以信息安全拔尖人才培養為核心的精準教學模式探索
——以徐州工程學院為例

康曉鳳

徐州工程學院信息工程學院，江蘇 徐州 221000

一、引言

隨著互聯網的飛速發展，網絡安全問題的重要性愈發凸顯，對信息安全人才的需求也呈現出井噴趨勢。權威資料顯示，截止到2017 年，我國已培養的信息安全專業人才總量不足10 萬人，離目前需要的70 萬人差距巨大，到2020年，需要各類網絡空間安全人才140萬人，但是我國信息安全人才年培養規模在3 萬人左右，遠遠不能滿足社會的需要。2019 年，教育部發展規劃司的《支持應用型本科高校發展有關工作情況》提出，要進一步支持應用型本科高校發展，推動高校招生計劃向產業發展急需人才傾斜，提高應用型、技術技能型和復合型人才培養比重。在一些相近專業比如計算機科學與技術、軟件工程、信息與計算科學和電氣工程等專業培養信息安全人才是解決上述問題的一種有效辦法。據此，我們緊緊圍繞信息安全部門的業務崗位需求，結合信息安全人才具有的地位特殊、知識面廣、技術尖端、對抗激烈等特點，通過組建興趣小組的形式，探索和實踐以信息安全拔尖人才培養為核心的精準教學模式。在尊重學生興趣和個性的基礎上，通過校內與校外相結合的訓練模式，致力于培養其網絡技能、信息安全對抗技能和逆向編程能力等職業素養與技能，使其具備信息安全系統的設計、開發和創新的職業實踐能力，塑造忠誠可靠以及服務意識和綜合業務能力強的應用型高級技能人才。

精準教學模式最早由林斯利（Lindsley）于1965年提出，精準教學的理論來源于斯金納（Skinne）的行為主義學習理論。隨著信息技術的發展，精準教學強調互聯網和教育的融合，即以互聯網技術為支撐，綜合利用遠程教學、虛擬課堂、微課、慕課（MOOC）和多媒體教學等教學方式，同時利用微信、QQ 等多種交流工具與學生實現實時交互，高效利用學生的學習時間。精準設計教學目標和知識體系，精準測量學生的學習效果，再根據學習效果調整培養體系，做到“以學生為本，個性化定制”。精準教學評價中的“精準”在于評價學生的學習質量，評價學生準確掌握知識或技能以及運用知識或技能解決實際問題的速度，通過實時瀏覽學生的學習痕跡及記錄數據評估出精準教學的效果。

中共中央、國務院于2019 年印發了《中國教育現代化2035》，明確提出要優化人才培養結構，加強創新人才特別是拔尖創新人才的培養。拔尖創新人才一般具有好奇心強、勤奮、勇于探索、自制力強和興趣持久等特征，而且在知識、能力、人格和創新能力等方面也具有很高的水平，這也是我們選拔信息安全人才的主要要求。

二、以信息安全拔尖人才培養為核心的精準教學模式構建

本研究針對信息安全小組學生團隊存在跨專業跨年級的實際情況，結合精準教學注重學生個性需求和學習行為過程的特點，再加上一般是結合學生的興趣志向、學科潛力、綜合能力和人格素質等方面來選拔人才，以及實施導師制、小班化個性化培養的特點，提出拔尖人才培養的精準教學模式。此模式包括建立個性化的學習檔案，構建知識與能力體系，采取以賽促教和以賽促學的教學手段，采組擇優招新組建方式和校內學習、校外實習等培訓方式以及實行考核反饋機制五大模塊。

（一）建立個性化的學習檔案

教師通過對學生的個人基本信息、在網絡學習平臺上的打卡過關情況、學習狀態以及學習動態的監控，對學生學習行為進行具體分析，建立個性化的學習檔案以及相關的知識與能力體系，做到精準教學。學生學習行為數據的采集主要來自超星學習平臺，信息安全實驗室實驗平臺，小組自己搭建的學習平臺，學習群中的文件學習情況以及對過關題回答和在群討論中的參與情況等。

（二）構建知識與能力體系

本研究經過多次調研和實踐，結合國家、社會和企業需求，再根據人才培養定位即應用型高級技能人才，把信息安全人才培養分為逆向編程和網絡攻防兩大方向。逆向編程方向主要通過操作系統、軟件開發調試技術、軟件測試技術和網絡技術等多方面知識和技術的教學，訓練學生網絡信息安全軟件的設計開發和漏洞挖掘的技能，使其具備安全工具開發和漏洞挖掘的能力。網絡攻防方向主要是讓學生通過網絡技術和對抗技能的學習，訓練其網絡空間對抗的技能，使其具備攻防兼備的網絡創新實踐能力。本研究結合信息安全部門的業務崗位需求，緊緊圍繞提升學生利用網絡攻防和逆向編程技術服務社會的綜合業務能力這個中心，在多年實踐的基礎上，構建了信息安全人才知識與能力體系，如圖1所示。學生的基礎能力由學生所在專業培養，雖然他們相互之間有差異，但是只要他們有濃厚的專業學習興趣和一定的專業學習能力，他們的專業能力可由興趣小組培養。

信息安全小組學生的知識與能力體系包括職業素養和職業實踐能力兩大方面，職業素養中的基礎能力主要包括人文和通識教育以及科學教育，人文和通識教育主要是由學生的信息專業基礎知識體系和思想道德教育體系組成。因為信息安全人才在工作中會面對形形色色的誘惑，而且現在網絡黑色產業比較多，所以對信息安全人才開展思想道德教育的目的是培養學生的愛國情懷和不為高額利益所誘惑的能力。科學教育是學生的學科基礎知識，可以根據學生選擇的方向調整學習深度。例如選擇逆向編程方向的學生，就要重點學習計算機組成原理、編譯原理、離散數學和高級語言程序設計等課程。因為我們選拔的學生都來自相近的學科，所以其基礎能力一般在自己的本專業學習中就能養成。經選拔進入信息安全小組的學生都必須學習網絡安全法，因為此法律是小組成員的行動指南。專業能力培養要求的內容，學生在本專業的學習中一般接觸不到，所以這部分內容對小組成員是一個考驗，能否堅持學習這些內容，也決定了他們能否達到學習要求。圖1 呈現的是這兩個方向要求學習的所有課程，小組成員可以根據自己選擇的方向有側重地學習。小組成員一般在大一的下半學期通過選拔進入小組；其職業素養的學習一般在大二完成；大三進行職業實踐能力訓練，校內主要是小組內部的比賽、大學生創新實踐訓練項目和教師科研項目，校外主要是學科競賽；大四到企業進行企業實訓，表現優秀的學員還能直接參與企業項目。在前三年的校內培養過程中，我們的培養方案也根據企業、社會的需求和技術發展動態進行調整。

（三）采取以賽促教和以賽促學的教學手段

由于學生的學科、專業和年級有不同，其知識基礎參差不齊，而信息安全知識覆蓋面廣、對實踐能力要求高，因此我們采取師徒制、幫扶制、助教制等措施，再組織引導學生參加學科競賽、申報創新實踐項目，實現了以賽促教、以賽促學，全方位提高了學生的實踐創新能力。

我們每年都選拔信息安全小組成員，一般從大一新生建群后就開始進行小組的宣傳、招新工作，在新生教育環節和導論課再進行宣傳，每年的10月份召開專題講座，全面激發學生對信息安全問題的興趣和好奇心。招募感興趣的學生進入網絡安全協會，進行兩個月的興趣培養和知識培訓。這個知識培訓一般采用專題講座的形式進行，講座結束后再在新生群中發布過關打卡題，進行知識的梳理和技能訓練。每年12 月份進行校內CTF 比賽，通過比賽選拔優秀的學生進入興趣小組。給小組的每位成員安排一位學業導師，根據每位成員的興趣和特長制訂個性化的培養方案。每位新成員由一名老成員進行一對一的幫扶。監測每位成員的學習和成長過程，發現每位成員的特長，根據監測結果實時調整培養計劃，將其培養成為其特長領域的拔尖人才。圖2是信息安全小組的選拔培養流程。

開展學科競賽能讓參賽學生在鞏固基礎知識的同時提高實踐能力。優秀的小組成員在大一下半學期就開始打比賽，一般是老成員帶新成員組隊打比賽，平均一個月打一場比賽。在大二的下半學期就開始申報大學生創新實踐訓練項目或者參與教師的科研項目。參與項目能讓學生在提高解決實際工程問題能力的同時掌握本領域最新的研究方向。

近5年涌現出一大批綜合素質高和創新能力強的優秀學生，他們在學科競賽、創新實踐訓練項目等方面取得了優異的成績。學生獲得了省級論文三等獎以及校級的優秀畢業論文二等獎和優秀畢業設計團隊榮譽各1項，獲批國家級創新實踐訓練項目4 項和省級創新實踐訓練項目6 項，獲得軟件著作權17 項，在省級以上的期刊發表論文19篇；獲得全國大學生信息安全競賽作品賽三等獎3 項、全國大學生信息安全競賽技能賽賽區一等獎和二等獎各1 項，江蘇省信息安全能力技能競賽一等獎1 項，其他省級以上的與信息安全相關的學科競賽獎24項。學生就業實力明顯提升，獲得南京古檀網絡科技有限公司、上海謙火網絡科技有限公司、杭州綠灣網絡科技有限公司、江蘇開博科技有限公司等的認可。

（四）采用擇優招新組建方式以及校內學習和校外實習等培訓方式

通過組織開展專題講座和校內選拔賽等方式，選拔對信息安全感興趣的優秀學生進入信息安全小組，再利用校內信息安全創新實訓室、校外實習基地和校企雙導師聯合培養。校外導師從學生進入小組就開始監測每位成員的成長和知識儲備情況，實時監測每位成員的學習成長狀態，并與校內導師商討下一步的培養方案，再由校內導師動態調整學生的學習檔案。提供校內外實訓情境，促進學生向更深層次的信息安全知識領域探索，實現了人才培養與市場需求的無縫對接。

筆者所在學校近年在校企一體化實踐教學平臺建設方面所取得的成績如下：（1）2018 年，南京古檀網絡科技有限公司與我們徐州工程學院簽訂了信息安全創新實訓室共建協議，為學生免費提供價值400 多萬元的創新實訓平臺。（2）小組畢業生一次就業率始終保持在100%，從事信息安全工作的畢業生人數也始終保持在100%。（3）與多家企業建立了穩定的校外實習基地，為學生實習實訓以及實踐創新能力、自學能力、團隊合作能力和職業素養的培養提供了保障。

（五）實行考核反饋機制

美國教育家戴爾·卡耐基認為一個人事業上成功的因素，學識和專業技術只占15%，而良好的心理素質占85%。成功人士肯定有很強的自信心，能夠客觀評估自己的知識能力和謙虛接受他人意見，相信自己一定能夠克服困難實現最終的愿望。我們用優秀學長的典型案例來激發小組成員的自信心，比如我們小組的創始人之一，因在信息安全領域做出了杰出貢獻而獲得到人民大會堂參加國慶國宴的榮譽。我們對其優秀事跡進行報道宣傳和邀請其作報告，用身邊的榜樣激勵小組成員。再通過小組內部的成員賽、校外的學科競賽、創新實踐訓練項目、教師科研項目和企業實訓等方式，考核學生的技能，并根據考核結果，梳理每位成員的技能掌握情況，查漏補缺，優化學生的專業知識與能力體系，并用實踐證明好奇心和自信心強是支撐學生在信息安全領域學習和探究的動力。

三、結語

本研究從2011 年開始在非信息安全專業選拔感興趣的學生進入信息安全小組培養，到2020年為國家和企業培養了80名左右的信息安全人才，這些人才受到用人單位的一致好評。我們培養的是應用型高級技能人才，他們和信息安全專業的人才相比，雖然專業基礎稍顯薄弱，但是實踐動手能力強，而且這些學生有很強的創新潛質和探究精神，能主動在實踐中不斷完善自身的知識結構以及探究新技術和新領域。我們也會根據社會需求的變化在實踐中不斷探索和完善信息安全人才的精準培養模式。