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編者按:本論文主要從目前我校信息安全專業的現狀和問題;“模塊化教學+實訓基地教學+創新技;實驗教學和實訓基地建設的改革思路等進行講述,包括了專業知識結構方面、實際動手能力的培養方面、相關專業人才方面、模塊化教學模式、實訓基地教學模式、建立創新的實驗教學模式等,具體資料請見:
論文關鍵詞:信息安全;實驗教學創新能力
論文摘要:文章介紹了蘭州大學信息安全專業人才培養的現狀和存在的問題。借鑒當今美國大學在信息安全專業教學中普遍采用的“核心課程+課程模塊”培養模式,提出了“模塊化教學+實訓基地教學+創新技術能力”的人才培養模式。并就如何開設創新實驗教學模式——虛擬實驗模式進行了詳細研究和重點探討,同時提出了實驗教學模式的教學評價方法和實施該模式的有效措施。
隨著全社會信息化進程的不斷加快,互聯網應用日益普及,我國面臨的信息安全問題日益突出。信息安全已經成為我國國家安全的重要組成部分,深刻影響著我國的政治、經濟、文化和國防安全。要建立可靠的信息安全保障系統,信息安全專業人才的培養就顯得尤為重要J。
一、目前我校信息安全專業的現狀和問題
2001年經教育部批準,武漢大學首先創建了信息安全本科專業。隨后,我校信息科學與工程學院開設了“2+2”信息安全專業方向,并于2007年面向全國招收信息安全專業方向本科生。經過幾年的實踐,我們深深感到信息安全專業建設方面還面臨諸多問題,特別是在實驗教學與實驗環境上更是資源極度匱乏,同時也缺少相關的參考標準和借鑒模式。
(一)專業知識結構方面
專業教學計劃不夠完善,課程體系中缺少與實踐相關的信息安全學科的特色課程。信息安全專業學生普遍感到本專業的課程設置和教學內容過散,難以構成專業知識結構。而一些信息安全學科的課程體系基本上是某個相近學科課程體系的翻版或者延伸,在課程中注重密碼學、防火墻、入侵檢測等單純安全理論與技術知識的傳授,缺少系統觀點與方法,特別是在實驗教學與實訓培養方面,對于如何構建安全的操作系統、數據庫系統,如何設計與實現安全的信息系統等重要問題涉及很少。
(二)實際動手能力的培養方面
信息安全專業不僅具有很強的理論性,同時也具有非常強的實踐性和應用性,許多安全技術與手段需要在真實的實踐過程中去認識體會,才能理解和掌握。目前,國內外一些高等院校提倡基于仿真的信息安全教學法。我校現階段尚不具備仿真環境的實驗條件,現有信息安全學科實驗設備和實驗環境還相當落后,僅能進行一些簡單的加密/解密、防火墻或者入侵檢測等實驗,而對于網絡對抗等更進一步的實驗基本沒有涉及,或者無法完成這些復雜的信息安全實驗。
(三)相關專業人才方面
我院在信息安全學科方面已經初步具備了良好的學術與人才培養積累,組建了良好的教學與科研梯隊。但在實際教學與應用中,信息安全學科方面還是比較薄弱的,還缺乏深厚的科研開發和人才培養方面的積累,專業人才數量不足。目前這種情況勢必制約信息安全專業的發展和專業人才培養。因此,我們應該加強與國內外院校、科研機構和企業的交流與合作,進一步提高我院信息安全學科教師的理論水平與實際研發能力,使信息安全專業成為重點發展的學科。
二、“模塊化教學+實訓基地教學+創新技
術能力”培養模式的探討與研究“9·11事件”發生后,美國、英國等國家對信息安全專業人才的培養非常重視,不僅將它提升到了一個更高的級別,同時也加大了對高校中信息安全專業人才培養的投入力度。當前,美國大學中信息安全專業教學普遍采用“核心課程+課程模塊”的教學培養模式。學生在完成核心課程的基礎上從模塊課程中任選幾門課程,而不必選修整個模塊課程,使學生既能掌握扎實的專業知識,又有較多的選擇機會,同時還便于教學管理和因材施教。借鑒他們的經驗,結合我校的實際情況,對信息安全專業的本科教育,也可采用這種教學模式。我們在原有信息安全專業教學計劃的基礎上,依據實際情況進行適當調整,首先,確立核心課程模塊,保證信息安全專業的基礎性。同時,對教學大綱中規定的除核心課程外的專業方向的課程,依其內容聯系等劃分成若干個課程模塊,以供學生根據自己的興趣選擇不同的主修方向,并合理安排學生到實訓基地進行實踐學習,注重學生社會實踐能力和創新能力的培養。因為當今社會對信息安全人才的要求不僅要有扎實的理論基礎,還要有較強的社會實踐能力和創新能力,故在借鑒以上模式的基礎上,結合我校的實際情況提出了“模塊化教學+實訓基地教學+創新技術能力”的教學模式。
(一)模塊化教學模式
信息安全專業已經開設,但是如何科學合理的設置教學和實驗課程仍是一個需要我們探討的問題。該專業由核心學科、支撐學科和應用學科三部分構成,是一個“以信息安全理論為核心,以信息技術、信息工程和通信技術等理論體系為支撐,以國家和社會各領域信息安全防護為應用方向”的跨學科的交叉性學科體系。該學科交叉性強,應用領域寬。借鑒國外如美國、英國的經驗和國內一些高校的辦學經驗,我們將教學計劃中的“計算機網絡”、“現代密碼學”、“信息安全技術”、“網絡安全”、“信息安全實驗與實踐教程”、“編碼理論”等作為核心課程,其它專業課程分為幾個專業方向課程模塊,同時將信息安全領域的理論研究、學科建設、事業發展、前沿熱點等最新動態,以專業選修課或專題講座的形式及時地充實到教學內容中去,構成現在的信息安全專業的模塊化教學模式。
(二)實訓基地教學模式
要提高學生的社會實踐能力,必須切實加強實訓基地的建設,推行實訓基地培養模式。不僅要在實驗室里研究探索,更強調和注重學生在實訓基地的培養鍛煉,讓學生自己動手,學習一些課堂上沒有接觸到的新知識、新內容,大膽嘗試,逐步積累實踐經驗,以此鍛煉和提高他們的實踐能力和創新能力。通過實訓基地的學習,使學生真正在信息系統安全管理的策略上、技術上、Bs、cs、安全性分析、安全體系框架設計和安全產品研發等各方面都具備一定的實踐能力。
(三)創新技術能力模式
本科教育階段不僅要給學生傳授相關的專業知識和理論,更要培養學生掌握和應用新知識的方法和提高學生的自主創新能力。而達到這一目的無疑是通過不斷的實踐和摸索,使學生在實驗和實踐中不斷面臨新的問題,不斷發現新的需求,不斷增加新的壓力。以使學生主動地加強其實際動手能力和創新能力,真正認識到只有不斷地創新,才能適應迅速發展的信息社會。才能真正達到面向信息時代,培養高素質人才,提高認知能力;面向真實世界,培養解決問題的能力,提高知識應用和遷移能力;面向發展世界,培養探索能力和創新能力;面向合作時代,培養協作精神和團隊意識,提高溝通協作和組織管理能力的需求目標。
三、實驗教學和實訓基地建設的改革思路
(一)建立創新的實驗教學模式
信息安全專業作為一種應用性很強的學科,其本科教學不但應注重學科的基礎性、實用性和實踐性,還應建立創新的實驗教學模式和科學的實驗教學內容,這對于促進該專業的建設有舉足輕重的作用。根據近幾年來該專業的發展需求,并充分考慮到實驗教學模式的系統性和可操作性,我們選擇以實驗教學模式的改革為切人點,在實驗教學中嘗試將實驗教學分為網絡基礎技術實驗、密碼技術實驗、網絡攻防實驗和系統安全實驗4個層次的內容,搭建一種分層次的體系結構和多元化實驗教學模式——虛擬實驗模式。我們深入研究了我校信息安全專業在實驗教學環節中存在的突出矛盾,提出了解決矛盾的具體措施,利用虛擬實驗系統進行實驗教學,大膽進行實驗教學改革,兩年來的實踐已經證明,以虛擬實驗為主流方向的實驗室改革可以使我們逐步走出實驗教學的困境,例如開發一個虛擬仿真的實驗環境,這樣就可以使學生進行密碼學實驗,使他們更直觀的理解系統內部的加密過程,從而真正達到創新實驗教學的目的。
(二)重視實訓基地建設工作
該專業所學的大量課程與社會實踐密切相關,所以應重點建設產學研一體化的實訓基地,加強與信息產業部門的合作,為學生創造到企事業單位頂崗實習的機會,打通學生與社會接軌的渠道,使學生能夠明白真正的社會需求,使其得到既實際又規范的訓練。實訓基地可分為固定性和變動性兩類,這樣能使學生有更多的選擇機會和鍛煉機會。這方面我院的信息安全專業近年來做了許多創新性工作,不但為當地政府做了大量的社會服務工作,同時也為學院的實訓基地建設搭建了一個好的平臺。例如:2007年成立了“國家保密局涉密信息系統安全保密測評中心系統測評(甘肅省)分中心”,正在籌建的“TC—sP趨勢科技認證考試”,這些都為學生提供了很好的實踐鍛煉平臺,并已取得初步的效果。
(三)加強對學生進行多層次實訓能力的培養
對應于實驗教學模式的四個層次,在學生實訓方面主要安排以下內容:建立常用的各類計算機網絡NT、Novell、UNIX等網絡的連接;微機的組裝及故障排除;加密系統、防火墻技術、病毒的防范、黑客攻擊與防范和電子商務模擬交易及認證模擬訓練等。使學生通過這種分層次和多元化的實訓鍛煉,真正提高處理和解決實際問題的能力,提高信息安全本科人才的綜合素質。
四、實驗教學模式的教學評價和教學保障
實驗教學的評價不僅要對學生實驗結果做鑒定,更重要的是在實驗教學目標與實驗結果之間,對學生的學習進行反饋、激勵和改進,形成以評促學的動力機制J。實驗教學可分3種層次進行評價,按是否數量化分類,分為定量評價和定性評價;按評價的對象分類,分為自評、互評和教師評價;按層次模塊分類,分為階段性實驗課作業評價和實驗考試評價。同時在實驗教學和實訓過程中應努力做到以下幾點:
(1)保證有足夠的實驗時間。雖然我校由于實驗環境、實驗經費等諸多原因,在實驗教學時間的保障上還有一定的困難,但我們還是在這方面做了大量的嘗試和努力以保證學生有足夠的實驗時間。(2)保證有可實訓的基地。經過幾年的努力,我院已和國內幾家著名的企業公司建立了良好的協作關系,為學生能夠得到規范性的實訓提供了保證。(3)保證有豐富實踐經驗的實訓教師的指導。除了學校的實訓指導教師,實訓單位聘請經驗豐富的專業人士為學生做現教學與演示,達到針對性的指導學生參加實訓習的目的,通過這種方式,增強了學生對實訓習的主觀能動性,學習效果明顯提高。
五、結束語
目前各學校對實驗教學與實驗室建設均很視,但是在實驗教學計劃制定和實驗室建設過中始終也應遵循保證核心課程、注重模式創新宗旨。使學生通過實驗教學不僅夯實所學的理基礎,還認知到所學專業的社會實際需求和變趨勢,學生進入社會后不但具有分析、解決問的能力,同時也具有一種發展創新的理念。