基于CDIO理念的公安類信息安全人才實踐教學(xué)設(shè)計與實踐

斯進(jìn)

摘 要： 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全形勢日益復(fù)雜，公安實戰(zhàn)部門對網(wǎng)絡(luò)安全執(zhí)法人才需求也日益迫切。培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法專業(yè)學(xué)生的實戰(zhàn)能力、創(chuàng)新能力，是應(yīng)當(dāng)著力探討的問題。文章在深入理解CDIO工程教育教學(xué)模式理念和方法的基礎(chǔ)上，重點闡述了該模式下公安信息安全人才培養(yǎng)實踐教學(xué)模式改革研究與實踐，通過工程教育模式縮短了教學(xué)與實踐的距離，提高學(xué)生解決信息安全實戰(zhàn)問題的能力。

關(guān)鍵詞： CDIO； 信息安全； 實踐教學(xué)； 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)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(wǎng)絡(luò)已經(jīng)改變了人類社會生活的模式，成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活中不可或缺的部分，但我們看到網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)犯罪、網(wǎng)絡(luò)恐怖主義盛行。2014年2月，習(xí)近平總書記在中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組第一次會議上指出“沒有網(wǎng)絡(luò)安全，就沒有國家安全；沒有信息化，就沒有現(xiàn)代化”。因此，洞察安全威脅、預(yù)防和懲治網(wǎng)絡(luò)犯罪將是未來較長時間內(nèi)公安的重要職責(zé)之一。如何能順應(yīng)現(xiàn)實需要，培養(yǎng)出合格的網(wǎng)絡(luò)安全執(zhí)法人才是警察院校亟待解決的重要問題。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空間中，通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多種技術(shù)交錯，網(wǎng)絡(luò)犯罪層出不窮、手段方法不斷翻新，這就需要網(wǎng)絡(luò)執(zhí)法民警運用跨學(xué)科的知識，通過團(tuán)隊合作，提出創(chuàng)新性的解決方案。因此，在網(wǎng)絡(luò)執(zhí)法人才培養(yǎng)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(tuán)隊合作、交流表達(dá)、終身學(xué)習(xí)和領(lǐng)導(dǎo)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(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所高校針對目前工程教育存在的實踐教學(xué)脫離工程實際、學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)能力等問題而提出的。CDIO 模式以工業(yè)產(chǎn)品的壽命周期過程為載體， 將教、學(xué)、研融入工程環(huán)境中， 培養(yǎng)學(xué)生的工程能力， 包括個人的工程技術(shù)知識， 學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力， 團(tuán)隊交流能力和工程環(huán)境下的創(chuàng)造能力。CDIO代表了構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Oper-ate）四個方面， 強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生“構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行”的工程實踐技能。

基本的教育理論基礎(chǔ)是“從做中學(xué)”、“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)理論，以項目驅(qū)動的方式，驅(qū)使學(xué)生在真實環(huán)境中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，整個過程必須由學(xué)生自主完成，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主解決問題的能力。教學(xué)過程和學(xué)習(xí)過程都是在基于項目構(gòu)建出來的學(xué)習(xí)情境的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。項目的完成不但需要學(xué)習(xí)者具有足夠的理論知識，還需要學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的實踐能力。當(dāng)學(xué)生努力完成項目時，完成項目就成為了學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，也是學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。項目中亟待解決的一些困難更會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)他們更加努力地學(xué)習(xí)與項目有關(guān)的各種知識。

教師的工作由原理講授轉(zhuǎn)化為構(gòu)建真實的情境，將知識融入到真實的生活情境中，引導(dǎo)學(xué)生主動通過網(wǎng)絡(luò)搜索、文獻(xiàn)檢索、經(jīng)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(xué)生的實踐能力，更好適應(yīng)實際工作。因此，教師工作的重點是對教學(xué)過程進(jìn)行規(guī)劃，而規(guī)劃時須考慮培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，鼓勵他們主動思考問題，激發(fā)他們解決問題的興趣，促使他們主動學(xué)習(xí)知識，增加技能，構(gòu)建自己獨有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。endprint

此外，教師在對項目規(guī)劃時，還要強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用，鼓勵學(xué)生有自己對知識理解的獨到之處，進(jìn)行互動交流。通過交流，學(xué)生可以認(rèn)識到個人構(gòu)建的知識是否正確、全面。

2 CDIO工程教育理念指導(dǎo)下的實踐教學(xué)改革維度

實踐活動是教學(xué)改革的靈魂。本文以實踐教學(xué)過程中的“掃雷游戲”項目為例對基于項目教學(xué)法的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計實踐教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 時間維度

讓學(xué)生盡早參與信息安全技術(shù)實踐。由于信息安全的知識結(jié)構(gòu)特點要求學(xué)生在學(xué)習(xí)時不僅要具備相當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)基礎(chǔ)，還要具備較為深厚的數(shù)學(xué)功底。目前的情況是學(xué)生剛進(jìn)學(xué)校時，對信息安全興趣濃厚，但在數(shù)學(xué)、編程語言學(xué)習(xí)過程中，許多學(xué)生無法理解基礎(chǔ)知識與解決實際的信息安全問題如何結(jié)合，對信息安全課程很快失去學(xué)習(xí)熱情。針對這種情況，在大一時，安排網(wǎng)絡(luò)攻防工具應(yīng)用實戰(zhàn)項目的學(xué)習(xí)，模擬真實攻防環(huán)境，以“黑客”角色完成攻防任務(wù)，使學(xué)生基本掌握攻防的基本技能，同時又在完成任務(wù)中認(rèn)識基礎(chǔ)知識的重要性。在大二時，引入CTF比賽項目，全面開展密碼學(xué)、逆向工程、Web滲透等信息安全知識的全面學(xué)習(xí)。大三階段，參加專業(yè)實習(xí)和引入電子取證競賽項目，從信息安全技術(shù)員角色向網(wǎng)絡(luò)執(zhí)法民警角色轉(zhuǎn)換，從前期“攻”的角度反思“防”的技術(shù)。大四階段，結(jié)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(xué)研究，完成畢業(yè)設(shè)計。

2.2 空間維度

在空間上，開展校企局三方合作培養(yǎng)，信息安全技術(shù)由于網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)的飛速發(fā)展和新的攻擊手段不斷出現(xiàn)，信息安全企業(yè)始終站在應(yīng)用的最前端，技術(shù)方面具有天然優(yōu)勢，加與企業(yè)合作有利于保持技術(shù)的新鮮度；公安局作為辦案單位，與一線部門合作培養(yǎng)，有利于保持實踐項目的新鮮度。

2.3 知識延伸度

實踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)集成性，網(wǎng)絡(luò)空間安全主要研究內(nèi)容有：可信計算體系、新型密碼體制、密碼編碼與密碼分析、網(wǎng)絡(luò)通信安全、信息安全風(fēng)險評估、信息安全管理、災(zāi)難備份和應(yīng)急響應(yīng)、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全、信息隱藏與檢測、內(nèi)容識別與過濾、信息對抗理論與技術(shù)，以及信息安全工程等，通過大一仿真環(huán)境網(wǎng)絡(luò)攻防項目、大二CTF實戰(zhàn)對抗項目、大三專業(yè)實習(xí)和電子取證競賽項目、大四畢業(yè)設(shè)計，從基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)到實戰(zhàn)應(yīng)用，再到科學(xué)研究，實現(xiàn)了很好的內(nèi)容涵蓋。

2.4 能力寬度

CDIO工程教育理念強(qiáng)調(diào)對技能能力與非技術(shù)能力的包容。貫穿四年的實踐教學(xué)過程，我們在項目組織上，依托學(xué)生社團(tuán)以老帶新，組織學(xué)生開展團(tuán)隊合作參與項目完成，在實現(xiàn)共同目標(biāo)的過程中，參與的所有成員需要以合作、互助的方式從事學(xué)習(xí)活動。這不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其交際能力，還能使大家清楚地認(rèn)識到團(tuán)隊合作的積極作用。在合作學(xué)習(xí)的過程之中培養(yǎng)項目小組的創(chuàng)新精神和小組之間的競爭意識。在項目任務(wù)實施的過程中，讓學(xué)生勇于接受成功和失敗，鍛煉其受挫能力。重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作、溝通交流、組織領(lǐng)導(dǎo)和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力。

3 多方力量匯聚穩(wěn)步推進(jìn)，公安類信息安全人才培養(yǎng)初見成效

3.1 多措施并舉，探索學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)激勵機(jī)制

學(xué)院以學(xué)習(xí)貫徹落實教育部《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》為契機(jī)，把深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(xué)院學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練獎勵辦法》、《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革實施方案》對參賽獲獎學(xué)生給予了學(xué)分獎勵和評優(yōu)評先上的政策傾斜，給予指導(dǎo)教師業(yè)績考核上的肯定，激發(fā)了教師和學(xué)生參賽的積極性。

教學(xué)管理部門還專門擬定了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊經(jīng)費申報機(jī)制，2016年網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊被列為學(xué)校金牌創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊，通過年度申報，團(tuán)隊獲得了專項活動經(jīng)費，活動經(jīng)費充足，不僅能保證團(tuán)隊活動正常開展，也提高了學(xué)生參加政府、高校、企業(yè)組織的信息安全大賽的積極性，通過 “以賽促練，以賽促學(xué)”極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，信息安全技能快速提高。

3.2 理順課程之間的承接關(guān)系，加強(qiáng)課程內(nèi)容建設(shè)，努力打造教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化實驗實訓(xùn)環(huán)境建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)安全涵蓋的知識面很廣，網(wǎng)絡(luò)安全人才需要有編程能力、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識、操作系統(tǒng)知識、數(shù)據(jù)庫知識和網(wǎng)絡(luò)攻防技能，這些知識和能力需要人才培養(yǎng)方案中的多門課程相互支撐，計信系通過反復(fù)修訂人才培養(yǎng)方案，理順了課程之間的承接關(guān)系，強(qiáng)調(diào)扎實基礎(chǔ)，突出專業(yè)特色，為網(wǎng)絡(luò)安全與執(zhí)法合格人才培養(yǎng)打下了扎實基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)攻防技能的提高需要有一個體系化的實驗實訓(xùn)環(huán)境作為保障，我們經(jīng)過多年努力建設(shè)了信息安全實驗室、電子商務(wù)安全實驗室、計算機(jī)取證實驗室、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室，網(wǎng)絡(luò)攻防云平臺、數(shù)據(jù)恢復(fù)與取證、數(shù)據(jù)分析與模擬分析等網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)實驗室，為教學(xué)、學(xué)生課后學(xué)習(xí)、訓(xùn)練提供了場所。

3.3 依托社團(tuán)，營造良好學(xué)習(xí)氛圍，以老帶新、發(fā)掘和培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)安全新人

興趣是最好的老師，構(gòu)建和諧的學(xué)習(xí)氛圍是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的必要條件。通過信息安全社團(tuán)，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，由網(wǎng)絡(luò)攻防技能突出、富有責(zé)任心的高年級學(xué)生擔(dān)任社團(tuán)骨干，以老帶新；定期開展比賽總結(jié)經(jīng)驗交流會和知識技能分享會，不僅鍛煉了參賽團(tuán)隊每位成員，而且?guī)由鐖F(tuán)更多成員參與網(wǎng)絡(luò)攻防知識的學(xué)習(xí)。

社團(tuán)還在每年十月面向全校新生開展一次為期兩周的網(wǎng)絡(luò)攻防比賽，比賽前期會提供一些網(wǎng)絡(luò)攻防知識講解和習(xí)題方便新生學(xué)習(xí)，在賽期的最后一天進(jìn)行線下攻防比賽，通過這種比賽能在新生中發(fā)現(xiàn)一些學(xué)習(xí)能力強(qiáng)并對網(wǎng)絡(luò)安全有強(qiáng)烈興趣的好苗子，再由社團(tuán)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(qiáng)與企業(yè)合作，開展校企聯(lián)合培養(yǎng)

當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)日新月異，需及時把握市場動態(tài)和學(xué)科前沿，學(xué)校必須開門辦學(xué)，與網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)共同培養(yǎng)人才。學(xué)校先后與國內(nèi)著名的安全公司開展課程建設(shè)和人才培養(yǎng)合作，舉辦信息安全夏令營，承辦邀請技術(shù)骨干對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，派學(xué)生前往相關(guān)公司進(jìn)行暑期實習(xí)和專業(yè)實習(xí)。endprint

3.5 發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，加強(qiáng)學(xué)校與公安實戰(zhàn)共同培養(yǎng)

浙江警察學(xué)院是培養(yǎng)未來警官的搖籃，學(xué)院每年都向浙江省公安實戰(zhàn)部門輸送千余名新警。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全形勢日益復(fù)雜，公安實戰(zhàn)部門對網(wǎng)絡(luò)安全執(zhí)法人才的需求也日益迫切。網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)團(tuán)隊依托學(xué)院共同體建設(shè)、系局共建等制度和平臺優(yōu)勢，加強(qiáng)與公安實戰(zhàn)部門的聯(lián)系，發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢，為基層公安局偵辦案件提供技術(shù)支持，參與網(wǎng)絡(luò)賭博、網(wǎng)絡(luò)釣魚、網(wǎng)絡(luò)詐騙等案件技術(shù)分析工作，為案件突破提供了寶貴線索。推薦專業(yè)學(xué)生去網(wǎng)警等專業(yè)警種實習(xí)，實現(xiàn)專業(yè)知識與實戰(zhàn)技能相結(jié)合。邀請實戰(zhàn)共同體單位骨干民警來學(xué)校做駐校教官，與專業(yè)教師組成教學(xué)團(tuán)隊共同制定教學(xué)大綱編寫教材，從事專業(yè)教學(xué)。

4 結(jié)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(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團(tuán)隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個方面的提高，實踐教學(xué)證明：在信息安全課程教學(xué)中引入CDIO教學(xué)理念，以工程化的教學(xué)方式開展學(xué)生工程思維的培養(yǎng)和信息安全技能的訓(xùn)練，使他們從知識的被動接收者變?yōu)轫椖康闹鲃犹剿髡吆椭R的構(gòu)建者，極大地提高了學(xué)生獨立分析、解決實際問題的能力。

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