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0 引言
信息安全专业人才培养是我国国家信息安全保障体系建设的基础和先决条件。信息安全学科建设则是高层次创新型信息安全人才培养的基础平台。为加强对信息安全人才的培养,我国教育部、科技部、信息产业部、国防科工委、国家自然科学基金都把“信息安全”作为优先发展的领域。2001年以来国内已有70多所高等院校建立了信息安全本科专业,部分院校相应设立了信息安全硕士点、博士点。
早在1995年,美国国家安全局(National Security Agency)委任CMU成立信息安全学术人才中心,以提高大学信息安全人才培养能力。至2003年9月,已有50多所教育机构被认定成为这种中心,其中包括44所高等院校和4所国防院校,如CMU、University of London、Florida State University、Purdue University、Oxford University等。
另外,有4所大学设立了信息安全本科专业,13所大学设立了以信息安全为主的本科专业,10所大学设立了信息安全硕士专业,30所大学校设立了信息安全研究方向。半数以上大学开设的课程与NSTISSI的CNSS4011的水平相当,并对20所大学开展了NSTISSI的CNSS4011-4-15的评估认证。除此之外,美国的MIT、CMU、UC Berkeley、Stanford等名牌大学长期与美国军方合作,为美国军方培养了大批高层次信息安全专业人才。
创新实践能力的培养是信息安全专业人才培养的重点,也是难点。如何有效地、整体地提高我国高校学生的信息安全创新素质和实践能力,已经成为开设信息安全专业高校不得不面对和必须解决的问题。教育部高等学校信息安全类专业教学指导委员会也充分意识到这个问题,并于2008年举办了首届全国大学生信息安全竞赛,旨在通过竞赛促进和提高信息安全专业学生的创新素质和实践能力。
笔者近几年一直关注信息安全专业学员的创新实践能力的培养。从2008年首届信息安全竞赛开赛以来,笔者所指导的参赛组共获得全国一等奖2项、二等奖3项、三等奖1项、国家发明专利1项(已授权)。
1 信息安全专业人才需求
社会需求的信息安全专业人才大体分为3类。
第1类是理论研究人才。这种需求来自于信息安全的专业机构、科研院所、高等院校、大型企业中的信息安全研发机构等。这方面的人才要具有良好的学术功底,具备扎实的学科理论基础知识,能系统深入地掌握密码学、安全协议、信息系统安全、网络安全、软件安全等方面的理论和关键技术。
第2类是技术开发人才。这种需求来自于提供信息安全产品、信息安全服务的各种单位。这方面的人才要具备良好的信息安全基础知识、较强的技术实践能力、熟练的产品设计开发能力。
第3类是信息安全管理服务人才。这种需求主要来自于广大企事业单位和政府部门。这方面的人才不仅需要具备较高的信息安全技术能力,能够正确使用、配置、维护信息安全设备,还必须具有一定的管理能力和法律知识,能正确规划、实施和维护信息系统的安全保障。
2 信息安全基础知识结构与实践能力体系
信息安全基础知识领域由信息安全概念知识单元、信息安全数学基础知识单元、信息安全法律基础知识单元和信息安全管理基础知识单元4个部分组成,见图1。
信息安全基础中的信息安全概念主要介绍对信息安全的威胁、信息安全的基本概念和确保信息安全的措施等基本知识。信息安全数学是信息安全学的理论基础之一。信息安全法律基础介绍信息安全领域中的一些基本法律知识。信息安全管理基础介绍信息安全领域中的一些基本管理知识。信息安全法律和信息安全管理知识则对整个信息安全系统的设计、实现与应用具有指导l生作用。
信息安全专业的实践能力体系的总体结构由软件系统实践能力、硬件系统实践能力、密码学实践能力、网络安全实践能力、信息内容安全实践能力和创新实践能力组成,见图2。
3 创新实践能力4阶段培养模式
3.1 创新兴趣培养阶段
常言道:“兴趣是学习之母,兴趣是成功之母”。可见,兴趣是学生学习的最强有力的动力源泉,创新兴趣培养也很关键。学生在大一、大二时应参加信息安全课外兴趣小组,选定一位指导教师开展“自主选题课外课题的研究”。学生在指导教师的帮助下,选择小课题的方向,利用课余时间查阅相关技术资料,或开发一些小的程序,撰写自主选题研究报告。教师要定期组织学生相互进行交流,让学生讲述自己研究的进展和收获。这个阶段可以慢慢培养学生的兴趣,增强其学习信息安全专业课程的动力。
3.2 实践能力培养阶段
研究信息安全专业实践能力体系。信息安全专业实践能力体系是信息安全专业毕业生应当具备的实践能力的结构与集合。实践能力体系要用实践教学体系来覆盖,通过实践教学体系来培养提高学生的实践能力。实践教学体系由多种实践教学环节组成。
笔者参考了一些国内外知名院校信息安全专业的实践课程设置情况,提出了符合创新实践能力培养要求的实验教学体系,主要包括3种实践教学环节:实验课、课间实验、课程设计。
(1)实验课:指作为一门课程,安排在课表中,包括计算机硬件与软件应用实验、信息安全实验、网络安全实验、信息内容安全实验等。
(2)课间实验:是利用课外业余时间进行的一种实验,它不在课表中安排,包括c语言实验、Java程序设计实验、网络程序设计实验等。
(3)课程设计:对于专业基础课和专业课,可以在课程的最后安排一段时间集中进行,旨在巩固提高课程内容的实践活动,学生在教师的指导下进行一个与课程内容相关的实验。要求学生根据课程的内容,自主设计和实现一个小型软件或硬件系统。主要在密码学、信息系统安全和网络安全原理3门课程中安排课程设计。
以上实验均安排学生在大三期间完成。
3.3 创新能力实践阶段
鼓励学生在大三下学期参加全国大学生信息安全竞赛。竞赛提供了一次很好的实践机会,学生可以通过参加竞赛来充分展现其信息安全方面的创新能力。信息安全竞赛采用自主选题、自主设计和开发,历时5个月。竞赛分为初赛和复赛两个阶段,初赛时间在每年的3-6月。竞赛采用开放式,初赛不限定竞赛场所,参赛队利用课余时间,在规定时间内完成作品的设计、调试及设计文档。决赛时间在每年的7月进行,要求参赛队自行携带作品及文档,到指定决赛地点进行作品测试和演示。每支参赛队需准备10分钟的PPT文档进行现场答辩,决赛评委对作品进行提问。
信息安全竞赛能够全面考查参赛选手综合运用所学知识进行动手实践的能力,通过整个竞赛过程的参与,可以充分调动学生的主观能动性,激发他们的创新能力,同时还有助于培养学生的团结协作和沟通能力。
3.4 创新素质提升阶段
学生在大四时需要进行本科毕业设计。毕业设计期间应参与到科研课题的研究中,在指导教师的指导下完成毕业设计课题,并撰写本科毕业论文。以毕业论文和答辩成绩来检验信息安全创新实践能力的培养效果。