软件工程与信息安全实践课程研究与探索

桑永宣 邓璐娟 杨华

摘要：软件工程与信息安全实践课程是软件工程专业的一门重要课程。当前，软件工程专业信息安全教育存在资源配置不到位，内容不系统、不科学，部分专业教师参与度不高等问题。为此，本研究在分析现有软件工程专业信息安全集中教学实践不足的基础上，针对郑州轻工业大学软件工程与信息安全实践课程的开展情况，重点从教学目标、教学内容、组织形式、课程考核和实施效果等方面进行研究与总结，旨在与同行交流，进一步提高该门课程的教学效果。

关键词：软件工程与信息安全实践;教学目标，教学效果

从世界范围看，经济全球化、政治多极化、文化多元化和社会信息化加快发展，各种社会思潮相互激荡，在这样的时代背景下，构建完善的信息安全意识培养机制，将信息安全和国家安全的思想意识深深植根于青年学生，是培养中国特色社会主义事业合格建设者和接班人的要求，也是新形势下维护我国国家意识形态安全、保障中华民族生存与发展的迫切需要。自2000年以来，我国对信息安全教育愈加重视，教育行政主管部门多次就大学生信息安全教育提出明确要求和具体建议。

软件工程专业是一个跨学科的交叉专业，涉及计算机、通信、数学等诸多学科，属计算机类专业。《计算机类教学质量国家标准》明确指出，计算机类专业学生应了解与本专业相关的职业和行业的重要法律、法规及方针政策，理解工程技术与信息技术应用相关的伦理基本要求，在系统设计过程中能综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素。

郑州轻工业大学软件工程专业的培养目标是立足河南、面向全国，以软件行业及区域发展需要为导向，培养具备从事软件工程相关工作所需知识和技能，掌握扎实的软件开发技术与方法，具备较强工程实践能力和较高工程素养、责任担当意识、创新意识、团队协作意识和沟通能力，在软件工程领域从事软件开发、工程项目管理等工作的高素质应用型、创新型人才。为此，高校除加强信息安全通识教育外，软件工程与信息安全实践课程也是一个重要保障，其能为学生提供一个集中和系统地学习、掌握软件工程与信息安全理论知识及技能的平台，对学生专业知识能力和综合素质的培养与提高有重要的作用。郑州轻工业大学软件工程与信息安全类课程主要包括软件工程与信息安全实践、信息安全、信息安全技术发展前沿三门课程，笔者主要对软件工程与信息安全实践课程的实施情况进行研究和总结。

一、软件工程专业信息安全教育的不足

目前，国内软件工程专业的信息安全教育多零星地分散在辅导员对学生的日常教育、人文与社科平台课程（如思想道德修养与法律基础）、新生研讨课及少量的专业课程中，鲜有集中、系统的课程教学。从实际教学效果来看，软件工程专业信息安全教育还存在一些问题。

一是资源配置不到位。这方面的问题主要表现在高校和教师没有充分挖掘、整合新生军训、思想政治理论课教学、人文素质教育教学、专业课教学、社会和网络平台教育等方面的资源，也没有实现这些资源与信息安全教育的有效銜接。

二是教学内容不系统、不科学。当前软件工程专业信息安全的教学内容简单、特色不突出，并且与软件工程专业的契合度较低。一些高校和教师重视学生专业知识、技术的学习，轻视对学生法律意识与道德品质的培养。

三是部分专业教师参与度不高。一些高校缺乏机制的保障，致使部分专业教师积极性没有被充分调动起来，他们对软件工程专业信息安全教育教学的研究不足，参与的积极性不高。

二、软件工程与信息安全实践课程的探索与实践

（一）教学目标及其对应的毕业要求

这门课程的教学目标为：第一，学生牢固树立信息安全责任意识，充分理解“信息安全是软件工程项目和软件工程产品的必要基础条件”的概念;第二，学生在对软件工程项目进行可行性分析时具有站在信息安全的角度考虑问题的能力;第三，学生在对软件工程项目进行技术、经济、质量评价时具有站在信息安全的角度考虑问题的能力;第四，学生在对软件工程项目进行方案设计选择时具有站在信息安全的角度考虑问题的能力;第五，学生在对软件工程项目进行实施和运行维护时具有站在信息安全的角度考虑问题的能力;第六，学生要学习一些与信息安全相关的法律知识、专业知识和专业技术，具有查找资料并归纳整理的能力;第七，学生要树立正确的价值观和公民道德观，具有社会责任担当意识。

教学目标对应的学生毕业要求为：第一，具备软件工程师所必需的数学、自然科学和工程学知识，掌握软件工程概论和软件工程学科发展历程，具备综合应用所学知识解决复杂软件工程问题的能力;第二，能根据用户需求进行系统分析，把业务背景问题映射为软件工程领域专业问题，并确定软件系统功能和体系结构的能力。在考虑社会、安全、法律、文化、环境等的同时考虑质量、成本、进度、风险等条件，通过技术经济评价进行可行性分析;第三，具备综合利用业务知识、自然科学知识、专业知识对完成的软件系统进行功能、性能、安全测试的能力，以及撰写测试报告的能力，并考虑社会、安全、法律、文化及环境等因素;第四，具备评价软件工程项目问题解决方案对信息安全、人身健康、社会环境和社会文化的影响的能力，并理解应承担的责任;第五，理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，并正确理解应承担的社会、健康、安全、法律及文化责任;第六，熟悉环境保护的法律法规，熟悉信息安全的法律法规;第七，理解并评价复杂软件工程问题的实践对环境和社会可持续发展的影响。

（二）教学内容

软件工程与信息安全实践课程教学内容主要围绕信息安全意识的培养，将专业知识、基础技术作为入门设置，同时兼顾专业适应指导和专业学习指导，以学生能接受和理解的方式，力争做到依托经典、追踪前沿。本次实践主要包含8个主题：软件工程和信息安全综述、软件工程和信息安全综述、软件工程中数据保护技术、软件系统应用中常见的攻击方法和技术、万物互联时代的网络安全态势感知、“软件工程项目”中云计算技术应用的信息安全、多媒体技术应用中的信息安全综述、“软件工程项目”中的安全性测试技术。

所有主题均覆盖课程教学目标六、七，且各有侧重点。其中软件工程和信息安全综述覆盖教学目标一、五，软件工程中密码技术发展、软件工程中数据保护技术覆盖教学目标二、三，软件系统应用中常见攻击方法和技术覆盖教学目标三、四，万物互联时代的网络安全态势感知覆盖教学目标一、五，“软件工程项目”中云计算技术应用的信息安全覆盖教学目标四，多媒体技术应用中的信息安全综述覆盖教学目标三，“软件工程项目”中的安全性测试技术覆盖教学目标五。

（三）建立创新型实践教学团队

软件工程专业秉承“为之则易，不为则难”的校训，采用“教授+博士”团队以及“拼盘教学”的模式，按照不同年龄层次、不同教育背景选拔学术研究经历和教学经验丰富的优秀教师，组建教学团队。通过集中讲授、小班研讨、集中实践的模式，每位教师结合自身研究方向、学习工作经历，在讲授专业知识和技术的同时与学生分享其治学之道、成长之道。为保证教学过程的科学性和系统性，由分管教学科研的副院长、教授牵头，与团队成员共同商议课程主体内容、教学分工、实训要求及考核办法等。

（四）学术性和实践性为主，兼顾适应性

软件工程与信息安全实践课程教学内容重在以软件工程与信息安全为主，引领专业人门，同时涉及思维方式训练和学习方式引导。这门课程要求教师能够激发学生对专业学习、科学研究的兴趣，并对学生合作精神、批判思维、交流表达、文档撰写等方面的能力进行培养。该课程的主要培养模式有三种：一是围绕软件工程专业的热点问题、科技前沿展开;二是授课教师结合本人研究领域，开展相对独立的专题讲授、实践;三是从软件工程专业内涵、学科前景入手，强化专业认知，开展学习技能训练，引导学生做好学习规划。这三种模式能够扩大学生的受益范围，最大化地实现教学目标。

（五）大班授课，小班研讨

针对每个主题，学校安排2小时左右的集中大班授课，同时教师要布置2～3个思考题（以开放型题目为主）。集中授课结束后，学生按照小班的划分到指定的实验室，并根据报告内容及布置的思考题，在2名教师的指导下查询文献并进行研讨。指导教师要把握好讨论的方向，适时给以补充和拓展。每个主题要选择1～2名学生做报告。研讨和报告结束后，每位学生自选与报告主题密切相关的一个或若干个点，独立撰写实训报告（手写）。大小班结合的模式给学生提供了系统的学习内容，还为学生提升思维能力、知识迁移能力，增强专业认同感提供了机会。作为大班授课后知识学习的有益补充，小班深入研讨不仅是专业知识和技能的实践训练，也是综合能力培养的重要手段，同时大小班结合的实践教学促进了师生互动和生生互动。

（六）形式自由，课堂延伸

软件工程与信息安全实践课程共1周时间，有5个工作日，每日8个小时，共计40个小时。学校配备指导教师8名，每名教师负责讲授一个主题。学校鼓励教师采用多样化的授课形式。任课教师可根据教学需要安排学生进实验室、企事业单位完成课程内容。同时，学校要求课外学习与课内实践时间的比例不低于1：1。为方便学生查阅文献、撰写报告，实验室晚上继续开放，为学生提供自主思考、探索和阅读的空间。

（七）突出能力考核

结合软件工程与信息安全实践课程教育的特点，以培养学生的信息安全意识和信息安全能力为目标，要重点突出基于能力考核的实践考核办法，强调实践过程和最终成果的平衡。

多元化考核：除了考核学生对相关知识和技术的理解、掌握程度及灵活运用能力，学校还要将文献获取、利用能力，自学能力，信息安全意识和敏感度，创新能力等纳入考核范围。

权重划分：教师为每个主题设定相应的难度系数，鼓励学生根据自身情况选题，并在成绩评定时将选题的难度系数直接反映到学生成绩上。

重视过程化考核：教师在实训开展过程中记录学生的各种表现，并将这些结果体现在学生的最终成绩上。

灵活的考核手段：学校要鼓励指导教师采用不同的有效方法衡量学生的綜合能力，如允许教师采用口试、观察学生反应以及学生互评、学生自评等手段。

加强对教学效果的跟踪评价：为提高教学效果，笔者利用多种渠道收集学生的学习感受及意见建议。

通过多种考核角度、考核办法，教师能较为精准地掌握学生的信息安全意识及其在系统设计过程中综合考虑信息安全的制约因素和应对信息安全问题的能力。

（八）实施效果

为及时了解软件工程与信息安全实践课程的实施状况和实施效果，在首轮课程结束后，笔者面向师生开展了网络问卷、座谈等相关调研活动，并结合学生实践表现和实践成绩对课程进行了总结和深入剖析。结果表明，学生成绩、学习兴趣、课堂气氛、师生关系有明显改善，学生之间的讨论很热烈，学生的专业认同感、归属感和成就感也大大提高，具体表现在以下几个方面。

第一，课堂参与度高，综合成绩理想课堂到课率近100%，课堂气氛活跃、互动交流多，覆盖学生面广。学生态度认真，能积极主动地到实验室查阅文献，并自发形成小组对所讲课题进行探讨，各小组配合良好。学生综合平均成绩在80分以上，与预期基本一致。

第二，学生对信息安全理论和技术的系统性掌握程度显著提高。考核方式促使学生主动复习所学内容，通过思考，学生可以发现知识点间的关联和课程的重点、难度及发展趋势，并能将信息安全融入软件工程的学习与实践中。

第三，学生的综合素质明显提高。学生的理解探究能力、自主学习能力、独立思考能力、协同创新能力有所提高，信息安全和保密意识也明显增强。

第四，学生的学习热情大大提高，学习信心增强。课堂上主动提问的学生人数和次数明显增加，学生学习的主动性和积极性增强了。

第五，对专业的理解和认同感增强。很多学生表示通过这门课程的学习和实践，没有了初人校时的迷茫，对软件工程专业有了更具体的理解，对未来职业充满了憧憬和期待。具体表现为学生对课外学习资料、软件工程课程、研究生期间软件工程和信息安全交叉方向、软件工程专业就业方向以及软件企业等方面的咨询增多。

第六，教学效果满意度高。一是学校学生评教优秀。软件工程与信息安全实践课程教学评价和教学质量分析的平均分均在85分以上，达到优秀标准。二是问卷调查结果喜人。我们借助第三方平台——问卷星对教学效果和课程目标的达成度进行了调查，结果显示，学生一致认为该课程内容新颖、实用，自我收获颇丰，同时学生充分肯定了指导教师的专业能力和敬业精神。

三、总结与展望

通过该门课程的学习，学生基本掌握了软件工程和信息安全的一些基础知识、基本原理、基本实践技能，能站在信息安全的角度进行互联网访问，并对软件工程专业各个阶段的安全问题有了初步的了解。学生对软件工程专业有了正确的理解，对未来职业发展和互联网安全意识以及职业道德、社会责任也有了比较清晰的认识，这对他们今后的专业学习会起到很好的促进作用。

本次教学实践对软件工程专业信息安全教育的开展做了有益尝试，在教学理念、教学内容、师资建设、课堂组织等方面，为国内高校软件工程相关专业教学改革提供了新的途徑。

一是分专业设置，可作为新生研讨课的延伸。软件工程和信息安全实践课程对应专业集中设置，同一专业的课程教学思路和主体内容基本一致，本专业学生以教学班为单位100%参与。课程内容及课程组织相对灵活，根据授课教师的个人研究领域和特长，教学可偏重学术性、实践性，亦可兼顾适应性，以弥补新生研讨课的不足，也可作为新生研讨课的升级版。

二是以教授牵头，以年轻博士为主，探索组合师资教学模式。在教授授课资源不足的情况下，高校可以以教授牵头，以年轻博士为主，按照不同研究方向、不同教育背景选拔优秀教学科研骨干组建优质教学团队。这一方面能较好地解决课程资源匮乏的问题，另一方面，不同研究方向、不同成长背景的教师通过讲授同一门课程，能传授给学生多方面的知识和技能以及不一样的治学之道。

三是以教授为核心，强化课程设计。不同任课教师的学术研究方向和知识构成存在差异，为保证课程的衔接性、延续性和系统性，需强化课程设计。教学团队应制定和落实严格的课程研讨制度，定期或根据需要不定期开展教学研讨，牵头教授对教学内容做总体把握，统筹安排课程教学，及时调整教学内容和方法。团队成员可以有分工，但主体内容要保持系统、连贯。

四是优化课程体系，推进课程融合。把软件工程专业信息安全教育融人到思想政治教育、人文素质教育、专业核心课程教学、社会实践中去，打破课程学时等界限，逐步实现软件工程信息安全教育课程的优化整合，从不同角度扩宽软件工程专业学生接受信息安全教育的途径。

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