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摘要：基于CDIO理念的教学让学生以主动的、实践的、课程关联的方式掌握工程的理论、技术与经验。从教学大纲的编制、教学模式的改革、实验和实训体系的设计、学生培养机制的确定等几个方面介绍了CDIO理念在徐州工程学院信息与网络安全技术课程教学中的应用情况。经过近几年的实践，课程教学效果和人才培养质量明显提升。
关键词：CDIO；工程教育；信息安全；分梯度
作者简介：康晓凤（1978-），女，江苏徐州人，徐州工程学院信电工程学院，讲师；鲍蓉（1968-），女，上海人，徐州工程学院信电工程学院教学院长，教授。（江苏 徐州 221000）
基金项目：本文系江苏省高等教育教改立项研究课题（项目编号：2011JSJG253）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0107-01
计算机科学与技术专业是技术发展更新最快的专业之一，而信息与网络安全技术又是本专业技术更新最快的课程之一。为使本课程的教学内容能跟上社会对人才的知识和技能要求，在给学生奠定扎实的基础理论的同时，还要强化动手能力，把学到的理论知识应用到实际项目中，同时在实践应用中主动学习新知识去解决各种问题。
CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。其核心思想是强调“做中学”和“基于项目的学习”，这个思想和所倡导的学以致用和应用指导学是一致的。
信息与网络安全技术是一门理论与实践高度结合的课程，学生最初学习的积极性会比较高，但是如果没有合理的实践教学环节，学生学习的积极性会受到影响。只有在CDIO 理念的指导下，以学生为中心，合理安排教学内容和过程，提高理论联系实际的能力，才能达到较好的教学效果。
一、基于CDIO理念的教学大纲设计
根据CDIO工程教育理念，在构思信息与网络安全课程的教学大纲时，着重在教学目的、课程内容、教学方法、考核方式和课程设计等几个方面对教学提出了更高的要求。课程内容方面要求与当今的技术发展同步，将热点问题融入到实际教学中去。例如，2013年“3.15晚会”曝光的和网络安全相关的问题，可以融入到相关章节的教学内容，分析其成因、原理和解决方法。课程设计要能与全国大学生信息安全竞赛和全国大学生软件设计大赛等各级各类相关学科竞赛的水平同步，同时定期与相关的企业和院校交流，保证能够以社会需求为导向提高学生的技术能力。在考核方式上进行了大胆的改革，省级以上大学生实践创新和创业项目的主要参与者和省级以上信息安全竞赛的主要获奖者，本课程就可以免修。
在上述思想的指导下，经过课程组的讨论，本课程的教学内容主要包括信息安全发展现状和前沿技术、网络操作系统安全、网络实体安全、网络数据库与数据安全、数据加密和鉴别、防火墙、网络攻防技术与应用、Internet安全和VPN技术等，实验项目包括密码学（置换、替代、DES和RSA）、PKI、多级安全访问控制、防火墙、入侵检测、病毒、VPN和安全审计等内容。课程设计遵循以赛带练的指导思想进行开展，主要分为两大方向：安全作品和模拟攻防。安全作品由教师指定参考题目或学生自拟题目来实施，这些题目主要参考各级信息安全竞赛而不断更新，如文件透明加解密、基于Android平台的安全通信录、基于Android平台的绿色浏览器、基于Android平台的手机防护系统等。模拟攻防由教师提前创建一个模拟环境，在此环境中预留一些漏洞和层层关卡，学生在规定的时间内通过的关卡越多，则完成质量越高，环境和关卡的设置参考各级攻防赛的相关设置。
二、一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革
为了最大限度提高学生的学习积极性和学习效果，提出了一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革方案。一个核心是指以从业职位为核心，以信息安全人才未来可能从事职业的基本需求为基础设定了三大类职位：安全软件开发、安全顾问和红客。引导学生在学习期间拟定职业方向，进而有针对性地提高某个方面的能力。一个导向是指以项目经理训练为导向，即与网络安全充分结合的综合性的团队式项目训练，从团队人员的确定、项目计划、项目实施和项目的推广整个过程都有项目经理来执行，培养了学生的工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程系统能力。三个层次是指本课程的教学结构和内容上分为基础模块、项目模块、企业模块三个层次。基础模块是本课程的理论知识学习，项目模块是项目经理训练，企业模块是实训基地的企业项目实训。
三、分梯度的学生培养机制
徐州工程学院（以下简称“我校”）没有设置信息安全专业，信息与网络安全技术课程只是在计算机科学与技术专业的网络工程方向开设，而信息安全人才是复合型的人才，仅仅在网络工程方向的学生中去培养优秀的信息安全人才是困难的。学生仅仅学习这一门课程远远达不到社会对信息安全人才的技能要求，所以我校一般从大一开始进行选拔和培养。首先从计算机科学与技术专业中选拔一些有兴趣的同学，进入学院设立的学生网络技术学会，然后再从中选拔比较优秀的学生进入学院与企业共同设立的信息安全小组。进入信息安全小组的同学采取导师制的方式进行培养，指导老师对信息安全小组的每个同学制订一份个性化的培养方案，指导这些学生去参加各级各类学科竞赛，申请各级大学生实践创新和创业项目，在本科学习的第四年再把这些学生送到相关的实训基地参加实训项目，形成了四年分梯度的信息安全人才培养机制，如图1所示。
四、基于情景模拟的实践、实训教学体系
在CDIO的12條标准中，标准5和标准6对目前实践教学中存在问题的解决有很好的指导作用。依据CDIO的指导思想和企业项目需求，课程组老师进行多方考察和筛选后，与企业合作建立了信息安全实验室。本实验室不仅可以进行常规的课程实验，同时也能模拟各种信息安全应用案例，实现各类安全项目的实施。信息与网络安全技术的实践教学体系将课堂教学、实验项目、课程设计、学科竞赛、教师科研、实训基地、服务社会等环节有效地融入一体。 在实践教学中采取情景模拟教学方法。每一个实验都进行应用情景设计，按照“设定情景—提出问题—分析问题—解决问题—总结经验—经验推广”的模式进行实验教学，使学生对每一个实验项目都有一个全面的认识，提高其解决问题的能力。
学生在本科学习的第四年进入实训基地学习，和校外工程导师一起参与实际项目的开发，这样学生掌握的技能就能和企业需求实现“零距离”对接。实施以来取得了丰硕的成果并受到学生的普遍欢迎，学生在校外实训期间参与企业各类工程集成项目多项，深受用人单位好评。
五、提高教师自身的CDIO理论和实践能力
为了加深对CDIO的认识，并把这个理念带到教师实际的教学和科研工作中去，要求课程组的教师认真学习CDIO的理念，同时积极参加国内组织的CDIO教学研讨活动。现在很多大学教师在自己专业知识和科研方面都是专家，但在实际工程和产业中的经验非常有限，CDIO理念要求教师不仅要具备深厚的理论功底而且还要具备熟练的实战动手能力。在这种思想的指导下，课程组教师积极争取学院委派到企业进行锻炼的机会，增强自己的实际工程和产业经验。现在本课程组教师都具有工程项目经历。
六、结语
在充分研究与吸收CDIO工程教育理念的基础上，结合我校的人才培养目标和教学理念，对信息与网络安全技术课程从教学大纲的编制、教学模式的改革、实验和实训体系的设计，以及学生培养机制等方面进行实践，取得了丰硕的成果。自2010年起，学生申请软件著作权4项，在国内的各类期刊发表论文9篇，在省级以上信息安全技术相关的学科竞赛中获奖11余人次、申请省级以上大学生实践创新和创新创业项目10项。在此基础上，将继续运用CDIO工程教育理念，深化课程的教学改革。
参考文献：
[1]王天宝，程卫东.基于CDIO 的创新型工程人才培养模式研究与实践——成都信息工程学院的工程教育改革實践[J].高等工程教育研究，2010，（1）：25-31.
[2]林英，李彤.信息安全专业“应用安全方向”CDIO实践探索[J].计算机教育，2010，（6）：94-97.
[3]徐剑，王学毅，谭振华，等.基于CDIO的网络安全类课程教学模式[J].计算机教育，2012，（8）：61-68.
[4]于学斗.以CDIO 为指导进行网络安全实验教学改革[J].计算机时代，2010，（5）：60-62.
[5]曲波，喻剑利.基于虚拟人力资源的高校创新型高级人才培养模式研究[J].中国成人教育，2011，（1）：63-65.
关键词：CDIO；工程教育；信息安全；分梯度
作者简介：康晓凤（1978-），女，江苏徐州人，徐州工程学院信电工程学院，讲师；鲍蓉（1968-），女，上海人，徐州工程学院信电工程学院教学院长，教授。（江苏 徐州 221000）
基金项目：本文系江苏省高等教育教改立项研究课题（项目编号：2011JSJG253）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0107-01
计算机科学与技术专业是技术发展更新最快的专业之一，而信息与网络安全技术又是本专业技术更新最快的课程之一。为使本课程的教学内容能跟上社会对人才的知识和技能要求，在给学生奠定扎实的基础理论的同时，还要强化动手能力，把学到的理论知识应用到实际项目中，同时在实践应用中主动学习新知识去解决各种问题。
CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。其核心思想是强调“做中学”和“基于项目的学习”，这个思想和所倡导的学以致用和应用指导学是一致的。
信息与网络安全技术是一门理论与实践高度结合的课程，学生最初学习的积极性会比较高，但是如果没有合理的实践教学环节，学生学习的积极性会受到影响。只有在CDIO 理念的指导下，以学生为中心，合理安排教学内容和过程，提高理论联系实际的能力，才能达到较好的教学效果。
一、基于CDIO理念的教学大纲设计
根据CDIO工程教育理念，在构思信息与网络安全课程的教学大纲时，着重在教学目的、课程内容、教学方法、考核方式和课程设计等几个方面对教学提出了更高的要求。课程内容方面要求与当今的技术发展同步，将热点问题融入到实际教学中去。例如，2013年“3.15晚会”曝光的和网络安全相关的问题，可以融入到相关章节的教学内容，分析其成因、原理和解决方法。课程设计要能与全国大学生信息安全竞赛和全国大学生软件设计大赛等各级各类相关学科竞赛的水平同步，同时定期与相关的企业和院校交流，保证能够以社会需求为导向提高学生的技术能力。在考核方式上进行了大胆的改革，省级以上大学生实践创新和创业项目的主要参与者和省级以上信息安全竞赛的主要获奖者，本课程就可以免修。
在上述思想的指导下，经过课程组的讨论，本课程的教学内容主要包括信息安全发展现状和前沿技术、网络操作系统安全、网络实体安全、网络数据库与数据安全、数据加密和鉴别、防火墙、网络攻防技术与应用、Internet安全和VPN技术等，实验项目包括密码学（置换、替代、DES和RSA）、PKI、多级安全访问控制、防火墙、入侵检测、病毒、VPN和安全审计等内容。课程设计遵循以赛带练的指导思想进行开展，主要分为两大方向：安全作品和模拟攻防。安全作品由教师指定参考题目或学生自拟题目来实施，这些题目主要参考各级信息安全竞赛而不断更新，如文件透明加解密、基于Android平台的安全通信录、基于Android平台的绿色浏览器、基于Android平台的手机防护系统等。模拟攻防由教师提前创建一个模拟环境，在此环境中预留一些漏洞和层层关卡，学生在规定的时间内通过的关卡越多，则完成质量越高，环境和关卡的设置参考各级攻防赛的相关设置。
二、一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革
为了最大限度提高学生的学习积极性和学习效果，提出了一个核心、一个导向、三个层次的教学模式改革方案。一个核心是指以从业职位为核心，以信息安全人才未来可能从事职业的基本需求为基础设定了三大类职位：安全软件开发、安全顾问和红客。引导学生在学习期间拟定职业方向，进而有针对性地提高某个方面的能力。一个导向是指以项目经理训练为导向，即与网络安全充分结合的综合性的团队式项目训练，从团队人员的确定、项目计划、项目实施和项目的推广整个过程都有项目经理来执行，培养了学生的工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程系统能力。三个层次是指本课程的教学结构和内容上分为基础模块、项目模块、企业模块三个层次。基础模块是本课程的理论知识学习，项目模块是项目经理训练，企业模块是实训基地的企业项目实训。
三、分梯度的学生培养机制
徐州工程学院（以下简称“我校”）没有设置信息安全专业，信息与网络安全技术课程只是在计算机科学与技术专业的网络工程方向开设，而信息安全人才是复合型的人才，仅仅在网络工程方向的学生中去培养优秀的信息安全人才是困难的。学生仅仅学习这一门课程远远达不到社会对信息安全人才的技能要求，所以我校一般从大一开始进行选拔和培养。首先从计算机科学与技术专业中选拔一些有兴趣的同学，进入学院设立的学生网络技术学会，然后再从中选拔比较优秀的学生进入学院与企业共同设立的信息安全小组。进入信息安全小组的同学采取导师制的方式进行培养，指导老师对信息安全小组的每个同学制订一份个性化的培养方案，指导这些学生去参加各级各类学科竞赛，申请各级大学生实践创新和创业项目，在本科学习的第四年再把这些学生送到相关的实训基地参加实训项目，形成了四年分梯度的信息安全人才培养机制，如图1所示。
四、基于情景模拟的实践、实训教学体系
在CDIO的12條标准中，标准5和标准6对目前实践教学中存在问题的解决有很好的指导作用。依据CDIO的指导思想和企业项目需求，课程组老师进行多方考察和筛选后，与企业合作建立了信息安全实验室。本实验室不仅可以进行常规的课程实验，同时也能模拟各种信息安全应用案例，实现各类安全项目的实施。信息与网络安全技术的实践教学体系将课堂教学、实验项目、课程设计、学科竞赛、教师科研、实训基地、服务社会等环节有效地融入一体。 在实践教学中采取情景模拟教学方法。每一个实验都进行应用情景设计，按照“设定情景—提出问题—分析问题—解决问题—总结经验—经验推广”的模式进行实验教学，使学生对每一个实验项目都有一个全面的认识，提高其解决问题的能力。
学生在本科学习的第四年进入实训基地学习，和校外工程导师一起参与实际项目的开发，这样学生掌握的技能就能和企业需求实现“零距离”对接。实施以来取得了丰硕的成果并受到学生的普遍欢迎，学生在校外实训期间参与企业各类工程集成项目多项，深受用人单位好评。
五、提高教师自身的CDIO理论和实践能力
为了加深对CDIO的认识，并把这个理念带到教师实际的教学和科研工作中去，要求课程组的教师认真学习CDIO的理念，同时积极参加国内组织的CDIO教学研讨活动。现在很多大学教师在自己专业知识和科研方面都是专家，但在实际工程和产业中的经验非常有限，CDIO理念要求教师不仅要具备深厚的理论功底而且还要具备熟练的实战动手能力。在这种思想的指导下，课程组教师积极争取学院委派到企业进行锻炼的机会，增强自己的实际工程和产业经验。现在本课程组教师都具有工程项目经历。
六、结语
在充分研究与吸收CDIO工程教育理念的基础上，结合我校的人才培养目标和教学理念，对信息与网络安全技术课程从教学大纲的编制、教学模式的改革、实验和实训体系的设计，以及学生培养机制等方面进行实践，取得了丰硕的成果。自2010年起，学生申请软件著作权4项，在国内的各类期刊发表论文9篇，在省级以上信息安全技术相关的学科竞赛中获奖11余人次、申请省级以上大学生实践创新和创新创业项目10项。在此基础上，将继续运用CDIO工程教育理念，深化课程的教学改革。
参考文献：
[1]王天宝，程卫东.基于CDIO 的创新型工程人才培养模式研究与实践——成都信息工程学院的工程教育改革實践[J].高等工程教育研究，2010，（1）：25-31.
[2]林英，李彤.信息安全专业“应用安全方向”CDIO实践探索[J].计算机教育，2010，（6）：94-97.
[3]徐剑，王学毅，谭振华，等.基于CDIO的网络安全类课程教学模式[J].计算机教育，2012，（8）：61-68.
[4]于学斗.以CDIO 为指导进行网络安全实验教学改革[J].计算机时代，2010，（5）：60-62.
[5]曲波，喻剑利.基于虚拟人力资源的高校创新型高级人才培养模式研究[J].中国成人教育，2011，（1）：63-65.