應用型本科高校密碼學課程教學方法探究

劉光軍

（西安文理學院，陜西西安,710065）

應用型本科高校密碼學課程教學方法探究

劉光軍

（西安文理學院，陜西西安,710065）

密碼學是信息安全的核心基礎課程，是計算機與信息相關專業(yè)中非常重要的一門課程。結合應用型本科院校學生特點和密碼學課程的教學特性，基于自身的教學實踐及反思，介紹了應用型本科院校密碼學課程授課過程中存在的典型問題，并針對性地提出了一系列可采用的行之有效的教學方法和策略。

應用型本科高校；密碼學；教學方法；教學實踐

當前，網(wǎng)絡空間安全已經上升為國家安全戰(zhàn)略，如何確保網(wǎng)絡信息安全已成為當前社會關注的熱點。密碼學是信息安全領域的核心內容。密碼學課程對于信息安全知識學習和信息安全意識的培養(yǎng)具有至關重要的作用。在很多高校，計算機、信息和電子等相關專業(yè)均已經開設有密碼學課程。由于不同高校的相關開課專業(yè)對該課程的教學內容、開設時間均不相同，所以探索適合所在高校和專業(yè)的課程教學模式具有非常重要的意義。筆者結合自身實際教學經驗和應用型本科高校的學生特點，分析該類高校信息與計算科學專業(yè)密碼學課程的教學現(xiàn)狀及存在的問題，并給出具體可行的解決策略。

1　應用型本科高校密碼學課程的教學現(xiàn)狀

密碼學課程具有知識跨度廣、內容難度大、理論和實踐性強的特點。密碼學技術是數(shù)學理論在信息安全中的重要應用，特別是較為抽象的初等數(shù)論、抽象代數(shù)、有限域等數(shù)學知識在通信安全領域的應用。學生如果不能較好地掌握這些數(shù)學知識，將會使后來的密碼學課程的教和學的阻礙就非常大。從教學對象的總體特點來說，與重點院校相比，應用型本科院校的學生在理解和掌握知識能力上略有差距，能力上稍顯不足，部分學生學習動力普遍欠缺，學風較浮躁，動手能力較差。這兩方面的特點使得這些院校學生普遍感到密碼學課程的學習非常吃力，困難重重。這些困境意味著應用型本科院校在密碼學課程教學方面面臨著很大的考驗，在教學中需要進一步地探索和改進教學方法。

2　應用型本科高校密碼學課程教學中存在的典型問題

現(xiàn)階段，應用型本科高校學生在課程學習過程中存在的上述內在狀態(tài)已經外化到我們具體的教學過程中，從一個側面凸顯出當前這些院校密碼學教學中存在的問題。筆者結合應用型本科院校的學生特點和自身教學思考，從四個方面總結了應用型本科院校密碼學課程教學中存在的主要問題。

首先，前置課程開設不合理。密碼學課程知識跨度廣的特點意味著學習該課程必須首先具備一些先置性的課程知識，比如信息與編碼理論、初等數(shù)論、抽象代數(shù)、計算機基礎等。事實上，現(xiàn)階段在應用型本科院校中，開設密碼學課程的專業(yè)大都根據(jù)自身的專業(yè)特點和就業(yè)需求，開設了大量的面向現(xiàn)實就業(yè)的實用性課程，大幅壓縮一些很重要的密碼學前置課程的學習時間，甚至于有的專業(yè)完全取消了密碼學先修課程的安排和落實。這種本末倒置的做法直接導致了學生基礎理論知識的缺乏，給密碼學課程的正常教學進度造成了很大的困擾，更使學生在學習這門課程時感到難度過大。

其次，填鴨灌輸式教學。在當前階段的密碼學課程教學中，教師常常會陷入填鴨式板書或PPT放映講解機械方法中，師生互動性欠缺。這些方法忽視了對學生學習狀態(tài)的關注，弱化了對枯燥理論背后的應用場景的講解，致使學生在學習過程中普遍感到乏味無趣，難以保持對密碼學課程的飽滿學習熱情。另一方面，現(xiàn)有的密碼學教材過多地偏向理論知識的探討，缺乏直觀的應用實例。此外，教學內容不能緊跟密碼學當前最新技術發(fā)展，知識更新慢，使學生在信息安全方面的探索熱情大打折扣。

再者，理論教學和技術實踐脫鉤。當前許多專業(yè)的密碼學教學大綱的制定主要側重于對密碼學知識體系的掌握，缺乏對實踐教學能力的培養(yǎng)，最終導致學生對密碼學課程的學習理解僅僅停留在紙面的“蜻蜓點水”上。筆者發(fā)現(xiàn)，經常有學生在聽完課后，對密碼學中的常用原語和抽象概念理解囫圇，無法體會密碼學真正的應用背景和學習意義所在。

最后，考核體系不完善。當前，絕大多數(shù)的老師在教學中僅采用平時成績（考核指標包括課后作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等）和期末考試相結合的考核方式，結果導致大部分學生只能采用被動的學習方式去應付考試，根本無法調動自我學習的自覺性和主動性。這不僅無法提高課程考核的質量，而且難以達到應有的教學效果。

3　應用型本科高校密碼學課程教學的教學策略

針對應用型本科院校密碼學教學過程中存在的問題，教師在教學中要善于總結創(chuàng)新，因地制宜，因材施教。為此，筆者總結出如下的教學改進方法。

3.1優(yōu)化教綱編排，注重教學層次

在密碼學課程開設之前，必須先開設一些必備的前修課程。密碼學先修課程尤其是數(shù)學基礎理論課程很多，而教學大綱的規(guī)定課時有限，所以在課程設置方面無法做到面面俱到，必須進行課程編排的適度優(yōu)化。雖然大部分高校都開設了計算機語言、數(shù)據(jù)結構、計算機網(wǎng)絡、線性代數(shù)等課程，但對應用型院校本科生而言，還可以考慮開設《信息安全數(shù)學基礎》課程專題講座，用較少的課時簡要學習相關數(shù)學基礎知識，為后續(xù)密碼學課程的學習進行知識儲備。

3.2增加師生互動，落實實踐環(huán)節(jié)

由于密碼學課程難度較大，一味地灌輸自然可以加快教學進度，但這種急功近利的教法會使學生極易產生抵觸情緒，教學效果固然很不理想。實際上，師生互動交流是在教學中提高學習效果的重要手段。例如，在講解RSA公鑰密碼體制的加解密算法理論推導時，教師往往將解密公式按照兩種不同情況進行遞進分析推導。在講解過程中，教師應在每一步推導時對學生進行提問，讓教學暫時進入思考討論環(huán)節(jié)，使師生的互動環(huán)節(jié)跟著教師的講解步步前進，從而取得較好的教學效果。

3.3撰寫課程論文，開拓知識視野

密碼學的教學內容要具有針對性、前沿性和實踐性。密碼學課程體系涵蓋的知識內容范圍特別廣，當前國內外關于密碼學理論和應用的相關研究方向也很多。在知識日益更新的今天，學習密碼學知識也已經不僅限于特定教材內容的限制。于是，將學生對該課程的學習由課內講授引導至課外自主深入了解探索對學生信息安全素質和能力的培養(yǎng)至關重要。撰寫課程論文是深化課內學習、開拓課外知識視野的有效途徑。這種方法可以讓學生完全不囿于教材固定內容的學習，通過查找相關文獻，可以對自己感興趣的相關問題做進一步的研究和探討。

4　結語

結合自身的教學體驗和認知思考，簡要論述了應用型本科院校密碼學課程教學中存在的問題和相應的解決策略。從中可以看出，專業(yè)培養(yǎng)目標、密碼學課程特點、先修課程基礎和教學實踐等都是應用型本科院校密碼學課程教學內容設置和教學方法采用的依據(jù)。明確教學內容、教學對象和教學方法的特殊性是對應用型本科高校密碼學課程教學研究和探索的關鍵基礎。實際上，密碼學課程的教學體系往往是由多種因素組成的有機系統(tǒng)，對該課程的教學研究需要在不斷的教學思考和教學實踐中不斷地去深入和完善，發(fā)現(xiàn)并掌握其中內在的教學規(guī)律，并用這種規(guī)律來指導具體的教學設計。

[1]張煥國, 韓文報, 來學嘉,等. 網(wǎng)絡空間安全綜述[J]. 中國科學:信息科學, 2016, 46(2):125-164.

[2]王育民,劉建偉. 通信網(wǎng)的安全:理論與技術[M]. 西安電子科技大學出版社, 1999.

[3]張仕斌. 《應用密碼學》課程教學方法研究與實踐[J]. 信息安全與通信保密, 2012(7):77-80.

Research on the teaching methods of cryptography course in application-oriented university

Liu Guangjun
(Xi’an University, Xi’an,710065, Shaanxi)

Cryptography is the core curriculum of information security,and also a very important course for the specialties related to computer and information. The paper discussed the typical problems existing in the teaching process of cryptography specialty in regular university,and then put forward a series of effective teaching methods and strategies by combining the teaching characteristics of the students in application-oriented university and the cryptography course with the author’s teaching practice and reflection.

Application-oriented university;cryptography;teaching method;teaching practice

G642

A

西安文理學院教育教學改革項目（JG2015B038）

劉光軍（1980-），男，講師，博士。