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以实战为导向的网络安全与执法专业在线教学研究
摘要:在国家积极推进精品课程建设的时代潮流之中,作为公安院校培育网络安全人才的主要专业——“网络安全与执法专业”,自然也要跻身与改革发展创新的洪流之中。本文基于精品课程建设的模式和过程,对于以实战为导向的网络安全与执法专业课程的在线教学,进行的深入的研究。首先提出了国家精品课建设是在线教学模式发展的引领力量,接着对精品课程建设过程中的不同环节进行了详细的探索与尝试,并对尝试进行了实际教学效果的检测,认为此尝试非常成功且可行,最后对此教学方法提出了对未来的展望。
关键词:网络安全与执法专业,在线教学,精品课
0 引言
网络安全与执法专业是培养实战型网络安全人才的摇篮,全国公安院校都相继开设了此专业,为公安部门输送了大批优秀的毕业生,同时也为国家安全工作提供了强有力的人才储备。
随着网络黑客技术的不断更新,以及网络攻击事件复杂度的不断提升,国家对网络安全人才的需求便有了更高的要求。大力提升网络安全专业课程的教学水平及教学质量,成为培养高精尖网络人才的迫切要求。
1国家精品课建设是在线教学模式发展的引领力量
教育部办公厅印发的《国家精品课程建设工作实施办法》指出:精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,各级教育行政部门和各高等学校党政领导要给予高度重视,精心设计,精心组织。有关高等学校要在经费投入、人员保证、管理机制等各个方面不断创新,支持国家精品课程建设,保证国家精品课程的可持续发展。【1】
1.1 全面打造精品课是时代的要求
响应国家政策,积极建设精品课,是适应时代的要求,也是大力提升学校教学质量的必要手段。
教学内容与教学体系的深度改革,是教学改革过程中的重要环节,这个环节的成功与否,直接影响着学校教学水平、科研能力和教学质量的高低。一个学校拥有精品课程的数量和质量在一定程度上标志着其教学团队的实力,反映着学校在现代化教育教学浪潮中能否利立于强手之林,在业界拥有较高的被认可程度和科研学术地位。
1.2 实现课程在线化教学是打造国家精品课程的重要环节
《教育部办公厅关于开展2022年职业教育国家在线精品课程遴选工作的通知》中明确的指出,落实立德树人、德技并修,推进教育数字化战略行动,主动
适应数字教育新形势,需求牵引、应用为王,推动职业教育优质数字资源开发建设、交互应用与开放共享,创新线上线下混合式教学,促进职业教育办学模式、育人方式、教学方法和考核评价的数字化重塑,构建更加多样、更具活力的职业教育生态,提高职业教育人才培养质量。【2】
从以上通知中,我们可以看到,国家的号召,为教育教学的发展指明了方向,致力于数字化、网络化、信息化、智能化的线上教学模式,是我们追求的目标。因此,实现课程在线化教学是打造国家精品课程中的重要环节。
1.3 网络安全与执法专业课程进行在线化深造是与时俱进之举
网络安全与执法专业,在各个公安院校中是公安专业之一。其涵盖的内容包括网络技术、网络安全技术、防火墙技术、黑客攻防技术、计算机病毒技术,以及网络安全法律法规技术等,是一门综合性的交叉学科,涉及物理、数学、法律、英语等多门基础学科。该专业的培养目标是锻造出一批理论知识扎实,实战能力可塑、拓展能力无限的高水平人才。
为了达到人才培养的目标,就要紧跟时代需求,在精品课程的建设过程中,不断深化、提高教学质量,搭上精品课在线教育的快车,将自身融入到课程改革的大时代中。
2以实战为导向的网络安全与执法专业精品课的实现方式
参照《教育部办公厅关于开展2022年职业教育国家在线精品课程遴选工作的通知》中对于精品课程的建设及评审要求,我们将在线化教学的实现分解为若干不同的阶段,分别在这些阶段中进行在线化的教学改造与提升。同时,我们在建设的过程中,始终遵循以实战为导向的原则,这样才能使得此次教学质量的提升是具有实践意义的,并且具备可行性。
2.1 课前环节
我们对原有的课程教学大纲进行了重新的梳理,对每一个章节的知识点进行了难点及重点的全新划分,再把划分好的这些小单元进行微课程的制作,以动画、PPT视频、录像等方式,将知识点赋予全新的呈现方式。
这种方式,摒弃了传统的课本教育,把死板的文字转化成为生动的数字化教程,同样的内容,学生们借助于这种直观的方式进行理解和记忆所花费的时间,远远少于通过阅读文字进行理解和记忆的时间,可以达到事半功倍的效果。
我们将这些微视频上传到师生共享的网络空间中,他们可以自由的安排时间,选择地点,去浏览课程知识。他们可以完全自主的,有目的、有重点、有选择的进行课前预习,每个人可以根据自己的课程基础或理解能力决定需要看几遍,如何有重点的去看,是否去触类旁通的学习与之相关的其他知识。
这个环节中,以学生自我学习、自我理解、自我完善的方式,达到了以学生为中心的目的。这种方式尤其是适用于那些公式化、定义化、结论化的信息内容,学生们通过这些共享微课程进行自我学习,不用再花费时间在课堂上进行讲解。大部分学生都可以借助这种线上微课程的形式掌握基础性的知识,对于难点问题,如果有个别学生理解得不够透彻,便可以带着疑问进入到课堂的学习环节中。
2.2 课中环节
由于事先让学生们进行了预习,所以在课堂环节,老师便可以把简单的内容不再讲解,仅仅是把重点和难点内容提炼出来,或者是由学生提出问题,把不明白的问题向老师寻求答案,实现课堂反转,以学生为主的教学方式。
这种方式不仅节省了老师与学生的时间,而且还能够开门见山的直奔主题。而节省下来的时间,则为提升课堂教学质量的提供了有力的保证。
充分的时间使我们实施在线课堂教学可以有更多的形式。依托VR技术、AI技术,我们让学生通过上机、模拟、对战、攻关等方式,直接以练手的形式将理论知识进行深度的巩固。学生从进入课堂开始,就仿佛是置身于充满挑战的网络空间中,身临其境的感受到数据包的流动、网络节点的分拣、服务器的吞吐、黑客的穿梭......整个过程,他们可以最大限度的使用课堂时间进行上机操作,充分利用在线教学环境体验沉浸式教学的快乐,全身心地去享受在知识海洋徜徉的神奇之旅。
2.3 课尾环节
在每一节课程结束之前,都有一个测试环节。
我们针对每一节课的内容,都设计好相对应的小试卷,借助于成熟的APP软件,或者自行设计答题软件,让学生们通过扫描二维码的方式,进行在线答题。答题的分数随着学生们答题的完成,自动由后台程序进行统计与总结,实时将每位学生的答题情况依照不同的统计依据汇总成表格或者柱形图,从而实现教师可以立即对学生们的知识掌握情况有全面的了解,并且可以有针对性的对掌握不牢固的内容进行即时的补充,进而到达将所教授的知识固化在学生的记忆中。
学生答题的情况直接影响着教师对学生进行二次讲解、加深印象的着重点,再次体现了教学过程中以学生为中心的教法,紧贴国家精品课的建设要求,并且可以通过适当的改变题目的类型、答题形式,增加答题的趣味性,引入答题的竞争机制,从而调动学生更加浓厚的学习兴趣。
2.4 考核环节
针对考核的在线化创新教学改革,我们分为两个方面。
第一个方面是对理论答题的在线化实现。我们仍旧是采用与每节课收尾之前进行在线测试的方式,但是不同之处在于我们会建立一个庞大的试题库,预先存储若干不同的题型,比如单项选择、多项选择、判断等,同时设置试卷的结构,对与每种题型的题目数量及分值进行设定。学生们在扫码进入考试系统的时候,试题软件会按照预先设计好的试卷结构,在题库中进行随机选取。不仅可以对题目进行随机选取,而且还能对题目的出现顺序进行随机分布,同时还可以将所选题目的选项顺序进行随机分配。这样自动生成的试卷,能够做到千人千卷,可以最完整最真实的反应出每一位学生对所学知识的掌握程度。
并且,每份试卷的分数与所有考生的成绩汇总均随着答题结束而自动生成,成绩可以从软件系统中导出,存储成为电子表格或者其他适合编辑的格式,经过再次数据整理后可以直接转换成为学生成绩登记系统的所需格式。大大减少了教师判卷的时间,也避免了因为各种原因产生的阅卷错误,同时也极大的减轻了教师登记成绩的工作量。
第二个方面是对实际操作能力的在线化实现。网络安全课程的技术是基于网络环境之中的,作为学生能力的检验系统,我们搭建了模拟网络环境,利用虚拟机构建靶机,同时以局域网的方式创建C/S 或者B/S结构平台,充分模拟现实生活中的每一种情况,以达到对学生操作能力进行全面检验的要求。
2.5 竞赛环节
竞赛是检验学生是否能够将所学到的知识进行综合应用,有建树的展现自己的逻辑思维能力的最有效的方式之一。竞赛的试题通常会是几个考核点交叉在一起,需要学生在有限的时间内充分调动自己所掌握的知识,采用各种方法去攻克难关,获取分数。
在线式竞赛已成为近年来最普遍的竞赛形式,这种方式可以使那些由于距离原因、疫情原因、身体原因等各种因素而无法到达现场的选手同样享有参加比赛的资格,极大的提高的竞赛的灵活性,也激励了更多来自于不同地域、不同行业、不同身份的选手同台竞争,将竞赛的规格逐步提升,使高水平的选手脱颖而出,突显出每一位竞技高手的风采。
网络安全相关竞赛逐年增加难度,也越来越贴近真实案件,往往借助于虚拟现实技术、大数据技术、人工智能技术将与网络相关的非法事件最大程度的还原,使竞赛选手能够身临其境感受到真实对战的场景,体会到真实对抗的压迫感,这些技能的训练完美地诠释了整个在线化教学过程最终的目标:一切为了实战,以实战为导向,为国家培育出善战能战的网络安全人才。
2.6 思政教育与环节
如果说,以上几个阶段是根据教学过程中的不同时段来进行划分的,那么,这个环节则是独立于以上各个时间节点,但是又贯穿整个教育过程的。
2019年3月18日,习近平总书记在学校思想政治课教师座谈会上发表重要讲话,充分肯定了思政课在学校人才培养中发挥的重要作用,全面深入地阐发了思政课改革创新的基本原则。如何全面落实教育立德树人根本任务,有效推进思政课建设,是每个教育工作者需要思考的问题。【3】
我们在进行该专业课程的创新教研方法研究的同时,始终注重在每一个环节都做到,让思政教育润物细无声的,以潜移默化的方式进入到每一位学生的脑海中。整个教学过程注重实践教学,注重学生分析、解决实际问题能力的培养,注重实践教学在高水平应用型网安人才培养中的作用与定位。深度挖掘对应课程中的思政要素,注重育警铸魂、培养网络安全忠诚卫士的持续探索与特色总结,达到了思政目标与育人目标的深层融合。
3以实战为导向的网络安全与执法专业精品课教学的效果
笔者在近几年的教学过程中,不断地尝试采用以上在线教学方案,并在实践中不断进行改进与完善。通过不同角度对教学效果进行数据归纳与总结,认为这种教学改革方案行之有效,对教学环节中的不同对象起到非常好的教学效果。
3.1 学生方面
衡量一种教学方式是否对学生是有效的,最重要的就是用几个指标进行统计分析。比如学生在课堂对所学内容的专注度、在课堂问卷环节的答题正确率,在考试环节的成绩优秀率、学生对课程的总体评价等。
根据在课堂上对学生听讲程度的观察,全班学生都能做到认真聚神地参与到课堂学习中,以前曾经出现过个别学生上课睡觉、走神、偷看手机等不专注的行为,现在这些行为被完全杜绝了。当堂课的知识检测,学生们基本上能做到完全掌握,个别出现答题错误的学生,通过教师及时地讲解,都能够被纠正。期末考试的总评成绩,较之前有很大的提升。
通过对学生进行随机调查,学生们一致认为这种教学方式非常灵活,寓教于乐、他们充分的感受到了以学生自己为主体的教学方式带给他们的快乐,感觉到他们拥有了更多的主观能动性,从而唤起了学习更多课外知识的动力。
3.2 教师方面
参与此教研改革的几位教师,在几个学期的摸索与体验中,不仅参与到了整个在线化教学改革的工作中,而且,伴随着课程改革项目的完成,制作编辑了一整套微课程教学资源,建立了多组配套的在线化测试题,充实了试题库的资源,搭建了模拟实训平台。
创新教学改革同时极大的提升了教师们的教学水平、激发了科研动力,为晋升技术职称奠定了坚实的基础。几位教师发挥自己在本专业的特长,组成教学创新团队。撰写并在国内期刊发表了多篇学术论文,编写的与此创新课程相配套的教材也已经进入到了编审阶段。《网路攻击与防范》课程,作为我校网络安全与执法专业的核心课程,在2022年度获评院级精品课程。
3.3 比赛方面
比赛是检验学生对所学知识灵活应用能力的方式之一。在进行创新教学法改革之前,我们学校很少在网络安全专业方向参加各种级别的竞赛,往往是在报名的时候看到竞赛涉及的知识领域就认识到自身的知识贮备不够充分,不足以面对大赛的高强度高能力考核。但是,在进行了创新教学方法的改革与尝试之后,我院学生在带队老师的指导下,从不敢参赛到报名初探,从排名倒数到进军决赛,从市赛省赛到全国赛,从默默退赛到手捧荣誉证书,学生们前进的步伐印证了创新教学改革的成效。
3.4 输送合格人才方面
培养学生成为一名合格的实战能手是学校教学的最终目的。一名学生经过在校的学习与锻炼,仅仅具备课本理论知识,或者是纸上谈兵的实战能力还是远不能应对现实工作岗位变化多端的任务的。
根据我们对毕业生去向及工作能力评价的调查汇总,我们得出以下结论。以往的毕业生初到工作岗位的时候,经常是摸不着头脑,学过的知识与实际工作找不到结合点,很多知识因为在校期间没有学深学透从而要从头学起,有些技术因为时代的发展有所升级更新,而学生却不知道如何面对与自己在校时完全不相同的系统,往往需要经过较长时间的重新培训才能走上工作岗位。
与之不同的是,在应用创新教学方法之后输送的毕业生中,有的一到基层就能快速适应工作岗位,有的经过短期的跟班学习马上就能独立工作,有的在工作中能把自己拥有的更新的技能分享给基层的同事,还有的能在自己的工作中迅速找到创新点,在办案过程中找到击破点,迅速成为实战工作的中坚力量。
4 总结与展望
通过以上对网络安全与执法专业在线教学研究,实现了预期的目标。组建了教学团队,建设完善了在线教学资源体系,成功地被评选为校级精品课,提升了学生的理论实践能力,激发了教师的科研创新的动力,达到了以实战为导向的目的。
初步成功为向更高更强发展奠定了基础,在未来,基于精品课程建设的、以实战为导线的网络安全与执法专业课程在线教学研究仍将继续进行,将在申请国家级精品课,打造金课、金师、金教材的路上,加足马力阔步前进。
参考文献:
【1】《国家精品课程建设工作实施办法》2003.05 教育部办公厅
【2】2022年职业教育国家在线精品课程(文化艺术类和旅游类 ) 赵腾泽 -《中国旅游报》- 2022-09-19
【3】有效推进中小学思政课建设的几点建议王佳; -《山西教育(管理)》- 2021-09-05(38)
作者简介:
赵晓松(1976.3-),女,满族,天津,天津南开大学计算机网络专业工学硕士研究生,工作单位:天津公安警官职业学院计算机教研部网络安全监察教研室副教授,主要研究方向:计算机网络安全与执法,网络安全监察
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