项目驱动模式下网络空间安全教学改革与实践

唐成华　汪华登

摘 要 针对网络空间安全课程教学资源与教学方法问题，提出了基于认知能力的类真实的项目的案例资源建设过程，通过案例封装知识点进行教学，引导学生进入项目式教学流程，并在实训平台的保障下，促进学生项目实践创新能力的培养，在实践中形成有特色的、基于项目驱动的网络空间安全教学。

关键词 项目驱动 教学改革 认知能力 网络空间安全

0 引言

陈宝生部长在2017年全国教育工作会议上特别指出“现代教育的重要特征，就是要面向学习者个性化、多样化的学习和发展需求，因材施教，促进学习者释放潜能。按照‘自主、合作、探究学习方式的要求，深化基础教育教学改革，改变被动传授、机械训练、简单重复的课堂教学，积极探索新课改理念多样化、行之有效的实现形式。”同时也强调，要在“学”上下功夫，进行细致和深入的主题宣传和体系式学习，广泛开展探索和运用案例式教学，深入项目式教学研究，并要求统筹抓好和落实过程责任化，切实推动相关工作实践。也就是说，人才培养质量仍然是当前高等教育工作的根本问题，其核心又正是培养学生的创新精神和创新创业能力。[1，2]

创新教学方法，培养学生创新精神和创新创业能力，这些也是建立创新型高校的必然要求。[3]目前素质教育已在全国各高校全面开展，为了提高大学生的人文素养和科学素质，促进并激发大学生积极参与科学技术研究与开发、学科与专业竞赛等各种社会实践的创新热情，培养大批具有创新精神和实践能力的高素质人才，研究一种适应学生创新能力培养的项目案例驱动式的教学方法，对于培养大学生的创新精神、创业意识和实践能力具有重要的意义。

通常地，项目驱动式教学是指主动创建一个仿真或真实的场景并设计教学项目，由教师引导和启发学生通过团队协作完成项目，学生能在过程中体验、学知识和锻炼创新能力，或者说，这是一种基于项目和案例的教与学的过程，[4，5]是一种强调团队作用的探究性和项目驱动式的教学模式。

习总书记指出“没有网络安全就没有国家安全”，要求我们“加强网络空间安全人才建设，打造素质过硬、战斗力强的人才队伍”。人才已是国家第一资源，网络安全技术人才也已成为国家竞争的核心所在。为实施国家安全战略，加快网络空间安全高层次人才培养，国务院学位委员会和教育部于2015年6月11日已联合发文“关于增设网络空间安全一级学科的通知（学位[2015]11号）”，并要求各相关单位加强“网络空间安全”的学科建设，做好信息安全、信息对抗等专业人才的培养工作。中央网信办、教育部、国家发改委等也于2016年6月联合发文“关于加强网络安全学科建设和人才培养的意见（中网办发文[2016]4号）”，提出了8条关于“加强网络安全学院学科建设和人才培养”的意见。为了适应社会和学校的发展，以专业人才需求为导向的本科教学必须要有适合自己的特色，以适应大学生创新性精神和创新创业能力的培养。因此，积极探索一种面向网络空间安全课程创新的项目驱动模式教学方法，并用之于实践。

1 网络空间安全课程建设

以信息安全专业为例，对社会相关行业部门深入调研，紧密与企业和其他科研院所的联系与交流，重视社会对网络空间安全人才在知识与技能的需求反馈，一方面有根据的对培养方案和教学计划做出调整，另一方面建立对网络空间安全未来人才需求与发展的预测模型，依托相关学科专业重点实验室和设备规划等项目，立项建设网络空间安全相关专业课程体系。这要求是高校与企业在教学和研究中形成易操作使用、易储存共享、结构化的网络信息安全知识集群。

在课程建设方面，主要围绕目前网络空间安全的热点技术领域，包括系统安全、网络安全、Web安全、密码学原理及应用、网络空间安全基础课程研究等。考虑网络空间安全方向课程的培养方案、教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、发展趋势和课程体系变革的發展和应用，精心设计相关课程。如针对网络安全技术课程的32课时内容设计如表1所示。

2 项目式教学的资源建设

2.1 项目教学资源环境的完备打造

项目式教学以相关案例资源为基础，这种教学资源的实质是要建立一种基于全程项目和案例的驱动环境。网络空间安全方向的专业课程教学案例库包含诸多经典的和类商业的项目案例，以实践的形式，为学生提高对专业领域应用的兴趣并激发动手创新的能力。这种采用以“案例讲与做”的形式作为教学导向，教学实践中通过案例封装和关键知识点的讲解，能突破传统理论讲授方法中学生对知识的认知局限，在学生的创新思维上，仅有理论创新完全不够，同时要更广泛地发现问题、思考问题和解决问题的实践创新。

采取类真实的工程项目驱动式的案例开发教学模式，提供了一种实际教学与工作任务环境，也为实现知识与技能的转化提出了一种客观可能。在项目的任务、目标、指南等配套文档要求和团队协作下，建立项目开发的阶段里程碑，并具有多过程控制和检查点，使得开发过程控制体系化，采用真实测试工具在真实测试环境下评估项目开发或实践的效果，如图1所示为面向项目教学的Web进阶安全中渗透教学的阶段过程。很显然，建立并实施这样一种项目式教学资源和方法，能有助于学生实现未来工程角色的转变。

2.2 项目教学的多认知阶段课程设计

在应用案例学习网络攻防编程的具体实践中，本科生的分析与判断能力是基于一种认知能力曲线，[6]这种能力因人而异，但主要是体现在不同的时间周期里对一种语言系统中的各种知识及其应用等不同方面认知能力的不同变化趋势。根据认知能力曲线，设计项目案例教学的不同学习与实践阶段，科学地促进学生发挥不同阶段对不同知识的认知优势能力，如图2所示。同时，认知曲线对应的不同知识点在不同时期的上下关联关系，体现了学生对相应知识点认知的能力的变化趋势。因此也成为进行多认知阶段的课程项目案例设计与建设的重要依据。

因此，在学习网络空间安全编程的软件工程项目中，基于认知能力曲线进行多认知阶段的课程设计不是一蹴而就的过程，具体的课程项目案例遵循不同阶段的学习要点要求以及与其符合的认知能力，促进学生发挥不同时期对不同知识与技术方面的优势特点。例如学习网络攻防可以分为基础阶段（如扑克发牌保密游戏）、能力提高阶段（如磁盘扫描器）、综合案例阶段（如内容过滤器）和大项目阶段（如综合IDS系统），网络攻防各阶段的课程案例对应着不同的认知能力，循序渐进，必要时各阶段还可进一步细分。

3 项目驱动的教学方法实施与保障

3.1 以项目案例教学为导向，引导学生进入项目式教学流程

作为一种创新的教学方法，项目式驱动教学过程就是以案例封装知识点进行讲解，在突破传统的理论知识体系对学生的思维局限基础上，其重要性在于解决实际工程问题的创新过程。以项目驱动的案例实践教学法的过程，参照企业典型项目案例工作流程标准与岗位职责，教师引导学生完成项目需求分析方案的设计、分析、工程实施、验收汇报等，体验工程项目的完整工作流程，如图3所示。

3.2 以实训平台为保障，促进学生项目实践创新能力的培养

网络空间安全相关专业的课程与社会（工程）实践密切相关，因此加强与信息产业部门的合作，重点建设产学研一体化的实训基地，打通学生与社会接轨的渠道，使学生能够懂得真正的项目需求，并得到规范的训练。

项目教学的实施主要包括专业课程实施、实训课程实施和毕设与实习实施三个层次，不同实施层次是在在线学习平台和线下实训平台的环境保障下得以完成，在平台中的不同项目的训练下，保障学生毕业时能达到合格的网络安全技术专业能力，如图4所示。

4 结束语

针对目前网络空间安全的热点技术，精心设计网络空间安全相关课程。面向项目式教学资源建设，基于项目案例封装和认知能力，打造类真实的商业工程项目的案例开发教学资源，在实训平台的保障下，促进学生项目实践创新能力的培养，有助于学生规范训练、技术合格和快速实现未来工程角色的转变，在实践中形成有特色的、基于项目驅动的网络空间安全教学方法

参考文献

[1] 洪远泉，周永明.地方高校电子类专业创新教育实践探讨[J].实验科学与技术，2014.12（3）：143-145.

[2] 唐根丽，王艳波.大学生创新创业能力培育路径研究[J].四川理工大学学报（社会科学版），2011.26（3）：76-80.

[3] 张立今.创新型高校建设的改革方向与发展路径[J].中国成人教育，2009（19）：12-14.

[4] 郑步芹，石鲁生.“项目案例驱动”在《C++面向对象程序设计》课程改革中的应用研究[J].电脑知识与技术，2017（3）：164-165.

[5] 白懿婧.基于案例和项目驱动软件工程教学模式的研究与实践[J].才智，2017（5）：174-174.

[6] 唐成华，张瑞霞，张净.基于认知曲线的项目案例实践教学法研究[J].实验科学与技术，2016.14（6）：98-101.