新工科背景下网络协议安全课程教改探索

杨玉丽 陈永乐 于丹

［摘 要］作为网络空间安全及相关专业的综合性核心课程，网络协议安全课程涉及多门学科，其内容复杂、理论难度大、实践性强。鉴于传统的授课模式难以契合新工科建设的培养目标和要求，课程组以新工科建设需求为基石，紧扣产业实际需求，充分利用线上线下的优势，从思政建设、课程培养体系和实践教学体系三个方面探索该课程的混合式教学模式，以期为高校新工科课程的教学改革提供新的思路和方法。

［关键词］新工科；网络空间安全；课程思政；混合式教学模式；校企合作

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）10-0052-04

随着全球网络空间安全面临的挑战日益严峻，我国网络空间安全人才仍面临较大的缺口。截至目前，国内共有81所高校设立网络空间安全专业，全国高校每年培养的网络空间安全人才不足3万人，难以满足300多万的人才市场需求[1]。因此，构建具有专业特色的课程体系，培养一流的网络空间安全人才，是高校肩负的重要历史使命。针对网络空间安全专业特有的攻防两面性特征，高校应从服务国家战略出发，积极改革传统的人才培养模式。在课程体系中，应深入挖掘各课程的思政元素，强化思政建设与课程体系的融合，以确保网络空间安全人才的可靠性[2]。同时，通过优化专业课程体系，培养具备国际竞争力的高素质复合型人才，以解决网络空间安全人才短缺的问题[3]。

一、网络协议安全课程建设存在的问题

网络协议安全作为网络空间安全专业的核心课程，涉及计算机网络、数论、密码学、通信工程、人工智能等多学科内容，具有知识面广、知识体系复杂、实践性强、更新速度快等特点。然而，该课程作为新兴学科，开设时间较短，授课教师缺乏丰富的教学经验，在课程思政、课程培养体系和实践教学环节等方面面临着巨大挑战，难以达到新工科建设目标的要求。

（一）课程思政亟待完善

在思政教学方面，网络协议安全课程的授课教师通常采用“补充”的方式，将思政案例融入课堂教学中[4]。这种方式不仅增加了教学负担，而且难以将思政内容与专业知识体系有效融合，影响了思政教学的效果。此外，课程思政教育的考核评价应贯穿整个教学过程，通过课程思政评价来发现并解决存在的问题[5]。当前，该课程的思政建设缺乏相应的评价机制，难以实现以评促建、以评促改的目标。

（二）课程培养体系同质化

由于网络空间安全专业的师资力量紧缺，部分高校的网络空间安全专业与信息安全专业的差异性并不显著，导致该专业开设的相关课程，以及课程内容的设置等方面都存在不同程度地沿用信息安全专业的方式[6]，网络协议安全课程也存在类似问题。这种沿用信息安全专业的教学方式对学生接受网络空间安全专业的前沿知识具有局限性[7]，同时也降低了学生探索该领域知识的兴趣，难以满足经济社会对多元化复合型网络空间安全人才的需求[8]。

（三）实践教学环节薄弱

鉴于从事网络协议安全授课的教师多从通信、计算机、信息安全等相关专业转型而来，他们普遍基础理论扎实，但工程实践能力相对不足[4]。此外，仅仅通过单一仿真平台验证课程中的关键技术原理，难以有效训练和提升学生解决复杂网络工程安全性问题的能力[10]。

二、网络协议安全课程教改的思路

（一）完善思政建设

针对网络协议安全课程在思政教学方面存在的问题，教师需深入挖掘具有时效性和多样性的思政案例，通过潜移默化的方式激发学生的科技报国情怀，并让他们深刻认识到网络安全技术的双刃性。同时，教师还应分别建立以学生为中心和以教师为中心的评价方法，以完善该课程的思政评价体系。

（二）优化课程培养体系

在优化网络协议安全课程培养体系时，教师应充分利用互联网平台资源，采取线上线下相结合的混合式教学模式，打破时空限制，实现教学资源的多渠道获得，并拓展延伸教学内容。在此基础上，教师应考虑学生专注领域的差异性，结合区域经济特色的安全需求，制订个性化的培养方案，以激发学生的学习热情与主动性，从而培养出多元化复合型的网络空间安全人才。

（三）强化实践教学环节

针对实践教学环节缺乏开放性、综合性和创新性的问题，教师应综合考虑网络协议安全课程的特点及所需掌握的技术等要素，构建基于真实网络环境的综合性实践项目，并设计逐层递进的实践课程体系，以提升学生的动手能力和创新实践能力。

三、网络协议安全课程教改的具体措施

针对网络协议安全课程在思政建设、课程培养体系及实践教学环节等方面存在的问题，课题组设计了如图1所示的建设框架。该框架旨在完善课程思政建设，强化网络空间安全人才培养的思想政治教育工作；针对专业师资力量匮乏的问题，探索线上线下相结合的混合式教学策略，并构建个性化的课程培养体系；同时，通过校企协同合作的实践教学体系，提升学生的创新实践能力。

（一）课程思政建设

1.建立思政元素库

综合考虑网络空间安全专业的特点，以及网络协议安全课程的教学目标，课题组设定了该课程思政育人的目标：将常见的协议漏洞、攻击手段及防御方法等内容与当前国际网络空间环境所面临的机遇和挑战相结合，通过拓展和延伸教学内容，深度挖掘其中的思政元素，实现思政元素与教学内容的有机融合，培养学生的科技强国责任感和使命感，培养出具有国际视野和开拓创新精神的网络空间安全人才。

基于网络协议安全课程的知识点，课题组将授课内容与网络空间安全学科发展的典型事件、科技人物以及捍卫国家网络主权的重要性相结合，完善和优化教学大纲，拓展授课内容的广度、深度和温度。同时，从家国情怀、创新思维、科学方法、工匠精神等方面挖掘和提炼网络协议安全的思政元素，建立课程思政元素库。该思政元素库中的每个元素均从知识点、切入点和思政目标三个方面进行描述。表1列出了部分思政元素作为示例。

2.课程思政的评价机制

为全面准确地评价课程思政的教学效果，课题组设置了以学生为中心的过程性评价方法和以教师为中心的多元化评价方法。

以学生为中心的过程性评价方法：在原有的知识技能考核基础上，增加对学生参与课程思政教育的主动性、实践性和反思性的过程性考核指标。具体而言，一是课堂上加强对学生在思想政治主题调研和讨论中的参与度的考核；二是重构实验内容，以突出专业特色，并通过实验报告的“心得体会”部分考核学生的实践效果；三是增加“自我评价”和“他人评价”环节，以提升评价的全面性和准确性。

以教师为中心的多元化评价方法旨在帮助教师反思并改进教学，确保教学过程的思想高度和理论深度。具体评价从以下三个方面展开：首先，学科组评价教师是否细化了课程思政目标，是否深挖了思政元素并将其融入教学环节；其次，同事评价教师的专业知识讲解水平、课程思政实施效果及职业教育素养；最后，学生评价教师是否设置了课程思政环节、是否传递了正确的价值观，并真正触动学生的心灵，激发其科技报国的情怀。

（二）基于混合式教学的个性化课程培养体系

基于移动互联网技术，设计线上线下协同合作的混合式教学模式。该模式包含三个教学环节。首先，课前采用线上教学模式，利用雨课堂、中国大学MOOC、超星学习通等平台资源，结合项目驱动的方式，精心设计教学计划和内容，推送电子课件、微视频等资料，引导学生自学，激发其学习热情。其次，课中采用线下教学模式，通过在线课堂管理平台与学生面对面交流，对课前预习的内容进行提问与点评，采用“评中教，教中学”的方式，详细讲解重点难点，并总结归纳。最后，课后采用线上教学模式，打破时空限制，方便学生回顾学习内容，进行查缺补漏和拓展延伸。

在此基础上，综合考虑学生兴趣、科研方向、网络空间安全专业的课程体系以及研究生培养体系，从广度和深度两方面探索个性化课程培养体系的设置。在广度上，利用现有的网络教学资源，融合其他专业的在线精品课程，构建网络空间安全学科的网络教学平台，通过呈现多样化的学习资源，营造沉浸式学习氛围，拓宽学生的知识视野；在深度上，基于TCP/IP协议的安全性分析方法，引导学生探索物理网通信协议、工业互联网协议等前沿技术，并密切关注最新的安全防范策略。同时，充分发挥研究生“传帮带”的作用，加强本科生与研究生之间的交流，鼓励本科生提前参与课题研究，以实现本科生与研究生培养环节的衔接。

（三）校企协同合作的实践教学体系

通过与360、蓝盾、东巽科技（北京）有限公司以及山西信思智学教育科技有限公司等多家企业合作，推进产学研结合，为网络空间安全专业形成具有交叉性、实践性和服务性等特色的专业奠定基础。在网络协议安全实践课程体系中，通过校企协同合作，增加了综合性实践与创新性实践环节。

综合性实践：根据实验要求和目的，选择贴近现实的企业应用场景，培养学生解决复杂网络工程安全性问题的能力。例如，设计企业网络IPSec VPN的开放性实验项目，学生需要根据具体应用场景设计网络拓扑图，完成物理连接、配置和测试工作，并对拓扑图中的中心站点和分支站点进行IPSec和VPN技术配置。通过这一综合实践环节，学生不仅能够熟悉企业网络的构建与配置流程，还能掌握IPSec和VPN的关键技术及配置方法，从而有效提升他们的综合应用知识能力和实践操作水平。

创新性实践：围绕企业实际需求，基于网络空间安全学科科研团队的研究方向，组建创新创业导师团队。通过简化、抽取或切片科研项目，构建创新性实践项目，培养学生的二次开发能力，鼓励学生积极参与学科竞赛，以锻炼他们的创新精神和团队协作能力。

四、结语

针对网络协议安全课程建设的不足，课题组探索了线上线下相结合的混合式教学模式。通过加强课程思政体系建设，构建基于混合式教学的个性化课程培养体系，为培养多元化复合型网络空间安全人才奠定基础。同时，设计校企协同合作的实践教学体系，以提升学生的创新和协作能力。该模式能够满足新工科背景下网络空间安全人才的培养需求。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 刘建伟.发挥一流网络安全学院特色优势  培养网络空间安全拔尖创新人才[J].计算机教育，2023（2）：6-7.

[2] 程光.“四位一体”的网安创新人才培养实践与思考[J].中国信息安全，2023（3）：36-38.

[3] 康绯，舒辉，张连成.“新工科”背景下网络空间安全拔尖人才培养的探索与实践[J].网络安全技术与应用，2023（3）：90-92.

[4] 常利伟，李春雪，刘畅，等.网络空间安全人才培养体系现状分析与建设途径[J].信息安全研究，2018，4（12）：1083-1088.

[5] 李莉，宋亚奇.网络安全课程思政元素提炼与融入教学设计[J].教育教学论坛，2023（1）：133-136.

[6] 董思妤.“德、技、战”三维育人模式的《网络安全技术》课程教学实践探索[J].网络安全技术与应用，2023（10）：104-106.

[7] 苏婷，蒋琳，房敏.网络与信息安全方向系列课程贯通式教学探索与实践[J].计算机教育，2023（6）：76-80.

[8] 闫玺玺，冯苏伟，张静.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[J].高教学刊，2023，9（5）：157-160.

[9] 张冬雯，张光华，张晓明，等.新工科多方协同育人背景下的网络安全人才培养模式研究[J].当代教育实践与教学研究，2020（5）：87-89.

[10] 张连成，郭毅，程兰馨，等.“新工科”背景下网络空间安全人才培养实验教学改革探究研究[J].网络空间安全，2019，10（10）：101-104.

［责任编辑：梁金凤］