新时代背景下的高校信息安全教学改革探究

高乐 柯马键 杨田

关键词：大数据；信息安全；教学改革；人才培养

0 引言

随着现代科技的迅猛发展，信息的积累也到达了爆发期，人类已经步入了大数据新时代。在新时代背景下，信息安全的问题日益彰显。随着人们信息交互得愈加频繁，大数据技术在带给人们便利的同时，也对人身信息安全带来了更加严峻的挑战[1-3]。国际上各个国家在信息与网络空间安全的较量也越来越激烈，信息与网络空间安全逐步成为继海、陆、空、天后的“第五维”战场。2014年，我国成立国家网络安全与信息化领导小组，这代表着我国对信息安全领域的新认识和战略性对策的出台，我们清醒地意识到没有信息与网络空间安全就没有国家安全。因此，系统地培养合格的信息安全人才是我国亟待解决的问题[4]。目前国内有许多高等院校除了开展计算机技术和网络工程等课程的教学外，还开设了有关信息安全和网络空间安全专业课程的教学。但是在实际教学中，由于传统的教学方法理念和落后的信息安全实验设备等问题，一定程度上给信息安全的有效教学和人才培养带来了阻力。因此，对信息安全专业进行教学改革势在必行。基于长期的探索与教学实践，本文将对新时代背景下面向高校计算机类专业学生信息安全课程教学方法提出改进措施。

1 大数据新时代的特征

大数据（Big data） 是指一种规模大到在获取、存储、管理、分析等方面超出了传统数据库和软件工具能力范围的数据集合，并从海量数据中挖掘价值的一种新型的技术架构。与传统的数据相比，大数据具有海量数据规模（Volume） 、多样数据类型（Variety） 、快速数据传输（Velocity） 、价值密度低（Value） 等四个特征，简称“4V”特征[1]。在新时代背景下，人们生活和工作的方方面面都离不开通信网络，信息和网络均爆炸式地迅速增长，因此，信息交互与网络空间安全等问题也越来越受到人们的重视。在科技革新給人们生活带来无限便利的同时，信息泄露等安全问题也逐渐暴露。学校的师生工作和学习也离不开大数据、通信网络。目前，高校教学对互联网技术的运用与研发日渐完备，学生可以熟练地使用电脑与互联网。但是对于信息与网络安全的防范意识和法律意识还非常薄弱，对于计算机保护、网络安全、系统维护等方面的技能亟待提高。

2 信息安全的课程内容

信息安全的课程内容包罗万象：其中涵盖的概念和知识点复杂且抽象，包括庞杂的软件、硬件、互联网、物联网、信息论、密码学、区块链以及法律等方面的内容。图1展示了信息安全课程的相关内容。课程的主要教学目标是让学生能够掌握信息安全的基本理论和方法并具备信息安全技术防护能力。课程的主要内容包括：信息安全技术基础、密码学理论、互联网安全、操作系统安全、数据备份与存储安全、物理安全、加密与认证技术、防火墙技术、入侵检测技术、漏洞扫描技术、虚拟网络VPN技术、计算机病毒防范技术、新应用开发安全技术等。信息安全技术课程对于学生的基础理论要求较高，需要学生具有一定的逻辑思维和较好的数学以及计算机编程能力。除此之外，若想要学好信息安全技术，还要求学生将理论与动手实践紧密结合，不断提升自己的实践技术才能成为国家需要的信息安全专业人才。

3 信息安全教学的现状与挑战

随着计算机和网络技术的不断进步，信息安全技术也随之不断升级，社会对信息安全类人才的需求逐年增加。但是传统的教学方式已经不能满足当前的社会发展需求，在信息安全教学过程中逐渐出现一些问题。

1） 教学内容方面

信息安全课程的教学涉及知识点繁复庞杂且理论晦涩难懂，学生若想学好信息安全技术，首先，需要研究夯实计算机技术、数学、密码学、信息论等基础知识。但是，通常学生很难在短时间内将几门课程的基础知识融会贯通并付诸实施，这就造成一部分学生在学习中因后劲不足、缺乏动力而逐渐失去继续钻研信息安全课程的兴趣。其次，许多本科院校对信息安全课程的授课时间是量化安排（大多是48学时或者96学时），这就限制了有限的课堂时间。授课教师需要根据学校的办学特色对信息安全课程的教学内容有侧重地分级讲授，让学生在最大程度上消化吸收知识，以达到教学大纲目标对学生的基本要求。

2） 教学方法方面

传统的信息安全教学以理论知识讲解为主，往往忽视了学生动手实践能力的培养，尤其是许多高校缺乏相应的信息安全实验设备和操作环境，例如对网络信息攻防实验、大数据信息安全态势感知系统等的教授方式仅仅是理论口授，完全达不到目标教学效果。传统照本宣科的教学模式导致学生认为信息安全课程单调抽象，从而失去兴趣。在信息安全课后作业的布置中也出现一些问题，一些学生往往从互联网上找到开源代码和程序上交应付老师布置的作业，整体学习兴趣不高。学生实操能力的欠缺会直接导致其毕业后难以适应工作单位信息安全方面的实战工作。

3） 师资队伍方面

信息安全技术属于应用型新工科专业，目前我国在这方面人才长期处于欠缺状态，拥有博士学位和硕士学位的信息安全类教师比例较低。在高等院校中，信息安全课程大多由计算机科学与技术专业和网络工程专业不同研究背景的教师来承担讲授。但是信息安全技术与计算机、网络工程等专业不一样，每个专业侧重的技术点和讲课内容有所不同，导致在教师授课和学生学习的过程中，信息安全的一些专业性知识点的传达难以达到预期效果。

4） 社会安全与法律法规方面

在大学信息安全课程培养中，大部分教师只注重讲授信息安全相关的专业知识和技术，而往往忽略了学生对于信息安全法律法规的认识和其社会责任感培养。一些大学生在学习了一些网络漏洞扫描和攻防技术后，在好奇心理的驱使下甚至会尝试研究增进网络漏洞，殊不知这些行为已经徘徊在法律与道德的边缘，有甚者更是会走上违法犯罪的道路。因此，对于信息安全伦理的思政建设与道德的课程融入亟待重视。

4 新时代下信息安全教学改革

针对信息安全教学的现状和问题，文章提出以下几点教学改革措施，图2是信息安全教学改革思路图。

1） 合理规划教学内容。由于信息安全课程的教学内容知识点较为广泛，相关的教材较多，教师对于教材与合适的教学内容选择就显得非常重要。此外，在大数据时代背景下，计算机技术、互联网技术与信息交流日益频繁，信息安全涉及的问题也越来越多，课程的教学内容侧重更应该符合新时代社会的发展需求。在对信息安全教学内容进行创新时，应协调各教学部门共同制定教学目标和课程大纲。首先，在选择教学内容时，以网络信息安全教育为主要内容，在培养学生信息安全基础理论知识的基础上选择信息安全保障技术知识。这方面内容应涉及信息安全基础概念、密码技术、计算机防火墙技术、防病毒方法；其次，除了讲述理论知识以外，还应大量补充当前国内外信息安全的重大事件案例，对信息安全相关法律法规进行解读，培养学生遵纪守法和家国理念。在大数据时代，海量信息可能会让学生迷失自我，教师要时刻关注学生动态，做好思想工作和法律法规教育；最后，鼓励并培养信息安全专业学生参加信息安全竞赛以及信息安全主题类的重要会议，由此调动学生的学习热情和对行业的了解情况；此外，调动学生与一线信息安全工程师进行深入学习与交流，带动学生的学习热情，开阔学生眼界。

2） 改革创新教学方法。首先，可以在采用传统的线下理论教学和实验教学基础上增加经典案例分析，让学生在分析案例的同时，在实验室手操台上进行案例复原，这将极大地促进学生的学习热情，也打开了教师与学生、学生与学生之间的壁垒；其次，在大数据时代信息交互如此频繁的情况下，可以采用线上教学和线下教学相结合的方式进行教学。从其他高校和企业中邀请经验丰富的信息安全教师、信息安全工程师进行线上授课，让教师和学生多接触外部环境，了解其他高校和行业内对信息安全的解读，促使学生步入工作后，更快速地适应社会和岗位需求；再次，在信息安全教学中，可以采用小组合作和翻转课堂等方法对学生进行分组，以小组形式开展学习和案例讨论，可以更好地调动学生的积极性，基础好的学生可以带动基础薄弱的学生，共同完成小组的任务。在翻转课堂环节，教师可以为学生设定一个信息安全主题，学生在主题范围内进行调研，选择当前相关的一个安全事件进行分析和讨论，在课堂上进行实验动手测试，并以PPT汇报方式展示小组的成果；最后，教师应该做好作业布置工作。可以采用理论结合实践的方式来布置作业，让学生对今天所学知识进行复习，并在网上搜集相关的知识和材料，动手完成实验作业。

3） 校企合作，共同育人。信息安全是一门实践性较强的课程。高等院校的教师通常在理论方法方面掌握得比较扎实，但大部分高校缺乏完善的信息安全实验室和实验设备，导致高校教师通常缺乏面对社会案例的实时应变能力，也就是缺乏相应场景的实践。针对目前这一问题，国家出台了相关的鼓励政策。例如近年来广东省开展的校企合作计划，创办产业学院和联合实验室，高校可以与信息安全专业相关的优秀企业强强联合。师资队伍由高校教师和企业工程师共同组成，学校聘请优秀的企业工程师作為兼职教师，教师与工程师互相交流学习，共同培养专业人才。学生在学校中主要由高校教师进行授课，实习实践环节可以由企业工程师在学校实验室进行指导，也可以到企业进行实地手操。国内已经有许多相关的成功案例，例如五邑大学蓝盾信息安全学院，它是广东省级立项支持的产业学院，是由五邑大学与蓝盾信息安全技术股份有限公司共建的信息安全联合实验室。蓝盾信息安全技术股份有限公司是华南地区信息安全类龙头企业，具有多名经验丰富的信息安全工程师，可以对学生实践进行更接近行业的教育指导。

4） 注重学生道德培养。信息安全是一门与其他专业内容不同且比较特殊的课程。学生在学习了相关的信息安全攻防和漏洞知识后，可以尝试进行攻击的实验，因此需要加强对信息安全学生的道德培养和法律培训，引导学生正确地运用所学的知识，树立正确的人生观和价值观。

5 结束语

随着人们越来越关注信息安全，信息安全问题在国际和国内越来越被重视。尤其是在当今大数据新时代背景下，信息的交流愈加便利且频繁，信息安全出现问题将会给人们生活和工作带来不利的影响，因此需要从高等院校入手，加快优秀的信息安全类人才的培养。学校可以利用大数据技术和互联网的优势，加速改革信息安全的教学方式和方法。提高学生的学习热情，培养学生在信息、网络方面的安全意识，树立正确的人生观和价值观，为国家发展和社会企业需求输送合格的信息安全人才。