基于小項(xiàng)目的信息安全與對(duì)抗技術(shù)研究型教學(xué)方法

潘麗敏, 羅森林, 高 平, 蘇京霞

(北京理工大學(xué) 信息與電子學(xué)院, 信息與安全對(duì)抗實(shí)驗(yàn)中心， 北京 100081)

研究型教學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容是教學(xué)與科研的有機(jī)結(jié)合，在教學(xué)中貫徹科學(xué)研究的方法，特別是教學(xué)方法上采用科學(xué)研究的方式。培養(yǎng)科技人才起點(diǎn)可以是本科、碩士、博士，同樣高中畢業(yè)也可以作為起點(diǎn)。因此，研究型教學(xué)是經(jīng)過(guò)適應(yīng)性調(diào)整的基于科研人才培養(yǎng)模式的本科教學(xué)過(guò)程。本文提出一套基于“小項(xiàng)目”的適應(yīng)于“信息系統(tǒng)安全與對(duì)抗技術(shù)”研究型課程的教學(xué)理念和框架，其實(shí)施過(guò)程可分為4個(gè)階段：理論授課、項(xiàng)目開(kāi)題、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收。通過(guò)實(shí)踐，該研究型課程取得了良好的實(shí)踐效果。本文就其具體建設(shè)目的、內(nèi)容，以及其中的關(guān)鍵問(wèn)題和實(shí)施方案展開(kāi)討論，希望起到拋磚引玉的作用[1-2]。

1 建設(shè)目標(biāo)及內(nèi)容

1.1 建設(shè)目標(biāo)

契合國(guó)家科教協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展精神，打通教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室壁壘，統(tǒng)籌教學(xué)、科研、實(shí)驗(yàn)室資源，促進(jìn)科研服務(wù)人才培養(yǎng)。基于信息安全與對(duì)抗課程的重點(diǎn)內(nèi)容以及學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力，以“小項(xiàng)目”的方式向?qū)W生傳授科研理念、科研文化、科研價(jià)值，使學(xué)生了解科技最新發(fā)展和學(xué)術(shù)前沿動(dòng)態(tài)，激發(fā)科研興趣，啟迪科研思維，培養(yǎng)科研道德，提升學(xué)生科學(xué)研究和科技創(chuàng)新的能力。建立我國(guó)信息安全領(lǐng)域研究型課程的示范工程，保持其特色、效果的持續(xù)提升和引領(lǐng)地位，逐步形成重要的推廣應(yīng)用價(jià)值[3]。

1.2 主要建設(shè)內(nèi)容

(1) 命題方式。本課程結(jié)合指導(dǎo)研究生的方法，其中包括小部分的傳統(tǒng)授課內(nèi)容。小項(xiàng)目的題目來(lái)源主要有3種：學(xué)生自主提出、課程組研究項(xiàng)目、校企聯(lián)合項(xiàng)目，但最終題目由課程組統(tǒng)一確定。

(2) 過(guò)程跟蹤。以小項(xiàng)目的方式進(jìn)行課程改革，大部分時(shí)間由學(xué)生自主學(xué)習(xí)和完成，只是在開(kāi)題答辯、中期檢查、結(jié)題答辯時(shí)由專(zhuān)家組統(tǒng)一指導(dǎo)和考核。建立良好的教學(xué)過(guò)程跟蹤制度和輔導(dǎo)機(jī)制。

(3) 平臺(tái)建設(shè)。通過(guò)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題不斷完善軟、硬件平臺(tái)的建設(shè)，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)更加強(qiáng)大，為小項(xiàng)目的實(shí)施提供條件保障，推動(dòng)課程改革的順利實(shí)施[4]。

(4) 交流合作。通過(guò)走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)的方式組織同行交流，每年定期安排教師去國(guó)內(nèi)其他大學(xué)參觀學(xué)習(xí)，不定期請(qǐng)國(guó)內(nèi)外同行專(zhuān)家來(lái)學(xué)校進(jìn)行學(xué)術(shù)交流研討，通過(guò)交流、溝通使專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)和管理水平與時(shí)俱進(jìn)，為專(zhuān)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的持續(xù)提升奠定基礎(chǔ)[5]。

2 關(guān)鍵問(wèn)題及實(shí)施方案

2.1 關(guān)鍵問(wèn)題分析

(1) 在小項(xiàng)目確定方面要充分涵蓋課程的核心知識(shí)點(diǎn)，避免不同小組之間的重復(fù)項(xiàng)目，同時(shí)也要考慮不同小項(xiàng)目之間的難度、工作量的平衡，保證學(xué)生的研究能力有較大的提升[6]。

(2) 保證合理、有效的教學(xué)過(guò)程跟蹤、考核和效果評(píng)估是個(gè)難點(diǎn)。課程效果的評(píng)估方法既要有科學(xué)性又要具體、可行，采用定性和定量相結(jié)合的方式。我們采用指導(dǎo)教師評(píng)審和學(xué)生相互打分的方式，以定量方法給出具體分值，終評(píng)可給出優(yōu)、良、中、差的定性結(jié)果[7]。

2.2 實(shí)施方案

2.2.1 教學(xué)過(guò)程T1階段：理論授課階段

總計(jì)12學(xué)時(shí)，分值占總成績(jī)10%，共分為6個(gè)知識(shí)模塊，包括：第1章緒論，第2章信息系統(tǒng)安全概述，第5章信息安全犯罪與立法，第6章信息安全標(biāo)準(zhǔn)與安全評(píng)估(1)，第6章信息安全標(biāo)準(zhǔn)與安全評(píng)估(2)，第7章信息安全工程。

2.2.2 教學(xué)過(guò)程T2階段：研究小項(xiàng)目題目確定和開(kāi)題階段

總計(jì)12學(xué)時(shí)，分值占總成績(jī)30%，課程模塊為研究課題開(kāi)題答辯。具體要求如下：

(1) 每2人一組完成1項(xiàng)研究“小項(xiàng)目”，每人的研究項(xiàng)目均不同，由教師組出題或經(jīng)教師組審核的由小組提出的題目；

(2) 撰寫(xiě)研究小項(xiàng)目開(kāi)題報(bào)告；

(3) 答辯以60人計(jì)算，共分成30個(gè)組，每個(gè)組開(kāi)題答辯時(shí)間共計(jì)20 min，其中答辯12 min，教師提問(wèn)指導(dǎo)8 min；

(4) 未答辯學(xué)生均要給答辯組打分，2人分?jǐn)?shù)相同，學(xué)生打分占該項(xiàng)分值的40%，評(píng)審組打分占60%。

2.2.3 教學(xué)過(guò)程T3階段：研究小項(xiàng)目中期檢查階段

總計(jì)12學(xué)時(shí)，分值占總成績(jī)30%，課程模塊為研究小項(xiàng)目中期檢查答辯。具體要求如下：

(1) 撰寫(xiě)中期檢查報(bào)告；

(2) 答辯以60人計(jì)算，共分成30個(gè)組，每個(gè)組開(kāi)題答辯時(shí)間共計(jì)20 min，其中答辯12 min，教師提問(wèn)指導(dǎo)8 min；

(3) 未答辯學(xué)生均要給答辯組打分，2人分?jǐn)?shù)相同，學(xué)生打分占該項(xiàng)分值的40%，評(píng)審組打分占60%。

2.2.4 教學(xué)過(guò)程T4階段：研究小項(xiàng)目結(jié)題階段

總計(jì)12學(xué)時(shí)，分值占總成績(jī)30%，課程模塊為研究小項(xiàng)目結(jié)題答辯。具體要求如下：

(1) 完成研究課題，撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告；

(2) 現(xiàn)場(chǎng)演示和答辯以60人計(jì)算，共分成30個(gè)組，每個(gè)組開(kāi)題答辯時(shí)間共計(jì)20 min，其中答辯12 min，教師提問(wèn)指導(dǎo)8 min；

(3) 未答辯學(xué)生均要給答辯組打分，2人分?jǐn)?shù)相同，學(xué)生打分占該項(xiàng)分值的40%，評(píng)審組打分占60%[8-10]。

2.3 管理體制

(1) 建立課程教師指導(dǎo)組。研究型教學(xué)框架、方案、研究課題題目均需教師指導(dǎo)組共同討論確定，要充分體現(xiàn)研究型的特點(diǎn)。工作規(guī)范化、模板化。開(kāi)題報(bào)告、中期檢查、結(jié)題答辯材料均由教師組制定模板，學(xué)生在模板的指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，同時(shí)也能夠充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。例如，結(jié)題報(bào)告內(nèi)容包括研究背景與意義、研究歷史與現(xiàn)狀、參考文獻(xiàn)、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵問(wèn)題與難點(diǎn)分析、技術(shù)路線和研究方案、創(chuàng)新點(diǎn)分析、預(yù)期研究成果、時(shí)間計(jì)劃等。答辯報(bào)告內(nèi)容包括背景、目的和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、目前存在的問(wèn)題、總體目標(biāo)和思路、關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題、難點(diǎn)分析、關(guān)鍵問(wèn)題解決方案、總體設(shè)計(jì)和方案特色、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析、工作總結(jié)等。

(2) 建立大組指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)機(jī)制。將學(xué)生分成4個(gè)大組，每組15人左右，平時(shí)分別由4位教師具體負(fù)責(zé)指導(dǎo)、督促。

(3) 建立過(guò)程跟蹤記錄存儲(chǔ)機(jī)制。平時(shí)文檔、考評(píng)等所有相關(guān)材料均實(shí)時(shí)整理、歸檔。

(4) 建立結(jié)題答辯專(zhuān)家組機(jī)制。結(jié)題答辯由專(zhuān)家組負(fù)責(zé)考核評(píng)分[11]。

3 實(shí)踐效果及分析

該研究型教學(xué)方法在北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院信息對(duì)抗技術(shù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了實(shí)踐，專(zhuān)業(yè)學(xué)生數(shù)為60人。取得了良好的實(shí)踐效果，具體分析如下：

(1) 形成了豐富的小項(xiàng)目實(shí)踐資源。課題指導(dǎo)小組由學(xué)生自擬的題目達(dá)到60多個(gè)，包含了目前信息安全與對(duì)抗技術(shù)的主要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)部分題目體現(xiàn)目前的先進(jìn)技術(shù)，如某些0-day漏洞利用技術(shù)、win8的安全性分析等。

(2) 學(xué)生的實(shí)踐興趣度明顯增強(qiáng)。大部分課程的實(shí)驗(yàn)難度偏弱、工作量小、系統(tǒng)性不強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力提升效果一般。研究型課題在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上難度明顯上升，要綜合利用所學(xué)知識(shí)，同時(shí)要進(jìn)行系統(tǒng)層的設(shè)計(jì)，需要大量的時(shí)間。盡管如此，學(xué)生普遍認(rèn)為效果較好，收獲較傳統(tǒng)課程實(shí)踐有明顯提高[12]。

(3) 學(xué)生的人文素養(yǎng)有較大提升。小項(xiàng)目要求2人合作，甚至是多人合作，同時(shí)評(píng)審過(guò)程中要求給同學(xué)打分，打分的合理性、公正性均要認(rèn)真考慮，合作中需要團(tuán)結(jié)，需要合理分工等，這些都有利于學(xué)生人文素養(yǎng)的提升。

(4) 形成了一套信息安全與對(duì)抗技術(shù)研究型教學(xué)的體系，包括教學(xué)方法、實(shí)踐方法、評(píng)價(jià)方法等。

(5) 鍛煉了專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。課程教師指導(dǎo)組通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同完成課程的教學(xué)，相互學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同促進(jìn)和提升。

(6) 科研與教學(xué)協(xié)同發(fā)展。部分課題來(lái)源于科研項(xiàng)目和企業(yè)，而部分項(xiàng)目成果又促進(jìn)了科研工作的進(jìn)度和科研的實(shí)際應(yīng)用擴(kuò)展。

(7) 為其他專(zhuān)業(yè)課程提供了示范。專(zhuān)業(yè)課教學(xué)同基礎(chǔ)課有所不同，其技術(shù)在不斷發(fā)展，其“授業(yè)、解惑”內(nèi)容要隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷更新，研究型課程的實(shí)驗(yàn)更有利于學(xué)生接觸先進(jìn)、前沿技術(shù)。

(8) 進(jìn)一步提升了專(zhuān)業(yè)教學(xué)與建設(shè)的影響力。該課程是國(guó)家級(jí)精品課程、專(zhuān)業(yè)的主干課程，具有明顯的特色和優(yōu)勢(shì)。研究型教學(xué)方案的提出和試驗(yàn)，進(jìn)一步豐富和擴(kuò)展了課程的資源，同時(shí)形成了較強(qiáng)的應(yīng)用推廣價(jià)值。

4 總結(jié)與問(wèn)題

研究型教學(xué)模式和方法，在研究型大學(xué)的發(fā)展過(guò)程中有著重要的作用。根據(jù)信息安全與對(duì)抗技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，加強(qiáng)研究型教學(xué)，有利于全面促進(jìn)大學(xué)生科學(xué)思維方法的掌握和提升，促進(jìn)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的增強(qiáng)。在系統(tǒng)分析信息安全與對(duì)抗技術(shù)教學(xué)過(guò)程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了一種研究型教學(xué)方法，包括明確了其建設(shè)目標(biāo)、主要建設(shè)內(nèi)容，給出了具體的實(shí)施方案，并在校實(shí)踐、評(píng)估其效果，該方法實(shí)踐效果良好，進(jìn)一步豐富了教學(xué)方法和資源，加強(qiáng)了科研與教學(xué)的協(xié)同發(fā)展，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。

該研究型教學(xué)方法，在取得良好效果的同時(shí)，還有一些問(wèn)題需要深入分析與思考，包括研究型教學(xué)的師資力量如何保證，每位教師指導(dǎo)多少名學(xué)生合適；信息安全技術(shù)發(fā)展速度快，同時(shí)不斷出現(xiàn)新技術(shù)，教師如何跟上技術(shù)的發(fā)展和變化，不斷提升，素質(zhì)和能力；小項(xiàng)目題目和內(nèi)容如何適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展及新技術(shù)的出現(xiàn)；學(xué)生的工作如何更好地與科學(xué)研究工作相結(jié)合等。今后的課程教學(xué)中，還需逐步增強(qiáng)校企聯(lián)合人才的培養(yǎng)，因?yàn)椴糠中№?xiàng)目來(lái)源于企業(yè)實(shí)際問(wèn)題，還可以增加企業(yè)指導(dǎo)教師參與教學(xué)。

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)[Z].2010.

[2] 胡錦濤. 胡錦濤在慶祝清華大學(xué)建校100周年大會(huì)上的講話[Z]. 2011.

[3] 教育部,財(cái)政部. 教育部、財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃的意見(jiàn)[Z].2012.

[4] 潘麗敏，羅森林.信息安全與對(duì)抗競(jìng)賽中個(gè)人挑戰(zhàn)賽的設(shè)計(jì)方法[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012,29(12):203-206.

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