多元協(xié)同導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

苗春雨，陳麗娜，杜巧連，趙建民

（浙江師范大學(xué)行知學(xué)院 工學(xué)分院，浙江 金華 321004）

0 引 言

2015年6月，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和教育部聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于增設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全一級(jí)學(xué)科的通知》，以實(shí)施國(guó)家安全戰(zhàn)略，加快網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)步伐[1]。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全為該一級(jí)學(xué)科的方向之一，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全的內(nèi)涵為保證網(wǎng)絡(luò)空間中的應(yīng)用系統(tǒng)安全，同時(shí)明確了提高網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)踐能力的重要性。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全方向人才培養(yǎng)過(guò)程中，具有完備性和可行性的實(shí)踐教學(xué)體系起到至關(guān)重要的作用。網(wǎng)絡(luò)空間安全的人才金字塔體系中，不只有服務(wù)于安全行業(yè)公司的專(zhuān)門(mén)人才，也包括與傳統(tǒng)信息技術(shù)相結(jié)合的安全開(kāi)發(fā)和運(yùn)維人才，且用人市場(chǎng)需求巨大[2]。因此，并不是只有985和211或目前的雙一流大學(xué)才能夠開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全專(zhuān)業(yè)，各高校辦學(xué)層次不同，擁有的資源差異較大，必須結(jié)合自身辦學(xué)定位和專(zhuān)業(yè)發(fā)展特色，建設(shè)符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)體系。浙江師范大學(xué)、金華市政府與杭州安恒信息技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安恒信息）于2015年底簽訂三方合作共建網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院的協(xié)議，以系統(tǒng)安全開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維為特色方向，以應(yīng)用型本科人才為培養(yǎng)目標(biāo)，協(xié)同培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全方面的專(zhuān)業(yè)人才。在兩年多的專(zhuān)業(yè)共建過(guò)程中，先后獲批浙江省網(wǎng)絡(luò)空間安全一流學(xué)科（B類(lèi)），以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全為特色的浙江省特色專(zhuān)業(yè)。所構(gòu)建的協(xié)同創(chuàng)新IT人才培養(yǎng)模式行之有效[2]，其中最核心的組成部分是以“校企政行”為橫向協(xié)同，以實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)為縱向協(xié)同，以教師教學(xué)和自主學(xué)習(xí)融合的“課內(nèi)外”協(xié)同為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)體系。

1 研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

1.1 研究現(xiàn)狀

美國(guó)作為網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)方面的先行者，其多元主體的參與及協(xié)作為人才培養(yǎng)提供完備的價(jià)值鏈，實(shí)踐化的教學(xué)模式、專(zhuān)業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生的教育和發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐教育保障[3]。由于網(wǎng)絡(luò)空間安全專(zhuān)業(yè)交叉學(xué)科的特性，且知識(shí)更新速度快，實(shí)踐環(huán)節(jié)貼合實(shí)際生產(chǎn)的需求較高，眾多學(xué)者在整合資源，提高實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量方面進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。李暉等人對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科的知識(shí)體系進(jìn)行了提煉和總結(jié)，指出基于產(chǎn)出式的教育模式符合網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，并給出了模塊化的參考課程體系[4]。董理君等人提出重視信息安全實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)放性的特征，依托多樣式教學(xué)形式和虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生興趣為導(dǎo)向，以打通信息技術(shù)與安全知識(shí)體系為核心，以實(shí)踐帶動(dòng)理論學(xué)習(xí)的模式[5]。趙國(guó)生等人則研究了分層次的網(wǎng)絡(luò)空間安全實(shí)踐教學(xué)體系[6]，從基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)到實(shí)踐技能3個(gè)層次，涵蓋設(shè)備安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全與應(yīng)用安全的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系。文獻(xiàn)[7]討論了網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的特殊性，建議通過(guò)開(kāi)源硬件和軟件平臺(tái)構(gòu)建滿足系統(tǒng)安全、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全和云計(jì)算安全教學(xué)需要的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。李建華等人則分析了網(wǎng)絡(luò)空間安

全學(xué)科人才培養(yǎng)的要求，指出應(yīng)該著力建設(shè)多元化、重實(shí)踐的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)環(huán)境和細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)空間安全專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系[8]。黃建忠等則以武漢大學(xué)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)為例介紹了“三創(chuàng)”教育理念指導(dǎo)下創(chuàng)建基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、開(kāi)放性研究平臺(tái)三個(gè)層次的信息安全綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)[9]。

網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科的前身是信息安全專(zhuān)業(yè)，無(wú)論是分屬在各高校的通信專(zhuān)業(yè)或計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，抑或目前獨(dú)立成為一級(jí)學(xué)科，教育界學(xué)者對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性達(dá)成了共識(shí)，也從不同角度論述了實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)理念。

1.2 存在的問(wèn)題

對(duì)以應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)為辦學(xué)定位的學(xué)校進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合學(xué)者提出的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀，我們認(rèn)為目前網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)主要存在以下問(wèn)題。

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)，缺乏配套教材。由于缺少網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)公司的一手資源，各高校普遍存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)的情況，而能夠直接指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)的教材也少之又少，主要原因是撰寫(xiě)的時(shí)間成本和安全技術(shù)發(fā)展速度快之間的矛盾。

（2）實(shí)驗(yàn)形式和手段單一，不足以滿足實(shí)踐能力培養(yǎng)需求。盡管大部分高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)采購(gòu)或建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，但單一虛擬機(jī)的形式只能夠滿足基礎(chǔ)實(shí)踐技能訓(xùn)練的目的，無(wú)法支撐綜合實(shí)訓(xùn)。

（3）缺乏激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)力形成的機(jī)制和相應(yīng)的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。目前有大量高校采用類(lèi)似北京西普陽(yáng)光的USAAS平臺(tái)，以MOOC或SPOC的形式為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，但缺少相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，事倍功半，而且此類(lèi)平臺(tái)也存在上述第（2）點(diǎn)問(wèn)題。

（4）實(shí)踐導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)從數(shù)量和質(zhì)量上均存在無(wú)法滿足實(shí)踐教學(xué)需求的問(wèn)題。一方面高校教師因職業(yè)發(fā)展原因，多以理論研究為主，加之大部分網(wǎng)絡(luò)空間安全專(zhuān)業(yè)教師是由計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)踐導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的組建也存在客觀難題。

依靠單一的產(chǎn)學(xué)合作，難以根本解決上述問(wèn)題，我們提出的多元協(xié)同實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建方法，在不同層面和角度，讓多方參與，有效整合資源。

2 多元協(xié)同實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

2.1 實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)我們的辦學(xué)定位和凝練的專(zhuān)業(yè)特色，以培養(yǎng)計(jì)劃的達(dá)成為目標(biāo)，構(gòu)建多元協(xié)同導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示。依托“校企政行”多元協(xié)同的人才培養(yǎng)模式，網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院與金華市經(jīng)信委、公安局網(wǎng)警支隊(duì)、浙江省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟、金華市信息化推進(jìn)協(xié)會(huì)等政府和協(xié)會(huì)建立了良好的合作關(guān)系。一方面獲取了人才需求，另一方面也獲得行業(yè)大量的一手案例。在完備的實(shí)踐教學(xué)支撐環(huán)境保障下，將課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性課程、實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)4個(gè)實(shí)踐教學(xué)層次有效銜接，并通過(guò)基于能力模塊的課程群建設(shè)，良好的教師課程知識(shí)點(diǎn)協(xié)同，打通基礎(chǔ)實(shí)踐能力、方向?qū)嵺`技能、綜合專(zhuān)業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)提高4個(gè)能力增值鏈條，且分別對(duì)應(yīng)每一個(gè)學(xué)年。

圖1 多元協(xié)同導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全實(shí)踐教學(xué)體系架構(gòu)

按照合作協(xié)議和構(gòu)建的協(xié)同創(chuàng)新育人模式，學(xué)生大一、大二前兩年在校內(nèi)完成，大三將專(zhuān)業(yè)課程按能力模塊融合，在實(shí)訓(xùn)基地完成學(xué)習(xí)，并且以導(dǎo)師指導(dǎo)下承接項(xiàng)目的形式對(duì)接實(shí)習(xí)企業(yè)；大四則進(jìn)入學(xué)院通過(guò)簽約而搭建的云實(shí)習(xí)聯(lián)盟的相應(yīng)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)。上述實(shí)踐教學(xué)過(guò)程和能力培養(yǎng)鏈條的實(shí)施，由高素質(zhì)、分層次的實(shí)踐教師隊(duì)伍建設(shè)和技能達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)體系提供保障和評(píng)價(jià)；由按年級(jí)制的攻防比賽聯(lián)賽和多樣化的課外實(shí)踐教學(xué)組織提供激勵(lì)和補(bǔ)充。其中年級(jí)聯(lián)賽每月舉辦一次，攻防實(shí)踐平臺(tái)中包含具有正常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，有利于將學(xué)生在單一虛擬機(jī)上訓(xùn)練的成果轉(zhuǎn)化為在相對(duì)更真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行攻防的能力，每年聯(lián)賽排名前三名的隊(duì)伍獎(jiǎng)品由合作企業(yè)提供。課外實(shí)踐教學(xué)包括應(yīng)用安全協(xié)會(huì)和小規(guī)模的學(xué)習(xí)興趣小組，利用內(nèi)部交流和企業(yè)高工系列講堂的形式組織活動(dòng)。技能達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)小組由政府、企業(yè)和學(xué)校的人員組成，每年進(jìn)行一次學(xué)生實(shí)踐能力測(cè)評(píng)，對(duì)于測(cè)評(píng)不合格的學(xué)生，制定假期額外任務(wù)（在MOOC平臺(tái)上完成），以督促學(xué)生達(dá)標(biāo)。前兩年的實(shí)踐教學(xué)和各類(lèi)活動(dòng)由MOOC、SPOC和MOOE（Massive Online Open Experiment）平臺(tái)提供支撐。

2.2 實(shí)踐導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)建設(shè)

浙江師范大學(xué)安恒網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院的實(shí)踐導(dǎo)師由自有師資和企業(yè)兼職導(dǎo)師組成。兼職導(dǎo)師多來(lái)自安恒信息。通過(guò)與金華市政府的合作、承接企業(yè)人員培訓(xùn)等方式，吸引表達(dá)能力好的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員成為兼職導(dǎo)師，并聘請(qǐng)浙江師范大學(xué)教育學(xué)院的專(zhuān)家為兼職導(dǎo)師進(jìn)行授課能力引導(dǎo)和養(yǎng)成，達(dá)到導(dǎo)師、學(xué)生、政府三贏的效果。為提高自有專(zhuān)業(yè)教師的實(shí)踐指導(dǎo)能力，學(xué)院提供配套政策，委派教師至網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)進(jìn)行為期一年的實(shí)踐進(jìn)修，提高自身專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力的同時(shí)與相關(guān)企業(yè)建立聯(lián)系。由于合作企業(yè)有若干網(wǎng)絡(luò)安全類(lèi)培訓(xùn)和認(rèn)證資質(zhì)，通過(guò)企業(yè)實(shí)踐進(jìn)修的教師均通過(guò)了國(guó)家信息測(cè)評(píng)中心等組織的網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)認(rèn)證，這樣專(zhuān)業(yè)教師也能夠參與各類(lèi)培訓(xùn)，擴(kuò)大其用武之地。

師資隊(duì)伍建設(shè)及相關(guān)社會(huì)培訓(xùn)與服務(wù)的同步展開(kāi)，加之有效的配套支持政策，使得專(zhuān)業(yè)師資有動(dòng)力轉(zhuǎn)型、企業(yè)工程師有動(dòng)力授課。

2.3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

根據(jù)人才培養(yǎng)計(jì)劃，實(shí)踐教學(xué)按能力模塊劃分，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，底層為Java開(kāi)發(fā)等信息技術(shù)基本技能，各模塊的實(shí)踐內(nèi)容不只是排斥關(guān)系，可根據(jù)各高校培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)際的實(shí)踐課時(shí)要求指導(dǎo)學(xué)生選課。專(zhuān)業(yè)實(shí)踐導(dǎo)師按照能力模塊，確定技能拓?fù)潢P(guān)系，建立課程間的協(xié)同。圖2中安全應(yīng)用能力因?yàn)樗韫た匕踩潮P(pán)目前正在完善過(guò)程，所以以虛線表示。

圖2 實(shí)踐教學(xué)能力模塊架構(gòu)

2.4 實(shí)踐教學(xué)支撐環(huán)境

完備的實(shí)踐教學(xué)支撐環(huán)境，為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全實(shí)踐教學(xué)體系提供底層保障。歷經(jīng)兩年多的建設(shè)，多方投入資源的整合，目前所搭建的實(shí)踐教學(xué)支撐環(huán)境如圖3所示。其中的應(yīng)用安全、系統(tǒng)安全和物聯(lián)網(wǎng)安全實(shí)驗(yàn)室均為教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目支持，攻防對(duì)抗平臺(tái)和天池網(wǎng)絡(luò)安全保障云由直接校企合作支持，天池云采用SDN（software define network）技術(shù)，保障校園網(wǎng)安全的同時(shí)，可劃分資源用于真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

共享、自建和合建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與實(shí)習(xí)基地，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性課程、實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)4個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)提供環(huán)境支持，配以完善的開(kāi)放制度和企業(yè)實(shí)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)，使得實(shí)踐教學(xué)行之有效。

3 實(shí)施難點(diǎn)和成效

采用上述實(shí)踐教學(xué)體系兩年以來(lái)，受益學(xué)生160人，在40名畢業(yè)生中，有10名在網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)企業(yè)從事網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)工作，獲得行業(yè)認(rèn)可。學(xué)生參與行業(yè)舉辦的網(wǎng)絡(luò)安全夏令營(yíng)，取得1個(gè)第1名、3個(gè)第3名的好成績(jī)；在全國(guó)高校網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維挑戰(zhàn)賽中獲得華東區(qū)三等獎(jiǎng)。自有師資共4人完成企業(yè)實(shí)踐進(jìn)修，并已參與各類(lèi)認(rèn)證培訓(xùn)。目前專(zhuān)業(yè)第一志愿報(bào)考率超過(guò)150%。

協(xié)同模式的最大難點(diǎn)在于找到學(xué)校、政府、企業(yè)三者獲益的平衡點(diǎn)，即便政府和企業(yè)有承擔(dān)人才培養(yǎng)這種社會(huì)責(zé)任的愿望，在缺少合作受益的情況下，合作也難以長(zhǎng)期維系。此外，師資團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)能夠落地的軟實(shí)力保障，建立配套的激勵(lì)措施和評(píng)測(cè)體系勢(shì)在必行。最后，實(shí)踐技能測(cè)評(píng)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)價(jià)，是改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過(guò)程的直接驅(qū)動(dòng)。

圖3 2+1+1協(xié)同育人培養(yǎng)模式及其支撐環(huán)境

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)展廣泛而深入的校企合作和主動(dòng)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求對(duì)接，有效地整合了多方資源，找到了多元協(xié)同育人模式中各參與方的發(fā)展平衡點(diǎn)，構(gòu)建了符合專(zhuān)業(yè)發(fā)展需求并貼近實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全實(shí)踐教學(xué)體系。通過(guò)前期的建設(shè)，在師資隊(duì)伍、平臺(tái)資源和教學(xué)模式上均取得一定成效，這一體系的構(gòu)建為培養(yǎng)高水平的應(yīng)用型本科人才提供有力支撐。

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