黃丹丹 吳秋玲 閻浩

摘要：針對信息安全專業(yè)培養(yǎng)的現(xiàn)狀和問題，圍繞“新工科”建設(shè)要求，在校企深度合作背景下采用產(chǎn)教融合模式對課程進行改革。通過將教學內(nèi)容和方法與企業(yè)應用實踐相結(jié)合，形成“應用模塊引領(lǐng)，理論結(jié)合案例，緊扣企業(yè)需求，突出能力培養(yǎng)”的深度產(chǎn)教融合模式。以密碼技術(shù)為例，產(chǎn)教融合模式不僅培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)乃季S、扎實的理論功底和自主學習能力，增強了實踐能力，而且使學生能夠根據(jù)自身特點和學習需求自主選擇知識點，以解決薄弱環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)教融合；培養(yǎng)模式；信息安全；密碼技術(shù)

中圖分類號：TP309.2；G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）05-0141-03

0 引言

信息安全在當今互聯(lián)網(wǎng)和信息社會中扮演極為重要的角色，直接關(guān)系到國家安全、企業(yè)經(jīng)營和人們的日常生活。信息安全是采用信息論、計算機科學和密碼學等領(lǐng)域的綜合學科，其中密碼學是實現(xiàn)信息安全目標的核心技術(shù)[1]。密碼學是信息網(wǎng)絡安全技術(shù)的支撐學科之一，是信息安全專業(yè)、網(wǎng)絡空間安全學科以及計算機類學科中一門重要的專業(yè)核心和主干必修課程，具有很強的理論性和實踐性。隨著目前中國經(jīng)濟建設(shè)和信息化進程的全面加快，網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性、全面性作用日益增強，網(wǎng)絡空間安全已成為國家安全的重要組成部分。在2019年10月頒布的《中華人民共和國密碼法》，象征著中國信息安全市場正在向發(fā)達國家靠近。

在深化產(chǎn)教融合的政策推動下，探索新時代密碼學教學模式變得愈發(fā)重要，同時對信息安全專業(yè)教育創(chuàng)新起著十分重要的作用。產(chǎn)教融合的提出是對新工科院校辦學理念的一次全方位深層次改革[2]。通過高校堅持校企合作形式的產(chǎn)教融合實踐與研究發(fā)現(xiàn)，推進產(chǎn)教融合許多新工科院校逐漸提升了辦學活力，適應了社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，具備了產(chǎn)學研一體化的能力，實現(xiàn)了新工科院校人才培養(yǎng)質(zhì)量的明顯改善[3-5]。

密碼學課程是信息安全專業(yè)核心課之一，金陵科技學院信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)按照《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》和工程教育認證標準，參考ITSS、CISP等行業(yè)資質(zhì)要求，結(jié)合《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》（國辦發(fā)〔2017〕95 號），構(gòu)建了注重學生職業(yè)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的持續(xù)改進人才培養(yǎng)體系，建立了融合思政教學、理論教學、實踐教學、科技創(chuàng)新和產(chǎn)教融合“五位一體”的協(xié)同育人機制。

密碼學課程內(nèi)容主要包括古典密碼、序列密碼、分組密碼、公鑰密碼、Hash函數(shù)和消息認證、數(shù)字簽名、密鑰管理和密鑰分配等密碼技術(shù)和密碼算法的原理、實現(xiàn)和應用。 隨著線上線下混合式教學的逐漸常態(tài)化，產(chǎn)教融合教學模式也需要考慮教學內(nèi)容展示形式的變化。線上平臺教學工具和教學內(nèi)容越來越豐富，教師通過錄課及在線教學設(shè)計將教學內(nèi)容上傳至各種線上學習平臺，例如UOOC、MOOC、超星學習通，結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學模式（線下教學）提高教學質(zhì)量，更進一步可靈活采用翻轉(zhuǎn)課堂教學機制[6-8]。

本文以研究密碼學產(chǎn)教融合教學模式為例，探討信息安全專業(yè)校企產(chǎn)學合作協(xié)同育人，改進傳統(tǒng)的教學模式，更新和優(yōu)化課程內(nèi)容，提高密碼學課程的教學水平，建立模塊化的核心課程群及實踐體系，加強產(chǎn)學研融合。

1 密碼學產(chǎn)教融合教學設(shè)計

1.1 基于產(chǎn)教融合的教學目標設(shè)計

基于產(chǎn)教融合的密碼學課程以“應用模塊引領(lǐng)，理論結(jié)合案例”的教學內(nèi)容和教學模式為改革目標，注重將企業(yè)成熟的密碼學技術(shù)案例課堂化，信息安全理論實踐化。

1.1.1 人才培養(yǎng)目標

在對信息安全產(chǎn)業(yè)需求調(diào)研后，教學團隊需要前瞻性地預測行業(yè)未來發(fā)展，充分分析用人單位的需求，結(jié)合培養(yǎng)條件和特點，精準定位信息安全人才培養(yǎng)目標。企業(yè)作為教學團隊的重要參與者，促進學生深入理解密碼學在企業(yè)生產(chǎn)實踐發(fā)揮的作用，校企雙方共同培養(yǎng)具有愛國精神、責任擔當、技術(shù)操守和理想情懷的新時代學生，進一步加強信息安全人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

1.1.2 教學模式改革目標

根據(jù)教學活動的總結(jié)、教學結(jié)果的反饋，以及當前網(wǎng)絡安全、信息科技的發(fā)展現(xiàn)狀，校企雙方共同討論完善、修訂密碼學教學大綱和教學要求，合作建設(shè)豐富的教學網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡平臺，包括優(yōu)化課時設(shè)置、更新課程內(nèi)容、采用線上線下混合式教學模式、融入企業(yè)場景案例、體現(xiàn)“課程思政”元素等。此外，針對學生不同的自然科學理論、算法基礎(chǔ)以及編程實踐能力，教學團隊設(shè)計分級的任務驅(qū)動式教學模式，提供具有個性化的定制式學習模塊，使得學生能夠根據(jù)自身特點和學習需求自主選擇知識點，以解決薄弱環(huán)節(jié)。

1.1.3 學生能力產(chǎn)出目標

在理論知識方面，學習者應掌握系統(tǒng)的密碼學基礎(chǔ)知識，熟悉國產(chǎn)密碼算法SM4、SM2、SM3等設(shè)計原理與安全應用場景，了解密碼學領(lǐng)域的最新發(fā)展現(xiàn)狀，利用密碼學理論知識分析信息安全中的實際問題。在能力培養(yǎng)方面，具備在網(wǎng)絡安全、計算機、通信和電子等密碼算法相關(guān)領(lǐng)域進行技術(shù)開發(fā)的能力，達到企業(yè)對信息安全基礎(chǔ)及技術(shù)研發(fā)人員的要求。在創(chuàng)新實踐方面，具有較強的密碼學算法、協(xié)議及軟硬件系統(tǒng)的研究能力，具備解決復雜工程問題的實踐能力、創(chuàng)新能力。

1.2 基于產(chǎn)教融合的教學方法設(shè)計

在“新工科”建設(shè)要求下，教學團隊結(jié)合企業(yè)產(chǎn)教融合實踐，從教學內(nèi)容設(shè)置、理論教學、實踐教學和考核評價等方面探索教學改革，改進教學方法。

1.2.1 案例學習法

教師在教學過程中用案例分析與情景教學來開啟學生的思維閘門，將教學內(nèi)容與企業(yè)案例相結(jié)合，使學生更形象、快捷地理解知識，從而充分發(fā)揮學生的獨立思考與創(chuàng)造才能，鍛煉和培養(yǎng)學生研究問題、解決問題的能力。在教學案例的設(shè)計方面融入企業(yè)真實場景，例如銀行客戶數(shù)據(jù)管理、支付寶系統(tǒng)、電子合同、人臉識別系統(tǒng)、高速公路ETC系統(tǒng)等案例，幫助學生了解行業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展現(xiàn)狀，引導學生利用密碼學理論知識分析并解決信息安全中的實際問題。

1.2.2 課程思政元素融入

習近平總書記指出“沒有網(wǎng)絡安全就沒有國家安全，沒有信息化就沒有現(xiàn)代化”，以及“網(wǎng)絡安全和信息化是一體之兩翼、驅(qū)動之雙輪”。結(jié)合密碼學課程特點及其在企業(yè)中的實踐應用，將課程思政元素融入教學中，通過產(chǎn)教融合教學模式，傳遞正確的網(wǎng)絡安全意識和規(guī)范，號召公眾嚴格遵從密碼法、網(wǎng)絡安全法律法規(guī)，教導學生通過所學密碼技術(shù)保障國家安全、網(wǎng)絡空間安全、信息安全，自覺維護社會穩(wěn)定。

教師在教學中適當重點介紹中國密碼技術(shù)的背景、現(xiàn)狀和面臨的問題，例如王小云院士攻克世界著名哈希函數(shù)MD5、SHA-1的科學故事，中國商用密碼標準SM2、SM3、SM4等國產(chǎn)密碼算法設(shè)計，激勵大學生勇于探索科研高峰，解決實際問題，增強民族自信心，培養(yǎng)愛國精神和創(chuàng)新能力。

1.2.3 線上線下混合式教學方法

教學團隊依托企業(yè)資源加強建設(shè)課程電子化平臺，采用線上線下混合式教學方法，通過翻轉(zhuǎn)課堂達到密碼學教學改革目標，實現(xiàn)校企產(chǎn)教融合的利益最大化。密碼學是一門理論性實踐性都很強的課程，在教學過程中提高和調(diào)動學生學習興趣至關(guān)重要。

課堂時間有限且珍貴，教師提前將冗長枯燥的理論知識制作成在線視頻留給學生自學，而在課堂上通過組織研討、開啟頭腦風暴、當堂測試等方式直接真實地檢驗學生對知識的掌握情況，對能力的產(chǎn)出程度，以及教師的教學成效。教師采取混合式教學方法不僅提高學生在課堂上的參與感、知識緊迫感和積極性，而且促進學生主動思考和自主學習能力的鍛煉和形成。

1.2.4 多元化評價方式

密碼學課程采用多元化的評價方式有效考核學生，學生的階段性測驗、案例研究、期末考試、實踐訓練、主題研討、線上學習環(huán)節(jié)均納入考核體系，總成績=線上學習×5%+主題研討×5%+階段性測驗×15%+案例研究×15%+實踐訓練×20%+期末考試×40%。其中，案例研究、實踐訓練由學校教師和企業(yè)教師共同實施考核，確保評價結(jié)果真實反映學生對知識的掌握和能力的導出，以及教師對學生價值的引領(lǐng)，深度體現(xiàn)產(chǎn)教融合教學理念。

2 協(xié)同人才培養(yǎng)教學過程實踐與效果

根據(jù)產(chǎn)教融合型教學目標與教學方法，教學團隊推進校企深度“產(chǎn)學研用”合作，建立協(xié)同人才培養(yǎng)機制，與信息安全企業(yè)探索共建課程，建立模塊化的核心課程群及實踐體系，注重理論聯(lián)系實踐，將教學改革和成果應用于企業(yè)實際中，同時通過企業(yè)評價反饋改進教學模式，促進產(chǎn)學研融合，滿足企業(yè)實際需求，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。下面以密碼學課程為例闡述產(chǎn)教融合教學過程的實踐與效果。

2.1 以企業(yè)需求為導向，改進教學模式

通過與企業(yè)深度交流研討，教學團隊明確企業(yè)在技術(shù)研發(fā)等方面所需密碼學技術(shù)及應用的各項要求，按照課程的知識遞進學習順序，制定教學大綱，設(shè)置課程的章節(jié)及內(nèi)容，把企業(yè)需求作為課程輸出目標之一，并加以延伸和拓展。企業(yè)負責提供密碼學技術(shù)相關(guān)的硬件設(shè)施、軟件設(shè)備和服務支撐，教師則通過校企平臺開展實踐項目，將企業(yè)場景融入課程教學案例，學生可直接在校企平臺開發(fā)技術(shù)施展技能，實現(xiàn)學與用的無縫對接。

2.2 緊跟信息安全發(fā)展態(tài)勢，及時更新教學內(nèi)容

在當前大數(shù)據(jù)時代，信息安全技術(shù)的發(fā)展日新月異，很多密碼新技術(shù)新應用層出不窮，個人、社會和國家的信息及數(shù)據(jù)安全問題也越來越受重視。為更好地保障信息安全，2021年6月10日第十三屆全國人民代表大會常務委員會第二十九次會議通過《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》，并自2021年9月1日起施行。密碼學作為保障數(shù)據(jù)安全的重要理論基礎(chǔ)和技術(shù)，需要在教學過程中及時更新教學內(nèi)容，同時探索新的教學方法和技術(shù)手段。

教學內(nèi)容體系采用“五位一體”全方位結(jié)構(gòu)，分別是基本知識點、拓展延伸、章節(jié)小結(jié)、實驗實踐和課后習題。通過問題引導式、問題解決型等方式介紹密碼學基礎(chǔ)知識、密碼學經(jīng)典技術(shù)，同時將學科和行業(yè)新技術(shù)、新規(guī)范、新標準、新應用融入課程內(nèi)容。通過對信息安全產(chǎn)業(yè)和需求分析調(diào)研后，校企雙方討論確定密碼學教學內(nèi)容，將企業(yè)中新的技術(shù)和方法融入課程內(nèi)容中，理論教學以學校教師講授為主，實踐教學以企業(yè)教師指導實踐為主。通過學習，學生深入理解信息安全的重要性，增強自主學習的意識，以及快速適應新技術(shù)、新需求的能力，達到企業(yè)對信息安全基礎(chǔ)及技術(shù)研發(fā)人員的基本要求，為以后的職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

2.3 校企合作完善課程資源和課程電子化建設(shè)

密碼學課程教學團隊已聯(lián)合企業(yè)合作建設(shè)配套的教學網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡平臺，共同編寫電子教案、在線課程設(shè)計等。通過建設(shè)課程電子化資源，校企雙方共同制定和設(shè)計課程教學大綱、電子教案、教學課件、教學視頻、教學進度表、教學要求、實驗項目、試題庫、參考資料和企業(yè)案例等，將校企合作落到實處。通過金陵科技學院在線開放課程項目教學團隊已建設(shè)完成密碼學教學視頻錄制工作，課程成功上線全國高校UOOC聯(lián)盟平臺。通過這些學習平臺面向社會開放，教學團隊接受公眾反饋和評價，進一步完善教學方法和內(nèi)容。學習者不僅可以直接訪問和學習課程知識，還可以與教師交流學習內(nèi)容和學習成果。教師能夠?qū)崟r觀測學生學習進度，并根據(jù)學生不同情況適時督促和引導，真正做到因材施教，如圖1所示。課程建設(shè)形成文本與電子相結(jié)合、靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合、課堂與課外相結(jié)合的立體化配套體系，更好地展現(xiàn)密碼學課程的水平和特色。

2.4 校企聯(lián)動密碼技術(shù)課程群建設(shè)

保護數(shù)據(jù)安全、信息安全、網(wǎng)絡安全是企業(yè)面臨的關(guān)鍵問題之一，密碼技術(shù)是保證數(shù)據(jù)安全的重要支撐和原理。信息安全產(chǎn)業(yè)不僅需要密碼技術(shù)支撐，還大量涉及其他課程和技術(shù)，例如信息隱藏技術(shù)、數(shù)據(jù)庫安全、安全運維、計算機病毒原理與防范。通過研究密碼學產(chǎn)教融合教學新模式，可以帶動其他相關(guān)課程的建設(shè)與發(fā)展，形成密碼技術(shù)課程群。例如，在密碼學課程內(nèi)容中關(guān)聯(lián)信息隱藏技術(shù)相關(guān)內(nèi)容時，在線平臺學生訪問量明顯增多，達到該時段的最大值，因此有利于提高學生的學習興趣，如圖2所示。此外，其他課程團隊借助密碼學平臺優(yōu)化課程內(nèi)容，改進教學方法，或融入校企教學模式，使得課程群中各課程之間產(chǎn)生聯(lián)動效應，共同完善課程教學。在教學過程中從企業(yè)實際應用出發(fā)，理論結(jié)合實踐，組成穩(wěn)健的密碼學課程支撐體系，突出職業(yè)素能培養(yǎng)和應用特色，培養(yǎng)目標切準信息安全產(chǎn)業(yè)人才需求標準。

3 結(jié)論

密碼技術(shù)圍繞“新工科”建設(shè)要求，依托校企合作平臺對信息安全專業(yè)學生培養(yǎng)教學，已經(jīng)形成“應用模塊引領(lǐng)，理論結(jié)合案例，緊扣企業(yè)需求，突出數(shù)據(jù)安全”的深度產(chǎn)教融合培養(yǎng)模式。教學團隊積極與企業(yè)對接，整合教學資源，完善實踐教學任務和實踐教學體系建設(shè)，體現(xiàn)產(chǎn)學研融合。通過實踐，不僅培養(yǎng)了信息安全專業(yè)學生嚴謹?shù)乃季S、更扎實的理論功底和自主學習能力，增強了實踐能力，而且使得學生能夠根據(jù)自身特點和學習需求自主選擇知識點，針對性地解決薄弱環(huán)節(jié)?？梢钥闯?，基于產(chǎn)教融合的密碼技術(shù)培養(yǎng)模式是一個持續(xù)動態(tài)更新的過程，教學團隊需要緊密聯(lián)合企業(yè)和學科建設(shè)發(fā)展的優(yōu)勢，不斷地將企業(yè)資源、學科建設(shè)成果轉(zhuǎn)化為課程的教學資源，豐富教學成果，提高教學質(zhì)量，促進信息安全專業(yè)人才的培養(yǎng)，為信息安全相關(guān)產(chǎn)業(yè)輸送高技能高素質(zhì)應用型人才。

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【通聯(lián)編輯：梁書】