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關鍵詞:創新教育;信息安全;電力特色
作者簡介:王勇(1973-),男,河南確山人,上海電力學院計算機科學技術學院信息安全系,教授;周林(1968-),男,浙江寧波人,上海電力學院計算機科學與技術學院信息安全系,副教授。(上海 200090)
基金項目:本文系上海電力學院重點教改基金項目(項目編號:20121307)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0024-02
信息安全專業的創新能力培養是國內相關高校新開專業所面臨的重要問題。根據各個學校的自身特點,創新特色各有不同,上海電力學院的信息安全專業要在具有電力特色的基礎上培養具有普適專業知識的應用型人才。[1]公安系統高校在培養信息安全人才的時候要強調該專業知識在取證和偵破領域的特色應用。[2,3]創新的基礎要培養實踐能力,特別是工程技術人才,只有在實踐中才能對技術有深刻的認識,學習知識,發現問題,提出新問題,解決問題,初步具有創新能力。[4-6]
然而當前信息安全專業學生普遍具有行業背景特殊不明顯,自學能力、創新能力、論文撰寫能力比較薄弱的狀態。根據上海電力學院信息安全專業特點,我們在實踐中總結了創新能力培養的模式。
一、存在的問題
1.電力特色不明顯
我們的專業定位是培養具有電力特色的信息安全應用型人才。雖然本專業建設了電力網絡安全實驗室,配置了電力專用網絡安全設備,但是在教學大概上對電力特色的信息安全課程涉及不多。需在認知實踐、科創、畢業設計環節中增加電力信息安全的相關內容。
2.自學能力薄弱
由于信息安全專業知識更新速度非??欤托枰蠋熀蛯W生不斷更新知識。而獲取知識最快捷的途徑就是自學。但是大學生從高中階段轉變過來后,還不適應大學教育。很多上課認真聽課,課下不預習和自學的學生,發現很多知識都聽不懂。這是因為信息安全領域知識面很寬,知識量較大,沒有課前預習僅依靠上課的短暫時間是不夠的。
但是當前學生學習主動性比較差,自學能力較低。這種現象在信息安全專業里面尤其突出。也不排除有些對信息安全有濃厚興趣的學生,他們會主動學習新的知識,具有較強的自學能力。這樣的學生在一個班級里面,處于金字塔的頂端,平均每個班級大概占10%左右。剩余的學生在自學能力方面均需要提高。
3.缺乏創新意識
在缺乏自學能力的情況下,掌握多學科交叉的信息安全專業知識就比較困難。在學習過程中會遇到很多需要解決的新問題,尋求解決新問題的創新思路就更顯得薄弱。自學是要求學生能夠主動學習課堂要求的預習任務,而創新意識是要求學生能發現新問題,網絡搜索解決方案,并在實踐中驗證這些技術。
自學能力是創新意識的基礎,而提高學習興趣是解決這兩個方面缺失的關鍵措施。
4.論文撰寫能力差
在撰寫實驗報告過程中,發現工科學生的語言表達能力普遍較低,很多有口語化的表述,而且存在條例不清晰,邏輯不緊密,摘要內容與論文無關,實驗結果分析不足等諸多問題。這是由于在高中階段沒有要求學生撰寫過科技論文,也沒有進行過相關培訓。在大學期間,由于自學能力和創新能力的薄弱,導致實驗無法獨立完成,這樣更加沒有信心撰寫實驗報告,對于科技論文就更沒有興趣。
總之,信心安全專業所面臨的創新人才培養存在的難題,主要表現在自學能力薄弱、缺乏創新意識、論文撰寫不規范等。這三個問題是具有相互連貫性的。自學能力薄弱導致掌握新知識能力差,就缺乏發現問題、解決新問題的能力,自然無法完成論文的撰寫工作,更沒有心思關心論文格式方面的要求。
二、問題存在的原因
在查找根源的時候,不要把所有責任都推到學生身上,要從專業特點、學校的專業定位、培養方案、就業形勢等諸多方面進行綜合考慮。
1.電力特色的專業定位
上海電力學院的信息安全專業依托電力行業為背景,培養具有信息安全一般技能的專業技術人才。電力行業雖然對信息安全有很高要求,但是該行業內,對信息安全的崗位需求缺很少,電力系統的安全保障技術,基本上做運營維護,技術開發的工作集中在電力科學研究院。因為電力行業需求不高,所以還需要全面教授信息安全技術。
在這樣的專業定位的基礎上,培養方案中就需要涉及很多專業科目,并且針對不同的就業需要引導學生自學掌握更多特殊技能。
2.多學科融合的專業
信息安全專業是計算機科學與技術、信息與通信工程、數學等多學科的交叉學科,該專業屬于多學科融合,因此要求學生不能偏科,需要學生有很強的數學基礎、編程能力,甚至會涉及到通信技術。這樣的學科對學生綜合能力有很高要求。
該專業還具有很強的實效性。工程技術類比理論技術更新更快。有的新技術出現后,不到半年就被淘汰。這導致教程嚴重滯后當前最新技術,需要教師不斷更新專業知識,而且也需要學生具有自學能力和創新意識。
該專業的多學科交叉和知識的快速更新,給教和學都帶來了很大壓力,對學生自學能力、創新能力就有更高的要求。
3.突出技術的理學培養方案
因為上海電力學院的專業規劃的需要,信息安全專業定位成理學專業,這樣需要更加突出理論知識的學學分。理論課的增加自然相對減少了課程實驗內容?,F有的信息安全培養方案中,課時數相對比較很多,留給學生自學的時間較少。雖然集中實踐課程達到32學分,640學時,但是專業課的上課與上機實踐比例基本上是2∶1,學生實踐機會還是低于聽課時間。這樣在上機的時候,就會有很多學生動手能力比較差。
4.不同地域生源
信息安全專業不屬于上海電力學院電力特色的專業,因此在招生的時候,對學生的吸引力不如其他特色專業。招生面向全國招生,外地生源考分在當地一般都超過一本分數線,上海屬于二本。外地生源學生入校后,難免會有心理落差,但是學習還是比較用功的。上海生源計算機基礎一般較好,但在最近計算機普及率增大的情況下,上海生源的計算機優勢就不太明顯了。
生源的特點決定了信息安全專業學生在班級里面兩極分化嚴重。想學的學生主要是對信息安全有濃厚興趣,或者打算考驗或者考證。一般考研的學生在研究生考試的壓力下,專業技術能力又不會特別突出。
5.就業形勢帶來的機遇與挑戰
信息安全專業2013年是第一年畢業,正趕上我國設立國家安全委員會,對信息安全的重視程度上升到國家安全層面。這在宏觀上促進了就業。信息安全的運營維護需求在知名企事業單位中有重要需求,但是由于這樣的崗位流動性不強,崗位數量并不多,在客觀上說明市場并不大。
信息安全技術開發類工作集中在國內很少的幾家信息安全企業,或者是大型企業的研發部門,對信息安全的編程技術和理論水平均有較高要求。在當前就業形勢下,上海電力學院培養的信息安全專業人才的就業將會面臨考驗。有機遇也有挑戰,而且就業的好壞會直接影響到信息安全招生工作。
三、信息安全專業創新人才培養模式
當前信息安全專業創新人才培養還面臨許多難題,這些難題存在有其客觀的外部因素,也有學生自身原因,在當前機遇和挑戰并存的形式下,我們探索了一套信息安全專業創新人才培養模式。
1.優化實踐教學體系
上海電力學院2014年了建立實踐教學體系的通知,讓我們這兩年努力做的實踐教學工作有了更大的發展空間。其中包括“打破集中實踐教學的固定期末兩周的限制,實現集中實踐教學貫穿全學期。以本專業主干課程鏈內容為依托的,結合理論教學和現場實際的6-8周的大型綜合課程設計”。
現階段集中實踐是32學分,平時大學生科創工作并沒有計算學生的學分。但是信息安全系把科創題目作為畢業設計題目,很大程度上提高了學生參加科創的積極性。
專業比較突出的學生有的開始有創業打算。有的是因為家庭的創業經歷,或是被當前創業政策的吸引。為了促進就業,我們在日??苿撝笇е校膭钣袧摿Φ膶W生申請專利,申請創業啟動資金,開創公司。但是學生對于創業還有諸多顧慮,還有學分和考勤方面的約束,真正創業的學生卻很少。不過這樣的思想傳輸給了學生,對于其將來畢業就業會產生積極影響。
2.電力特色實踐培養
在電力特色的專業定位下開展了電力特色實踐培養。利用電力信息安全實驗室的軟硬件環境,讓學生對電力系統通信安全設備有了初步認識。在科創和畢業設計環境增加了電力信息安全的相關內容,在大學生暑假實習期間,教師推薦動手能力強的學生到電力公司從事電力信息安全設備的安裝和配置工作,讓學生對電力信息安全有深刻的現場經驗。由于電力信息安全還設計到許多工業控制系統安全內容,根據我校特點,在科創和畢業設計環節中也增加了工業控制系統安全的相關內容,讓部分學生了解了工業控制系統中基本的西門子PLC控制系統的設計方法,了解了Stuxnet工業控制病毒的工作原理和防御措施。
3.自學能力培養方法
增加一定數量考查課的大作業的比例,要求學生每個學期完成一份綜合性報告,根據老師的大作業要求,查閱文獻,學習知識,分析問題,解決問題。增加平時作業中的需要查閱資料才能解決的內容,讓學生不僅學會利用課堂知識解決問題,而且還需要到圖書館和網絡上查找資料,相互討論后才能解決,通過這樣的過程鍛煉學生的自學能力。
4.創新能力培養方法
在實驗過程中,要求學生實驗報告中,必須有實驗總結內容。這樣可以記錄驗證類的實驗過程中出現的問題及解決的問題過程,為論文中實驗結果的分析奠定基礎。增加英文論文摘要撰寫的基本要求,培養學生寫好英語摘要,理解摘要主要內容包括論文的研究意義、采用的方法、解決的問題、結論的分析等內容。
在畢業設計環節中,對學生論文撰寫能力提出更高要求,要求嚴格按照上海電力學院論文格式規范撰寫論文,對論文中的圖表編號、參考文獻的引用格式、綜述的撰寫、方案的描述、實驗結果的分析等諸多方面進行規范要求。
四、結果與分析
通過創新人才培養模式中的諸多措施,在提高學生創新能力方面產生了積極影響,不僅將理論緊密聯系實際,更培養了學生的創新精神和實踐能力。有8人次參加了ACM程序設計大賽并獲得二等獎和三等獎。學生潘佳亮在中國核心期刊(遴選)《現代計算機》《較高安全性能信息系統的構建》,陳正卿的論文《HTTP拆分攻擊及相關組合攻擊》已被中文核心期刊《計算機應用研究》錄用。李中平的論文《Android手機遠程控制關鍵技術分析》在中文核心期刊《計算機應用與軟件》上發表。
雖然創新人才培養模式取得了一定的成績,但是還沒有孵化出一個科技型企業,學生英文論文水平還有待進一步提升。
五、結語
通過對信息安全專業的創新人才培養教改,提高了信息安全專業學生自學能力、創新能力、論文撰寫能力。在取得一定成績的同時,也發現創新人才培養,不僅是教育方式的改革,傳統學習方式的改變,更需要從教學體系上促進以創新教育為目的實踐教學體系建設。
參考文獻:
[1]李紅嬌,魏為民,王勇,等.電力特色信息安全專業學生實踐能力培養的探索[A].第九屆中國通信學會學術年會論文集[C].中國通信學會,2012:5.
[2]曾剛.公安院校實踐創新能力培養模式研究――以信息安全專業為例[J].遼寧警專學報,2012,(5):93-97.
[3]黃鳳林,張天長,李佟鴻.信息安全專業創新性實踐教學體系建設研究[J].湖北警官學院學報,2013,(12):198-200.
[4]張仕斌.信息安全專業創新型工程人才培養模式的改革與實踐[J].當代教育理論與實踐,2012,(5):45-48.
大會熱忱歡迎從事信息安全領域管理、科研、教學、生產、應用和服務的組織機構和個人踴躍投稿。所投稿件經過專家組評審后,錄取論文將在《信息網絡安全》(2015年第9期)雜志正刊上刊登,并收錄中國知網論文庫?!缎畔⒕W絡安全》將贈送國家圖書館等單位作為藏書收藏,并向錄取論文作者發放稿費,專委會還將向優秀論文作者頒發獎金和獲獎證書。
一、會議主題
2015年是網絡強國戰略的起步年。網絡強國離不開自主可控的安全技術支持,只有實現網絡和信息安全的前沿技術和科技水平的趕超,才能實現關鍵核心技術的真正自主可控,才能實現從戰略層面、實施層面全局而振的長策。當前,信息網絡應用飛速發展,技術創新的步伐越來越快,云計算、大數據、移動網絡、物聯網、智能化、三網融合等一系列信息化應用新概念、新技術、新應用給信息安全行業提出新的挑戰。同時,國際上網絡安全技術事件和政治博弈越來越激烈和復雜,“工業4.0”時代對網絡安全的沖擊來勢洶涌。我們需要全民樹立建設網絡強國的新理念,并切實提升國家第五空間的戰略地位和執行力。本次會議的主題為“科技是建設網絡強國的基礎”。
二、征文內容
1. 關于提升國家第五空間的戰略地位和執行力的研究
2. 云計算與云安全
3. 大數據及其應用中的安全
4. 移動網絡及其信息安全
5. 物聯網安全
6. 智能化應用安全
7. 網絡監測與監管技術
8. 面對新形勢的等級保護管理與技術研究
9. 信息安全應急響應體系
10. 可信計算
11. 網絡可信體系建設研究
12. 工業控制系統及基礎設施的網絡與信息安全
13. 網絡與信息系統的內容安全
14. 預防和打擊計算機犯罪
15. 網絡與信息安全法制建設的研究
16. 重大安全事件的分析報告與對策建議
17. 我國網絡安全產業發展的研究成果與訴求
18. 其他有關網絡安全和信息化的學術成果
凡屬于網絡安全和信息安全領域的各類學術論文、研究報告和成果介紹均可投稿。
三、征文要求
1. 論文要求主題明確、論據充分、聯系實際、反映信息安全最新研究成果,未曾發表,篇幅控制在5000字左右。
2. 提倡學術民主。鼓勵新觀點、新概念、新成果、新發現的發表和爭鳴。
3. 提倡端正學風、反對抄襲,將對投稿的文章進行相似性比對檢查。
4. 文責自負。單位和人員投稿應先由所在單位進行保密審查,通過后方可投稿。
5. 作者須按計算機安全專業委員會秘書處統一發出的論文模版格式排版并如實填寫投稿表,在截止日期前提交電子版的論文與投稿表。
6、論文模版和投稿表請到計算機安全專業委員會網站下載,網址是:.cn。
聯系人:田芳,郝文江
電話:010-88513291,88513292
征文上傳Email 地址:
在信息安全專業的實踐教學中,除少數重點院校外,多數院校普遍存在學生網絡與信息安全編程能力較弱的問題,相關網絡與信息安全課程以課堂授課為主,學生難以很好地將所學的理論知識用于解決實際問題。當他們面臨一個實際要解決的網絡與信息安全編程問題時,不知道如何結合已有的理論知識去分析問題并編程解決問題,比如非對稱加密算法RSA,簡易掃描器和消息摘要算法MD5等學生在具體實現時面臨較大困難。
另一方面,在“最難就業季“的大背景下,現在很多用人單位需要畢業生具有很強的網絡與信息安全編程能力的“求”與高校畢業生的“供”就形成尖銳的矛盾,導致就業形勢異常嚴峻。因此,解決這種矛盾已迫在眉睫。
結合我校教學實踐的實際情況,從以下幾個方面介紹我們在提高學生網絡與信息安全編程能力方面做出的一些探索和嘗試。
1以經典案例激發學生編程興趣
興趣是最好的老師,只有充分激發學生對網絡與信息安全編程的興趣,才能在整個培養過程中逐步引導和提升學生的網絡與信息安全編程的能力。從教學過程發現,學生對安全工具的使用比理論學習的興趣大,而編程實現某一安全工具或軟件所帶來的興趣和成就感又高于簡單機械地使用安全工具。筆者曾在“網絡與信息安全概論”的課堂上演示了一個“盜取”U盤文件的小程序,當同學們發現一插上U盤,U盤里的所有文件被悄無聲息地拷貝到計算機后,課堂氣氛馬上“炸開了鍋”,同學們立即來了興趣。于是筆者趕緊抓住這一時機,向學生提出幾個問題:①如何實現“盜取“?②用到哪些專業知識與技巧?③你能不能編寫一個這樣的程序?④此程序如何躲過殺毒軟件或防火墻的檢測?通過這幾個問題的一連串提出,引導學生思考,激發起興趣。
另外,演示一些國內外經典黑客工具如流光、Advanced Office Password Recovery等,通過展示這些工具的強大的功能同樣也能激發學生學習和編程創作的興趣。
2 構建連貫的編程體系,使得提高網絡與信息安全編程能力過程貫穿本科4年
網絡與信息安全編程能力的提高,離不開對相關專業課程的系統學習,如網絡基礎、密碼學基礎、編程基礎等課程[4]。所以梳理專業基礎課程、專業核心課程、專業選修課程與編程課程的關系,合理安排進度,實現編程不“斷線”顯得尤為必要。為了保證學生編程能力培養的連續性,本校從大一到大三6個學期中每學期都有與編程相關的課程,是淮北師范大學計算機科學與技術學院信息安全專業2013年修訂的本科人才培養方案的編程體系。
3“以本科生導師為核心”組織學習興趣小組,提供相關教材,給予指導方向
我校從第1屆信息安全專業本科生開始建立本科生導師制度,從大二第一學期開始,學生可以結合學校的開放實驗項目,由學生根據興趣自主選題并書寫項目申請書交實驗室與設備管理處審批并給予經費支持[5]。以一個學期為一個周期,針對不同學生的興趣和能力,指導老師給每位學生推薦參考書目指導學生完成網絡與信息安全技術某一方面的編程。如筆者所指導的學生中成立兩個方向的編程小組,一組對密碼學的加解密算法感興趣,推薦了《精通PKI網絡安全認證技術與編程實現》,本書介紹了PKI應用開發常用的技術,包括OpenSSL開發、CrytoAPI開發、Java Security開發等,每個系列都是按照先原理、再講解、再實戰的方式進行,非常適合學生獨立練習PKI編程。另外一組對防火墻感興趣,推薦了朱雁輝,朱雁冰編寫的《 Windows防火墻與網絡封包截獲技術》,陳卓,阮鷗,沈劍編寫的《網絡安全編程與實踐》和劉文濤編寫的《網絡安全開發包詳解》[3]。
通過這種以“本科生導師為核心”的組合,每學期結束進行驗收時,學生能按時完成相應軟件或工具的編制任務。學生普遍反映通過平時的安全編程訓練實戰,對理論知識的理解更加深入了,網絡與信息安全編程能力在潛移默化中顯著提高。
4 3+1培養模式,校企合作——課程置換、畢業論文(設計)雙導師制
為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》精神,推動人才培養模式的改革,創新校企合作聯合培養的人才機制,淮北師范大學以培養切合現代社會需要的計算機科學與技術專業應用型人才為目標,不斷改革創新,改革人才培養模式體系和實踐教學模式體系,通過多渠道,多途徑提升學生的工程實踐素養,培養計算機科學與技術、網絡工程專業、信息安全專業學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力[2]。
為了深化改革,淮北師范大學與安艾艾迪信息技術(上海)有限公司(以下簡稱NIIT)聯合建立了國家級工程實踐教育中心“淮北師范大學-NIIT(上海)工程實踐教育中心”和安徽省省級工程實踐教育中心:“淮北師范大學-NIIT(無錫)工程實踐教育中心”。 2011年9月,淮北師范大學計算機科學與技術學院為培養學生動手實踐能力和創新意識,從企業需求出發,為提高大學生就業能力,在教務處的大力支持下,從 2008級大四學生中選派了84名學生赴NIIT(無錫)工程實踐教育中心進行畢業實習。84名實習生按照個人意愿,分別選擇參加了JAVA軟件開發項目和.NET軟件開發項目的工程實踐實訓項目。通過這種校企合作,聯合培養的措施,大四學生在完成了前3年的本科教學內容,打下了堅實的學科基礎,再經過這 1年的采用企業化辦公環境、企業管理、真實開發項目和開發流程等培養模式的訓練,從技能、工作經驗、職業素質三個方面入手,培養大學生的IT實戰技術和真正的工作經驗,使大學生在真實的工作環境中成長,為順利就業、成為合格IT企業人才鋪平道路。
2011年下半年,為了深化校企結合的新模式改革,支持工程實踐教育中心的建設,淮北師范大學計算機科學與技術學院與NIIT(上海)簽訂了 “課程置換協議”,將信息安全專業的部分選修課(限選課和任選課)與NIIT(上海)無錫中心的一些實踐性強的工程項目開發課程進行置換;并簽訂了“畢業論文(設計)雙導師制協議”,由學校和企業共同組建畢業論文(設計)指導團隊,對每一位參加雙導師制畢業論文(設計)指導的學生安排一位校內指導教師和一位企業指導教師,共同進行畢業論文(設計)的指導和評價工作。他們的畢業論文(設計)的指導也采用了雙導師制的形式進行,畢業論文(設計)題目均為具有實際工程實踐和項目開發背景的課題。畢業論文(設計)完成后,由淮北師范大學計算機科學與技術學院與NIIT(上海)無錫中心專家共同組成答辯委員會,對學生畢業論文(設計)進行答辯,24位同學中有11人達到優秀等次,其余均為良好,優良率均超過沒有實行“雙導師制”指導的學生。這24名送去NIIT(上海)無錫中心參加工程實踐教育培訓的學生100%就業成功,而且就業的企業都是較大的IT公司或軟件開發公司,如:江蘇航天信息有限公司、福瑞博德軟件開發(無錫)有限公司、上海易遠軟件有限公司等。畢業生到崗后能夠很快地進入角色,符合IT行業和軟件公司對人才的需求。
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