对设置信息安全专业教学体系的探讨

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摘要:由于信息安全是新兴的专业,而且涉及到多个学科,例如通信、数学、计算机等,因此高校在设置信息安全专业的教学体系时重点有所不同。在这种情况下,本文探讨了信息安全专业的教学体系,希望能与大家分享高校信息安全专业的设置情况和设置中应该注意的一些事项及要避免的问题。 关键词:信息安全;教学体系;人才培养

r> 中图分类号:G642 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2012)09-0114-02

信息安全专业是一门新兴的交叉学科,涉及计算机及网络安全的各个方面,是一个直接面向工程、面向应用的专业领域。该专业的培养目标是掌握信息安全领域的专业知识及专业技能,具有良好专业素养,能够理论联系实际,可以从事计算机、通信、电子商务、电子政务、电子金融等领域的信息安全高级专门人才。自2001年武汉大学计算机学院新开设了信息安全专业开始,信息安全专业已经发展了十年。经过近些年来的发展,已具有一定的规模。但是由于信息安全专业发展的时间较短,教学体系尚不成熟,许多问题,诸如专业建设、师资队伍建设、教材和课程建设等,尚在研究、摸索阶段。而且,由于各个高校的特色专业各不相同,因此在进行信息安全专业建设时侧重点会有所不同。因此,研究主要从学科设置、专业课程设置、实践教学环节和教学方法改革等几个方面进行。

一、信息安全专业特点

信息安全是一个涉及面相当广泛的领域,而且其内涵在随着信息应用的范围不断扩大。归纳起来,信息安全专业具有如下几方面的特点:多学科交叉。涉及到计算机、通信、电子、数学、生物、法律、管理等多个学科;理论联系实际。能够把掌握的理论知识熟练、灵活地应用到实际问题中;专业素养高。信息安全专业的学生不仅要有专业知识,而且要有法律法规等方面的素养。这样才可能到一些很重要的部门承担信息安全工作;系统工程。鉴于“七分管理,三分技术”的木桶原则,绝不可忽视法律、管理、教育的作用;整体性和底层性的特点。从整体、底层硬件方面系统采取措施才能比较有效地解决信息安全问题。

二、教学体系建设

1.学科设置。信息安全的内涵随着信息技术的发展在不断的延伸,从最初的仅对信息进行保密(保密性)发展到防止信息被篡改(完整性)、可用性和抗抵赖性,从而涉及到攻、防、测、控、管、评等多方面的基础理论和实施技术。所以,信息安全专业的学科设置也随着其研究重点和应用领域的不同而不同。目前,在学科设置方面,信息安全仅仅是高校自设的二级学科。大多数高校根据自身的特点将信息安全设置在计算机科学与技术或者信息与通信工程的二级学科。设置在计算机科学与技术学科之下的,以计算机和网络知识为重点;而设在信息与通信工程学科之下的,一般是以通信和密码学作为教学的重点。也有一些高校将信息安全作为数学学科下的二级学科,以数学、物理等基础知识为其侧重点;有的高校把信息安全专业办在安全工程系,以安全为教学内容的重点。例如,西安电子科技大学将信息安全专业设在了信息与通信工程一级学科下,充分利用西安电子科技大学的特色专业发展信息安全专业,培养通信保密方面的专业人才。

2.专业课程设置。在专业课程设置方面,考虑信息安全专业的交叉学科特点,提出信息安全专业课程体系设置要求覆盖的领域知识面宽。美英等国在课程设置方面比较有层次性。有的院校将课程分为两类课程,即基础课程和特色课程。基础课程开设了密码学、操作系统安全、网络安全、系统安全管理与评估、数据库安全、网络攻防技术;特色课程开设了安全编程技术、信息犯罪、网络协议安全性分析、计算机/网络取证、无线网络安全等。而有些院校将课程分为技术、管理、安全三大核心或者是技术、策略、健康和管理四大核心。而在国内,由于信息安全专业作为二级学科开设在不同的一级学科之间,因此课程设置差别很大。如“数字信号处理”“编码理论基础”“随机信号分析”“通信原理”“信息网络基础”等科目则使得信息安全专业培养更倾向于密码学和通信安全;而“计算机网络”“软件工程”“操作系统”“数据库原理”“嵌入式系统”“Windows分析与应用”等科目使信息安全专业培养定位在计算机科学与技术专业之上。许多高校根据自身的传统优势学科,发展相应的信息安全专业。例如,西安电子科技大学将课程设置为基础课程、计算机课程和专业课程。基础课程保持了如数字信号处理、通信原理、随机信号分析、信息论基础等通信专业的基础课程,而专业课程设置了信息安全数学基础、密码学和网络安全技术,同时还在计算机操作系统、计算机网络和数据库等方面设立了一些计算机方面的 课程。这种三类课程体系的设置保证了学生可以从事信息安全、通信、计算机方面的工作,从而更好的适应社会需求,满足学生未来的发展和就业,规避就业风险。中国科学技术大学计算机系由于具有良好的数学和算法分析基础,因此信息安全专业课程包括了“算法设计与分析”“组合数学”“网络计算和高效算法”“计算数论”和“计算机数学”等基

础性的课程。这些课程很好地促进了学生学习密码学、入侵检测、信息论等专业课程,而且对学生的进一步深造奠定了很好的基础。上海电力学院结合自己特色明显的电力专业,在设置课程体系时以计算机科学技术为主,同时兼顾电力信息技术、电子、通信、数学、物理、电力信息网等课程。

3.实践教学环节。在信息安全本科专业人才培养中,一定要强调理论与实践的结合。因此不仅要有合理完备的理论课程体系,还需要建立良好的实践教学环节,帮助学生在实践中真正掌握理论知识,掌握基本信息安全技能。在实践教学环节方面,由于信息安全实验大多比较复杂,所需要的计算机设备也较多,而目前的教学条件通常很难满足大量学生并发进行实验。因此,有的高校采用虚拟实验。虚拟实验可以有效减少实验过程中安全事故的发生,这一点对于要频繁进行恶意代码实验的信息安全实验来说至关重要;而有的高效积极建设校外实践教学基地、工程实训项目和毕业实习基地。加强与企事业单位和政府部门的合作,采取共建联合实验室、工程技术研究中心等方式,积极与相关单位建立固定的合作关系;有的高校将信息安全专业实践教学体系按人文社会科学实践、自然科学实践、工程技术实践及综合实践四类规划;有的研究针对信息安全的专业实验设置了基础验证性实验、综合性试验和研究创新型实验。基础验证实验约占总学时的40%,内容与理论课内容相衔接,且相对固定;综合性设计实验要求学生综合运用一门或多门课程的知识,针对特定问题进行设计,提高综合设计能力。 4.教学方法。在教学方法方面,研究针对信息安全专业知识更新快、教材知识相对滞后等特点,改变传统的“注入式”教学方法,提出“参与式”的教学手段。首先提出具体问题,然后推荐一系列参考资料,教师从研究思路和关键问题上给予引导,最后请学生将自己理解和掌握的知识在课堂上进行阐述。这种互动式教学促进了学生学习的主动性,培养了学生分析问题解决问题的能力。例如针对实践性很强的入侵检测技术课程,如果按通常的注入式模式进行教学,学生还是不能建立网络攻防的完整体系。但是参与式教学模式可以让学生在兴趣的驱使下,学到更多他感兴趣的攻防内容,从而在理解和掌握入侵检测系统知识和技术后自主搭建入侵检测系统、进行扫描攻击实验,查看和分析“入侵检测系统”的数据。而针对密码学这种理论性较强的课程,除了基础理论知识的讲解,重点是结合实际应用来进行阐述。例如RSA算法在网上银行,数字证书等方面的应用。还可以通过举例子来吸引学生的注意力。研究者还提出将工程化思想融入课堂教学。教师给出一个需求,并对需求进行分析,引导学生和知识点进行联系;然后结合知识点进行问题设计,最后要求学生选用一种仿真工具进行实现。这个过程可以让学生体会软件工程中的一些系统开发思想,也可以提高学生的综合能力和素质。另外,一些研究者比较强调的是无论使用哪种教学方法都需要通过网络教学平台和学生进行互动交流,只有这样才能更好地做> 文秘站:本科生工作之后从事了信息安全领域的工作,这些工作人员具备计算机和通信方面的专业技能,但是对信息安全缺乏系统全面的认识,进一步的教育有利于他们更好地胜任本职工作。

5.师资队伍建设。信息安全专业虽然与传统计算机、通信、电子有相通之处,但也有其独特的特点和具体要求。所以,信息安全专业的教师要涉及到信息学科的多个领域及物理等基础学科,同时还要了解最新的信息安全技术,关注最新安全动态,当然较强的动手能力也是必备的。因此,信息安全专业教师的在职培训、出国研修是很好的进修途径。另外,可以考虑以区域为纽带,建立信息安全交流平台,实现共享机制,请信息安全方面的大家、名家做一些讲座,培养优秀的信息安全教师。

6.教材建设。目前信息安全方面的教材很多,但是参差不齐。有的教材写的过于专业,重理论、轻实践。和实际结合紧密的典型案例很少,甚至几乎没有。信息安全事件一旦发生,学生无法运用现有知识完整解释安全现象;有的教材操作性很强,但是理论性不够通俗,这样学生还是不能将理论和实践结合起来;另外,由于没有系统、完整的信息安全领域 教材,课程标准之间、教材内容之间重叠现象非常严重。不但与传统课程内容有重叠现象,而且专业课程之间也有明显的重叠现象。例如,网络安全课程中涉及到了入侵检测和病毒方面的介绍,与入侵检测和病毒原理课程相互重叠。又比如在信息系统安全管理与评估中有关于标准的介绍,而在信息安全法律法规中又涵盖了相关内容等。因此,迫切需要有

组织地编写一套系统、完整的信息安全专业教材。教材既有通俗的理论基础,又有操作性,同时包含一些信息安全典型事故分析,这样才能辅助学生掌握专业知识的同时,更好地提高动手能力,促进学生分析问题、解决问题能力的提高。

信息安全专业是一个刚刚起步的新专业,对该专业的教学与实践正处于探索阶段。也正因为如此,各个高校采取的教学方式和方法也不尽相同,体现出了不同的办学思路。他们依照其自身的学科优势和办学格局,对信息安全学科初期发展进行了有益的探索和尝试。本文探讨了信息安全专业的教学体系设置,探讨了设置中应该注意的一些事项及要避免的问题。

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基金项目:重庆市高等教育教学改革研究项目(103514)