任职导向、体系梳理、问题驱动、循环递进的课程改革探索

［摘 要］ 作为网络空间安全的专业课程，“网络安全工具研发”课程旨在提高本专业人才的理论和实践综合能力。在高校改革的背景下，对课程的改革探索是为了有效提升学生对网络安全技术的综合应用能力，满足当前网络安全形势下对于网络安全人才的需求。以任职导向、体系梳理、问题驱动、循环递进为指导，对“网络安全工具研发”课程进行教学内容、教学模式和教学手段的革新，提出基于知识图谱的课程内容体系化梳理方法，并采用以案例问题为牵引的多种教学形式探索，构建循环递进的线上线下混合教学模式，提升教育教学水平，为提高网络安全专业人才的综合素养提供有效支持。

［关键词］ 网络空间安全；任职导向；知识图谱；混合式教学；问题驱动

［基金项目］ 2022年度安徽省高等学校省级质量工程项目“任职导向、问题驱动的网络安全专业课程混合式教学方法探索与实践”（2022jyxm1201）；2021年度国防科技大学教改项目“探索基于‘翻转课堂’教学模式的课程改革研究与实践”（U2021026）

［作者简介］ 于 璐（1985—），女，山东海阳人，博士，国防科技大学电子对抗学院讲师，主要从事网络空间安全研究；沈 毅（1985—），男，重庆人，硕士，国防科技大学电子对抗学院副教授，主要从事网络空间安全研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0089-04 ［收稿日期］ 2023-10-08

云计算、大数据、人工智能、物联网、移动通信等技术的飞速发展，一方面给人们的生活带来极大的便捷，另一方面，网络安全问题日益凸显，受到安全影响的设备类型不断增加，信息窃取、勒索攻击、钓鱼攻击等安全事件增多，致使信息泄露和遭受经济损失。日益严峻的安全形势迫切需要大量的网络安全专业人才，如何进行网络安全课程教学内容和教学形式的改革，着力培养和提高网络空间安全专业学生的理论和实践能力，以适应相应网络安全岗位能力需求，是网络空间安全教育工作者致力研究的内容。“网络安全工具研发”课程是国防科技大学网络空间安全专业本科生的专业必修课，旨在通过网络安全技术理论和实践内容的学习，培养适应技术发展的网络空间安全专业技术型人才，提高其实际动手能力和对网络安全技术的掌握水平。“网络安全工具研发”课程具有涉及知识面广、内容丰富、技术更新快、理论和实践能力要求并重等特点。结合网络空间安全专业特色［1-2］和该课程的特点，课程的教学目标在于在掌握网络安全的基本理论、基本概念和关键技术方法的基础上，提升利用已有的理论和编程基础解决实际问题的能力，结合与前沿技术的讲授，提升学生对网络安全技术全面的理解和认识水平。同时在课程的讲授过程中，有机结合思政元素［3］，进行法治教育、爱国主义教育、励志教育和爱岗教育，增强学生的家国情怀、创新思维、工匠精神、法律意识。

一、“网络安全工具研发”课程改革重点关注的内容

针对“网络安全工具研发”课程的特点和教学目的，如何激发学生学习的动力和自信心，提升人才培养水平，提高“网络安全工具研发”课程的教学质量，一直是本教学团队不断努力的方向。团队在长期的教学过程中，以任职导向、体系梳理，问题驱动、循环递进为指导，重点解决以下四个方面的问题。

（一）以任职需求导向为目的的课程建设

“网络安全工具研发”课程以提高学生的安全技术实践应用能力为目的，更要以满足学生的首次岗位需求为目的。为达到此目的，课程教学团队使用多种调研方式，充分了解岗位需求，保证学生的理论基础和实践经验能够帮助其解决日后工作岗位中的实际问题，发挥该课程对于岗位任职的助力作用。

（二）课程内容和知识点的系统化梳理

“网络安全工具研发”课程涉及面广，且需依托已有课程内容进行学习，存在部分学生由于前置基础知识掌握不熟练导致课程学习进度慢、学习效果不佳的问题。针对这一问题，团队梳理了课程的知识图谱，不仅对课程需要掌握的知识点进行系统化梳理，还针对课程技术更新快的特点，及时对其中的知识进行滚动更新，保证课程知识的系统化和先进水平，便于学生课前对相关内容的预习和课后的查漏补缺。

（三）问题驱动的多种教学形式探索

课程坚持以学生为主体，以提高学生对于课程的参与度和学习兴趣为抓手，立足课程特色，收集网络安全痛点事件，结合课程的知识点，使用情景分析等多种形式，提高学生学习的参与度和主动性，培养学生分析问题和解决问题的能力。

（四）线上线下混合教学模式的构建

“网络安全工具研发”课程对理论基础要求较高，需要学生对相关的理论有深入的理解和掌握。课程团队针对单一的线下课程教学容易存在学生知识掌握不牢固，导致进行研发实践时存在困难的问题，探索了线上线下混合教学模式，构建螺旋上升的学习曲线，助力学生理论知识的掌握和实践水平的提高。

二、任职导向、体系梳理的课程内容建设

（一）以满足学生任职需求为牵引的课程建设

“网络安全工具研发”课程旨在提高学生利用网络安全技术解决实际问题的能力和完成工具功能的实践应用能力，这些能力的培养需与学生毕业后的任职岗位需求紧密结合［4］。为贴近岗位需求，团队积极采用各种形式的调研方式，如组织团队成员到一线岗位调研，了解其对于学生实践能力的要求；与返校进行岗位任职培训教育的学生沟通，采用调查问卷、座谈交流等方式深入了解岗位需求。基于调研的内容，及时调整课程内容，有针对性地进行课程资源的建设，不仅构建了相应的习题库和PPT等配套资源，还进行了相应实验环境构建，设置了与学生毕业后的岗位需求相关的课程实践场景，帮助学生有针对性地提高解决问题的实践能力。

（二）基于知识图谱的课程内容体系化梳理

“网络安全工具研发”实践中往往涉及多个知识点，且同一个知识点可能应用于多个工具的研发过程中，需要梳理每节课中涉及的知识点，并对其应用有整体的把握。此外，课程涉及的知识点较多，不仅涉及网络协议内容、网络通信内容，还涉及恶意代码、网站安全技术等，部分知识依赖于其他已学课程，不仅需要对本课程的知识进行系统化梳理，还需要对其他相关专业核心课程中涉及的内容进行把握。因此，课程基于知识图谱构建整个课程体系的知识脉络，以研发工具为主线，梳理每个工具涉及的知识点，方便学生对工具研发涉及的内容进行总体把握，有的放矢地进行相应知识的查漏补缺，解决知识点多而散以及学习无针对性导致的学习效果低下的问题。此外，结合前沿技术，更新课程知识内容，探索将前沿技术与工具研发实践能力结合的方法［5］，将新的安全技术理念带到课堂中，培养学生应用前沿技术解决经典问题的思维方式。

三、问题驱动、循环递进的教学模式优化

（一）问题驱动的教学形式探索

课堂是学生学习行为与教师教学行为共同构成的，且构成主体是学生，因此，学生积极主动地参与，才能真正促进教师与学生之间的交流与探讨，培养学生的思辨能力及学习的积极主动性和课堂参与度。针对学生课堂参与度不高的问题，在教学环节设计时，开展以学生为主体、以教师为主导的协同式、项目式课堂学习，以问题为导向，结合情景分析、案例分析、课堂讨论等多种形式，将单向的机械的知识输出转为知识的双向传递，提高学生学习的主动性和参与度，还原知识的发现过程，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，引导学生自主构建知识，而非知识的灌输。在开展部分工具研发时，基于当前社会信息安全形势，有针对性地梳理社会痛点安全问题解决作品案例并分享给学生，由学生选择案例或自行寻找案例，进行案例分析、技术讨论和实践研发，不仅可以完成对应的工具研发任务，还可帮助学生对整个案例的背景、相关技术、解决方案及展望等多方面进行相似分析，提高学生的参与度和分析解决问题的能力。

（二）循环递进的线上线下混合式教学构建

教学模式的改革将单一的线下教学模式改变为线上线下混合式教学，提高学生对知识点全面、系统地掌握水平。首先，以方便学生掌握知识为目的，大力进行线下资源的建设，依托网络安全训练平台、MOOC平台、雨课堂等信息化教学平台，实现形式多样的灵活教学。基于技术专题构建在线实验系列课程，并持续迭代更新，供学生弹性化选择学习时间和学习地点，解决教学方式单一、实践内容较少等问题。其次，以有助于学生接受理解、巩固提高为基本原则，将教学实施过程分为课前阶段、课中阶段和课后阶段，如图1所示。在课前阶段，利用MOOC、微课、雨课堂等多种教学资源，并自行录制微课视频，根据课程要求对重点和难点进行讲解，为学生自主学习提供帮助；课前提出问题，使学生在完成在线学习的基础上，进行积极有效的思考；课中基于学生在线上学习的知识，进行重点知识的讲授，充分利用线上课堂辅助工具，调动学生积极性，并根据具体知识点中涉及的关键术语和技术，使用调查问卷等方法对学生对知识点的掌握情况进行及时了解，有针对性地对学生掌握较弱的知识点进行深入讲解，同时设计开放性问题，让学生展开讨论，深化其对知识点的理解和认识；课后阶段，针对课前的视频和课中的重点知识点授课内容，使用线上作业布置、群答疑的方式进行知识巩固，并推送扩展知识，助力学生全面掌握课程知识点。

四、潜移默化、润物无声的课程思政建设

网络安全技术是把双刃剑，“网络安全工具研发”课程在授课过程中，不仅需要提高学生分析问题、解决问题的能力，还需要给予学生正确的价值引导，鼓励学生勇于在思路上创新，在学习上脚踏实地。特别是结合课程的内容对学生开展思政教育，主要包括四个方面。

（一）遵循网络安全法规，开展法治教育

网络安全技术在能够有效应用于网络攻防的同时，也需要注意遵守相应的网络安全法律法规，不能将掌握的技术应用于窃取他人隐私信息等非法活动。如在进行漏洞扫描技术的讲授时，强调漏洞是网络安全领域的重要战略资源，在鼓励学生积极学习漏洞分析知识、突破漏洞分析技术瓶颈发现新的漏洞、为提高系统安全做出贡献的同时，结合《网络产品安全漏洞管理规定》，教育学生不能将未公开的漏洞信息向产品提供者以外的境外组织或个人提供。

（二）对抗国外技术封锁，开展爱国主义教育

在技术的讲授中，使用具体的实例教育学生，虽然国外的一些技术由于发展较早，在某些方面存在优势，但突破国外的已有优势并非不可能，激发学生勇攀技术高峰，为我国技术进步做出贡献。如在进行DNS服务的相关课程内容讲授中，全球进行域名解析的顶级根服务器没有一台部署在我国境内，但是借助IPv6建设的契机，我国技术人员大力研究攻关，建设了基于新技术架构的下一代互联网IPv6根服务器的测试和运行项目，对于建立民主、透明的国际互联网治理体系做出了贡献。

（三）以优秀人物为榜样，开展励志教育

由于“网络安全工具研发”课程涉及网络安全技术的多个知识点，学科培养的学生都以知识点为基础开展了相应的工作，在课程的讲授过程中，对部分学生开展的工作进行相应的介绍，并选择身边的典型事例，教育学生为了突破相应的技术难点需要坚韧不拔的毅力，全身心投入的执行力和耐得住寂寞、百折不屈的精神。

（四）以创新研究为职责，开展爱岗教育

创新是引领发展的第一动力，在“网络安全工具研发”课程的授课过程中，尤其应关注利用已有的知识启发学生的创新意识，让学生在讲授技术的实现过程中发现问题，并动手解决问题，对已有的技术保持探索和存疑态度，及时发现技术实现过程中存在的缺点和不足，利用所学知识进行深度分析研究，提出自己的解决方法并加以实现，在巩固知识的同时进行技术创新，在创新中获取获得感和成就感，坚定学生为网络安全事业贡献力量的使命感和责任感。

结语

在网络安全的大背景下，新技术的不断发展和网络安全形势的日益严峻，对网络安全专业学生的知识体系和实践技能提出了新的要求［6-7］。课程团队致力于解决学生知识点掌握水平不一、线下学习效果不明显、课堂参与度不高等问题，以岗位任职需要为导向，利用知识图谱梳理知识点体系脉络，探索问题驱动的教学形式，并构建循环递进的线上线下混合教学模式，在课程中融入思政元素，在保证学生对研发网络工具知识全面掌握的基础上，有效提高学生的实际研发工具能力，满足任职岗位的技能需要。

参考文献

［1］伍前红，王明明，刘建伟，等.寓学于研教学模式在“网络空间安全”课程中的应用探索［J］.工业和信息化教育，2019（4）：71-75.

［2］罗芳，高飞，欧庆于.网络空间安全专业课程边界衔接问题研究［J］.教育教学论坛，2023（2）：29-32.