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新工科下网络空间安全专业课程建设与探索

2020-07-23伍一高镔彭加亮

关键词:网络空间安全新工科课程建设

伍一 高镔 彭加亮

摘    要:文章从新工科专业课程体系的需求出发,分析符合新工科需要的课程体系构建思路,结合黑龙江大学网络空间安全专业课程体系建设,提出以专业知识结构为基础、工程教育认证标准为导向的课程体系建设路径,探讨工程教育认证下毕业要求为主线的网络空间安全专业课程改革方案。

关键词:新工科;网络空间安全;课程建设

中图分类号:G642.0         文献标识码:A           文章编号:1002-4107(2020)08-0006-02

目前,国家正面临社会创新驱动发展时期,随着云计算、大数据、人工智能等新信息技术的快速发展和广泛应用,新技术创新和新兴产业发展需要大批的新型创新人才和卓越工程技术人才支撑。2017年,教育部推动了“新工科”发展战略[1]。新工科的建设,一方面要设置和发展一批新兴工科专业,加强建设和提升质量;另一方面要推动现有工科专业的改革创新,探索符合工程教育规律和时代特征的新培养模式[2-3]。传统的工程教育已经不能适应新技术、新产业、新经济的发展要求,探索新型工程学科教育改革势在必行。

网络空间安全专业(本文简称网安专业)作为国家近年新兴工科专业,课程教学是专业建设的重中之重,因此,迫切需要对课程体系进行全面的梳理和规划,进一步提高培养体系的科学性和有效性。

一、新工科下网络空间安全专业课程体系的架构

黑龙江大学为省属综合性大学,积极探索建设新型工科课程体系。网安专业作为国家新兴信息类工科交叉专业,专业建设从应用理科向工科延伸,提出了新专业课程建设在现学科基础上新科目和基础科目的继承融合发展。推动学科交叉融合和跨界整合,加强基础理学纵深知识的运用,强调多学科交叉融合技术创新的专业建设,逐步开展网安等新兴专业课程建设。

专业课程建设以办学定位、培养目标以及毕业生素质为基本要求,以专业人才知识结构为基础,以工程教育认证标准为导向,构建课程体系。在确保教学指导与评价、专业共建、课程研发、队伍建设、实验室共建、实习实训、科技创新等课程建设基础上,课程教学体系融入开放性、协同性、国际化的“协同育人平台”等建设内容,如图1所示。

学校网安专业学科门类为工学,专业建设的定位是立足省内,面向全国的全方位、多层次、国际化的新型示范性专业。专业办学瞄准目前社会各个领域对网络空间安全高级应用型人才的重大需求,形成在应用密码学、系统与应用安全、云计算与大数据安全等研究领域的独特优势和特色,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高、胜任行业发展需求的应用型人才。毕业生要达到国际“工程教育认证”标准,“新工科”建设是专业建设的方向。

依据网安专业人才岗位职责、技能需求给出人才培养目标,再根据培养目标分析网安专业毕业生所需要的知识结构、能力结构,制定网安专业人才的毕业要求,根据毕业要求构建网安专业的课程体系,如图2所示,开展工程认证标准为导向的课程体系建设。

工程教育认证标准包括培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍、支持条件、质量保障和学生发展7个项目,共30个指标点,再加一个特色项目。在工程教育认证工作的7个项目中,以毕业要求为主线,课程体系等6个项目要紧紧围绕毕业要求开展建设工作。

毕业要求为主线课程与教学体系的构建,紧紧围绕学生发展这个中心,以培养目标与毕业要求为导向,通过教师培训、教学改革等师资队伍建设,实验平台、教材建设等支持条件实现课程与教学,在整个课程教学过程中,始终贯穿教学质量评估作为质量保障。当然,课程体系建设需要一个持续改进、不断完善的过程。

二、新工科下网络空间安全专业课程建设的路径

新工科建设背景下的课程建设理念是以学生为本,课程教学中面向全体学生,以學生为中心,以学生学习产出为导向安排课程内容,开展各项课程教学活动,评估课程教学效果,而课程教学各个环节的合格评价与质量保障应处于持续改进、不断完善的过程中。

“网络空间安全”学科作为国家近年新设置的特设交叉学科,属于工学学科门类,授予工学学位。国务院学位委员会“网络空间安全”学科评议组制定的学科内涵为:“网络空间安全的基本内容可主要概括为网络空间安全基础、密码学及应用、系统安全、网络安全、应用安全、信息内容安全。”这一学科内涵明确了构建网安专业课程的知识结构。

(一)课程体系的结构

根据其学科内涵,分析网安专业构建知识体系所需要的课程学习,可将课程体系划分为数学与自然学科课程群、计算机科学及信息技术课程群、网络空间安全学科课程群、网安应用及交叉课程群。当然,课程体系还包括通识教育与人文社科教育课程。

1.“数学及相关自然科学”基础课程群。为网安专业的学生打下扎实的学科基础知识,课程包括数学、统计学、物理学基础课程。2.“计算机科学及信息技术”基础课程群。训练学生求解信息技术问题的思维方式、方法和实现手段。掌握支持问题求解的信息技术系统基本原理、设计方法与实现技术。课程包括计算科学与技术学科的“问题求解”基础课程、“信息系统平台”类基础课程。3.“网络空间安全”学科课程群。学习密码学、信息内容安全、信息系统安全等专业理论,网络攻防技术、信息隐藏、恶意代码分析与检测等。4.“网安应用及交叉学科”类课程。学习网络空间科学与技术相关领域学科相关课程,例如法学、新闻学、行政学等,掌握相关学科必备的专业知识与能力。

(二)新工科下网络空间安全专业课程改革的思路

新工科课程体系下的课程教学,既要学习专业人才知识结构在本课程的知识内容,满足课程知识体系学习要求,又要满足工程认证导向下对课程学习的基本要求。

为了达到新工科课程建设要求,课程建设原则应以学生为中心,将成果导向教育理念引入课程,课程内容融入学科最前沿知识,采用多模态混合式教学模式。课程方案的设计思路应根据知识体系基本要求、工程认证导向毕业要求来形成课程教学任务,再提出课程的知识、能力要素以及相关的考核要素,开展课程建设方案设计。

分析课程群中相关前驱、后继课程专业知识的关联性,给出课程知识结构有关需求,根据毕业要求中的知识体系、能力体系要求,逐级分解到课程群、课程与课程教学单元,再由课程类型情况开展建设。例如,针对“问题求解”类专业课程的内容体系,学习每个课程内容单元基本知识,兼顾课程内容间的知识体系,将课程任务与要求覆盖到课程的知识体系中。根据课程学习目标,保证课程知识与能力在课程任务完成过程中的运用成效。

三、结论

当前,新工科建设中的课程教学改革是高校普遍面临的突出问题,为了探索新工科课程建设,本文结合黑龙江大学“网络空间安全”专业,提出了专业知识结构为基础、工程教育认证标准为导向的课程体系构建模式,重点探讨了工程教育认证下毕业要求为主线的课程与教学、网安专业课程体系建设、课程建设方案的构建模式,对本科新工科建设下课程教学改革提出了自己的视角、思考与探讨,也为相关新设置的工科专业课程体系与课程教学提出一条途径。

当然,面向新工科背景下的教育教学是一种全新的教学形态,还有诸多方面需要人们不断探索,结合高校自身实际情况以及高校的普适性特征,需要在课程建设的实践中加以完善与补充。可以確信,随着新技术、新经济、新工科的日益发展,国内外高校同行们在进行着有益的努力和尝试,面向新工科的专业课程体系建设会在实践中创造出适合我国高等教育的丰硕成果。

参考文献:

[1]教育部高等教育司.关于开展新工科研究与实践的通知    [Z].教高司函〔2017〕6 号.

[2]吴爱华等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新    经济[J].高等工程教育研究,2017,(1).

[3]徐晓飞,李廉等.新工科的新视角:面向可持续竞争力的    敏捷教学体系[J].中国大学教学,2018,(10).

收稿日期:2020-03-25

作者简介:伍一(1963—),男,黑龙江哈尔滨人,黑龙江大学数据科学与技术学院副院长,教授,主要从事数据科学、网络

空间安全等研究。

基金项目:2019年黑龙江省学位与研究生教育教学改革研究项目“创新型模式下的网络空间安全学科课程体系建设”(JGXM_YJS_2019002);2018年黑龙江大学学位与研究生教育教学改革研究项目“大数据环境下‘网络空间安全专业研究生培养模式研究”(JGXM_YJS_2018015);2019年黑龙江大学学位与研究生教育教学改革研究项目“网络空间安全学术学位硕士的创新能力培养模式研究”(JGXM_YJS_2019030)

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