談專業學位網絡信息安全案例庫的建設范文
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【摘要】針對當前計算機信息類案例庫缺乏系統性和數量少等問題，基于知識網編織思想，描述了案例庫建設的相關思路及原則。以網絡信息安全方向為例，提出了案例庫的規劃、設計、制作、與維護等研制過程，精心完成了案例庫資源環境創設與實踐，為改革教學模式，培養專業學位研究生的創新精神和實踐能力提供一種思路。
案例教學是指以實際工程或項目應用為依據，將案例方案的設計與研究引入到教學中，引導學生對案例開展分析與比較、探討與決策，在工程應用場景中積極主動地獲取知識，鍛煉應對和解決問題的能力，進而培養研究生的綜合素質與創新能力[1]。作為提高研究生培養質量的重要環節，案例教學法是目前推進專業學位研究生培養模式改革的重要措施。教育部印發的《關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見》（教研﹝2015﹞1號）已明確了專業學位研究生課程改革中的案例教學的重要性：為深化專業學位研究生培養模式改革，提高培養質量，必須在專業學位研究生培養中加強案例教學，并且把案例教學實施情況作為專業學位授權點合格評估的重要內容。案例教學法被應用于高校教育始于19世紀70年代哈佛大學法學院[2]，受此鼓舞，哈佛商學院也于1921年正式采用案例教學。經過一百多年的發展、完善和推廣，案例教學已成為西方發達國家高校教育的重要教學方法，其效果也得到了理論和實踐上肯定。經過調研，在美國和加拿大，許多老師認為案例教學能改善學生學習狀況，提高批判性思維能力[3]，也有利于提高學生課堂的到課率和成績[4]。在20世紀80年代案例教學開始全面引入我國，最初應用于管理學科案例，如大連理工大學于1999年建立了國內第一個案例庫網站，收錄了1950篇以上管理案例。清華大學、浙江大學的經管學院也建設了工商管理領域的案例庫[5],還有諸如屬于教育部“九五”規劃重大科研項目的“中國企業管理案例庫組建工程”等。案例教學，一方面符合各類專業的專業學位研究生個人的學習期望。調查顯示，有46.7%的研究生“非常同意”或“比較同意”“認為課程內容太偏重理論，與實踐聯系太少”，也有43%的學生“非常同意”或“比較同意”認為“在專業課教學中教師注重將理論知識與行業實踐相聯系”[6]；另一方面，也符合構建主義中以學生為中心、讓學生主動探索和構建知識體系的教育理念。因此，在越來越多的專業學位研究生培養中開展了對案例庫和教學方法的相關研究工作，例如在教育碩士[7]、多媒體技術[8]、微生物學[9]、機械制造[10]、物流工程[11]等專業領域已有一些相關教學案例庫的建設。中國專業學位教學案例中心網絡平臺也已建設完成[12]，并于2015年6月1日開通運行，目前已入庫公共管理、會計、工商管理、教育、法律等27個專業學位教學案例3186項（統計至2018年12月1日），在案例資源共享、教學資源征集、案例教學推廣和優秀案例評選等方面，服務于全國各專業學位研究生培養單位的師生。
1案例庫建設的意義
案例源于生產工程和生活實踐，具有很強的實用性。與學術型研究生不同，專業學位研究生的畢業要求和培養目標均與職業和行業的應用更加緊密，其培養過程更注重于理論知識與實踐應用的相結合，在實踐中加強學習[13]。案例教學適應了專業學位研究生培養的需求，通過將碩士生引入實踐情境，激發學生的興趣與熱情，提高對實際工程的分析與決策能力，培養學生的實踐能力、創新意識和團隊精神。因此，在專業學位研究生培養中引入案例教學的模式是很有必要的，這也十分符合網絡空間安全、計算機技術、軟件工程等專業學位碩士培養的實踐性、系統性和復雜性等特點，以及對學生的綜合素質與能力的培養要求。在專業學位研究生培養中，案例教學的案例庫的建設具有以下重要的意義：1）健全基礎資源條件：通過開發與建設系統的案例庫資源，將零散的優質教學案例資源整合為內容合理、分類齊全、便捷使用的案例資源中心或平臺，為專業學位研究生開展實踐教學提供關鍵的基礎支持，并利于優質資源共享與均衡，推進教育公平，提高實踐能力培養的有效性[14]。2）提升教師教學能力：通過有組織地開發教學案例庫資源并保持持續更新，強化教師對案例的學習、觀摩與相關培訓，進而更深刻認知專業學位研究生培養特性與培養需求，在案例的開發、擴充與運用過程中，不斷提高教師對專業學位研究生教學與指導等活動的能力。3）革新學生學習模式：借助案例資源中心，為學生提供不同教學案例，獲得一種“以學生為中心”的個性化的學習環境（平臺），在自主學習、獲取知識、分析案例的基礎上，達到能主動解決實際工程問題的目的，能更好地適應未來的工作與生存環境。4）促進專業建設水平：收集并整合一系列的案例教學資源，向各單位推廣，完善課程體系、充實教學內容，改革教學方法，提高計算機類研究生教育相關專業領域的建設水平。
2存在的問題
由于目前招生規模的快速擴大，以及案例教學改革的迫切需求，總體而言，全日制專業學位研究生案例教學資源庫建設還處于明顯滯后的狀態。從全國情況來看，大多是面向管理類專業案例庫，學科分布不均，許多案例庫建設尚停留于紙面，存在諸多尷尬的問題：①相關案例零散孤立，缺乏系統性規劃，內容范圍不全，分析深度不夠；②與實際聯系脫節，來源渠道不廣泛，實踐應用性不強；③資源共享性差，使用率低，示范性差，難以推廣；④課程案例庫建設滯后，相關案例開發的教材少。因此，本文通過分析網絡空間安全、計算機技術、軟件工程專業學位培養目標，對其網絡信息安全工程應用相關課程開展案例庫建設，采取恰當的教學方法，科學設計案例結構和內容，提供啟發性的邏輯分析方法，解決實際工程問題，最終實現案例教學的目標。
3基于知識的案例庫構建
3.1以知識的建設方法
專業知識可以看作一張網，實施案例教學就是紡織各知識點構成的網，并讓學生具有善于使用這張網的能力[15]。網絡信息安全工程應用相關課程案例庫的組建思路如下：1）強調“夯實基礎+能力導向”，采用以現代密碼學和網絡信息安全基本理論知識為基礎，以實踐能力和創新思想培養為主導，以提升專業學位研究生技能素養和解決實際工程應用問題為目標的總體邏輯思路和原則。2）深入分析網絡空間安全、計算機技術、軟件工程等專業學位畢業要求和培養目標，基于當前網絡信息安全技術應用的熱點工程領域，重點參考國內外知名高校相關專業的課件、教學大綱和案例，以及相關企業的工程案例和方案，對網絡信息安全工程應用的專題進行深化和細化，將其分成“數據安全”、“網絡安全”、“綜合安全”等技術主題模塊，案例庫素材主要來源于書籍、網絡、科研項目和企業項目（校外實踐基地）。3）面向知識點歸納和工程項目技術點，形成案例需求，對各案例進行分析與分類、結構設計、撰寫、制作和匯總，構建能夠滿足符合網絡信息安全人才培養的實踐性需求的典型案例庫。4）建立案例庫共享機制，對于如何使用和改進案例庫，以及怎樣結合實驗教學進行深入研究，提出相關教學方法，形成教案，使之能真正指導和提高培養專業學位研究生的實踐能力和創新能力。
3.2案例庫研制思路
根據網絡空間安全、計算機技術、軟件工程等專業學位研究生的培養計劃和課程教學大綱及知識點等要求，通過相關案例庫的規劃、設計、制作、與維護進行相關建設研制工作，思路如圖1所示。1）案例庫建設規劃：案例建設要堅持規范化、典型化、啟發性，以及系統化和模塊化的原則，符合相關的政策法規和應用需求。確定案例的主題包括“數據安全”和“網絡安全”二大技術模塊，以及“綜合安全”應用模塊。2）案例庫設計：包括案例的需求與法律符合性、相關結構與內容設計。其中案例的結構要包含名稱、摘要、關鍵詞、背景、主題內容、思考等部分，案例的內容要體現其知識點，學習和實踐中的側重點等部分，以文本和多媒體等形式呈現。3）案例庫制作：在收集素材的基礎上，制作較完善的案例庫。按照規劃將網絡信息安全工程應用案例庫分為“數據安全”、“網絡安全”、“綜合安全”3個I類，其中“數據安全”包括數據單身傳送、網絡加密盒、數據庫同步系統3個II類，“網絡安全”包括IPSecVPN安全網關、統一安全管理系統、漏洞檢測逆向分析系統、分布式蜜罐系統、網絡攻擊模擬系統5個II類，“綜合安全”包括視頻監控系統、數據安全一體化、應急處置與響應3個II類。4）根據網絡信息安全工程應用相關課程教學內容，將相關案例進行分類入庫，做好標記，并定期進行管理，在案例效果反饋的基礎上對原有案例進行修改完善，同時增減與教學內容、新技術和新熱點相關的新案例。
4完全浸入式案例資源環境
以“數據單向傳送”案例為例，建立一種完全浸入式的跨域單向安全傳送可信網關項目的教學環境，強化學生的知識應用于實踐、知識解決實際問題的能力，避免知識教學與能力教學的脫節。
4.1應用需求與法律法規
企業網、政務網和軍網等通過互聯網連接，在不同密級網絡之間需要進行單向數據傳送，如在非密網與涉密網之間、低密級網與高密級網之間；另外，不同安全域之間也需要進行數據單向傳送，如在上下部門的網絡系統之間。在《關于加強工業控制系統信息安全管理的通知》（工信部協﹝2010﹞451號）、《黨政機關和涉密單位網絡保密管理規定的通知》（中辦發﹝2015﹞15號）和《關于加強工業控制系統安全保密管理的通知》（科工安密﹝2016﹞347號）中，強調了加強工業控制系統信息安全的重要性和緊迫性，對相關保密管理給出了指導意見和具體的規定，提出了各單位工業控制系統應與互聯網及其他公共信息網絡物理隔離，必須采取邊界控制措施，制定專門的接入方案，確保工業控制系統和信息管理系統安全。
4.2發展背景
早期的數據安全傳送主要是通過人工拷貝方法，如使用U盤、光盤、移動硬盤等可存儲設備；后來是基于一些“三合一”產品方式，如使用U盤單向導入裝置、專用涉密U盤和涉密計算機防非法外聯的組合產品等；第三階段是通過網閘，在電路上切斷網絡之間的鏈路層連接，并在網絡間進行安全適度的應用數據交換；到目前主要是通過物理（基于電信號或光信號）構成信息單向傳輸的唯一通道，實現信息單向導入的方式，即基于物理信號的網絡數據單向傳送系統。
4.3案例內容方案
數據單向傳送的案例方案是基于安全隔離設備、跨域單向、封裝協議、無反饋等關鍵詞，可以徹底阻斷網絡間的直接TCP/IP連接，實現不同密級網絡間安全的單向數據安全可信傳送的系統設備。1）總體架構。面向軍、政、企三類網絡的跨域單向安全可信傳送平臺總體架構如圖2所示，該系統通過上、下行的發送與接收連接涉密的信息交換接入區和非涉密接入區，在二端再通過各自的防火墻連接自身的網絡系統。2）系統產品設計。①一箱雙機：采用一個機箱內雙獨立主機方式，去除中間“數據島”，配合采用光發送模塊+單根單模光纖+光接收模塊實現數據傳輸；②物理特性：通過光單向傳送的物理特性，從原理上保證數據傳送單向性；③電路設計：光接收模塊從電路設計上，去掉發送功能，僅保留接收功能，從根本上阻斷數據發送通道，保證接收端無數據發出；④私有協議：自定義私有協議，在無反饋通信環境下，保證數據高效、穩定、可靠傳輸。3）系統功能設計。基于平臺、業務、安全、審計和性能實現對跨域單向安全傳送的功能設計，如表1所示。4）案例思考。①數據單向傳送系統的軟硬件配置要滿足國產化的要求？②如何基于可信安全卡構建安全可信體系結構？考慮從硬件度量、內核度量、應用軟件度量等方面實現。5）案例的實踐。數據單向傳送系統是實現不同密級網絡間，安全的單向數據傳輸的軟硬件基礎，使得專網用戶從公網獲取業務相關信息數據成為可能，解決了專網因為安全性需求造成的信息孤島效應。此外，結合自定義數據傳輸協議，提供了一個通用的數據單向導入平臺，可以擴展為適用于不同專網用戶的公網業務信息數據采集平臺。案例系統的文件任務傳送詳細信息界面如圖3所示，顯示了當網絡信息安全案例庫的建設，是緊扣高校專業學位研究生教育實踐創新的需要，理論與實踐結合，以工程實踐為導向，基于完備的過程控制體系，搭建一種完全浸入式的項目教學資源環境[16]，打通學生與社會接軌的渠道，以工程案例與資源庫為基礎，并以項目方案和解決過程來激發學生對專業領域的興趣和自我創新能力。
5結束語
全國專業學位教學案例平臺中尚未有計算機類案例庫，特別是信息安全領域案例庫。建設完備的網絡信息安全案例庫，其應用前景和價值在于：1）作為一種行之有效的教學模式，案例庫的建設對專業學位研究生教育具有很好的推動作用，體現了教學、科研和實踐的結合，符合專業學位研究生學習的特點和職業發展的需求。2）對任課教師而言，進一步深化理論，提高了社會實踐能力，同時增強了工程應用中的場景沉浸感，能充分調動學生理論聯系實踐、解決生產過程中遇到問題的積極性。3）本案例庫的成功建設，促進了工程教學資源開放，構建融知識模塊于一體的教學資源新體系，確定了培養網絡與信息“對抗性、實戰性”的人才目標，同時以相應的案例與資源庫為基礎，實施基于認知能力曲線的工程案例實踐教學法，激發學生對專業領域的興趣和自我創新能力。4）近年來，廣西逐步形成了以泛北部灣經濟開發區為代表的廣西地方特色經濟框架，對電子信息類產業人才，特別對信息安全技術人才需求強烈。網絡信息安全工程應用課程案例庫的建設，對于培養相關全日制專業學位研究生的高層次的職業人才，更好地為地方經濟服務，具有很好的應用前景。
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作者：唐成華 汪華登 姚罡 單位：桂林電子科技大學