全要素学习型网络教学实验平台安全优化路径研究

◆张科

（广东海洋大学法政学院 广东 524088）

习近平总书记在2018年国际人工智能与教育大会的贺信中指出，中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。近年来，以互联网技术为支撑基础，以人工智能为特色的信息科技浪潮全面冲击传统教学模式，衍生了包括“慕课”在内的线上课堂新形态。从2019年4月9日中国“慕课”大会的数据显示，我国已有1291门课程被认定为国家精品在线开放课程，12500门“慕课”上线，超过2亿人次在校大学生和社会学习者学习慕课，6500万人次大学生获得“慕课”学分，我国“慕课”的数量和应用规模居世界第一。我国基于“智能+教育”的虚拟仿真实验教学项目上线数量已超过1000个，拥有全球首个虚拟仿真实验教学项目集中展示平台“实验空间”。

在教育部的统一部署下，疫情期间高校在线教学，全区域、全覆盖、全方位实现了“停课不停教、停课不停学”。截至2020年5月8日，全国1454所高校开展在线教学。103万教师在线开出了107万门课程，合计1226万门次理论课和实验课课程，参加在线学习的大学生共计1775万人，合计23亿人次。疫情“倒逼”改造升级的网络教学实验平台在智能技术更新换代的背景下必将迎来新的一轮优化建设热潮。

1 全要素“学习型”网络教学实验平台概述

1.1 概念

全要素“学习型”网络教学实验平台是指传统教学及实验中的准备、实施、考核、评价、反馈、完善等涉及教学全过程的所有要素做到统一进行，在网络平台进行以及教学过程中的机构、教学实验内容、师生信息的更新、储存、运用也在同一平台完成。全要素学习型教学模式要求教育管理机构、实施机构充分信任和授权网络教学实验平台对学习要素的合法合理运用，同时也对网络教学实验平台的功能模块设置灵动程度以及安全保障提出了较高的要求。经验较为成熟的若干全要素“学习型”网络教学实验平台在本次疫情线上教育中大放异彩。如网络教学平台中的中国“慕课网”、“超星尔雅”、雨课堂等；网络实验教学平台中的实验空间、万学慕课平台都是典型的全要素“学习型”网络教学实验平台。放眼国际视野，中国高等教育在世界疫情总体严峻的背景下，主动出发，秉承“走出去”战略，打造中国高校在线教学英文版国际平台。如高等教育出版社“爱课程”和清华大学“学堂在线”以首批入选的高质量网络教学平台亮丽名片展现中国在线高等教育的国际水准。

1.2 特征

（1）知识技能点的独立化

全要素“学习型”网络教学实验平台设置了理论知识和实践技能框架式及分割式并存的运行模式，为网络教学及实验的知识点、技能节段式操作评价和整体评价奠定基础。网络教学实验平台的内容设计充分体现出流程规范化、操作可视化、评价透明化。作为贯穿一门课程或者一项实践技能全过程的全要素“学习型”网络教学实验平台在模块布局上呈现出区域功能明确、推进运行线性化、评价封闭独立等多重特征。

（2）运作过程整体化

全要素“学习型”网络教学实验平台运作过程整体化要求运行过程注重全过程的实施，尤其是准备、实施、评价、反馈等环节贯穿于始终。全要素“学习型”网络教学实验平台的集合要素通过框架式运行模式予以统筹。运作过程整体化也意味着某一环节的脱钩或者故障会直接影响整个网络教学实践平台的正常运行，甚至导致整体平台数据的“链化失真”或者损坏。

（3）模块及平台整体可复制推广和常态化使用

全要素“学习型”网络教学实验平台的技术使用模式能够实现传统教学实验过程所有环节的常态化。这有效地促进了教师、学生、管理者开展嵌入式学习，既对接网络教学的共性要求也彰显了使用者的个性要求。同时，作为全要素“学习型”网络教学实验平台能够把平台内的模块进行截取整合、打包复制进行推广。

2 全要素“学习型”网络教学实验平台安全风险分析

2.1 病毒入侵

病毒入侵是全要素“学习型”网络教学实验平台遭受的最常见的网络风险，其中包括计算机病毒和网络病毒两种。计算机病毒主要是通过代码有针对性地对目标程序进行破坏。对部分目标程序进行破坏后如果不被及时发现和清除，具有一定“潜发性”和隐蔽性的计算机病毒就会侵入其他目标对象进行快速复制、更改，甚至破坏整体系统，造成网络教学实验平台单机运行的异常甚至崩溃。在高校网络教学实验平台中，计算机中病毒普遍依靠存储在终端来传播。全要素“学习型”网络教学实验平台中即使是单机遭受计算机病毒的入侵也会因为全要素沉浸平台的特点使所有信息遭受巨大损害威胁。网络病毒则是充分利用网络协议及网络体系结构作为其传播途径或机制，同时破坏某些网络组件（服务器、客户端、交换和路由设备）的病毒。特别是在一些数据交换量高峰时段、使用人数剧增、使用时间集中等特征，网络病毒的入侵能够使网络教学实验平台出现不能正常登录、信息资源遭受篡改、平台模块运行不力甚至平台崩溃等问题。

2.2 刻意传播代入

网络教学实验平台具有明确的教育对象和发挥传播知识、提升技能的针对性教育功能。在当前国际化形势发展复杂和社会矛盾多发趋势没有明显消减的背景下，一些别有用心的势力和组织会通过刻意攻击，代入传播不良甚至非法信息的行为。如疫情防控期间有部分学校的线上教育平台出现了非法广告商的代入行为。国外的线上教育平台也出现遭受黑客攻击强行进行传播恐怖主义信息的事例。同时，全要素“学习型”网络教学实验平台是网络教学实验平台发展的高阶阶段，其中全要素组合、储存、运行所蕴含的知识技能价值、网络平台设计布局、运营核心技术是同类平台中影响竞争差异化的核心因素。因此，也不排除在现实中有不少网络教学实验平台的同行进行刻意攻击，阻止网络教学实验平台正常运作，从而达到贬低网络教学实验平台商誉，争夺市场份额的目的。

2.3 信息泄露

网络教学实验平台在运作的过程中容易出现信息泄露的情形与网络教学实验平台的技术屏障程度紧密联系。最为常见的网络教学实验平台信息泄露手段是非法使用网络嗅探。全要素“学习型”网络教学实验平台作为较为成熟并具有推广典型意义的网站常常以平台联盟的方式提供线上服务从而实现资源组合优化和不断扩大受益面。平台联盟上的数据链路层遭受非法网络“嗅探”窃取、修改数据的风险较单体网络教学平台大。同时，由于全要素“学习型”网络教学实验平台所运行的数据来源层次丰富，同步更新速度快，辐射范围呈现不断延伸拓展动态趋势，采取传统的技术对数据进行加密处理并不能有效阻止信息泄露。此外，全要素学习型教学实验平台海量、新鲜、动态的大数据对于竞争同行而言蕴含着巨大的商业价值。因此，不排除网络教学实验平台上的某些信息被有意泄露。

2.4 知识产权侵权

全要素“学习型”网络教学实验平台的资源如何实现加工、编辑以及再传播，在现实中也遭遇很大的难题。网络教学实验平台的全要素在网络平台进行，意味着传统场合知识点和技能操作过程的分解化。而对这些处于分割状态下的知识点和技能点的分行如何实现传播的整体保护也是保证网络教学实验平台实现常态化运作的重要组成部分。如何通过技术加密或者轨迹跟踪系统等来进行防范、惩治盗取、非法利用甚至买卖正版网络教学实验平台的账号、路径、内容等知识产权侵权行为也是一个迫切需要解决的现实难题。我国现有的《网络安全法》、《著作权法》以及《信息网络传播权保护条例》对于层出不穷的线上教育非法技术运用侵犯知识产权的问题并没有对应的规制。

2.5 师生运用过程中的操作失误

全要素“学习型”网络教学实验平台的大规模和纵深运用一定程度上是由于疫情的特殊情况而被动地进入超出预期迅猛发展的快车道。而对于全要素“学习型”网络教学实验平台的各模块及系统功能运用进行熟练、完备的操作在短时间内对于广大师生而言还有相当的难度。这就有可能出现部分师生在对全要素“学习型”网络教学实验平台的操作过程中出现失误，从而导致网络教学实验平台数据的错误运用或者造成平台系统非正常运作。

图1网络教学实验平台安全风险类型示意图

3 全要素“学习型”网络教学实验平台安全优化路径

（1）完善“学习型”网络教学实验平台管理立法

对于网络教学实验平台的运作与一般的纯粹付费型商业平台的运作有所不同。它既包含了使用软件开发公司的产品同时又融入了学校管理、教师操作、学生使用等内容，交织着商业运作和公共教育服务等行为。目前，对于实体实验室安全规范方面的立法也主要针对实验室的设备、试剂材料、实验动物等硬件方面，对于网络教学实验平台网络安全的规定几乎空白。所以在网络教学实验平台的运行中除了适用《著作权法》、《消费者权益保护法》、《信息网络传播权保护条例》以外，对于涉及网络教学平台中的网络安全、学校管理、教师职务行为认定、学生著作权、个人信息等方面应该尽快制定专门性的法律法规来进行有针对性的规定。

（2）细化全要素“学习型”网络教学实验平台的自主操作规章

即使是使用同一个公司开发的网络教学实验平台，各个高校在教学实验开展的过程中依据学校资源配置程度的不同也会呈现出多种形态。因此，在短时间没有具体法律法规对高校网络教学实验平台进行规范的前提下，高校应该主动出击，依据本单位的技术保障力量具体情况，有针对性地对网络教学实验平台的网络安全保障制定细化的操作规章。尤其是对网络教学平台安全责任的主体、流程、风险防范、损失等有可操作性强的规定。

（3）重视“学习型”网络教学实验平台安全预警机制建设

全要素“学习型”网络教学实验平台的发展必将向要素更丰富复杂、“子网络”功能更完备的趋势发展。这也意味着任何类型的网络安全事故都会对教学实验平台运作产生更大的威胁和造成更加严重的损害。因此，对于全要素“学习型”网络教学实验平台网络安全的保障要着重从预警干预机制的角度进行建设，多次反复进行模拟网络安全事故的预警、干预、应对、救济环节的演练，尤其是对于大面积的突发事故制定较为完备的应急处理方案。对标《2020年教育信息化和网络安全工作要点》持续开展网络安全监测预警的要求，提高数据分析和态势感知能力。

（4）加强全要素学习型网络教学实验平台的常态过程安全维护

全要素学习型网络教学实验平台中涵盖的对于商业机构而言具有较高的价值，因此，对于网络教学实验平台的信息维护应该做到专人监管，定时采取升级保护措施，网络平台公司和学校要同时承担起监管责任。作为常态的安全监管工作组成部分，注重在数据链路层采用更为完备的VLAN技术，在内部网络设置层次清晰的安全级别子网进行相应的数据加密处理。在网络教学实验平台的网络层采取防火墙技术、入侵检测技术、区块链技术去记录、拦截、追踪入侵对象，完善教育系统网络安全通报机制建设。同时，落实国家《网络安全等级保护2.0》的相关要求，健全相关工作机制和技术标准，推进教育系统网络安全岗位能力建设，推广实施教育系统网络安全保障专业人员（ECSP）培训。

（5）着力建设全要素“学习型”网络教学实验平台安全损害救济机制

需要经历长时间复杂程序才出现的立法和相应的技术措施并不能完全避免网络教学实验平台安全风险的发生。为了最大限度地减轻、降低网络教学实验平台安全风险发生后造成的损害，应该未雨绸缪，正视网络教学实验平台安全损害的救济机制建设。越是往纵深方向发展的全要素“学习型”网络教学实验平台，其承载和涉及的群体、资金、信息层级就越高，可能遭受的损害就越大。因此，对于网络教学实验平台的安全损害救济机制要重视对非人为安全风险进行分类评级并制定对应的救济方案。对于网络教学实验平台安全风险造成的教学秩序、教学信息、个人信息泄露等损害要联通相关开发平台、传播平台进行及时阻断、证据保全和“维权合作”等工作。同时，仔细研判全要素“学习型”网络教学实验平台安全损害的类型、大小、重复发生概率等，在符合法律法规的前提下，逐步、适当地引入商业保险赔付救济途径。

图2网络教学实验平台安全优化路径示意图