赵婕妤，吕韩飞

摘 要：面对当前高职院校中信息安全管理实务课程须提升教学情景沉浸感、构建多维互动教学过程、建立智慧化学习评估体系的需求，提出一种元宇宙赋能信息安全管理实务课程建设的实施路径，阐述如何通过元宇宙技术重构课程内容，提高学习主动性；介绍运用元宇宙技术构建的课程核心案例——水质监测系统等级保护建设，最后通过案例实施前后学生学习情况对比说明元宇宙赋能教学的有效性。

关键词：元宇宙；教育数字化；高职教育；教学案例；信息安全

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引 言

教育数字化是加快建设教育强国，推行当代教育改革的关键环节。党的二十大报告首次将“推进教育数字化”写入报告，赋予了教育在全面建设社会主义现代化国家中新的使命任务，明确了教育数字化是教育未来发展的行动纲领，具有重大意义[1]。2024 年教育部在世界数字教育大会上提到教学数字资源建设要融入科技变革的浪潮，与元宇宙、大数据、人工智能等新兴领域相结合，不断积累技术赋能教育的独特优势，让教育教学从大规模、标准化转向个性化、智能化，让每一名学生拥有适合自己的教育方案，实现自由而全面的发展[2]。

2023 年 7 月，习近平总书记对网络安全与信息化工作作出重要指示，表明了国家推动网信事业高质量发展的决心。高校是筑牢国家网络安全屏障的重要战线，在网络信息安全人才的培养上要响应时代要求，优化学科建设，培养符合新时代需求的网信人才。高校对信息安全人才的培养不能拘泥于传统的教学模式，要积极融入教育数字化的浪潮，助推教学模式变革，塑造教育发展新优势。信息安全学科建设应以专业群中的综合实践类核心课程为示范，将教育数字化作为课程建设路径，通过元宇宙、人工智能等技术优化课程教授形式，激发学生学习活力，建设“人人皆学、时时能学”的专业学习氛围。

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信息安全管理实务课程建设现状

信息安全类课程是高校信息安全相关专业培养体系中的重要支撑，其中信息安全管理实务课程是司法信息安全及信息安全技术应用专业的核心课程，培养目标聚焦于具有高度网络安全意识、扎实安全理论知识、熟练安全规划与整改能力的信息安全管理人才[3]。该课程目的在于融合专业技术类课程，立足信息安全管理的目标，从全局视角体现信息安全管理方法与理念，在专业系列课程中承上启下，有着总结前序课程、铺垫实践操作的重要作用[4]。目前课程建设的数字化进程，尤其在元宇宙赋能课程交互方面有很大的建设空间。

1）课程情景化教学体系须优化探索。

本课程以网络安全等级保护工作流程为教学主线，系统构建了涵盖“定级—备案—测评—整改”四大模块的立体化教学资源库。知识迁移效能有待提高，拟在现有案例教学基础上引入虚拟现实等教学手段，优化工作场景的数字化还原度，助力学生形成更直观的岗位认知。

2）多维互动教学模式须深化实践。

教学团队在传统讲授式教学基础上构建了“理论讲授—案例研讨—实践操作”三维联动教学模式。针对大班授课师生配比降低的问题，须探索构建“教师主导—虚拟助教辅助—在线学习广场互助”的协同育人模式，使每位学生都能获得适切的学习支持。

3）智慧化评估体系须持续建设。

课程已建立包含过程性评价、终结性考核、项目化实践、平台数据追踪的四维评价体系，形成较为完整的教学效果监测闭环，但仍须构建智能化评估，实现对学习者能力的精准及时反馈，生成个性化的学习提升建议。

综上，提升教学情景沉浸感，构建多维互动教学过程，建立智慧化学习评估体系是当前课程建设的重难点。

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元宇宙赋能信息安全管理实务课程建设的实施路径

元宇宙是指融合了新一代互联网、虚拟现实、增强现实、人工智能等数字技术搭建的与现实世界交织共生的虚拟空间。教育元宇宙则是在元宇宙技术的基础上搭建的一种数字化、智能化的新型学习环境，利用计算机作为载体，在虚拟世界中增强教学过程的师生交互性，同时对学生的学习效果进行智能化的反馈[5]。信息安全管理实务课程建设将“元宇宙+”的教学赋能模式分为“引导教学+沉浸学习+智能反馈”3 个阶段，融入教学实施过程中，实施路径如图 1 所示。

2.1引导教学，提出“课堂三问”

信息安全管理实务课程中包含信息安全概述、信息安全风险评估、网络安全等级保护、网络安全宣传教育四大模块，其中涵盖了基本概念、等级保护发展历程、法律法规等概念性知识，从以往教学效果来看，以文字作为主要载体、以讲授作为主要形式存在学生课中注意力缺失的情况，难以让学生入耳入心。以课程前、中、后情景“三问”串接知识体系，能有效提高学生课堂注意力、激发学生对知识的探索欲，具体实施路径如下。

1）关键性问题，激发课前好奇心。

课程开展前，以每个章节的主要教学内容为基础，依托实际案例，从中凝练出基于课程知识点的关键性问题，同时配合“元宇宙+”赋能视听效果，吸引学生的关注度，引出其好奇心，达到“带着问题”进入课堂的效果。

2）趣味性问题，召回课中注意力。

课程讲授中，学生的注意力会随着时间不断分散，在15~20min时注意力及听课效率会衰退至谷底，用新的问题串接起学生在一个课时的注意力是避免学生注意力衰退的有效解决方式。在提问内容上，要承上启下，基于整体知识框架；在提问形式上，以案例背景为基础增加趣味性的虚拟互动；在最终效果上，达到既有效也有趣的教学目标。

3）引导性问题，提高课后主动性。

课程结束后，学生对课堂知识的记忆会遵守艾宾浩斯遗忘曲线进入快速遗忘阶段，设置课后问题增强学生的课后自主探索的内驱动力，能有效避免快速遗忘；同时，简要提出下个课程模块的导学问题，驱动学生自主进行课前预习，提高课程效率。

2.2沉浸学习，打造“三式空间”

信息安全风险评估和网络安全等级保护是信息安全管理实务课程的两大重点模块：①信息安全风险评估要求学生掌握风险评估的流程和方法，并能独立出具信息系统的安全风险评估报告。②网络安全等级保护模块以“定级、备案、等级测评、建设整改”4 个阶段为导向，以“水质监测系统等级保护建设”实际案例为内容依托，培育学生开展等级保护全流程工作的能力。该模块涉及大量对实际情景的模拟，受限于不同学生的想象力和生活经验的差异，难以呈现现实工作流程的全貌。通过元宇宙技术模拟虚拟空间，以“逼真、开放、递进”为构建目标，从多维度补充实际场景信息，助力培养学生实操能力，具体实施路径如下。

1）逼真式体验，构建仿真场景。

以课程中的实际案例作为切入点，通过虚拟现实和增强现实技术构建教学案例中的实际场景，仿真学生在实际案例中遇到的真实环境，将传统的案例背景叙述转化为动态立体化的表达，为学生提供真实的案例体验。

2）开放式探索，扩展学习边界。

在虚拟空间中模拟风险评估调研过程和等级保护主线任务中的各类情况，虚拟空间中各类案例的构造不局限于标准化的单线过程，而是将实际工作中可能遇到的情况和障碍均体现在案例空间中，为学生打造一个“开放式”的自主探索学习空间。

3）递进式学习，模拟实际流程。

在虚拟空间设置实际工作案例中遇到的交互人物和交互主体，即案例学习空间中的 NPC（non-player character的缩写，是游戏中一种角色类型，意思是非玩家角色），学生须通过与 NPC 的交互，获得风险评估与等级保护建设过程中需要的关键信息，逐步完成整个案例的学习，为学生搭建一个递进式的学习过程。

2.3智能反馈，促进“学习智助”

信息安全管理实务课程包含过程性评价、终结性考核、项目化实践、平台数据追踪的四维评价体系。一方面受限于大班授课师生配比降低的情况，该方式无法细致化评估学生对于实践案例的掌握情况；另一方面，该考核模式的教学反馈对于学生而言有一定的滞后性，不利于学生在学习过程中及时地查漏补缺。借用元宇宙技术设置虚拟课程教师，同时利用智能化技术对每个学生的学习过程进行自动分析，从“当前不足，学习建议，阶段目标”3 个角度，对不同学生的学习情况进行针对性反馈。

1）勾勒学生画像，建立智查智纠。

①学生在元宇宙学习空间中探索学习时，后台会实时收集存储学生操作的细节数据，并绘制学生画像，寻找学生薄弱知识点，根据学生画像中的薄弱环节给出定制化的学习建议和下阶段的学习目标。②元宇宙学习空间设置虚拟教师，通过虚拟教师的形象表述学生画像中的反馈内容，丰富学习过程的趣味性和互动感，减轻教师工作量的同时仍能提高学生的主观能动性。

2）设立学习广场，增进同伴互助。

根据研究表明，相比于教师单向设置学习激励措施，同伴间学习氛围的营造更有利于增进学生的主动性，相比于向老师请教，学生会优先选择与同伴进行讨论交流[6]。在元宇宙空间中设置学习广场，实时反映班级各位同学的在线情况、学习进度、所处环节等，在学习空间中增加社交属性，将独立的学习个体融入到氛围浓厚的学习集体中。

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元宇宙赋能信息安全管理实务课程建设的案例构建

本课程以滨海市环境保护局水质监测系统（简称水质监测系统）的网络安全等级保护建设的真实案例为场景依托，将网络安全等级保护工作的四阶段“定级、备案、等级测评、建设整改”的全过程贯穿其中，授课内容为 28 学时，占总学时数的 44%，是本课程重点模块。以该内容作为案例建设，既能以元宇宙作为平台展现课程内容，也能全面反映元宇宙赋能课程建设的构建理念。本案例的构建共分为 4 个小场景，构建实例场景如图 2 所示。

3.1场景 1：水质监测系统情况调研

场景1用于模拟水质监测系统的软硬件及背景信息。①建立滨海市环境保护局的工作场景，在场景中还原水质监测系统中对于各监测点水质情况进行统计、分析等的功能，学生可在场景中自主体验现场数据采集、数据处理、业务办理、运行维护 4 个数据流转环节，分别从使用单位、业务单位、运维单位的视角理解整体业务流程。②同时模拟水质监测系统部署在公有云与专有云的各项情况，学生在场景中理解各单位对数据保护与边界入侵防范的协作情况。③本场景中设置 NPC，学生通过与场景中的 NPC 进行交互，获得该系统的开发单位、运维单位、备案单位及责任部门的各项信息。④所有流程及信息收集完毕后，视为完成该场景学习任务。

3.2场景 2：水质监测系统侵害模拟

场景 2 用于模拟水质监测系统可能受到侵害的客体，以及受侵害后的影响情况。①将场景分为业务信息和系统服务两个部分，业务信息主要是各类水质信息的录入与监测，系统服务主要是各类信息的存储、分析和查询。②模拟水质监测系统业务功能遇到侵害时，无法正常开展数据流转业务，导致数据延迟、政策滞后等管理上的重大失误。③模拟水质监测系统中系统服务遭遇后台入侵、数据删改等突发情况时，可能遭遇的管理业务停滞、水质水位信息错误报警引起错误应急等公共管理突发状况。④通过突发情况的模拟过程，学生给出正确初步定级后，将解锁下一场景。

3.3场景 3：水质检测系统定级评审与备案

场景 3 用于模拟水质监测系统的评级备案过程。①根据前述场景中收集到的系统建设情况以及业务使用、系统管理、运营维护等各主体的相关信息，填写“信息系统安全等级保护备案表”，撰写水质监测系统定级报告。②模拟报告提交、专家评审流程，元宇宙平台根据学生提交材料进行智能判定，若材料完整合规，评审通过；若材料不规范，模拟专家将安全等级保护定级评审意见表反馈给学生进行修改，直至提交合格。③模拟水质监测系统评审流程，将修订后的材料移交行业主管部门审批，审批合格后移交公安部门进行备案；获得备案证明后，表明该场景通关。

3.4场景 4：水质监测系统等级测评与建设整改

场景 4 用于还原水质监测系统的等级测评过程和建设整改环节。①等级测评过程中，学生可自主对比建设整改前后测评报告差异；在场景中利用测试设备及工具对系统进行测评，同时收集项目概述等各项表单，确立测评方案；测评过程中，将测评结果与测评指标相对比，根据测评结果进行整体分析，形成测评报告。②建设整改要在元场景中对安全技术建设部分，如网络通信性能、网络云计算性能、安全区域边界、服务器安全、云计算安全进行评估，记录其是否符合各评估项要求；除硬件通信部分，须对照安全管理制度在安全策略、管理制度、管理机构等方面进行差距分析对比，形成安全管理建设整改需求，对标安全管理整改需求设计安全管理方案。

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案例实施效果评价

为进一步说明元宇宙赋能课程案例构建对于提高学生学习效果的有效性，选取学习该门课程但未使用元宇宙平台进行案例学习的信安 211 班和信安 212 班（共 82 人），以及使用元宇宙平台进行本案例学习的信安 222 班和信安 223 班（共 86 人），共 4 个班级作为对比样本，其中本案例部分平时作业均相同。

通过统计两届学生本案例部分的作业情况发现，信安211班和信安212班相关作业的平均得分为 83.62 分，信安 222 班和信安 223 班则为 86.35 分。从作业平均分来看，使用过元宇宙平台的学生在案例学习中表现更优。

通过对比两届学生期末考试中本案例部分考查的相关知识点回答情况发现（其中期末考试中该部分的考查内容占比 60%），信安 211 班和信安 212 班相关部分的平均成绩为 41.17 分，信安 222 班和信安 223 班则为 43.62 分。从考试效果上看，使用过元宇宙平台的学生对该部分知识点掌握情况更好。

通过对比两届学生学习平台的活跃度发现，信安211班和信安 212 班的周平均活跃人数在 226 人次，平均每人每周访问 2.76 次，信安 222 班和信安 223 班的周平均活跃人数在 297 人次，平均每人每周访问 3.45 次，说明学生对于课程的自主探索欲望更加浓厚。

从总体统计数据上来看，使用元宇宙赋能课程案例教学对于学生学习效果和学习主动性有提升作用。统计数据对比如图 3 所示。

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结 语

在高校信息安全管理实务课程中引入元宇宙技术赋能课程资源建设，遵循完整的三位一体的资源建设理念，将等级保护四阶段的课程案例构建为以情景演示为表现形式的、学生可自主交互的学习场景，在具体场景中将网络安全等级保护中的抽象概念化为具体实例，将交互学习的自主权放入学生手中；同时，在交互式的虚拟场景中把网络等级保护四阶段量化为关卡形式，让学生能够及时了解学习进度与学习收获，在交互式场景中不断获得正反馈，实现了由“要我学”到“我要学”的转变。

随着教学团队和科研团队后续的迭代开发，元宇宙赋能的教学理念将不断完善，元宇宙教学平台的课程案例会更加丰富，元宇宙技术赋能高职院校教学资源建设与应用将会形成完善的示范案例进行行业推广，全面提效新时代教育，推进教育模式变革。

参考文献：

[1] 李永智. 以数字化开辟教育发展新赛道[J]. 教育参考, 2023(5): 5-6.

[2] 本刊编辑部. 以教育数字化为“倍增器”推进学习型社会建设: 2024世界数字教育大会教育数字化与学习型社会建设平行会议综述[J]. 中国教育信息化, 2024, 30(3): 31-36.

[3] 吕韩飞, 徐晶. 信息安全类专业课程思政教学探索[J]. 计算机教育, 2022(5): 116-119.

[4] 诸邵忆, 吕韩飞, 徐晶. “以岗促学、以德促教”的“信息安全管理实务”课程教学改革[J]. 网络安全技术与应用, 2024(9): 111-113.

[5] 庄雷. 元宇宙视域下高校课程智慧化建设路径及案例研究[J]. 中国教育信息化, 2024, 30(10): 100-108.

[6] 陈英. 基于群体动力和同伴压力的协作学习成效研究与实践[J]. 高教学刊, 2023, 9(23): 11-15.

基金项目：浙江省教育科学规划 2024 年度规划课题“教育数字化行动战略背景下元宇宙技术赋能职业教育教学模式变革的路径研究”（浙教科规办 2024SCG319）。