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关键词 核安全工程 人才培养 课程体系 培养模式
中图分类号:G424 文献标识码:A
核能作为一种清洁、环保的能源,成为本世纪我国能源发展的重点领域。在核能及其产业链生产过程中的安全问题是人们关注的焦点,自日本福岛核电站事故之后,核安全问题已倍受人们关注,也成为制约我国核能开发的重要因素。上世纪末,我国已制订了《核电中长期发展规划》,为了保证我国核能及其核技术应用事业的可持续发展,我国不仅需要培养大量的核反应堆工程等核类专业技术人才,也急切需要培养保证核设施安全运行的安全专业人才。为适应我国核能开发战略,国家开始执行注册核安全工程师执业制度,在核领域关键的安全与质量岗位配备规定数量的注册核安全工程师。为了培养我国核行业特别是核电事业急需的核安全专业人才,2010年3月南华大学向教育部申报了高等学校战略性新兴产业相关本科专业——核安全工程专业并获得批准,2011年向湖南省教育厅申报特色建设本科专业获得批准,在 “十二五”期间南华大学启动了国内唯一的核安全工程本科专业的建设工作,全面探讨核安全工程专业建设过程中的问题,如专业的定位、人才培养方案、课程体系结构、实验室和实习基地建设等,以保证我国核安全专业人才培养质量。核安全工程专业作为一门成长中的国家战略性新兴专业,其建设尚无现成的参照模式,因此,必须通过大量的调研和实践,拟定核安全工程专业的人才培养计划和课程体系,以构建出具有专业特色的课程体系框架,形成适应新时期核电大发展特点的人才培养模式。
1 核安全工程专业的人才培养目标和培养模式
1.1 核安全工程专业的人才培养目标
众所周知,专业培养目标是进行专业建设和一切教学活动的基础,也是人才培养的最终目的。根据南华大学的实际情况,充分考虑我国核电大发展对核安全人才培养提出的新要求,依托南华大学在核科学与技术、铀矿开采等方面的优势,在核安全工程专业设置两个人才培养方向——核电安全和铀矿冶安全。两个专业方向人才培养目标的共同点是均为我国国民经济建设和现代化核工业发展需要,培养具有良好敬业精神、较高道德水准和科学素养,既掌握扎实的数理与人文知识,又掌握较深厚的安全科学基础理论、核与辐射防护的专业知识,不同点是核电安全方向的学生还需要掌握核电安全领域工作的基本工程技能,铀矿冶安全方向的学生还需要掌握矿冶安全领域工作的基本工程技能。两个方向均是培养具有核安全领域安全工程设计、科研、评价、监督和管理能力的高级工程技术人才。
1.2 核安全工程专业的人才培养模式
把实施“卓越工程师培养计划”作为核安全工程专业发展的重要契机和重大教学改革工程,树立“面向工业界、面向世界、面向未来”的工程教育理念;以南华大学多年的办学经验、办学特色及核行业和社会影响为基础,以工程实际为背景,以工程技术为主线,通过学校和江苏核电有限公司、中核韶关锦原铀业有限公司和原子能科学研究院的密切合作,探索卓越核安全工程师人才培养规律和模式,实施“全过程、递进式”的实践教学体系。
(1)按通用标准和行业标准的要求,制定核安全工程专业卓越工程师人才培养标准,确定与标准对应的知识、能力与素质要求;(2)围绕“核安全工程师应用型人才”的培养目标,根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则,以注册核安全工程师的核安全案例分析、核安全综合知识、核安全相关法律法规、 核安全专业实务四大知识结构和能力要求为导向,建立适应核行业认可实用的课程体系;(3)强化企业参与联合培养,实行“3+1”的人才培养模式,针对学校标准、专业知识能力要求,同中核二七二铀业责任有限公司、江苏核电有限公司、中核韶关锦原铀业有限公司和原子能科学研究院等4个产学研基地联合制订卓越计划的培养方案和培养目标。
2 核安全工程专业知识结构及课程体系
目前,在国内只有南华大学开设核安全工程本科专业,因此,在国内没有可直接参照的建设模式,必须结合南华大学在核类学科专业建设上的资源,通过开展专业建设调研等活动,科学制定核安全工程专业的人才培养计划。因此,自核安全工程专业自2010年7月12日获得教育部批准后,南华大学成立了核安全工程专业建设领导小组和工作小组,并开展了一系列的专业建设调研活动,调研了一批核类企业(中国原子能科学研究院、中核三门核电站、中核福清核电站、中核北方核燃料元件有限公司(202厂)、中核锦原铀业有限公司、中核韶关锦原铀业有限公司、中核抚州金安铀业有限公司、湖南省核工业宏华机械有限公司、中核272厂);通过发信函的方式向12家核企业人力资源部征求核安全工程专业的人才培养课程体系的修改意见,有6家企业作了信函回复(中核陕西铀浓缩有限公司、中国核动力研究设计院、中核北方核燃料元件有限公司、秦山核电有限公司、中核浙江衢州铀业有限公司和西安中核蓝天铀业有限公司);利用南华大学为中核集团开办第二期安全工程领域工程硕士班的机会,核安全工程专业建设工作小组全体成员分企业类别(研究院所、核燃料加工企业、铀矿冶企业、核电企业、核废物处理企业等)同中核集团第二期工程硕士班学员开展了核安全工程专业建设座谈会;同时,核安全工程系集中组织了4次核安全工程专业人才培养方案讨论会,拟订了核安全工程专业的建设规划和人才培养方案。
核安全工程专业课程体系不仅体现了《注册核安全工程师》、《注册安全评价师》和《安全工程专业中、高级技术资格评审条件》知识要求,而且体现核工业系统相关环节的生产特点,制定了与核电安全和铀矿冶安全两个方向相对应的课程体系。整个课程体系分为公共基础课平台、学科基础课平台和专业课平台三大知识模块,其中公共基础课和学科基础课是参考按教育部工程专业课程要求进行设置的,分方向专业基础课是学生进一步学习各培养方向专业课的前提。为了扩大学生的知识面和培养学生的工程实践能力,三大课程模块分别设置了必修课、选修课和集中性实践环节。核安全工程专业课程体系如表1所示。
核安全工程专业的课程体系重在体现核行业对核安全工程师基础知识、专业能力和素质的要求,为了将工程意识、工程素质、工程实践能力、企业管理及工程项目管理知识的相关课程纳入培养方案中,重点对课程体系和教学内容进行优化,在相关课程和实践教学环节,增加了培养学生工程实践能力的课程设计与实验教学的内容,新增了项目设计,使课程体系具有以下特点:
(1)联合企业共同培养学生的实践能力。在专业基础课及专业课中实验教学学时所占的比例大大提高,其中企业培养阶段教学计划包括课程学习、认识实习、生产实习、项目设计、毕业实习和毕业设计等环节,集中性实践教学环节达40周。
(2)注重综合素质与创新意识的培养。在课程体系中,设置了素质与能力拓展模块及创新能力拓展模(下转第212页)(上接第130页)块,如人文素质选修课、学术讲座和学科基础课选修课等,通过这些模块选修课的学习,全面提升学生的人文素质与创新意识。
(3)按照“三层次”的原则循序渐进地培养学生的工程实践能力。在基本技能层通过课程实验、CAD绘图等上机训练等实践教学环节,加深学生对理论课基本概念的理解,培养基本的工程实践技能;在综合应用能力与初步设计能力层,通过课程设计、专业实习和毕业设计等教学环节实现对学生综合工程能力的培养;在创新能力层通过学科竞赛、创新性实验、大学生各类科研项目、企业内的项目设计等方式,培养和拓展学生的工程设计与创新实践综合能力。
3 结束语
在“十二五”的建设期内,南华大学将全面实施核安全工程专业的建设规划。在建设过程中将紧密结合国家核电大发展对安全工程专业人才的需求,通过不断改革与创新人才培养模式,优化课程体系和培养环节管理,为我国战略性新兴产业相关本科专业核安全工程专业建设起到示范和带动作用。
2010年湖南省教育普通高校教学改革研究项目(序号:205);2011年湖南省教育普通高校教学改革研究项目(序号:192);南华大学高等教育研究与改革课题(编号:2010ZZ016、2009ZZ050、2009ZZ051)
参考文献
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[6] 翟小伟,邓军,罗振敏等.现代企业对安全工程人才的需要方向及培养方法探讨[J].中国安全科学学报,2007.17(4):111-114.
教学中存在的主要问题
1.教学内容多与学时少的矛盾
《安全工程概论》课程的学时数仅为40学时,但是该课程涉及的内容繁杂,知识面广,包括安全生产的法律法规、事故调查认定程序、各领域的安全专门问题等内容,根据历年实际教学情况来看,教学内容多而学时少的矛盾十分突出,教师很难在较少学时的情况下把知识点完全讲通、讲透。
2.教材内容陈旧,不能与时俱进
《安全工程概论》课程目前多数教材内容相对陈旧,不能与时俱进,不能反映学科的发展前沿,所列举的案例时间普遍较久,例如某教材的矿山主要事故及预防等内容的统计数据和所列举案例竟然是上世纪80年代的,与当今行业的新发展、新情况和新变化相脱节。
3.教法单一,学生缺乏学习积极性
《安全工程概论》课程的教学方法传统单一,大多数教师仍以“讲授法”为主,学生大部分时间是在听教师讲述,缺乏师生互动、课堂讨论等环节。高职学生本身学习基础普遍薄弱,学习动力不足,学习积极性不高,沉闷枯燥的课堂学习加剧了学生的厌学情绪。
4.考核方式单一,考核内容重记忆轻应用
《安全工程概论》课程的考核方式主要以闭卷考试为主,考核形式单一,考核内容多以识记内容为主[2],缺少实际应用的考核,不能全面反映学生的综合素质和能力,学生往往不注重平时知识的积累,只在期末考试前进行突击背诵,考试结束后,所学知识就遗忘殆尽。
课程教学改革的内容
1.优化教学内容和学时分配
根据高职院校“应用技能型人才”的培养目标,教学内容要贴近生?a实际,具有实用性,因此,教师必须慎重考虑[3]。要选对教材,还要对教材内容进行优化重组,打破传统的对教材从头讲到尾的教学顺序,将教材内容全部分解,根据实际需要对内容重新排序,并进行合理的取舍和更新,提炼出重点掌握的三大模块:“基础模块”、“专题模块”和“实践拓展模块”。“基础模块”主要讲授安全工程的基本原理、知识和方法,具体内容包括安全工程的研究对象及任务、我国的安全生产方针、安全生产管理制度、伤亡事故的基本概念、伤亡事故致因理论和危险源辨识,以及控制和评价;“专题模块”主要讲授高处坠落、机械伤害、电气伤害、起重运输、压力容器、火灾爆炸等专题领域的安全问题,包括典型事故案例的分析、研究和预防对策,是课程学习的重点,要求学生掌握与专题相关的核心知识和技能;“实践拓展模块”是在前两个模块基础之上的提高部分,主要进行实践拓展性训练和指导性教学,重在培养学生的创新思维和创新能力。教师不断更新和完善模块的内容,力求贴近生产实际,充分做到理论联系实际。在优化教学内容的同时,进一步优化学时分配,如“专题模块”的部分核心知识和技能适当增加学时,而“基础模块”的部分理论和原理适当减少学时,保证在教学过程中能够突出重点,突破难点。
2.改进教学方法
依据该课程内容的特点,结合高职学生思维活跃、喜欢新鲜和尝试的实际情况,课堂教学方法应该灵活多样,开放互动以激发学生的学习热情,将填鸭式、满堂灌改为以学生为主体的互动式课堂。同时采用多媒体教学、启发讨论教学、案例教学等方法进行教学,以提高教学质量。例如,在呈现交通安全事故案例时,充分发挥多媒体的优势,音频、视频、动画、图片的合理运用可以给学生视觉、听觉的双重冲击,使学生得到真实直观的感受。而在进行触电事故预防的课堂上,教师将学生分组,进行启发式讨论,集思广益,让大家找资料,想办法解决触电事故难题,有助于学生树立团队协作意识和创新意识。在课堂教学中,教师根据学生的反馈信息不断调整和变换教学方法,以期达到最佳的教学效果。
3.改革考核方式
目前在网络安全专业课程教学中,高等院校主要讲授网络安全的基本概念和基本原理、计算机病毒木马的特征类型、密码学、网络安全应用等课程。由于这些课程的理论性较强、概念繁多,因此学生普遍觉得太抽象,学不到与实际工程项目相关联的网络安全技术。
(1)课堂教学以教师的理论教学为主,主要讲授网络安全体系结构的基本概念和基本原理,只起到网络安全导论的作用,缺少互动性和项目实践。
(2)学生从大二第二学期才开始接触到信息安全课程,在入学初期没有培养起对信息安全的兴趣,不了解信息安全的基本概念、重要性以及与信息安全有关的就业岗位,教师也没有为学生科学地制定大学4年的学业规划。
(3)随着物联网和云计算的普及,各种网络安全攻击手段和保障网络安全的技术不断推陈出新。目前,信息安全的一些专业课程还只是停留在基本原理的讲解上,没有做到与时俱进,很少讲授前沿的网络安全应用及其存在的安全隐患及解决方案。教师没有引导学生利用发散性思维并投入到对前沿网络技术和安全技术的研究中。
(4)缺少网络安全工具实训。现在很多网络安全工具都是开源工具如Backtrack等,掌握这些工具需要花费大量时间,因此需要开设网络安全工具实训课程,让学生掌握如何配置、安装、使用和定制个性化的开源工具。
(5)缺少安全软件设计等实践课程。信息安全专业的学生除了要能够利用安全工具进行系统安全测试外,还要掌握如何防御和解决系统安全漏洞,另外,还有很多学生希望从事安全软件开发工作。这就要求高校设置安全软件设计开发类的课程,帮助学生掌握安全软件开发过程中所需的知识和技能。
(6)缺少创新思维的培养。国内大学生的创新性较欧美大学生有所欠缺,因此要注重信息安全专业学生的创新思维培养,并且要从大一开始就进行创新思维的锻炼。
2创新思维在信息安全领域的重要性
物联网、移动计算、云计算等新技术正在改变整个互联网,新技术、新应用和新服务正带来新的安全风险。这给网络安全工作者和研究者带来了新的挑战,网络安全从业人员应该具备创新思维以应对这些挑战。我们将从以下几个方面阐述创新思维在信息安全领域的重要性。
(1)社交网络、智能终端、手机等逐渐成为病毒的攻击目标。原有的安全防范技术和安全观念已很难抵御新的网络入侵技术和安全威胁。
(2)网络犯罪日益增多,许多网站的服务以及手机操作系统向第三方应用程序开放,软件通过挂木马和隐藏后门的方式窃取信息并监听用户系统,因此安全隐患问题不容忽视[1]。随着电子银行、电子商务、网上支付和手机支付等应用的全面普及,攻击支付网关、截取交易信息、抢夺虚拟财产等网络犯罪行为增多,网络犯罪的形式、手段和后果更加不可测。
(3)信息安全与网络管理的变革势在必行。由于互联网的革命性发展以及云计算和物联网的兴起,未来的网络将日益扩张并日趋融合,如“三网合一”。与此同时,网络入侵、木马病毒、手机病毒等恶意代码和网络犯罪方式也随着新技术、新业务和新应用的诞生而不断推陈出新,因此信息安全技术和网络管理也需要与时俱进地进行创新性变革,应对互联网的变革。
3网络安全教学中融入创新思维培养的实践
结合东华大学计算机科学与技术学院培养信息安全专业学生创新能力的经验,我们阐述如何从学生入学到毕业的4年间培养其创新思维和实践能力。
3.1培养学生对专业的兴趣
首先,我们要积极发挥班级导师的作用。网络安全的任课教师可以担任信息安全专业学生的学业导师,学业导师在学生入学后通过学习方法和学业规划等主题开展学习交流会,在会上介绍网络安全的知识结构、科学背景、发展趋势、行业需求、就业领域,并引用前沿网络安全技术和最新的网络安全隐患案例和视频,如利用智能手机安全漏洞和“云”查杀病毒技术等案例激发学生的兴趣。兴趣是学生的学习动力,学生是教学的主体,在教学中对课程的参与度高低直接影响整个教学成果,因此要提高学生的学习效率,首先要增强他们对网络安全技术的兴趣。导师应在易班网上学生活动社区或其他社交网站上建立网络班级,保持与学生的日常沟通,为学生选课提供帮助;协助学生进行学习生涯规划,同时为专业学习提供帮助;在网上班级设置“我的Idea”专题,让学生在论坛里发表自己的创新想法,如要做什么样的系统或软件解决生活中遇到的一些问题。该阶段学生还没有实现这些软件的技术能力,导师可以指导学生学习某方面的技术以实现这些有创意的想法。
3.2以赛代练,参与国家和市级大学生创新项目和高水平信息安全竞赛
在创新实践中,辅导员和学业导师起着非常关键的作用。学业导师都是计算机学院的在职讲师或教授,他们可以把自己主持或参与的科研课题介绍给学生,让学有余力的学生参与学业导师的课题研究,一方面培养学生的自学能力并积累科研所需的知识,另一方面培养学生的创新思维。辅导员和学业导师经常组织学生参加信息安全大赛,如全国大学生信息安全竞赛和信息安全技能大赛。同时,为了鼓励学生进行科技创新,东华大学计算机科学与技术学院每年组织学生参与全国和上海市的创新实践项目申请,学生组团挑选专业课教师作为项目导师,共同探讨创新课题、撰写科技创新项目
申请书并提交给专家组,学院组织专家评选2多个创新性高且可行性强的课题并给予资助,在大四上学期对给予资助的项目进行结题审核。学院鼓励获得上海市级以上大学生创新实践项目的学生将创新实践项目的实施与大四毕业设计(论文)相结合,获得专利创新设计的学生还可提前完成毕业设计并参与创业基金项目的申请或到优秀企业实习。在这些科技创新项目中不乏优秀作品,如基于手势识别的文档加密系统的开发、基于Android的动态一次性口令生产器开发、基于Android系统的短信隐私保护软件的开发等。学院每年举办的这种创新性竞赛激发了学生的创新思维、团队合作意识、项目管理和软件设计开发能力。参与科技创新竞赛学生的学习成绩和项目实践能力远远高于平均水平,同时他们的创新能力和工程实践能力也得到广大教师和实训单位的认可,大部分学生获得了直研和被优秀企业聘用的机会。 4工程实践课程的成果展示
在过去3年的信息安全工程实践教学中,信息安全专业的学生完成了多个优秀工程实践项目。大三学生在学习了DES和AES算法后,在工程实践教学课程中利用HTML5中的动画技术实现了DES算法和AES算法的动画演示。图1所示为学生在工程实践课程中利用RC5算法实现Android手机短信加密系统,其中短信加密界面如图1(a)所示,短信解密界面如图1(b)所示。通信双方利用这个系统只需共享加密和解密密钥就可以进行加密通信,很好地解决了短信的隐私保护问题。
关键词:网络攻防;信息系统安全;操作系统
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0158-02
1 概述
网络安全是当今世界各国都在关注的焦点,国家安全不仅包含领土,领海和领空,而且还包含网络空间的安全。美国的黑客部队,俗称 “黑色精鹰”,通常用来攻击其他国家中心的核心计算机,来获取绝密信息,或者进行网络打击,起到比传统军队更具破坏力的作用。我国为维护自己的国家安全,也在培养自己的技术人员来守卫我们的国家安全。攻防技术是网络安全中的核心技能,培养学生能使用现有的主流信息安全的技术,熟练攻击与防范技术的原理及其实现,是适应现代互联网安全技术飞速发展的需要,是国家产业政策的指导方向,也是将来紧缺人才必备的技术之一。本文针对网络技术人员如何维护网络安全的角度出发,为学生多维度设计网络攻防的教学内容。
2 课程特点
《网络攻防技术》课程学习需要搭建专用的硬件的网络攻防平台,典型的操作系统及软件环境,在教学中具有如下特点:
1) 涉及范围广
《网络攻防技术》课程内容包括网络攻防技术概述,网络攻防实验环境构建,网络信息收集技术,网络嗅探与协议分析,TCP/IP网络协议攻击,Windows攻击技术,Windows防护和加固,等内容,可见内容涉猎之广。
2) 理论基础要雄厚,功底扎实
本课的主要功能是使学生了解网络攻防的基础知识,具备网络安全管理的工作能力,能胜任系统管理、网络管理、网络安全工程师等一线岗位。
本课程的前导课程是《信息安全技术》和《网络设备安全配置》、《CCNA安全综合实训》、《网络安全防护技术》,以强化网络安全管理的专业服务理念,所以要求学生的理论功底要深厚,否则无法了解攻防原理,从而也没办法实现有效的网络安全防御措施。
3) 技术背景更新快,黑客技术发展迅猛
随着互联网技术迅猛发展,黑客工具的普及,掌握黑客技术的群体不断增加,素质也参差不齐,网络攻击越来越泛滥,网路安全的形势呈现道高一尺,魔高一丈的态势,所以网络防御技术也要紧紧跟随,所以课程内容也是不断更新,难度不断在加大。
4) 解决实际问题,可操作性强
本课程的教学目标是使学生掌握网络攻防的一些基本概念、方法与协议,熟练掌握与使用现有的主流信息安全的技术,熟练攻击与防范技术的原理及其实现。学生通过本课程的学习,能够负责企业的网络的系统安全工作。
3 《网络攻防技术》的教学设计
根据上述本课程的教学目标,从任务驱动、技能知识的基本要求与攻防所需的技能等方面对课程内容进行整合设计,以适应当前多变的网络管理需求。
本课程是一门以攻防技能为主的课程,因而教学要以操作为主线,力求把理论层面的相关内容,比如攻防原理,系统安全等级等知识贯穿到到实践教学中,实行理实一体化教学。学生自己搭建攻防平台,或者让优秀的学生去学院的信息中心,或合作企业进行短期实践。可设计的项目包括信息收集、网络攻击和网络防御三个项目。
1) 教学目标设计
目前的企业操作系统大部分是Windows Server 2008,所以针对该系统为主,同时兼顾LUNIX系统的加固及防御,对网络信息安全有较为完整的认识,掌握攻防环境构建、网络踩点、网络监听、Windows系统环境渗透、网络系统加固及主流攻击与防御技术等技能。
2) 教学内容设计
① 网络攻防技术概述:网络攻击和取证分析案例,黑客与黑客道德,物理攻击与社会工程学
② 网络攻防实验环境构建:Windows攻击系统和靶机介绍,Linux攻击系统和靶机介绍,基于虚拟蜜网的网络攻防实验环境
③ 网络信息收集技术:网络信息采集技术概述,网络踩点技术,网络扫描技术
④ 网络嗅探与协议分析:网络嗅探技术,网络基础协议分析,网络嗅探软件的使用
⑤ TCP/IP网络协议攻击:传输层网络协议攻击原理,网络层网络协议攻击原理,TCP/IP网络协议栈攻击防范措施
⑥ Windows攻击技术:Windows操作系统简介,Windows操作系统远程攻击技术,Windows渗透攻击技术
⑦ Windows防护和加固:Windows防护技术介绍,Windows系统加固介绍,Windows风险评估报告介绍
3) 教学案例设计
案例一:系统平台搭建,测试平台的漏洞及坚固性,形成报告。
案例二:各种常用系统安全工具的灵活运用,攻防双方各行其职
案例三:运用编程语言,编写相应的攻防脚本。
案例四:攻防双方交换角色,实践安全防护。
4) 考核方案的设计
针对这种实践性强的课程设计着重考核学生的动手能力,解决实际问题的能力,分项目考核,每个项目的成绩根据项目的验收结果,完成的速度和质量打分,教师打分,小组互评,自我评价相结合。
平时分为30分,三个项目考核为60分,答辩为10分。
4 《网络攻防技术》的教学展望
网络攻击和防御是信息安全领域的一对矛盾体。信息技术的迅猛发展,使得网络攻防技术的内容日新月异,随之而来的是网络攻防技术的教学迎来了更大的挑战和机遇,采用攻防角色分组的情境教学方式是我们在多年教学中采用的非常有效的探索,分等级(初、中、高)、分角色(攻击、防御)教学。除了技术上的提高,还要与安全设备的厂商和软件安全厂商开展深度的合作,让教学永远跟上时代的步伐,培养出适应网络安全发展的紧缺人才。
5 结束语
《网络攻击与防御》课程是网络技术专业的必修课程,通过学习这门该门课程,学生在熟练掌握攻击与防御技术的核心内容的同时,ν络安全应用领域的主流软件环境和硬件环境熟练掌握,为以后从事相关的信息安全岗位工作奠定扎实的基本功。正如课程的教学目标提出的一样,学生完全可以承担中小企业系统管理员,网络工程师,信息安全员等技术岗位的工作。同时,学生可以参加国家网络工程师、信息安全师等证书的考试,目前有相当一部分学生通过了这些考试。以后我们会开展与高科技网络技术公司的深度合作,为学生提供公司一线的岗位去实践,将教学与企业无缝对接。
本课程的教学不仅培养学生的专业素养、分析案例、应急处理网络突发安全事件的能力,而且培养学生协作精神,使学生迅速成为企业的技术骨干。
通过多年的教学实践,经过多年的教学实践,网络专业和信息安全专业的毕业生,深受企业的青睐,呈现供不应求的态势,分等级(初、中、高)、分角色(攻击、防御)教学方式是让学生们在技能上获得长足的进展。
参考文献:
关键词:计算机基础;分层考试;分析;启发
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0273-03
一、背景
计算机基础作为大学新生计算机知识的入门课程,在建立计算机的基本概念、训练计算机的基本技能以及丰富计算机的基础知识等方面取得了显著的成绩,但同时也存在着诸如教学内容缺乏系统性、教师认识不统一,以及学生水平差异而造成的分层或分类教学等问题。由于我国各个地区的经济发展不平衡、各个高中阶段学校的重视程度不同、以及学生个体差异等原因,大学新生的计算机基础知识具有显著的不同。实施分层教学是提高计算机基础教学质量的必要途径。
因此,2013年我校组织了的新生计算机基础分层考试,从考试结果中准确掌握大学新生的计算机基础知识现状,据此设立具有针对性的教学目标,并规划相应的教学内容,从而建立大学计算机基础分层教学体系。本文重点就计算机分层考试结果进行分析,并给出一些重要结论。
二、题目设置
本次分层考试采用计算机题库方式进行,设置了三种题型,分别为单选题、填空题和操作题,总分为100分。其中,单选题和填空题侧重于考察基础理论,主要包括计算机硬件基本结构、数值编码及二进制运算、操作系统基础知识和计算机网络基础知识等,总分为25分;操作题主要考察Windows操作、Word操作、Excel操作和PowerPoint操作,总分为75分;其中,Windows操作部分占25分,Word操作部分占20分,Excel操作部分占15分,PowerPoint操作部分占15分。
理论题部分设置有单选题和填空题两种形式,其中,单选题涉及二进制运算、ASCII编码、数制及数制转换、文本压缩、IP地址及分类、MAC地址及其与IP地址的转换、操作系统的进程管理、设备管理、处理器字长和冯诺依曼原理等内容;填空题涉及多媒体文件存储容量计算、计算机网络协议、绝对路径及相对路径、计算机工作原理和操作系统的基本功能等。操作题部分包括Windows操作、Word操作、Excel操作和PowerPoint操作四个部分,其中,Windows操作主要考察文件夹的创建、删除和修改、快捷方式及其创建、记事本软件相关操作、计算器软件相关操作以及文件的复制、重命名和删除等,Word操作主要考察文字格式设置、指定内容查找、文字的基本编辑、表格制作及格式设定以及图片插入及格式调整等,Excel操作主要考察单元格格式设置、基本公式(含求和、求平均数以及四则混合运算等)的运用、数据区域选择及图形生成、背景设置和自动筛选等,PowerPoint操作主要考察模板设置及应用、文字格式设置、动画设置、放映方式设置和背景设置等。这些内容的设计基本符合国家计算机基础教学指导委员会对大学计算机基础课程的规划和要求。
此外,考虑到大一新生对计算机基础理论知识没有系统地掌握,而在平时生活中相对比较多地接触计算机的相关软件操作,将基础理论题与操作应用题的分值比例设置为1:3。
三、考试结果的分析
(一)总体结果分析
总体考试结果的平均分为47.19分,看似这一成绩还算不错。考虑到基础理论题与操作应用题的分值比例设置为1:3这个前提,一方面说明当前大学新生对常见操作软件并不是非常陌生,另一方面也说明大学新生对计算机基础理论知识缺乏一个系统全面的掌握。Windows题目得分率为83.27%(按照百分制进行折算,其他类似),说明绝大多数大学新生对Windows操作系统都能够有很好地掌握;Word题目得分率为51.96%,说明接近一半大学新生对Word的基本使用,如输入、简单格式排版和替换等基本操作有所掌握;Excel题目得分率为12.54%,说明绝大多数大学新生没有接触Excel软件操作,没有建立数据处理的理念;PowerPoint题目得分率为44.51%,略差于Word题目得分率,说明大学新生对PowerPoint的基本操作也有所掌握;理论题得分率为28.66%,说明绝大多数大学新生对计算机基础理论知识并没有形成系统的、全面的掌握;及格率仅为18.82%,说明绝大多数大学新生对计算机基础知识(包括理论和操作)的系统掌握还很不够。特别需要重点说明的是,本次分层考试的题库中,操作题和理论题的难度都相较于期考考试标准有了较大程度的降低。如果按照常规的大学计算机基础期末考试的要求来进行的话,可能在各项指标上还要有较大程度的下降。总体考试结果说明,大学新生对计算机的基础知识掌握还很不够,尤其对计算机的基础理论知识是非常欠缺的,本门课程的设置非常必要。考虑到计算机对于大学生未来学习和工作的重要性,取消大学计算机基础课程是不合适的。
(二)分类结果分析
本次分层考试还对考试结果进行了分类统计。考试结果按照三类进行统计,即信息类、非信息理工类和非信息文管类。其中,信息类选择的班级包括计算机1301、通信1301、物联网1301、信息安全1301、自动化1301、测控1301和人工智能1301等共计14个班级;非信息文管类的班级包括工商管理1301、经济1301、企业管理1301、社工1301、法学1301、行政管理1301和日语1302等共计14个班级。由于非信息理工类学生人数在全校占据绝大多数,所以选择了更多的班级,具体包括土木工程1301、采矿1301、环境工程1301、矿加1301、机械工程1305、能源工程1301、安全工程1301、工业设计1301、物流工程1301、材料工程1305、生物技术1301、数学1301、物理130和化学1302等共计28个班级。从以上选择的班级可以看出,这些班级基本上涵盖了学校在信息类、非信息理工类和非信息文管类中的所有学生,样本具有显著的典型性和代表性。
对于及格率,信息类为23.81%,非信息理工类为15.55%,非信息文管类为16.71%。信息类学生在及格率指标上高于非信息理工类学生和非信息文管类学生,这得益于信息类大学新生在理论题得分率、Windows得分率等其他指标上也高于非信息理工类学生和非信息文管类学生。究其原因,信息类大学新生可能在高中阶段对计算机较为感兴趣,对计算机相关知识给予了更多的关注。但是,这一及格率指标的绝对值还是很小的。单纯从这一指标上来看,不管是取消信息类,还是取消非信息类大学新生的大学计算机基础这一课程都是不合适的;对于Windows得分率,信息类为83.96%,非信息理工类为82.27%,非信息文管类为82.85%。信息类和非信息类大学新生对Windows基本操作的掌握都比较良好,这得益于计算机的日益普及;对于Word得分率,信息类为54.00%,非信息理工类为50.13%,非信息文管类为52.68%。信息类和非信息类大学新生对Word基本操作的掌握还比较欠缺,这是由于大多数大学新生没有对Office相关软件进行系统的学习,Word等软件的学习可能是自发的和随意的,这不利于对Office软件的系统掌握;对于Excel得分率,信息类为16.03%,非信息理工类为11.27%,非信息文管类为11.34%。绝大多数信息类和非信息类大学新生对Excel的基本操作还没有涉及,对数据处理的概念还没有形成,而考虑到数据处理对于大学生未来学习、科研和工作的重要性,对Excel软件操作的掌握和数据管理概念的形成具有特别的意义;对于PowerPoint得分率,信息类为47.31%,非信息理工类为43.63%,非信息文管类为44.90%。信息类和非信息类大学新生对PowerPoint基本操作的掌握也是比较欠缺的,而随着大学新生步入社会,利用PowerPoint作为平台来展示自己或介绍产品或规划项目等都是必不可少的;对于理论题得分率,信息类为29.82%,非信息理工类为28.50%,非信息文管类为27.59%。绝大多数信息类和非信息类大学新生对计算机基础理论都没有一个系统的了解,基于这样的基础是无法完成后续计算机相关软件和硬件课程的进一步学习。
四、考试结果的启发
本次分层考试目标是选拔优秀大学新生组成快班,进行差异化和针对性的教学。这里,我们不涉及有关分层教学体系的内容,主要是从本次分层考试的数据结果分析中,得出以下几点结论:
1.大学新生对计算机基础知识并没有系统的了解和掌握,考虑到计算机基础知识对于未来专业课程学习的重要性,取消大学计算机基础这一课程是不合适的。
2.就理论知识来说,绝大多数大学新生对计算机理论知识的掌握非常欠缺,需要在课程学习中加强计算机工作原理、编码、多媒体、操作系统和计算机网络等计算机基础理论知识的学习。
3.就应用操作来说,虽然绝大多数大学新生对Windows操作都有比较良好的掌握,对常见的Word操作和PowerPoint操作的掌握仅限于对一般的文字编辑操作上,并没有形成系统的理解和掌握,对Excel操作则非常陌生,没有形成数据管理的基本概念。因此,需要在应用操作方面继续完善Word和PowerPoint等常见办公软件的高级操作的练习,并重点加强数据管理操作软件的学习,如Excel或SQL Server数据库管理系统等。
4.信息类和非信息类大学新生对计算机基础知识的掌握基本相当,作为入门课程可以采用基本相同的教学体系。当然,如果考虑到信息类学生未来专业学习的需要,可以适当引入一些专业化的内容,并进行差异化教学。
5.总体来说,大学新生对计算机操作软件的掌握要好于计算机基础理论,考虑到基础理论中有关多媒体、计算机网络等知识的抽象性,可以适当地增加相关操作软件的学习,如Photoshop或网络模拟软件等,以便具有形象化的学习效果。
五、小结
对计算机分层考试的结果进行分析,包括总体分析和分类分析,得出的主要结论包括:取消大学计算机基础这一课程是不合适的;绝大多数大学新生对计算机基础理论的掌握比对计算机及基础软件操作的掌握更加欠缺;信息类和非信息类大学新生对计算机基础知识的掌握基本相当。
参考文献:
[1]姜茸.大学计算机基础教学改革取得的成绩及问题研究[J].云南大学学报,2007,29(s2).
[2]吴宁.对大学计算机基础教学中部分问题的探讨[J].中国大学教学,2007,(8).