网络安全与执法专业学生软件开发能力培养的实践与思考

曹金璇，　郭红涛，　解　易

(中国人民公安大学网络安全保卫学院， 北京　100038)



网络安全与执法专业学生软件开发能力培养的实践与思考

曹金璇，郭红涛，解易

(中国人民公安大学网络安全保卫学院， 北京100038)

摘要根据学校对网络安全与执法专业学生软件开发技术能力培养的要求，开展了以课程群建设为抓手，以提升学生程序设计开发能力为目标，突出强化专业基础素质教育，优化专业知识结构，加强实践环节训练为主要措施的教学改革研究，并以学生课外实践训练团队的研究成果为例，阐述教学改革措施的有效性和可行性。同时，在分析了目前存在问题的基础上，对如何进一步加强学生软件开发技术基础能力培养进行了认真思考。

关键词网络安全与执法； 软件开发技术； 能力培养； 实践训练

0引言

我校网络安全与执法专业以计算机科学与技术、信息与通信工程为重要理论支撑，以软件开发技术、网络攻防技术、网络管控技术、网络犯罪现场勘验与取证技术、电子数据检验鉴定技术、网络情报获取与分析这6大技术为核心技术支撑，采用“厚基础、重实践”的人才培养模式，为公安机关网络安全保卫部门培养“实战能力强、发展后劲足”的应用型高级专门人才。

在网络安全与执法专业人才技术能力培养的6大核心技术中，软件开发技术位居之首，具有举足轻重的作用。那么，在人才培养中如何科学优化课程结构，合理组织教学活动，有效训练学生的软件开发技术能力，是需要认真考虑的首要问题。为此，我们开展了以课程群建设为抓手，以学生软件开发能力提升为目的，突出强化专业基础素质教育，优化专业知识结构，加强实践环节训练等主要改革措施。教学实践证明，这些措施有效提升了学生的软件开发能力和相关技术水平，更好地满足了公安机关对网络安全保卫专业人才的需求。

当然也应该看到，随着信息技术的飞速发展和公安信息化进程的不断加快，网络安全与执法专业人才培养也需要与时俱进。为此，本文在当前教学改革研究的基础上，对进一步提高网络安全与执法专业学生软件开发技术能力的培养问题进行了深入思考，提出了相应的教学改革方案。

1软件开发技术能力培养的教学改革实践

计算机运行的本质是程序的执行，其所有工作都需要由软件程序去实现，而程序编写又离不开软件开发技术。可见，软件开发技术在网络安全与执法专业人才培养教学体系中的重要地位。为此，我们在专业培养方案的制定、教学过程的组织，以及教学实践环节的安排等方面都做了大量的改革与探索，并取得了一定的成效。

1.1帮助学生明确学习目标，唤起学生对软件开发的学习兴趣

明确的学习目标是学生能够顺利完成4年学业的认知心理基础，为此，在新生一入校的第一个学期开设了“新生研讨课”。该课程设置15个学时，课程内容包括：明确网络安全与执法专业人才培养目标与定位，展示网络安全与执法专业人才培养规格，阐述网络安全与执法专业在打击网络犯罪、实施网络空间安全监察、服务公安实战中所发挥的重要作用，强调软件开发技术能力培养在专业学习及未来业务工作中的重要性等。使学生充分认识到各个阶段课程学习的目标，增强学生对专业的自信心和使命感。通过该课程研讨，明确了网络安全保卫业务民警应具备的基础素养、专业素质和业务能力，鼓励学生树立打牢软件开发技术专业基础，精通专业技术，综合多学科技术应用的学习理念。实践证明，这门课程能够有效地帮助学生确立学习的阶段目标和远景目标，尤其是专业基础课程学习的目标，激发学生对软件开发课程的学习兴趣和积极性。

此外，在课程研讨中，也会针对目前社会上和某些高校中普遍存在的浮躁情绪，以及那种喜欢做所谓的“高、大、上”工作的现象与学生展开讨论，通过实际案例分析，使学生明白在科学领域，没有扎实的专业基础是很难开展深入研究，并且从专业知识结构的角度，分析软件开发技术能力对网络安全与执法专业后续课程学习的重要性，使学生真正认识和理解掌握软件开发技术能力的必要性，引导学生把对网络安全保卫工作的美好愿景转变为学习的动力，沉下心来，一步一个脚印踏踏实实地学习，打下良好的软件开发技术基础，不断提高专业知识水平。

1.2优化专业知识架构，夯实基础能力培养根基

网络安全保卫学院围绕以6大核心技术为支撑，以强化软件开发技术能力培养为目标，以夯实学生专业基础为根基，对软件开发技术能力训练课程及相应课程群进行了规划和建设。

1.2.1优化课程设置

软件开发技术基础课程涉及计算机组成结构、系统软件原理、数据结构方法、算法设计思想、程序设计语言、数据库原理、计算机网络以及WEB技术等课程的相关内容，并且上述课程相辅相成，相互依托。其具体规划、设置如表1所示。

表1　软件开发技术能力训练的相关课程设置表

1.2.2构建课程群

在软件开发技术能力训练课程规划设置基础上，为了全面、系统地开展课程建设和教学研究，根据专业培养目标和学生知识能力培养需要，依据课程的性质和特点，将网络安全与执法专业软件能力培养相关课程划分为三个课程群，以便于相近课程的统一协调和相关课程的良好对接。课程群划分如表2所示。

每个课程群指定一个课程群主，每门课程指定一个课程负责人。其中，课程群主负责组织本课程群内所有课程的统一规划、协调和研讨工作，以及与其它课程群之间的相互协调。课程负责人则主要负责组织本课程组开展课程建设、教学方法研究、教学模式改革等方面的工作。这种机制有效保证了课程体系的合理分布与完善，以及相关课程之间的无缝衔接。

1.3组建实训团队，强化学生软件开发技术应用训练

由于课内教学时间有限，尤其是课内实验学时较少，只能保证完成教学大纲的基本任务。要提高学生的技术运用能力，必须加强课下的学习和训练。为此，我们对教学实践环节采用了课内学习与业余训练团队实战演练相结合的模式，使学生能够将课内所学知识和技能灵活地运用到实际问题解决中。目前，网络安全保卫学院组建的业余实训团队主要有网站建设团队、软件开发团队、舆情分析导控演练团队、网络攻防演练团队等。这些团队是根据学生在校4年应逐渐具备的能力而设置，保证每个年级的学生都能找到适宜自己的实训团队。团队的训练模式是以学生为主，教师为辅的形式开展训练，即整个训练过程，从训练规划、方案设计、组织实施、到训练总结等各个环节全部由学生主导，教师的作用仅是辅助提出训练方向、审阅训练方案、评价总结报告等。

表2　软件开发技术能力训练相关课程群

这种以任务驱动为主的实训演练模式，使学生进一步体验到了学以致用、学有所成、学有所长所带来的乐趣，进而激发了学生的学习兴趣，焕发了学生的精神风貌和勇于探索的求知活力，强化了学生软件开发技术的应用能力，同时也综合训练了学生的组织能力、专业能力和实战应用能力。上述团队开展的演练活动，得到了公安部领导、学校领导的肯定和褒奖。

上述诸项改革措施之间相互关联，相辅相成。明确的专业培养目标唤起了学生的学习自觉性；优化的课程设置夯实了学生的知识和能力基础；科学的课程群建设模式提供了能力培养的组织保障；业余训练团队的实训方式进一步激发了学生的学习兴趣，有效提升了学生软件开发技术的实际应用能力。

2软件开发技术能力培养的教学改革成效

上述教学改革措施，为网络安全与执法专业学生软件开发能力的提升提供了有力保障。作为教学改革成果的主要标志，下面简要介绍几个基于软件开发技术支撑应用的典型实践训练成果。

2.1构建微信互动墙，丰富业余活动

通过不断地实践训练、演练，使学生能够敏锐地捕捉到当今的热点应用，结合课程所学，开展科学研发与科技制作。例如学习了C语言程序设计、WEB技术与应用、面向对象程序设计等课程后，学生利用掌握的课内理论知识，结合实验、训练内容，再自学相关平台建设、服务器搭建等技能，利用微信公众平台提供的接口，实现了微信公众平台消息自动回复、消息上墙等应用，丰富了学生的业余生活，见图1。

图1　利用微信公众平台接口实现的微信互动墙

2.2开发基于地理位置的移动智能App，将理论与应用有机地结合

学生能够利用课内所学理论知识，结合目前主流信息技术，开展科研活动，培养软件开发技术的应用能力。如学生基于移动互联网络新技术，设计开发了智能生活移动提醒平台。该平台利用移动通信技术，通过WiFi扫描结果，结合移动空间特征，确定移动终端的地理位置，以此位置作为提醒条件，提示用户该执行的操作。如当你走到教学区，会提醒你要将手机关闭或调至振动。该智能App的提醒条件和情景模式完全自定义，与传统意义上的时间闹钟完全对应，大大提高了平台的灵活性和可扩展性。该项目的研发，充分体现了学生具备了扎实的程序设计专业基础知识，熟练地掌握了的软件开发技能，并能将理论知识与实际应用很好地结合，见图2。

图2　基于地理位置的移动智能提醒App

2.3参与教师科研项目的研发，体现软件开发技术应用水平

学校为学生提供了多层面、多渠道的软件开发技术训练机会，使学生在本科学习阶段，就能够开展校级、部级、国家级大学生科研项目等多层次的科学研究工作，能够参加学院组织的各种训练团队开展专业技能训练，同时也有机会参与教师的科研项目研究。例如，我校教师承担的部级项目“公安理论及软科学研究计划项目评审系统”的开发中，吸收部分学生参与系统的设计开发，并由学生独立完成

其中部分子系统的开发任务。通过参与科研项目，调动了学生学习软件开发技术的积极性，提高了软件开发能力，锻炼了学生团队合作精神，取得了很好的效果。该系统应用了4年，获得了公安部科研项目管理部门和项目评审专家的好评，见图3。

图3　公安理论及软科学研究计划项目专家评审系统

3软件开发技术能力培养的进一步思考

3.1软件开发技术能力培养中存在的不足

上述措施在提升软件开发技术能力，奠定专业课程学习基础方面取得了一定的实际成效，但受当今社会大环境，大学教育激励机制以及就业人才选拔方式不尽如人意等方面的影响，确实存在一部分学生不太重视基础课程的学习，软件开发技术能力比较差。这一现象在学生科研课题申请和毕业论文选题中表现得尤为突出，他们没有信心独立完成涉及软件设计与开发类的课题。该现象说明我们在网络安全与执法人才培养方面还存在着一定问题。

(1) 教学方式、方法不能很好地适应学生的学习特点，造成课堂效果不理想

随着信息技术的快速发展与普遍应用，现在学生接触了很多信息技术及其应用，并且学生通过网络可以从多方面获取学习的内容，但我们有些课程的教学还是沿用以往传统的方式方法，教学内容更新缓慢，缺乏与当今应用需求的紧密结合，这势必造成学生对课上内容没有兴趣，影响教学效果。

(2) 实验学时不足、实验准备不充分，无法达到实验预期成效

在前文所述软件开发技术相关课程中都安排了实验，但大部分课程实验学时不足。且由于我校实行半军事化管理模式，客观造成学生基本依赖课上时间学习，这就使得课上所讲理论内容得不到充分的训练。再有，学生课下准备不充分，实验内容要在课上现场了解，大大浪费了实验时间。同时，也增加了教师的指导工作量，实验进度受到影响，其后果是教师不得不减少实验内容，致使有限的实验学时没有得到很好的利用。

(3) 缺少课程设计环节，学生缺乏系统训练，造成难以理解课程目标

我校建立和完善了“教、学、练、战一体化”的高素质应用人才培养模式，为此，专业课程都增设了相应的实训课，以加强理论与实战应用的紧密结合。但专业基础课除理论与实验教学外，缺少课程设计环节，尤其是软件开发相关课程，没有课程设计过程，仅靠课上分散的实验内容，学生得不到系统的训练，对所学理论内容与实际应用如何结合认识不清晰，不能全面地把握所学课程要达到的目标。

3.2软件开发技术教学改革的进一步思考

目前，从我国网络安全保卫业务部门技术人员的专业结构看，虽然包括有网络安全与执法、计算机科学与技术、信息安全、侦查学、治安学、法学、情报学等专业，但网络安全与执法、计算机科学与技术、信息安全专业技术人员所占比例较低，高水平的软件开发技术人员奇缺，尤其是具有一定公安素养和知识背景的创新型软件开发技术人员更是严重匮乏。另外，从目前各高校相关专业培养方案来看，尽管大家都很重视软件开发技术相关课程建设，也都安排有一定数量的实验学时，但软件开发能力并不是仅靠课堂教学就能够提升的，它需要经过大量的实践和训练，才能够真正掌握其中的设计思路和开发方法。为此，我们需要在原有培养方案和教学研究基础上，进一步完善课程体系建设；捕捉技术发展趋势，更新课程教学内容；加强实践训练，改进教学方法。通过4年培养，切实使学生具备网络安全与执法专业的6大核心技术能力，具体应加强以下几方面工作：

(1) 加强案例教学，提升课程的直观性和实践性

案例教学是一种行之有效的教学方法，尤其对软件开发技术方面课程教学更是如此。在今后的软件开发技术相关课程教学中，要广泛应用案例教学，以示例软件引导教学，提高软件开发技术课程的可教性和可理解性。如以目前公安业务部门的实际业务系统、软件平台为示例，让学生先认识、再熟悉，继而以其为样本，从需求分析、系统设计、系统开发、系统维护等各个环节开展学习和设计，提升课程教学的直观性和实践性。

(2) 建立本科生导师制，加强学生专业技能训练与应用能力培养

由于公安机关对人才培养的需求是既要具备综合的业务素质，又要拥有专业的技术知识，这就要求培养方案的设置除包含专业相关技术课程外，还要包括法律、侦查、治安等方面的公安业务基础课程。在总学时不变的情况下，势必要减少专业课程学时，尤其是实验学时。为此，在学时有限同时又不能降低对学生专业技术能力的要求下，就需要通过其它形式为学生提供更多的实践训练机会。例如，可以建立本科生的导师制，每位教师负责指导几名本科生，从大学一年级开始，让学生业余时间参与教师科研或学生科研工作中，将课程内容与实际应用有机结合，训练学生的理论知识的运用能力，提高软件开发技术水平。

(3) 鼓励学生积极参加各种学科竞赛活动，激发学生的专业创造性

学科竞赛活动是一种非常好的实践训练形式，它不仅可以拓展学生的设计思路，提高学生的实践应用水平，还可以培养学生的团队意识、竞争能力和创新精神。在公安院校人才培养特色下，要充分利用各种机会，培养学生的专业技能和应用能力。为此，要鼓励学生积极参加各种专业技能竞赛活动，如ACM国家大学生竞赛、大学生程序设计大赛等，使一部分能力较强的学生能充分发挥其学习的主动性和创造性，使其专业技术能力和水平得到充分的锻炼和提升。

(4) 强化教师对信息技术发展前沿的敏感度，提高教学水平

随着信息技术的飞速发展，软件开发技术也是日新月异。为此，相关课程教师要特别关注软件开发技术的发展趋势，结合软件技术最新进展开展教研活动，将软件开发的新技术、新方法、新应用有机地融入到课堂教学中，不断提高教学水平。

4结语

网络安全与执法专业要根据网络安全保卫部门对人才培养规格的需要，结合公安院校办学特色，以“重基础，宽口径”厚积薄发的应用型、创新型人才为培养目标，进一步完善和优化现有的网络安全与执法专业的培养方案，改革人才培养机制，拓宽专业技能培养途径，强化学生创新能力培养，夯实学生专业基础，为网络安全保卫部门培养和输送高层次的应用型专门人才。

参考文献

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[5](英)迈尔- 舍恩伯格，(英)库克耶.大数据时代[M].盛杨燕，周涛，译.杭州：浙江人民出版社，2013.

(责任编辑于瑞华)

中图分类号D035.319

作者简介曹金璇(1966—)，女，北京人，教授。研究方向为计算机应用技术。