基于CDIO理念的公安類信息安全人才實踐教學設計與實踐

斯進

摘 要： 隨著互聯網技術的不斷發展，網絡安全形勢日益復雜，公安實戰部門對網絡安全執法人才需求也日益迫切。培養網絡安全與執法專業學生的實戰能力、創新能力，是應當著力探討的問題。文章在深入理解CDIO工程教育教學模式理念和方法的基礎上，重點闡述了該模式下公安信息安全人才培養實踐教學模式改革研究與實踐，通過工程教育模式縮短了教學與實踐的距離，提高學生解決信息安全實戰問題的能力。

關鍵詞： CDIO； 信息安全； 實踐教學； 人才培養

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）11-83-03

Design and practice of police's information security professionals

practical teaching based on CDIO concept

Si Jin

（Department of Computer and Information Technology， Zhejiang Police College， Hangzhou， Zhejiang 310053， China）

Abstract： With the development of Internet technology， the situation of network security is becoming more and more complicated， and the demand of public security departments for the network security law enforcement personnel is becoming more and more urgent. Training network security and law enforcement professional students' actual combat ability and innovation ability are the issues to address in. Based on in-depth understanding of CDIO engineering education teaching mode and methods， this paper expounds the research and practice of practical teaching mode reform for training of the public security information security professionals in CDIO teaching mode， with CDIO teaching mode， to shorten the distance between the teaching and the practice， and to improve students' ability to solve the practical problems of information security.

Key words： CDIO； information security； practical teaching； talent training

0 引言

如今網絡已經改變了人類社會生活的模式，成為人們工作、學習、生活中不可或缺的部分，但我們看到網絡在給人們帶來便利的同時，也帶來了形形色色的安全問題，網絡犯罪、網絡恐怖主義盛行。2014年2月，習近平總書記在中央網絡安全和信息化領導小組第一次會議上指出“沒有網絡安全，就沒有國家安全；沒有信息化，就沒有現代化”。因此，洞察安全威脅、預防和懲治網絡犯罪將是未來較長時間內公安的重要職責之一。如何能順應現實需要，培養出合格的網絡安全執法人才是警察院校亟待解決的重要問題。

當前網絡空間中，通信技術、網絡技術、物聯網技術等多種技術交錯，網絡犯罪層出不窮、手段方法不斷翻新，這就需要網絡執法民警運用跨學科的知識，通過團隊合作，提出創新性的解決方案。因此，在網絡執法人才培養上除了知識與理解、分析和實踐能力外，還要注重研究與探索、可遷移技能等能力，特別是團隊合作、交流表達、終身學習和領導力等軟技能。

1 CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所高校針對目前工程教育存在的實踐教學脫離工程實際、學生缺乏自主學習能力等問題而提出的。CDIO 模式以工業產品的壽命周期過程為載體， 將教、學、研融入工程環境中， 培養學生的工程能力， 包括個人的工程技術知識， 學生的自主學習能力， 團隊交流能力和工程環境下的創造能力。CDIO代表了構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Oper-ate）四個方面， 強調培養學生“構思-設計-實施-運行”的工程實踐技能。

基本的教育理論基礎是“從做中學”、“建構主義”學習理論，以項目驅動的方式，驅使學生在真實環境中完成學習任務，整個過程必須由學生自主完成，強調學生自主解決問題的能力。教學過程和學習過程都是在基于項目構建出來的學習情境的基礎上進行的。項目的完成不但需要學習者具有足夠的理論知識，還需要學習者具有較強的實踐能力。當學生努力完成項目時，完成項目就成為了學生的學習目標，也是學生的學習動力。項目中亟待解決的一些困難更會激發學生的學習興趣，促進他們更加努力地學習與項目有關的各種知識。

教師的工作由原理講授轉化為構建真實的情境，將知識融入到真實的生活情境中，引導學生主動通過網絡搜索、文獻檢索、經驗分享等方式獲取知識，并將知識融會貫通有效運用，從而在鍛煉學生的實踐能力，更好適應實際工作。因此，教師工作的重點是對教學過程進行規劃，而規劃時須考慮培養學生的主觀能動性，鼓勵他們主動思考問題，激發他們解決問題的興趣，促使他們主動學習知識，增加技能，構建自己獨有的認知結構。endprint

此外，教師在對項目規劃時，還要強調合作學習模式的應用，鼓勵學生有自己對知識理解的獨到之處，進行互動交流。通過交流，學生可以認識到個人構建的知識是否正確、全面。

2 CDIO工程教育理念指導下的實踐教學改革維度

實踐活動是教學改革的靈魂。本文以實踐教學過程中的“掃雷游戲”項目為例對基于項目教學法的面向對象程序設計實踐教學模式進行詳細介紹。

2.1 時間維度

讓學生盡早參與信息安全技術實踐。由于信息安全的知識結構特點要求學生在學習時不僅要具備相當的計算機基礎，還要具備較為深厚的數學功底。目前的情況是學生剛進學校時，對信息安全興趣濃厚，但在數學、編程語言學習過程中，許多學生無法理解基礎知識與解決實際的信息安全問題如何結合，對信息安全課程很快失去學習熱情。針對這種情況，在大一時，安排網絡攻防工具應用實戰項目的學習，模擬真實攻防環境，以“黑客”角色完成攻防任務，使學生基本掌握攻防的基本技能，同時又在完成任務中認識基礎知識的重要性。在大二時，引入CTF比賽項目，全面開展密碼學、逆向工程、Web滲透等信息安全知識的全面學習。大三階段，參加專業實習和引入電子取證競賽項目，從信息安全技術員角色向網絡執法民警角色轉換，從前期“攻”的角度反思“防”的技術。大四階段，結合前三年信息安全系列項目完成過程中所遇到的問題，開展反思和科學研究，完成畢業設計。

2.2 空間維度

在空間上，開展校企局三方合作培養，信息安全技術由于網絡空間安全技術的飛速發展和新的攻擊手段不斷出現，信息安全企業始終站在應用的最前端，技術方面具有天然優勢，加與企業合作有利于保持技術的新鮮度；公安局作為辦案單位，與一線部門合作培養，有利于保持實踐項目的新鮮度。

2.3 知識延伸度

實踐教學強調集成性，網絡空間安全主要研究內容有：可信計算體系、新型密碼體制、密碼編碼與密碼分析、網絡通信安全、信息安全風險評估、信息安全管理、災難備份和應急響應、操作系統安全、數據庫安全、信息隱藏與檢測、內容識別與過濾、信息對抗理論與技術，以及信息安全工程等，通過大一仿真環境網絡攻防項目、大二CTF實戰對抗項目、大三專業實習和電子取證競賽項目、大四畢業設計，從基礎知識學習到實戰應用，再到科學研究，實現了很好的內容涵蓋。

2.4 能力寬度

CDIO工程教育理念強調對技能能力與非技術能力的包容。貫穿四年的實踐教學過程，我們在項目組織上，依托學生社團以老帶新，組織學生開展團隊合作參與項目完成，在實現共同目標的過程中，參與的所有成員需要以合作、互助的方式從事學習活動。這不但激發了學生的學習興趣，提高其交際能力，還能使大家清楚地認識到團隊合作的積極作用。在合作學習的過程之中培養項目小組的創新精神和小組之間的競爭意識。在項目任務實施的過程中，讓學生勇于接受成功和失敗，鍛煉其受挫能力。重要的是培養了學生的團隊合作、溝通交流、組織領導和創業創新能力。

3 多方力量匯聚穩步推進，公安類信息安全人才培養初見成效

3.1 多措施并舉，探索學生創新能力培養激勵機制

學院以學習貫徹落實教育部《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》為契機，把深化創新創業教育改革作為“十三五”高等教育綜合改革的突破口，先后頒布了《學院學生創新創業訓練獎勵辦法》、《創新創業教育改革實施方案》對參賽獲獎學生給予了學分獎勵和評優評先上的政策傾斜，給予指導教師業績考核上的肯定，激發了教師和學生參賽的積極性。

教學管理部門還專門擬定了創新創業團隊經費申報機制，2016年網絡安全創業創新團隊被列為學校金牌創新創業團隊，通過年度申報，團隊獲得了專項活動經費，活動經費充足，不僅能保證團隊活動正常開展，也提高了學生參加政府、高校、企業組織的信息安全大賽的積極性，通過 “以賽促練，以賽促學”極大激發了學生的學習興趣，信息安全技能快速提高。

3.2 理順課程之間的承接關系，加強課程內容建設，努力打造教、學、練、戰一體化實驗實訓環境建設

網絡安全涵蓋的知識面很廣，網絡安全人才需要有編程能力、網絡技術知識、操作系統知識、數據庫知識和網絡攻防技能，這些知識和能力需要人才培養方案中的多門課程相互支撐，計信系通過反復修訂人才培養方案，理順了課程之間的承接關系，強調扎實基礎，突出專業特色，為網絡安全與執法合格人才培養打下了扎實基礎。

網絡攻防技能的提高需要有一個體系化的實驗實訓環境作為保障，我們經過多年努力建設了信息安全實驗室、電子商務安全實驗室、計算機取證實驗室、網絡技術實驗室，網絡攻防云平臺、數據恢復與取證、數據分析與模擬分析等網絡安全專業實驗室，為教學、學生課后學習、訓練提供了場所。

3.3 依托社團，營造良好學習氛圍，以老帶新、發掘和培養網絡安全新人

興趣是最好的老師，構建和諧的學習氛圍是激發學生學習興趣的必要條件。通過信息安全社團，可以充分發揮學生的自主性，由網絡攻防技能突出、富有責任心的高年級學生擔任社團骨干，以老帶新；定期開展比賽總結經驗交流會和知識技能分享會，不僅鍛煉了參賽團隊每位成員，而且帶動社團更多成員參與網絡攻防知識的學習。

社團還在每年十月面向全校新生開展一次為期兩周的網絡攻防比賽，比賽前期會提供一些網絡攻防知識講解和習題方便新生學習，在賽期的最后一天進行線下攻防比賽，通過這種比賽能在新生中發現一些學習能力強并對網絡安全有強烈興趣的好苗子，再由社團核心成員以老帶新。這種方式很好解決了新老交替問題，事實證明卓有成效。

3.4 加強與企業合作，開展校企聯合培養

當今網絡安全技術日新月異，需及時把握市場動態和學科前沿，學校必須開門辦學，與網絡安全企業共同培養人才。學校先后與國內著名的安全公司開展課程建設和人才培養合作，舉辦信息安全夏令營，承辦邀請技術骨干對學生進行培訓，派學生前往相關公司進行暑期實習和專業實習。endprint

3.5 發揮行業優勢，加強學校與公安實戰共同培養

浙江警察學院是培養未來警官的搖籃，學院每年都向浙江省公安實戰部門輸送千余名新警。隨著互聯網技術不斷發展，網絡安全形勢日益復雜，公安實戰部門對網絡安全執法人才的需求也日益迫切。網絡安全教學團隊依托學院共同體建設、系局共建等制度和平臺優勢，加強與公安實戰部門的聯系，發揮自身技術優勢，為基層公安局偵辦案件提供技術支持，參與網絡賭博、網絡釣魚、網絡詐騙等案件技術分析工作，為案件突破提供了寶貴線索。推薦專業學生去網警等專業警種實習，實現專業知識與實戰技能相結合。邀請實戰共同體單位骨干民警來學校做駐校教官，與專業教師組成教學團隊共同制定教學大綱編寫教材，從事專業教學。

4 結束語

CDIO教育的核心思想是通過完整工程項目的實施，來推動學生在工程基礎知識、個人能力、團隊能力和工程系統能力等四個方面的提高，實踐教學證明：在信息安全課程教學中引入CDIO教學理念，以工程化的教學方式開展學生工程思維的培養和信息安全技能的訓練，使他們從知識的被動接收者變為項目的主動探索者和知識的構建者，極大地提高了學生獨立分析、解決實際問題的能力。

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