多方合作构建立体化人才培养体系

张路桥　李飞　王祖俪　吴春旺　王娟

摘  要：网络空间安全已上升为国家战略，这无疑将高校相关人才培养提到新的高度。但目前信息安全人才培养过程中还面临着与实际社会需求存在差距、实践动手能力培养未达预期以及创新能力培養不足等问题。加之信息安全学科与专业本身特点给人才培养带来的挑战。有必要研究和探讨信息安全人才培养模式改革，即如何培养符合社会需求的高质量信息安全人才。文章将介绍成都信息工程大学在信息安全人才培养中的一系列举措，包括：政产学研四方合力的人才培养模式，立体化创新实践能力培养体系，学生科技社团加课外科技竞赛促学体系。多年实践证明上述模式和举措适合于地方高校实际，能够有效提高人才培养质量。

关键词：人才培养模式;实践动手能力培养;创新能力培养;人才培养质量

中图分类号：C961        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）04-0163-04

Abstract： Cyberspace Security isone of the most important part of national security， which calls for a huge number of talented cyber security talents. However， universities fail to meet that request. For example， there is a huge gap between the graduates' capacity and the real job market requirement. The practical abilities of graduates are not that good as expected， and so on. What makes things worse is that characteristics of cyber security itself also setup challenges for the training program.Based on above observations， it is necessary to discuss how to reshape and reform the cyber security training program， by which we can train more talented cyber security graduates. In this paper， we will introduce what we do and how we do to achieve the purpose in Chengdu University of Information Technology， including cooperation and effort form all the stakeholders， multi-dimension training system to improve the ability to put theory into practice， and introducing student interest group and science and technology contest into training process. Results shows that our methods can be an effective alternative for improving undergraduates'capacity， and are especially suitable for regional universities.

Keywords： training program reformation; practical ability training; innovation ability training; quality of training program

一、信息安全人才供需矛盾突出

随着信息技术的不断普及，个人和企业安全意识不断提高，以及国家战略需要，对信息安全人才的需求不断增大。据统计2014年时，我国重要行业信息系统和信息基础设施所需的各类网络空间安全人才达到70万;预计到2020年，各类网络空间安全人才需求总量约140万人[1]。截至2016年，教育部共批准122所高校设置信息安全类相关专业，其中信息安全专业92个、信息对抗技术专业18个、保密管理专业12个，这些专业能够培养的信息安全类专业本科毕业生约1万人/年[2]。显然，人才供给与人才需求相比，存在非常大的缺口。

二、信息安全人才培养的目标与特点

首先，信息安全是一门综合性交叉学科，涉及计算机、通信、数学、生物、物理、法律及管理等诸多学科，是一个直接面向工程、面向应用的专业领域[3];也正是因为其与工程应用结合紧密，因此决定了其人才培养过程对实践动手能力要求高。

其次，信息安全相关岗位，对人才实战动手能力要求高，需要实战型人才。以美国2011年9月发布的“国家网络空间安全教育计划（National Initiative of Cybersecurity Education， NICS）”为例。其中，《NICE网络空间安全人才队伍框架（草案）》（NICE Cybersecurity Workforce Framework）将网络空间安全专业领域分为7个大类共32个专业岗位：安全保障（Securely Provision）、运营与维护（Operate and Maintain）、保护与防御（Protect and Defend）、调查（Investigate）、监督与管理（Oversee and Govern）、搜集与操作（Collect and Operate）、分析（Analyze）。不论是上述哪一类岗位，都需要有将理论运用到实践操作中的能力，甚至需要多年工作历练和经验积累，才能胜任。

最后，随着技术不断发展，攻击与防御手段也在不断翻新，新的安全威胁层出不穷，迫切需要新的防御手段、解决方案。因此，信息安全岗位对人才学习能力、创新精神都有较高要求。

综上所述，在信息安全人才培养过程中，必须坚持以社会需求为导向，将创新精神和实践能力培养摆在重要位置，培养能够将基础理论与实际操作相联系的实战型人才。

三、现行高校信息安全人才培养中存在的问题

无可否认，高等院校是信息安全人才培养的重要力量。但受制于资源、人才培养模式等，高校在人才培养过程中还难以很好地满足国家、社会对人才的真正要求。

（一）普通高等院校人才培养目标与真正社会需求

存在差异

普通高等院校毕业生往往需要通过实习，在岗培训等一系列再教育后，才能完全胜任岗位要求。造成上述现象的原因不难理解，普通高等院校，尤其是工科类专业，在人才培养过程中更加看重人才的理论基础、应用相关理论解决实际问题的能力，而非某些特定岗位的技能培养。

除此之外，真实企业环境下，岗位要求随业务需求变化，业务需求随市场需求变化。市场瞬息万变，导致真实企业的岗位能力要求变化很快。而不论哪一个高校，人才培养目标、人才培养方案、课程体系在一定时间内（2年、3年或4年）均保持稳定。所以高校人才培养很难与真正社会需求做到无缝对接。

最后，受制于各类资源，目前还很难满足学生的个性化学习、就业需求。各高校为了在学生多样化诉求、社会需求等方面取得平衡，往往采取“宽口径适配”的培养方式，即一个专业的课程往往囊括了若干岗位所需的知识、技能。同样的学分条件下，宽度拓宽，必然导致深度受损，由此带来高校毕业生虽然了解、初步掌握了岗位所需的知识、技能，但由于深度上的欠缺，其也很难独立承担相关岗位的职责。针对上述问题，有不少教育者提出在信息安全人才培养过程中应该强调加大培养深度，以满足社会的需要[4]。

（二）现行培养模式重视灌输知识，忽略激发学习兴趣

现在已有不少教育者注意到传统的人才培养方式、课程教学方式，重点在于教，而非学，难以真正激发学生学习兴趣，调动学生自我学习、主动学习的积极性。而一个人的主观能动性、自我学习能力，在工作中往往决定了是否具备独立解决问题的能力，是否具備自主学习能力来适应漫长职业生涯中岗位、市场等带来的各类变化。

因此，不少高校在教学改革中采用翻转课堂、混合式教学，并积极尝试通过学生科技社团、课外科技竞赛、大学生创新创业训练项目等手段和方式来调动学生的主观能动性，鼓励学生创新，从而将所学的理论知识运用于实践活动中，最终实现培养学生自主学习能力的目标。

（三）现有各类实践教学环节存在一定局限性

现有课程体系中常见的实践环节或多或少存在各类局限性，具体如下：

首先，各门课程的课内实验，往往验证性实验多。而验证型实验的操作步骤、内容及结果都是预先设定好的，学生只能在规定的框架内，循规蹈矩地完成预定的操作和任务，并没有被鼓励去充分发挥自身的想象力和创造力，更没有被引导去分锻炼自身的创新能力[3]。

其次，单独设课的课程设计，虽然此类课程初衷是让学生综合所学的各类知识，独自实现课程目标，但是其也存在项目设置与实战存在差异的问题。同时，一旦教师监督不到位，学生完成效果难以保证，甚至可能出现抄袭的情况。

另外，毕业实习中学生虽然可以在企业实习，接触到最新的技术、真正的项目，了解相关岗位的工作方式。不过，以上仅仅是非常理想化的状态。其一，现实中接纳实习学生最多的仍然是一些培训机构，而不是真正的信息安全相关单位。其二，毕业实习时间短，如果是学校统一组织的毕业实习，时间往往只有2-3周，难以让学生深入了解相关内容。

最后，毕业设计的题目与专业相关性、工作量以及难度等参差不齐，指导教师责任心亦存区别，学生对毕业设计重视程度、工作态度也非完全相同，因此毕业设计完成质量以及对实践动手能力培养的效果也难以保证。

（四）地方高校资源投入受限

除上述原因之外，地方高校往往还面对着经费来源单一、教学经费投入有限的问题，这使得人才培养的课程资源建设、实验室建设等更加受到掣肘。

上述四大因素叠加，使得部分高校培养出来的信息安全相关专业毕业生实践动手能力有所欠缺，缺乏自主学习、解决问题的主观能动性，加之高校人才培养与社会需求的差距，无疑让本身就存在巨大缺口的信息安全人才需求雪上加霜。因此，如何培养真正满足社会需要的信息安全人才，如何提高信息安全人才培养质量，是值得探讨的问题。

四、信息安全人才培养的成都信息工程大学模式

根据信息安全人才培养目标与特点，并针对目前人才培养过程中普遍存在的问题，成都信息工程大学网络空间安全学院采取了以下措施：

（一）推动政、产、学、研合作，推动人才培养模式改革

政、产、学、研四方中，学校是信息安全人才的培养者，但是其只有深度与政、产、研交流与合作，才能保证所培养的毕业生，是真正满足社会需求的。并且，只有引入工业界、研究所等社会力量为办学、人才培养服务，才能丰富人才培养的手段、资源，切实提高人才培养质量。

多年以来，与政府机关、企事业单位紧密协作，在包括：人才培养方案制定、课程体系设置、实验室资源环境建设、学生科技社团培育、课程授课等环节引入各类社会资源，保证培养目标紧贴社会需求，保障人才培养的广度与深度，比如：与广州粤嵌通信科技股份有限公司合作，由企业投建创新创业实验室，并由企业工程师为学生提供指导;与北京千锋互联科技有限公司合作，在PHP程序设计、WEB前端开发等编程类课程中，由工程师为直接为学生授课，取得了良好的效果。

（二）由浅到深、由简单到综合、由模仿到创新的实践动手能力培养体系

信息安全专业课程体系，除帮助学生熟悉掌握最新的安全技术、威胁、漏洞和管理策略，还需要面向实际应用，强化实践动手能力培养，提高学生的网络安全技术和管理技能，培养符合政府、企业需求的网络安全专业人才。为此，构建了包含工程认知、课内实验、课程设计、工程实践、毕业实习、毕业设计以及创新实践等课内、课外结合，校内、校外结合，以实践动手能力、创新思维培养为主线[6]，循序渐进的实践动手能力培养体系，具体如下：

1. 课程内设的各类实验（仍多采用验证性实验）帮助学生理解相关理论，了解理论在实践中的应用。

2. 课程设计以虚拟项目为载体，通过单独设课，检验学生对所学知识的掌握情况，熟悉项目开发过程，尤其是实际工程中，项目从需求提出、方案设计到实现的全过程。

3. 工程实践在课程设计的基础上更进一步，将期间所学的大量专业知识进行融会贯通，完成一个难度、复杂度、工作量较高的项目，其让学生从编程基础、软件开发基础开始，继而完成一个完成的WEB系统，并在此基础上完成WEB系统渗透，具体内容设置见表1。除此之外，在执行过程中工程实践4和5还引入企业资源，由一线工程师对学生进行指导，保证了相关内容贴近实际。

4. 毕业实习，除传统的在指定时间，指定企业进行2-3周集中式的实习外，一方面以实施卓越工程师计划为契机，与相关单位合作，批量接收学生（人数5人以上），允许学生利用大四学年在单位进行为期一年的实习，真正起到实习的效果，例如：福建星网锐捷通讯股份有限公司、北京启明星辰信息安全技术有限公司、兴华永恒（北京）科技有限责任公司、北京长亭科技有限公司、成都知道创宇信息技术有限公司、四川蜀天梦图数据科技有限公司等;另一方面，鼓励学生参与教师科研项目，以真实科研项目作为学生实习内容。

5. 毕业设计，尽量以生产实践、教师科研项目作为毕业设计选题来源，让学生在毕业设计过程中，通过综合运用大学四年所学知识来解决实际问题，并提高实践动手能力。以2020年毕业设计选题为例，95.43%毕业设计题目均为设计开发类题目。除此之外，来自教师研究项目的占比为30.74%，来自社会（行业）时间的占比为48.42%，两项合计接近80%。

6. 创新创业训练，以中国“互联网+”大学生创新创业大赛为牵引，以校、省、国家三级大学生创新創业训练计划为支撑，以创新开放实验室为依托，鼓励学生将想法变为现实，在学习过程中成长。每年除科技竞赛获奖外，借助创新创业训练计划，学生还发表各类论文，成功申请软件著作权、实用新型专利、发明专利等各类专利。以2019年为例，学生共获授权实用新型专利2项，软件著作权111项，发表论文18篇。

通过构建上述实践动手能力培养体系，真正达到了培养符合社会需求，实践动手能力强的信息安全人才的目的。

（三）大力支持学生课外科技社团，支持学生参加课外科技竞赛

经过多年建设，现有三叶草、道格等在国内具有一定知名度的，信息安全类学生科技社团。其有效的聚集了具有相关特长、兴趣的学生，并成为了学生培养过程中的“种子选手”，起到了良好的示范带头作用。

除学生科技社团外，还大力支持学生参加各类课外科技竞赛。有实践表明，基于学科竞赛平台的信息对抗技术专业人才培养模式能够达到“以赛促学、以赛促教”的教学目的，是信息安全人才培养的可行之路[5]。只要参加课外科技竞赛，无论成绩如何，都会不同程度地调动学生主观能动性。但简单的套用上述模式，并不能有效提高人才培养质量，原因如下：一是单个竞赛参赛队伍一般2-3支，6-8人，难以做到大面积覆盖;二是单一竞赛的持续时间短，难以持续推动学生学习。鉴于上述原因，设计了以下科技竞赛体系：

1. 每年9月新生入学后，面向新生举办极客大挑战，一方面营造学习氛围，另一方面作为科技社团招新活动，为社团储备后备人才。

2. 每年年底，以班级为单位举办班级对抗赛，重在促进班级内部学习交流，班级间相互交流。春季学期开学校内赛选拔赛为暑期各类大赛做储备。

3. 每年5月或6月，举办校内选拔赛，学生自由组队参赛，为暑期各类大赛选拔拔尖人才，并根据学生特长，组成战队。

4. 每年7月至8月，以四川省大学生信息安全大赛为主要依托，各战队根据时间安排、兴趣，参加各级各类CTF、对抗赛、等等。

以上竞赛设置，贯穿全年，基本达到了全员参与，覆盖全体学生的效果，真正做到了以赛促学的目标，极大的调动了学生的学习热情和积极性。激发大学生的兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神。

五、取得效果

在竞赛获奖方面，2015-2019年期间，学生在各类信息安全竞赛中共获得55项国家级、省级奖项，获奖人次达到201人/次。在创新创业方面，学生同期共获得各类创新创业项目自主124项（其中，国家级29项，省级27项），单个项目参与学生人数3-4人/次，共计约496人/次。上述两项参与人数占全部在校生比例为73.3%（2019信息安全在校生833人，信息对抗专业在校生118人，共951人）。虽然上述人员有重叠情况，但考虑到一年级学生主要进行课程学习，大量四年级学生到单位实习，上述比例可以说基本实现了对在校生的全覆盖。

除此之外，2017-2019年学院教师获得教育部产学研协同育人项目支持共35项，涉及内容包括：师资培训、实践条件和实践基地建设、教学内容和课程体系改革、创新创业教育改革等内容。首先，上述项目起到了加深产学研合作的广度与深度，更加重要的是提高了人才培养质量。

最终体现在学生就业质量上，以2019年为例，学院委托第三方公司对2015级毕业生进行追踪调查，结果显示信息安全专业毕业生就业薪水、就业质量稳步提升，就业率达到90%以上（读研升学率达到18.75%），就业率年均薪水达到10.21万元，专业对口率80.95%，在同类型高校比较中具有一定优势。

六、结论

不论从国家战略，还是产业发展来看，筑牢信息安全人才队伍根基都是关键。在信息安全人才队伍中，高校毕业生无疑是新鲜血液、生力军。成都信息工程大学通过多年实践，摸索出一套适合地方高校实际的信息安全人才培养模式，为社会输送了一批实践动手能力强、富于创新精神的信息安全人才。

参考文献：

[1]杨良斌，周新丽，刘思涵，等.大数据背景下网络空间安全人才培养机制与模式研究[J].情报杂志，2016，35（12）：80-87.

[2]孙建国，冯光升，夏松竹，等.信息安全专业建设的“语法规则”：新工科实践与探索[J].中国大学教学，2018（07）：36-41.

[3]孟魁，刘功申，李建华，等.基于创新教育的信息安全实践课程建设[J].实验室研究与探索，2014，33（9）：227-230.

[4]丁雷，杨随根，王晓松.信息安全本科专业与区域人才技能需求的分析及对策[J].黑龙江高教研究，2013（12）：29-32.

[5]王亚文，喻钧，刘智平.基于学科竞赛平台的信息对抗技术专业人才培养模式实践[J].实验室研究与探索，2018，37（3）：232-234.

[6]孙淑霞.地方高校大学计算机基础课程改革的探索与实践[J].中国大学教学，2014（04）：59-62.

基金项目：本文受到教育部产学研协同育人项目“智能物联网应用创新实践基地建设”（编号：201901107046）;四川省重点研发项目“基于深度学习的可穿戴式心血管疾病检测装置研发”（编号：2019YFG0186）;四川省教研教改项目“新工科理念下网络安全人才培养模式改革研究”（编号：JG2018-525）;成都信息工程大学教研教改项目“构建信息安全竞赛平台-培养高素质信息安全人才”（编号：JY2018029）的资助

作者簡介：张路桥（1983-），男，汉族，四川富顺人，博士，副教授，网络空间安全学院副院长，研究方向：人工智能在医疗、安全领域的应用;李飞（1966-），男，汉族，湖南常德人，硕士，教授，研究方向：智能网联车安全;王祖俪（1979-），女，土家族，重庆人，硕士，讲师，信息安全系主任，研究方向：人工智能在安全领域的应用;吴春旺（1979-），男，汉族，山东聊城人，在读博士，讲师，研究方向：智能网联车网络安全防护;王娟（1980-），女，汉族，四川成都人，博士，副教授，物联网工程系主任，研究方向：数据挖掘技术在安全领域的应用。