地方应用型本科高校网络空间安全导论课程教学改革研究与实践

关键词：网络空间安全；课程导论；课程改革；人才培养；课程体系

为了加快网络安全人才的培养，国务院学位委员会在2015年6月正式增设了“网络空间安全”一级学科[1]。之后，国内各高校积极申报相关专业，并进一步着手培养网络空间安全专业的本科及以上层次的专业人才。教育部发教高函〔2018〕4号文件显示，全国共有18所高校获批设立网络空间安全专业，其中包括四川大学、武汉大学、东南大学等高校获批国家网络安全学院[2]。截至2022年底，全国共有11所高校获评国家一流网络安全学院建设示范高校，35所院校获得了网络空间安全学科博士学位授予权，241所高校设立了网络空间安全类专业，网络空间安全学科进入了新的发展阶段。为了丰富人才培养体系，池州学院从2020年开始在网络空间安全专业的培养方案中增设了网络空间安全导论课程，旨在向低年级的本科生介绍网络空间安全相关理论。作为网络空间安全专业的基础课程，网络空间安全导论在人才培养过程中起到引导和启蒙的作用[3]。本课程不仅介绍网络空间安全的理论与应用，还帮助学生初步了解网络安全行业的动态和发展趋势，帮助学生建立网络安全专业的学习框架，并设立专业学习目标，为后续课程的学习奠定良好的理论基础。然而，受限于师资水平和教学设备，地方应用型高校在网络空间安全导论的课程目标设置、教学方法应用、教学效果评价等方面存在诸多不足，这对后续课程的学习和学生专业能力的培养造成了一定的负面影响[4-5]。因此，本文结合作者的课程教学和改革经历，分析讨论了课程教学中普遍存在的问题，并探讨了课程的教学内容、授课方法、考核方式等环节的改革方向。

1 课程建设中存在的不足

1.1 教学目标设置不合理

作为面向低年级本科生的专业导论课程，该课程的教学目的应该是培养学生对网络安全有较为感性的认知，了解网络安全课程中常见术语和概念。然而，部分应用型高校过分强调理论教学，例如将“密码学基础”作为教学重点，却忽视了课程的实际应用和学生的学习背景。由于密码学的理论性较强，很多学生缺乏必要的数学基础，难以理解相关算法的基本数学原理，更无法实现密码技术的灵活应用。这反映出部分高校在课程教学目标设定上未能考虑到自身定位和学生的实际能力，导致学生难以吸收课程内容，理解行业动态和专业知识的应用价值。

1.2 教学内容设置不合理

部分应用型高校课程的教学内容理论知识偏多而实践内容偏少。该课程强调从数学原理、密码学理论、系统安全到内容安全的完整网络空间安全保障体系。然而，在低年级本科生尚不具备基本的数学理论知识，对网络安全技术体系缺乏基本认知的情况下，学生很难从关键理论与技术的角度理解网络空间安全学科的理论体系。部分高校着重介绍信息安全标准、密码学基础、网络安全基础、系统安全基础等方面的课程知识，例如椭圆曲线密码、身份认证、物联网安全、硬件系统安全以及云计算安全等内容。此外，课程的概念性内容偏多，缺少关键技术的应用案例，导致许多学生失去了对专业课程的学习兴趣。

1.3 教学和考核方式单一

在传统的课堂教学模式中，网络空间安全专业导论课通常只安排高校教师担任主讲老师，教学模式也以传统的教师讲授为主，学生被动听课。课堂的主动权由教师掌握，学生的参与度较低，缺乏学习的主动性。此外，大部分高校教师缺乏企业从业经验，难以引导学生将理论知识应用到实际工作中。对于课堂教学效果的评价，许多教师只能根据学生的出勤情况进行课堂评估，缺乏随堂问答和考核环节以评估学生对课堂知识的掌握情况。对于课程的实践环节，大多数高校未设置实验课或投入的课时极少，导致教师无法根据课程实验达到专业培养方案中规定的实践能力要求。课程的考核方式主要为期末课程报告形式，难度较低，导致学生未能重视该课程学习。

2 课程改革的主要措施

2.1 教学目标改革

结合池州学院作为地方应用型高校的特点，在修订课程目标的过程中，充分考虑培养学生的技能应用能力和对行业发展动态的感知能力。为了符合学校人才培养层次和定位，进一步降低了学生对密码学原理理解的要求，并增强了对学生实践能力的考核要求，以满足以就业为导向的人才培养方案的要求。此外，在设定课程目标的过程中，充分考虑企业对人才专业能力的需求，邀请产学合作企业参与课程教学目标的修订，将职场技能的培养要求纳入课程的教学目标，并减少部分陈旧概念和学术专用语的介绍。更新后的课程教学大纲如表1所示。

2.2 改革课程教学内容

网络空间安全导论课程是网络空间安全专业的入门基础课，也对本科生的专业学习起到引导作用。改革后的课程内容主要包括以下几个方面：1） 理论和技能教学方面。此项改革着重讲解网络空间安全学科中的基本概念和理论体系，使学生对专业的发展方向有整体认识，有助于学生树立专业知识学习的信心。此外，在课程内容改革中将“公钥密码学理论”部分教学内容变更为“Golang标准密码库”的应用与实践，更加注重学生技能的培养。修订后的教学内容中还增加了网络安全中的新概念及理念，引入了如“云安全”“边缘安全”以及“区块链安全”等内容，降低了对信息安全法律法规的掌握要求。在教学内容的改革中，加入了有关网络安全学科竞赛的教学内容，以“学习专题”的形式引导学生积极参与国内外各类学科竞赛，提高学生的学习兴趣和动手实践能力。2） 操作技能教学方面。此项改革着重培养学生使用编程平台和主要编程语言的能力。例如，学生能够应用“密码学标准库”实现设备间的安全通信，编写常见的加/解密应用以及身份认证协议。此外，课程通过增加实验课的课时来提高学生的实践技能培养力度，并引入产学合作企业的软件开发规范，通过案例教学的方式提高学生的软件开发水平，帮助学生了解企业的技术规范。

2.3 改革课程教学方法

根据池州学院网络空间安全专业导论课程的定位和专业发展需求，改革后采取了以下教学方式：1） 双师同堂。网络空间安全导论涵盖了近世代数、密码学理论、软件工程等多个领域的专业知识，是典型的跨学科基础课程。本门课程拟采取多师协同的教学模式，整合了多学科专业师资和企业导师，特别是数学专业与合作企业的导师，采用双师同堂的方式完成课程的教学任务。此外，课程内容涉及多学科知识的交叉融合，根据课程内容的专业特点选取对应学科专业的教师作为同堂授课教师，能够改善教学效果并使学生接触不同风格的教学模式。2） 翻转课堂。将传统的“以教师为中心”的填鸭式教学模式转变为以学生为中心的“能力需求”模式，从而激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力。课程中的一些章节将采用翻转课堂的形式进行讲授，让学生主导讨论实现特定安全目标的加/解密算法，并评估算法的效率是否与具体应用场景相匹配。3） 课程教学与科研融合。学生在学习本课程时，可以根据个人兴趣和专业技能水平加入研究团队进行学习和技能实践。团队的学生可以基于专业导师的科研项目参加各类学科竞赛，推荐参加的比赛有：中国大学生计算机设计大赛、全国大学生信息安全竞赛、安徽省物联网应用创新大赛等。

3 课程教学改革效果

池州学院网络工程教研室对网络空间安全导论课程的教学模式进行了深度改革，并对池州学院数智学院2023级网络工程专业的两个班级进行了问卷调查。共发放了100份调查问卷，回收了95份有效问卷。调查结果显示，在开始学习该课程前，有86%的学生对网络安全专业缺乏了解，甚至存在不了解的情况，具体结果见表2。在完成该课程学习之后，学生对专业有了更深的认知和理解，主要表现在对网络空间安全专业的理解程度提升、对本专业学习兴趣的增加、对未来几年行业发展趋势的了解以及对未来职业生涯的期望等方面。通过该课程的学习，学生的学习能力明显提升的比例超过了89%，具体结果见表3。因此，可以得出结论：教学改革在激发学生学习兴趣、促进学生掌握网络安全专业知识方面取得了较好的效果。

4 结束语

网络空间安全导论是一门关于网络空间安全专业的基础启蒙课程。该课程对于夯实学科基础、提升专业课程的教学效果具有重要作用。本研究结合地方应用型高校的教学条件和人才培养层次，对网络空间安全专业导论课程进行了改革，旨在提高学生对所学专业的认知水平，帮助学生完成本科阶段的专业课学习，不断提升专业能力和职业技能素养，以满足国内外相关企业对专业技术人才的需求。未来，学校还要继续加强对网络空间安全专业导论课程的教学规范建设，以提高网络空间安全专业的教学质量。