課程思政在信息系統(tǒng)安全教學設(shè)計中的探索與實踐

楊淑棉　馬賓　趙大偉

摘? 要：為強化立德樹人目標，進一步推進課程思政高質(zhì)量建設(shè)，促進專業(yè)課與思政理論課同向同行，實現(xiàn)知識目標、能力目標和素養(yǎng)目標的有機統(tǒng)一，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)和信息系統(tǒng)安全課程的特點，深入挖掘信息系統(tǒng)安全課程專業(yè)知識中蘊含的思政元素，重新設(shè)計知識、能力及育人三者同樣重要的教學目標，從課程性質(zhì)、教學目標、課程思政教學設(shè)計及內(nèi)容、教學方法和教學效果等方面對課程進行設(shè)計和總結(jié)，旨在探索一條能夠使專業(yè)學習與思政教育相互促進、協(xié)同發(fā)展的教改之路。

關(guān)鍵詞：課程思政；信息系統(tǒng)安全；教學設(shè)計；教學效果；教學方法

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）17-0177-04

Abstract： The aim of the study is to strengthen the goal of building morality and cultivating people， further promote the high-quality construction of ideological and political courses， promote the same direction of professional courses and ideological and political theory courses， realize the organic unity of knowledge objectives， ability objectives and literacy objectives. The paper deeply excavates the ideological and political elements contained in the professional knowledge of information system security courses in combination with the characteristics of Cyberspace Security and Information System Security courses， redesigning the equally important teaching objectives of knowledge， ability and education. This paper designs and summarizes the curriculum from the aspects of curriculum nature， teaching objectives， curriculum ideological and political teaching design and content， teaching methods and teaching effects， in order to explore a way of teaching reform that can promote the mutual promotion and coordinated development of professional learning and ideological and political education.

Keywords： curriculum thought and politics; Information System Security; teaching design; teaching effect; teaching method

網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)承擔著培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)人才的重任，為落實立德樹人根本任務(wù)，切實推進全員全過程全方位育人，按照價值引領(lǐng)、能力達成、知識傳授的總體要求，“把思想政治工作貫穿教育教學全過程”[1]，發(fā)揮好每門課程的育人作用。高教司吳巖司長在《全面推進高校課程思政高質(zhì)量建設(shè)》文件中解讀《高等學校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》提到高校課程思政是一件大事[2]，高校教師的80%以上是專業(yè)教師，高校課程的80%以上是專業(yè)課程，學生學習時間的80%以上是專業(yè)學習，80%以上的學生認為，對自己成長影響最深的是專業(yè)課和專業(yè)課教師，而信息系統(tǒng)安全是網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課，因此以信息系統(tǒng)安全課程為例，針對課程思政建設(shè)的目標重點不清晰[3]，教學表面化、硬融入、專業(yè)課程中思政資源不足等問題，深入挖掘信息系統(tǒng)安全課程專業(yè)知識中蘊含的思政元素，通過將思政元素有效融入到專業(yè)知識點中，引導(dǎo)學生不僅要學好專業(yè)知識，還要明白為什么而學習，改變被動獲取知識的思維，提升學生綜合素養(yǎng)，達到立德樹人的目標。

一? 課程性質(zhì)

信息系統(tǒng)安全課程是網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課，是一門實踐性很強的課程，涉及的專業(yè)知識面較廣，知識的融合性強，而且知識體系復(fù)雜、涉及多個學科，方法技術(shù)，必須重視理論學習與實踐應(yīng)用綜合能力的培養(yǎng)。本課程開設(shè)在大學本科三年級下學期，共計40個學時，該課程的學習需要在計算機的主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及計算機網(wǎng)絡(luò)方面有一定的基礎(chǔ)。

二? 課程目標

根據(jù)信息系統(tǒng)安全課程本身的技術(shù)性和實踐性，設(shè)置信息系統(tǒng)安全理論課和綜合實踐課，通過理論學習與實驗實踐內(nèi)容的訓(xùn)練，加深學生對系統(tǒng)安全技術(shù)的理解，掌握如何利用這些安全技術(shù)提高信息系統(tǒng)的安全性；同時提高學生使用主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及Web服務(wù)器及常用安全增強工具軟件的操作能力。信息系統(tǒng)安全課程主要目標包括知識目標、能力目標和素質(zhì)目標。知識目標主要讓學生掌握信息系統(tǒng)安全的基本概念、原理、技術(shù)、知識體系與應(yīng)用，覆蓋了信息的存儲、處理、使用、傳輸與管理整個生命周期不同環(huán)節(jié)的安全威脅與相應(yīng)的保護對策；能力目標主要培養(yǎng)學生分析解決信息系統(tǒng)安全問題的基本能力，提高學生信息系統(tǒng)安全國際視野和辯證分析能力；素質(zhì)目標主要培養(yǎng)學生安全意識、勇于擔當?shù)呢熑我庾R，引導(dǎo)學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，執(zhí)著探索的科學精神，“工匠”精神，激發(fā)學生報效國家的家國情懷。

依據(jù)本課程特點及人才培養(yǎng)要求，設(shè)計并開設(shè)課程思政教育，其主要素質(zhì)目標在于通過介紹中國及世界目前相關(guān)技術(shù)的背景及發(fā)展現(xiàn)狀，挖掘其中蘊含的思政元素，培養(yǎng)學生的家國情懷和文化自信；通過學習專業(yè)基礎(chǔ)知識和技術(shù)學習，最終使學生受本土科學家貢獻及我國飛速發(fā)展的信息化激勵增加學生學習的熱情和網(wǎng)絡(luò)安全意識；基于唯物辯證法提升全面深入分析及解決安全問題的能力，提升學生學習的能力和執(zhí)著探索的科學精神；投身新工科學科應(yīng)用，激發(fā)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國的使命感、責任感，提升學生的學習信念和激發(fā)學生報效祖國的家國情懷；一個都不能少的全員化、全過程、全方位三全育人[4]教學指導(dǎo)及評價。

三? 課程思政設(shè)計及教學方法

（一）? 課程思政設(shè)計

本課程思政設(shè)計緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)方案、教學大綱和教學內(nèi)容，以立德樹人為核心進行教學設(shè)計，結(jié)合課程特點確定知識目標、能力目標和素質(zhì)目標，進行課程優(yōu)化設(shè)計。素質(zhì)目標主要從使命擔當、科學“工匠”精神、家國情懷等方面開展課程思政設(shè)計。通過專業(yè)課程思政的設(shè)計，使學生建立理論聯(lián)系實際的思維，提升從實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，注重專業(yè)實用性、前沿性、發(fā)展性的能力培養(yǎng)。在教學活動中積極踐行“立德樹人，潤物無聲”的教育理念[5]，促進人才培養(yǎng)素質(zhì)的全面提升。

課程設(shè)計思政元素與專業(yè)知識融合時，考慮如何把專業(yè)課的理論性、思政內(nèi)容的思想性與教學方法三者結(jié)合起來，把思政元素有機融入教學專業(yè)課堂中，使學生既能學習專業(yè)知識又能加強道德教育，達到潤物無聲的育人效果。主要針對信息系統(tǒng)課中各章內(nèi)容的知識點，挖掘每章節(jié)知識點背后的思政元素，教學過程中使用不同的實現(xiàn)形式挖掘蘊含在知識背后的思維方式和價值觀念，有機地融入課堂中，如圖1所示，具體的實現(xiàn)形式通過在教學過程中使用的教學方法和手段來實現(xiàn)。

（二）? 教學方法與手段

在教學過程中，結(jié)合信息系統(tǒng)安全課程特點，依據(jù)本文課程思政設(shè)計思路，引入理論講授與實踐相結(jié)合的方法、案例教學方法、探究式教學方法等，設(shè)計了信息系統(tǒng)安全課程思政教學內(nèi)容。

1? 理論講授與實踐相結(jié)合的教學方法

“理論聯(lián)系實際，并有所發(fā)展”是本課程的指導(dǎo)方針：既要重視理論知識教學，又要重視上機實驗和實踐教學；主要分理論講授課和實踐教學。

一是理論課：以教學活動鏈的方式把思政元素融入到專業(yè)知識教學中。在教學活動鏈中深入挖掘?qū)I(yè)知識中蘊含的思政元素，如圖2所示。

以第一章信息系統(tǒng)安全概述第三小節(jié)信息系統(tǒng)安全防護的基本原則為例，講述整體性原則和分層原則知識點時，使用圖片教學（木桶）、啟發(fā)式教學、討論式教學強調(diào)整體性原則，舉例銀行保險箱中的財務(wù)安全，類比系統(tǒng)安全分層原理。保障信息系統(tǒng)安全不能依賴單一的保護機制；信息系統(tǒng)中只有構(gòu)建良好分層的安全措施才能夠保證信息的安全。最后強調(diào)木桶理論、分層性原則表明團隊協(xié)作的重要性，做事情，依靠一個人的力量很難實現(xiàn)，多人合作才能實現(xiàn)偉大的成就，明確集體力量和個人智慧有機結(jié)合的重要性。

以第四章操作系統(tǒng)安全為例，本章主要從身份認證、訪問控制、安全審計和最小特權(quán)等安全機制方面進行了詳細的介紹。介紹操作系統(tǒng)安全的重要性時，由于操作系統(tǒng)對上承接平臺軟件、系統(tǒng)軟件，對下與硬件打交道，處于計算機體系的“中樞”位置，因此結(jié)合當前形勢，把操作系統(tǒng)類比為疫情防控指揮中心，把硬件類比為支撐疫情防控指揮中心的基礎(chǔ)設(shè)施，而把老師和學生類比為上層軟件，由疫情防控指揮中心的重要性強調(diào)操作系統(tǒng)安全的重要性，更強調(diào)只有每個部分都協(xié)同工作，才能保證整個信息系統(tǒng)的安全，才能把疫情工作做得更加扎實精準有效。

在這里順勢引入思政教育內(nèi)容，引導(dǎo)學生思考，身邊一個個身穿白色防護服的志愿者“大白”，校區(qū)師生有序排隊的身影，強調(diào)其身處一個團結(jié)向上的集體，身處一個發(fā)展中的強大的國家。無論身在哪里，只要師生齊心協(xié)力，配合防疫工作，都是為抗擊疫情出力，都是為美好的明天努力，從而激發(fā)學生的愛國情懷和擔當意識。

二是實踐課：采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，把學生分成幾個小組，網(wǎng)絡(luò)空間安全學院由于是科教融合學院，小班化教學，比較適合分組、翻轉(zhuǎn)課堂教學，給與每個小組不同的任務(wù)。通過翻轉(zhuǎn)課堂讓學生主動探索專業(yè)知識背后蘊含的科學原理和文化素養(yǎng)。

以第七章信息系統(tǒng)安全風險評估為例，分正反兩方進行攻防縱深防御實驗，正反兩方自由組成合作小組，分別從概念、原理、技術(shù)、源碼分析或工具使用等方面進行分析和討論以進行攻防演練，攻擊方尋找對方漏洞、防御方尋找防御技術(shù)對系統(tǒng)進行防護并對系統(tǒng)進行風險評估，直至系統(tǒng)相對安全，最后展示分享其成果和新得體會。通過攻防縱深防御實驗，強調(diào)安全意識（進行網(wǎng)絡(luò)安全法律法規(guī)的普及）、社會擔當和職業(yè)道德精神、“工匠”精神。還可以強調(diào)國際法視角下的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的對策[6]，做到保家衛(wèi)國有擔當，國家有任何需要，“我”都會貢獻自己的一份力量。

2? 案例教學方法

針對信息系統(tǒng)安全課程的第一章安全概述第一小節(jié)向?qū)W生講解我國信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，從政治、經(jīng)濟、軍事和社會穩(wěn)定四個方向綜合講解信息系統(tǒng)安全的重要性，通過對實際案例深入分析，激發(fā)學生的愛國熱情。通過實例：2009年，利用“震網(wǎng)”（Stuxnet）行動成功摧毀伊朗核設(shè)施中的1 000臺離心機，成為世界上首次通過虛擬空間對現(xiàn)實世界實施的攻擊破壞。2013年震驚全球的美國中央情報局前雇員斯諾登爆料的“棱鏡門”事件，證實了美國一直以來對中國進行著全方位的監(jiān)控，中國的信息安全形勢非常嚴峻。通過案例讓學生意識到信息系統(tǒng)安全問題對這四個方向產(chǎn)生的巨大影響。這些案例應(yīng)更貼近社會現(xiàn)實生活，讓學生意識到信息系統(tǒng)安全對各行各業(yè)發(fā)展的重要性，激發(fā)學生的責任感和使命感，培養(yǎng)學生的愛國熱情。此外，在教學工作中，專業(yè)課教師針對不同行業(yè)的特殊性，讓學生了解行業(yè)最新發(fā)展動向，引導(dǎo)學生積極投身到國家信息系統(tǒng)建設(shè)中。

針對信息系統(tǒng)安全課程的第三章物理安全的第三小節(jié)，結(jié)合信息系統(tǒng)攻擊的案例，從攻擊和防護不同角度，幫助學生理解物理安全所面臨的安全威脅及防護措施。在講述本章設(shè)備安全知識點時，引導(dǎo)學生列舉一個可用的網(wǎng)絡(luò)需要部署多少個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，回顧網(wǎng)絡(luò)硬件的發(fā)展及計算機網(wǎng)絡(luò)，進一步啟發(fā)學生在構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，設(shè)備設(shè)施會面臨哪些安全威脅。講述設(shè)備安全威脅時，使用案例教學法，列舉案例如烏克蘭電網(wǎng)遭APT攻擊，全國斷電、澳洲禁止華為中興參與5G建設(shè)等案例。最后強調(diào)針對澳洲禁止華為中興參與5G建設(shè)等事件，引入2021年3月11日李克強總理在十三屆全國人大四次代表大會記者會談起基礎(chǔ)研究問題時，送給年輕學生的幾句話“不管你們將來從事什么職業(yè)，有什么樣的志向，一定要注意加強基礎(chǔ)知識學習，打牢基本功和培育創(chuàng)新能力是并行不悖的，樹高千尺，營養(yǎng)還在根部。我們把基礎(chǔ)打牢了，將來可以觸類旁通，行行都可以精彩”[7]。鼓勵學生努力把基礎(chǔ)知識打牢，增強自己的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，培養(yǎng)學生勇于擔當?shù)呢熑我庾R和家國情懷，如果祖國有任何需要都能肩負起責任，用自己的知識和智慧保家衛(wèi)國。

3? 探究式教學方法

圍繞信息系統(tǒng)安全課程中的顯著問題，引入探究型教學模式。在信息系統(tǒng)安全課程導(dǎo)學中引入教學的三個問題“為什么學、怎么學、學什么”，比如在講授“為什么學習信息系統(tǒng)安全”，首先通過視頻的形式讓學生觀看飛速發(fā)展的信息化建設(shè)中出現(xiàn)的安全威脅案例，引導(dǎo)學生討論發(fā)生在自己身邊及自己知道的安全問題，由學生的討論結(jié)果得出結(jié)論，如果不對計算機信息系統(tǒng)加以及時和正確的保護，這些攻擊和破壞輕則干擾人們的日常生活，重則造成經(jīng)濟損失，甚至威脅到國家安全，因此社會對信息安全人才的需求越來越迫切。引入習近平總書記提出的“網(wǎng)絡(luò)空間的競爭，歸根結(jié)底是人才競爭”。擁有安全人才，才能進一步將核心技術(shù)掌握在自己手中，才能更好實現(xiàn)自主可控。激勵學生努力學習安全知識，成為祖國的棟梁之才。

圍繞第三章第二小節(jié)訪問控制策略，構(gòu)建問題引導(dǎo)學生逐步發(fā)現(xiàn)并掌握問題的解決方法。從“用戶越權(quán)訪問”現(xiàn)象入手，采用探究型教學模式，設(shè)置一系列與訪問策略相關(guān)的“問題與方法”的安全問題。首先，用戶成功登錄意味著一個合法用戶的接入，這與系統(tǒng)安全中身份認證協(xié)議密切相關(guān)，引導(dǎo)學生理解并掌握引用監(jiān)控器模型中訪問控制模塊的目的，從大家熟悉的身份認證問題解決的是“你是誰，你是否真的是你所聲稱的身份”，是阻止非法用戶進入系統(tǒng)，到訪問控制解決的是“你能做什么，你有什么樣的權(quán)限”，目的是限制合法用戶的操作權(quán)限。進一步引導(dǎo)學生思考不同的應(yīng)用場景下如何給合法用戶進行授權(quán)，引入訪問控制策略。通過探究式教學，從“身份認證”“訪問控制”，拓展到從安全性要求低的系統(tǒng)到安全性要求高的系統(tǒng)如何選擇不同的安全控制策略等問題。該過程體現(xiàn)并落實“以學生為中心”的教學理念，激發(fā)專業(yè)學習的興趣，提升專業(yè)自信，培養(yǎng)學生的專業(yè)使命感和社會責任感，提高教育教學質(zhì)量的同時，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

四? 教學效果

思政設(shè)計緊密圍繞專業(yè)培養(yǎng)方案、教學大綱和教學內(nèi)容，挖掘“思政元素”和專業(yè)知識間的融合點，選取學生感興趣的安全與政治、經(jīng)濟、社會穩(wěn)定、軍事等案例，利用有效的方式融合專業(yè)知識和思政元素，自然引出“思政內(nèi)容”，以“潤物細無聲”的形式浸潤學生，取得的效果在如下幾個方面。

一是學習狀態(tài)：課堂教學過程中，豐富的教學方法和手段，改變了傳統(tǒng)課堂填鴨式的教學模式，改變了課堂氛圍，學生學習的積極性、主動性有了明顯的提升。

二是科學作風：通過實踐教學，學生從不同層面考慮信息系統(tǒng)安全問題，科學作風更加嚴謹，作業(yè)、實驗報告等撰寫更加認真、步驟更完善，結(jié)果更加科學、合理。

三是團結(jié)協(xié)作：團結(jié)協(xié)作的精神更加突出，從合作的實驗過程看，同組內(nèi)學生分工協(xié)作更加和諧，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目多項，在學科專業(yè)競賽中獲國家級、省級獎項多項。

四是專業(yè)知識的理解：通過在教學過程中有效地融入思政元素和豐富的教學案例輔助，加深了學生對專業(yè)知識的印象和記憶，同時也使得對知識理解更加深刻，減少了學生抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。

五? 結(jié)束語

本文從“教學目標和教學內(nèi)容、課程思政教學設(shè)計、教學方法和教學效果”四個維度對課程進行優(yōu)化設(shè)計，在課程思政的教學設(shè)計中，將教學內(nèi)容、教學方法和思政教育緊密結(jié)合，借助恰當?shù)慕虒W手段使得教書與育人渾然一體。通過教學鏈的方式，精選教學實例，深入挖掘每個知識點背后所蘊含的思政元素和傳統(tǒng)文化，使學生對專業(yè)課程有了更濃厚的興趣，引起學生思想共鳴，進而激發(fā)了學生學習的主觀能動性和積極性，有效促進對專業(yè)知識的理解和進一步思考。課程思政是立德樹人的根本要求和教師的重要職責，下一步從教師入手，在強化專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，進一步強化教師的德育意識并提升自身素質(zhì)，做一個有思想、有溫度的與時俱進的教師，在探索專業(yè)教學與思政教育相互促進、協(xié)同發(fā)展的教改中做出一點貢獻。

參考文獻：

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[7] 李克強提醒青年學生：不管將來從事什么職業(yè)，一定要注意加強基礎(chǔ)知識學習[EB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1693928754

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