数学如何评课网络空间安全课程的实践教学设计-精品文档

2020年11月22日发(作者：雷沛鸿)
网络空间安全课程的实践教学设计

0 引 言
作为一门综合性 的新学科，网络空间安全覆盖物理层、网络
层、数据层等多个层面的问题[1]。网络安全信息化领导小 组于
2014年2月正式成立[2]，表明网络空间安全人才的培养迫在眉
睫。2015年6月 ，教育部批示在工学中设立网络空间安全一级
学科，学科代码为0839[3]。2016年6月，中央 网信办发布《关
于加强网络安全学科建设和人才培养的意见》（中网办发文
[2016]4号） 文件[4]，至此国家对网络空间安全人才培养的重
要性和需求也提升至一个崭新的层面。
1 网络空间安全的教学体系
网络空间安全是一门交叉性学科，融合了数学、信息论、计
算复杂理论、控制论、系统论、认知科学、博弈论、管理学、法
学等学科知识，其研究内容不仅涉及非 传统网络安全理论与技
术，如网络安全、网络攻防、网络安全的管理、信息安全等，还
囊括网络 应用的安全，如数据的恢复与取证、舆情分析、工程系
统和物联网安全等。与其他学科相比，网络空间安 全不仅采用理
论分析、实验验证、技术实现等常规手段，还采用逆向分析等技
术，从攻方和守方 两个不同的角度分析当前网络空间安全所面临
的威胁[5]。网络空间安全的教学体系框架如图1所示。
2 课程改革的发展与建设
2.1 课程体系教学改革
现有的网 络安全或信息安全教学体系分为两种，一种是传统
课堂教学模式，另一种是互联网在线教学。传统课堂教 学模式可
以实现良好的师生互动，但是授课内容大都是授课教师拟定，学
生不能根据自身喜好、 知识水平、技术能力等实际情况选择适合
自己的课程。基于互联网的在线教学虽然解决了学习地域以及时
间受限的问题，但是还存在缺少互动实践环节、不能及时巩固练
习及反馈学习内容的问题。针对 两种教学模式的固有缺点，结合
网络空间安全的学习更需要可知、可感和可实践的特点，教师可
尝试设计网络空间安全课程的实践教学模式，涵盖可实施性的应
用教学案例，满足更轻量、更丰富且更自 由的新型学习理念，提
高学生的创新能力与实践能力。
2.2 实践教学课程建设
网络空间安全实践教学设计采用层层深入各个知识点、关键
技术的原理演示与课后练习实践 等多种教学模式，课程设计要能
够理清网络空间安全学科涉及的各个主要教学内容，融合网络空
间安全、网络安全和信息安全相互之间的联系和区别。
实践教学的内容设计涵盖了学习者所需要 的大部分重难点
知识体系。学生既可以通过实践教学系统搭建仿真环境自主学
习，又可以点播、 跟踪指导教师授课视频进行学习，不断强化学
习者对网络空间安全的整体规划意识。这个整体规划意识是 网络
空间安全、网络安全、信息安全相互之间的联系，三者之间存在
相互区别又相互促进的关系 。
每节课都提供详细的PPT教案与教学视频供学生学习，课程
涵盖基本的知识量且在 完成规定的授课学时后，还将课程进行深
度与广度的拓展，如挖掘应用技术和国内外网络空间安全领域发
展的最新进展，不仅为学生提供充足的、具有自主性的学习资源，
还可为教师提供一次学习提高 的机会。课程中除了知识讲解，还
需设定学生提出问题并布置作业的模块。完善建设中的实践教学
系统如图2和图3所示。
3 实践教学体系结构
文献[6]提出 “一个通 过规则管理的虚拟的空间，这种空间
称为‘网络空间’。网络空间的安全涉及设备层、系统层、数据层和应用层这四大层面上的问题，这是网络空间安全概念的初步
定义。教学内容建设是课程建设的核 心，综合考虑教学内容的可
实践性、可扩展性、综合完备性等方面因素之后，我们利用网络
自主 学习的整体性原则，把网络空间安全课程的教学内容划分为
设备安全、系统安全、数据安全和应用安全4 个部分，每一部分
重视和强化实践与实验环节，强调学生自学能力，以激发学生独
立思考的思维 。实践教学内容见表1。实践教学内容体系框架如
图4所示。
4 实践教学任务规划
4.1 教学规划
综合表1和图4，具体的教学任务安排如下。