新工科背景下應(yīng)用型大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)課程體系構(gòu)建研究

曹鵬飛，楊 望，葉傳標(biāo)，李 杰，楊 君

（1.三江學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210012；2.東南大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，江蘇 南京 210096）

0 引言

“新經(jīng)濟(jì)”發(fā)展為“新工科”專業(yè)人才培養(yǎng)指明了方向，產(chǎn)業(yè)需要工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力都較強(qiáng)且具有競爭力高素質(zhì)的復(fù)合型人才，要求學(xué)生不僅鉆研自身的學(xué)科方向，還要有“學(xué)科交叉融合”的能力，目前網(wǎng)絡(luò)空間安全、人工智能、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展出現(xiàn)了人才供給缺口巨大，也暴露出社會發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)與我國高校人才培養(yǎng)之間有所脫節(jié)的現(xiàn)象。

網(wǎng)絡(luò)空間安全于2015年6月由國務(wù)院學(xué)位委員會、教育部增設(shè)為一級學(xué)科[1]，近年來各層次高校都在積極申報(bào)相關(guān)專業(yè)。本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)空間安全是多種計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合與應(yīng)用，如信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全等，從大類看屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)范圍。

近年來，國家也開始重視網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科的發(fā)展，2014年2月，成立了中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，2018年3月改組為中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會，習(xí)近平總書記擔(dān)任主任，并提出要建設(shè)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”的目標(biāo)[2-4]。

然而，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)、系統(tǒng)、應(yīng)用、隱私等安全問題面臨著更大的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)安全人才已成為國家競爭的核心所在。我國的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢不樂觀，網(wǎng)絡(luò)攻擊事件呈上升趨勢，此領(lǐng)域人才非常緊缺。近兩年來，各高校結(jié)合中央的精神，針對網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域人才短缺進(jìn)行定向培養(yǎng)，紛紛建立了網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院。中央網(wǎng)信辦、教育部也在2017年全國設(shè)立“一流網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院建設(shè)示范項(xiàng)目”，首批包括東南大學(xué)在內(nèi)的7所一流大學(xué)已經(jīng)入選[5]，2019年第二批又新增4所。

2018年3月，教育部發(fā)教高函[2018]4號文件顯示，全國18所高校獲批設(shè)立網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)，2019年教育部發(fā)教高函[2019]7號，全國25所高校獲批設(shè)立網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)[6-7]。高校包括雙一流建設(shè)研究型大學(xué)和應(yīng)用型大學(xué)，由于各高校定位不同，對人才培養(yǎng)的目標(biāo)也不一樣，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)在研究型大學(xué)和應(yīng)用型大學(xué)設(shè)立的人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)建設(shè)定位也不相同。

研究型高校開設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)把學(xué)術(shù)研究放在首位，致力于高層次的人才培養(yǎng)與科技研發(fā)能夠提供本、碩、博三個層次人才的培養(yǎng),而應(yīng)用型大學(xué)以應(yīng)用型、技能型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以本科教育和專業(yè)碩士為主進(jìn)行人才培養(yǎng)[8]。

1 應(yīng)用型大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

應(yīng)用型大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)目標(biāo)需要從系統(tǒng)論的角度指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生具有整體全局安全觀和獨(dú)立的邏輯探索思維，通過設(shè)置的相關(guān)專業(yè)課程達(dá)到具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，突出網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)戰(zhàn)能力培養(yǎng)的要求。具體目標(biāo)如下。

（1）學(xué)生能運(yùn)用學(xué)習(xí)到的網(wǎng)絡(luò)安全知識去解決現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)安全問題，也需要具備良好的理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)去解決和挖掘未知的安全問題，如各類軟件漏洞、協(xié)議安全、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用缺陷等。

（2）學(xué)生不僅在網(wǎng)絡(luò)攻防技能上優(yōu)秀，而且還應(yīng)具有學(xué)科交叉能力，同時懂得運(yùn)用社會工程學(xué)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等相關(guān)學(xué)科解決一系列網(wǎng)絡(luò)安全問題，需將所學(xué)知識由點(diǎn)連成線，線構(gòu)成面，適應(yīng)“新經(jīng)濟(jì)”對人才提出的新的目標(biāo)定位與需求。

（3）學(xué)生可以適應(yīng)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)的能力需要，具有一定研究和創(chuàng)新能力的德、智、體全面發(fā)展的人才，熱愛祖國，遵紀(jì)守法，具有正確的人生觀價值觀，優(yōu)秀的職業(yè)道德操守，具有高度的事業(yè)心，能積極為社會主義建設(shè)服務(wù)，能夠承擔(dān)企事業(yè)單位、科研院所、行政機(jī)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)空間安全方面的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)應(yīng)用、漏洞檢測與修補(bǔ)、入侵防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)和管理工作。

2 傳統(tǒng)信息安全專業(yè)課程體系分析

傳統(tǒng)的信息安全專業(yè)主要注重信息的安全，偏向信息安全理論知識尤其是密碼學(xué)和密碼學(xué)的應(yīng)用，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)邏輯思維能力[9]。

信息安全專業(yè)課程體系如圖1所示，由專業(yè)理論基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、信息安全、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、公共基礎(chǔ)5方面構(gòu)成，具體課程見圖1。

3 新工科背景下網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)課程體系構(gòu)建

圖1 信息安全專業(yè)課程體系

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)是隨著國家安全戰(zhàn)略的提升而提出的，同時網(wǎng)絡(luò)安全也成為國家安全重要的部分，屬于新工科的專業(yè)[10]。作為新興學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的建設(shè)要符合國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。網(wǎng)絡(luò)空間安全創(chuàng)新人才培養(yǎng)并非只有研究型大學(xué)承擔(dān)，各層次的學(xué)校對人才培養(yǎng)任務(wù)不一樣，應(yīng)用型大學(xué)更應(yīng)該從能力、就業(yè)、職業(yè)等方面培養(yǎng)國家緊缺的人才。就應(yīng)用型屬性而言，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)在課程體系和課程內(nèi)容設(shè)置方面有別于傳統(tǒng)的信息安全專業(yè)，主要分為4個階段，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)體系

第1階段，通識基礎(chǔ)：通識課程、公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課。

第2階段，專業(yè)方向：專業(yè)核心課程、實(shí)戰(zhàn)類課程。

第3階段，實(shí)習(xí)實(shí)踐：知名企業(yè)實(shí)習(xí)、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)。

第4階段，競賽創(chuàng)新：各類科技創(chuàng)新活動、技能競賽。

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實(shí)施“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重視實(shí)戰(zhàn)能力和綜合素質(zhì)”的人才培養(yǎng)思想。掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)，跟蹤網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀和前沿技術(shù)；能運(yùn)用英語從事網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的聽、說、讀、寫；具有嚴(yán)密的邏輯思維能力，能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)空間安全核心技術(shù)、方法和工具去解決實(shí)際問題；具備從事網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的系統(tǒng)構(gòu)建、分析、開發(fā)能力，具有較全面的安全防護(hù)、安全策略制定管理工作能力；具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，有較強(qiáng)從事本專業(yè)技術(shù)工作能力的專業(yè)型人才。

第1階段通識基礎(chǔ)，主要圍繞網(wǎng)絡(luò)空間安全的6個方向（法律法規(guī)、政治思想、密碼學(xué)、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全）開展通識能力教育，為第二階段專業(yè)核心課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，此階段約為1～2學(xué)年。

第2階段專業(yè)方向，主要培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的專業(yè)方向選擇，從發(fā)現(xiàn)問題、研究問題到解決問題尋找方法和思路，全面開展知識與技能結(jié)合的應(yīng)用性研究，選擇一個專業(yè)方向進(jìn)行深入學(xué)習(xí)、實(shí)踐、研究與探索，能提交符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求的課程實(shí)踐報(bào)告或研究報(bào)告。此階段約為1.5學(xué)年。

第3階段實(shí)習(xí)實(shí)踐，根據(jù)校企合作單位選擇合適的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)習(xí)崗位，讓學(xué)生參與生產(chǎn)實(shí)踐，或與企業(yè)共建校內(nèi)實(shí)習(xí)基地將企業(yè)知名工程師和項(xiàng)目引入校內(nèi)基地在校內(nèi)完成實(shí)習(xí)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。此階段約為0.5學(xué)年。

第4階段競賽創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生興趣，挖掘?qū)W生個人實(shí)際能力，從本科一年級開始，要求所有同學(xué)都必須參與科技創(chuàng)新活動，包括各級各類網(wǎng)絡(luò)安全競賽、學(xué)科創(chuàng)新活動。競賽活動從入校開始保持訓(xùn)練不間斷，目的是積累和掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)各方向的主要實(shí)戰(zhàn)技能和經(jīng)驗(yàn)，要求網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)學(xué)生獨(dú)立參加至少一次的工程實(shí)踐、校級、省級、國家級的學(xué)科創(chuàng)新項(xiàng)目以及各級各類競賽活動，通過團(tuán)隊(duì)競賽活動提升團(tuán)隊(duì)合作能力。此階段貫穿整個人才培養(yǎng)全過程，至少為3學(xué)年。網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)課程體系構(gòu)建如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)課程體系

4 構(gòu)建以職業(yè)為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)空間安全課程設(shè)置

經(jīng)過調(diào)研各互聯(lián)網(wǎng)公司、企事業(yè)單位、網(wǎng)絡(luò)安全公司崗位設(shè)置和人才需求情況，構(gòu)建以職業(yè)為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)空間安全課程設(shè)置，如圖4所示。

圖4 以職業(yè)為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)空間安全課程設(shè)置

由圖4可見，企業(yè)需求的6個主要崗位為安全開發(fā)工程師、移動安全工程師、滲透測試工程師、網(wǎng)絡(luò)安全測評工程師、網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)及規(guī)劃工程師、網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維及服務(wù)工程師，要求具有一定的基礎(chǔ)能力，圖4圓圈中列出的為必修課程，在此基礎(chǔ)上增加一到兩門選修課程可以具備對應(yīng)崗位能力需要，各崗位和技能要求見表1。

表1 崗位及技能要求

網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)不僅要注重理論，還要注重與實(shí)踐相結(jié)合，其課程內(nèi)容設(shè)計(jì)和過程也應(yīng)該突出實(shí)踐性，因此實(shí)踐性要貫穿整個人才培養(yǎng)的全過程，企業(yè)的崗位需求就是對課程體系建設(shè)的關(guān)鍵性指導(dǎo)。

5 課程體系評價方法

采用基于產(chǎn)出的教育（outcomes-based education,OBE）理念評估學(xué)生的實(shí)際能力[11-12]，首先確定網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力要求，也就是培養(yǎng)目標(biāo)，并依據(jù)這一目標(biāo)來組織教學(xué)過程，包括課程的安排順序、知識點(diǎn)的銜接以及實(shí)踐環(huán)節(jié)。

應(yīng)用型大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)掌握的能力如下：

（1）掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)基礎(chǔ)知識等學(xué)科基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識。

（2）掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全體系結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法，具有研發(fā)網(wǎng)絡(luò)空間安全系統(tǒng)軟硬件的基本能力。

（3）掌握網(wǎng)絡(luò)空間安全攻防對抗博弈理論、網(wǎng)絡(luò)安全社會治理、網(wǎng)絡(luò)安全法律和標(biāo)準(zhǔn)、社會工程、網(wǎng)絡(luò)空間中人的安全行為與管理知識。

（4）經(jīng)歷完整的專業(yè)課程培養(yǎng)環(huán)節(jié)，除了參加課程教學(xué)及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)外，還要求參加工程實(shí)踐、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽與課外科技創(chuàng)新活動等環(huán)節(jié)，之后應(yīng)具備較強(qiáng)分析與解決實(shí)際問題的能力，并具備較高的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。

（5）掌握一門外語，有較強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)外語閱讀、寫作和口語交流能力；能獨(dú)立獲取互聯(lián)網(wǎng)各類信息的能力。

（6）了解網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)及現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)和重要成果。

經(jīng)過3年的探索和實(shí)踐，三江學(xué)院在網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)方面取得了顯著的成績，學(xué)生在各類網(wǎng)絡(luò)安全競賽獲獎50余項(xiàng)，在全國有一定的影響力，為國家培養(yǎng)了一批高水平、高素質(zhì)的應(yīng)用型人才，同時也為學(xué)校網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科的設(shè)立體現(xiàn)了這一科學(xué)領(lǐng)域的重要性，現(xiàn)階段各層次網(wǎng)絡(luò)安全人才十分短缺。在新工科建設(shè)的大環(huán)境下，我們提出了職業(yè)和崗位為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)空間安全課程體系，通過OBE理論對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行評估，課程的設(shè)置更加貼近產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，學(xué)生通過此課程體系的學(xué)習(xí)在應(yīng)用能力上得到顯著提升，未來還需要對主要課程內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，提取主要的知識點(diǎn)，縮小與企業(yè)真實(shí)應(yīng)用環(huán)境的差距。