點技術(shù)領(lǐng)域，包括系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、Web安全、密碼學原理及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)空間安全基礎(chǔ)課程研究等?？紤]網(wǎng)絡(luò)空間安全方向課程的培養(yǎng)方案、教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、發(fā)展趨勢和課程體系變革的發(fā)展和應(yīng)用，精心設(shè)計相關(guān)課程。如針對網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的32課時內(nèi)容設(shè)計如表1所示。

2 項目式教學的資源建設(shè)

2.1 項目教學資源環(huán)境的完備打造

項目式教學以相關(guān)案例資源為基礎(chǔ)，這種教學資源的實質(zhì)是要建立一種基于全程項目和案例的驅(qū)動環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)空間安全方向的專業(yè)課程教學案例庫包含諸多經(jīng)典的和類商業(yè)的項目案例，以實踐的形式，為學生提高對專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的興趣并激發(fā)動手創(chuàng)新的能力。這種采用以“案例講與做”的形式作為教學導向，教學實踐中通過案例封裝和關(guān)鍵知識點的講解，能突破傳統(tǒng)理論講授方法中學生對知識的認知局限，在學生的創(chuàng)新思維上，僅有理論創(chuàng)新完全不夠，同時要更廣泛地發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的實踐創(chuàng)新。

采取類真實的工程項目驅(qū)動式的案例開發(fā)教學模式，提供了一種實際教學與工作任務(wù)環(huán)境，也為實現(xiàn)知識與技能的轉(zhuǎn)化提出了一種客觀可能。在項目的任務(wù)、目標、指南等配套文檔要求和團隊協(xié)作下，建立項目開發(fā)的階段里程碑，并具有多過程控制和檢查點，使得開發(fā)過程控制體系化，采用真實測試工具在真實測試環(huán)境下評估項目開發(fā)或?qū)嵺`的效果，如圖1所示為面向項目教學的Web進階安全中滲透教學的階段過程。很顯然，建立并實施這樣一種項目式教學資源和方法，能有助于學生實現(xiàn)未來工程角色的轉(zhuǎn)變。

2.2 項目教學的多認知階段課程設(shè)計

在應(yīng)用案例學習網(wǎng)絡(luò)攻防編程的具體實踐中，本科生的分析與判斷能力是基于一種認知能力曲線，[6]這種能力因人而異，但主要是體現(xiàn)在不同的時間周期里對一種語言系統(tǒng)中的各種知識及其應(yīng)用等不同方面認知能力的不同變化趨勢。根據(jù)認知能力曲線，設(shè)計項目案例教學的不同學習與實踐階段，科學地促進學生發(fā)揮不同階段對不同知識的認知優(yōu)勢能力，如圖2所示。同時，認知曲線對應(yīng)的不同知識點在不同時期的上下關(guān)聯(lián)關(guān)系，體現(xiàn)了學生對相應(yīng)知識點認知的能力的變化趨勢。因此也成為進行多認知階段的課程項目案例設(shè)計與建設(shè)的重要依據(jù)。

因此，在學習網(wǎng)絡(luò)空間安全編程的軟件工程項目中，基于認知能力曲線進行多認知階段的課程設(shè)計不是一蹴而就的過程，具體的課程項目案例遵循不同階段的學習要點要求以及與其符合的認知能力，促進學生發(fā)揮不同時期對不同知識與技術(shù)方面的優(yōu)勢特點。例如學習網(wǎng)絡(luò)攻防可以分為基礎(chǔ)階段（如撲克發(fā)牌保密游戲）、能力提高階段（如磁盤掃描器）、綜合案例階段（如內(nèi)容過濾器）和大項目階段（如綜合IDS系統(tǒng)），網(wǎng)絡(luò)攻防各階段的課程案例對應(yīng)著不同的認知能力，循序漸進，必要時各階段還可進一步細分。

3 項目驅(qū)動的教學方法實施與保障

3.1 以項目案例教學為導向，引導學生進入項目式教學流程

作為一種創(chuàng)新的教學方法，項目式驅(qū)動教學過程就是以案例封裝知識點進行講解，在突破傳統(tǒng)的理論知識體系對學生的思維局限基礎(chǔ)上，其重要性在于解決實際工程問題的創(chuàng)新過程。以項目驅(qū)動的案例實踐教學法的過程，參照企業(yè)典型項目案例工作流程標準與崗位職責，教師引導學生完成項目需求分析方案的設(shè)計、分析、工程實施、驗收匯報等，體驗工程項目的完整工作流程，如圖3所示。

3.2 以實訓平臺為保障，促進學生項目實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)專業(yè)的課程與社會（工程）實踐密切相關(guān)，因此加強與信息產(chǎn)業(yè)部門的合作，重點建設(shè)產(chǎn)學研一體化的實訓基地，打通學生與社會接軌的渠道，使學生能夠懂得真正的項目需求，并得到規(guī)范的訓練。

項目教學的實施主要包括專業(yè)課程實施、實訓課程實施和畢設(shè)與實習實施三個層次，不同實施層次是在在線學習平臺和線下實訓平臺的環(huán)境保障下得以完成，在平臺中的不同項目的訓練下，保障學生畢業(yè)時能達到合格的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)專業(yè)能力，如圖4所示。

4 結(jié)束語

針對目前網(wǎng)絡(luò)空間安全的熱點技術(shù)，精心設(shè)計網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)課程。面向項目式教學資源建設(shè)，基于項目案例封裝和認知能力，打造類真實的商業(yè)工程項目的案例開發(fā)教學資源，在實訓平臺的保障下，促進學生項目實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有助于學生規(guī)范訓練、技術(shù)合格和快速實現(xiàn)未來工程角色的轉(zhuǎn)變，在實踐中形成有特色的、基于項目驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)空間安全教學方法

參考文獻

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[4] 鄭步芹，石魯生.“項目案例驅(qū)動”在《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程改革中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2017（3）：164-165.

[5] 白懿婧.基于案例和項目驅(qū)動軟件工程教學模式的研究與實踐[J].才智，2017（5）：174-174.

[6] 唐成華，張瑞霞，張凈.基于認知曲線的項目案例實踐教學法研究[J].實驗科學與技術(shù)，2016.14（6）：98-101.