基于校企協同育人模式的網絡攻擊與防御課程教學研究

摘要：高校培養信息安全專業人才與企業所需人才能力之間的鴻溝亟待解決，縮小校園到職場之間的差距是所有高校教學過程中需要思考的問題。針對高校在教學過程中存在的不足之處，引入企業參與互補，這種創新模式已逐步成為高等教育中的新思路。網絡攻擊與防御課程作為信息安全專業的核心課程，結合信息安全專業校企協同育人模式的現狀，分析了網絡攻擊與防御課程采用校企協同育人模式的意義。從實際的教學經驗出發，分析了網絡攻擊與防御課程教學運用校企協同育人模式的不足，提出高校可以以項目為導向、實施“跨界培養”，增加案例教學、使教學內容與實際產業鏈緊密結合，結合企業人才需求調整課程內容等方面來完善網絡攻擊與防御課程的教學。

關鍵詞：校企協同育人；網絡攻擊與防御課程；教學設計；教學改革；跨界培養

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）23-0107-04

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

黨的二十大報告在以往實踐基礎上創造性提出“統籌職業教育、高等教育、繼續教育協同創新，推進職普融通、產教融合、科教融匯，優化職業教育類型定位”，這是一體實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，開辟發展新領域新賽道、不斷塑造發展新動能新優勢的重要突破口。報告指出需要從理念和制度層面，進一步強化應用型高校辦學定位，推動轉型發展，更好服務產業。強調應用型高校轉型是優化高等教育結構、推動建設高質量教育體系的必由之路，應加強工業技術文化建設，讓學術文化與工業技術文化具有同等地位，共同促進社會生產力提升。

網絡環境不斷演化的今天，幾乎每個人都依賴互聯網進行日常活動，包括工作、教育、娛樂和社交，新技術如5G、物聯網（IoT） 、云計算和人工智能等的不斷發展，使網絡環境更加復雜和智能化，伴隨著各種網絡犯罪活動如勒索軟件、網絡釣魚和數據泄露也在不斷增加，威脅個人、組織和國家安全，個體和組織都需要增強對網絡威脅的認識。高校作為人才培養的基地，網絡攻擊與防御作為信息安全專業的核心必修課程，其重要性也不言而喻，為更好地開展人才培養，高校引入校企協同育人模式，發揮企業和高校二者之所長，盡量減小學校培養人才能力與企業需求之間的差距。

1 傳統網絡攻擊與防御課程的基本現狀

1.1 傳統教育基本現狀與挑戰

傳統網絡攻擊與防御課程在高校和培訓機構中仍然占據重要地位，為學生和專業人員提供了網絡安全知識和技能的基礎。然而，這些課程在當前的教育環境中面臨一些基本現狀和挑戰。對各校在網絡安全及相關專業教學過程中可能存在的問題，根據《網絡安全人才現狀白皮書》統計結果，綜合得分較高的有以下四項：培養目標定位不準確及教學計劃不合理、教學方法單一、忽略個性培養、缺乏教學案例[1]。

首先，理論與實踐不平衡，傳統網絡攻擊與防御課程通常著重于網絡安全的理論基礎，包括安全原則、威脅分類、密碼學等。雖然這些理論知識對建立堅實的基礎至關重要，但課程往往缺乏實際操作和演練。這種不平衡可能導致學生難以將所學理論應用于實際情境中，因此需要更多的實際操作和模擬演練。其次，內容滯后，網絡安全領域的發展速度非常快，新的網絡威脅和攻擊技術不斷涌現。然而，傳統課程的內容更新不及時，往往無法跟上這些最新的威脅和趨勢。這使得學生在畢業后可能面臨處理過時信息的挑戰。第三，師資短缺，網絡安全專業人才的需求一直在增長，但師資力量相對匱乏。擁有實際操作經驗豐富的教師和導師對于有效的教育至關重要。缺乏這些專業師資可能影響學生的學習和職業準備。第四，標準和認證，網絡安全領域存在眾多的專業認證，如CISSP、CEH等。然而，傳統課程未必與這些認證標準對接，導致學生在就業市場上可能不夠競爭力。更好地將課程內容與行業標準和認證相結合，可以提高學生的職業機會。最后綜合性不足，一些傳統課程可能過于側重特定領域，如網絡防火墻或惡意軟件分析，而忽視了廣泛的網絡安全知識。網絡安全是一個綜合性領域，學生需要了解各個方面，從防火墻配置到社交工程攻擊的防范。

改進網絡攻擊與防御課程需要更強調實際操作、與行業認證接軌、持續更新課程內容，并培養學生解決復雜網絡安全問題的能力。

1.2 培養信息安全人才的目的

據教育部《網絡安全人才實戰能力白皮書》[2]數據顯示，到2027年，我國網絡安全人員缺口將達327萬。圖2顯示，2022年3月至2023年5月，全國網絡安全科技人才需求規模指數從1.0上漲到1.4，市場需求累計增長高達40%。

高校作為人才培養的搖籃，對于數量缺口巨大的信息安全人才，主要培養的目的有幾個方面：第一，提高信息安全意識，通過教育和培養，讓學生了解信息安全的重要性，培養信息安全意識，學會保護自己的信息安全。第二，掌握信息安全技術，培養學生掌握信息安全相關的技術和知識，如網絡安全、系統安全、數據安全等，提高學生的技術能力和實踐能力。第三，培養信息安全專業人才，通過專業的信息安全人才培養，提供高質量、多樣化的人才資源，為信息安全行業提供更多的人才支持，提高信息安全行業的發展水平。第四，促進信息安全行業發展，通過培養信息安全人才，為信息安全行業提供更多的專業人才，推動信息安全技術和行業的發展，保障國家信息安全。第五，培養全面人才，除了技術能力，信息安全人才培養還應該關注學生的人文素質、領導能力、團隊協作能力等方面，培養全面發展的信息安全專業人才。

1.3 企業對于信息安全人才的需求

作為技術迭代更新很快的信息安全行業，相關企業對信息安全人才的能力要求也相對較高，《網絡安全人才實戰能力白皮書》[4]指出，用人部門在招聘時最關注的是網絡安全實戰能力（60%） ，其次才是網絡安全專業知識（45%） ；其中，滲透測試、漏洞發現與利用和逆向分析方向，是用人單位最緊缺的攻防實戰技能方向，分別占比40%、33%和32%。這說明作為國家關鍵信息基礎設施，不僅更為重視自身業務安全、數據安全的保障工作，同時更加需要能夠解決實際問題的安全專業人員。圖3展示了企業緊缺的實戰人員技能方向。

1.4 校企人才需求差距現狀

企業需要的信息安全人才不僅需要具備扎實的技術知識和實踐經驗，還需要具備安全意識、管理能力和應急處置能力等多方面的綜合能力。然而，目前作為信息安全專業核心必修課之一的《網絡攻擊與防御》課程，在授課過程中缺乏企業的參與，導致高校所培養的信息安全人才與企業人才需求之間存在一定的差距，主要表現在以下幾個方面：

① 實踐經驗不足：在高校學習信息安全專業的學生缺乏實踐經驗，對實際工作中的情況不夠了解，因此難以快速適應企業的工作環境和工作內容。

② 技能要求不匹配：企業對信息安全人才的技能要求往往更為具體和專業化，而高校教育的內容相對較為廣泛，缺少具體的專業技能培養，因此學生畢業后需要經過一定的培訓和實踐才能適應企業的需求。

③ 缺乏跨學科能力：信息安全領域需要的人才不僅要具備計算機技術和網絡安全知識，還需要了解相關的法律、政策、管理等多個領域的知識，而高校教育往往只注重學科本身的知識傳授，缺乏跨學科能力的培養。

④ 溝通和協作能力不足：在信息安全領域，需要的人才不僅要具備技術能力，還需要具備良好的溝通和協作能力，能夠與不同的部門和團隊進行協作。然而，高校教育往往缺乏對這方面能力的培養。

2 校企合作的課程建設方法

2.1 教學基礎建設

目前各大高校培養信息安全人才主要采取的措施有幾種方案，一是設置多種學科，信息安全人才的培養需要一個全面的學科體系來支撐，目前很多高校都設立了信息安全相關專業或者學科，例如計算機科學、網絡工程等。二是采用多種教學模式，傳統的課堂教學模式難以滿足信息安全人才的培養需求，因此很多高校采用了多種教學模式，如以項目為導向的教學、以實踐為基礎的教學、以實驗為主的教學等。三是開展實踐訓練，信息安全需要一定的實踐技能和經驗，因此許多高校開設了實驗室和實踐課程，讓學生能夠通過實踐來掌握知識和技能。四是設置多門課程，信息安全人才培養需要涵蓋多個方面的知識和技能，例如網絡安全、系統安全、數據安全等，因此很多高校設置了多門課程來全面地培養學生的信息安全能力。五是采用多元化培養模式，信息安全人才需要具備多種技能和能力，因此許多高校采用了多元化的培養方式，如雙學位、雙證書、國際交流等，來提高學生的綜合素質和競爭力[5-6]。

2.2 校企合作教學模式

2.2.1 校企合作教學意義

將教育與產業、科技深度融合，以更好地適應經濟和社會的發展需要。網絡攻擊與防御課程建設推進產教融合和科教融匯，在培養應用型人才、推動產業發展、提升教學質量、推進科技創新和促進區域發展等方面具有一定的意義（圖4） ：

1） 培養應用型人才：產教融合和科教融匯能夠更好地將教育與實際應用相結合，培養出具有實際能力和實踐經驗的應用型信息安全人才。

2） 推動產業發展：信息安全產業需要高素質的人才，而教育的目標就是培養這些人才。通過教育與產業的深度融合，可以促進信息安全產業發展。

3） 提升教育質量：產教融合和科教融匯可以幫助學校更好地理解信息安全行業需求，因此可以更好地培養符合信息安全市場需求的人才，提高教育質量。

4） 推進科技創新：科教融匯可以讓科技創新更好地服務于信息安全產業發展，而產教融合可以將科技創新與實際應用相結合，促進科技創新的轉化和應用。

5） 促進區域發展：通過教改項目的推進，可以促進教育和產業的深度融合，進而促進區域經濟的發展。

2.2.2 校企合作教學研究

1） 以項目為導向，將企業需求融入教學

以項目為導向，將企業需求融入網絡攻擊與防御教學，是一種創新的教育方法，旨在培養學生在網絡安全領域的實際技能和知識。這種方法強調將教育與實際應用相結合，以滿足不斷增長的網絡威脅和企業需求。

在這種教學模式中，學生將在模擬的企業網絡環境中執行各種網絡攻擊和防御任務。這些項目可能包括模擬網絡滲透測試、應對惡意軟件攻擊、網絡監控和日志分析等。通過參與這些項目，學生可以親身體驗和了解網絡攻擊的各個方面，從而更好地理解潛在威脅和如何保護企業網絡。

成都信息工程大學與綠盟、360等安全公司建立了長期合作關系，這些公司的工作人員會參與課程的教學活動中，主要從實驗部署、實驗環境搭建等方面輔助高校教學，復現了熱門安全漏洞，如烏克蘭停電事件等，使學生在課堂上學到真正有用的技能，而不僅僅是理論知識。

通過以項目為導向的教學，學生還能夠培養解決問題和團隊協作的能力。他們將需要合作完成各種任務，模擬實際工作中的情境。這有助于培養他們的職業素養，使他們更容易融入企業網絡安全團隊。

總之，以項目為導向，將企業需求融入網絡攻擊與防御教學是一種有前景的方法，可以更好地為學生提供實際技能，使他們更容易滿足企業對網絡安全專業人才的需求。這不僅有助于學生的個人職業發展，還有助于提高網絡安全領域的整體素質。

2） 增加案例分析，使教學內容緊跟產業鏈發展

隨著信息安全產業的不斷演進，將案例分析納入教學內容是確保學生在網絡安全領域保持競爭力的關鍵一環。通過增加案例分析，高校可以使教學內容更貼近信息安全產業鏈的發展趨勢，為學生提供更具實際意義的知識和技能。

案例分析是一種有力的教育工具，它通過實際案例和真實世界的挑戰來教授學生。這些案例可以涵蓋從網絡入侵和數據泄露到網絡防御和風險管理等各個方面。通過分析這些案例，學生可以深入了解當前信息安全領域的最新威脅和挑戰。

教育機構可以與行業合作伙伴合作，獲取最新的案例和數據，以確保案例分析內容與信息安全產業鏈的發展同步。這不僅使學生能夠接觸到最新的問題和解決方案，還有助于培養他們的分析和解決問題的能力。

此外，案例分析還可以幫助學生更好地理解信息安全的實際應用。他們可以學習如何應對真實情境下的安全事件，了解如何制定安全策略和采取行動，以保護組織的數據和資產。這種實際經驗是畢業生進入職場的巨大優勢。

根據每年公布的CVE漏洞，每年更新校企合作搭建的信息安全實踐平臺中的實驗項目，以成都信息工程大學為例，表1展示了近期更新的案例庫。

3） 定期調研人才需求，使培養方案與時俱進

隨著社會和技術的不斷發展，企業對信息安全人才的需求也在不斷變化。為了確保課程培養大綱能夠與企業需求保持一致，定期調研人才需求變得至關重要。

根據每年企業招聘對于信息安全專業學生的能力要求，除了進行信息安全基礎知識教學外，也引入了前沿技術講座，并在大二、大三各階段，邀請企業導師來學校給學生授課，與企業建立緊密的合作關系，以了解他們的需求和期望。并推薦同學進入到有條件提供實踐機會的企業中實習，以幫助他們應用所學的知識。

3 結束語

網絡攻擊與防御課程是信息安全及相關專業的必修課，但課程內容有一定難度，并且知識迭代速度快。通過協同育人模式的研究，對網絡攻擊與防御課程進行改革和創新，從而激發學生的學習興趣，提升學生的學習效果，增強學生的實踐動手能力。從近2年的教學改革實踐看，學生積極性得到了一定的提高，實踐能力普遍增強，在各級各類比賽獲獎人數和級別也在逐年遞增。

在未來的教學中，課程仍需要從實際出發，緊密結合企業人才需求，拓寬思路，讓課堂生動起來，讓學生的主動性調動起來。

參考文獻：

[1] 2020-2021年網絡安全人才現狀白皮書[OL]. https：//wenku.baidu.com/view/2a73a167cb50ad02de80d4d8d15abe23482f03ae.html.

[2] 2022年網絡安全人才實戰能力白皮書攻防實戰能力篇[OL].https：//weibo.com/ttarticle/p/show？id=23094048117827862530 45#_loginLayer_1698761167525.

[3] 2023網絡安全人才市場狀況研究報告（baidu.com）[OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1774255270483595914&wfr=spider&for=pc.

[4] 網絡安全人才實戰能力白皮書[OL].http：//www.ahjgbzw.gov.cn/content/detail/6317f2347f8b9aa0218b4567.html.

[5] 王曉燕，董昊.基于校企協同育人模式的數據結構課程教學研究[J].南陽師范學院學報，2022，21（3）：60-63.

[6] 王瑾琦，樊卓.校企協同育人模式下課程思政建設研究[J].廣西教育學院學報，2023（2）：139-143.

【通聯編輯：王 力】