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摘要：為了培養(yǎng)具有一定的信息安全素養(yǎng)以及信息安全問題分析與工程實(shí)踐能力的學(xué)生，有必要對單一的課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革。本文根據(jù)目前信息安全課程教學(xué)中存在的問題，提出教學(xué)改革需要從課程目標(biāo)的確立出發(fā)，實(shí)施多樣化的教學(xué)方式，輔助于校企合作的育人平臺和學(xué)科競賽等激勵(lì)機(jī)制，并構(gòu)建面向產(chǎn)出的課程評價(jià)機(jī)制，以完成課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。實(shí)踐結(jié)果表明，在各環(huán)節(jié)的有機(jī)協(xié)作下，信息安全課程的目標(biāo)達(dá)成情況逐漸提升，能夠有效支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：面向產(chǎn)出；教學(xué)方式；校企合作；持續(xù)改進(jìn)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

1引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，無論是從國家戰(zhàn)略層面或是從生產(chǎn)社會實(shí)際出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)與信息安全的重要性均日益凸顯，對相關(guān)專業(yè)人才的需求也逐漸擴(kuò)大。網(wǎng)絡(luò)空間安全已經(jīng)成為一級學(xué)科，很多高校已開設(shè)相關(guān)專業(yè)，以滿足國家和社會的人才需求。未能開設(shè)獨(dú)立專業(yè)的高校，也將信息安全課程納入計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程體系。由于目前校內(nèi)軟硬件環(huán)境和配套師資的限制，以及教學(xué)內(nèi)容的滯后和教學(xué)方式的單一，使得人才輸出無法達(dá)到市場的需求。因此，需要對信息安全教學(xué)進(jìn)行改革，以提高學(xué)生能力為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，采取有效的措施，提升教學(xué)質(zhì)量。在這種背景下，本文根據(jù)目前信息安全課程教學(xué)中存在的問題，提出教學(xué)改革需要從課程目標(biāo)的確立出發(fā)，實(shí)施多樣化的教學(xué)方式，輔助于校企合作的育人平臺和學(xué)科競賽等激勵(lì)機(jī)制，并構(gòu)建面向產(chǎn)出的課程評價(jià)機(jī)制，以完成課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

2信息安全教學(xué)面臨的問題

在人才需求存在較大缺口的情況下，目前很多高校計(jì)算機(jī)專業(yè)信息安全相關(guān)課程的教學(xué)均面臨一些問題，普通本科院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)問題則更為突出，一般體現(xiàn)為：（1）教學(xué)方式單一保守。教學(xué)形式以課堂理論教學(xué)為主，主要是教師單方面進(jìn)行知識點(diǎn)講授?？己诵问絼t多為試卷形式的理論考核。（2）校園可提供的軟硬件實(shí)踐環(huán)境較為薄弱，學(xué)生的應(yīng)用能力無法得到充分的訓(xùn)練。很多知識學(xué)完后仍處于紙上談兵的階段。（3）學(xué)生對于課程存在畏難情緒。信息安全要求的基礎(chǔ)知識面較寬，導(dǎo)致許多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中動力不足。（4）課程教學(xué)內(nèi)容跟不上技術(shù)的飛速發(fā)展，部分課堂內(nèi)容設(shè)置存在滯后的現(xiàn)象[1-2]。由于上述問題的存在，當(dāng)學(xué)生在經(jīng)過課堂學(xué)習(xí)后，信息安全素養(yǎng)并未得到明顯提升。他們分析和解決信息安全相關(guān)問題的能力依然不足，不足以滿足市場對人才的需求。為了解決此問題，需要從實(shí)際需求出發(fā)，根據(jù)專業(yè)定位和辦學(xué)特色，確定合適的課程目標(biāo)；需要以課程目標(biāo)的達(dá)成為宗旨，以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，實(shí)施具有可行性的課程教學(xué)方案；需要安排能充分檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)達(dá)成情況的課程考核方式和課程評價(jià)體系，以保障課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。在系統(tǒng)化的人才培養(yǎng)模式支持下，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而逐步提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

3課程目標(biāo)的確立

在OBE理念的指導(dǎo)下，課程的設(shè)置是為了支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。因此課程目標(biāo)的制定，首先需要考慮本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須和人才培養(yǎng)目標(biāo)同步，需要充分考慮就業(yè)定位、辦學(xué)條件、生源實(shí)際情況和專業(yè)特色[2]。在普通高等院校，信息安全技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)素質(zhì)拓展課程，面向全體計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，然而大部分學(xué)生畢業(yè)后并未從事理論相關(guān)的科學(xué)研究工作。因此，根據(jù)學(xué)校和專業(yè)定位，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的核心是培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型的人才。在此培養(yǎng)目標(biāo)的指引下，信息安全課程相對于基礎(chǔ)理論研究能力，更注重理論應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用能力培養(yǎng)，且主要培養(yǎng)熟練應(yīng)用信息安全基礎(chǔ)知識、熟練使用信息安全基本工具的復(fù)合型應(yīng)用人才[2]。根據(jù)OBE的基本理念和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，信息安全基礎(chǔ)課程主要介紹信息安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)、經(jīng)典密碼技術(shù)、密碼技術(shù)應(yīng)用、信息安全等級保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全等基礎(chǔ)內(nèi)容。課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。通過一系列的信息安全技術(shù)應(yīng)用案例分析，進(jìn)一步鞏固學(xué)生的信息安全問題分析和解決問題的能力，從而培養(yǎng)他們的信息安全協(xié)議設(shè)計(jì)、開發(fā)能力，以及信息安全意識和自主創(chuàng)新意識。課程目標(biāo)確立后，后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的確定和教學(xué)行為的實(shí)施，均以課程目標(biāo)的達(dá)成為基礎(chǔ)。為了達(dá)成課程目標(biāo)，培養(yǎng)復(fù)合型的應(yīng)用人才，信息安全課程的教學(xué)需要從各方面做出一些改進(jìn)，需要采取更為多樣化的教學(xué)形式，充分激勵(lì)學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)積極性；采用校企合作的實(shí)踐訓(xùn)練模式，充分鍛煉學(xué)生的應(yīng)用能力；注重知識的拓展與更新；鼓勵(lì)學(xué)生走出校園參與競賽或者實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，充分鍛煉溝通交流合作能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

4教學(xué)方法的多樣化

目前的課程教學(xué)包括傳統(tǒng)講課、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、設(shè)計(jì)、考核等環(huán)節(jié)。所有環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際需要和可操作性，采取更為豐富和靈活的形式。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)目標(biāo)，各環(huán)節(jié)可以在課堂內(nèi)部完成，也可以在課堂外部完成；可以在線下進(jìn)行，也可以在線上進(jìn)行?？傮w而言，教學(xué)形式可根據(jù)需要進(jìn)行拓展，由課內(nèi)拓展至課外，由理論拓展至實(shí)踐，由線下拓展至線上，由校內(nèi)拓展至校外。

4.1引導(dǎo)型的課堂教學(xué)

課堂教學(xué)一般是教師集中對學(xué)生進(jìn)行重要知識的傳授，是傳統(tǒng)教學(xué)的主要甚至唯一形式。在進(jìn)行教學(xué)改革后，課堂教學(xué)不再是唯一形式。但是課堂教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過程中，依然具有不可替換的作用，仍然是大部分學(xué)生接受知識的主要方法。根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求及課程目標(biāo)，信息安全技術(shù)課程作為專業(yè)素質(zhì)拓展課程，不要求學(xué)生掌握過于精深的理論知識，但需要學(xué)生對信息安全的基礎(chǔ)知識有一個(gè)全面的了解，為后續(xù)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐打好基礎(chǔ)。因此在課堂教學(xué)中，需要貫徹以學(xué)生為中心的基本理念，不應(yīng)將形式僅僅局限于教師單向的“教”，更需要引導(dǎo)學(xué)生主動思考與學(xué)習(xí)。因此在課堂教學(xué)時(shí)，采用注重引導(dǎo)的案例教學(xué)是較為可行的。案例教學(xué)貫穿于課堂教學(xué)的整體過程中。對于所有理論知識的講授，均輔助于相關(guān)案例進(jìn)行引導(dǎo)或擴(kuò)展運(yùn)用。根據(jù)不同內(nèi)容的特點(diǎn)，安排不同類型的案例輔助教學(xué)是非常有必要的。密碼學(xué)作為信息安全的基礎(chǔ)理論，屬于課程重點(diǎn)[3-4]。但是密碼學(xué)相關(guān)內(nèi)容理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)知識較多，若直接講解容易使部分學(xué)生覺得內(nèi)容枯燥難懂[5]，因此在學(xué)習(xí)密碼算法的時(shí)候，輔助各種實(shí)際案例是很有幫助的。案例可以來自于實(shí)際發(fā)生的相關(guān)歷史事件；可以根據(jù)情況，與時(shí)事緊密結(jié)合；可以引入學(xué)生感興趣的影視劇中的相關(guān)橋段進(jìn)行分析；可以在適當(dāng)情況下提供對應(yīng)的密碼分析案例，引導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場解密；也可以現(xiàn)場演示密碼學(xué)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。這些過程能夠使學(xué)生真切感受到密碼學(xué)的發(fā)展情況、歷史背景、應(yīng)用方向以及重要性，揭開密碼學(xué)的神秘面紗，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動性，主動吸收知識。在教學(xué)過程中，一切以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo)，最終提升學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力以及分析問題的能力。

4.2任務(wù)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

對于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的。對于信息安全基礎(chǔ)課程，無論是作為理論基礎(chǔ)的密碼學(xué)，還是各類安全技術(shù)和工具的使用，都需要在實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證和訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排以完成課程目標(biāo)為首要宗旨，以分析和設(shè)計(jì)型項(xiàng)目為主，以任務(wù)作為驅(qū)動[1]，主要訓(xùn)練學(xué)生的問題分析和應(yīng)用能力。對于密碼算法，通過實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生在動手實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法的過程中，理解算法的精髓并進(jìn)一步熟悉算法的應(yīng)用方法。對于各類安全技術(shù)和工具，通過實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生熟悉常見的安全攻防手段，以及常見的安全工具的使用。除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的構(gòu)建也尤為重要[6]。鑒于課程本身的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括程序設(shè)計(jì)，也包括各類工具的使用，還包括各類不同環(huán)境下的攻防實(shí)踐。但是在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，由于環(huán)境所限，很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無法開展。目前，隨著線上教學(xué)平臺的多樣化，關(guān)于信息安全，也出現(xiàn)了很多可供使用的線上實(shí)驗(yàn)平臺。教師在安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，除了自行構(gòu)建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可以充分利用可用的線上資源進(jìn)行教學(xué)。豐富的線上資源，也給學(xué)生課后的練習(xí)提供了便利。除了單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，綜合項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)也是非常必要的。綜合性的項(xiàng)目，對于鍛煉學(xué)生的合作溝通能力、復(fù)雜問題的分析能力以及復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能力都是非常重要的。根據(jù)項(xiàng)目的規(guī)模，將學(xué)生分為若干小組。各小組根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)，自行統(tǒng)籌安排小組成員的工作。在項(xiàng)目實(shí)踐中，鼓勵(lì)各小組成員充分交流，有機(jī)協(xié)作，積極發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并最終解決問題。教師在此過程中，積極引導(dǎo)、督促并做好成果的驗(yàn)收工作。

4.3綜合性的考核方式

課程的考核方式和考核內(nèi)容是保障課程質(zhì)量的重要部分。傳統(tǒng)的卷面考試，已不適合實(shí)踐性較強(qiáng)的信息安全課程。為了更好地督促學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)以及便于教師更充分地考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，注重過程考核的綜合評價(jià)方式更為合適[7]。過程考核需要貫穿課程學(xué)習(xí)的整個(gè)過程。在課堂教學(xué)中，輔助雨課堂等線上工具進(jìn)行隨堂測試和互動交流，平時(shí)的考勤、測試、討論等情況都將在最后經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析后，作為考核依據(jù)。除此之外，平時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的驗(yàn)收，也需要根據(jù)項(xiàng)目情況，采用演示、答辯等更為合適的評價(jià)方式。在課程教學(xué)完成后，根據(jù)需要安排綜合性的考察。考察方式以綜合檢驗(yàn)學(xué)生對信息安全基礎(chǔ)理論和基本工具的應(yīng)用能力為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。

5校企合作育人平臺

由于校園軟硬件實(shí)踐環(huán)境的薄弱以及校內(nèi)師資力量的局限性，對于課程實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)有所不足，因此，和企業(yè)一起構(gòu)建協(xié)同育人的教育教學(xué)平臺是很有必要的。目前，三峽大學(xué)和西普等信息安全企業(yè)合作，已經(jīng)共建了信息安全實(shí)驗(yàn)室。開展的校企合作主要包括實(shí)驗(yàn)平臺的共建和維護(hù)使用、教師的培訓(xùn)以及學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等。校企合作構(gòu)建的教學(xué)平臺，充分補(bǔ)充了校內(nèi)教學(xué)資源的不足，充分鍛煉了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，也搭建了學(xué)生和企業(yè)溝通交流的橋梁。這對于復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成具有積極的作用。

6學(xué)科競賽激勵(lì)機(jī)制

學(xué)科競賽是提高實(shí)踐能力的一大助力。通過競賽，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力[8-9]。目前，已構(gòu)建校內(nèi)競賽平臺，并積極組織學(xué)生參與多項(xiàng)國家級和省級信息安全競賽。這些都是對課堂教學(xué)的合理補(bǔ)充，同時(shí)也為課程目標(biāo)的達(dá)成和人才培養(yǎng)提供了積極的助力。

7實(shí)踐效果

為了更好貫徹以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的基本理念，在學(xué)生明確課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的前提下，在課程結(jié)束后，向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷，引導(dǎo)學(xué)生完成課程目標(biāo)達(dá)成情況的自我評價(jià)，將學(xué)生的自評與教師的考核結(jié)果進(jìn)行對照，綜合分析，思考并發(fā)現(xiàn)學(xué)生自評與實(shí)際考核結(jié)果之間的差距來源。根據(jù)評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)達(dá)成度，找出課程目標(biāo)達(dá)成的薄弱環(huán)節(jié)并思考改進(jìn)措施。與往年的課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行對比，明確相關(guān)措施的實(shí)施效果，從而促使課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。圖1顯示了最近一次達(dá)成情況分布。結(jié)果顯示，絕大多數(shù)學(xué)生達(dá)成期望。

8結(jié)束語

在逐漸采取了上述措施后，從近幾年的課程目標(biāo)達(dá)成情況可以看出，課程教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升，學(xué)生對信息安全技術(shù)的興趣以及相關(guān)能力的發(fā)展均有明顯改善。因此，在后續(xù)的課程教學(xué)中，依然需要貫徹以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的基本理念，制定合理的課程目標(biāo)，實(shí)施各類有效的教學(xué)措施，并及時(shí)分析目標(biāo)達(dá)成情況，以完成持續(xù)改進(jìn)。

作者:楊小梅 徐守志 單位:三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院