◆楊金寶 高飛 吳邱涵

基于OBE理念的網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實驗體系構(gòu)建

◆楊金寶 高飛 吳邱涵

（海軍工程大學(xué)信息安全系 湖北 430033）

OBE成果導(dǎo)向理念是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最終所取得的學(xué)習(xí)成果。在網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實驗體系構(gòu)建中引入OBE成果導(dǎo)向理念，通過以成果導(dǎo)向的反向教學(xué)設(shè)計，有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，真正滿足國家和社會對網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才的需要。

OBE；網(wǎng)絡(luò)空間安全；實驗體系

OBE成果導(dǎo)向理念的內(nèi)涵是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果[1]。具體到網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科專業(yè)實驗體系構(gòu)建中，基于OBE理念的教學(xué)設(shè)計應(yīng)首先明確國家、社會、用人單位對學(xué)生的能力素質(zhì)“需求”，根據(jù)這個需求來確定相應(yīng)的知識能力素質(zhì)目標(biāo)，根據(jù)知識能力素質(zhì)目標(biāo)確定有效的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，并根據(jù)需要的實驗教學(xué)內(nèi)容和模式建設(shè)科學(xué)合理的實驗教學(xué)平臺和實驗室管理機制。切實保障和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，引導(dǎo)和促進學(xué)科專業(yè)建設(shè)與改革。

1 基于“需求”的能力素質(zhì)目標(biāo)分析

隨著我國全面進入“互聯(lián)網(wǎng)+”信息時代，基于信息網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用已廣泛進入經(jīng)濟建設(shè)、政務(wù)商務(wù)、國防軍事乃至人民群眾生產(chǎn)生活的各個環(huán)節(jié)[2]。國家、社會、用人單位對網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學(xué)生需求出現(xiàn)了井噴式增長。2015年6月，為實施國家安全戰(zhàn)略、加快網(wǎng)絡(luò)空間安全高層次人才培養(yǎng)，國務(wù)院學(xué)位委員會決定在“工學(xué)”門類下增設(shè)“網(wǎng)絡(luò)空間安全”一級學(xué)科[3]，致力于培養(yǎng)具有扎實的網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識，具有突出實踐與創(chuàng)新能力的專門人才。對于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學(xué)生來說，到底應(yīng)具備什么樣的知識、能力和素質(zhì)，按照OBE成果導(dǎo)向理念，總體上來說應(yīng)由學(xué)生畢業(yè)后從事的具體工作來決定，目前大致可分為兩大類：一是從事網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)；二是從事各類企業(yè)、機構(gòu)、組織的網(wǎng)絡(luò)安全管理和運維工作。而對于本科生來說，主要更多從事各類網(wǎng)絡(luò)安全管理和運維相關(guān)工作。因此本文主要從這方面加以分析。

網(wǎng)絡(luò)空間安全作為一門交叉性新學(xué)科，覆蓋物理層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層等多個層面的問題[1]，融合了數(shù)學(xué)、信息論、計算復(fù)雜理論、控制論、系統(tǒng)論、認(rèn)知科學(xué)、博弈論、管理學(xué)、法學(xué)等學(xué)科知識[4]，其研究內(nèi)容不僅涉及傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全理論與技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)攻防、網(wǎng)絡(luò)安全的管理、信息安全等，還囊括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的安全，如數(shù)據(jù)的恢復(fù)與取證、輿情分析、工程系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)安全等[5]。傳統(tǒng)的以學(xué)科為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)空間安全課程體系主要包括：信息科學(xué)基礎(chǔ)類課程、信息安全基礎(chǔ)類課程、密碼學(xué)類課程、系統(tǒng)安全類課程、網(wǎng)絡(luò)安全類課程、內(nèi)容安全類課程，如《計算機網(wǎng)絡(luò)》《信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》《密碼學(xué)》《操作系統(tǒng)原理及安全》《網(wǎng)絡(luò)安全》《通信原理》《高級語言程序設(shè)計》《可信計算技術(shù)》《云計算和大數(shù)據(jù)安全》《電子商務(wù)和電子政務(wù)安全》《網(wǎng)絡(luò)輿情分析》《網(wǎng)絡(luò)安全法律法規(guī)》等。與其他學(xué)科相比，網(wǎng)絡(luò)空間安全不僅采用理論分析、實驗驗證、技術(shù)實現(xiàn)等常規(guī)手段，還采用逆向分析等技術(shù)，從攻方和守方兩個不同的角度分析當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空間安全所面臨的威脅[6]。

Privacy PC編輯，《安全狀態(tài)》叢集作者David Balaban表示網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人員最有價值的技能歸結(jié)為“能正確選擇防護解決方案和最佳工具以建立并實現(xiàn)復(fù)雜安全系統(tǒng)的能力和具備黑客——知道如何實施有效攻擊——一樣的思考能力”[7]；而注冊信息系統(tǒng)安全專家（CISSP）、注冊信息安全員（CISM）、信息安全管理體系主任審核師（ISO 27001 LA）以及偏向網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的Security+等新銳認(rèn)證機構(gòu)認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)空間安全從業(yè)者的五大核心技能是：密碼學(xué)知識、信息保障（IA）、云安全、業(yè)務(wù)持續(xù)性以及必要的編程能力[8]?；谛枨蟮哪芰λ刭|(zhì)目標(biāo)分析如圖1所示。

圖1 基于“需求”的能力素質(zhì)目標(biāo)分析

2 基于“目標(biāo)”的實驗內(nèi)容體系構(gòu)建

圖2 基于“目標(biāo)”的實驗內(nèi)容體系

實驗教學(xué)內(nèi)容建設(shè)是網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實驗體系的核心，按照OBE成果導(dǎo)向理念，并綜合考慮實驗內(nèi)容的可實踐性、可擴展性、綜合完備性等方面因素之后，我們按照能力素質(zhì)目標(biāo)的反向推導(dǎo)確定實驗教學(xué)內(nèi)容，把網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實驗內(nèi)容劃分為設(shè)備安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用安全4個部分，每一部分再細(xì)分為若干實驗項目。實驗教學(xué)內(nèi)容見圖2。

3 基于OBE理念的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計

通過實驗內(nèi)容體系構(gòu)建和實驗項目體系框架設(shè)計，學(xué)生可以理清網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科涉及的各課程主要教學(xué)內(nèi)容之間的前導(dǎo)—后續(xù)關(guān)系，學(xué)習(xí)目標(biāo)相對明確和清晰，可以有針對性地掌握所“需”技能，即可以掌控自己的學(xué)習(xí)路徑。這里以預(yù)期從事各類網(wǎng)絡(luò)安全管理和運維相關(guān)工作的學(xué)生為例進行說明。

首先基于OBE理念分析能力素質(zhì)目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)安全管理和運維相關(guān)工作主要涉及密碼學(xué)、信息保障、業(yè)務(wù)持續(xù)性等，如圖3所示。

圖3 學(xué)習(xí)路徑分析

在實驗項目框架內(nèi)，關(guān)于密碼學(xué)、信息保障、業(yè)務(wù)持續(xù)性的實驗項目可以按照基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、研究性實驗逐步提升，逐步完成知識驗證固化、基本技能熟悉、綜合運用工具、思考、研究、進一步自主學(xué)習(xí)的過程，并最終掌握網(wǎng)絡(luò)安全管理和運維相關(guān)工作所需知識、能力和素質(zhì)。更好地滿足崗位需求。學(xué)習(xí)路徑設(shè)計如圖4所示。

圖4 基于OBE理念的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計

基于OBE理念的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計打破了傳統(tǒng)實驗對于方法手段、甚至是學(xué)生的一舉一動都有嚴(yán)格的要求和規(guī)范的桎梏。雖然傳統(tǒng)實驗方式對于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)習(xí)慣和實驗安全具有重要作用，但一定程度上也阻礙了學(xué)生的思維、創(chuàng)新和主動學(xué)習(xí)。方法手段的創(chuàng)新也可以分階段實施，在基礎(chǔ)性實驗中，可以沿用傳統(tǒng)方法，使學(xué)生掌握基本的實驗技能；在進行綜合和研究性實驗時，可以在保證人員器材安全的前提下，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方法、步驟，甚至是實驗器材的選用和實驗方案的設(shè)計，實驗教員只需負(fù)責(zé)對方案、方法、步驟的審定和指導(dǎo)即可，讓學(xué)生真正成為實驗的主體，如此能充分發(fā)揮學(xué)生思維活躍、善于思考、敢于打破常規(guī)的優(yōu)點，養(yǎng)成創(chuàng)新的思維習(xí)慣，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)。

4 結(jié)語

在當(dāng)前知識經(jīng)濟和信息化建設(shè)一浪高過一浪的時代背景下，高等教育正從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)出真正符合國家、社會、用人單位“需求”的人才是高等教育質(zhì)量和水平的重要標(biāo)志，基于OBE理念的網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)實驗體系構(gòu)建，提出的基于“需求”的實驗內(nèi)容構(gòu)建及學(xué)習(xí)路徑設(shè)計對于學(xué)生理清網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科涉及的主要內(nèi)容、相互關(guān)系，提高學(xué)習(xí)的主動性和積極性都大有裨益。也令網(wǎng)絡(luò)空間安全課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計符合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力與實際工作能力。

[1]韓佳穎，張墨貴.基于OBE理念的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目教學(xué)模式研究[J].實驗技術(shù)與管理，2020（02）：209-211.

[2]羅軍舟，楊明，凌振，等.網(wǎng)絡(luò)空間安全體系與關(guān)鍵技術(shù)[J].中國科學(xué)，2016，46（8）：939-968.

[3]中國學(xué)位與研究生教育信息網(wǎng). 新增一級學(xué)科“網(wǎng)絡(luò)空間安全” [EB/OL].（2015-06-25）[2016-11-21]. http://www.cdgdc.edu.cn/xwyyjsjyxx/sy/syzhxw/280537.shtml.

[4]陳華山，皮蘭，劉峰，等.網(wǎng)絡(luò)空間安全科學(xué)基礎(chǔ)的研究前沿及發(fā)展趨勢[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2015（3）：1-5.

[5]黃海峰.對話方濱興院士：網(wǎng)絡(luò)空間安全不僅是自身平臺安全[J].通信世界，2016（9）：13-14.

[7]葛繼科.面向?qū)嵺`技能培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程資源建設(shè)[J].文檔安全，2016（08）：43-45.

[8]倪亮，李向東，潘恒，等.《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)》課程教學(xué)改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2016（04）：142-145.

[9]袁志，鄒延平，劉翔.關(guān)于網(wǎng)絡(luò)信息安全方向協(xié)同育人機制的思考和探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（26）：158-159.