新工科背景下網絡協議安全課程教改探索

楊玉麗 陳永樂 于丹

［摘 要］作為網絡空間安全及相關專業的綜合性核心課程，網絡協議安全課程涉及多門學科，其內容復雜、理論難度大、實踐性強。鑒于傳統的授課模式難以契合新工科建設的培養目標和要求，課程組以新工科建設需求為基石，緊扣產業實際需求，充分利用線上線下的優勢，從思政建設、課程培養體系和實踐教學體系三個方面探索該課程的混合式教學模式，以期為高校新工科課程的教學改革提供新的思路和方法。

［關鍵詞］新工科；網絡空間安全；課程思政；混合式教學模式；校企合作

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）10-0052-04

隨著全球網絡空間安全面臨的挑戰日益嚴峻，我國網絡空間安全人才仍面臨較大的缺口。截至目前，國內共有81所高校設立網絡空間安全專業，全國高校每年培養的網絡空間安全人才不足3萬人，難以滿足300多萬的人才市場需求[1]。因此，構建具有專業特色的課程體系，培養一流的網絡空間安全人才，是高校肩負的重要歷史使命。針對網絡空間安全專業特有的攻防兩面性特征，高校應從服務國家戰略出發，積極改革傳統的人才培養模式。在課程體系中，應深入挖掘各課程的思政元素，強化思政建設與課程體系的融合，以確保網絡空間安全人才的可靠性[2]。同時，通過優化專業課程體系，培養具備國際競爭力的高素質復合型人才，以解決網絡空間安全人才短缺的問題[3]。

一、網絡協議安全課程建設存在的問題

網絡協議安全作為網絡空間安全專業的核心課程，涉及計算機網絡、數論、密碼學、通信工程、人工智能等多學科內容，具有知識面廣、知識體系復雜、實踐性強、更新速度快等特點。然而，該課程作為新興學科，開設時間較短，授課教師缺乏豐富的教學經驗，在課程思政、課程培養體系和實踐教學環節等方面面臨著巨大挑戰，難以達到新工科建設目標的要求。

（一）課程思政亟待完善

在思政教學方面，網絡協議安全課程的授課教師通常采用“補充”的方式，將思政案例融入課堂教學中[4]。這種方式不僅增加了教學負擔，而且難以將思政內容與專業知識體系有效融合，影響了思政教學的效果。此外，課程思政教育的考核評價應貫穿整個教學過程，通過課程思政評價來發現并解決存在的問題[5]。當前，該課程的思政建設缺乏相應的評價機制，難以實現以評促建、以評促改的目標。

（二）課程培養體系同質化

由于網絡空間安全專業的師資力量緊缺，部分高校的網絡空間安全專業與信息安全專業的差異性并不顯著，導致該專業開設的相關課程，以及課程內容的設置等方面都存在不同程度地沿用信息安全專業的方式[6]，網絡協議安全課程也存在類似問題。這種沿用信息安全專業的教學方式對學生接受網絡空間安全專業的前沿知識具有局限性[7]，同時也降低了學生探索該領域知識的興趣，難以滿足經濟社會對多元化復合型網絡空間安全人才的需求[8]。

（三）實踐教學環節薄弱

鑒于從事網絡協議安全授課的教師多從通信、計算機、信息安全等相關專業轉型而來，他們普遍基礎理論扎實，但工程實踐能力相對不足[4]。此外，僅僅通過單一仿真平臺驗證課程中的關鍵技術原理，難以有效訓練和提升學生解決復雜網絡工程安全性問題的能力[10]。

二、網絡協議安全課程教改的思路

（一）完善思政建設

針對網絡協議安全課程在思政教學方面存在的問題，教師需深入挖掘具有時效性和多樣性的思政案例，通過潛移默化的方式激發學生的科技報國情懷，并讓他們深刻認識到網絡安全技術的雙刃性。同時，教師還應分別建立以學生為中心和以教師為中心的評價方法，以完善該課程的思政評價體系。

（二）優化課程培養體系

在優化網絡協議安全課程培養體系時，教師應充分利用互聯網平臺資源，采取線上線下相結合的混合式教學模式，打破時空限制，實現教學資源的多渠道獲得，并拓展延伸教學內容。在此基礎上，教師應考慮學生專注領域的差異性，結合區域經濟特色的安全需求，制訂個性化的培養方案，以激發學生的學習熱情與主動性，從而培養出多元化復合型的網絡空間安全人才。

（三）強化實踐教學環節

針對實踐教學環節缺乏開放性、綜合性和創新性的問題，教師應綜合考慮網絡協議安全課程的特點及所需掌握的技術等要素，構建基于真實網絡環境的綜合性實踐項目，并設計逐層遞進的實踐課程體系，以提升學生的動手能力和創新實踐能力。

三、網絡協議安全課程教改的具體措施

針對網絡協議安全課程在思政建設、課程培養體系及實踐教學環節等方面存在的問題，課題組設計了如圖1所示的建設框架。該框架旨在完善課程思政建設，強化網絡空間安全人才培養的思想政治教育工作；針對專業師資力量匱乏的問題，探索線上線下相結合的混合式教學策略，并構建個性化的課程培養體系；同時，通過校企協同合作的實踐教學體系，提升學生的創新實踐能力。

（一）課程思政建設

1.建立思政元素庫

綜合考慮網絡空間安全專業的特點，以及網絡協議安全課程的教學目標，課題組設定了該課程思政育人的目標：將常見的協議漏洞、攻擊手段及防御方法等內容與當前國際網絡空間環境所面臨的機遇和挑戰相結合，通過拓展和延伸教學內容，深度挖掘其中的思政元素，實現思政元素與教學內容的有機融合，培養學生的科技強國責任感和使命感，培養出具有國際視野和開拓創新精神的網絡空間安全人才。

基于網絡協議安全課程的知識點，課題組將授課內容與網絡空間安全學科發展的典型事件、科技人物以及捍衛國家網絡主權的重要性相結合，完善和優化教學大綱，拓展授課內容的廣度、深度和溫度。同時，從家國情懷、創新思維、科學方法、工匠精神等方面挖掘和提煉網絡協議安全的思政元素，建立課程思政元素庫。該思政元素庫中的每個元素均從知識點、切入點和思政目標三個方面進行描述。表1列出了部分思政元素作為示例。

2.課程思政的評價機制

為全面準確地評價課程思政的教學效果，課題組設置了以學生為中心的過程性評價方法和以教師為中心的多元化評價方法。

以學生為中心的過程性評價方法：在原有的知識技能考核基礎上，增加對學生參與課程思政教育的主動性、實踐性和反思性的過程性考核指標。具體而言，一是課堂上加強對學生在思想政治主題調研和討論中的參與度的考核；二是重構實驗內容，以突出專業特色，并通過實驗報告的“心得體會”部分考核學生的實踐效果；三是增加“自我評價”和“他人評價”環節，以提升評價的全面性和準確性。

以教師為中心的多元化評價方法旨在幫助教師反思并改進教學，確保教學過程的思想高度和理論深度。具體評價從以下三個方面展開：首先，學科組評價教師是否細化了課程思政目標，是否深挖了思政元素并將其融入教學環節；其次，同事評價教師的專業知識講解水平、課程思政實施效果及職業教育素養；最后，學生評價教師是否設置了課程思政環節、是否傳遞了正確的價值觀，并真正觸動學生的心靈，激發其科技報國的情懷。

（二）基于混合式教學的個性化課程培養體系

基于移動互聯網技術，設計線上線下協同合作的混合式教學模式。該模式包含三個教學環節。首先，課前采用線上教學模式，利用雨課堂、中國大學MOOC、超星學習通等平臺資源，結合項目驅動的方式，精心設計教學計劃和內容，推送電子課件、微視頻等資料，引導學生自學，激發其學習熱情。其次，課中采用線下教學模式，通過在線課堂管理平臺與學生面對面交流，對課前預習的內容進行提問與點評，采用“評中教，教中學”的方式，詳細講解重點難點，并總結歸納。最后，課后采用線上教學模式，打破時空限制，方便學生回顧學習內容，進行查缺補漏和拓展延伸。

在此基礎上，綜合考慮學生興趣、科研方向、網絡空間安全專業的課程體系以及研究生培養體系，從廣度和深度兩方面探索個性化課程培養體系的設置。在廣度上，利用現有的網絡教學資源，融合其他專業的在線精品課程，構建網絡空間安全學科的網絡教學平臺，通過呈現多樣化的學習資源，營造沉浸式學習氛圍，拓寬學生的知識視野；在深度上，基于TCP/IP協議的安全性分析方法，引導學生探索物理網通信協議、工業互聯網協議等前沿技術，并密切關注最新的安全防范策略。同時，充分發揮研究生“傳幫帶”的作用，加強本科生與研究生之間的交流，鼓勵本科生提前參與課題研究，以實現本科生與研究生培養環節的銜接。

（三）校企協同合作的實踐教學體系

通過與360、藍盾、東巽科技（北京）有限公司以及山西信思智學教育科技有限公司等多家企業合作，推進產學研結合，為網絡空間安全專業形成具有交叉性、實踐性和服務性等特色的專業奠定基礎。在網絡協議安全實踐課程體系中，通過校企協同合作，增加了綜合性實踐與創新性實踐環節。

綜合性實踐：根據實驗要求和目的，選擇貼近現實的企業應用場景，培養學生解決復雜網絡工程安全性問題的能力。例如，設計企業網絡IPSec VPN的開放性實驗項目，學生需要根據具體應用場景設計網絡拓撲圖，完成物理連接、配置和測試工作，并對拓撲圖中的中心站點和分支站點進行IPSec和VPN技術配置。通過這一綜合實踐環節，學生不僅能夠熟悉企業網絡的構建與配置流程，還能掌握IPSec和VPN的關鍵技術及配置方法，從而有效提升他們的綜合應用知識能力和實踐操作水平。

創新性實踐：圍繞企業實際需求，基于網絡空間安全學科科研團隊的研究方向，組建創新創業導師團隊。通過簡化、抽取或切片科研項目，構建創新性實踐項目，培養學生的二次開發能力，鼓勵學生積極參與學科競賽，以鍛煉他們的創新精神和團隊協作能力。

四、結語

針對網絡協議安全課程建設的不足，課題組探索了線上線下相結合的混合式教學模式。通過加強課程思政體系建設，構建基于混合式教學的個性化課程培養體系，為培養多元化復合型網絡空間安全人才奠定基礎。同時，設計校企協同合作的實踐教學體系，以提升學生的創新和協作能力。該模式能夠滿足新工科背景下網絡空間安全人才的培養需求。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 劉建偉.發揮一流網絡安全學院特色優勢? 培養網絡空間安全拔尖創新人才[J].計算機教育，2023（2）：6-7.

[2] 程光.“四位一體”的網安創新人才培養實踐與思考[J].中國信息安全，2023（3）：36-38.

[3] 康緋，舒輝，張連成.“新工科”背景下網絡空間安全拔尖人才培養的探索與實踐[J].網絡安全技術與應用，2023（3）：90-92.

[4] 常利偉，李春雪，劉暢，等.網絡空間安全人才培養體系現狀分析與建設途徑[J].信息安全研究，2018，4（12）：1083-1088.

[5] 李莉，宋亞奇.網絡安全課程思政元素提煉與融入教學設計[J].教育教學論壇，2023（1）：133-136.

[6] 董思妤.“德、技、戰”三維育人模式的《網絡安全技術》課程教學實踐探索[J].網絡安全技術與應用，2023（10）：104-106.

[7] 蘇婷，蔣琳，房敏.網絡與信息安全方向系列課程貫通式教學探索與實踐[J].計算機教育，2023（6）：76-80.

[8] 閆璽璽，馮蘇偉，張靜.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[J].高教學刊，2023，9（5）：157-160.

[9] 張冬雯，張光華，張曉明，等.新工科多方協同育人背景下的網絡安全人才培養模式研究[J].當代教育實踐與教學研究，2020（5）：87-89.

[10] 張連成，郭毅，程蘭馨，等.“新工科”背景下網絡空間安全人才培養實驗教學改革探究研究[J].網絡空間安全，2019，10（10）：101-104.

［責任編輯：梁金鳳］