新工科背景下網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程教改探索

楊玉麗 陳永樂 于丹

［摘 要］作為網(wǎng)絡(luò)空間安全及相關(guān)專業(yè)的綜合性核心課程，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程涉及多門學(xué)科，其內(nèi)容復(fù)雜、理論難度大、實踐性強。鑒于傳統(tǒng)的授課模式難以契合新工科建設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，課程組以新工科建設(shè)需求為基石，緊扣產(chǎn)業(yè)實際需求，充分利用線上線下的優(yōu)勢，從思政建設(shè)、課程培養(yǎng)體系和實踐教學(xué)體系三個方面探索該課程的混合式教學(xué)模式，以期為高校新工科課程的教學(xué)改革提供新的思路和方法。

［關(guān)鍵詞］新工科；網(wǎng)絡(luò)空間安全；課程思政；混合式教學(xué)模式；校企合作

［中圖分類號］G642［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）10-0052-04

隨著全球網(wǎng)絡(luò)空間安全面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，我國網(wǎng)絡(luò)空間安全人才仍面臨較大的缺口。截至目前，國內(nèi)共有81所高校設(shè)立網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)，全國高校每年培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)空間安全人才不足3萬人，難以滿足300多萬的人才市場需求[1]。因此，構(gòu)建具有專業(yè)特色的課程體系，培養(yǎng)一流的網(wǎng)絡(luò)空間安全人才，是高校肩負的重要歷史使命。針對網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)特有的攻防兩面性特征，高校應(yīng)從服務(wù)國家戰(zhàn)略出發(fā)，積極改革傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式。在課程體系中，應(yīng)深入挖掘各課程的思政元素，強化思政建設(shè)與課程體系的融合，以確保網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的可靠性[2]。同時，通過優(yōu)化專業(yè)課程體系，培養(yǎng)具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，以解決網(wǎng)絡(luò)空間安全人才短缺的問題[3]。

一、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程建設(shè)存在的問題

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全作為網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的核心課程，涉及計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)論、密碼學(xué)、通信工程、人工智能等多學(xué)科內(nèi)容，具有知識面廣、知識體系復(fù)雜、實踐性強、更新速度快等特點。然而，該課程作為新興學(xué)科，開設(shè)時間較短，授課教師缺乏豐富的教學(xué)經(jīng)驗，在課程思政、課程培養(yǎng)體系和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面面臨著巨大挑戰(zhàn)，難以達到新工科建設(shè)目標(biāo)的要求。

（一）課程思政亟待完善

在思政教學(xué)方面，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程的授課教師通常采用“補充”的方式，將思政案例融入課堂教學(xué)中[4]。這種方式不僅增加了教學(xué)負擔(dān)，而且難以將思政內(nèi)容與專業(yè)知識體系有效融合，影響了思政教學(xué)的效果。此外，課程思政教育的考核評價應(yīng)貫穿整個教學(xué)過程，通過課程思政評價來發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題[5]。當(dāng)前，該課程的思政建設(shè)缺乏相應(yīng)的評價機制，難以實現(xiàn)以評促建、以評促改的目標(biāo)。

（二）課程培養(yǎng)體系同質(zhì)化

由于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的師資力量緊缺，部分高校的網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)與信息安全專業(yè)的差異性并不顯著，導(dǎo)致該專業(yè)開設(shè)的相關(guān)課程，以及課程內(nèi)容的設(shè)置等方面都存在不同程度地沿用信息安全專業(yè)的方式[6]，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程也存在類似問題。這種沿用信息安全專業(yè)的教學(xué)方式對學(xué)生接受網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的前沿知識具有局限性[7]，同時也降低了學(xué)生探索該領(lǐng)域知識的興趣，難以滿足經(jīng)濟社會對多元化復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的需求[8]。

（三）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

鑒于從事網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全授課的教師多從通信、計算機、信息安全等相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)型而來，他們普遍基礎(chǔ)理論扎實，但工程實踐能力相對不足[4]。此外，僅僅通過單一仿真平臺驗證課程中的關(guān)鍵技術(shù)原理，難以有效訓(xùn)練和提升學(xué)生解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程安全性問題的能力[10]。

二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程教改的思路

（一）完善思政建設(shè)

針對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程在思政教學(xué)方面存在的問題，教師需深入挖掘具有時效性和多樣性的思政案例，通過潛移默化的方式激發(fā)學(xué)生的科技報國情懷，并讓他們深刻認(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的雙刃性。同時，教師還應(yīng)分別建立以學(xué)生為中心和以教師為中心的評價方法，以完善該課程的思政評價體系。

（二）優(yōu)化課程培養(yǎng)體系

在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程培養(yǎng)體系時，教師應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺資源，采取線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，打破時空限制，實現(xiàn)教學(xué)資源的多渠道獲得，并拓展延伸教學(xué)內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)考慮學(xué)生專注領(lǐng)域的差異性，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟特色的安全需求，制訂個性化的培養(yǎng)方案，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與主動性，從而培養(yǎng)出多元化復(fù)合型的網(wǎng)絡(luò)空間安全人才。

（三）強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

針對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏開放性、綜合性和創(chuàng)新性的問題，教師應(yīng)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程的特點及所需掌握的技術(shù)等要素，構(gòu)建基于真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合性實踐項目，并設(shè)計逐層遞進的實踐課程體系，以提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新實踐能力。

三、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程教改的具體措施

針對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程在思政建設(shè)、課程培養(yǎng)體系及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面存在的問題，課題組設(shè)計了如圖1所示的建設(shè)框架。該框架旨在完善課程思政建設(shè)，強化網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)的思想政治教育工作；針對專業(yè)師資力量匱乏的問題，探索線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)策略，并構(gòu)建個性化的課程培養(yǎng)體系；同時，通過校企協(xié)同合作的實踐教學(xué)體系，提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

（一）課程思政建設(shè)

1.建立思政元素庫

綜合考慮網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的特點，以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程的教學(xué)目標(biāo)，課題組設(shè)定了該課程思政育人的目標(biāo)：將常見的協(xié)議漏洞、攻擊手段及防御方法等內(nèi)容與當(dāng)前國際網(wǎng)絡(luò)空間環(huán)境所面臨的機遇和挑戰(zhàn)相結(jié)合，通過拓展和延伸教學(xué)內(nèi)容，深度挖掘其中的思政元素，實現(xiàn)思政元素與教學(xué)內(nèi)容的有機融合，培養(yǎng)學(xué)生的科技強國責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)出具有國際視野和開拓創(chuàng)新精神的網(wǎng)絡(luò)空間安全人才。

基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程的知識點，課題組將授課內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科發(fā)展的典型事件、科技人物以及捍衛(wèi)國家網(wǎng)絡(luò)主權(quán)的重要性相結(jié)合，完善和優(yōu)化教學(xué)大綱，拓展授課內(nèi)容的廣度、深度和溫度。同時，從家國情懷、創(chuàng)新思維、科學(xué)方法、工匠精神等方面挖掘和提煉網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全的思政元素，建立課程思政元素庫。該思政元素庫中的每個元素均從知識點、切入點和思政目標(biāo)三個方面進行描述。表1列出了部分思政元素作為示例。

2.課程思政的評價機制

為全面準(zhǔn)確地評價課程思政的教學(xué)效果，課題組設(shè)置了以學(xué)生為中心的過程性評價方法和以教師為中心的多元化評價方法。

以學(xué)生為中心的過程性評價方法：在原有的知識技能考核基礎(chǔ)上，增加對學(xué)生參與課程思政教育的主動性、實踐性和反思性的過程性考核指標(biāo)。具體而言，一是課堂上加強對學(xué)生在思想政治主題調(diào)研和討論中的參與度的考核；二是重構(gòu)實驗內(nèi)容，以突出專業(yè)特色，并通過實驗報告的“心得體會”部分考核學(xué)生的實踐效果；三是增加“自我評價”和“他人評價”環(huán)節(jié)，以提升評價的全面性和準(zhǔn)確性。

以教師為中心的多元化評價方法旨在幫助教師反思并改進教學(xué)，確保教學(xué)過程的思想高度和理論深度。具體評價從以下三個方面展開：首先，學(xué)科組評價教師是否細化了課程思政目標(biāo)，是否深挖了思政元素并將其融入教學(xué)環(huán)節(jié)；其次，同事評價教師的專業(yè)知識講解水平、課程思政實施效果及職業(yè)教育素養(yǎng)；最后，學(xué)生評價教師是否設(shè)置了課程思政環(huán)節(jié)、是否傳遞了正確的價值觀，并真正觸動學(xué)生的心靈，激發(fā)其科技報國的情懷。

（二）基于混合式教學(xué)的個性化課程培養(yǎng)體系

基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計線上線下協(xié)同合作的混合式教學(xué)模式。該模式包含三個教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，課前采用線上教學(xué)模式，利用雨課堂、中國大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通等平臺資源，結(jié)合項目驅(qū)動的方式，精心設(shè)計教學(xué)計劃和內(nèi)容，推送電子課件、微視頻等資料，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。其次，課中采用線下教學(xué)模式，通過在線課堂管理平臺與學(xué)生面對面交流，對課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容進行提問與點評，采用“評中教，教中學(xué)”的方式，詳細講解重點難點，并總結(jié)歸納。最后，課后采用線上教學(xué)模式，打破時空限制，方便學(xué)生回顧學(xué)習(xí)內(nèi)容，進行查缺補漏和拓展延伸。

在此基礎(chǔ)上，綜合考慮學(xué)生興趣、科研方向、網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的課程體系以及研究生培養(yǎng)體系，從廣度和深度兩方面探索個性化課程培養(yǎng)體系的設(shè)置。在廣度上，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，融合其他專業(yè)的在線精品課程，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過呈現(xiàn)多樣化的學(xué)習(xí)資源，營造沉浸式學(xué)習(xí)氛圍，拓寬學(xué)生的知識視野；在深度上，基于TCP/IP協(xié)議的安全性分析方法，引導(dǎo)學(xué)生探索物理網(wǎng)通信協(xié)議、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議等前沿技術(shù)，并密切關(guān)注最新的安全防范策略。同時，充分發(fā)揮研究生“傳幫帶”的作用，加強本科生與研究生之間的交流，鼓勵本科生提前參與課題研究，以實現(xiàn)本科生與研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)的銜接。

（三）校企協(xié)同合作的實踐教學(xué)體系

通過與360、藍盾、東巽科技（北京）有限公司以及山西信思智學(xué)教育科技有限公司等多家企業(yè)合作，推進產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，為網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)形成具有交叉性、實踐性和服務(wù)性等特色的專業(yè)奠定基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全實踐課程體系中，通過校企協(xié)同合作，增加了綜合性實踐與創(chuàng)新性實踐環(huán)節(jié)。

綜合性實踐：根據(jù)實驗要求和目的，選擇貼近現(xiàn)實的企業(yè)應(yīng)用場景，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程安全性問題的能力。例如，設(shè)計企業(yè)網(wǎng)絡(luò)IPSec VPN的開放性實驗項目，學(xué)生需要根據(jù)具體應(yīng)用場景設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，完成物理連接、配置和測試工作，并對拓撲圖中的中心站點和分支站點進行IPSec和VPN技術(shù)配置。通過這一綜合實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅能夠熟悉企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與配置流程，還能掌握IPSec和VPN的關(guān)鍵技術(shù)及配置方法，從而有效提升他們的綜合應(yīng)用知識能力和實踐操作水平。

創(chuàng)新性實踐：圍繞企業(yè)實際需求，基于網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科科研團隊的研究方向，組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師團隊。通過簡化、抽取或切片科研項目，構(gòu)建創(chuàng)新性實踐項目，培養(yǎng)學(xué)生的二次開發(fā)能力，鼓勵學(xué)生積極參與學(xué)科競賽，以鍛煉他們的創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力。

四、結(jié)語

針對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全課程建設(shè)的不足，課題組探索了線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。通過加強課程思政體系建設(shè)，構(gòu)建基于混合式教學(xué)的個性化課程培養(yǎng)體系，為培養(yǎng)多元化復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)空間安全人才奠定基礎(chǔ)。同時，設(shè)計校企協(xié)同合作的實踐教學(xué)體系，以提升學(xué)生的創(chuàng)新和協(xié)作能力。該模式能夠滿足新工科背景下網(wǎng)絡(luò)空間安全人才的培養(yǎng)需求。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 劉建偉.發(fā)揮一流網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院特色優(yōu)勢? 培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全拔尖創(chuàng)新人才[J].計算機教育，2023（2）：6-7.

[2] 程光.“四位一體”的網(wǎng)安創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐與思考[J].中國信息安全，2023（3）：36-38.

[3] 康緋，舒輝，張連成.“新工科”背景下網(wǎng)絡(luò)空間安全拔尖人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2023（3）：90-92.

[4] 常利偉，李春雪，劉暢，等.網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)體系現(xiàn)狀分析與建設(shè)途徑[J].信息安全研究，2018，4（12）：1083-1088.

[5] 李莉，宋亞奇.網(wǎng)絡(luò)安全課程思政元素提煉與融入教學(xué)設(shè)計[J].教育教學(xué)論壇，2023（1）：133-136.

[6] 董思妤.“德、技、戰(zhàn)”三維育人模式的《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)》課程教學(xué)實踐探索[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2023（10）：104-106.

[7] 蘇婷，蔣琳，房敏.網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向系列課程貫通式教學(xué)探索與實踐[J].計算機教育，2023（6）：76-80.

[8] 閆璽璽，馮蘇偉，張靜.新工科背景下網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才多維聯(lián)動培養(yǎng)模式探索[J].高教學(xué)刊，2023，9（5）：157-160.

[9] 張冬雯，張光華，張曉明，等.新工科多方協(xié)同育人背景下的網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)模式研究[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2020（5）：87-89.

[10] 張連成，郭毅，程蘭馨，等.“新工科”背景下網(wǎng)絡(luò)空間安全人才培養(yǎng)實驗教學(xué)改革探究研究[J].網(wǎng)絡(luò)空間安全，2019，10（10）：101-104.

［責(zé)任編輯：梁金鳳］