新工科背景下網絡空間安全專業人才多維聯動培養模式探索

閆璽璽，馮蘇偉，張 靜

（河南理工大學 軟件學院，河南 焦作 454003）

近年來，由于虛擬現實、大數據分析、物聯網和人工智能等新興技術的發展和應用[1]，人類世界正式開啟以數字化變革為核心的第四次工業革命浪潮。這種使人、社會、文化、技術和世界都變得智慧的新潮流，既提高了人們的使用感受、工作效率，改善了商業模式，同時也打破了物理和實際之間的邊界，新型網絡對全球信息威脅的潘多拉魔盒正在逐步開啟。2014年2月，國務院互聯網與數字化領導小組宣布成立并明確：沒有網絡安全，就沒有國家安全；沒有信息化，就沒有現代化[2]。打造互聯網大國，必須將所有人才資源凝聚起來，才能建設一支理論水平高、業務精和作風好的強大隊伍。2015年6月，國務院學位委員會、教育部共同頒布《關于增設網絡空間安全一級學科的通知》，決定在“工學”門類下增設“網絡空間安全”一類學科，學科代碼為“0839”，同時規定各學位授予單位要加強“網絡空間安全”的學科建設，認真搞好人才培養工作。2019年3月，教育部辦公廳發布《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》，再度明確提出要繼續加快實施《關于加強網絡安全學科建設和人才培養的意見》和《一流網絡安全學院建設示范項目管理辦法》。積極探索信息安全人才培養的新思路、新體制和新機制[3]。引導促進有條件的院校開設網絡安全類學科，并不斷擴大與安全相關的人才培養規模。由于網絡空間發展形成人類第五空間、經濟社會基礎產業的全方位互聯網化，信息安全能力正在成為政府及各大公司的標配。截至2021年3月，我國共有65所本科高等院校開設了計算機網絡空間安全專業[4]，由此，“網絡空間安全”正從專業上蓬勃發展成為一門成長潛力巨大、專業技術密集和整體經濟效益較高的專門課程。

2017年9月，中央網信辦、國家網絡安全局與教育部高教司共同召開了第十一屆網絡安全學科建設與人才培養研討會[5]，報告表明：目前中國的網絡空間安全人才年均培養規模在3萬人以下，已培養的網絡安全人才總量還不到10萬，而市場崗位需求量為70萬，缺口相當大。另據智聯招聘和360互聯網安全中心數據統計，2018年上半年，我國安全人才規模指標同比上升了44.9%[6]。

2018年，國家教育部確定了第一批612個新工科研究成果和重點實驗項目[7]，為推進新工科建設再深化，教育部先后發布了“天大方案”“成電方案”“F計劃”，并產生了極大影響[8]。新工科并非局部考量，而是在當前新科技變革、新工業化革命和新市場經濟背景下的中國高等教育變革的重要策略與抉擇，也是今后中國工程教育、高等教育建設的新思維和新模式，同時也是網絡空間安全專業等新興專業建設的基礎[9]。因此，在新工科建設背景下，河南理工大學（以下簡稱“本校”）結合現有資源，構建了符合網絡空間安全專業學生的“學制打建”四位一體化的人才培養模式。進行人才培養模式的創新探究，建設一支政治強、業務精、作風好的人才資源是全體高校貢獻社會的新任務。

一 網絡空間安全專業建設現狀與問題剖析

（一）缺少對人才培養理念的及時更新

在中國傳統工科的教育背景下，其培養模式比較死板，大多以“教師為中心”，缺乏對學生的引導和“以學生為中心”的教育理念，教學內容偏向于專業導向而不是社會應用，也缺乏對專業領域、知識結構的科學性和全面性，更缺乏對跨學科交流整合的研究視角和人才培養方向。新體制下新型工科人才培養，其成長需要新理念指導。所以，我們必須緊隨未來的趨勢，實現由傳統工科課程主導的教育模式向成果主導轉變，強調學生的學習成果必須經由教學的實現，這是課程設置及其實現的核心，力爭培養能符合社會需求的高素質復合型人才。

（二）缺少完善的課程體系

網絡空間安全專業是一門力求使學生了解自然科學、人文社科等基礎知識的專業，既需要具備扎實的網絡空間安全理論、專業知識與操作技能，也需要一些網絡安全信息的專業知識，且懂得法規，其開設時間短，新增此學科的院校專業結構相對不完善，人才培養模式還處于探索時期。目前許多高校的課程很欠缺，開設的課程無法覆蓋網絡空間安全學科的核心知識點，缺乏機器學習、人工智能和大數據等技術在此領域的應用。因此，學生知識掌握不足，無法滿足新時代復合型專業人才的培養目標。

（三）缺少實踐應用能力與創新能力

網絡空間安全專業是一門實踐性很強的專業，其技術是層出不窮的，而這些新技術亟需在實踐中學習、應用。由于目前網絡空間安全專業的課程大多以常規教學手段為主，缺少對學生動手技能和實戰能力的訓練。另外，由于經費問題，某些高校的實驗室設施跟不上，較為落后，難以滿足學生的動手能力，學生創新意識和創新能力不足。其中，以虛擬仿真實驗室最為突出，大大影響了網絡攻防與病毒防治等相關實踐教學的開展，實踐性課程體系無法獲得保障。

（四）缺少高水平師資力量

缺少高素質師資力量，表現在如下3個主要方面：一是教師類型構成不合理，目前大多數高校的網絡空間安全專業的專業課教師與實習指導教師所占比例不足，且大多不是科班出身，專業知識面窄，實戰經驗少；二是教師培訓基地的培訓內容比較滯后，跟不上科學技術發展的腳步，而且大多數以理論教授為主，缺乏實踐動手環節，不利于“雙師型”師資隊伍的形成；三是在學校教師隊伍中熟悉國外先進思想與科學技術、具備實戰水平的教師相對短缺。

二 “學制打建”多維聯動教學體系構建

（一）四位一體化的多維聯動培養模式

以新工科為建設背景，并根據上述信息，提出“學制打建”的四位一體化多維聯動人才培養模式，如圖1所示。利用這個多維的聯動機制，能夠讓學生在實踐中發現問題，然后解決問題，強化專業知識，培養團隊合作能力，打通教學和實訓之間的通道。

圖1 四位一體化人才培養模式

針對網絡空間安全專業人才培養過程中存在的困難問題，本校以新工科為建設背景，構建了“學制打建”四位一體化的人才多維聯動培養模式，明確網絡空間安全專業人才的素質新結構，確立“以學生為中心，以實戰為重”的培養理念，建立模擬的實訓環境，以便更好地服務和融合國家發展戰略，為社會高質量跨越式發展注入新的強大動力。

（二）“學”——更新觀念，明確人才培養理念

“學”是指改變傳統觀念，確定學生是學習的主體，尊重學生的主體地位，貫徹以教師為主導、學生為主體的教學思想，以激發學生體內的內在動力和外在活力，齊頭并進，不斷推進教育教學方法創新，激發學生學習的原動力，其承擔著基石的作用。新工科對應的是新興產業，網絡空間安全專業需要面向云計算、人工智能、數據挖掘與區塊鏈等產業方向，體現現代工程教學特色。依據上述培養理念，設計包含專業知識、創新思維力、綜合設計能力及工程實踐能力等在內的教學目標，同時課堂上講解相關知識點的時候，要引起學生的強烈好奇心，引導他們主動關注網絡空間安全專業的相關知識，并將其與現實生活相結合，主動利用所學知識促進社會進步。將人文教育融入第一課堂，加深學生對知識點的理解和掌握，提高該專業的人文性和綜合性。

（三）“制”——制定多元化網絡空間安全人才培養計劃和創新實踐

“制”是指制定融合新工科的多學科交叉融合遞進樣式的通識教育特色課程體系，制定完善的課程培養體系是培養人才的核心。河南理工大學為了充分發揮學科的優勢，根據網絡空間安全專業交叉的特點，將培養計劃分類為信息基礎知識類課程、信息安全基礎知識類課程、計算機技術及密碼學類課程、網絡安全類課程和網絡安全技術類課程。當然，培養計劃還包括人文社科類課程和通識教育。

“信息基礎”知識類課程和“信息安全”基礎知識類課程。在這個階段中，大一和大二學生基礎較為薄弱，注重基礎知識點的講解，能夠讓網絡空間安全專業的學生理清知識脈絡并打下扎實的學識基礎，其課程包括信息安全基礎、物理學等基礎課程。“計算機與密碼學”類課程可培養學生求解問題的思維方式、方法，內容包括計算機科學與技術專業的基礎內容、密碼學和網絡系統安全等課程理論，以及云計算技術、網絡攻防技術等。“網絡安全”類課程可學習“信息系統”類基礎課程。“網絡安全技術”類課程可學習的內容主要包括網絡安全技術、專業基礎理論及相關專業的知識，主要內容還涉及電子商務和電子政務安全技術、網絡輿情分析和互聯網立法等，掌握必備的專業知識和必要的法律知識是必不可少的。

安排綜合性學科實踐課程，更好發揮學生競賽活動的育人功能。充分利用慕課、嗶哩嗶哩、微課堂和班團活動等多種手段輔助課堂，多采用混合式學習方式下的翻轉課堂教學模式，使先進技術滲透到課堂各方面，并在此過程中以學科競賽為導向設計不同的安全小實驗，如圖2所示。積極牽手業界大佬共話、創新，培養適應國家戰略需求、具有創新意識、專業技能與人文素養“又紅又專”的網絡空間安全人才。

圖2 多手段輔助教學的模式

（四）“打”——打造攻防對抗、多學科交叉、校企協同育人的平臺

在培養網絡空間安全人才的過程中，比起理論教育更關鍵的是實踐教育，而對于實踐教學最關鍵的手段便是平臺，因此，本校申辦此專業之初就以打造一個能促進專業建設全面發展的平臺為己任。

網絡空間安全中最關鍵的基石當屬攻防對抗，其中，又以CTF（Capture The Flag，奪旗賽）最具影響力，主要包括三類，依次為解題模式、攻防模式，還有混合模式。通過采用這種學科競賽的方法，訓練學生的動手能力和思維能力，同時邀請一線專家擔任講師并結合社會需求制定系統的課程體系進行實戰演練，建立培養網絡安全人才的機制。以學科競賽和理論教學為基礎，以助力于學生個人發展與學科發展的相互促進。

學科交叉與融合是學科內涵發展的關鍵戰略支點和必由之路，而人才培養又是學科交叉高精端發展的核心，通過利用課程交叉、增設通識教育課，可以調動學生對交叉學科的學習積極性。比如通過增加法律英語教學課程，可以培養未來從事與國際組織法律相關事件研究的復合型外語人才。

校企協同育人是建立教學實踐平臺的最有效手段，教學實習是學院與企業間進行培訓、實踐教學和技術性業務活動等協作的重要途徑，是學院實施產教一體化模式的主要平臺。在校期間，學生前往實訓基地進行實踐學習，可以為學生提供從入學到就業的“直通車”，真實的工作環境和企業文化氛圍可以加速學生綜合素養的形成。實訓基地破解了教學活動與生產的信息不對稱問題，實現了校企雙方的高效聯動。

（五）“建”——建立高素質、專業化、團隊化、雙元型的師資隊伍

在新興產業建設過程中，擺在我們面前的主要矛盾之一就是師資隊伍的建設。針對此情況，本校積極實施“人才強國”戰略來應對，力爭建成一支高素質、專業化的人才隊伍。人才引進是高校組建師資隊伍的重要途徑，在此方面，采用合理化原則，從整體出發，統籌兼顧。根據教師的年齡、職稱和教學能力，構建正三角形師資框架，即老教師數量少一點，新教師數量多一點，改變了以往的人才一刀切的引進方式，變“引”為“吸”，通過學科優勢、學術建設吸引一批對學校、學科建設有幫助的高素質、專業化人才，做到寧缺毋濫，建立結構合理、完善的師資梯隊。在教學內容上面，建立雙元型師資隊伍，所謂雙元型師資隊伍概念是由“雙師型”教師發展而來，主要是指在“雙師型”基礎上，吸納一批一線企業中掌握精湛技藝和高超技能的人才擔任客座教授，定期開設講座，形成校內+校外的雙元型師資隊伍，如圖3所示。一方面，學校利用假期，邀請業界領軍人物訪問交流，促進師資隊伍產生合力。另一方面，校內教師在企業教師的帶領下進入企業進行交流參觀，加深自己對本專業所需技能的認知。雙方共同制訂培養方案和搭建實訓基地。同時，派遣青年骨干教師赴海外高校進行交流學習，提升自己的教學能力，豐富自己的教學內容，使其與前沿技術接軌。

圖3 雙元型師資隊伍

三 結束語

網絡空間安全專業隸屬于工學類，是一門新興的技術交叉專業。目前此學科還處在專業建設的風靡云蒸階段。本文首先介紹了網絡空間安全專業當下的發展現狀，然后分析了目前在建設過程中出現的諸多問題，最后提出一種“學制打建”四位一體化多維聯動人才培養模式。目前國內高校應抓住機會，耕耘好新工科這塊試驗田，總結發展過程中的寶貴經驗，深化人才體制機制改革，影響更多的高校加入網絡空間安全專業這個大家庭中，推進我國走向工程教育大國的進程。因此，要以久久為攻的恒心加快推進和改進“學制打建”四位一體化工作機制。