促進新信息安全專業建設的實踐與思考

楊欣欣 周 兵

（河南大學信息與信息工程學院 河南開封 475004）

所謂“新工科”，可以理解為科學、應用科學、工程科學和工程實踐的創新與進步，不同學科交叉與交融，所形成的新興工程學科或領域、新范式和新工科教育等綜合概念。新工科教育作為一種高校教育改革行動，要貫徹落實協同創新、開放共享的理念，全面創新高校教育觀。要充分體現時代的鮮明特色，滿足新業態發展變化，以立德樹人為引領，注重學科多元化發展和行業融合，培養具有綜合人文素養和卓越工程能力的創新型工程人才。[1]

據調查，我國近年高校教育培養的信息安全專業人才僅3萬余人，而網絡安全人才總需求則超過70萬人，缺口高達95%。預計2020年相關人才需求將增長到140萬。面對持續擴大的人才缺口[2]，為了應對這樣的缺口，很多高校都開始創建新信息安全專業，河南大學于2018年開始第一批信息安全專業招生。在信息安全人才培養當中，計算機學院信息安全系的教師對人才的培養進行了大量的實踐與思考。

在“新工科”的背景下，如何利用現有硬件資源、師資資源、學生資源、其他資源進行新信息安全專業人才培養，是每個信息安全專業面臨的難題。學校學院財力有限不可能一下子滿足整個專業的師生需求，整個學院舊機器又多，教學類實驗室課后開放存在問題；師資力量來源于很多網絡工程、計算機科學、軟件工程專業老師，僅有部分信息安全領域的新博士教師，這樣的師資如何持續進修以滿足日后教學；學生的水平參差不齊，信息安全技術發展日新月異，如何利用優秀學生、學長學生的資源拉動整體學生水平的提高；如何利用社會各類資源打破傳統單一的培養方式，培養和推送滿足社會需求的學生高滿意率就業和讀研；這些都是河南大學計算機與信息工程學院信息安全系所面臨的問題。

為此，本文將介紹在“新工科”背景下，河南大學計算機與信息工程學院計算機安全系如何利用現有資源，創新培養方式，促進學生就業的一些實際經驗。

一、硬件資源的價值挖掘

（一）利用廢舊硬件資源鍛煉學生動手能力。

各個高校都面臨舊機器多，而支持更新機器的資金卻很有限，以目前我院的資金實力不足以給每名本科學生配置他們私有的計算機。我們學院過期的機器達到數百臺。很多使用期超過7年的機器不能正常使用，或者性能下降得很厲害。大一的新生大部分沒有計算機，卻要進行計算機相關課程的學習，這時可以暫時利用廢舊計算機。對于廢舊計算機需要根據同型號進行攢機，不能使用的舊計算機存在CPU或者內存、主板、硬盤乃至電源的損壞，攢機是把故障機上沒有壞掉的配件拆卸下來重新組裝成正常的計算機，組裝后安裝windows優化大師。Windows優化大師是一款系統輔助軟件，功能十分強大，它可以幫助我們進行系統檢測、系統優化、系統清理和系統維護。使用Windows優化大師，能夠很好地幫助我們了解自己的電腦；提高計算機的運行速度；清理多余的垃圾；及時修復系統。[3]這樣的舊機器，跑低版本office系列和C語言環境，是能夠滿足的，這樣的機器可以供有興趣的部分大一學生使用。攢機后的舊機器系統不穩定，容易丟系統文件和報異常，正好用來教會學生裝系統和優化各類軟件，提高他們的動手能力。對于舊交換機和路由器，它們的使用壽命較長，但是使用期超出7年之后，噪音較大，性能還是相對穩定，這可以用于學生的簡單組網。從廢舊機房拆卸下的廢舊網線也可以重新做水晶頭，布線布網。設備發揮余熱又能解決新生無計算機的資源，當然是好事，但是涉及到國有資產的管理變動，這需要做好記錄，和規范學生使用。我院將這部分機器按照儀器國有資產管理變動，將儀器轉移給對應的輔導教師，輔導教師需要負責記錄使用，待完全報廢，就要推入報廢隊列執行報廢程序。

（二）適當開放現有教學實驗室資源

很多學生在實驗課堂上無法完成規定實驗，需要課后開放實驗室并且有人指導其完成；僅僅使用和利用廢舊計算機提高學生的動手能力和開發能力也是遠遠不夠的，但是無限制的開放教學實驗室會給實驗室管理帶來巨大的壓力。如何充分利用資源和不增加負擔呢？我院對現有部分實驗室的開放做了大膽實踐。

上課時間，實驗室的使用仍然按照教務要求進行使用。但下課之后，機房可以適量向學生開放，實驗室開放期間學生無人輔導怎么辦，可以選本堂課實驗完成且達到優秀的同學為其他同學輔導，管理教師落實值班學長學生負責監管實驗室設備的正常使用和打掃衛生安排。一般利用課余時間做實驗的學生，教師跟他們講好衛生管理制度，一般都能服從學長的打掃衛生安排和實驗設備使用。實驗室都有攝像監控系統，管理教師可以在值班時間監控學生在課余使用實驗室的情況，發現異常及時處理。

對于資源庫和攻防實驗室平臺類資源可以利用學院內網資源進行開放，學生及教師在學院內任何一個創新實驗室或者教學實驗室、辦公室都可以登錄學院的信息安全實訓平臺進行學習。這里必須注意管理員和學生的賬號權限問題，產生異常，管理員要實時進行處理。

（三）集中高效管理服務器資源

學院擁有很多服務器，過去服務器分布在各個實驗室，實驗室下班則為了安全起見，關閉服務器，其他師生在課后就不能使用了。針對這個問題，我院建立了專門的高安全級別的恒溫服務器機房，服務器將24小時為師生服務。服務器機房派專人管理。服務器地址和使用方式將由實驗輔導教師上實驗課的時候傳授給學生并指導其使用。

服務器的正常運行和數據安全是機房管理的首要任務，而要保證服務器能穩定、安全地運行，除了要對服務器硬件的正常運行、環境、軟件進行實時監測外，更需要工作人員要有較高的專業技術水平、維護管理能力和對工作認真責任的工作態度，做好服務器的維護和管理工作，只有這樣才能真正確保服務器穩定運行及數據的安全，即使出現問題也能將損失降低到最小。[4]

二、師資資源的進修提升

教師隊伍的專業素養有待提高。由于網絡空間安全是比較新的學科，專業出身的專職教師數量很少，很多都是由其他相關專業的教師轉崗而為，加之與行業接觸較少，導致專業知識和技能提升緩慢，影響教學效果。[5]對于我校新成立的信息安全專業來說，很多信息安全專業的教師由計算機專業教師轉行過來，密碼學、軟件工程、網絡工程的教師居多，而真正從業于信息安全研究或開發的教師較少。多數信息安全專業教師在本科階段沒有接受過系統的信息安全專業知識體系教育和專業技能訓練，而在碩士和博士階段往往重理論科研而輕實踐。因此，信息安全專業師資隊伍建設應加強培養具有工程實踐能力的“雙師型”教師，進一步提升教師的工程實踐能力和豐富其實踐經驗，定期安排教師到信息安全相關企業或培訓機構進行學習和培訓，鼓勵教師到企業兼職從事技術性崗位工作，將其所掌握的理論和科研成果應用于工作實踐，將工作實踐中的專業技能和實踐經驗反饋回課堂教學[6]。我院給每位完成本年度工作量的教師都配備教學科研經費，鼓勵其用經費進行學習。每個寒暑假，國家教育部聯合信息安全企業舉辦信息安全師資培訓，如華為、新大陸、安恒、西普陽光等企業都聯合教育部在寒暑假前向各個高校的教師發出培訓邀請函。這些企業在培訓完畢，考核合格后頒發給教師個人的培訓合格證和繼續教育證書。在客觀條件保證了學習的質量也維持了教師的學習熱情。

學院鼓勵信息安全相關專業的教師外出給參加信息安全競賽的學生帶隊，因為現在這些信息安全競賽的同時省教育廳或者計算機學會同步舉行信息安全相關的學術講座，用競賽和各類信息安全類項目及競賽驅動教師的學習和轉型。師資轉型需要過程和時間和正確有效的指導。如：尖峰訓練營、河南省的ISCC競賽、“強網杯”“安恒杯”等這些河南省賽事都是寶貴的學習機會。學校出臺相關政策在給予指導學生競賽的教師的職稱評定上也給予優先考慮。除此以外，學院還制定競賽指導教師激勵政策，每個學年都有根據學生競賽成績的獎勵津貼發放。信息安全系充分利用教研組會的交流時間，討論自己的學習心得和各類項目進度。很多橫向的信息安全項目也促進了教師開發能力的提高。

學院也在教師科研團隊建設方面下了很大功夫，如大數據團隊、車聯網團隊等等。根據信息安全的發展，學院也在籌備信息安全團隊的籌建工作。

三、學生資源的傳承

“授人以魚不如授人以漁”，傳統單一模式的教與學固然必不可缺，但是學生如何學會自己應該怎樣學習才是更重要的。因為信息安全技術發展日新月異，學生以后走上工作崗位還要不斷地自我充電以適應不斷發展的信息安全技術。

（一）以優帶差

實驗課上學生上課的時候人數眾多，教師不能逐一及時響應，但是為了兼顧每個學生都及時得到輔導，可以先評判做得快做得較好的學生成績，然后這些學生和教師一起去輔導后續的未掌握學生，教師在平時得分方面，給參與輔導的優秀學生一定的傾斜。在前面講的適當開放實驗室的基礎上，課外時間愿意輔導其他后進學生的優秀學生，教師也在平時實驗成績上給與傾斜。以優帶差，可以緩解教師的輔導工作量提高學生的學習效率。

（二）以老帶新

因為信息安全專業是一個新專業，在這個新專業成立之前，為了提高我院的學生競賽成績就成立了以信息安全競賽為目的的興趣小組，這個小組的優良傳統為信息安全人才的培養搭建了以老帶新的優良的梯隊。這個梯隊有固定的活動場所和負責的指導教師。

在實踐當中優秀的興趣小組老成員完全可以勝任指導學弟學妹學習的職責。優秀的學長不僅僅是優秀的低年級學生學習指導教師，更是優秀的興趣小組事務管理者。學長方便與新成員深度交流，能夠及時發現所存在問題。學長又和指導教師熟悉，可以把情況及時反饋給指導教師并協助其處理。資深學長在小組的學習活動中不知不覺就成為學弟學妹們的良師益友。優秀學長在保研、考研、就業具備被優先推薦的優勢。這樣的優秀學長不僅是學弟學妹的良師益友，更是整個學生團隊的管理者，在這樣的學習生活中，學生不僅知識技術水平得到了提高，更培養了管理才能。

以老帶新有利于準研究生的培養。站在學生角度考慮人才培養問題，考研是學生的一個重要發展方向。如何實現保研和考研，對一個學生是十分重要的。保研需要綜合考評分名列前茅，考研需要考研課程成績優異，如何實現有效的學習，有人正確指導和自己摸索截然不同。以老帶新，讓成功保研和考研的同學，在完成保研和考研之后回到實驗室和學弟學妹充分交流并進行指導，并建立考研資料FTP服務器，上傳考研成功同學的資料，并指派即將考研的同學維護。

（三）以專業帶非專業

信息安全專業是一個新的學科方向，很多同學都想進行學習。實驗室里面有信息安全專業的學生也有非專業的學生。專業的學生無疑是實驗室的骨干，他們為學習信息安全方面的知識技能拼盡全力，而非專業的學生主要精力還是在于他們的專業課程。所以在學習信息安全知識技能方面，信息安全專業的學生無疑是他們的老師。但是，信息安全專業是一個綜合類大學科，要求學生必須具備信息科學的相關基礎，如WEB攻防能力強的學生，必須是一個合格的web系統開發者，他們在學習當中可以請教軟件工程或者大數據專業的相關學生；如物聯網安全方面的學生可以多請教物聯網和人工智能方向學生進行物聯網系統的搭建學習。取長補短，相互學習才能進步。

四、其他資源的綜合利用

（一）企業資源

2016首席信息官態勢報告揭示：公司CEO目標清單上位列第3的，就是改善網絡安全（29%），緊跟完成重大企業項目（40%）和達成某個利潤目標（32%）之后。根據IDC等知名調研機構的市場調查結果可知，安全工程師的工資待遇在持續提升，5年以上安全總監及CSO的年薪已達百萬。根據月薪情況對比可知，雖然安全研究人員的工資漲幅最大，但此類人才屬于高端人才，很難大規模培養和復制。[7]培養符合社會需求的人才，校企合作必不可少。

實施雙專業負責人制度，從安恒公司聘請專家擔任專業負責人，共同制定人才培養方案。[8]安恒集團是國內的安全行業的大企業，享有很高的聲譽，已經三年來和我校締結了實習生的培養和輸送與就業合作。我們邀請他們的“白帽子”（信息安全專家）定期在雙休日對師生進行培訓，拓寬師生們的眼界，增強動手能力。對于企業的意見，我們對日常的教學內容進行相應更新優化教學內容。安恒集團還向我校提供他們企業內部的比賽，我們的同學們也參與其中獲益匪淺。安恒集團還定期向我院反饋在他們企業實習的學生的實習情況，這給了在校指導教師的指導方向，也激勵了在校同學的學習。

（二）公網資源

公網資源相對豐富，有很多的視頻、虛擬機環境，可以讓學長們帶領新同學快速入門。借助公網提供的有效資源我們不需要大量的裝配系統，尋找軟件，節約了大量的人力物力。這些公網資源的競賽資源不但具備競賽的環境，還在競賽之前有大量的競賽講座、教程拓寬同學們的學習視野。比如合天網安、i春秋、吾愛破解等網站。

（三）資金資源

學生參賽需要差旅費，差旅費如何報銷，是每一個指導教師頭疼的問題，因為比賽獲獎等次較高的前提下才可以申請學校安排的競賽基金報銷，如果獲獎等次較低的情況該如何解決呢。從學生方面可以鼓勵并指導同學們進行大學生創新項目的申報和實施。對于競賽基金可以配合學校積極申請。指導教師根據學校和學院要求積極申請教改項目基金支持。橫向項目，大學生創新項目也可以給同學們解決一些經濟問題。

（四）競賽資源

學科競賽對學生來說非常特別，而通過學科競賽獲獎是體現學生能力的重要方式之一，會讓學生自信心大增，會讓學生在將來的就業中比其他同學有很多優勢。[9]關注信息安全競賽激發學生的學習興趣。例如從2016年開始每年舉辦的河南省高等學校網絡安全對抗大賽、“安恒杯”河南省信息安全與攻防技術大賽、“西普杯”信息安全鐵人三項賽、“強網杯”等等，以賽促教可以迅速提高學生動手能力和激發學生學習興趣。比賽也可以促進教師之間的交流和學習。現在很多的比賽同期舉辦論壇和講座更能促進師生的學習和交流。例如：河南省高等學校網絡安全對抗大賽同步進行的教育廳舉辦的信息安全學術論壇、“安恒杯”的賽題講解等等。

以學科競賽促進培養實踐動手能力，邀請具有豐富經驗的技術專家擔任講師，結合網絡安全行業的最新需求，在網絡安全企業進行實戰演練，建立快速、規模化培養實戰型網絡安全人才的機制。傳統工科的教學方式側重基礎理論的教學，網絡空間安全專業更重視在理論基礎之上的實踐和應用。以學科競賽為牽引和導向，以系統性的理論教學為基礎，實現應用型高層次人才培養。[10]

（五）院校合作

目前，國內高校間校校合作主要是以建立聯盟的形式圍繞共同的戰略目標而結成聯盟，以“辦出特色，爭創一流”為目標，以推動人才培養、學科建設、科研水平發展為內容，構建優質教育資源互利共享的合作機制。[11]這為我們培養信息安全人才提供了新思路。

當初我們學院資金緊張無法購買攻防平臺的時候，天津職業學院向我院開放他們的端口，讓我們在上面進行比賽，提高了我們學生的攻防賽能力。通過省內競賽搭建的群，同行教師在里面共享信息安全攻防工具甚至相互交流解答相關課程的問題等等。因為信息安全專業是一個新興專業，很多昂貴的設備不能一次購齊，可以就近和其他高校合作，平等互惠合作、互補購買設備，然后遠程開放端口進行設備的共享。

（六）地方支持

河南大學信息安全專業的成立，得到了當地政府的大力支持，開封市網信辦和信息安全系合作成立了開封市的信息安全教育基地，并具備橫向合作項目，為信息安全專業的建設提供了良好的支撐平臺。也讓信息安全專業學習的同學們看到了信息安全專業發展的大好前景。

五、結束語

在當前網絡空間態勢日趨復雜的情況下，人才培養也面臨諸多新的挑戰和機遇。[12]雖然信息安全技術發展日新月異，社會對信息安全人才的要求和需求也越來越高，但是作為新專業的發展和人才培養必須立足于現有硬件資源、師資資源、學生資源、其他資源考慮信息安全人才的培養。只有利用和開發好現有資源，才能真正地把符合“新工科”要求信息安全人才的培養落到實處。