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0 引言
信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)是我國國家信息安全保障體系建設的基礎和先決條件。信息安全學科建設則是高層次創(chuàng)新型信息安全人才培養(yǎng)的基礎平臺。為加強對信息安全人才的培養(yǎng),我國教育部、科技部、信息產業(yè)部、國防科工委、國家自然科學基金都把“信息安全”作為優(yōu)先發(fā)展的領域。2001年以來國內已有70多所高等院校建立了信息安全本科專業(yè),部分院校相應設立了信息安全碩士點、博士點。
早在1995年,美國國家安全局(National Security Agency)委任CMU成立信息安全學術人才中心,以提高大學信息安全人才培養(yǎng)能力。至2003年9月,已有50多所教育機構被認定成為這種中心,其中包括44所高等院校和4所國防院校,如CMU、University of London、Florida State University、Purdue University、Oxford University等。
另外,有4所大學設立了信息安全本科專業(yè),13所大學設立了以信息安全為主的本科專業(yè),10所大學設立了信息安全碩士專業(yè),30所大學校設立了信息安全研究方向。半數以上大學開設的課程與NSTISSI的CNSS4011的水平相當,并對20所大學開展了NSTISSI的CNSS4011-4-15的評估認證。除此之外,美國的MIT、CMU、UC Berkeley、Stanford等名牌大學長期與美國軍方合作,為美國軍方培養(yǎng)了大批高層次信息安全專業(yè)人才。
創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)的重點,也是難點。如何有效地、整體地提高我國高校學生的信息安全創(chuàng)新素質和實踐能力,已經成為開設信息安全專業(yè)高校不得不面對和必須解決的問題。教育部高等學校信息安全類專業(yè)教學指導委員會也充分意識到這個問題,并于2008年舉辦了首屆全國大學生信息安全競賽,旨在通過競賽促進和提高信息安全專業(yè)學生的創(chuàng)新素質和實踐能力。
筆者近幾年一直關注信息安全專業(yè)學員的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。從2008年首屆信息安全競賽開賽以來,筆者所指導的參賽組共獲得全國一等獎2項、二等獎3項、三等獎1項、國家發(fā)明專利1項(已授權)。
1 信息安全專業(yè)人才需求
社會需求的信息安全專業(yè)人才大體分為3類。
第1類是理論研究人才。這種需求來自于信息安全的專業(yè)機構、科研院所、高等院校、大型企業(yè)中的信息安全研發(fā)機構等。這方面的人才要具有良好的學術功底,具備扎實的學科理論基礎知識,能系統深入地掌握密碼學、安全協議、信息系統安全、網絡安全、軟件安全等方面的理論和關鍵技術。
第2類是技術開發(fā)人才。這種需求來自于提供信息安全產品、信息安全服務的各種單位。這方面的人才要具備良好的信息安全基礎知識、較強的技術實踐能力、熟練的產品設計開發(fā)能力。
第3類是信息安全管理服務人才。這種需求主要來自于廣大企事業(yè)單位和政府部門。這方面的人才不僅需要具備較高的信息安全技術能力,能夠正確使用、配置、維護信息安全設備,還必須具有一定的管理能力和法律知識,能正確規(guī)劃、實施和維護信息系統的安全保障。
2 信息安全基礎知識結構與實踐能力體系
信息安全基礎知識領域由信息安全概念知識單元、信息安全數學基礎知識單元、信息安全法律基礎知識單元和信息安全管理基礎知識單元4個部分組成,見圖1。
信息安全基礎中的信息安全概念主要介紹對信息安全的威脅、信息安全的基本概念和確保信息安全的措施等基本知識。信息安全數學是信息安全學的理論基礎之一。信息安全法律基礎介紹信息安全領域中的一些基本法律知識。信息安全管理基礎介紹信息安全領域中的一些基本管理知識。信息安全法律和信息安全管理知識則對整個信息安全系統的設計、實現與應用具有指導l生作用。
信息安全專業(yè)的實踐能力體系的總體結構由軟件系統實踐能力、硬件系統實踐能力、密碼學實踐能力、網絡安全實踐能力、信息內容安全實踐能力和創(chuàng)新實踐能力組成,見圖2。
3 創(chuàng)新實踐能力4階段培養(yǎng)模式
3.1 創(chuàng)新興趣培養(yǎng)階段
常言道:“興趣是學習之母,興趣是成功之母”。可見,興趣是學生學習的最強有力的動力源泉,創(chuàng)新興趣培養(yǎng)也很關鍵。學生在大一、大二時應參加信息安全課外興趣小組,選定一位指導教師開展“自主選題課外課題的研究”。學生在指導教師的幫助下,選擇小課題的方向,利用課余時間查閱相關技術資料,或開發(fā)一些小的程序,撰寫自主選題研究報告。教師要定期組織學生相互進行交流,讓學生講述自己研究的進展和收獲。這個階段可以慢慢培養(yǎng)學生的興趣,增強其學習信息安全專業(yè)課程的動力。
3.2 實踐能力培養(yǎng)階段
研究信息安全專業(yè)實踐能力體系。信息安全專業(yè)實踐能力體系是信息安全專業(yè)畢業(yè)生應當具備的實踐能力的結構與集合。實踐能力體系要用實踐教學體系來覆蓋,通過實踐教學體系來培養(yǎng)提高學生的實踐能力。實踐教學體系由多種實踐教學環(huán)節(jié)組成。
筆者參考了一些國內外知名院校信息安全專業(yè)的實踐課程設置情況,提出了符合創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)要求的實驗教學體系,主要包括3種實踐教學環(huán)節(jié):實驗課、課間實驗、課程設計。
(1)實驗課:指作為一門課程,安排在課表中,包括計算機硬件與軟件應用實驗、信息安全實驗、網絡安全實驗、信息內容安全實驗等。
(2)課間實驗:是利用課外業(yè)余時間進行的一種實驗,它不在課表中安排,包括c語言實驗、Java程序設計實驗、網絡程序設計實驗等。
(3)課程設計:對于專業(yè)基礎課和專業(yè)課,可以在課程的最后安排一段時間集中進行,旨在鞏固提高課程內容的實踐活動,學生在教師的指導下進行一個與課程內容相關的實驗。要求學生根據課程的內容,自主設計和實現一個小型軟件或硬件系統。主要在密碼學、信息系統安全和網絡安全原理3門課程中安排課程設計。
以上實驗均安排學生在大三期間完成。
3.3 創(chuàng)新能力實踐階段
鼓勵學生在大三下學期參加全國大學生信息安全競賽。競賽提供了一次很好的實踐機會,學生可以通過參加競賽來充分展現其信息安全方面的創(chuàng)新能力。信息安全競賽采用自主選題、自主設計和開發(fā),歷時5個月。競賽分為初賽和復賽兩個階段,初賽時間在每年的3-6月。競賽采用開放式,初賽不限定競賽場所,參賽隊利用課余時間,在規(guī)定時間內完成作品的設計、調試及設計文檔。決賽時間在每年的7月進行,要求參賽隊自行攜帶作品及文檔,到指定決賽地點進行作品測試和演示。每支參賽隊需準備10分鐘的PPT文檔進行現場答辯,決賽評委對作品進行提問。
信息安全競賽能夠全面考查參賽選手綜合運用所學知識進行動手實踐的能力,通過整個競賽過程的參與,可以充分調動學生的主觀能動性,激發(fā)他們的創(chuàng)新能力,同時還有助于培養(yǎng)學生的團結協作和溝通能力。
3.4 創(chuàng)新素質提升階段
學生在大四時需要進行本科畢業(yè)設計。畢業(yè)設計期間應參與到科研課題的研究中,在指導教師的指導下完成畢業(yè)設計課題,并撰寫本科畢業(yè)論文。以畢業(yè)論文和答辯成績來檢驗信息安全創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)效果。