浅析信息安全专业创新教学与实验教学模式初探

论文关键词：信息安全；实验教学 创新能力

论文摘要：文章介绍了兰州大学信息安全专业人才培养的现状和存在的问题。借鉴当今美国大学在信息安全专业教学中普遍采用的“核心课程+课程模块”培养模式，提出了“模块化教学+实训基地教学+创新技术能力”的人才培养模式。并就如何开设创新实验教学模式——虚拟实验模式进行了详细研究和重点探讨，同时提出了实验教学模式的教学评价方法和实施该模式的有效措施。

随着全社会信息化进程的不断加快，互联网应用日益普及，我国面临的信息安全问题日益突出。信息安全已经成为我国国家安全的重要组成部分，深刻影响着我国的政治、经济、文化和国防安全。要建立可靠的信息安全保障系统，信息安全专业人才的培养就显得尤为重要J。

一、目前我校信息安全专业的现状和问题

(一)专业知识结构方面

专业教学计划不够完善，课程体系中缺少与实践相关的信息安全学科的特色课程。信息安全专业学生普遍感到本专业的课程设置和教学内容过散，难以构成专业知识结构。而一些信息安全学科的课程体系基本上是某个相近学科课程体系的翻版或者延伸，在课程中注重密码学、防火墙、入侵检测等单纯安全理论与技术知识的传授，缺少系统观点与方法，特别是在实验教学与实训培养方面，对于如何构建安全的操作系统、数据库系统，如何设计与实现安全的信息系统等重要问题涉及很少。

(二)实际动手能力的培养方面

信息安全专业不仅具有很强的理论性，同时也具有非常强的实践性和应用性，许多安全技术与手段需要在真实的实践过程中去认识体会，才能理解和掌握。目前，国内外一些高等院校提倡基于仿真的信息安全教学法。我校现阶段尚不具备仿真环境的实验条件，现有信息安全学科实验设备和实验环境还相当落后，仅能进行一些简单的加密／解密、防火墙或者入侵检测等实验，而对于网络对抗等更进一步的实验基本没有涉及，或者无法完成这些复杂的信息安全实验。

(三)相关专业人才方面

我院在信息安全学科方面已经初步具备了良好的学术与人才培养积累，组建了良好的教学与科研梯队。但在实际教学与应用中，信息安全学科方面还是比较薄弱的，还缺乏深厚的科研开发和人才培养方面的积累，专业人才数量不足。目前这种情况势必制约信息安全专业的发展和专业人才培养。因此，我们应该加强与国内外院校、科研机构和企业的交流与合作，进一步提高我院信息安全学科教师的理论水平与实际研发能力，使信息安全专业成为重点发展的学科。"

二、“模块化教学+实训基地教学+创新技

术能力”培养模式的探讨与研究“9·11事件”发生后，美国、英国等国家对信息安全专业人才的培养非常重视，不仅将它提升到了一个更高的级别，同时也加大了对高校中信息安全专业人才培养的投入力度。当前，美国大学中信息安全专业教学普遍采用“核心课程+课程模块”的教学培养模式。学生在完成核心课程的基础上从模块课程中任选几门课程，而不必选修整个模块课程，使学生既能掌握扎实的专业知识，又有较多的选择机会，同时还便于教学管理和因材施教。借鉴他们的经验，结合我校的实际情况，对信息安全专业的本科教育，也可采用这种教学模式。我们在原有信息安全专业教学计划的基础上，依据实际情况进行适当调整，首先，确立核心课程模块，保证信息安全专业的基础性。同时，对教学大纲中规定的除核心课程外的专业方向的课程，依其内容联系等划分成若干个课程模块，以供学生根据自己的兴趣选择不同的主修方向，并合理安排学生到实训基地进行实践学习，注重学生社会实践能力和创新能力的培养。因为当今社会对信息安全人才的要求不仅要有扎实的理论基础，还要有较强的社会实践能力和创新能力，故在借鉴以上模式的基础上，结合我校的实际情况提出了“模块化教学+实训基地教学+创新技术能力”的教学模式。

(一)模块化教学模式

信息安全专业已经开设，但是如何科学合理的设置教学和实验课程仍是一个需要我们探讨的问题。该专业由核心学科、支撑学科和应用学科三部分构成，是一个“以信息安全理论为核心，以信息技术、信息工程和通信技术等理论体系为支撑，以国家和社会各领域信息安全防护为应用方向”的跨学科的交叉性学科体系。该学科交叉性强，应用领域宽。借鉴国外如美国、英国的经验和国内一些高校的办学经验，我们将教学计划中的“计算机网络”、“现代密码学”、“信息安全技术”、“网络安全”、“信息安全实验与实践教程”、“编码理论”等作为核心课程，其它专业课程分为几个专业方向课程模块，同时将信息安全领域的理论研究、学科建设、事业发展、前沿热点等最新动态，以专业选修课或专题讲座的形式及时地充实到教学内容中去，构成现在的信息安全专业的模块化教学模式。

(二)实训基地教学模式

要提高学生的社会实践能力，必须切实加强实训基地的建设，推行实训基地培养模式。不仅要在实验室里研究探索，更强调和注重学生在实训基地的培养锻炼，让学生自己动手，学习一些课堂上没有接触到的新知识、新内容，大胆尝试，逐步积累实践经验，以此锻炼和提高他们的实践能力和创新能力。通过实训基地的学习，使学生真正在信息系统安全管理的策略上、技术上、Bs、cs、安全性分析、安全体系框架设计和安全产品研发等各方面都具备一定的实践能力。

(三)创新技术能力模式

本科教育阶段不仅要给学生传授相关的专业知识和理论，更要培养学生掌握和应用新知识的方法和提高学生的自主创新能力。而达到这一目的无疑是通过不断的实践和摸索，使学生在实验和实践中不断面临新的问题，不断发现新的需求，不断增加新的压力。以使学生主动地加强其实际动手能力和创新能力，真正认识到只有不断地创新，才能适应迅速发展的信息社会。才能真正达到面向信息时代，培养高素质人才，提高认知能力；面向真实世界，培养解决问题的能力，提高知识应用和迁移能力；面向发展世界，培养探索能力和创新能力；面向合作时代，培养协作精神和团队意识，提高沟通协作和组织管理能力的需求目标。"

三、实验教学和实训基地建设的改革思路

(一)建立创新的实验教学模式

信息安全专业作为一种应用性很强的学科，其本科教学不但应注重学科的基础性、实用性和实践性，还应建立创新的实验教学模式和科学的实验教学内容，这对于促进该专业的建设有举足轻重的作用。根据近几年来该专业的发展需求，并充分考虑到实验教学模式的系统性和可操作性，我们选择以实验教学模式的改革为切人点，在实验教学中尝试将实验教学分为网络基础技术实验、密码技术实验、网络攻防实验和系统安全实验4个层次的内容，搭建一种分层次的体系结构和多元化实验教学模式——虚拟实验模式。我们深入研究了我校信息安全专业在实验教学环节中存在的突出矛盾，提出了解决矛盾的具体措施，利用虚拟实验系统进行实验教学，大胆进行实验教学改革，两年来的实践已经证明，以虚拟实验为主流方向的实验室改革可以使我们逐步走出实验教学的困境，例如开发一个虚拟仿真的实验环境，这样就可以使学生进行密码学实验，使他们更直观的理解系统内部的加密过程，从而真正达到创新实验教学的目的。

(二)重视实训基地建设工作

该专业所学的大量课程与社会实践密切相关，所以应重点建设产学研一体化的实训基地，加强与信息产业部门的合作，为学生创造到企事业单位顶岗实习的机会，打通学生与社会接轨的渠道，使学生能够明白真正的社会需求，使其得到既实际又规范的训练。实训基地可分为固定性和变动性两类，这样能使学生有更多的选择机会和锻炼机会。这方面我院的信息安全专业近年来做了许多创新性工作，不但为当地政府做了大量的社会服务工作，同时也为学院的实训基地建设搭建了一个好的平台。例如：2007年成立了“国家保密局涉密信息系统安全保密测评中心系统测评(甘肃省)分中心”，正在筹建的“TC—sP趋势科技认证考试”，这些都为学生提供了很好的实践锻炼平台，并已取得初步的效果。

(三)加强对学生进行多层次实训能力的培养

对应于实验教学模式的四个层次，在学生实训方面主要安排以下内容：建立常用的各类计算机网络NT、Novell、UNIX等网络的连接；微机的组装及故障排除；加密系统、防火墙技术、病毒的防范、黑客攻击与防范和电子商务模拟交易及认证模拟训练等。使学生通过这种分层次和多元化的实训锻炼，真正提高处理和解决实际问题的能力，提高信息安全本科人才的综合素质。

四、实验教学模式的教学评价和教学保障

实验教学的评价不仅要对学生实验结果做鉴定，更重要的是在实验教学目标与实验结果之间，对学生的学习进行反馈、激励和改进，形成以评促学的动力机制J。实验教学可分3种层次进行评价，按是否数量化分类，分为定量评价和定性评价；按评价的对象分类，分为自评、互评和教师评价；按层次模块分类，分为阶段性实验课作业评价和实验考试评价。同时在实验教学和实训过程中应努力做到以下几点：

五、结束语

目前各学校对实验教学与实验室建设均很视，但是在实验教学计划制定和实验室建设过中始终也应遵循保证核心课程、注重模式创新宗旨。使学生通过实验教学不仅夯实所学的理基础，还认知到所学专业的社会实际需求和变趋势，学生进入社会后不但具有分析、解决问的能力，同时也具有一种发展创新的理念。