網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)軟件類(lèi)課程群建設(shè)與研究

王 慧， 張 民， 常安安， 張巍巍

(1.中國(guó)人民公安大學(xué)，北京 100038;2.天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所，天津 300180)

0 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用拓展了人類(lèi)的社會(huì)活動(dòng)空間，網(wǎng)絡(luò)空間促生了形形色色的網(wǎng)絡(luò)行為，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)違法犯罪行為數(shù)量驟增，但網(wǎng)絡(luò)空間并不是一絕對(duì)虛擬的存在，網(wǎng)絡(luò)犯罪可管、可控、可防。如何有效管控網(wǎng)絡(luò)空間、規(guī)范網(wǎng)絡(luò)行為是當(dāng)前公安網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，該領(lǐng)域涉及法律法規(guī)、倫理道德、技術(shù)偵查等各個(gè)方面，其中技術(shù)偵查是有效執(zhí)法的保障，主要涵蓋偵查方案的選擇確立及各種計(jì)算機(jī)軟硬件偵查工具的設(shè)計(jì)使用等各個(gè)方面，而優(yōu)秀的軟件分析設(shè)計(jì)能力是網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法人才所必備的執(zhí)法技能，需要計(jì)算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)的綜合應(yīng)用與有機(jī)融合，如何成功高效地提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)執(zhí)法人員的軟件分析設(shè)計(jì)能力，是公安院校網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的重要方向。

網(wǎng)絡(luò)安全執(zhí)法專(zhuān)業(yè)雖然在技術(shù)層面緊密貼近計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，但卻具有顯著的公安特色，學(xué)生除了需要具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)之外，還需要兼修法律、現(xiàn)場(chǎng)勘查、計(jì)算機(jī)取證等特色課程，為了在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)進(jìn)一步提升教學(xué)效果，課程群建設(shè)勢(shì)在必行。軟件類(lèi)課程群建設(shè)將以專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)軟件類(lèi)課程間的銜接關(guān)系，整合教學(xué)內(nèi)容，剔除授課內(nèi)容的重疊部分，循序漸進(jìn)地進(jìn)行特色教學(xué)，將有利于學(xué)生快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)保衛(wèi)工作。

1 軟件類(lèi)課程群建設(shè)的必要性

網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)起源于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，其初始課程設(shè)置是在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上增加了網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)法律法規(guī)、計(jì)算機(jī)犯罪偵查與取證、信息系統(tǒng)安全監(jiān)察、網(wǎng)絡(luò)情報(bào)信息獲取與分析技術(shù)等公安特色課程。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)在高等教育體系內(nèi)主要從科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、實(shí)踐應(yīng)用三個(gè)方向發(fā)展，相比之下，網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)更偏向于實(shí)踐應(yīng)用，而軟件技術(shù)方面的實(shí)用性要求更強(qiáng)，要求學(xué)生可以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)公安特定領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)，有能力管理復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并提出技術(shù)監(jiān)管方案。但該專(zhuān)業(yè)是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)整個(gè)社會(huì)的影響日益增強(qiáng)而誕生的新專(zhuān)業(yè)，屬于公安技術(shù)一級(jí)學(xué)科之下的重要二級(jí)學(xué)科，集法律、管理、技術(shù)為一體，課程體系包括計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程及公安技術(shù)執(zhí)法相關(guān)課程，但根據(jù)教育部對(duì)本科教育的教學(xué)學(xué)時(shí)的限定，在學(xué)時(shí)總數(shù)不變的情況下，增加技術(shù)執(zhí)法相關(guān)課程勢(shì)必造成專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程教學(xué)學(xué)時(shí)的減少，為在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)所要求的軟件分析設(shè)計(jì)能力，必須形成具有網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法特色的軟件類(lèi)課程群。

就軟件類(lèi)課程建設(shè)而言，綜合分析國(guó)內(nèi)外高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程的設(shè)置發(fā)現(xiàn):仍然沿襲單門(mén)課程建設(shè)，片面追求單門(mén)課程內(nèi)容大而全的教學(xué)效果，往往忽視課程體系內(nèi)專(zhuān)業(yè)課間的內(nèi)容相似問(wèn)題及層次遞進(jìn)銜接關(guān)系，導(dǎo)致相似內(nèi)容多次講授、前序課程基礎(chǔ)不扎實(shí)、后續(xù)課程特色不突出等現(xiàn)象，直接影響整體教學(xué)效果，影響學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣［1］。這種現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程中同樣存在，解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵途徑是形成具有專(zhuān)業(yè)特色的軟件類(lèi)課程群，建立核心課程群并向應(yīng)用課程群輻射，以系統(tǒng)分析理念提升學(xué)生的綜合軟件分析設(shè)計(jì)能力。

2 軟件類(lèi)課程群核心教學(xué)體系

教學(xué)課程體系是人才培養(yǎng)方向的核心體現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)的軟件類(lèi)課程群應(yīng)以“培養(yǎng)公安網(wǎng)監(jiān)應(yīng)用型本科人才，突出領(lǐng)域編程及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)執(zhí)法能力培養(yǎng)”為核心進(jìn)行，需要課程綜合選擇與教學(xué)統(tǒng)籌設(shè)置同時(shí)進(jìn)行。

2.1 軟件類(lèi)課程群核心課程基本構(gòu)成

為達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中對(duì)軟件分析設(shè)計(jì)方面的實(shí)際要求，軟件類(lèi)課程群核心教學(xué)體系主要有以下三方面:

(1)軟件技術(shù)基礎(chǔ)課程

技術(shù)基礎(chǔ)課程突出體現(xiàn)本專(zhuān)業(yè)軟件知識(shí)體系的基本思想、基本原理，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定，是后續(xù)課程學(xué)習(xí)必不可少的鋪墊，主要包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)導(dǎo)論、邏輯電路、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、匯編語(yǔ)言等。其中離散數(shù)學(xué)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為算法分析奠定基礎(chǔ)［2］，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)導(dǎo)論與匯編語(yǔ)言揭示出計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及底層程序設(shè)計(jì)思想，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)為主，并向面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想遞進(jìn)式過(guò)渡。通過(guò)技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生初步形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、軟件實(shí)現(xiàn)的思維體系，并可提升學(xué)生代碼分析與閱讀能力，有效拓寬專(zhuān)業(yè)適應(yīng)性。

(2)軟件專(zhuān)業(yè)核心課程

專(zhuān)業(yè)核心課程的設(shè)置側(cè)重于專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合與軟件技術(shù)的拓展，主要有操作系統(tǒng)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編譯技術(shù)、Java、Win32核心編程、SQL Sever或 Oracle、軟件質(zhì)量控制與測(cè)試等［3，4］。其中操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)原理屬于整個(gè)軟件類(lèi)課程體系的中堅(jiān)核心課程，一般在第四、五學(xué)期開(kāi)設(shè)(本科教學(xué)共八學(xué)期)，要求學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及設(shè)計(jì)思想［5］、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成原理及通訊訪問(wèn)機(jī)制［6］、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理與分析設(shè)計(jì)［7］，在此基礎(chǔ)之上的編譯技術(shù)與其余課程分別從不同應(yīng)用層面講述軟件設(shè)計(jì)使用與語(yǔ)言轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)。專(zhuān)業(yè)核心課程有利于學(xué)生樹(shù)立大數(shù)據(jù)綜合分析理念，掌握數(shù)據(jù)建模、算法選擇、工具確定、底層設(shè)計(jì)、應(yīng)用實(shí)現(xiàn)、質(zhì)量測(cè)試等軟件綜合分析設(shè)計(jì)的關(guān)鍵過(guò)程。

(3)網(wǎng)監(jiān)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用課程

公安網(wǎng)監(jiān)工作的實(shí)質(zhì)是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全及計(jì)算機(jī)犯罪偵查。為使學(xué)生快速融入公安網(wǎng)監(jiān)工作，實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用課程必須具有鮮明的公安特色。與軟件分析相關(guān)的課程包括網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)與防范、惡意代碼分析與檢測(cè)、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、模式識(shí)別與圖像處理、情報(bào)分析與判研、信息隱藏及數(shù)字水印技術(shù)、信息系統(tǒng)安全監(jiān)察、人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)概述等。實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用課程的前提是學(xué)生具有扎實(shí)的軟件分析設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，所以教學(xué)時(shí)間一般分布在第六、七學(xué)期，主要以選修課的形式靈活機(jī)動(dòng)設(shè)置。

上述三類(lèi)課程涉及到軟件分析設(shè)計(jì)與公安實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，層次遞進(jìn)、彼此銜接、融合滲透，形成了網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)軟件課程綜合教學(xué)體系。

2.2 軟件類(lèi)課程群統(tǒng)籌教學(xué)體系設(shè)置方案

網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法工作強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用，而學(xué)生優(yōu)秀的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用能力來(lái)源于專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)的掌握程度，技術(shù)知識(shí)的掌握需要課程教學(xué)體系的支撐，因此軟件類(lèi)課程群教學(xué)體系需從軟件專(zhuān)業(yè)知識(shí)、網(wǎng)監(jiān)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用、教學(xué)時(shí)間設(shè)置三個(gè)維度綜合考慮，如圖1所示［8］。

由圖1可知，網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法工作從實(shí)戰(zhàn)技術(shù)層面分析，主要涉及原始數(shù)據(jù)的提取分析、中期數(shù)據(jù)的傳輸處理、指揮決策與布防策略的形成三個(gè)步驟，其中任一步驟都需要堅(jiān)實(shí)軟硬件知識(shí)的支持。同樣，為培養(yǎng)網(wǎng)監(jiān)所需復(fù)合型人才，進(jìn)一步提高學(xué)生網(wǎng)監(jiān)工作任職能力，相關(guān)軟件類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程貫穿整個(gè)本科教育過(guò)程，軟件專(zhuān)業(yè)課程與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用課程彼此交錯(cuò)，軟件不脫離硬件支撐，硬件為軟件設(shè)計(jì)提供實(shí)現(xiàn)可能。受專(zhuān)業(yè)課程總學(xué)時(shí)所限，實(shí)戰(zhàn)、軟件、硬件三者在動(dòng)態(tài)碰撞過(guò)程中尋求最佳平衡點(diǎn)。

3 軟件類(lèi)課程群教學(xué)模式改革

網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法領(lǐng)域復(fù)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)層次決定其必須兼?zhèn)鋵?zhuān)業(yè)基本理論與過(guò)硬的實(shí)戰(zhàn)動(dòng)手能力，以適應(yīng)多角度、多層次的網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)工作，就軟件類(lèi)課程教學(xué)而言，在傳統(tǒng)教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容之上需增加以下幾點(diǎn)整合改革措施:

(1)以專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)為起點(diǎn)，結(jié)合軟件工程加強(qiáng)代碼閱讀與程序設(shè)計(jì)能力。

軟件設(shè)計(jì)植根于數(shù)據(jù)模型與算法選擇設(shè)計(jì)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)思維及程序設(shè)計(jì)理念尤其重要。離散數(shù)學(xué)在軟件課程體系中起著基礎(chǔ)支撐作用，主要分為數(shù)理邏輯與關(guān)系代數(shù)系統(tǒng)、集合與圖論兩部分，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)等課程緊密聯(lián)系，將數(shù)學(xué)理論貫穿于軟件教學(xué)，結(jié)合軟件工程，輔之以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)導(dǎo)論，可以引導(dǎo)學(xué)生形成“模型+算法+實(shí)現(xiàn)+優(yōu)化=軟件”的觀點(diǎn)。

(2)強(qiáng)化軟硬件相結(jié)合的基礎(chǔ)理論教學(xué)，拓寬專(zhuān)業(yè)適應(yīng)口徑。

軟件類(lèi)課程更強(qiáng)調(diào)在基礎(chǔ)理論教學(xué)之上拓展應(yīng)用多樣性，軟件技術(shù)依賴(lài)于硬件技術(shù)的發(fā)展，操作系統(tǒng)是軟硬件課程間聯(lián)系的紐帶，因此，需要以操作系統(tǒng)為核心，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)組成與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)等軟件專(zhuān)業(yè)核心課程的建設(shè)，提高專(zhuān)業(yè)適應(yīng)性。

(3)專(zhuān)業(yè)選修與綜合實(shí)訓(xùn)統(tǒng)籌安排，貼近領(lǐng)域前沿提升網(wǎng)監(jiān)實(shí)戰(zhàn)能力。

面對(duì)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)空間，技術(shù)管控手段日新月異，同一網(wǎng)絡(luò)犯罪案件的管控偵破手段往往涉及多門(mén)技術(shù)，鑒于大學(xué)三年級(jí)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力相對(duì)較強(qiáng)，多數(shù)網(wǎng)監(jiān)實(shí)戰(zhàn)課程以專(zhuān)業(yè)選修課程的形式從本科第六學(xué)期開(kāi)始陸續(xù)進(jìn)行，輔之以案例綜合實(shí)訓(xùn)，采取專(zhuān)業(yè)知識(shí)課外自學(xué)、專(zhuān)業(yè)教師定向輔導(dǎo)、領(lǐng)域前沿知識(shí)滲透相配合的方法，可以有效解決教學(xué)安排局限性與實(shí)戰(zhàn)需求多樣性的矛盾，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)動(dòng)手能力。

除教學(xué)模式改進(jìn)、教學(xué)內(nèi)容整合之外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)同樣重要。團(tuán)隊(duì)建設(shè)應(yīng)將課程群與科研項(xiàng)目組有機(jī)結(jié)合，項(xiàng)目組將科研工作中成功應(yīng)用的新技術(shù)、新算法、新思路融入課程教學(xué)，保證教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新，教師之間、師生之間即時(shí)溝通交流，提高教師與學(xué)生團(tuán)隊(duì)的科研素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)師生雙贏，使人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)共上新臺(tái)階。

圖1 軟件類(lèi)課程體系三維視圖

4 結(jié)語(yǔ)

隨著公安網(wǎng)監(jiān)實(shí)戰(zhàn)工作對(duì)計(jì)算機(jī)軟件綜合應(yīng)用能力的要求進(jìn)一步提高，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，軟件類(lèi)課程群已經(jīng)成為當(dāng)前專(zhuān)業(yè)建設(shè)的核心課題。本文通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)軟件技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的梳理，以培養(yǎng)學(xué)生的領(lǐng)域軟件開(kāi)發(fā)能力及實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用能力為目標(biāo)，建立軟件類(lèi)課程群全新教學(xué)體系，并提出整合措施，樹(shù)立軟件類(lèi)課程群以核心課程為中心、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)并重、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用突出、領(lǐng)域前沿融合的教學(xué)思維理念，可有效縮小學(xué)校教育與公安需求之間的距離，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專(zhuān)業(yè)建設(shè)具有重大指導(dǎo)意義。

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