基于OBE理念的网络空间安全专业课程教学研究

魏巍

【摘  要】 新工科背景下，课程教学研究已成为网络空间安全专业建设中的一项重要内容。为加快实现网络空间安全领域卓越工程师培养目标，在对网络空间安全专业课程教学改革的背景和需求分析的基础上，结合OBE理念，提出新的课程建设目标，并从课程教学目标、课程内容、教学模式、考核方式等方面深入探索，对课程教学方法和评价方式进行了创新研究。

【关键词】 OBE；网络空间安全专业；课程教学

一、网络空间安全专业课程教学改革背景和需求

教育部、工业和信息化部《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》中明确提出要深入开展新工科研究与实践，注重产业需求导向，全面落实“学生中心、产出导向（Outcome Based Education， OBE）、持续改进”的新理念，创新工程教育教学组织模式。这意味着在专业建设中必须优化课程体系，深化教学改革，提高人才培养质量，空间安全专业必须具有明确、可衡量的培养目标，符合学校的办学理念，培养出的学生在毕业时必须达到专业基本要求。

网络空间安全专业中有很多理论与实践密切相关的课程，均要求学生能够掌握有关的知识和技能，但在课程教学中存在一些问题，如课程设置不太合理、课程体系偏离课程目标，导致不能有效支撑毕业要求；教学方法和教学模式陈旧，缺乏对学生的能力培养，难以达成毕业要求；工程实践不足、学生应用能力有限，毕业后难以解决复杂工程问题；课程考核形式单一、评价机制不健全，无法科学衡量人才培养质量等。在“新工科”教育背景下，将现代信息技术和OBE教育理念融入本专业课程的教学过程中，最大限度地保证教学目标与结果的一致性，提高网络空间安全专业的教学质量，从而促进网络空间安全专业高层次人才培养，势在必行。

二、网络空间安全专业课程建设目标和实施方案

根据上述对网络空间安全专业课程教学改革背景和需求的分析，并结合应用型大学的办学定位，网络空间安全专业课程教学应以OBE理念为指导，以“应用型”人才培养为中心，力争达到“聚焦课程特色，优化教学实施方案，构建融合聚合思维的知识体系；结合多元化教学方式，培养应用、思维和创新能力；采用多维度、全过程精准考核，塑造具备信息化素养的网络空间安全人才”的目标。

按照OBE工程教育理念倡导的反向设计原则，从“需求”开始进行网络空间安全专业课程教学改革总体设计，具体实施过程为：先进行校内外需求调研，然后明确专业人才培养目标和毕业要求，再确定课程教学目标和教学设计、制订考核评价体系、确定行为目标和学习内容设计，最后对课堂教学实施质量进行诊断反馈。文章着重从课程目标重构、课程内容设计、教学模式改革、考核方式创新等方面予以介绍。

（一）按培养目标和毕业要求重构课程教学目标

在课程建设初期制订的课程教学目标，存在与学生毕业要求和教学内容之间没有紧密关联性的情况；课程教学目标主要以知识培养为主，缺少对学生能力培养的要求，特别是缺乏对学生专业能力之外的培养要求，如素养能力的培养；另外，对课程教学目标的表述也往往不能体现出“以学生为中心”。遵照现阶段工程教育专业认证的要求，课程教学目标要对本课程所要支撑的毕业要求的指标全覆盖。为此，要结合专业人才培养目标进一步分析课程对毕业要求的支撑程度，明确课程教学目标，以便制订出课程教学大纲。

（二）以学生为中心设计教学内容

通过分析现阶段应用型网络安全人才培养需求，并结合课程教学目标，调整和优化课程内容，重构网络空间安全专业课程体系。

1. 以應用能力为核心重构教学内容

课程教学内容的设计关系到课程对毕业要求能力指标支撑的实现，在设计课程教学内容时坚持“以学习效果为中心、以学生学习为中心、以学生发展为中心”的原则，以培养学生运用知识和技术解决网络空间安全领域中复杂工程问题的能力为重点，教学内容以学生感兴趣的内容为主，舍弃较难或不常用的内容。可以依据课程教学目标将教学内容进行层级式模块划分，比如专业技术类课程，可以分为基础应用模块、拓展应用模块、技能提高模块等。

2. 引入前沿知识和技术，培养学生的创新应用能力

为了更好地培养学生解决“计算机领域复杂工程问题”的能力，需不断调整和补足专业知识结构体系。在实际教学中，可以引入前沿技术，讨论应用案例，以此激发学生的学习兴趣，提高学生的自主性和积极性，更重要的是真正让学生系统地把技术知识与工程应用相结合，潜移默化地提升学生解决专业领域中复杂工程问题的能力。

3. 注重课程之间的联系，实现课程群融会贯通

网络空间安全领域的复杂工程问题须运用多学科的综合技术来解决，由此突显出将更多维度的知识与课程结合起来的必要性。围绕某门专业课程，厘清其先修课和后续课程，以该门课程为核心建立课程群，囊括相关的原理、技术以及技术工具的应用等多方面的内容，科学、合理地整合课程群中各门课程的教学内容和目标，以为学生能够综合运用所学知识解决网络空间安全问题提供条件。

另外，OBE理念强调课程教学的协同性，因此需要承担不同课程的教师能够进行长期交流、协同合作、及时反馈，共同完善构建网络空间安全专业课程体系，以实现帮助学生取得学习成果的教学目标的达成。

（三）基于OBE理念探索创新教学模式

推进从“知识传授型”向“能力培养型”的过渡，科学设计教学方案，强化产教融合，将OBE理念中基于学习产出的教育模式融入课程实践教学过程中，通过创造学习环境、订制合作学习策略、融合知识性与实战性教学等多种教学方法和手段，激发学生内在学习动机，真正从以教师教为主转变为以学生学为主，帮助学生提高综合素质和创新应用能力，同时促进课程教学目标的达成。

1. 以学为中心探索实践翻转课堂教学模式

翻转课堂颠覆了传统教学中教与学的顺序，将课堂教学由传统的“教师教—学生学”改变为“学生学—教师导”。 网络空间安全专业课程教学应以“以学为中心，以培养学生能力为目的”为指导思想，完善课程教学设计。“以学为中心”主要通过课程思政激发学生的学习兴趣、线上课程自学、线下课程参与式学习等方式来达到；“培养学生能力”包括政治思维、聚合思维、逻辑思维、动手实践、自主学习、团队协作、自由表达等能力，主要通过课程思政融入、项目驱动式实践、线上课程学习、积极参与线上线下问题讨论等多种方式来达成。翻转课堂教学可以满足学生差异化学习需求，同时可以锻炼和提高学生的自主学习能力。

2. 以培养应用型人才为目标构建校企融合教学模式

积极对接企业岗位需求，构建协同育人机制，开展网络空间安全专业校企融合的教学模式。针对网络空间安全人才须具备较强实践创新能力的培养要求，结合专业特色和学生个性化需求，邀请具有丰富实践经验的企业专家为学生授课或开展培训讲座，通过案例研讨和交流，以及在实践应用方面给予指导，使得学生能够更好地了解与行业相关的发展动态，为将来向社会输送具有创新应用能力的网络空间安全专业人才奠定基础。

（四）利用过程性多元化考核方式

课程考核是评价课程教学成效的重要手段，也是促进教学持续改进的重要依据。传统单一的期末考试成绩不能全面、客观、合理地反映学生的学习情况，也背离了课程的教学目标，偏离了OBE的目标，在一定程度上阻碍了学生解决实际问题能力、动手能力和团队协作能力的提高。OBE理念下的新型教学模式包含更多的过程性学习活动，因此要将课程评价环节融入整个教学过程中，考核形式的多元化是综合衡量学生能力的一个重要手段。课程学习总评成绩可以由过程性评价和总结性评价两部分按一定权重比例构成。其中，过程性评价包含线上自主学习成绩、线下成绩和作业三部分：线上学习成绩由章节在线学习次数、在线测试和讨论等项目构成，线下学习成绩由签到、课堂活动参与度、随堂测验成绩等课堂学习情况构成，作业包括习题、实验报告等；总结性评价主要指试卷或其他形式的期末评测。通过这样的多元评价方式对学生的学习状况和综合素质进行客观、真实和全方位的评价。

三、网络空间安全专业课程教学方法与教学评价创新

在课程教学实施过程中，可以结合章节内容的难易程度和学生自身特点采用多种教学方法。对学生初次接触的内容或难理解的抽象理论知识，主要以教师讲授为主，并结合归纳法、演绎法等教学方法讲授；对实验课、习题课、讨论课主要基于“以学生学习为中心”的原则，采用自主探究、讨论交流、项目驱动式等教学方法。比如，对内容相对简单但理论和实践内容却不少的部分章节，采取翻转课堂教学模式实施教学，分为线上和线下两个环节，线上部分包括观看教学视频及学习相关资料、在线讨论、在线测试等，线下包括课堂讲授、线下答疑、案例讨论、项目实践等，先由教师在线上给学生提供相关学习资料，布置学习任务点以及在线测试习题，由学生自主学习完成，同时教师监督学生的线上学习情况并进行在线讨论和答疑。对学生线上学习时出现问题较集中或存在疑惑的知识点，可以在线下着重讲解或者在课堂上列举应用案例进行深入讨论，还可以在课堂上以项目的形式驱动学生多实践，通过实践将课程知识串起来，从而加强学生对课程内容的系统性学习。另外，经过多年教学发现，很多学生存在讲授的内容对其产生很大吸引力才会主动学习的现象，因此，一门课程要顺利地开展教学，必须先让学生感兴趣，那么课程导学至关重要。将课程思政融入课堂教学中，通过讲一些名人事迹、科学故事、网络安全案例等，让学生在每门课程的第一堂课中就要明确“为什么学”“学什么”和“怎样学”，同样后续各个章节甚至每一堂课的教学中要明确“为什么学”“学哪些”以及“学会什么”，分别从职业道德、集体主义、人生观和价值观以及科学精神等多方面进行德融教学，从而激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主观能动性，树立学习信心，同时还能在一定程度上加强网络安全意识，增强自身的社会责任感和使命感，从而更好地促进网络空间安全专业人才培养目标的达成。

OBE模式的教学评价聚焦在学习成果上。网络空间安全专业基于OBE理念的课程教学评价应从学生学习成果达成的角度采取多维度的综合评价，除了构建教学质量监控体系包括教学督导制、学生评教制、教师评学制。此外，还要实行长远育人策略，从质量监控向持续改进转变，构建持续改进机制。有效的持续改进机制应在培养目标、毕业要求、课程教学活动三个方面予以体现：1. 通过及时了解社会对网络空间安全人才的需求变化，持续地改进本专业人才培养目标，以保障其始终与内外部需求相符合；2. 掌握用人單位对往届毕业生的评价与反馈，持续地改进专业人才的毕业要求，以保障其始终与培养目标相符合；3. 平时经常与当代大学生接触交流，及时发现学生的新变化、新特点和新需求，持续地改进设计教学活动，以保障其始终与本专业毕业要求相符合。由此进一步完善课程教学体系，推进课程的持续改进，更好地促进学生学习目标和学习成果的达成。

四、结语

文章涉及的课程教学改革方案与创新研究已在我校网络空间安全专业课程教学中实践应用，确立了以学习成果为导向的课程教学体系，使得学生实践应用与创新能力得到提高，有力地促进了专业培养目标的达成。今后，将基于OBE理念继续持续改进课程教学方法，不断探索创新。

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