新工科背景下网络空间安全专业人才多维联动培养模式探索

摘  要：为积极适应新一轮的技术革命和行业转型，进一步改造提升传统工科专业及保障网络空间安全专业的人才培养，该文以教学实践中网络空间安全学科发展现状入手，以新工科为建设背景并整合已有的教学资源，提出建立“学制打建”四位一体化人才多维联动培养模式，旨在培养网络空间安全领域的高层次专业人才。

关键词：新工科；网络空间安全；多维联动；培养模式；人才培养

中图分类号：C961      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）05-0157-04

Abstract： In order to actively adapt the new round of technological revolution and industry transformation， further transform and upgrade traditional engineering majors and ensure the training of talents in cyberspace security majors， we start with the development status of cyberspace security disciplines in teaching practice， and build on new engineering disciplines， background and integration of existing teaching resources. The research proposed to establish a multi-dimensional linkage training model for four-integrated talents of "learning， formulation， construction， establishment" to cultivate high-level professionals in the field of cyberspace security.

Keyword： new engineering; cyber security; multidimensional linkage; cultivation mode; talent training

近年来，由于虚拟现实、大数据分析、物联网和人工智能等新兴技术的发展和应用[1]，人类世界正式开启以数字化变革为核心的第四次工业革命浪潮。这种使人、社会、文化、技术和世界都变得智慧的新潮流，既提高了人们的使用感受、工作效率，改善了商业模式，同时也打破了物理和实际之间的边界，新型网络对全球信息威胁的潘多拉魔盒正在逐步开启。2014年2月，国务院互联网与数字化领导小组宣布成立并明确：没有网络安全，就没有国家安全；没有信息化，就没有现代化[2]。打造互联网大国，必须将所有人才资源凝聚起来，才能建设一支理论水平高、业务精和作风好的强大队伍。2015年6月，国务院学位委员会、教育部共同颁布《关于增设网络空间安全一级学科的通知》，决定在“工学”门类下增设“网络空间安全”一类学科，学科代码为“0839”，同时规定各学位授予单位要加强“网络空间安全”的学科建设，认真搞好人才培养工作。2019年3月，教育部办公厅发布《2019年教育信息化和网络安全工作要点》，再度明确提出要继续加快实施《关于加强网络安全学科建设和人才培养的意见》和《一流网络安全学院建设示范项目管理办法》。积极探索信息安全人才培养的新思路、新体制和新机制[3]。引导促进有条件的院校开设网络安全类学科，并不断扩大与安全相关的人才培养规模。由于网络空间发展形成人类第五空间、经济社会基础产业的全方位互联网化，信息安全能力正在成为政府及各大公司的标配。截至2021年3月，我国共有65所本科高等院校开设了计算机网络空间安全专业[4]，由此，“网络空间安全”正从专业上蓬勃发展成为一门成长潜力巨大、专业技术密集和整体经济效益较高的专门课程。

2017年9月，中央网信办、国家网络安全局与教育部高教司共同召开了第十一届网络安全学科建设与人才培养研讨会[5]，报告表明：目前中国的网络空间安全人才年均培养规模在3万人以下，已培养的网络安全人才总量还不到10万，而市场岗位需求量为70万，缺口相当大。另据智联招聘和360互联网安全中心数据统计，2018年上半年，我国安全人才规模指标同比上升了44.9%[6]。

2018年，国家教育部确定了第一批612个新工科研究成果和重点实验项目[7]，为推进新工科建设再深化，教育部先后发布了“天大方案”“成电方案”“F计划”，并产生了极大影响[8]。新工科并非局部考量，而是在当前新科技变革、新工业化革命和新市场经济背景下的中国高等教育变革的重要策略与抉择，也是今后中国工程教育、高等教育建设的新思维和新模式，同时也是网络空间安全专业等新兴专业建设的基础[9]。因此，在新工科建设背景下，河南理工大学（以下简称“本校”）结合现有资源，构建了符合网络空间安全专业学生的“学制打建”四位一体化的人才培养模式。进行人才培养模式的创新探究，建设一支政治强、业务精、作风好的人才资源是全体高校贡献社会的新任务。

一  网络空间安全专业建设现状与问题剖析

（一）  缺少对人才培养理念的及时更新

在中国传统工科的教育背景下，其培养模式比较死板，大多以“教师为中心”，缺乏对学生的引导和“以学生为中心”的教育理念，教学内容偏向于专业导向而不是社会应用，也缺乏对专业领域、知识结构的科学性和全面性，更缺乏对跨学科交流整合的研究视角和人才培养方向。新体制下新型工科人才培养，其成长需要新理念指导。所以，我们必须紧随未来的趋势，实现由传统工科课程主导的教育模式向成果主导转变，强调学生的学习成果必须经由教学的实现，这是课程设置及其实现的核心，力争培养能符合社会需求的高素质复合型人才。

（二）  缺少完善的课程体系

网络空间安全专业是一门力求使学生了解自然科学、人文社科等基础知识的专业，既需要具备扎实的网络空间安全理论、专业知识与操作技能，也需要一些网络安全信息的专业知识，且懂得法规，其开设时间短，新增此学科的院校专业结构相对不完善，人才培养模式还处于探索时期。目前许多高校的课程很欠缺，开设的课程无法覆盖网络空间安全学科的核心知识点，缺乏机器学习、人工智能和大数据等技术在此领域的应用。因此，学生知识掌握不足，无法满足新时代复合型专业人才的培养目标。

（三）  缺少实践应用能力与创新能力

网络空间安全专业是一门实践性很强的专业，其技术是层出不穷的，而这些新技术亟需在实践中学习、应用。由于目前网络空间安全专业的课程大多以常规教学手段为主，缺少对学生动手技能和实战能力的训练。另外，由于经费问题，某些高校的实验室设施跟不上，较为落后，难以满足学生的动手能力，学生创新意识和创新能力不足。其中，以虚拟仿真实验室最为突出，大大影响了网络攻防与病毒防治等相关实践教学的开展，实践性课程体系无法获得保障。

（四）  缺少高水平师资力量

缺少高素质师资力量，表现在如下3个主要方面：一是教师类型构成不合理，目前大多数高校的网络空间安全专业的专业课教师与实习指导教师所占比例不足，且大多不是科班出身，专业知识面窄，实战经验少；二是教师培训基地的培训内容比较滞后，跟不上科学技术发展的脚步，而且大多数以理论教授为主，缺乏实践动手环节，不利于“双师型”师资队伍的形成；三是在学校教师队伍中熟悉国外先进思想与科学技术、具备实战水平的教师相对短缺。

二  “学制打建”多维联动教学体系构建

（一）  四位一体化的多维联动培养模式

以新工科为建设背景，并根据上述信息，提出“学制打建”的四位一体化多维联动人才培养模式，如图1所示。利用这个多维的联动机制，能够让学生在实践中发现问题，然后解决问题，强化专业知识，培养团队合作能力，打通教学和实训之间的通道。

针对网络空间安全专业人才培养过程中存在的困难问题，本校以新工科为建设背景，构建了“学制打建”四位一体化的人才多维联动培养模式，明确网络空间安全专业人才的素质新结构，确立“以学生为中心，以实战为重”的培养理念，建立模拟的实训环境，以便更好地服务和融合国家发展战略，为社会高质量跨越式发展注入新的强大动力。

（二）  “学”——更新观念，明确人才培养理念

“学”是指改变传统观念，确定学生是学习的主体，尊重学生的主体地位，贯彻以教师为主导、学生为主体的教学思想，以激发学生体内的内在动力和外在活力，齐头并进，不断推进教育教学方法创新，激发学生学习的原动力，其承担着基石的作用。新工科对应的是新兴产业，网络空间安全专业需要面向云计算、人工智能、数据挖掘与区块链等产业方向，体现现代工程教学特色。依据上述培养理念，设计包含专业知识、创新思维力、综合设计能力及工程实践能力等在内的教学目标，同时课堂上讲解相关知识点的时候，要引起学生的强烈好奇心，引导他们主动关注网络空间安全专业的相关知识，并将其与现实生活相结合，主动利用所学知识促进社会进步。将人文教育融入第一课堂，加深学生对知识点的理解和掌握，提高该专业的人文性和综合性。

（三）  “制”——制定多元化网络空间安全人才培养计划和创新实践

“制”是指制定融合新工科的多学科交叉融合递进样式的通识教育特色课程体系，制定完善的课程培养体系是培养人才的核心。河南理工大学为了充分发挥学科的优势，根据网络空间安全专业交叉的特点，将培养计划分类为信息基础知识类课程、信息安全基础知识类课程、计算机技术及密码学类课程、网络安全类课程和网络安全技术类课程。当然，培养计划还包括人文社科类课程和通识教育。

“信息基础”知识类课程和“信息安全”基础知识类课程。在这个阶段中，大一和大二学生基础较为薄弱，注重基础知识点的讲解，能够让网络空间安全专业的学生理清知识脉络并打下扎实的学识基础，其课程包括信息安全基础、物理学等基础课程。“计算机与密码学”类课程可培养学生求解问题的思维方式、方法，内容包括计算机科学与技术专业的基础内容、密码学和网络系统安全等课程理论，以及云计算技术、网络攻防技术等。“网络安全”类课程可学习“信息系统”类基础课程。“网络安全技术”类课程可学习的内容主要包括网络安全技术、专业基础理论及相关专业的知识，主要内容还涉及电子商务和电子政务安全技术、网络舆情分析和互联网立法等，掌握必备的专业知识和必要的法律知识是必不可少的。

安排综合性学科实践课程，更好发挥学生竞赛活动的育人功能。充分利用慕课、哔哩哔哩、微课堂和班团活动等多种手段辅助课堂，多采用混合式学习方式下的翻转课堂教学模式，使先进技术渗透到课堂各方面，并在此过程中以学科竞赛为导向设计不同的安全小实验，如图2所示。积极牵手业界大佬共话、创新，培养适应国家战略需求、具有创新意识、专业技能与人文素养“又红又专”的网络空间安全人才。

（四）  “打”——打造攻防对抗、多学科交叉、校企协同育人的平台

在培养网络空间安全人才的过程中，比起理论教育更关键的是实践教育，而对于实践教学最关键的手段便是平台，因此，本校申办此专业之初就以打造一个能促进专业建设全面发展的平台为己任。

网络空间安全中最关键的基石当属攻防对抗，其中，又以CTF（Capture The Flag， 夺旗赛）最具影响力，主要包括三类，依次为解题模式、攻防模式，还有混合模式。通过采用这种学科竞赛的方法，训练学生的动手能力和思维能力，同时邀请一线专家担任讲师并结合社会需求制定系统的课程体系进行实战演练，建立培养网络安全人才的机制。以学科竞赛和理论教学为基础，以助力于学生个人发展与学科发展的相互促进。