MOOC背景下的信息安全原理課程教學(xué)模式研究

丁琳+謝衛(wèi)星+夏石瑩+陳靈娜

摘 要： 針對信息安全原理課程教學(xué)存在的問題，在分析MOOC 特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，闡述借力MOOC推進(jìn)信息安全原理課程教學(xué)改革的觀點(diǎn)，構(gòu)建“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的信息安全原理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，為MOOC背景下同類課程的思維性教學(xué)改革和創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞： 信息安全原理； MOOC； 以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心； 教學(xué)模式

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-96-03

Research on the teaching mode for principles of information security

course in MOOC background

Ding Lin， Xie Weixing， Xia Shiying， Chen Lingna

（School of Computer Science & Technology， University of South China， Hengyang， Hunan 421001， China）

Abstract： Aiming at the problems existing in the teaching of principles of information security course， on the basis of analyzing MOOC characteristics， expounds the viewpoint that promote the teaching reform of principles of information security course by introducing MOOC. Building a "to students learning as the center" flipped classroom teaching mode for principles of information security course， provides the reference for the teaching reform and cultivation of innovative talents in MOOC background.

Key words： principles of information security； MOOC； taking the student learning as the center； teaching mode

0 引言

信息安全原理課程作為一門重要的基礎(chǔ)課程需要充分體現(xiàn)時(shí)代特征，不斷改革創(chuàng)新[1]。當(dāng)前，信息安全已成為關(guān)系到國家安全、社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活的重大戰(zhàn)略問題，創(chuàng)新型信息安全人才培養(yǎng)自然成為推進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)現(xiàn)代化的必備基礎(chǔ)和先決條件[2]。因此，信息安全原理課程的重要性突出。其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握信息安全知識和技能，培養(yǎng)其解決和處理信息安全問題的思維能力。而“以教師教為中心”的課程教學(xué)模式難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，以及體現(xiàn)課程應(yīng)有的價(jià)值。

MOOC（Massive Open Online Coure）的出現(xiàn)開啟了在線教育的新時(shí)代，給全世界大學(xué)的傳統(tǒng)教育帶來了巨大沖擊[3]。對我們來說，MOOC帶來的創(chuàng)新理念正在為信息安全原理課程教學(xué)模式改革和人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效提升等深層次變革提供了新的思路和方法。

1 信息安全原理課程教學(xué)改革

1.1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前對于理論性與實(shí)踐性兼?zhèn)涞男畔踩碚n程，教學(xué)模式大多是“以教師教為中心”。在課程教學(xué)中，教師處于主體地位，教師在課堂上關(guān)注于將理論知識系統(tǒng)清晰地描述與表達(dá)。學(xué)生在課堂上則以傾聽教師的知識灌輸為主，是知識的被動(dòng)接受者。在課后，學(xué)生由于缺少有效監(jiān)督和幫助，容易失去持續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和熱情，很難實(shí)現(xiàn)自我知識的內(nèi)化。這種“教師灌輸—學(xué)生接受”的課程教學(xué)方式是一種以“教”代替“學(xué)”的過程，難以激發(fā)學(xué)生的興趣，忽視甚至壓抑了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和個(gè)性，難以讓學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力得到發(fā)展，直接影響了課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量，最終使社會(huì)需求與信息安全人才供給之間產(chǎn)生很大的差距。

對學(xué)生而言，如果不能將知識轉(zhuǎn)化為思維，再多的知識也無用；如果思維不能轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，再好的思維也沒用[4]。掌握知識相對容易，而將所學(xué)知識融匯貫通成思維，并內(nèi)化為能力則需要加強(qiáng)訓(xùn)練。信息安全原理課程要實(shí)現(xiàn)思維能力培養(yǎng)教學(xué)改革，關(guān)鍵是要將貫通信息安全知識的思維以可視化的、可實(shí)現(xiàn)的方式而不是簡單化、概念化的方式傳授給學(xué)生[4-5]。這是對現(xiàn)有教學(xué)理念、內(nèi)容和方法的挑戰(zhàn)，相應(yīng)的改革勢在必行。

學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力需求與信息安全原理課程課堂教學(xué)之間的差距受到兩個(gè)外在因素的制約。一是課程學(xué)時(shí)少。該課程內(nèi)容涉及范圍廣、知識點(diǎn)多、應(yīng)用性強(qiáng)、適用面寬，但由于課堂學(xué)時(shí)有限，教師通常將大部分學(xué)時(shí)用于理論知識講授，很多知識也只能淺嘗輒止，無法深入講解，而用于驗(yàn)證式實(shí)踐教學(xué)較少。學(xué)生很難在有限的課堂學(xué)時(shí)內(nèi)消化所學(xué)知識，更無法實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化。二是學(xué)生基礎(chǔ)知識水平有差異。該課程一般在高年級開設(shè)，課程教學(xué)面臨著學(xué)生知識水平“非同一起點(diǎn)”的狀態(tài)，這些給課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)和組織帶來困難，這也是一個(gè)關(guān)鍵問題，而MOOC能夠?yàn)閱栴}的解決提供有效途徑。

1.2 借力MOOC，促進(jìn)“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的課程教學(xué)改革

目前，在線教育被認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入MOOC時(shí)代[5]。在MOOC中，學(xué)習(xí)者不需要有學(xué)校的學(xué)籍，隨時(shí)隨地就可以通過網(wǎng)絡(luò)選擇國內(nèi)外最優(yōu)質(zhì)的課程資源學(xué)習(xí)、分享觀點(diǎn)、做作業(yè)、參加考試、得到分?jǐn)?shù)等，完成學(xué)習(xí)全過程。在這過程中，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人實(shí)際情況，自由地安排適合自己的學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度。而且，MOOC中的學(xué)習(xí)行為還被MOOC平臺跟蹤記錄、統(tǒng)計(jì)分析，并及時(shí)將評價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)習(xí)者和教學(xué)者，這為監(jiān)控、激勵(lì)和優(yōu)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)行為提供了保障，也為個(gè)性化指導(dǎo)提供了基礎(chǔ)。由此可見，MOOC這一新型的教育學(xué)習(xí)模式能高質(zhì)、高效地滿足不同水平學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需求，有利于學(xué)習(xí)者個(gè)性和潛能的發(fā)展。

雖然MOOC有著上述各種優(yōu)勢，但目前并不能取代大學(xué)正規(guī)的課堂教學(xué)，主要有以下原因[5-6]。一是靈活的MOOC學(xué)習(xí)完全由學(xué)生自主，如果沒有外部環(huán)境的監(jiān)督和激勵(lì)，比如課堂的教師，自主能力不足的學(xué)生易中途退出學(xué)習(xí)。二是在受眾面廣的MOOC中，教師不可能對不同學(xué)習(xí)者開展長期的個(gè)性化指導(dǎo)。三是MOOC是通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建開放的教學(xué)環(huán)境，但因所有交流是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，難以提供面對面的師生互動(dòng)、協(xié)作、思想交流和創(chuàng)新實(shí)踐等培養(yǎng)學(xué)生思維能力最為重要的環(huán)境[5]。

綜上所述，我們較好的選擇是將MOOC與正規(guī)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合以發(fā)揮兩者優(yōu)勢，相互促進(jìn)。借力MOOC，可突破目前信息安全原理課程課堂教學(xué)的困境，使“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的課程教學(xué)改革成為可能。

2 新型教學(xué)模式構(gòu)建

我們依托自建的或一流高校的信息安全原理MOOC，選擇優(yōu)質(zhì)在線資源建設(shè)信息安全原理MOOC教學(xué)環(huán)境。以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革為切入點(diǎn)，改變課堂上知識講授、課后知識內(nèi)化的傳統(tǒng)教學(xué)過程，將MOOC作為課堂教學(xué)的線上環(huán)節(jié)，使思維能力培養(yǎng)的過程延伸到課堂教學(xué)之前，較好地解決了課時(shí)受限與教學(xué)活動(dòng)多、學(xué)生基礎(chǔ)差異與思維性能力培養(yǎng)的矛盾，從而能夠結(jié)合高效的課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

2.1 課前階段

課前，學(xué)生依據(jù)教師給出的課程教學(xué)的總目標(biāo)、每次課前目標(biāo)和課堂中的目標(biāo)，通過MOOC學(xué)習(xí)教學(xué)資源，完成個(gè)體知識的建構(gòu)。在MOOC學(xué)習(xí)中，學(xué)生可根據(jù)自身情況自主選擇時(shí)間和方式觀看知識點(diǎn)講解的微視頻，其中單個(gè)微視頻時(shí)間控制在10分鐘左右，以最大化有效學(xué)習(xí)時(shí)間，完成隨堂練習(xí)題或在線考試題，得到測試分?jǐn)?shù)，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)。如果學(xué)習(xí)過程中有疑問，可通過MOOC交流平臺發(fā)布問題，獲得教師、同學(xué)的關(guān)注和解答，還可以通過反復(fù)觀看教學(xué)視頻、查閱MOOC中的輔助學(xué)習(xí)資料等進(jìn)行基本理論知識的強(qiáng)化學(xué)習(xí)。

顯然，MOOC能為學(xué)生提供更好的課前自主學(xué)習(xí)方法和內(nèi)容。而課堂教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力具有不可或缺的重要性。

2.2 課堂階段

課堂中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和MOOC平臺上學(xué)生學(xué)習(xí)的評價(jià)反饋結(jié)果，以案例為核心，以問題為牽引，針對性的開展理論與實(shí)踐并重的研討型教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，梳理課程知識要點(diǎn)和MOOC學(xué)習(xí)中重點(diǎn)和難點(diǎn)，探討問題求解思路和方法，并得到個(gè)性化指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對課程知識的高效內(nèi)化，使本課程的課堂教學(xué)從教師講解為主轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力為核心。

⑴ 教學(xué)內(nèi)容

在課堂理論內(nèi)容上，教學(xué)案例的設(shè)計(jì)應(yīng)具有適應(yīng)性、連貫性和系統(tǒng)性，緊密結(jié)合學(xué)生的專業(yè)方向、自我發(fā)展需求和生活實(shí)際，傳授信息安全知識在不同領(lǐng)域應(yīng)用的思想和方法。以密碼技術(shù)這一知識模塊為例，學(xué)生通過MOOC預(yù)先學(xué)習(xí)密碼學(xué)的一系列知識點(diǎn)，如單向散列函數(shù)、對稱密鑰算法、公開密鑰算法等。在課堂上，教師采用的案例可考慮以這三種基礎(chǔ)算法為切入點(diǎn)，并以問題為牽引如：三種密碼算法的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？不同密碼在什么情況下使用？用哪種密碼算法來解決問題？可列舉經(jīng)典的數(shù)字身份證、文件加密、數(shù)字水印等密碼技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用問題，引導(dǎo)學(xué)生對比并選擇合適的密碼算法來解決實(shí)際問題。除此之外，還可將現(xiàn)實(shí)的信息安全事件，如網(wǎng)上銀行密碼泄露、QQ密碼被盜等納入案例體系。這樣的案例能夠引起學(xué)生的共鳴，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過大量的案例學(xué)習(xí)，使所學(xué)的課程知識得以貫通，親身感受到信息安全求解思維的形成路徑和應(yīng)用價(jià)值，理解和掌握完整的信息安全問題求解過程和思維方法。

實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)要注重綜合性、貼近實(shí)際的應(yīng)用場景，不僅提供基礎(chǔ)理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，而且需提供拓展、創(chuàng)新等不同層次的實(shí)踐內(nèi)容，形成項(xiàng)目化和工程化的實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)際運(yùn)用中，要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐任務(wù)的問題建模和求解思路，更要引導(dǎo)學(xué)生注重任務(wù)求解的重構(gòu)性和多樣性，激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，強(qiáng)化思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。

⑵ 教學(xué)方法

在信息安全原理課程教學(xué)中，依據(jù)優(yōu)化和更新的課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)建觀點(diǎn)交流環(huán)境，組織學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)、協(xié)作討論或?qū)嵺`探究。顯然，由于MOOC分擔(dān)了課程基礎(chǔ)理論知識的講授任務(wù)，這些關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)將被給予更充足的時(shí)間。而且，在MOOC的支撐下，課堂教學(xué)能夠融合實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)，可直接在實(shí)踐教室里開展教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合。MOOC幫助學(xué)生做好了基本知識、技能的準(zhǔn)備，為科學(xué)、高效的思維性教學(xué)活動(dòng)的順利開展提供了時(shí)間和環(huán)境上的重要保障。

在教師與學(xué)生的互動(dòng)交流方面，教師提出問題，引導(dǎo)每個(gè)學(xué)生積極思考、討論并解答，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。學(xué)生通過積極有效地思考和討論，探究、拓展、選擇，最終得到能有效解決問題的思路和方法，進(jìn)而在教師的引導(dǎo)下獲得“新知”。

在學(xué)生之間協(xié)作式互動(dòng)交流方面，教師首先依據(jù)對MOOC中的學(xué)習(xí)行為評價(jià)和反饋結(jié)果的分析，對學(xué)生進(jìn)行分組及任務(wù)分工，形成有利于每個(gè)學(xué)生發(fā)展的團(tuán)隊(duì)，在教師的組織下展開討論、協(xié)作探究或創(chuàng)新式綜合教學(xué)實(shí)踐，共同完成學(xué)習(xí)活動(dòng)。在這一過程中，教師可給予團(tuán)隊(duì)協(xié)作策略的指導(dǎo)，關(guān)注每個(gè)小組每個(gè)成員的活動(dòng)進(jìn)展，注意學(xué)生個(gè)體差異，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深層次的思考，根據(jù)活動(dòng)情況進(jìn)行答疑解惑，給出意見，從思維方面提供問題的解決工具，幫助學(xué)生及時(shí)修正思路和方法。

由此可見，課堂上教師的角色發(fā)生了明顯改變，由主講變?yōu)橹鲗?dǎo)，引領(lǐng)、指導(dǎo)、交互、評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，在教學(xué)過程中發(fā)揮組織、參與、調(diào)控、促進(jìn)的作用。學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，是以“思考—討論—探究—實(shí)踐—協(xié)作—提問—解答—再思考”，即以“思或做”而非以往的“聽或看”為主，投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。傳統(tǒng)的“教師灌輸——學(xué)生接受”教學(xué)方式被打破，向“學(xué)生自主學(xué)習(xí)-發(fā)現(xiàn)問題-教師引導(dǎo)解決問題”的方式轉(zhuǎn)化。這樣的課程教學(xué)顯然不再是“以教師教為中心”，而是“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”，進(jìn)而充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、能動(dòng)性和自主合作性，最大限度地訓(xùn)練和強(qiáng)化學(xué)生的思維形成與應(yīng)用過程，高效地將知識內(nèi)化為創(chuàng)新思維能力。

2.3 考核階段

作為一種新型的信息安全原理課程教學(xué)模式，MOOC支撐下的翻轉(zhuǎn)課堂考核體系與傳統(tǒng)的“考勤+作業(yè)+試卷”考核模式有著很大差異。

我們認(rèn)為，在新的教學(xué)模式下，課程考核不但要注重對以思維能力為本位的學(xué)習(xí)結(jié)果的評價(jià)，還應(yīng)對學(xué)生從課外自主學(xué)習(xí)到課內(nèi)教師主導(dǎo)學(xué)習(xí)過程的跟蹤記錄中獲得評價(jià)，此評價(jià)應(yīng)由MOOC、教師、同學(xué)共同完成，將考核與教學(xué)過程同步，及時(shí)反饋教學(xué)效果，改進(jìn)不足之處。按照這一思路，期終考核成績將由課外成績（30%）、課內(nèi)成績（30%）和期末考試成績（40%）綜合計(jì)算而得。其中，MOOC能給出學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)過程的表現(xiàn)及測試結(jié)果。課內(nèi)成績評價(jià)上，主要由教師、同學(xué)從課堂教學(xué)互動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生個(gè)人的表現(xiàn)中獲得。這里不僅要反映學(xué)生是否積極完成了活動(dòng)任務(wù)，而且需反映任務(wù)求解的思路和思維水平，從而鼓勵(lì)學(xué)生大膽思維和創(chuàng)新。期末考試應(yīng)增加以測試思維為主的知識性考題。通過這樣的變革，不僅能更全面地對學(xué)生課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)情況、對課程知識的理解和掌握程度進(jìn)行考核，而且能更有效地評價(jià)學(xué)生的思維能力水平。從而在本考核評價(jià)機(jī)制的導(dǎo)向下，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和表現(xiàn)欲，主動(dòng)重視每一教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

3 結(jié)束語

借力MOOC，調(diào)整教師與學(xué)生在課堂中的角色，構(gòu)建了“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的信息安全原理課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，能夠在本課程的教學(xué)中更好地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

本教學(xué)模式對于教師而言，意味著更大的挑戰(zhàn)。需要教師精心設(shè)計(jì)課程教學(xué)資源，加強(qiáng)師生互動(dòng)，重建“對話”，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，吸引學(xué)生進(jìn)行課外自主學(xué)習(xí)，使課堂真正成為學(xué)生質(zhì)疑問難、解決問題、內(nèi)化知識的場所。這些都需要教師在教學(xué)中不斷地探索與改進(jìn)。

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