新工科背景下網絡空間安全專業(yè)人才多維聯(lián)動培養(yǎng)模式探索

閆璽璽，馮蘇偉，張 靜

（河南理工大學 軟件學院，河南 焦作 454003）

近年來，由于虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網和人工智能等新興技術的發(fā)展和應用[1]，人類世界正式開啟以數(shù)字化變革為核心的第四次工業(yè)革命浪潮。這種使人、社會、文化、技術和世界都變得智慧的新潮流，既提高了人們的使用感受、工作效率，改善了商業(yè)模式，同時也打破了物理和實際之間的邊界，新型網絡對全球信息威脅的潘多拉魔盒正在逐步開啟。2014年2月，國務院互聯(lián)網與數(shù)字化領導小組宣布成立并明確：沒有網絡安全，就沒有國家安全；沒有信息化，就沒有現(xiàn)代化[2]。打造互聯(lián)網大國，必須將所有人才資源凝聚起來，才能建設一支理論水平高、業(yè)務精和作風好的強大隊伍。2015年6月，國務院學位委員會、教育部共同頒布《關于增設網絡空間安全一級學科的通知》，決定在“工學”門類下增設“網絡空間安全”一類學科，學科代碼為“0839”，同時規(guī)定各學位授予單位要加強“網絡空間安全”的學科建設，認真搞好人才培養(yǎng)工作。2019年3月，教育部辦公廳發(fā)布《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》，再度明確提出要繼續(xù)加快實施《關于加強網絡安全學科建設和人才培養(yǎng)的意見》和《一流網絡安全學院建設示范項目管理辦法》。積極探索信息安全人才培養(yǎng)的新思路、新體制和新機制[3]。引導促進有條件的院校開設網絡安全類學科，并不斷擴大與安全相關的人才培養(yǎng)規(guī)模。由于網絡空間發(fā)展形成人類第五空間、經濟社會基礎產業(yè)的全方位互聯(lián)網化，信息安全能力正在成為政府及各大公司的標配。截至2021年3月，我國共有65所本科高等院校開設了計算機網絡空間安全專業(yè)[4]，由此，“網絡空間安全”正從專業(yè)上蓬勃發(fā)展成為一門成長潛力巨大、專業(yè)技術密集和整體經濟效益較高的專門課程。

2017年9月，中央網信辦、國家網絡安全局與教育部高教司共同召開了第十一屆網絡安全學科建設與人才培養(yǎng)研討會[5]，報告表明：目前中國的網絡空間安全人才年均培養(yǎng)規(guī)模在3萬人以下，已培養(yǎng)的網絡安全人才總量還不到10萬，而市場崗位需求量為70萬，缺口相當大。另據(jù)智聯(lián)招聘和360互聯(lián)網安全中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年上半年，我國安全人才規(guī)模指標同比上升了44.9%[6]。

2018年，國家教育部確定了第一批612個新工科研究成果和重點實驗項目[7]，為推進新工科建設再深化，教育部先后發(fā)布了“天大方案”“成電方案”“F計劃”，并產生了極大影響[8]。新工科并非局部考量，而是在當前新科技變革、新工業(yè)化革命和新市場經濟背景下的中國高等教育變革的重要策略與抉擇，也是今后中國工程教育、高等教育建設的新思維和新模式，同時也是網絡空間安全專業(yè)等新興專業(yè)建設的基礎[9]。因此，在新工科建設背景下，河南理工大學（以下簡稱“本校”）結合現(xiàn)有資源，構建了符合網絡空間安全專業(yè)學生的“學制打建”四位一體化的人才培養(yǎng)模式。進行人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新探究，建設一支政治強、業(yè)務精、作風好的人才資源是全體高校貢獻社會的新任務。

一 網絡空間安全專業(yè)建設現(xiàn)狀與問題剖析

（一）缺少對人才培養(yǎng)理念的及時更新

在中國傳統(tǒng)工科的教育背景下，其培養(yǎng)模式比較死板，大多以“教師為中心”，缺乏對學生的引導和“以學生為中心”的教育理念，教學內容偏向于專業(yè)導向而不是社會應用，也缺乏對專業(yè)領域、知識結構的科學性和全面性，更缺乏對跨學科交流整合的研究視角和人才培養(yǎng)方向。新體制下新型工科人才培養(yǎng)，其成長需要新理念指導。所以，我們必須緊隨未來的趨勢，實現(xiàn)由傳統(tǒng)工科課程主導的教育模式向成果主導轉變，強調學生的學習成果必須經由教學的實現(xiàn)，這是課程設置及其實現(xiàn)的核心，力爭培養(yǎng)能符合社會需求的高素質復合型人才。

（二）缺少完善的課程體系

網絡空間安全專業(yè)是一門力求使學生了解自然科學、人文社科等基礎知識的專業(yè)，既需要具備扎實的網絡空間安全理論、專業(yè)知識與操作技能，也需要一些網絡安全信息的專業(yè)知識，且懂得法規(guī)，其開設時間短，新增此學科的院校專業(yè)結構相對不完善，人才培養(yǎng)模式還處于探索時期。目前許多高校的課程很欠缺，開設的課程無法覆蓋網絡空間安全學科的核心知識點，缺乏機器學習、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術在此領域的應用。因此，學生知識掌握不足，無法滿足新時代復合型專業(yè)人才的培養(yǎng)目標。

（三）缺少實踐應用能力與創(chuàng)新能力

網絡空間安全專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè)，其技術是層出不窮的，而這些新技術亟需在實踐中學習、應用。由于目前網絡空間安全專業(yè)的課程大多以常規(guī)教學手段為主，缺少對學生動手技能和實戰(zhàn)能力的訓練。另外，由于經費問題，某些高校的實驗室設施跟不上，較為落后，難以滿足學生的動手能力，學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足。其中，以虛擬仿真實驗室最為突出，大大影響了網絡攻防與病毒防治等相關實踐教學的開展，實踐性課程體系無法獲得保障。

（四）缺少高水平師資力量

缺少高素質師資力量，表現(xiàn)在如下3個主要方面：一是教師類型構成不合理，目前大多數(shù)高校的網絡空間安全專業(yè)的專業(yè)課教師與實習指導教師所占比例不足，且大多不是科班出身，專業(yè)知識面窄，實戰(zhàn)經驗少；二是教師培訓基地的培訓內容比較滯后，跟不上科學技術發(fā)展的腳步，而且大多數(shù)以理論教授為主，缺乏實踐動手環(huán)節(jié)，不利于“雙師型”師資隊伍的形成；三是在學校教師隊伍中熟悉國外先進思想與科學技術、具備實戰(zhàn)水平的教師相對短缺。

二 “學制打建”多維聯(lián)動教學體系構建

（一）四位一體化的多維聯(lián)動培養(yǎng)模式

以新工科為建設背景，并根據(jù)上述信息，提出“學制打建”的四位一體化多維聯(lián)動人才培養(yǎng)模式，如圖1所示。利用這個多維的聯(lián)動機制，能夠讓學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題，強化專業(yè)知識，培養(yǎng)團隊合作能力，打通教學和實訓之間的通道。

圖1 四位一體化人才培養(yǎng)模式

針對網絡空間安全專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的困難問題，本校以新工科為建設背景，構建了“學制打建”四位一體化的人才多維聯(lián)動培養(yǎng)模式，明確網絡空間安全專業(yè)人才的素質新結構，確立“以學生為中心，以實戰(zhàn)為重”的培養(yǎng)理念，建立模擬的實訓環(huán)境，以便更好地服務和融合國家發(fā)展戰(zhàn)略，為社會高質量跨越式發(fā)展注入新的強大動力。

（二）“學”——更新觀念，明確人才培養(yǎng)理念

“學”是指改變傳統(tǒng)觀念，確定學生是學習的主體，尊重學生的主體地位，貫徹以教師為主導、學生為主體的教學思想，以激發(fā)學生體內的內在動力和外在活力，齊頭并進，不斷推進教育教學方法創(chuàng)新，激發(fā)學生學習的原動力，其承擔著基石的作用。新工科對應的是新興產業(yè)，網絡空間安全專業(yè)需要面向云計算、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘與區(qū)塊鏈等產業(yè)方向，體現(xiàn)現(xiàn)代工程教學特色。依據(jù)上述培養(yǎng)理念，設計包含專業(yè)知識、創(chuàng)新思維力、綜合設計能力及工程實踐能力等在內的教學目標，同時課堂上講解相關知識點的時候，要引起學生的強烈好奇心，引導他們主動關注網絡空間安全專業(yè)的相關知識，并將其與現(xiàn)實生活相結合，主動利用所學知識促進社會進步。將人文教育融入第一課堂，加深學生對知識點的理解和掌握，提高該專業(yè)的人文性和綜合性。

（三）“制”——制定多元化網絡空間安全人才培養(yǎng)計劃和創(chuàng)新實踐

“制”是指制定融合新工科的多學科交叉融合遞進樣式的通識教育特色課程體系，制定完善的課程培養(yǎng)體系是培養(yǎng)人才的核心。河南理工大學為了充分發(fā)揮學科的優(yōu)勢，根據(jù)網絡空間安全專業(yè)交叉的特點，將培養(yǎng)計劃分類為信息基礎知識類課程、信息安全基礎知識類課程、計算機技術及密碼學類課程、網絡安全類課程和網絡安全技術類課程。當然，培養(yǎng)計劃還包括人文社科類課程和通識教育。

“信息基礎”知識類課程和“信息安全”基礎知識類課程。在這個階段中，大一和大二學生基礎較為薄弱，注重基礎知識點的講解，能夠讓網絡空間安全專業(yè)的學生理清知識脈絡并打下扎實的學識基礎，其課程包括信息安全基礎、物理學等基礎課程。“計算機與密碼學”類課程可培養(yǎng)學生求解問題的思維方式、方法，內容包括計算機科學與技術專業(yè)的基礎內容、密碼學和網絡系統(tǒng)安全等課程理論，以及云計算技術、網絡攻防技術等。“網絡安全”類課程可學習“信息系統(tǒng)”類基礎課程。“網絡安全技術”類課程可學習的內容主要包括網絡安全技術、專業(yè)基礎理論及相關專業(yè)的知識，主要內容還涉及電子商務和電子政務安全技術、網絡輿情分析和互聯(lián)網立法等，掌握必備的專業(yè)知識和必要的法律知識是必不可少的。

安排綜合性學科實踐課程，更好發(fā)揮學生競賽活動的育人功能。充分利用慕課、嗶哩嗶哩、微課堂和班團活動等多種手段輔助課堂，多采用混合式學習方式下的翻轉課堂教學模式，使先進技術滲透到課堂各方面，并在此過程中以學科競賽為導向設計不同的安全小實驗，如圖2所示。積極牽手業(yè)界大佬共話、創(chuàng)新，培養(yǎng)適應國家戰(zhàn)略需求、具有創(chuàng)新意識、專業(yè)技能與人文素養(yǎng)“又紅又專”的網絡空間安全人才。

圖2 多手段輔助教學的模式

（四）“打”——打造攻防對抗、多學科交叉、校企協(xié)同育人的平臺

在培養(yǎng)網絡空間安全人才的過程中，比起理論教育更關鍵的是實踐教育，而對于實踐教學最關鍵的手段便是平臺，因此，本校申辦此專業(yè)之初就以打造一個能促進專業(yè)建設全面發(fā)展的平臺為己任。

網絡空間安全中最關鍵的基石當屬攻防對抗，其中，又以CTF（Capture The Flag，奪旗賽）最具影響力，主要包括三類，依次為解題模式、攻防模式，還有混合模式。通過采用這種學科競賽的方法，訓練學生的動手能力和思維能力，同時邀請一線專家擔任講師并結合社會需求制定系統(tǒng)的課程體系進行實戰(zhàn)演練，建立培養(yǎng)網絡安全人才的機制。以學科競賽和理論教學為基礎，以助力于學生個人發(fā)展與學科發(fā)展的相互促進。

學科交叉與融合是學科內涵發(fā)展的關鍵戰(zhàn)略支點和必由之路，而人才培養(yǎng)又是學科交叉高精端發(fā)展的核心，通過利用課程交叉、增設通識教育課，可以調動學生對交叉學科的學習積極性。比如通過增加法律英語教學課程，可以培養(yǎng)未來從事與國際組織法律相關事件研究的復合型外語人才。

校企協(xié)同育人是建立教學實踐平臺的最有效手段，教學實習是學院與企業(yè)間進行培訓、實踐教學和技術性業(yè)務活動等協(xié)作的重要途徑，是學院實施產教一體化模式的主要平臺。在校期間，學生前往實訓基地進行實踐學習，可以為學生提供從入學到就業(yè)的“直通車”，真實的工作環(huán)境和企業(yè)文化氛圍可以加速學生綜合素養(yǎng)的形成。實訓基地破解了教學活動與生產的信息不對稱問題，實現(xiàn)了校企雙方的高效聯(lián)動。

（五）“建”——建立高素質、專業(yè)化、團隊化、雙元型的師資隊伍

在新興產業(yè)建設過程中，擺在我們面前的主要矛盾之一就是師資隊伍的建設。針對此情況，本校積極實施“人才強國”戰(zhàn)略來應對，力爭建成一支高素質、專業(yè)化的人才隊伍。人才引進是高校組建師資隊伍的重要途徑，在此方面，采用合理化原則，從整體出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧。根據(jù)教師的年齡、職稱和教學能力，構建正三角形師資框架，即老教師數(shù)量少一點，新教師數(shù)量多一點，改變了以往的人才一刀切的引進方式，變“引”為“吸”，通過學科優(yōu)勢、學術建設吸引一批對學校、學科建設有幫助的高素質、專業(yè)化人才，做到寧缺毋濫，建立結構合理、完善的師資梯隊。在教學內容上面，建立雙元型師資隊伍，所謂雙元型師資隊伍概念是由“雙師型”教師發(fā)展而來，主要是指在“雙師型”基礎上，吸納一批一線企業(yè)中掌握精湛技藝和高超技能的人才擔任客座教授，定期開設講座，形成校內+校外的雙元型師資隊伍，如圖3所示。一方面，學校利用假期，邀請業(yè)界領軍人物訪問交流，促進師資隊伍產生合力。另一方面，校內教師在企業(yè)教師的帶領下進入企業(yè)進行交流參觀，加深自己對本專業(yè)所需技能的認知。雙方共同制訂培養(yǎng)方案和搭建實訓基地。同時，派遣青年骨干教師赴海外高校進行交流學習，提升自己的教學能力，豐富自己的教學內容，使其與前沿技術接軌。

圖3 雙元型師資隊伍

三 結束語

網絡空間安全專業(yè)隸屬于工學類，是一門新興的技術交叉專業(yè)。目前此學科還處在專業(yè)建設的風靡云蒸階段。本文首先介紹了網絡空間安全專業(yè)當下的發(fā)展現(xiàn)狀，然后分析了目前在建設過程中出現(xiàn)的諸多問題，最后提出一種“學制打建”四位一體化多維聯(lián)動人才培養(yǎng)模式。目前國內高校應抓住機會，耕耘好新工科這塊試驗田，總結發(fā)展過程中的寶貴經驗，深化人才體制機制改革，影響更多的高校加入網絡空間安全專業(yè)這個大家庭中，推進我國走向工程教育大國的進程。因此，要以久久為攻的恒心加快推進和改進“學制打建”四位一體化工作機制。