依托学科竞赛的网络空间安全专业人才创新能力培养

刘小虎 ，张玉臣 ，韩继红 ，张红旗 ，于志超

（1.信息工程大学三院，河南郑州 450001；2.河南省信息安全重点实验室，河南郑州 450001）

0 引 言

网络将“人类世界、机器世界、物理世界”深度融合关联，形成了独立于陆、海、空、天之后的第五维空间。网络空间逐渐演变发展为国家安全新战略高地。近年来，频繁多发的网络安全事件（如Flame、HeartBleed、WannaCry等）表明，网络安全形势日益严峻。而据《中国网络安全产业发展研究报告》数据显示，目前我国网络安全人才需求缺口高达95%，且有进一步扩大趋势。人才短缺已经成为守护网络空间安全的最大挑战。2018国家网络安全宣传周期间，中国信息安全评测中心联合多家研究机构共同发布的《2018网络安全人才发展白皮书》指出“网络安全行业的人才培养模式在体系构建和教学内容方面还需要进一步探索和实践”。

网络空间安全专业人才是解决网络安全问题的关键所在[1]。随着2015年“网络空间安全”一级学科的设立，网络安全专业人才培养提升到了新高度。但目前我国网络空间安全专业人才培养与经济社会发展需求还有一定差距，主要表现为特殊人才发现与选拔机制落后、培养激励措施欠缺、创新实践能力不强等现实问题。人才培养模式有待于进一步创新和改革[2]。

2016年底，美国国家安全教育计划工作组下属网络安全竞赛工作组发布名为《网络安全竞赛：建设明日的网络安全人才队伍》（《Cybersecurity Games：Building Tomorrow’s Workforce》）白皮书[3]，指出网络安全竞赛在增强网络安全意识、吸引教育资源、缩小人才缺口等方面发挥着重要作用。网络空间安全类学科竞赛能够为人才发现、培养和选拔提供重要依托，对培养人才创新精神、提高人才实践应用能力具有不可替代的重要作用。以学科竞赛为依托开展网络空间安全专业人才创新实践能力培养，可为网络空间安全专业人才培养模式改革创新提供思路。

1 网络空间安全专业人才培养面临的问题

1.1 特殊人才发现选拔机制落后

目前，我国网络空间安全专业人才选拔大多采用试卷考试并按成绩录取的方法，通过“一把尺子”来发现和选拔。但由于专业特殊性，该领域的人才很多是“奇才”“偏才”“怪才”，他们棱角鲜明、思维独特、个性化特点突出、创新实践能力强，但不一定善于考试[4]。因此，现有人才发现和选拔机制很有可能无法将其纳入人才培养体系，造成特殊人才的流失。上海交通大学网络空间安全学院院长李建华认为“目前我国存在安全人才培养与实际需求脱轨、缺少网络空间安全奇才和专才的发现和培养体系等问题。非科班出身的“黑客”往往实践经验丰富，但是目前的人才培养体系无法保障这些人才为国家的网络空间安全事业所用”。

1.2 优秀人才培养激励措施欠缺

目前，对优秀人才进行激励时大多采用简单的物质激励，或流于形式的精神激励，缺乏多样化的激励措施，收不到预期的激励效果。在教育管理方面，仍采用传统的措施，对优秀人才激励措施不到位，对特殊人才缺乏特殊的政策。创新实践能力突出的学生，尤其是网络空间安全专业的特殊人才，受制于目前的人才评价体系，很难得到应有的奖励，甚至会被打上“差生”“怪才”的错误标签受到排挤和不公待遇。

1.3 人才培养体系重理论轻实践

高等教育法明确规定：高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的专门人才。然而，很多高校在培养网络空间安全人才时，较注重人才培养数量，而忽视人才培养质量。特别是部分高校在培养过程中，缺少针对性的实习和实践环节，造成学生创新实践能力不足。网络空间安全的本质是攻防双方的对抗和博弈，突出特点是实践性强。且由于相关技术发展很快，企业对学生的创新实践能力要求更高。重理论轻实践的人才培养体系，已经无法适应经济社会的发展需求[5]。

因此，在网络空间安全专业人才培养中，如何破解特殊人才发现与选拔机制落后问题，采用恰当的培养激励措施，提升毕业学生的创新实践能力，是亟须全国网络空间安全院校共同解决的问题。

2 学科竞赛在网络安全人才培养中地位作用

随着网络空间安全受到社会各界的普遍重视，网络安全类学科竞赛越来越多，主要可以分为夺旗赛（CTF）、作品赛、运维赛、知识赛等类型，突出特点是模拟真实环境开展网络攻防对抗，或针对实际问题提出解决办法，以检验学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，对于发现选拔特殊人才、激励优秀人才、培养爱好兴趣以及增强创新实践能力具有重要作用。

2.1 依托学科竞赛进行特殊人才发现

网络空间安全是年轻人的事业，要不拘一格降人才，依托网络空间安全类学科竞赛发现和选拔特殊人才。学科竞赛能够充分体现学生创新思维和解决实际问题的能力[6]，一些网络空间安全方面的特殊人才，可能分数考不高、论文发不了，但是实践经验丰富、创新能力强。可通过开设网络安全专业“兴趣班”“特长班”“实验班”等方式[7]，从获得学科竞赛优异成绩者中选拔人才，不唯分数论、不唯论文论。通过专家组面试、实验环境机试等方法综合考评。对特别优异者，也可采用专家推荐免试方法，给予特殊政策。此外，特殊人才要及早发现，防止流失。可以仿效美国国家安全局与卡内基·梅隆大学联合举办“高中黑客大赛”方法，通过学科竞赛挖掘有潜质的青少年加入人才队伍，为培养、选拔和推荐特殊人才提供后备力量。

2.2 依托学科竞赛进行优秀人才激励

依托学科竞赛，采用特殊政策、专门资金、针对措施对网络空间安全专业优秀人才进行多维激励。在外激励方面，优秀人才可以通过学科竞赛崭露头角，以此获得精神荣誉、金钱奖励、政策加分等激励。在内激励方面，学科竞赛可以推动优秀人才的网络空间安全专业能力得到重视和认可，使其实现个人价值和赢得社会认同，从而提高个人的责任感和荣誉感。在环境激励方面，通过网络安全类学科竞赛，可以扩大网络安全的影响，营造出重视网络安全的氛围，吸引更多的人投身网络空间安全事业。

2.3 依托学科竞赛促进兴趣爱好培养

兴趣爱好是最好的老师。学科竞赛为有兴趣爱好的学生提供展示技能的平台和职业上升的通道。参赛选手获得学科竞赛奖励后，又可进一步调动其主观能动性，激发其深度学习兴趣。同时，比赛的过程也是参赛队员之间相互协作、共同学习、互相促进的过程，能够有效增强团队合作创新意识[8]。由于网络空间安全技术是一把“双刃剑”，依托学科竞赛，使有网络空间安全专长的人才得到价值认同，利用荣誉培养参赛选手正确的价值观，引导其成为守护网络空间安全的“红客”，而不是危害社会安全的“黑客”。

2.4 依托学科竞赛增强创新实践能力

较高的创新实践能力是学科竞赛获奖的前提。网络空间安全类学科竞赛大多针对网络安全问题，要求参赛选手完成网络攻防夺旗、软件算法设计或安全增强系统实现等任务，对创新实践能力要求很高。许多网络空间安全类学科竞赛不支持论文参赛，例如全国大学生信息安全竞赛，其侧重于考查参赛学生的创新能力，内容既有理论性，也有工程实用性，从而全面检验和促进学生的网络空间安全理论素养和创新实践能力。

3 依托学科竞赛的创新人才培养模式

针对网络空间安全专业人才培养面临的问题，充分发挥学科竞赛在网络安全人才培养中地位作用，以创新实践能力为中心，以学科竞赛为依托，结合理论讲授、课程实践、科研任务，形成依托学科竞赛的创新人才培养模式，其包括一个目标、两个主体、四项内容。一个目标，即培养人才创新实践能力。两个主体，即教师和学生。其中，教师是“理论讲授”和“科研任务”的主体；学生是“课程实践”和“学科竞赛”的主体。四项内容，即理论讲授、课程实践、科研任务和学科竞赛。依托学科竞赛的创新人才培养模式是一个闭环结构，逻辑关系如图1所示。

图1 依托学科竞赛的创新人才培养模式

理论讲授主要向学生传授网络空间安全专业理论知识。课程实践要求学生根据理论讲授内容，完成网络攻防实验、软件算法设计或者安全增强信息系统实现。课程实践内容要与理论讲授内容相互补充，通过课程实践促进学生对网络空间安全知识的掌握和运用。将学科竞赛与课程实践深度融合，可利用往年的信息安全竞赛试题组织课程实践，也可将课程实践内容作为学科竞赛的参赛作品。学科竞赛的成绩作为课程实践成绩的重要组成部分。科研任务和理论讲授互为支撑，教师应从科研任务中提炼前沿科技知识，并向学生讲授以扩大其科技视野，也可让部分高年级同学参与到科研任务中，在解决问题中提高创新实践能力。学生通过学科竞赛增强创新实践能力后又可促进科研任务的完成。学科竞赛中，从作品选题、方案设计、核心技术突破、作品实现、研究报告撰写到答辩陈述，都与理论讲授、课程实践和科研任务相互关联。

依托学科竞赛的创新人才培养模式将理论讲授、课程实践、科研任务与学科竞赛有机融合，充分发挥学科竞赛在特殊人才选拔、优秀人才激励和创新实践能力培养方面的优势，形成以创新实践能力为中心的教育模式。

4 依托学科竞赛的人才培养中应注意问题

4.1 树立学科竞赛的正确价值导向

学科竞赛是指挥棒，也是一种价值导向。目前，网络空间安全专业学科竞赛根据组织机构可以为分教育部主管部门、行业协会、高校和大型企业。特别是随着时代发展，后3种类型的网络安全竞赛日益增多。当前，在学科竞赛的组织上主要存在3个问题：一是考察创新实践能力的多，评比网络安全道德法律的少；二是考察攻击渗透能力的多（如各级各类CTF夺旗赛），评比安全防御能力的少；三是考察个人作战的多，评比团队协作的少。当然，在网络攻防实践中，个人技能和团队技能孰轻孰重问题还没有得到统一认识。因此，在组织网络空间安全专业学科竞赛时，要严格审核和管理，适当融入网络空间安全道德法律教育，大力补充安全防御能力考评，以引导学生树立正确的价值导向。

4.2 扩大学科竞赛的覆盖面参与度

网络空间安全专业人才缺口很大，要聚天下英才而用之。在开展学科竞赛时，应鼓励非网络安全专业人才参加竞赛，不限制专业、不限制年龄，扩大竞赛覆盖面和参与度。可以面向民间，通过学科竞赛，甄选民间优秀网络人才，招募民间“黑客”，给予特殊的培养政策，采用特殊的薪酬制度，选好用好人才。学科竞赛的覆盖面越大、参与度越高，选拔出网络空间安全优秀人才的概率也越大。

4.3 确保学科竞赛与教学互为补充

以赛促学，学科竞赛的最终目的是提高教学质量。应确保学科竞赛与理论讲授和课程实践互为补充。将学科竞赛与理论讲授、课程实践和毕业设计等教学环节有机融合[9]，使学生由被动式学习改为主动式学习，促进网络空间安全专业课程体系、教学内容和教学方法的改革。对在学科竞赛中发现的优秀人才，教学内容要区别化对待，根据其特长设定内容，并要有一定的深度和难度；教学方法要因材施教，不求全责备，充分发挥其聪明才智。

4.4 确保学科竞赛与科研相互促进

参加学科竞赛与推进科研任务在创新思维、实践能力、应用操作等方面有很多相通之处，应设计良好的协同创新机制，使两者相互促进。一方面，由教师将科研项目适当分解，设立科研创新基金，供学生自由申报，为参加学科竞赛提供资金、技术、能力的支持。另一方面，由学生将学科竞赛中锻炼的创新实践能力转化为科研任务推动力，形成研究报告、发明专利、科技论文、应用系统等科研成果，推动科研任务的完成。

5 结 语

信息工程大学是首批国家一流网络安全学院建设示范项目高校，学校开办有网络空间安全实验班，利用网络攻防对抗靶场、河南省信息安全实验室、计算机病毒防御国家工程实验室等实验环境开展课程实践，并且主办了第二届“强网杯”全国网络安全挑战赛。学校坚持专家教授一线授课制度，鼓励学生参与网络空间安全学科竞赛，采用多种形式带领学生参与实际科研课题攻关，增强了学生自主创新能力，提高了人才培养质量。近年来，学校在全国大学生信息安全竞赛、全国密码技术竞赛等国内外网络空间安全赛事中取得骄人成绩。

人才是网络空间安全的第一资源。针对网络空间安全专业人才培养面临的问题，着眼创新人才培养模式，须采用以创新实践能力培养为中心，以学科竞赛为依托，融合“理论讲授、课程实践、项目任务”的多维网络空间安全专业人才培养模式，有力助推网络空间安全人才培养质量提升。