摘要:基于網(wǎng)絡(luò)與信息安全專業(yè)人才缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力,闡述信息安全專業(yè)建設(shè)急需解決的問(wèn)題,提出以能力為導(dǎo)向的信息安全人才能力培養(yǎng)新模式,以全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為契機(jī)進(jìn)行教學(xué)改革。
關(guān)鍵詞:信息安全;學(xué)科競(jìng)賽;能力培養(yǎng);創(chuàng)新實(shí)踐
文章編號(hào):1672-5913(2013)01-0084-05
中圖分類號(hào):G642
0 引言
近年來(lái),網(wǎng)電空間已經(jīng)成為與陸、海、空、天并列的行動(dòng)領(lǐng)域,網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)部隊(duì)也一躍成為新興作戰(zhàn)力量。面對(duì)國(guó)際戰(zhàn)略形勢(shì)的這種變革,我們可以在信息化時(shí)代背景下加強(qiáng)基于信息系統(tǒng)體系的作戰(zhàn)能力建設(shè),加快轉(zhuǎn)變戰(zhàn)斗力生成模式。我們清醒地認(rèn)識(shí)到,網(wǎng)絡(luò)空間的對(duì)抗,不僅是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施性能之間的較量,更重要的是人才的較量、人才能力的較量。因此,以能力為導(dǎo)向培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才成為國(guó)防科技大學(xué)信息安全專業(yè)建設(shè)的歷史使命,我們急需解決如下問(wèn)題。
1)信息安全人才的專業(yè)能力定位問(wèn)題。信息安全人才應(yīng)該具備什么樣的專業(yè)能力?應(yīng)采取什么樣的人才培養(yǎng)思路?
2)信息安全人才的能力培養(yǎng)問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)空間對(duì)抗對(duì)于人才的綜合素質(zhì)有一系列新要求。如何統(tǒng)籌和貫通本科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),以能力為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)?
3)教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新的能力問(wèn)題。教師是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。信息安全涉及面廣、知識(shí)新、實(shí)踐性強(qiáng),對(duì)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)工作提出巨大挑戰(zhàn)。教師如何將自身高水平的科研能力應(yīng)用于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)活動(dòng)中,真正做到教學(xué)相長(zhǎng),是需要解決的問(wèn)題。
4)能力培養(yǎng)模式的固化與推廣問(wèn)題。即如何通過(guò)規(guī)范組織、科學(xué)管理、更大范圍內(nèi)整合優(yōu)質(zhì)資源,促進(jìn)全國(guó)信息安全競(jìng)賽的健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,培養(yǎng)更多滿足國(guó)家和軍隊(duì)信息安全需要的人才。
為此,我們?cè)诮逃啃畔踩悓I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)“信息安全教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐研究”課題支持下,面向信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),以大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為契機(jī),圍繞提升學(xué)生解決信息安全實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力開展實(shí)踐探索。
1 以能力為導(dǎo)向的信息安全人才能力培養(yǎng)新模式
人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和解決問(wèn)題的綜合能力。如何將信息安全能力培養(yǎng)細(xì)化為軍事院校教育的一系列環(huán)節(jié),成為我們近年來(lái)著力最多的地方。在理念上,教師通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間性質(zhì)的研究及其在軍事上的作用機(jī)理分析,建立到信息安全人才的知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的映射,尤其突出對(duì)能力的要求。
1.1面向新型作戰(zhàn)力量建設(shè)需要,設(shè)計(jì)信息安全能力培養(yǎng)體系
我們從網(wǎng)絡(luò)攻防的對(duì)立統(tǒng)一方面設(shè)計(jì)學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)架構(gòu),具體包括6個(gè)方面能力,即網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)預(yù)警能力、系統(tǒng)防護(hù)能力、應(yīng)急處置能力、容災(zāi)恢復(fù)能力、溯源定位能力和審計(jì)評(píng)估能力。學(xué)生的專業(yè)能力組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的同時(shí),教師結(jié)合學(xué)生未來(lái)網(wǎng)絡(luò)空間獨(dú)立/協(xié)作解決實(shí)際問(wèn)題的需要,強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的5種綜合性素質(zhì)與能力,即閱讀分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯懽鞅磉_(dá)能力。學(xué)生的綜合能力組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。
通過(guò)對(duì)上述能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的梳理和設(shè)計(jì),教師明確了學(xué)生能力發(fā)展的目標(biāo)、途徑和方法,并根據(jù)這些要求因材施教。
1.2以大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為引領(lǐng),構(gòu)建以能力為導(dǎo)向的新模式
學(xué)科競(jìng)賽作為實(shí)踐教學(xué)的重要活動(dòng),在促進(jìn)專業(yè)建設(shè)方面發(fā)揮了積極作用。全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽是由教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的全國(guó)性大學(xué)生科技作品競(jìng)賽,屬于全國(guó)大學(xué)生最高水平的學(xué)科競(jìng)賽之一。競(jìng)賽采用開放的自主命題方式,參賽作品以信息安全理論與應(yīng)用設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容,必須由參賽隊(duì)員獨(dú)立設(shè)計(jì)并開發(fā)完成。
2008年,我們組建信息安全競(jìng)賽教練組,負(fù)責(zé)從全校學(xué)生中選拔學(xué)員參加訓(xùn)練和比賽。在組織和培訓(xùn)學(xué)員參加競(jìng)賽的過(guò)程中,以學(xué)生能力為導(dǎo)向構(gòu)建了新的教學(xué)模式。概括地說(shuō),即“大跨度”、“三維度”、“四位一體”模式?!按罂缍取笔侵笇I(yè)實(shí)踐活動(dòng)從過(guò)去學(xué)生學(xué)完專業(yè)課之后開設(shè)提前到大學(xué)一年級(jí)開設(shè),引導(dǎo)學(xué)生從一年級(jí)開始就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,熟悉實(shí)踐環(huán)境和需求;“三維度”是指教師在課堂、實(shí)驗(yàn)室與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中,充分利用多種教學(xué)手段,拓寬學(xué)生知識(shí)面,讓學(xué)生適應(yīng)以能力為導(dǎo)向的學(xué)習(xí);“四位一體”是指將信息安全的能力培養(yǎng)貫穿于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、課外創(chuàng)新實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。
傳統(tǒng)做法是學(xué)生學(xué)完專業(yè)課后,再進(jìn)行專業(yè)課實(shí)驗(yàn),這種實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。我們改革的做法是以需求帶出問(wèn)題,讓學(xué)生組成小組,以技術(shù)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),再輔以全程指導(dǎo)。學(xué)生依托開放實(shí)驗(yàn)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)化交流平臺(tái),不間斷地動(dòng)手實(shí)踐,觀摩優(yōu)秀作品,逐步完善自己的作品,直至參加全國(guó)競(jìng)賽。通過(guò)1~2年的組內(nèi)研討、協(xié)同設(shè)計(jì)和開發(fā)、師生交流,極大地增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)和表達(dá)能力。另一方面,學(xué)生通過(guò)使用實(shí)驗(yàn)儀器并分析測(cè)試數(shù)據(jù)加強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,通過(guò)提交作品和答辯匯報(bào)提高寫作和表達(dá)能力。同時(shí),在信息安全作品創(chuàng)作過(guò)程中,學(xué)生廣開思路,做出優(yōu)秀作品,并突出作品的實(shí)用性。
1.3以信息安全能力提升為目標(biāo),全方位推行實(shí)踐教學(xué)改革
我們以競(jìng)賽為契機(jī),有機(jī)整合課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),并結(jié)合大學(xué)生信息安全競(jìng)賽活動(dòng)的特征,全方位培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。
1)從安全需求中導(dǎo)出課題,從解決實(shí)際問(wèn)題出發(fā)突破關(guān)鍵技術(shù)。例如,在個(gè)人終端及文檔處理方面,我們引導(dǎo)學(xué)生分析終端接人、文檔處理、U盤使用等環(huán)節(jié)中存在的安全隱患。學(xué)生在可信接入終端與信息安全設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)等方面進(jìn)行了一系列開創(chuàng)性工作,先后研發(fā)“文件受控分發(fā)系統(tǒng)”、“USB加密轉(zhuǎn)接口”和“基于U Key的軟件授權(quán)保護(hù)系統(tǒng)”,并分別獲得2008年、2009年和2011年全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。
2)在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中,我們提倡“以課輔賽、以賽促課”,引入以項(xiàng)目為中心的教學(xué)方法,圍繞項(xiàng)目創(chuàng)意、設(shè)計(jì)開發(fā)、文檔寫作、答辯等各個(gè)階段展開教學(xué);在綜合課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,我們將網(wǎng)絡(luò)工程知識(shí)和攻防對(duì)抗基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法及技能貫穿其中,實(shí)現(xiàn)多種課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的銜接;在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,我們注重以獲獎(jiǎng)競(jìng)賽作品為基準(zhǔn),整合、分解、升華出適合作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題;在課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中,設(shè)置“銀河大學(xué)生科研創(chuàng)新基金”,組織一系列圍繞信息安全的系列講座,以解讀課題。
1.4以高水平科研為依托,提升教師指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐的能力
高水平的教師隊(duì)伍是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的關(guān)鍵。自2008年組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽以來(lái),我們獲得了“每屆均獲優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)”、“優(yōu)秀指導(dǎo)教師數(shù)量全國(guó)第一”、“連續(xù)五屆蟬聯(lián)優(yōu)秀組織單位獎(jiǎng)”的優(yōu)異成績(jī)。我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為提升教師指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐能力的有效途徑有以下2個(gè)方面。
1)面向國(guó)際一流水準(zhǔn),營(yíng)造積極向上的學(xué)術(shù)氛圍。以國(guó)家自然科學(xué)基金、武器裝備預(yù)研基金等課題為依托,努力形成優(yōu)秀青年科學(xué)家群體,全面促進(jìn)信息安全教學(xué)團(tuán)隊(duì)提升學(xué)生開展創(chuàng)新工作的水平。2008年以來(lái),教師中有2人次擔(dān)任國(guó)際期刊編委,3人擔(dān)任次國(guó)際會(huì)議大會(huì)主席,6人次擔(dān)任程序委員會(huì)主席,30余人次擔(dān)任程序委員會(huì)委員;先后有30余位教師出訪荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院等國(guó)際著名高等學(xué)府并作學(xué)術(shù)報(bào)告。國(guó)防科技大學(xué)每年選送優(yōu)秀青年教師到國(guó)外留學(xué)訪問(wèn),建立并完善與國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)合作研究的機(jī)制,吸收借鑒國(guó)際上最先進(jìn)的教學(xué)理念與教學(xué)成果。
2)競(jìng)賽中教學(xué)相長(zhǎng),教師自身也得到發(fā)展。很多學(xué)生的競(jìng)賽作品來(lái)源于教師的高水平科研探索。例如,任江春副教授多年從事數(shù)據(jù)安全保護(hù)技術(shù)研究,2009年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助,針對(duì)其中的電子文檔的使用控制、分發(fā)與U盤管理,先后組織3組學(xué)生展開攻關(guān)。第1組的3名學(xué)生突破了其中的核心技術(shù),設(shè)計(jì)完成“文檔受控分發(fā)系統(tǒng)”;第2組的4名學(xué)生設(shè)計(jì)完成“網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)盤管理系統(tǒng)”;第3組的4名學(xué)生設(shè)計(jì)完成“基于主動(dòng)防護(hù)的安全優(yōu)盤”。3組學(xué)生分別獲得全國(guó)信息安全競(jìng)賽的一、二、三等獎(jiǎng)。
1.5固化能力培養(yǎng)模式,打造全國(guó)性服務(wù)平臺(tái)
參加信息安全競(jìng)賽并取得好成績(jī)并非我們的最終目的,我們還希望通過(guò)更為規(guī)范的組織管理,促進(jìn)全國(guó)賽事的健康與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,不斷提升國(guó)防科技大學(xué)信息安全人才能力培養(yǎng)的水平。為此,我們從以下幾個(gè)方面不斷努力。
1)制訂全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽規(guī)則,助力該項(xiàng)賽事健康發(fā)展。全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽迄今為止共舉辦五屆,在取得廣泛贊譽(yù)的同時(shí)還存在一些不足。在參與全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽的過(guò)程中,我們一方面學(xué)習(xí)兄弟單位承辦競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),另一方面不斷思考如何進(jìn)一步提高競(jìng)賽組織管理水平,為全國(guó)大學(xué)生打造一個(gè)公平、公正、高效的競(jìng)賽平臺(tái)。2011年,本團(tuán)隊(duì)承辦第四屆全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽,經(jīng)過(guò)精心策劃、嚴(yán)密組織,競(jìng)賽獲得圓滿成功。
在競(jìng)賽中,為保證競(jìng)賽公平公正和高效合理,我們?cè)趯S酶?jìng)賽網(wǎng)站平臺(tái)上進(jìn)行初賽作品開發(fā),以保證作品開發(fā)過(guò)程可追蹤、可核查,杜絕學(xué)生抄襲;依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)初賽作品進(jìn)行分發(fā)評(píng)審,確保作品分配到相同或相近方向的專家手中,避免評(píng)審受到其他因素的影響。為提高競(jìng)賽的普及面,我們規(guī)定每所高校入圍隊(duì)不得超過(guò)決賽總隊(duì)數(shù)的1/10,參考初賽得分將入圍決賽隊(duì)的小組隨機(jī)均勻分配,避免過(guò)強(qiáng)的隊(duì)分在一個(gè)小組內(nèi)。上述措施獲得良好效果,得到教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的高度評(píng)價(jià)和認(rèn)可,并在后續(xù)競(jìng)賽中沿用。
2)打造網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)交流平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息安全領(lǐng)域人才培養(yǎng)、技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化的有效對(duì)接。隨著信息安全競(jìng)賽規(guī)模的不斷擴(kuò)大,目前每屆參賽隊(duì)伍平均為500多支,作品的注冊(cè)報(bào)名、審核管理、作品提交以及作品初評(píng)等工作量劇增,以往采取的通過(guò)電子郵件進(jìn)行報(bào)名注冊(cè)、作品提交等方式已不能適應(yīng)競(jìng)賽的發(fā)展。同時(shí),該方式的封閉性使得產(chǎn)業(yè)界難以有效介入。
面對(duì)這一現(xiàn)狀,本團(tuán)隊(duì)以863重點(diǎn)項(xiàng)目科研成果“可信的國(guó)家軟件資源共享與協(xié)同生產(chǎn)環(huán)境”為基礎(chǔ),組織開發(fā)全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽信息平臺(tái)。該平臺(tái)集競(jìng)賽宣傳、作品申報(bào)、協(xié)同開發(fā)、作品評(píng)審、技術(shù)交流、廠商專區(qū)、人才招聘等功能于一體,并搜集歷屆信息安全競(jìng)賽的優(yōu)秀作品,錄入歷屆高校指導(dǎo)教師和參賽隊(duì)伍的基本情況?;谠撈脚_(tái),各參賽學(xué)??梢跃C合分析和利用歷屆作品信息,對(duì)競(jìng)賽作品的選題、技術(shù)創(chuàng)新、參考實(shí)現(xiàn)等為學(xué)生提供有益的借鑒。同時(shí),也為信息安全產(chǎn)業(yè)界提供了一個(gè)設(shè)備展示、人才招聘和成果轉(zhuǎn)化的窗口,促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合。
3)將能力為導(dǎo)向的經(jīng)驗(yàn)固化為先進(jìn)的人才培養(yǎng)方案。2009年,我們開始嘗試培養(yǎng)信息安全方向的本科人才。2012年,借助學(xué)校啟動(dòng)新一輪本科人才培養(yǎng)方案之機(jī),教學(xué)團(tuán)隊(duì)把握機(jī)遇,經(jīng)多次深入討論,明確了信息安全能力對(duì)于信息安全專業(yè)學(xué)生的重要性。因此,在制訂信息安全本科生培養(yǎng)方案時(shí),要將能力要素梳理到位并固化,從課程體系、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)基地和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)境建設(shè)乃至畢業(yè)設(shè)計(jì)等諸多方面進(jìn)行科學(xué)合理的布局設(shè)計(jì)。
2 應(yīng)用成果
以大學(xué)生信息安全競(jìng)賽為引領(lǐng)的信息安全人才能力培養(yǎng)模式,是我們近年來(lái)在教學(xué)改革過(guò)程中不斷探索總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合學(xué)校學(xué)科競(jìng)賽和人才創(chuàng)新能力培養(yǎng),我們?nèi)〉昧巳缦聭?yīng)用成果。
1)自2008年參賽以來(lái),國(guó)防科技大學(xué)累計(jì)以10項(xiàng)一等獎(jiǎng)、12項(xiàng)二等獎(jiǎng)、16項(xiàng)三等獎(jiǎng)的成績(jī)雄居全國(guó)高校榜首,創(chuàng)造了“優(yōu)秀指導(dǎo)教師數(shù)量全國(guó)第一”、“連續(xù)五屆蟬聯(lián)優(yōu)秀組織單位獎(jiǎng)”的優(yōu)異成績(jī)。
2)2012年,本團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的班級(jí)有8組共32名學(xué)生獲“全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃”資助,占該班級(jí)學(xué)生人數(shù)的40%。除此以外,還有多項(xiàng)信息安全類創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目獲得省級(jí)、校級(jí)、院級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目資助。
3)通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、技術(shù)培訓(xùn)、不同層級(jí)的競(jìng)賽等活動(dòng),全校學(xué)生的信息安全技能受訓(xùn)覆蓋面達(dá)到100%,直接受訓(xùn)學(xué)生達(dá)1500多人次。作為獲獎(jiǎng)學(xué)生中的優(yōu)秀代表,2011年全國(guó)競(jìng)賽中榮獲一等獎(jiǎng)的4位同學(xué),比賽結(jié)束后在國(guó)家級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目資助下開展前瞻性研究,將關(guān)鍵技術(shù)寫成英文論文,發(fā)表在兩個(gè)國(guó)際知名學(xué)術(shù)會(huì)議上并赴境外報(bào)告論文,受到美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)部主任Min Song教授等與會(huì)專家的高度贊賞。2011年7月,他們“登上國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)的本科生”的事跡被《中國(guó)科學(xué)報(bào)》、《科技日?qǐng)?bào)》等中央報(bào)刊廣泛報(bào)道。
4)開發(fā)了信息安全技術(shù)交流平臺(tái),該平臺(tái)集競(jìng)賽宣傳、作品申報(bào)與評(píng)審、內(nèi)部交流、協(xié)同開發(fā)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能于一體,被教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)指定為競(jìng)賽官方網(wǎng)站,為該項(xiàng)競(jìng)賽健康有序地發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
3 結(jié)語(yǔ)
初步實(shí)踐表明,以學(xué)科競(jìng)賽為引領(lǐng)的信息安全能力培養(yǎng)模式從培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)出發(fā),能夠有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,以滿足將來(lái)工作崗位的需求。未來(lái)我們將結(jié)合學(xué)科培養(yǎng)方案進(jìn)一步細(xì)化該模式的實(shí)施步驟和操作細(xì)則。
(編輯:宋文婷)