新型服務計算背景下的信息安全課程設計教學改革

徐玲玲

摘 ?要：針對早期的信息安全課程設計教學模式存在的不足，探索和實踐了新型服務計算背景下的信息安全課程設計教學新模式，介紹了在教學目標、選題內容、考核方式及創新成果轉化等方面的改革思路和具體方案。

關鍵詞：信息安全;課程設計;新型服務計算;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）18-0130-03

Abstract： In view of the deficiencies of the early teaching model of information security course design， we explore and practice a new teaching mode under new types of service computing， introduce the reform ideas and specific implementation plans in terms of the teaching objective， topic selection， assessment method and transformation of innovation achievements.

Keywords： information security; course design; new types of service computing; teaching reform

引言

當今社會，信息安全直接關系到國家的金融環境、意識形態、政治氛圍等各個方面，從政府、電子商務到日常生活中與安全相關的應用，都離不開信息安全。信息安全問題無憂，國家安全和社會穩定也就有了可靠的保障。21世紀初，我國各大高校紛紛建立了信息安全專業，旨在為國家培養信息安全方面的專業人才。而隨著新型服務計算模式的快速發展，包括云計算、大數據、物聯網等，人們的生活變得更加便利，信息處理變得更加高效。然而，它在為人們的生活帶來諸多好處的同時，也帶來了不容小覷的信息安全問題。因此，能夠切實深入到新型的服務計算背景下，在具體應用中發現問題和解決問題，是當代信息安全人才必備的能力。

針對信息安全專業的大學生，除了學習理論知識和技術工具外，培養其理論和實踐相結合、發現和解決問題的能力是至關重要的[1-3]。信息安全課程設計是高校中信息安全專業的一門必修實踐課程，其宗旨是培養學生綜合運用所學知識進行實踐的課程，實現學生從理論掌握到實踐應用的過渡，培養學生的實踐能力。然而，早期的信息安全課程設計，從選題到考核方式，都更加注重讓學生解決某些基礎問題，確實能鍛煉到學生的動手實踐能力。但是，針對學生對信息安全前沿知識和研究熱點的學習，對課程設計創新性的考核以及鼓勵課程設計成果的轉化方面卻沒有給予重視，從而對學生從新型應用中提取問題和解決問題的能力以及創新能力沒有足夠的培養。隨著計算機領域各個新型服務計算模式的不斷涌現并快速發展，信息安全課程設計的教學必須緊跟領域前沿，培養學習從前沿領域提取問題和解決問題的能力，防止學生將所學理論知識與科技前沿脫節，對于學生的綜合素質提升以及就業等都具備非常重要的作用。

針對信息安全專業課程，已有早期文獻中探索了對其的改革[4-8]。但其改革思路由于課程設置時間和學校專業背景的不同，以及新型服務計算模式的快速發展，并不能適用于當前華南理工大學信息安全專業的課程設計。因此，結合本校信息安全專業學生培養方案，針對新型服務計算背景下的信息安全課程設計，我們對其教學目標、選題內容和考核方法及成果轉化等方面都進行了改革，以達到既要鞏固專業基礎知識，又能結合當前新型服務計算背景提出實際問題和解決問題，提出更多有價值的創新性成果的目的。在表1中，列出了對改革情況的簡要介紹。接下來，針對信息安全課程設計的改革情況，具體包括教學目標、選題內容、考核方式以及創新成果轉化的改革，進行詳細介紹。

一、教學目標改革

改革前的教學目標為，鍛煉學生運用所學知識，針對具體的信息安全相關問題，進行提取和解決，更加注重對學生解決基礎問題能力的鍛煉。

改革后的教學目標調整為，除了鍛煉學生運用所學知識，解決具體問題的能力以外，更加注重鍛煉學生探索新型服務計算背景下的前沿和研究熱點，在實際應用背景下提出問題和解決問題的能力，以及對學生創新能力的培養和鼓勵學生對課程設計成果的轉化和利用。

以上對教學目標的調整，具有非常積極的作用。主要表現在以下三個方面：

1. 對學生的學習熱情能夠起到非常積極的調動和促進作用。使得學生在學習專業知識的同時，能夠引領他們去關注當前信息安全以及計算機領域的研究熱點和知識前沿，使得學生能夠有機會去思考，其所學的專業知識如何運用到實際應用當中，而不是專業知識和當前的應用背景脫離，而出現學生死讀書的情況，從而可以調動學生的學習熱情和積極性。

2. 加強了對學生創新能力的培養，充分調動學生的主動思考能力和分析能力。除了讓學生能夠學會解決問題，還充分鼓勵他們針對現有的應用背景，結合自己的生活經驗，去提出實際問題，并且去思考，是否可以在現有的研究基礎上，提出自己的想法和創新點。一方面可以充分調動學生的思考和分析能力，為其以后的研究打下基礎，提早入門，一方面可以督促學生更多地去了解現有的解決方案，提出更有價值的方案，而不是閉門造車。

3. 通過鼓勵學生在課程設計過程中產出有價值的成果，可以增加其個人和學校的成果創新積累，也可以對有價值的成果持續深入研究，獲得更多的產出。

通過以上教學目標的改革，可以帶動學生深入到實際的應用中去探索，讓學生對專業知識的學習更加有動力和興趣;引領學生提早進入科學研究的大門，帶領學生綜合學習如何進行文獻的搜集和分析，如何結合實際應用提出問題和解決問題，如何進行創新，如何產出有價值的研究成果，以及如何對成果進一步轉化和利用。通過信息安全課程設計，將學生以前的所學知識、現在的實際應用以及將來可能的研究工作，貫穿起來，充分調動學生的學習潛能，創造其最大的價值。

二、選題內容改革

為了實現以上教學目標，首先在課程設計的選題方式上，進行了改革。以往的選題，通過老師指定和學生自選的方式，主要針對具體的問題展開，比如：某個密碼算法的學習和分析、網絡安全工具的使用和改進、圖像加密處理、安全軟件設計等。該類題目，更加注重鍛煉學生解決該基礎問題的能力，較少地關注當前的信息安全研究熱點。

改革之后，則更加注重將選題放在當前的新型服務計算背景下去展開。根據近些年的研究熱點，包括大數據、云計算、物聯網、人工智能等，將一個具體的問題或者工具，應用到實際的應用環境中，選題比如為云計算環境下密碼管理器的設計、大數據環境下的加密數據庫設計、智慧校園-安全教務管理系統設計與開發等。以大數據環境下的加密數據庫設計為例，要求學生了解大數據是什么，大數據環境下的數據如何存儲在云端，其涉及到的安全問題有哪些，如何通過加密來解決數據安全存儲和檢索問題等。通過該課程設計選題的研究和分析，學生在學習前沿的同時，學會提取問題并且利用所學工具來解決問題。

通過改革，首先讓學生更多地接觸了當前的計算機領域研究熱點和前沿知識，而不是只局限于一些具體的問題本身。這對于帶領學生進入科研起到了引領作用，促使學生在后續的競賽項目、畢業設計以及就業方面，做了更多的準備[9]。另外，通過該種選題方式，學生所完成的課程設計成果，也更加具備實際的應用價值。

為了更好地考查學生選題的意義和價值，改革后要求學生在選題時提交一份選題報告，具體陳述該選題的應用背景、選題意義、研究內容和進度執行等。教師進行審核，并且給出具體的建議，指導學生選擇出更加具備實用價值，理論與實踐結合的題目。

三、考核方式改革

改革后的信息安全課程設計，主要在考核時間節點、考核內容以及成績評定三方面進行了變化。通過改革，可以促進學生更多的主動思考，把握好課程設計的完成進度，且督促學生進行有價值的創新，提出新方案，促進創新成果的產生。具體改革措施如下：

（一）考核時間節點

改革前的信息安全課程設計，考核的時間節點主要在本科三年級下學期末，在學生完成課程設計進行答辯時進行考核。改革后的信息安全課程設計，考核的時間節點除了學期末對最終課程設計報告的考核外，在學期中增加了對課程設計當前完成情況的考核，即，中期考核。要求學生在學期中提交一份中期考核報告，具體陳述學生當前對課程設計的完成情況，并且要求學生做答辯陳述，以便教師督促其完成進度，并且給出后續的具體建議。學生通過填寫中期考核報告，可以對前期的工作進行自省和總結，以把握好進度更好地完成后面的內容。

（二）考核內容

改革前的信息安全課程設計，考核集中在對問題解決的完整度和難度上。在學生的課程設計報告上，主要關注其對問題分析和解決的具體過程，編程測試的情況等。改革后的信息安全課程設計，考核除了看對問題解決完成度和難度以外，還要關注是否了解了該問題所處的實際應用背景，問題解決方案是否具備創新性，該解決方案較現有的解決方法有哪些優勢等。

（三）成績依據

改革前的信息安全課程設計成績主要參考依據為：課程設計完整度50%+難度30%+報告撰寫情況20%。在最終的課程設計報告中，主要考查課程設計內容是否完整，難度如何以及對完成過程是否有詳細描述和分析。

改革后的成績主要參考依據為：課程設計完整度50%+難度15%+創新性15%+報告撰寫情況20%。在最終的課程設計報告中，除了考查課程設計內容是否完整和難度如何之外，還考查學生對于問題的應用背景是否有合理描述，對于解決方案的創新性等是否有詳細陳述，該解決方案的優缺點是否有詳細分析。學生所完成的課程設計成果，更加具備實際應用價值。

四、成果轉化改革

改革前的信息安全課程設計，由于重點培養學生對于某個實際問題的解決能力，而缺少了聯系當前研究熱點和前沿解決問題，以及對學生創新性培養的重視，在課程設計的成果上，較少有對成果的轉化和持續利用。

改革后的信息安全課程設計，更多地鼓勵學生，結合新型服務計算背景提出較有價值的實際問題，然后嘗試給出有創新性的解決方案，并且對于課程設計的成果，在后續的學習中，持續關注和研究。通過改革，部分學生就課程設計中學習的內容進行了持續的研究，進一步參與了相關科研項目和完成畢業設計，取得了一定的成果。比如，2018屆某學生通過信息安全課程設計了解了云計算和大數據的前沿知識，課程設計結束后對該領域的問題持續研究，最終的畢業設計集中解決大數據環境下的加密數據搜索問題，提出了有價值的創新性方案。該學生的畢業設計被評為2018屆華南理工大學優秀畢業論文，同時撰寫學術論文投稿到高水平學術期刊。除此之外，某些學生在課程設計中涉及到的新型服務計算領域，繼續參與了教師的科研項目研究，對于其進一步讀研究生的方向選擇上或其就業方向的選擇也起到指導作用。

在目前的信息安全課程設計改革措施下，在教學效果上已經取得了一定的進步。在接下來的教學中，除了繼續貫徹以上的改革措施之外，將繼續加大對學生創新性的培養，對學生成果的轉化和持續研究給予更多的支持和幫助，相信會產出更多的實際創新成果。

五、結束語

信息安全課程設計的課程目標是，培養信息安全專業的大學生綜合運用理論知識解決問題的能力。通過對該課程的改革和探索，結合新型服務計算模式的發展，引導學生關注和學習新的前沿知識，并且從實際應用背景中提取問題和解決問題，從而更好地培養學生的實踐能力以及創新能力，切實地培養信息安全綜合型人才。

參考文獻：

[1]劉丹.計算機專業本科生創新能力培養模式研究[J].計算機教育，2019（3）：62-65.

[2]賈澎濤，羅曉霞，史曉楠.計算機專業大學生實踐創新能力培養研究[J].教育教學論壇，2017（7）：118-119.

[3]付小晶，張國印，武俊鵬.計算機專業本科生實踐創新能力培養方法探討[J].計算機教育，2009（8）：27-29.

[4]劉靜，賴英旭，楊勝志，等.新工科背景下的網絡安全綜合課程設計教學改革[J].計算機教育，2019（4）：133-136.

[5]聶旭云，羅緒成，熊虎，等.基于密碼學的網絡安全綜合設計教學探討[J].計算機教育，2019（6）：117-123.

[6]吳昊，范九倫.信息安全專業課程設計的改革與探索[C]//

2010年亞太青年通信與技術學術會議，2011：514-516.

[7]趙國生，王健，李世明，等.網絡空間安全課程的實踐教學設計[J].計算機教育，2017（8）：178-182.

[8]曹子建，喻鈞，容曉峰.網絡安全理論與技術課程實踐教學[J].計算機教育，2012（22）：100-102.

[9]趙健，余琍，徐鑫.計算機專業本科生參與科研的實踐與思考：以武漢大學計算機學院為例[J].計算機教育，2012（24）：5-8.