信息安全專業創新實踐教育體系的構建

摘" 要：創新性實踐教學在培育創新型人才方面具有重要作用，為高校本科生提供了鍛煉實踐能力和激發創新精神的寶貴機會。對信息安全專業學生的實踐能力教學進行深入探索與研究，構建出一套實用有效的教育體系。這一體系能培養學生獨立思考的能力，提高學生解決實際問題的能力，教學改革成效顯著。信息安全專業創新實踐教育體系涵蓋專業課程的精心規劃、創新實踐環境的全面優化，以及通過學科競賽等途徑培養符合社會需求的高素質信息安全人才。

關鍵詞：信息安全；創新實踐教育體系；實踐能力；學科競賽

文章編號：1671-489X（2025）04-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.04.

0" 引言

隨著信息技術的迅猛發展和廣泛應用，國家安全的范疇已經不再局限于傳統的領土安全，而是拓展到了信息網絡空間的安全。信息安全已經演變成為一個綜合性強、跨學科的領域。在我國高等教育體系中，信息安全專業因其與時俱進的重要性和廣泛的社會需求已成為熱門專業。然而，隨著網絡攻擊手段的不斷更新和復雜化，高校信息安全教育不僅要培養學生扎實的理論知識，更要著重培養學生的創新實踐能力和解決實際問題的能力。信息安全專業教育應該直接面向實際應用和工程實踐領域，著重培養具備實際操作技能的人才[1]。

1" 國內高校信息安全人才創新培養面臨的

問題

依托堅實的專業背景和先進的實驗設施，清華大學、北京郵電大學和北京交通大學等高校在信息安全人才的創新培育方面取得了一定成果，積累了一定經驗。然而，全國仍有一些高校在信息安全創新實踐能力培養上有待加強[2]。主要面臨問題如下。

1.1" 系統性和研究性不強

目前，國內高校在組織創新訓練項目和競賽等信息安全實踐活動時，仍局限于執行和推廣教學改革措施，尚未全面、系統地從模式、方法和條件建設等角度深入研究如何通過自主創新實踐活動培養本科生的創新能力。同時，缺乏全面融合課堂教學、實踐課程和課外創新實踐的教育體系，未能形成強大的合力讓學生得到充分、綜合的創新訓練。

1.2" 創新實踐活動形式和類型比較單一

在創新實踐活動過程中，眾多高校作為執行主體，常常面臨內容設計淺顯和相互模仿的問題。如主要依賴自主科研課題或信息安全競賽作為組織形式，項目類型相對狹窄，在某種程度上限制了自主創新能力的培養范圍和深度。同時，學校對基礎研究和復合型自主創新能力的支持尚顯不足，更缺乏對個性化自主創新能力的深入發掘和培養。

1.3" 特殊人才發現和選拔機制落后

近幾年，信息安全日益成為國家和企業關注的重點。在信息安全領域，人才的培養和選拔顯得尤為重要。尤其是對信息有敏銳洞察力、具備獨立思考能力和出色動手能力的人才，在信息安全領域中發揮著不可替代的作用。然而，傳統的選拔機制往往以考試成績為主要評價標準，導致一些實踐能力強但不善于考試的優秀人才流失。同時，一些非專業院校的技術人員盡管實踐經驗豐富，但礙于種種因素，往往難以被現有的培養體系所吸納。

2" 信息安全專業創新實踐教育體系建設

針對以上問題，北京科技大學計算機與通信工程學院進行了深入探索和實踐。學院積極響應國家和社會需求，整合校內外優勢資源，為信息安全專業的學生構建了一套涵蓋實驗教學、實踐活動、各類信息安全競賽等的完整教育體系。

2.1" 實踐課程群建設，統一規劃專業課程體系

學校本科教育教學改革不斷推進與深化，促使本科生專業課整體結構發生顯著的變化。在教改的過程中，專業課程不再是單一的理論傳授，而是更加重視實驗與實踐的作用，突出動手實踐能力培養在信息安全專業課程教學環節中的主導地位。學院更是大刀闊斧地增加了信息安全專業學生的實驗課時占比，精心規劃并開設了多門富有針對性的課程設計與實踐類課程。

自本科教育教學改革實施以來，學院信息安全專業的課程不斷擴充與優化，原課程體系由9門必修課和選修課組成，現已擴展至13門課程。實踐類課程和課程設計實驗課的數量從1門增至4門，并且確保所有課程都包含實驗課時。這一變化不僅提高了學生的動手實踐能力，也充分體現了理論與實踐相結合的教學理念。信息安全專業本科大三網絡安全實踐課程的學時和內容安排如表1所示。

經過精心策劃與構建，學院創建了需求導向的一體化課程體系。該體系將理論知識與實踐技能緊密結合，確保學生在學習過程中能夠同時積累扎實的基礎知識和實踐經驗，培養學生的綜合素質和創新精神[3]，關注工程能力與跨學科協作的結合。通過提供豐富的動手實踐機會，讓學生能夠將課堂上學到的理論知識應用于實際問題的解決，從而進一步加深對理論知識的理解。這種實踐與理論的互動不僅促進了學生的能力提升，也實現了教育的高效性，推動了學生全面發展[4]。

2.2" 提供多元實踐平臺，全面優化創新大環境

2.2.1" 形式新穎的課堂教學實踐平臺

在實踐環節中設置內容豐富的實驗項目、借助新型實驗器材和西普信息安全實驗平臺、紅亞網絡攻防實驗平臺等教學實驗平臺，為學生提供更多動手實踐的機會。在實驗教學中，給予學生足夠的實踐時間，避免簡單的結果重復，鼓勵他們發揮主觀能動性，結合學習和實踐，創造出富有創新和實用性的成果。此舉不僅增強了學生的實踐能力，也推動了教育教學的持續發展[5-6]。

網絡安全實踐是學院一門設計類的實踐課程，學生在課堂上根據自身技術專長分組，并自由挑選課堂提供的豐富實驗器材，如多功能傳感器套裝、多樣化的NFC模塊等，再結合網絡設備如路由器等，在教師的指導下開發出具有實際生活應用價值的成品，如課程簽到打卡器、食堂飯卡讀卡充值一體機等。此類實驗項目不僅充分融合了硬件、編程、數據庫和網絡等多學科知識，而且極大地激發了學生的學習熱情和創新潛能，為他們在網絡安全領域的探索與發展奠定了堅實基礎。

2.2.2" 豐富多樣的競賽指導內容，建立實驗實踐教學綜合服務平臺

依托豐富多樣的競賽，為學生提供競賽指導和實踐平臺。根據學生的興趣愛好和學習基礎引導他們參加不同層級的競賽。學院為對信息安全感興趣的學生提供不同層次的競賽活動。例如：初學者可以從春季校級賽開始，通過準備、參與和總結，逐步提升MISC、WEB、PWN等模塊的知識與技能；對于已經具備一定基礎的高年級本科生，鼓勵其參加更高水平的省賽、區域賽乃至全國賽。這些競賽不僅有助于激發學生的學習熱情，更能鍛煉他們運用專業知識解決實際問題的能力。通過不同層次的競賽體驗，學生可以在實踐中不斷成長，為未來在信息安全領域有所作為打下堅實的基礎[7]。網絡信息安全競賽指導內容具體安排如表2所示。

學校已經建立實驗實踐教學綜合服務平臺，通過平臺管理學生從報名參與全國各項競賽到獲獎的全過程，并且通過學院CG希冀計算機專業課一體化平臺向學生開放競賽模擬系統，實現網上與網下緊密結合、課內與課外無縫銜接。

2.3" 依托學科競賽的創新人才培養模式

為信息安全專業學生提供充足的實踐指導和競賽指導的師資力量，力求充分發揮學科競賽在培養信息安全人才方面的作用。以提升創新實踐能力為核心，結合課堂教學、實踐活動和科研任務，構建信息安全實踐創新人才培養模式。

教師和學生是實施該模式的兩大主體，教師負責理論教學和科研任務，學生參與課程實踐和學科競賽。學生通過理論學習、課程實踐、科研任務和學科競賽四項內容的綜合實踐，提升自身的綜合能力，借助學科競賽的創新人才培養模式，形成閉環結構。教師和學生在該模式下相互促進，形成良性的互動關系。這一模式有效激發了學生的學習熱情，提高了學生的實踐能力和創新意識。通過參與學科競賽，學生能夠更好地掌握信息安全領域的知識和技能，為未來的發展打下堅實基礎。在信息安全領域，創新實踐能力尤為重要，只有通過實際的操作和解決實際問題，學生才能真正掌握專業知識，并且能夠將其靈活運用在科研和工作中。因此，建立依托學科競賽的信息安全創新人才培養模式，如圖1所示，對提高學生的實踐能力和創新能力具有重要意義。

學科競賽是培養創新人才的重要途徑，通過將理論、實踐、科研與競賽相結合，可以為學生提供更廣闊的成長空間。這種教育模式旨在選拔優秀學生并培養其創新實踐能力，使其在學科競賽中得到更全面的鍛煉。通過這種方式，學生能夠在實踐中不斷學習、探索和挑戰，為未來的發展奠定堅實基礎[8-9]。以創新實踐能力為核心的教育模式，有助于培養學生的創新思維和動手能力，使他們成為未來社會發展的中堅力量。

3" 信息安全專業創新實踐教育體系實施效果

經過教學改革的不斷探索與實踐，學院信息安全專業實驗教育體系已初步建立。該體系在注重理論知識的基礎上增加實踐教學學時，在實踐環節中設置了內容豐富的實驗項目，借助了新型實驗器材和實驗平臺，并且具備充足的實踐指導和競賽指導的師資力量。目前，該體系能夠有效滿足300多名信息安全專業本科生的實驗教學需求。體系的建立不僅是教學水平持續提升的體現，更是促進學生全面發展和培養學生未來就業能力的重要保障。

教改后的教評調研結果顯示，學生對課堂的滿意度超過97%。在科技競賽中，學生積極參加各類全國性比賽，包括全國大學生信息安全競賽技能挑戰賽（CTF）、“強網杯”全國網絡安全挑戰賽、“鑄劍杯”全國大學生網絡安全攻防競賽、“藍帽杯”全國大學生網絡安全技能大賽等。僅2024年，信息安全專業學生就獲得了12項國家級、8項省部級和54項校級各類競賽獎勵，充分展示了創新實踐教育體系建設成果和學生出色的綜合素質與創新能力。

4" 結束語

信息安全專業創新實踐教育體系涵蓋了實驗教學、實踐活動、各類信息安全競賽指導和實驗實踐教學綜合服務平臺，全面提升了學生的實踐能力和創新精神。通過這一教育體系的構建和實施，學生可以在學習理論知識的同時，通過實驗操作、實踐活動和學科競賽，將理論知識轉化為實際操作能力，進而增強對信息安全領域的理解和掌握。創新實踐教育體系不僅有助于培養符合社會需求的信息安全專業人才，也為我國信息安全領域的持續發展和國家網絡安全提供了堅實的人才保障。面對信息安全領域的特殊人才需求和選拔問題，北京科技大學計算機與通信工程學院通過構建和完善教育體系，為信息安全人才的培養開辟了一條新的路徑。此舉不僅為我國的信息安全領域輸送了大量優秀的人才，也為我國在全球信息安全領域的競爭中贏得了先機。今后，學院將繼續推進教學改革，為學生提供更優質的實踐課程和創新實踐機會，培養更多具備綜合素質和創新能力的優秀信息安全專業人才。

5" 參考文獻

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[8] 周志立，劉玉環.淺談高校信息安全課程的教學現狀與改進措施[J].亞太教育，2016（29）：58-57.

[9] 徐明，龍軍.基于MOOC理念的網絡信息安全系列課程教學改革[J].高等教育研究學報，2013，36（3）：16-19.

*項目來源：北京科技大學教育教學改革與研究項目“學科競賽和專業認證聯合驅動的信息安全人才培養方法研究”（項目編號：JG2022M34）。

作者簡介：王小妹，工程師；王建萍，教授，博士；崔曉龍，高級工程師。