何凤梅 陈逸怀

摘 要：随着数字化社会的到来，网络安全技能人才供需严重失衡，新人培养和育留难度大。高职院校学生技能水平提升遵循“虚拟仿真、真实环境、攻防对抗”的成长路径，同时深度学习可以满足网络安全技能变化性、持续性和广泛性的学习需求，研究深度学习路线，分析教学实践数据，可以小中见大、提高网络安全技能的教学质量，满足企业对网络安全应用型人才的需求。

关键词：深度学习    网络安全技能    学习路线    应用型人才培养

课  题：本文系浙江省教育厅2019年一般科研项目“高职网络安全技术课程职业技能深度学习路径研究”的研究成果。

目前，网络入侵者利用技术工具发起的网络攻击数量和复杂度不断提升，网络安全成为世界各国第五国防空间。随着数字化社会的到来，企业必然面临网络空间和数据资产的安全管理问题。《网络安全产业人才发展报告》（2021年版）指出网络安全人才供需严重失衡，高校培养的毕业生只有20%左右符合企业用人需求。

一、网络安全应用型人才培养

网络安全范围广泛且在技术、威胁和环境等方面变化快速，常常是网络攻击推动网络安全技能的提升，网络安全岗位实际需要的知识、技能和能力不断变化，从业人员要持续学习才能提升整体能力。网络安全岗位从业人员需要掌握网络安全、互联网技术和管理等专业知识，相关课程综合性、实践性强，学生需要了解攻击技术并学会主动防御技能。实际培养过程中存在理论知识抽象晦涩、教材时效性不强、实践训练环境搭建烦琐、学生实践机会普遍偏少等问题，导致学生动手能力差，无法满足企业用人要求。

网络安全应用型人才培养需要从宏观层面、中观层面和微观层面搭建人才培养体系。在宏观层面，要确立整体培养体系，明晰高职院校培养的是应用型技能人才，分析行业用人需求、发展趋势和政策支持，明确人才培养目标。在中观层面，要与行业龙头企业协同完善人才培养方案、校企合作方式和实训平台建设等，开展校企孪生模式合作，加强专业整体知识体系规划，构建完善专业指标体系。在微观层面，要提高教师网络安全技能水平和教学水平，整合多方资源建设课内外学习环境，规划、确定校内校外相结合、课内课外相融合、线上线下相混合的课堂教学、竞赛训练和校企合作的教学路线，树立正确的安全观、发展观和职业观。企业、教学管理者、教师和学生一起积极实践并深入探索教学改革。

二、职业技能视角下的深度学习和教学

在国外，美国学者Ference Marton和Roger Saljo（1976）开展实证研究提出深度学习概念，学生知识水平目标受不同阅读加工方式影响。Eric Jensen等（2009）从教学角度提出深度学习路线，指导教师以激发深度学习的方式开展教学。威廉和弗洛拉·休利特基金会（2010）认为深度学习即学生通过批判性思考、解决问题、合作和自主学习，有效掌握学习内容。在国内，彭红超、祝智庭（2020）认为深度学习是基于理解、追求迁移应用的有意义学习。郭元祥团队确定了学生在教师引导下的深度学习可以实现学习的过程价值和实践属性，恰恰体现网络安全技能深度学习习惯的培养过程。

教学是为实现教育目的、以课程内容为中介而进行的教和学相统一的活动。学习和教学相互依存，教学的研究与实践可以推进学生深度学习的实现。深度学习是在记忆和理解的基础上进行批判性学习、归纳和加工，将新知识与原有认知结构建立关联，通过迁移应用在真实情境中解决问题并达到灵活运用的学习目的，满足网络安全技能的变化性、持续性和广泛性的学习需求。互联网教学是未来的学习趋势，教师深刻认识网络安全人才培养的重要意义，精通网络安全技术的应用，将深度学习的理念转化为教学策略和方法，有效整合线上线下教学内容和优势，在教学中创设有效的“过程”与“程序”，突出有序性和可操作性，解决教师、学生和网络资源三要素的连接和相互作用问题，促进学生在参与活动和实践中学会思考和应用，以适应网络安全产业技术更迭，满足学生未来职业发展需求。

三、网络安全技能深度学习路线

网络安全技能深度学习路线，以深度学习理念为指导，借鉴深度学习路线模型，从实际岗位（群）需求出发，围绕网络安全技能训练的内容要求，沿着“虚拟仿真—真实环境—攻防对抗”的教学路线，按照“学生主体教师引导”和“实践为主理论为辅”的原则，改变教学流程和结构，使学生从浅层学习过渡到深度学习，完成网络安全知识技能的学习、攻防对抗经验的积累、职业道德的遵循并养成持续学习的习惯。以网络安全工程师岗位（群）为例，网络安全方案的制定与实施、信息系统管理、系统安全咨询和培训工作任务对应网络状况分析和网络安全工程设计、信息系统实施和运维、网络安全管理咨询和培训等职业能力，开设网络操作系统、网络安全技术、网络攻击与防御、网络安全评估等系列专业课程。

（一）设计标准与课程

教师从标准和课程开始，根据专业培养计划，了解岗位职责、职业路径和道德准则，理解互联网技术对深度学习的支持并进行有效衔接，依据课程标准，分析职业和技能的内聚学习顺序，开发教学内容，將相似或相关内容通过教学项目汇聚在一起，设计出有意义的教学单元，由若干教学单元建构出有意义的模块，由若干模块建构出整个专业课程的教学目标。教师基于“问题”或“任务”引导，设计教学元素、教学过程、学习活动和反馈评价等，发布预习任务和学习资料，如讨论、微课、工作手册、测试和技能通关等。

（二）预评估

教师在开展教学前充分做好学生评估，营造学习氛围，使学生明白他们是真正的学习主体，不是被动接受知识，并主动根据要求完成课前预习任务，通过在线讨论和测试等形式反馈预习任务完成情况。教师收集问题和评价反馈，分析学生的学习能力和已有知识技能，确定教学起点，激活学生的知识，帮助学生达到深度学习的目标。

（三）打造积极的学习文化

学习文化和专业文化给予学生归属感和安全感，当学生在学习过程中碰到问题时，他们相信教师、同学或预设的学习材料会支持并协助自己解决问题，摆脱学习困境。教师会介绍学习目标，引导学生根据学习目标进行学习;测试面向基本问题、单元问题和核心问题;合适的提问和讨论促使学生自主思考;及时回复学生的问题并交流，增进师生和生生之间的感情。学生能够适应学习文化和教师的引导，明确学习目标，主动投入到学习、活动和训练中，与教师和同学积极互动。开展符合网络安全技能实践的训练：虚拟仿真可以帮助学生开展入门实践训练，通过虚拟仿真实践平台进行攻防技能的模拟实验，每个账号依据实验要求可以有1～3台虚拟机方便学生实践，了解各种技术及其工具的具体应用，出现问题可以重置虚拟机，学生不会因为调试不出而放弃深入学习。真实环境可以帮助学生进行进阶训练，将模拟环境中的实验案例迁移部署在真实计算机环境中，每个学生配有2台计算机，进行攻防环境布置和攻防实践操作，提升学生配置和攻防系统平台的水平。攻防对抗可以帮助学生实现高阶实践训练，通过虚拟仿真的网络靶场竞赛系统进行攻防对抗练习，让学生理解红蓝对抗测试，鼓励学生访问各类网络安全竞赛平台，如i春秋、安恒月赛等，适应不断更新的网络安全攻击和防御技术。

（四）预备与激活先期知识

通過评估分析，教师要进行先期知识的预备与激活，帮助不同基础的学生积累必需的基础知识，提高支撑技能，引导学生完成先期知识和新知识建构的交叉任务，通过新知识和已有知识的联结，激发学生对新知识的兴趣。学生完成交叉任务，思考回顾并激活先期知识的应用，查阅新知识在此任务中的运用与功能，并尝试在完成任务过程中理解和联结新知识，使学生完成自我剖析并对新内容的加工方式和联结技巧等产生兴趣。

（五）获取新知识

教师采用多种策略，如有趣地引入，设定学习框架中的自主实践学习内容和形式等，推动新知识组成的项目分析、研讨和协作，帮助学生梳理思路，强调重难点和易错点，通过重要概念分析、关键技能演示，操作流程和逻辑解析，激发学生获取信息的需求，促使学生学会将现有背景知识与新知识进行联结思考，提升知识和技能。学生在设定的学习框架中，先实践再学习，在实践过程中探究新知识的特点，发现问题并尝试讨论解决，明确概念、原理、关键技能的操作逻辑等，联结新知识并逐步内化。

（六）深度加工知识

技能强调解决问题的能力，注重活动的目的性和领域的专业性。教师通过实验报告，引导学生协作完成线上实践训练项目，安排展示分析环节和章节测试，推进新旧知识的联结和深度加工，进行简短有效地修正总结。通过技能闯关的形式，突破实践训练技能难点，教师参照“信息安全工程师”考试大纲和“等保2.0建设方案”要求，建设基于工作过程的闯关训练模块。学生以项目为载体，完成实验项目并绘制思维导图或操作流程图等以实现新旧知识的建构、展示和分析。深度思考并内化会花去学生较多时间和精力，教师可以合理安排课内课外时间，让学生应用并巩固技能。

（七）评价深度学习

教师本着“诊断、激励和发展性”的目的，以不同形式组织学生进行信息的复述，引导学生积极参与并完成，实现新旧知识的修正联结，提高高阶思维能力。教师及时评价并作解释性反馈，可以与学生形成良好的情感交流，让学生感受到教师对他们的关注，促进他们在学习过程中修正反馈，逐步将知识技能及其应用方法转化储存到长期记忆中，更好地完成深度学习，适应网络安全技术的快速迭代。

四、实施效果分析

教学实践对象是网络技术专业学生，网络安全技术课程开设在第3个学期，随机抽选2个班级分别作为实验班和对照班，课程性质、课程定位和课程目标等都依据专业培养要求，不同之处是实验班参照深度学习路线采用线上线下混合教学，对照班采用传统教学方式，使用t检验分析过程性和总结性评价数据。

（一）过程性评价数据分析

实验班和对照班的过程性评价分为课堂常规（包括考勤和课堂表现）和实验作业两部分，表1中实验作业成绩呈现显著性差异。

（二）总结性评价数据分析

期末考试有理论和操作题，表2中期末成绩呈现显著性差异，3道操作题中第3题综合性强且涉及迁移应用，呈现显著性差异。

五、总结展望

笔者通过研究与实践，验证了深度学习路线对于学生的理论知识理解、实践操作和迁移应用能力有提升作用，表明研究的可靠性。后续推动网络安全技能竞赛的常规化，可以促进产教融合、优化人才培养质量，推动职业院校更快更好地为网络安全产业输送优质人才，服务产业发展。

参考文献：

[1]Eric Jensen，LeAnn Nickelsen.深度学习的7种有力策略[M].温暖，译.上海：华东师范大学出版社，2010.

[2]Mette Huberman，Catherine Bitter，Jennifer Anthony&Jen-nifer ODay.Strategies， structures，and cultures in deeper learning Network high schools[R].CA：American Institutes for Research，2014.

[3]彭红超，祝智庭.深度学习研究：发展脉络与瓶颈[J].现代远程教育研究，2020，32（1）.

[4]郭元祥.论深度教学：源起、基础与理念[J].教育研究与实验，2017（3）.

[5]钟启泉，汪霞，王文静.课程与教学论[M].上海：华东师范大学出版社，2008.

（作者单位：何凤梅，温州科技职业学院;陈逸怀，温州城市大学）