高職計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息化教學(xué)實踐與探索
——以網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)為例

(天津市河?xùn)|區(qū)職工大學(xué)，天津 300162)

1 引言

21世紀(jì)初，祝智庭教授便在他的研究中廣泛使用信息化教學(xué)設(shè)計一詞，并對其內(nèi)涵進(jìn)行了闡釋。教師在教育教學(xué)過程中其綜合素質(zhì)的外在表現(xiàn)便是信息化教學(xué)能力，該能力的基礎(chǔ)則是對課程進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計。近年來，廣大教育工作者對信息化教學(xué)設(shè)計越發(fā)熟悉并逐漸將其運(yùn)用到教學(xué)實踐當(dāng)中。國家教育部下發(fā)的《2017年教育信息化工作要點(diǎn)》中指出要充分發(fā)揮教育信息化對教育現(xiàn)代化的支撐和引領(lǐng)作用。信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，其與教育融合的程度不斷加深，信息技術(shù)已成為解決新時期教育教學(xué)矛盾的新希望，也是實現(xiàn)辦人民滿意的教育所必經(jīng)的新途徑。

本文以高職計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)課程《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》中第九章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中第六節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)的教學(xué)信息化設(shè)計為例，展現(xiàn)信息化教學(xué)的完整過程，給出實際教學(xué)效果的評價，并針對評價中存在的問題進(jìn)行教學(xué)反思。

2 教學(xué)情況分析

2.1 課程分析

作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和該專業(yè)各門專業(yè)課程的先導(dǎo)課程，《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》不僅介紹了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所涉及的基本概念、原理和相關(guān)技術(shù)，還為后繼課程的知識學(xué)習(xí)和技能培養(yǎng)奠定了堅實理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 學(xué)情分析

本課程的教授對象為高職計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)一年級新生，他們年齡小，思想活躍，個性鮮明。他們的優(yōu)勢是對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)感興趣，有一定程度的相關(guān)知識儲備和動手能力。而他們的劣勢則表現(xiàn)在不夠自信，自制能力不足，學(xué)習(xí)動力不足，對枯燥的書本知識和傳統(tǒng)的教學(xué)方法不感興趣等方面。根據(jù)學(xué)情分析發(fā)現(xiàn)如何有效提升課堂吸收率和學(xué)習(xí)效率成為信息化教學(xué)設(shè)計中面臨的主要問題。

2.3 教材分析

針對教授對象的學(xué)情特點(diǎn)結(jié)合教學(xué)大綱和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，本課程采用人民郵電出版社出版的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(第3版)》，該教材為 “十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材，全書分為10章。本課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計選自該教材的第九章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的第六節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)內(nèi)容。

2.4 教學(xué)內(nèi)容分析

2.4.1 教學(xué)目標(biāo)

有明確合理的教學(xué)目標(biāo)對于開展課堂教學(xué)的作用至關(guān)重要。依據(jù)教學(xué)大綱、培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容確立了知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)三個維度的教學(xué)目標(biāo)，該課程的教學(xué)實施過程將會以三維教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，具體內(nèi)容如下：

維度一是知識目標(biāo)：要求學(xué)生理解并掌握網(wǎng)絡(luò)攻擊與解決辦法，理解并掌握網(wǎng)絡(luò)安全的防衛(wèi)模式。

維度二是技能目標(biāo)：能夠掌握并熟記安全措施原則，通過跟隨任課教師上機(jī)實操，習(xí)得網(wǎng)絡(luò)攻擊與防范的基本技術(shù)方法。

維度三是素質(zhì)目標(biāo)：增強(qiáng)團(tuán)隊意識，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全意識。

2.4.2 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

本課程的教學(xué)重點(diǎn)是理解常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段及其基本原理，并能選擇合理有效的解決方法。在實際案例中給出具體的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案，樹立網(wǎng)絡(luò)安全意識，提升學(xué)生信息素養(yǎng)為本課程的教學(xué)難點(diǎn)。課程講授的關(guān)鍵在于理論聯(lián)系實際，合理分配理論講授和實際操作的課時比例。

3 教學(xué)策略

3.1 傳統(tǒng)教學(xué)手段

思想活躍、個性鮮明的高職學(xué)生對 “填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)深感厭倦。以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式由于教學(xué)手段單一，課堂實際教學(xué)效果不佳，學(xué)生沒有得到有效地聯(lián)接，成為了一個個信息孤島，始終提不起興趣。于是在實際課堂教學(xué)中，學(xué)生低頭玩手機(jī)的現(xiàn)象比較普遍且難以杜絕。如果課堂教學(xué)只是簡單的知識講授，那么對于在互聯(lián)網(wǎng)下成長的一代來說，將有越來越多的人不再對呆在固定場所被動地接受固定機(jī)構(gòu)的教育產(chǎn)生更大的需求。信息化網(wǎng)絡(luò)化的時代里，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，借助信息化手段提升教學(xué)質(zhì)量勢在必行。

3.2 信息化教學(xué)設(shè)計

信息化教學(xué)設(shè)計相較傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計具有巨大優(yōu)勢，首先信息化教學(xué)設(shè)計更能從學(xué)生角度出發(fā)，探索學(xué)生的真實需求和實際情況，創(chuàng)新性地將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組，設(shè)計成新的教學(xué)模塊，創(chuàng)新性的教學(xué)模式更加貼合學(xué)生需求，對于學(xué)習(xí)效率的提升和效果的保障具有重要作用。

3.3 教學(xué)策略分析

中國近現(xiàn)代愛國主義者和民主主義教育家黃炎培先生曾提出“手腦并用，做學(xué)合一”的理念，以及“理論與實際并行”、“知識與技能并重”等思想，并強(qiáng)調(diào)職業(yè)教育發(fā)展應(yīng)當(dāng)倡導(dǎo)“與時俱進(jìn)”。 信息技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)正在引發(fā)社會各行業(yè)領(lǐng)域特別是教育領(lǐng)域的巨大變革。在這個新時代，若想從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中解放學(xué)習(xí)者就必須合理有效利用豐富的、共享的教育資源。本課程的設(shè)計理念是在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分挖掘并借助大量信息化手段，使學(xué)習(xí)者提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

4 教學(xué)實施

教學(xué)實施過程分為三個階段，即發(fā)現(xiàn)問題階段、分析問題階段和解決問題階段。通過充分利用信息化教學(xué)手段，經(jīng)過三個階段的教學(xué)，達(dá)到提升教育教學(xué)實際效果的目的。

4.1 發(fā)現(xiàn)問題階段

4.1.1 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起預(yù)習(xí)

任課教師通過微信群、微信公眾號和QQ群等社交媒體平臺，利用移動互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)向教學(xué)班所有學(xué)生發(fā)布通知，發(fā)起課前預(yù)習(xí)并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注相關(guān)知識內(nèi)容。

4.1.2 共享學(xué)習(xí)資源

為在課前預(yù)習(xí)階段更好的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性，鍛煉學(xué)生利用開放資源自主學(xué)習(xí)的能力，任課教師分享來自“愛課程”的公開課資源《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》，“智慧職教”的開放課程資源《網(wǎng)絡(luò)安全與維護(hù)》以及來自“優(yōu)酷”的科普視頻資源《原來如此系列之電腦病毒及預(yù)防》等信息化資源供學(xué)生預(yù)習(xí)參考，為隨后的課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的疑惑，以便于帶著問題走進(jìn)課堂。

4.1.3 發(fā)布課前測試

利用問卷星可以對學(xué)生預(yù)習(xí)本課程的掌握程度進(jìn)行分析，為考評和游戲教學(xué)環(huán)節(jié)的分組提供依據(jù)。根據(jù)測驗結(jié)果顯示，50%以上的學(xué)生知曉一些網(wǎng)絡(luò)攻擊方式，8.3%的學(xué)生了解基本的防范手段。絕大多數(shù)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊和防范表示出濃厚的興趣。另有30%以上的學(xué)生表示對教師分享的公開課的教學(xué)內(nèi)容感到枯燥乏味。

4.2 分析問題階段

4.2.1 課程導(dǎo)入

一段描寫世界著名黑客——米特尼克網(wǎng)絡(luò)入侵歷史的短片引發(fā)了學(xué)生們的思考，提升了學(xué)習(xí)課程的興趣。任課教師對學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況進(jìn)行課堂總結(jié)點(diǎn)評，幫助學(xué)生分析自身學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，學(xué)生則進(jìn)行課前學(xué)情反思。

4.2.2 三維交互

在課堂講授內(nèi)容的傳授時，充分利用三個維度的交互，即人機(jī)間交互、師生間交互和學(xué)生間交互。三維交互形成互相補(bǔ)充，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的交互體系，如圖1所示。

人機(jī)間交互：學(xué)生利用交互式電子白板和智能交互系統(tǒng)學(xué)習(xí)本次課程的知識內(nèi)容及重點(diǎn)難點(diǎn)，利用智能終端隨時對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記，并同步至交互式電子白板形成學(xué)情數(shù)據(jù)，此外還可上傳或下載相關(guān)資源至本地終端，方便課后學(xué)習(xí)。

師生間交互：教師作為課堂的再構(gòu)者，通過與學(xué)生的師生交互，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)反饋引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)策略，同時微調(diào)知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)和難易度。

學(xué)生間交互：學(xué)生按照“就近原則”形成兩人容量的學(xué)習(xí)合作小組，就學(xué)習(xí)過程中的問題交換心得，及時補(bǔ)足知識欠缺。

4.2.3 游戲教學(xué)

為鞏固和加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)技術(shù)的理解，教師設(shè)計游戲環(huán)節(jié)——網(wǎng)絡(luò)攻守模擬對抗，此環(huán)節(jié)的設(shè)計充滿趣味性與對抗性。依據(jù)先前課前測驗的數(shù)據(jù)，將學(xué)生按照對網(wǎng)絡(luò)攻擊方式和防衛(wèi)方式的理解程度分成兩個組，一方為模擬攻擊方，另一方則為模擬防衛(wèi)方，此舉不僅可以在很大程度上提高學(xué)生參與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的程度，還充分調(diào)動了學(xué)生主動思考主動學(xué)習(xí)的自覺性。游戲教學(xué)環(huán)節(jié)中，攻擊方向防衛(wèi)方迅速提出攻擊方式，防衛(wèi)方需要在規(guī)定時間內(nèi)給出合理防衛(wèi)方式，任課教師作為游戲評判，對雙方表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評。游戲過程中，學(xué)生不僅加深了所學(xué)內(nèi)容的印象，并感受到網(wǎng)絡(luò)安全的重要性和攻防雙方的辯證關(guān)系。

4.3 解決問題階段

4.3.1 實踐操作

在安裝有“SimpleNAD2.0網(wǎng)絡(luò)攻防實驗教學(xué)系統(tǒng)”等模擬軟件的機(jī)房環(huán)境中，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實踐操作。學(xué)生按照之前的游戲環(huán)節(jié)分組進(jìn)行上機(jī)實際操作，通過模擬環(huán)境和教學(xué)軟件驗證之前在游戲環(huán)節(jié)中的攻防，任課教師對學(xué)生表現(xiàn)情況和上機(jī)結(jié)果進(jìn)行記錄評價。實踐環(huán)節(jié)主要目標(biāo)不再是單純注重學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)攻防知識和技術(shù)知識，而是更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力和團(tuán)隊合作意識。同時，教師不能只研究“如何教”，更要去考慮學(xué)生“如何學(xué)”，使學(xué)生能夠積極主動地參與其中，提高課堂教學(xué)的有效性。

4.3.2 考核測評

本課程對學(xué)生的考核測評方式為綜合評定，包含課前預(yù)習(xí)測試表現(xiàn)、課堂學(xué)習(xí)記錄表現(xiàn)、實踐操作記錄表現(xiàn)共三個部分，所占比例為：課前預(yù)習(xí)測試表現(xiàn)占比20%；課堂學(xué)習(xí)記錄表現(xiàn)占比50%；實踐操作記錄表現(xiàn)占比30%。由任課教師根據(jù)每個學(xué)生的實際表現(xiàn)形成測評報告，發(fā)送到學(xué)生的手機(jī)上，及時反饋學(xué)習(xí)情況。

4.3.3 課堂延伸

教師通過智能手機(jī)社交平臺和問卷星發(fā)布課后問卷和思考題目，包括《學(xué)情問卷調(diào)查》和《課程滿意度問卷調(diào)查》以及題為“作為維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全人員如何平衡好安全與便捷這一對矛盾？”的討論題目和題為“如何合理安排好預(yù)先防范與部署增強(qiáng)？”的思考題目等，利用課堂延伸及時掌握學(xué)生啟迪學(xué)生思考并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)。

5 評價反思

5.1 實際效果

為了更加科學(xué)準(zhǔn)確的監(jiān)測信息化教學(xué)的實際效果，實際授課過程中特地對不同的教學(xué)班采用了不同的教學(xué)模式，采用信息化教學(xué)設(shè)計的班級為信息化教學(xué)班，未采用信息化教學(xué)設(shè)計的班級為傳統(tǒng)教學(xué)班。

經(jīng)過信息化教學(xué)班與傳統(tǒng)教學(xué)班的對比，可以看到信息化教學(xué)班在諸多方面表現(xiàn)出優(yōu)勢，如圖2所示。主要表現(xiàn)有：知識獲取途徑多樣，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性；多種媒體和信息化手段使得知識內(nèi)容呈現(xiàn)更加直觀，有效的解決了教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)；教學(xué)過程層層遞進(jìn)，幫助學(xué)生加深理解所學(xué)知識內(nèi)容，熟練掌握相關(guān)技術(shù)。

圖2 學(xué)情調(diào)查結(jié)果分析

經(jīng)過信息化教學(xué)班與傳統(tǒng)教學(xué)班的對比，可以看到課程滿意度的差異較為明顯，如圖3所示。信息化教學(xué)班在教師授課滿意度、課堂氣氛滿意度、知識內(nèi)容滿意度、教學(xué)環(huán)節(jié)滿意度和學(xué)習(xí)興趣滿意度方面均給出了更高的評分。

圖3 課程滿意度調(diào)查結(jié)果分析

5.2 創(chuàng)新特色

采用多種信息化手段，理論與實踐相結(jié)合，技術(shù)運(yùn)用，寓教于樂，手腦并用，啟迪智慧，最大限度實現(xiàn)智慧教育。教學(xué)全過程始終貫徹情感態(tài)度與價值觀的正確引導(dǎo)，注重培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)安全意識和國家安全觀念，注重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。變教師獨(dú)大的傳統(tǒng)教學(xué)模式為以學(xué)生為主體的扁平化結(jié)構(gòu)模式，將課堂更多的交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主觀能動性，提高參與度，同時發(fā)揮新型自媒體平臺效能，用于輔助教學(xué)。

5.3 存在問題

在游戲教學(xué)環(huán)節(jié)分組后，一部分學(xué)生有較強(qiáng)的依賴性，參與游戲的積極性不足，存在消極對待現(xiàn)象。還有一部分學(xué)生對于課前預(yù)習(xí)及自主學(xué)習(xí)的自覺性不高，這是在以后的教學(xué)中需要進(jìn)一步研究和探討的問題。

5.4 未來展望

祝智庭教授認(rèn)為在未來十年教育信息化的主要任務(wù)是在過去十年的大規(guī)模信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，著力推進(jìn)信息技術(shù)在各級各類教育教學(xué)、管理、科研等方面的深入應(yīng)用。所以，未來的教育信息化的發(fā)展需要更加注重以人為本，教育教學(xué)從學(xué)生實際需要和學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)出發(fā)，歸結(jié)于學(xué)生的理念才能真正發(fā)揮出教育現(xiàn)代化的效能。隨著教育信息化2.0時代的到來，將會充分對教育主體、教育內(nèi)容和教育過程進(jìn)行數(shù)據(jù)化，并在保證信息安全的前提下開放共享各類教育數(shù)據(jù)，實現(xiàn)教育信息化新疆界。