項目驅動模式下網絡空間安全教學改革與實踐

唐成華　汪華登

摘 要 針對網絡空間安全課程教學資源與教學方法問題，提出了基于認知能力的類真實的項目的案例資源建設過程，通過案例封裝知識點進行教學，引導學生進入項目式教學流程，并在實訓平臺的保障下，促進學生項目實踐創新能力的培養，在實踐中形成有特色的、基于項目驅動的網絡空間安全教學。

關鍵詞 項目驅動 教學改革 認知能力 網絡空間安全

0 引言

陳寶生部長在2017年全國教育工作會議上特別指出“現代教育的重要特征，就是要面向學習者個性化、多樣化的學習和發展需求，因材施教，促進學習者釋放潛能。按照‘自主、合作、探究學習方式的要求，深化基礎教育教學改革，改變被動傳授、機械訓練、簡單重復的課堂教學，積極探索新課改理念多樣化、行之有效的實現形式。”同時也強調，要在“學”上下功夫，進行細致和深入的主題宣傳和體系式學習，廣泛開展探索和運用案例式教學，深入項目式教學研究，并要求統籌抓好和落實過程責任化，切實推動相關工作實踐。也就是說，人才培養質量仍然是當前高等教育工作的根本問題，其核心又正是培養學生的創新精神和創新創業能力。[1，2]

創新教學方法，培養學生創新精神和創新創業能力，這些也是建立創新型高校的必然要求。[3]目前素質教育已在全國各高校全面開展，為了提高大學生的人文素養和科學素質，促進并激發大學生積極參與科學技術研究與開發、學科與專業競賽等各種社會實踐的創新熱情，培養大批具有創新精神和實踐能力的高素質人才，研究一種適應學生創新能力培養的項目案例驅動式的教學方法，對于培養大學生的創新精神、創業意識和實踐能力具有重要的意義。

通常地，項目驅動式教學是指主動創建一個仿真或真實的場景并設計教學項目，由教師引導和啟發學生通過團隊協作完成項目，學生能在過程中體驗、學知識和鍛煉創新能力，或者說，這是一種基于項目和案例的教與學的過程，[4，5]是一種強調團隊作用的探究性和項目驅動式的教學模式。

習總書記指出“沒有網絡安全就沒有國家安全”，要求我們“加強網絡空間安全人才建設，打造素質過硬、戰斗力強的人才隊伍”。人才已是國家第一資源，網絡安全技術人才也已成為國家競爭的核心所在。為實施國家安全戰略，加快網絡空間安全高層次人才培養，國務院學位委員會和教育部于2015年6月11日已聯合發文“關于增設網絡空間安全一級學科的通知（學位[2015]11號）”，并要求各相關單位加強“網絡空間安全”的學科建設，做好信息安全、信息對抗等專業人才的培養工作。中央網信辦、教育部、國家發改委等也于2016年6月聯合發文“關于加強網絡安全學科建設和人才培養的意見（中網辦發文[2016]4號）”，提出了8條關于“加強網絡安全學院學科建設和人才培養”的意見。為了適應社會和學校的發展，以專業人才需求為導向的本科教學必須要有適合自己的特色，以適應大學生創新性精神和創新創業能力的培養。因此，積極探索一種面向網絡空間安全課程創新的項目驅動模式教學方法，并用之于實踐。

1 網絡空間安全課程建設

以信息安全專業為例，對社會相關行業部門深入調研，緊密與企業和其他科研院所的聯系與交流，重視社會對網絡空間安全人才在知識與技能的需求反饋，一方面有根據的對培養方案和教學計劃做出調整，另一方面建立對網絡空間安全未來人才需求與發展的預測模型，依托相關學科專業重點實驗室和設備規劃等項目，立項建設網絡空間安全相關專業課程體系。這要求是高校與企業在教學和研究中形成易操作使用、易儲存共享、結構化的網絡信息安全知識集群。

在課程建設方面，主要圍繞目前網絡空間安全的熱點技術領域，包括系統安全、網絡安全、Web安全、密碼學原理及應用、網絡空間安全基礎課程研究等。考慮網絡空間安全方向課程的培養方案、教學目標、教學內容、教學方法、教學手段、發展趨勢和課程體系變革的發展和應用，精心設計相關課程。如針對網絡安全技術課程的32課時內容設計如表1所示。

2 項目式教學的資源建設

2.1 項目教學資源環境的完備打造

項目式教學以相關案例資源為基礎，這種教學資源的實質是要建立一種基于全程項目和案例的驅動環境。網絡空間安全方向的專業課程教學案例庫包含諸多經典的和類商業的項目案例，以實踐的形式，為學生提高對專業領域應用的興趣并激發動手創新的能力。這種采用以“案例講與做”的形式作為教學導向，教學實踐中通過案例封裝和關鍵知識點的講解，能突破傳統理論講授方法中學生對知識的認知局限，在學生的創新思維上，僅有理論創新完全不夠，同時要更廣泛地發現問題、思考問題和解決問題的實踐創新。

采取類真實的工程項目驅動式的案例開發教學模式，提供了一種實際教學與工作任務環境，也為實現知識與技能的轉化提出了一種客觀可能。在項目的任務、目標、指南等配套文檔要求和團隊協作下，建立項目開發的階段里程碑，并具有多過程控制和檢查點，使得開發過程控制體系化，采用真實測試工具在真實測試環境下評估項目開發或實踐的效果，如圖1所示為面向項目教學的Web進階安全中滲透教學的階段過程。很顯然，建立并實施這樣一種項目式教學資源和方法，能有助于學生實現未來工程角色的轉變。

2.2 項目教學的多認知階段課程設計

在應用案例學習網絡攻防編程的具體實踐中，本科生的分析與判斷能力是基于一種認知能力曲線，[6]這種能力因人而異，但主要是體現在不同的時間周期里對一種語言系統中的各種知識及其應用等不同方面認知能力的不同變化趨勢。根據認知能力曲線，設計項目案例教學的不同學習與實踐階段，科學地促進學生發揮不同階段對不同知識的認知優勢能力，如圖2所示。同時，認知曲線對應的不同知識點在不同時期的上下關聯關系，體現了學生對相應知識點認知的能力的變化趨勢。因此也成為進行多認知階段的課程項目案例設計與建設的重要依據。

因此，在學習網絡空間安全編程的軟件工程項目中，基于認知能力曲線進行多認知階段的課程設計不是一蹴而就的過程，具體的課程項目案例遵循不同階段的學習要點要求以及與其符合的認知能力，促進學生發揮不同時期對不同知識與技術方面的優勢特點。例如學習網絡攻防可以分為基礎階段（如撲克發牌保密游戲）、能力提高階段（如磁盤掃描器）、綜合案例階段（如內容過濾器）和大項目階段（如綜合IDS系統），網絡攻防各階段的課程案例對應著不同的認知能力，循序漸進，必要時各階段還可進一步細分。

3 項目驅動的教學方法實施與保障

3.1 以項目案例教學為導向，引導學生進入項目式教學流程

作為一種創新的教學方法，項目式驅動教學過程就是以案例封裝知識點進行講解，在突破傳統的理論知識體系對學生的思維局限基礎上，其重要性在于解決實際工程問題的創新過程。以項目驅動的案例實踐教學法的過程，參照企業典型項目案例工作流程標準與崗位職責，教師引導學生完成項目需求分析方案的設計、分析、工程實施、驗收匯報等，體驗工程項目的完整工作流程，如圖3所示。

3.2 以實訓平臺為保障，促進學生項目實踐創新能力的培養

網絡空間安全相關專業的課程與社會（工程）實踐密切相關，因此加強與信息產業部門的合作，重點建設產學研一體化的實訓基地，打通學生與社會接軌的渠道，使學生能夠懂得真正的項目需求，并得到規范的訓練。

項目教學的實施主要包括專業課程實施、實訓課程實施和畢設與實習實施三個層次，不同實施層次是在在線學習平臺和線下實訓平臺的環境保障下得以完成，在平臺中的不同項目的訓練下，保障學生畢業時能達到合格的網絡安全技術專業能力，如圖4所示。

4 結束語

針對目前網絡空間安全的熱點技術，精心設計網絡空間安全相關課程。面向項目式教學資源建設，基于項目案例封裝和認知能力，打造類真實的商業工程項目的案例開發教學資源，在實訓平臺的保障下，促進學生項目實踐創新能力的培養，有助于學生規范訓練、技術合格和快速實現未來工程角色的轉變，在實踐中形成有特色的、基于項目驅動的網絡空間安全教學方法

參考文獻

[1] 洪遠泉，周永明.地方高校電子類專業創新教育實踐探討[J].實驗科學與技術，2014.12（3）：143-145.

[2] 唐根麗，王艷波.大學生創新創業能力培育路徑研究[J].四川理工大學學報（社會科學版），2011.26（3）：76-80.

[3] 張立今.創新型高校建設的改革方向與發展路徑[J].中國成人教育，2009（19）：12-14.

[4] 鄭步芹，石魯生.“項目案例驅動”在《C++面向對象程序設計》課程改革中的應用研究[J].電腦知識與技術，2017（3）：164-165.

[5] 白懿婧.基于案例和項目驅動軟件工程教學模式的研究與實踐[J].才智，2017（5）：174-174.

[6] 唐成華，張瑞霞，張凈.基于認知曲線的項目案例實踐教學法研究[J].實驗科學與技術，2016.14（6）：98-101.