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關(guān)鍵詞:慕課;信息安全;大數(shù)據(jù);校企合作;教學(xué)改革
基金項(xiàng)目:本文系上海高校智庫內(nèi)涵建設(shè)項(xiàng)目“人工智能與大數(shù)據(jù)背景下上海布局的新思維與新舉措”;2019年上海高校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革項(xiàng)目“信息安全原理”進(jìn)階課程建設(shè)。
引言
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,獲取信息,利用信息,把握信息成為各國(guó)提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。信息安全影響著國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事和社會(huì)生活的方方面面,信息安全領(lǐng)域的人才數(shù)量不足,而社會(huì)對(duì)信息安全領(lǐng)域人才需求近年來持續(xù)增長(zhǎng)。對(duì)高校信息安全課程的教育教學(xué)提出挑戰(zhàn)。
高校信息安全課程往往過于注重理論知識(shí)的傳授,學(xué)生在面對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)安全問題時(shí),沒有合適的技術(shù)手段設(shè)計(jì)合理的解決方案;信息發(fā)展給信息安全帶來的變化日新月異,課程中所使用的教材版本過于陳舊,學(xué)生會(huì)面臨所學(xué)習(xí)的知識(shí)與社會(huì)所需要的知識(shí)差距過大的問題;針對(duì)課堂上的教育模式,普遍還是教師主導(dǎo)的教學(xué)模式,學(xué)生參與積極性不高,在面對(duì)疑難問題時(shí),也沒有有效的手段能及時(shí)解決存在的問題,久而久之,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降。
因此,針對(duì)已經(jīng)開設(shè)的信息安全原理課程,更要在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂和慕課的混合型教學(xué)互動(dòng)方式,慕課(MOOC,MassiveOpenOnlineCourse)是大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程的縮寫,它是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。它利用了現(xiàn)代的信息安全網(wǎng)絡(luò)技術(shù),打破了傳統(tǒng)教學(xué)所受的時(shí)間和空間限制,整合了多種數(shù)字化教學(xué)資源,形成了多元化的學(xué)習(xí)工具和教學(xué)資源。慕課自從美國(guó)起源后,全球各大高校紛紛加入慕課的學(xué)習(xí)浪潮中?,F(xiàn)在,慕課已經(jīng)是教育方法中的重要工具。因此,研究如何利用慕課這樣新型互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái),改進(jìn)傳統(tǒng)信息安全課程的教學(xué)方式,是尤為重要的。
慕課具有學(xué)習(xí)靈活、教學(xué)資源豐富等特點(diǎn)。教師可以將在課堂上難以表述的程序命令或者實(shí)驗(yàn)操作融入視頻中,讓學(xué)生能夠快速理解。另外,慕課的課程具有可重復(fù)的特點(diǎn),對(duì)于復(fù)雜難懂的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生不會(huì)局限于課堂的時(shí)間,在課余的任何時(shí)間,只要能夠通過自己的手機(jī)、電腦等就可以進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí),從而更好的鞏固知識(shí)。
基于這些優(yōu)勢(shì),結(jié)合在線資源和傳統(tǒng)教學(xué),將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)移交給學(xué)生自己,刺激學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),積極思考,從而加深理解。課程不光要注重課堂內(nèi)理論知識(shí),還要面向?qū)嶋H問題,進(jìn)行課堂拓展實(shí)踐,以及和社會(huì)中的優(yōu)質(zhì)企業(yè)開展交流合作,培養(yǎng)進(jìn)入社會(huì)后能夠滿足信息安全崗位需求的學(xué)生。解決信息安全領(lǐng)域的人才缺失,研究拓展高校信息安全課程的培養(yǎng)對(duì)象,快速提升高校信息安全原理課程教學(xué)方法和教學(xué)水平,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1、傳統(tǒng)信息安全課程的基本現(xiàn)狀
1.1教材未與時(shí)俱進(jìn)
由于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨,以及大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的興起,我們生活在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展在給我們帶來便利性的同時(shí),卻也引發(fā)了一系列的安全隱患。但是由于當(dāng)今時(shí)代信息更新迅速,傳統(tǒng)的信息安全教材未能囊括前沿的相關(guān)知識(shí),導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識(shí)未能很好地解決目前所發(fā)生的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全問題。例如在數(shù)字出版方面,利用最新的區(qū)塊鏈技術(shù)中的身份驗(yàn)證和公式機(jī)制與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的確權(quán)、授權(quán)和維權(quán)等環(huán)節(jié)結(jié)合起來。能夠使用基于區(qū)塊鏈的新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),管理數(shù)字出版和知識(shí)產(chǎn)權(quán),從而能夠降低管理成本,提高管理效率。
1.2授課方式重理論
信息安全課程理論上包含了編碼技術(shù)、防火墻技術(shù)、VPN技術(shù)、數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)等,但是學(xué)生只是對(duì)相關(guān)算法理論有了初步了解,并未很好結(jié)合這些算法的實(shí)踐操作,尤其如防火墻的基本配置、以及利用Internet密鑰交換技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的加密解密等涉及信息安全的基本操作,所以學(xué)生普遍課堂積極性有所欠缺、課后思考有限。
1.3學(xué)習(xí)方式被動(dòng)化
到目前為止,國(guó)內(nèi)大多數(shù)院校授課的主流方式仍然是以傳統(tǒng)的“老師站上講臺(tái)教、學(xué)生坐在臺(tái)下學(xué)”的方式進(jìn)行,導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)地汲取相關(guān)知識(shí),自主性、積極性和接受度都有限。而且教學(xué)任務(wù)固定,每節(jié)課學(xué)生和老師之間無法進(jìn)行充分的有效互動(dòng)。而且受到上課時(shí)間、地點(diǎn)的限制,未能很好地應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的便捷性、共享化的優(yōu)勢(shì),存在學(xué)生疑慮解決滯后的缺陷。
1.4考核方式單一化
該課程多采用課堂考勤和期末考相結(jié)合的這種單一化的考勤方式,但是由于該課程教學(xué)內(nèi)容綜合了計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、管理等學(xué)科,所以對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力較高要求。且當(dāng)前的考核方式在提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題能力方面有所不足,未能通過構(gòu)建系統(tǒng)化的考核體系,比如引入實(shí)踐考核以及小組分工合作的方式,培養(yǎng)學(xué)生的思考習(xí)慣以及創(chuàng)新能力。
1.5培養(yǎng)人才供不應(yīng)求
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)空間成為人們生活的主要空間,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全成了人們面臨的又一主要問題,近年來國(guó)家對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)也愈加重視,正如《2019網(wǎng)絡(luò)安全人才現(xiàn)狀白皮書》指出,2016至2018這三年期間,在全國(guó)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全及相關(guān)專業(yè)開設(shè)院校新增數(shù)量達(dá)到98所,如圖1所示,其中華東地區(qū)院校新增相關(guān)專業(yè)的數(shù)量最多,達(dá)到21所。與此同時(shí),社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息安全人才的需求也越來越大,但是由于這一方面的人才卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)供不應(yīng)求。即使目前很多人可以自學(xué)成才,“網(wǎng)絡(luò)空間安全”也成為一級(jí)學(xué)科,但目前該領(lǐng)域人才缺口重大。正如智聯(lián)招聘的《2018網(wǎng)絡(luò)安全人才市場(chǎng)狀況研究報(bào)告》指出,如圖2所示,安全大數(shù)據(jù)分析師將會(huì)在未來幾年內(nèi)成為最為稀缺的人才資源,且每年需求仍在不斷大幅上升,2018年上半年增長(zhǎng)率接近10%。
2、信息安全原理課程建設(shè)方法
從以上可以看出,大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息安全課程不能拘泥于舊的課程體系,必須創(chuàng)新教學(xué)模式,充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源,創(chuàng)新教學(xué)方法,促進(jìn)學(xué)生和老師之間的有效互動(dòng),培養(yǎng)新型的信息安全人才。
如圖3,在MOOC背景下,信息安全原理課程教學(xué)體系分為“教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)”、“核心教學(xué)方法”和“拓展教學(xué)內(nèi)容”三大層次?!敖虒W(xué)基礎(chǔ)建設(shè)”是整個(gè)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和保證,“核心教學(xué)方法”是教學(xué)過程中運(yùn)用的多元化教學(xué)手段,以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,“拓展教學(xué)內(nèi)容”是教學(xué)之后的延伸。
2.1教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)2.1.1理論教材建設(shè)
由上一節(jié)分析可以看出,現(xiàn)有的信息安全原理教材相對(duì)落后,讀者在閱讀信息安全原理教材的過程中,往往只能了解到過時(shí)的知識(shí),而無法學(xué)習(xí)到最新的信息安全技術(shù)?;趯?duì)“信息安全原理”課程六年的總結(jié)和發(fā)展,以及對(duì)最新時(shí)代信息安全課程的要求,結(jié)合最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息安全理論及案例和相關(guān)試驗(yàn)知識(shí),設(shè)計(jì)如下的教材建設(shè)方案。
第一點(diǎn),結(jié)合最新技術(shù)發(fā)展的章節(jié)實(shí)驗(yàn)。在教材中的重點(diǎn)知識(shí)章節(jié),設(shè)立大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈體系等最前沿的安全應(yīng)用相關(guān)的章節(jié)實(shí)驗(yàn),讀者可以通過完成章節(jié)實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,并牢固掌握章節(jié)知識(shí)點(diǎn)。第二點(diǎn),強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。在原理理論部分的章節(jié)中,添加多種多樣的真實(shí)案例,范圍可以涉及政府治理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化民生等等方面的社會(huì)應(yīng)用問題。讀者可以充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí),組成小組互相討論,并提出相應(yīng)的解決方案或思路,從而更有助于知識(shí)的理解。第三點(diǎn),強(qiáng)調(diào)書籍內(nèi)容的新穎性。教材既要保留經(jīng)典的信息安全理論知識(shí)點(diǎn),也要在此基礎(chǔ)上,增加了十三五期間的新觀點(diǎn)、新理念,如網(wǎng)絡(luò)安全法的實(shí)施、勒索蠕蟲病毒的防范、電子簽名法的實(shí)施、新型計(jì)算機(jī)犯罪的特征、數(shù)字水印等。讀者不僅可以在教材中學(xué)習(xí)到信息安全理論的基礎(chǔ)知識(shí),還能從教材中了解到目前世界信息安全發(fā)展的趨勢(shì)和我國(guó)信息安全建設(shè)的方向。
2.1.2MOOC網(wǎng)站建設(shè)
在課程前期,搭建信息安全原理這一課程的一個(gè)線上教學(xué)平臺(tái),線上教學(xué)資源可由學(xué)校和企業(yè)雙方提供。對(duì)于該課程所涉及的一些基礎(chǔ)理論知識(shí)的傳授,可由學(xué)校老師提前進(jìn)行相關(guān)視頻的錄制,然后再提交至該在線課程平臺(tái);對(duì)課程于內(nèi)容相關(guān)的實(shí)踐操作知識(shí)、該知識(shí)在社會(huì)工作中的相關(guān)應(yīng)用以及社會(huì)對(duì)相關(guān)人才的技能考查側(cè)重哪方面的知識(shí),都可以由企業(yè)的有關(guān)專業(yè)人士進(jìn)行提前錄制,后再上傳至MOOC平臺(tái)。對(duì)于提高學(xué)生MOOC完成率,可以通過課程個(gè)性化定制、提高遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用,以豐富學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí),也有助于學(xué)生盡早樹立正確的擇業(yè)觀以及明確自己的職業(yè)目標(biāo),進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力,為社會(huì)培養(yǎng)技能型人才,進(jìn)而彌補(bǔ)社會(huì)在信息安全領(lǐng)域這一方面的人才空缺。
2.2核心教學(xué)方法
2.2.1MOOC教學(xué)
利用MOOC學(xué)習(xí)不受時(shí)間和空間約束的特點(diǎn),學(xué)生可以根據(jù)自己的課余時(shí)間,利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí),反復(fù)思考,從而能更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的吸收。同時(shí),利用MOOC平臺(tái)中的強(qiáng)大互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),教師可以制作相應(yīng)的練習(xí)題,讓學(xué)生在課程視頻觀看完畢后進(jìn)行自測(cè),教師從后臺(tái)可以對(duì)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行有效的掌握。
如圖4,教師和企業(yè)緊密合作,搭建基于理論知識(shí)和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的MOOC平臺(tái),形成校企強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的知名MOOC資源。學(xué)生通過MOOC平臺(tái)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)與課后練習(xí)。
例如對(duì)于密碼學(xué)、加密技術(shù)、數(shù)字簽名等概念性的知識(shí),就可以通過制作MOOC課程,視頻以輕松有趣的動(dòng)畫或者是案例來闡述復(fù)雜難懂的概念,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在視頻課程之后,學(xué)生可以在MOOC網(wǎng)頁上進(jìn)行簡(jiǎn)單的加密解密題目的解答,就能更好地理解知識(shí)點(diǎn),提升專業(yè)知識(shí)的能力。
2.2.2基于MOOC平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
課程實(shí)驗(yàn)是對(duì)教學(xué)成果和學(xué)生知識(shí)掌握情況的重要檢測(cè)方式,也是提升學(xué)生技能水平的重要手段。我們不能拘泥于傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)中基于硬件實(shí)體和老舊的密碼技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐課程。應(yīng)該著眼于最新的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合目前新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)區(qū)塊鏈、數(shù)字版權(quán)、用戶隱私等方面進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。通過與時(shí)展最緊密的知識(shí)和實(shí)踐,提升學(xué)生對(duì)信息安全知識(shí)的掌握能力。MOOC平臺(tái)不僅僅能作為一個(gè)視頻學(xué)習(xí)平臺(tái),更能成為一個(gè)基于先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?;贛OOC平臺(tái)的實(shí)驗(yàn),不僅沒有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建難、維護(hù)貴、易損耗的缺點(diǎn),還有便捷、快速、高效等優(yōu)點(diǎn)。
例如在網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御的專業(yè)知識(shí)課程之后,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在MOOC平臺(tái)上搭建一個(gè)信息攻防實(shí)驗(yàn)平臺(tái),讓學(xué)生分為兩組對(duì)于OSI七層協(xié)議或人工智能病毒互相攻防,體驗(yàn)不同的角色。通過情景模擬,讓學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)到信息安全的攻防原理的操作,加深學(xué)生對(duì)信息安全知識(shí)的理解,提高學(xué)生心中對(duì)于信息安全的重要性。
2.3拓展教學(xué)內(nèi)容
高校培養(yǎng)信息安全人才,是為了更好地為社會(huì)的人才需求進(jìn)行服務(wù),課程建設(shè)的過程也是高校對(duì)社會(huì)服務(wù)能力的一種提升方法。學(xué)生在完成信息安全相關(guān)的知識(shí)課程后,掌握了基本的理論知識(shí)和基本技能,但并不意味著學(xué)生已經(jīng)成為一個(gè)信息安全行業(yè)的專業(yè)人才,還缺乏許多實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),在企業(yè)中也缺乏高校的先進(jìn)理論知識(shí)。因此,在課程建設(shè)的過程中,增強(qiáng)高校與企業(yè)之間的聯(lián)系,拓寬高校與企業(yè)之間的合作是必然的。
例如,高校可以與奇虎360公司進(jìn)行合作。奇虎360公司作為我國(guó)在計(jì)算機(jī)安全和網(wǎng)絡(luò)安全方面的重要民營(yíng)企業(yè),可以充分將奇虎360公司和高校資源互補(bǔ),解決信息安全課程中的痛點(diǎn)問題。一方面可以邀請(qǐng)奇虎360公司的工程師來為學(xué)生講解最新的信息安全技術(shù),如云安全的原理與案例教學(xué)、大數(shù)據(jù)的病毒防范技術(shù)、企業(yè)信息安全的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)置等等;另一方面,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生走入企業(yè),把教師、學(xué)生和企業(yè)結(jié)合起來,共同參與一個(gè)真實(shí)的項(xiàng)目,讓學(xué)生帶著所學(xué)到的知識(shí)和技能,按照真實(shí)的項(xiàng)目工程要求,完成項(xiàng)目的各項(xiàng)任務(wù)。通過實(shí)際項(xiàng)目的訓(xùn)練和培養(yǎng),讓學(xué)生能夠更加具備實(shí)戰(zhàn)操作經(jīng)驗(yàn)和能力。
級(jí)別:部級(jí)期刊
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