新時代背景下的高校信息安全教學改革探究

高樂 柯馬鍵 楊田

關鍵詞：大數據；信息安全；教學改革；人才培養

0 引言

隨著現代科技的迅猛發展，信息的積累也到達了爆發期，人類已經步入了大數據新時代。在新時代背景下，信息安全的問題日益彰顯。隨著人們信息交互得愈加頻繁，大數據技術在帶給人們便利的同時，也對人身信息安全帶來了更加嚴峻的挑戰[1-3]。國際上各個國家在信息與網絡空間安全的較量也越來越激烈，信息與網絡空間安全逐步成為繼海、陸、空、天后的“第五維”戰場。2014年，我國成立國家網絡安全與信息化領導小組，這代表著我國對信息安全領域的新認識和戰略性對策的出臺，我們清醒地意識到沒有信息與網絡空間安全就沒有國家安全。因此，系統地培養合格的信息安全人才是我國亟待解決的問題[4]。目前國內有許多高等院校除了開展計算機技術和網絡工程等課程的教學外，還開設了有關信息安全和網絡空間安全專業課程的教學。但是在實際教學中，由于傳統的教學方法理念和落后的信息安全實驗設備等問題，一定程度上給信息安全的有效教學和人才培養帶來了阻力。因此，對信息安全專業進行教學改革勢在必行。基于長期的探索與教學實踐，本文將對新時代背景下面向高校計算機類專業學生信息安全課程教學方法提出改進措施。

1 大數據新時代的特征

大數據（Big data） 是指一種規模大到在獲取、存儲、管理、分析等方面超出了傳統數據庫和軟件工具能力范圍的數據集合，并從海量數據中挖掘價值的一種新型的技術架構。與傳統的數據相比，大數據具有海量數據規模（Volume） 、多樣數據類型（Variety） 、快速數據傳輸（Velocity） 、價值密度低（Value） 等四個特征，簡稱“4V”特征[1]。在新時代背景下，人們生活和工作的方方面面都離不開通信網絡，信息和網絡均爆炸式地迅速增長，因此，信息交互與網絡空間安全等問題也越來越受到人們的重視。在科技革新給人們生活帶來無限便利的同時，信息泄露等安全問題也逐漸暴露。學校的師生工作和學習也離不開大數據、通信網絡。目前，高校教學對互聯網技術的運用與研發日漸完備，學生可以熟練地使用電腦與互聯網。但是對于信息與網絡安全的防范意識和法律意識還非常薄弱，對于計算機保護、網絡安全、系統維護等方面的技能亟待提高。

2 信息安全的課程內容

信息安全的課程內容包羅萬象：其中涵蓋的概念和知識點復雜且抽象，包括龐雜的軟件、硬件、互聯網、物聯網、信息論、密碼學、區塊鏈以及法律等方面的內容。圖1展示了信息安全課程的相關內容。課程的主要教學目標是讓學生能夠掌握信息安全的基本理論和方法并具備信息安全技術防護能力。課程的主要內容包括：信息安全技術基礎、密碼學理論、互聯網安全、操作系統安全、數據備份與存儲安全、物理安全、加密與認證技術、防火墻技術、入侵檢測技術、漏洞掃描技術、虛擬網絡VPN技術、計算機病毒防范技術、新應用開發安全技術等。信息安全技術課程對于學生的基礎理論要求較高，需要學生具有一定的邏輯思維和較好的數學以及計算機編程能力。除此之外，若想要學好信息安全技術，還要求學生將理論與動手實踐緊密結合，不斷提升自己的實踐技術才能成為國家需要的信息安全專業人才。

3 信息安全教學的現狀與挑戰

隨著計算機和網絡技術的不斷進步，信息安全技術也隨之不斷升級，社會對信息安全類人才的需求逐年增加。但是傳統的教學方式已經不能滿足當前的社會發展需求，在信息安全教學過程中逐漸出現一些問題。

1） 教學內容方面

信息安全課程的教學涉及知識點繁復龐雜且理論晦澀難懂，學生若想學好信息安全技術，首先，需要研究夯實計算機技術、數學、密碼學、信息論等基礎知識。但是，通常學生很難在短時間內將幾門課程的基礎知識融會貫通并付諸實施，這就造成一部分學生在學習中因后勁不足、缺乏動力而逐漸失去繼續鉆研信息安全課程的興趣。其次，許多本科院校對信息安全課程的授課時間是量化安排（大多是48學時或者96學時），這就限制了有限的課堂時間。授課教師需要根據學校的辦學特色對信息安全課程的教學內容有側重地分級講授，讓學生在最大程度上消化吸收知識，以達到教學大綱目標對學生的基本要求。

2） 教學方法方面

傳統的信息安全教學以理論知識講解為主，往往忽視了學生動手實踐能力的培養，尤其是許多高校缺乏相應的信息安全實驗設備和操作環境，例如對網絡信息攻防實驗、大數據信息安全態勢感知系統等的教授方式僅僅是理論口授，完全達不到目標教學效果。傳統照本宣科的教學模式導致學生認為信息安全課程單調抽象，從而失去興趣。在信息安全課后作業的布置中也出現一些問題，一些學生往往從互聯網上找到開源代碼和程序上交應付老師布置的作業，整體學習興趣不高。學生實操能力的欠缺會直接導致其畢業后難以適應工作單位信息安全方面的實戰工作。

3） 師資隊伍方面

信息安全技術屬于應用型新工科專業，目前我國在這方面人才長期處于欠缺狀態，擁有博士學位和碩士學位的信息安全類教師比例較低。在高等院校中，信息安全課程大多由計算機科學與技術專業和網絡工程專業不同研究背景的教師來承擔講授。但是信息安全技術與計算機、網絡工程等專業不一樣，每個專業側重的技術點和講課內容有所不同，導致在教師授課和學生學習的過程中，信息安全的一些專業性知識點的傳達難以達到預期效果。

4） 社會安全與法律法規方面

在大學信息安全課程培養中，大部分教師只注重講授信息安全相關的專業知識和技術，而往往忽略了學生對于信息安全法律法規的認識和其社會責任感培養。一些大學生在學習了一些網絡漏洞掃描和攻防技術后，在好奇心理的驅使下甚至會嘗試研究增進網絡漏洞，殊不知這些行為已經徘徊在法律與道德的邊緣，有甚者更是會走上違法犯罪的道路。因此，對于信息安全倫理的思政建設與道德的課程融入亟待重視。

4 新時代下信息安全教學改革

針對信息安全教學的現狀和問題，文章提出以下幾點教學改革措施，圖2是信息安全教學改革思路圖。

1） 合理規劃教學內容。由于信息安全課程的教學內容知識點較為廣泛，相關的教材較多，教師對于教材與合適的教學內容選擇就顯得非常重要。此外，在大數據時代背景下，計算機技術、互聯網技術與信息交流日益頻繁，信息安全涉及的問題也越來越多，課程的教學內容側重更應該符合新時代社會的發展需求。在對信息安全教學內容進行創新時，應協調各教學部門共同制定教學目標和課程大綱。首先，在選擇教學內容時，以網絡信息安全教育為主要內容，在培養學生信息安全基礎理論知識的基礎上選擇信息安全保障技術知識。這方面內容應涉及信息安全基礎概念、密碼技術、計算機防火墻技術、防病毒方法；其次，除了講述理論知識以外，還應大量補充當前國內外信息安全的重大事件案例，對信息安全相關法律法規進行解讀，培養學生遵紀守法和家國理念。在大數據時代，海量信息可能會讓學生迷失自我，教師要時刻關注學生動態，做好思想工作和法律法規教育；最后，鼓勵并培養信息安全專業學生參加信息安全競賽以及信息安全主題類的重要會議，由此調動學生的學習熱情和對行業的了解情況；此外，調動學生與一線信息安全工程師進行深入學習與交流，帶動學生的學習熱情，開闊學生眼界。

2） 改革創新教學方法。首先，可以在采用傳統的線下理論教學和實驗教學基礎上增加經典案例分析，讓學生在分析案例的同時，在實驗室手操臺上進行案例復原，這將極大地促進學生的學習熱情，也打開了教師與學生、學生與學生之間的壁壘；其次，在大數據時代信息交互如此頻繁的情況下，可以采用線上教學和線下教學相結合的方式進行教學。從其他高校和企業中邀請經驗豐富的信息安全教師、信息安全工程師進行線上授課，讓教師和學生多接觸外部環境，了解其他高校和行業內對信息安全的解讀，促使學生步入工作后，更快速地適應社會和崗位需求；再次，在信息安全教學中，可以采用小組合作和翻轉課堂等方法對學生進行分組，以小組形式開展學習和案例討論，可以更好地調動學生的積極性，基礎好的學生可以帶動基礎薄弱的學生，共同完成小組的任務。在翻轉課堂環節，教師可以為學生設定一個信息安全主題，學生在主題范圍內進行調研，選擇當前相關的一個安全事件進行分析和討論，在課堂上進行實驗動手測試，并以PPT匯報方式展示小組的成果；最后，教師應該做好作業布置工作。可以采用理論結合實踐的方式來布置作業，讓學生對今天所學知識進行復習，并在網上搜集相關的知識和材料，動手完成實驗作業。

3） 校企合作，共同育人。信息安全是一門實踐性較強的課程。高等院校的教師通常在理論方法方面掌握得比較扎實，但大部分高校缺乏完善的信息安全實驗室和實驗設備，導致高校教師通常缺乏面對社會案例的實時應變能力，也就是缺乏相應場景的實踐。針對目前這一問題，國家出臺了相關的鼓勵政策。例如近年來廣東省開展的校企合作計劃，創辦產業學院和聯合實驗室，高校可以與信息安全專業相關的優秀企業強強聯合。師資隊伍由高校教師和企業工程師共同組成，學校聘請優秀的企業工程師作為兼職教師，教師與工程師互相交流學習，共同培養專業人才。學生在學校中主要由高校教師進行授課，實習實踐環節可以由企業工程師在學校實驗室進行指導，也可以到企業進行實地手操。國內已經有許多相關的成功案例，例如五邑大學藍盾信息安全學院，它是廣東省級立項支持的產業學院，是由五邑大學與藍盾信息安全技術股份有限公司共建的信息安全聯合實驗室。藍盾信息安全技術股份有限公司是華南地區信息安全類龍頭企業，具有多名經驗豐富的信息安全工程師，可以對學生實踐進行更接近行業的教育指導。

4） 注重學生道德培養。信息安全是一門與其他專業內容不同且比較特殊的課程。學生在學習了相關的信息安全攻防和漏洞知識后，可以嘗試進行攻擊的實驗，因此需要加強對信息安全學生的道德培養和法律培訓，引導學生正確地運用所學的知識，樹立正確的人生觀和價值觀。

5 結束語

隨著人們越來越關注信息安全，信息安全問題在國際和國內越來越被重視。尤其是在當今大數據新時代背景下，信息的交流愈加便利且頻繁，信息安全出現問題將會給人們生活和工作帶來不利的影響，因此需要從高等院校入手，加快優秀的信息安全類人才的培養。學校可以利用大數據技術和互聯網的優勢，加速改革信息安全的教學方式和方法。提高學生的學習熱情，培養學生在信息、網絡方面的安全意識，樹立正確的人生觀和價值觀，為國家發展和社會企業需求輸送合格的信息安全人才。