以信息安全拔尖人才培养为核心的精准教学模式探索——以徐州工程学院为例

康晓凤

徐州工程学院信息工程学院，江苏 徐州 221000

一、引言

随着互联网的飞速发展，网络安全问题的重要性愈发凸显，对信息安全人才的需求也呈现出井喷趋势。权威资料显示，截止到2017 年，我国已培养的信息安全专业人才总量不足10 万人，离目前需要的70 万人差距巨大，到2020年，需要各类网络空间安全人才140万人，但是我国信息安全人才年培养规模在3 万人左右，远远不能满足社会的需要。2019 年，教育部发展规划司的《支持应用型本科高校发展有关工作情况》提出，要进一步支持应用型本科高校发展，推动高校招生计划向产业发展急需人才倾斜，提高应用型、技术技能型和复合型人才培养比重。在一些相近专业比如计算机科学与技术、软件工程、信息与计算科学和电气工程等专业培养信息安全人才是解决上述问题的一种有效办法。据此，我们紧紧围绕信息安全部门的业务岗位需求，结合信息安全人才具有的地位特殊、知识面广、技术尖端、对抗激烈等特点，通过组建兴趣小组的形式，探索和实践以信息安全拔尖人才培养为核心的精准教学模式。在尊重学生兴趣和个性的基础上，通过校内与校外相结合的训练模式，致力于培养其网络技能、信息安全对抗技能和逆向编程能力等职业素养与技能，使其具备信息安全系统的设计、开发和创新的职业实践能力，塑造忠诚可靠以及服务意识和综合业务能力强的应用型高级技能人才。

精准教学模式最早由林斯利（Lindsley）于1965年提出，精准教学的理论来源于斯金纳（Skinne）的行为主义学习理论。随着信息技术的发展，精准教学强调互联网和教育的融合，即以互联网技术为支撑，综合利用远程教学、虚拟课堂、微课、慕课（MOOC）和多媒体教学等教学方式，同时利用微信、QQ 等多种交流工具与学生实现实时交互，高效利用学生的学习时间。精准设计教学目标和知识体系，精准测量学生的学习效果，再根据学习效果调整培养体系，做到“以学生为本，个性化定制”。精准教学评价中的“精准”在于评价学生的学习质量，评价学生准确掌握知识或技能以及运用知识或技能解决实际问题的速度，通过实时浏览学生的学习痕迹及记录数据评估出精准教学的效果。

中共中央、国务院于2019 年印发了《中国教育现代化2035》，明确提出要优化人才培养结构，加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养。拔尖创新人才一般具有好奇心强、勤奋、勇于探索、自制力强和兴趣持久等特征，而且在知识、能力、人格和创新能力等方面也具有很高的水平，这也是我们选拔信息安全人才的主要要求。

二、以信息安全拔尖人才培养为核心的精准教学模式构建

本研究针对信息安全小组学生团队存在跨专业跨年级的实际情况，结合精准教学注重学生个性需求和学习行为过程的特点，再加上一般是结合学生的兴趣志向、学科潜力、综合能力和人格素质等方面来选拔人才，以及实施导师制、小班化个性化培养的特点，提出拔尖人才培养的精准教学模式。此模式包括建立个性化的学习档案，构建知识与能力体系，采取以赛促教和以赛促学的教学手段，采组择优招新组建方式和校内学习、校外实习等培训方式以及实行考核反馈机制五大模块。

（一）建立个性化的学习档案

教师通过对学生的个人基本信息、在网络学习平台上的打卡过关情况、学习状态以及学习动态的监控，对学生学习行为进行具体分析，建立个性化的学习档案以及相关的知识与能力体系，做到精准教学。学生学习行为数据的采集主要来自超星学习平台，信息安全实验室实验平台，小组自己搭建的学习平台，学习群中的文件学习情况以及对过关题回答和在群讨论中的参与情况等。

（二）构建知识与能力体系

本研究经过多次调研和实践，结合国家、社会和企业需求，再根据人才培养定位即应用型高级技能人才，把信息安全人才培养分为逆向编程和网络攻防两大方向。逆向编程方向主要通过操作系统、软件开发调试技术、软件测试技术和网络技术等多方面知识和技术的教学，训练学生网络信息安全软件的设计开发和漏洞挖掘的技能，使其具备安全工具开发和漏洞挖掘的能力。网络攻防方向主要是让学生通过网络技术和对抗技能的学习，训练其网络空间对抗的技能，使其具备攻防兼备的网络创新实践能力。本研究结合信息安全部门的业务岗位需求，紧紧围绕提升学生利用网络攻防和逆向编程技术服务社会的综合业务能力这个中心，在多年实践的基础上，构建了信息安全人才知识与能力体系，如图1所示。学生的基础能力由学生所在专业培养，虽然他们相互之间有差异，但是只要他们有浓厚的专业学习兴趣和一定的专业学习能力，他们的专业能力可由兴趣小组培养。

信息安全小组学生的知识与能力体系包括职业素养和职业实践能力两大方面，职业素养中的基础能力主要包括人文和通识教育以及科学教育，人文和通识教育主要是由学生的信息专业基础知识体系和思想道德教育体系组成。因为信息安全人才在工作中会面对形形色色的诱惑，而且现在网络黑色产业比较多，所以对信息安全人才开展思想道德教育的目的是培养学生的爱国情怀和不为高额利益所诱惑的能力。科学教育是学生的学科基础知识，可以根据学生选择的方向调整学习深度。例如选择逆向编程方向的学生，就要重点学习计算机组成原理、编译原理、离散数学和高级语言程序设计等课程。因为我们选拔的学生都来自相近的学科，所以其基础能力一般在自己的本专业学习中就能养成。经选拔进入信息安全小组的学生都必须学习网络安全法，因为此法律是小组成员的行动指南。专业能力培养要求的内容，学生在本专业的学习中一般接触不到，所以这部分内容对小组成员是一个考验，能否坚持学习这些内容，也决定了他们能否达到学习要求。图1 呈现的是这两个方向要求学习的所有课程，小组成员可以根据自己选择的方向有侧重地学习。小组成员一般在大一的下半学期通过选拔进入小组；其职业素养的学习一般在大二完成；大三进行职业实践能力训练，校内主要是小组内部的比赛、大学生创新实践训练项目和教师科研项目，校外主要是学科竞赛；大四到企业进行企业实训，表现优秀的学员还能直接参与企业项目。在前三年的校内培养过程中，我们的培养方案也根据企业、社会的需求和技术发展动态进行调整。

（三）采取以赛促教和以赛促学的教学手段

由于学生的学科、专业和年级有不同，其知识基础参差不齐，而信息安全知识覆盖面广、对实践能力要求高，因此我们采取师徒制、帮扶制、助教制等措施，再组织引导学生参加学科竞赛、申报创新实践项目，实现了以赛促教、以赛促学，全方位提高了学生的实践创新能力。

我们每年都选拔信息安全小组成员，一般从大一新生建群后就开始进行小组的宣传、招新工作，在新生教育环节和导论课再进行宣传，每年的10月份召开专题讲座，全面激发学生对信息安全问题的兴趣和好奇心。招募感兴趣的学生进入网络安全协会，进行两个月的兴趣培养和知识培训。这个知识培训一般采用专题讲座的形式进行，讲座结束后再在新生群中发布过关打卡题，进行知识的梳理和技能训练。每年12 月份进行校内CTF 比赛，通过比赛选拔优秀的学生进入兴趣小组。给小组的每位成员安排一位学业导师，根据每位成员的兴趣和特长制订个性化的培养方案。每位新成员由一名老成员进行一对一的帮扶。监测每位成员的学习和成长过程，发现每位成员的特长，根据监测结果实时调整培养计划，将其培养成为其特长领域的拔尖人才。图2是信息安全小组的选拔培养流程。

开展学科竞赛能让参赛学生在巩固基础知识的同时提高实践能力。优秀的小组成员在大一下半学期就开始打比赛，一般是老成员带新成员组队打比赛，平均一个月打一场比赛。在大二的下半学期就开始申报大学生创新实践训练项目或者参与教师的科研项目。参与项目能让学生在提高解决实际工程问题能力的同时掌握本领域最新的研究方向。

近5年涌现出一大批综合素质高和创新能力强的优秀学生，他们在学科竞赛、创新实践训练项目等方面取得了优异的成绩。学生获得了省级论文三等奖以及校级的优秀毕业论文二等奖和优秀毕业设计团队荣誉各1项，获批国家级创新实践训练项目4 项和省级创新实践训练项目6 项，获得软件著作权17 项，在省级以上的期刊发表论文19篇；获得全国大学生信息安全竞赛作品赛三等奖3 项、全国大学生信息安全竞赛技能赛赛区一等奖和二等奖各1 项，江苏省信息安全能力技能竞赛一等奖1 项，其他省级以上的与信息安全相关的学科竞赛奖24项。学生就业实力明显提升，获得南京古檀网络科技有限公司、上海谦火网络科技有限公司、杭州绿湾网络科技有限公司、江苏开博科技有限公司等的认可。

（四）采用择优招新组建方式以及校内学习和校外实习等培训方式

通过组织开展专题讲座和校内选拔赛等方式，选拔对信息安全感兴趣的优秀学生进入信息安全小组，再利用校内信息安全创新实训室、校外实习基地和校企双导师联合培养。校外导师从学生进入小组就开始监测每位成员的成长和知识储备情况，实时监测每位成员的学习成长状态，并与校内导师商讨下一步的培养方案，再由校内导师动态调整学生的学习档案。提供校内外实训情境，促进学生向更深层次的信息安全知识领域探索，实现了人才培养与市场需求的无缝对接。

笔者所在学校近年在校企一体化实践教学平台建设方面所取得的成绩如下：（1）2018 年，南京古檀网络科技有限公司与我们徐州工程学院签订了信息安全创新实训室共建协议，为学生免费提供价值400 多万元的创新实训平台。（2）小组毕业生一次就业率始终保持在100%，从事信息安全工作的毕业生人数也始终保持在100%。（3）与多家企业建立了稳定的校外实习基地，为学生实习实训以及实践创新能力、自学能力、团队合作能力和职业素养的培养提供了保障。

（五）实行考核反馈机制

美国教育家戴尔·卡耐基认为一个人事业上成功的因素，学识和专业技术只占15%，而良好的心理素质占85%。成功人士肯定有很强的自信心，能够客观评估自己的知识能力和谦虚接受他人意见，相信自己一定能够克服困难实现最终的愿望。我们用优秀学长的典型案例来激发小组成员的自信心，比如我们小组的创始人之一，因在信息安全领域做出了杰出贡献而获得到人民大会堂参加国庆国宴的荣誉。我们对其优秀事迹进行报道宣传和邀请其作报告，用身边的榜样激励小组成员。再通过小组内部的成员赛、校外的学科竞赛、创新实践训练项目、教师科研项目和企业实训等方式，考核学生的技能，并根据考核结果，梳理每位成员的技能掌握情况，查漏补缺，优化学生的专业知识与能力体系，并用实践证明好奇心和自信心强是支撑学生在信息安全领域学习和探究的动力。

三、结语

本研究从2011 年开始在非信息安全专业选拔感兴趣的学生进入信息安全小组培养，到2020年为国家和企业培养了80名左右的信息安全人才，这些人才受到用人单位的一致好评。我们培养的是应用型高级技能人才，他们和信息安全专业的人才相比，虽然专业基础稍显薄弱，但是实践动手能力强，而且这些学生有很强的创新潜质和探究精神，能主动在实践中不断完善自身的知识结构以及探究新技术和新领域。我们也会根据社会需求的变化在实践中不断探索和完善信息安全人才的精准培养模式。