信息化教學(xué)在高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用

李增福

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖文信息中心，湖南 衡陽(yáng) 421002）

1 信息化教學(xué)的研究背景

本世紀(jì)初以來(lái)，高校各專業(yè)的信息化教學(xué)模式快速發(fā)展，已取得了廣泛的應(yīng)用和推廣。信息化教學(xué)的外在表現(xiàn)就在于教師在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用信息化工具進(jìn)行教學(xué)的能力，教師通過(guò)其信息化教學(xué)能力形成的教學(xué)預(yù)定內(nèi)容即為信息化教學(xué)設(shè)計(jì)[1-2]。在信息化教學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，高校各專業(yè)教師對(duì)信息化教學(xué)工具運(yùn)用逐漸熟練，并逐步形成一定的科學(xué)合理的教學(xué)模式。通過(guò)信息化的教學(xué)，可以有效提升高校各專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，有利于在新時(shí)期更好地完成教學(xué)工作，信息化教學(xué)活動(dòng)也逐步成為各高校辦好人民滿意的教育的必由之路[3-4]。筆者以高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)教學(xué)內(nèi)容為例，對(duì)信息化教學(xué)的教學(xué)流程、教學(xué)方式進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述和研討，通過(guò)按照教學(xué)步驟論述的方式全面呈現(xiàn)了該教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行信息化教學(xué)的完成過(guò)程，希望對(duì)廣大計(jì)算機(jī)專業(yè)教師的教學(xué)活動(dòng)有所幫助和啟發(fā)。

2 教學(xué)情況分析與探討

2.1 課程內(nèi)容分析

本文探討的是計(jì)算機(jī)專業(yè)中網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，該教學(xué)內(nèi)容是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)中較為基礎(chǔ)的課程，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)可以為后期較為深入的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也可以為后期學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用奠定必要的條件與基礎(chǔ)。

2.2 學(xué)情分析

本課程的教學(xué)對(duì)象為高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的低年級(jí)學(xué)生，他們對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的接收保持了較高的興趣，對(duì)了解新鮮知識(shí)的求知欲整體較強(qiáng)。筆者所教授的學(xué)生情況與其他該課程的教師所面臨的學(xué)生情況基本一致，這些學(xué)生有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備以及相應(yīng)的自主操作能力。盡管如此，筆者所教授的學(xué)生中仍然會(huì)出現(xiàn)自信心不足的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在雖然對(duì)于新鮮知識(shí)有著較高的求知欲，但是在具體學(xué)習(xí)后又表現(xiàn)出一定的畏難情緒。除此之外，筆者所教授的學(xué)生時(shí)常出現(xiàn)學(xué)習(xí)自控能力不足，在進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中容易出現(xiàn)不易掌握枯燥的書(shū)本內(nèi)容的情況。由于這些情況在一定程度上導(dǎo)致了筆者在進(jìn)行理論知識(shí)教學(xué)過(guò)程中存在一定的困難，因此針對(duì)這些情況，如何通過(guò)信息化教學(xué)手段提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對(duì)理論知識(shí)的接收效率成為必須首要研究的問(wèn)題。

2.3 教學(xué)內(nèi)容分析

1）教學(xué)目標(biāo)。在開(kāi)展信息化教學(xué)活動(dòng)之前，先要對(duì)完成教學(xué)活動(dòng)后達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行研究，只有確定了教學(xué)目標(biāo)才能有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的最大化，并盡可能科學(xué)合理地安排教學(xué)活動(dòng)。針對(duì)本文所探討的教學(xué)內(nèi)容，筆者在信息化教學(xué)過(guò)程中將所有的教學(xué)目標(biāo)劃分為3 個(gè)不同維度進(jìn)行闡述和討論。

首先，需要設(shè)定信息化教學(xué)過(guò)程中的知識(shí)維度的教學(xué)目標(biāo)。知識(shí)維度的教學(xué)目標(biāo)主要聚焦于通過(guò)相關(guān)教學(xué)活動(dòng)學(xué)生可以對(duì)哪些知識(shí)做到熟練掌握。在本課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者設(shè)定的知識(shí)維度的教學(xué)目標(biāo)為：通過(guò)本課程中相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解并掌握網(wǎng)絡(luò)攻擊與防衛(wèi)的基本概念和基礎(chǔ)解決方法，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)中的常見(jiàn)方法和模式做到熟練掌握。

其次，需要設(shè)定信息化教學(xué)過(guò)程中的技能維度的教學(xué)目標(biāo)。技能維度的教學(xué)目標(biāo)主要指學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)可以掌握并熟練運(yùn)用哪些計(jì)算機(jī)專業(yè)技能。在本課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者設(shè)定的技能維度的教學(xué)目標(biāo)為：通過(guò)本課程中相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練跟隨授課教師進(jìn)行上機(jī)操作，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)的基本技能能夠做到熟練掌握和運(yùn)用。

最后，需要設(shè)定信息化教學(xué)過(guò)程中的素質(zhì)維度的教學(xué)目標(biāo)。素質(zhì)維度的教學(xué)目標(biāo)主要指學(xué)生通過(guò)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程，最終需要具備一定的素質(zhì)能力。在本課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者設(shè)定的素質(zhì)維度的教學(xué)目標(biāo)為：通過(guò)本課程中相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力、自主學(xué)習(xí)能力，樹(shù)立起一定的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。

2）教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)。本課程中教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)在于使學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)的基本知識(shí)和原理，使學(xué)生掌握合理有效的應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊、保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全的基本方法，樹(shù)立起網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)，在未來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用過(guò)程中，可以做到理論聯(lián)系實(shí)際，熟練地將相應(yīng)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐工作中。

2.4 教學(xué)活動(dòng)的方法與策略分析

1）傳統(tǒng)教學(xué)手段分析。在計(jì)算機(jī)專業(yè)的各專業(yè)課程教學(xué)活動(dòng)中，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)教學(xué)方法和教學(xué)模式都沒(méi)有進(jìn)行有效的更新。目前各高校錄取的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生大多已經(jīng)是 “00 后”，他們出生并成長(zhǎng)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)等相應(yīng)知識(shí)的掌握和應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的時(shí)代優(yōu)勢(shì)。如果不對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法和模式進(jìn)行優(yōu)化，就很難在教學(xué)活動(dòng)中產(chǎn)生良好的教學(xué)效果、實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，理論知識(shí)的教學(xué)占據(jù)相當(dāng)大的比例，實(shí)際操作的教學(xué)方法應(yīng)用不足。在采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的課堂上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生注意力不集中的情況。因此在借鑒傳統(tǒng)教學(xué)方法優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上加入信息化教學(xué)的因素成為必要。

2）信息化教學(xué)分析。相較于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)模式，信息化教學(xué)模式具有諸多優(yōu)勢(shì)。一是信息化教學(xué)模式更能夠?qū)W(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)的身份轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)者的身份，學(xué)生在信息化教學(xué)模式下更容易開(kāi)拓學(xué)習(xí)主動(dòng)性。信息化教學(xué)模式可以將知識(shí)獲取模塊化，學(xué)生有針對(duì)性地進(jìn)行學(xué)習(xí)可以取得良好的學(xué)習(xí)效果。二是信息化教學(xué)模式更適合新時(shí)代青少年的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)習(xí)慣。由于新時(shí)代的學(xué)生出生并成長(zhǎng)在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，其對(duì)于信息化學(xué)習(xí)有著天然的適應(yīng)能力，相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3）教學(xué)策略分析。在該課程的教學(xué)活動(dòng)中，需要貫徹理論知識(shí)學(xué)習(xí)與基本技能訓(xùn)練相結(jié)合的教育模式。該教育模式也符合 “手腦并用、做學(xué)合一”的科學(xué)教學(xué)理念。由于信息技術(shù)的快速發(fā)展引發(fā)了社會(huì)各行業(yè)的快速更迭和優(yōu)化，因此在教育教學(xué)領(lǐng)域也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)信息化技術(shù)的應(yīng)用。在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的授課過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地發(fā)掘有利于教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的信息化設(shè)備和軟件平臺(tái)，以優(yōu)化該高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的教學(xué)活動(dòng)。

3 教學(xué)實(shí)施過(guò)程分析

在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)課程的信息化教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，筆者將整個(gè)教學(xué)活動(dòng)流程分為3 個(gè)階段。

一是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)前期的自主學(xué)習(xí)階段將遇到的疑難問(wèn)題進(jìn)行匯總和梳理，為后續(xù)學(xué)習(xí)提供一定的方向指引。

二是分析問(wèn)題。通過(guò)共同學(xué)習(xí)的方法，對(duì)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)階段遇到的問(wèn)題進(jìn)行有效分析。

三是解決問(wèn)題。通過(guò)對(duì)疑難問(wèn)題的分析和整理，在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)所有問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一解決，明確問(wèn)題的解決方式或答案。3 個(gè)階段的具體實(shí)施過(guò)程詳述如下。

3.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題階段

一是學(xué)生的預(yù)習(xí)。在傳統(tǒng)預(yù)習(xí)活動(dòng)中，如果學(xué)生需要在課下完成預(yù)習(xí)活動(dòng)，在整個(gè)預(yù)習(xí)過(guò)程中，教師就無(wú)法進(jìn)行有效的管理和掌控。在運(yùn)用信息化教學(xué)手段后，專業(yè)課程教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)溝通軟件了解學(xué)生的預(yù)習(xí)動(dòng)態(tài)。例如，教師可以通過(guò)QQ 群、微信群等方式向班級(jí)內(nèi)的學(xué)生發(fā)送預(yù)習(xí)內(nèi)容和預(yù)習(xí)要求，學(xué)生也可以在上述平臺(tái)中將自己的預(yù)習(xí)情況予以反饋。

二是學(xué)習(xí)資源的共享。學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中，可能會(huì)依托不同的課外資源幫助自身理解預(yù)習(xí)知識(shí)。學(xué)生可以將自己在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀教學(xué)資源、科普文章、視頻等通過(guò)信息化渠道進(jìn)行共享，幫助班級(jí)內(nèi)其他學(xué)生更好地完成預(yù)習(xí)活動(dòng)。

三是預(yù)習(xí)成果的分享、測(cè)試。教師可以依托信息化測(cè)試平臺(tái)，使學(xué)生在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)完成預(yù)習(xí)測(cè)試，以此掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，梳理預(yù)習(xí)活動(dòng)中存在的共性問(wèn)題。

3.2 分析問(wèn)題階段

在分析問(wèn)題階段，筆者主要運(yùn)用了三維交互的理念。三維交互主要是指人機(jī)之間的交互、師生之間的交互以及學(xué)生之間的交互。

一是人機(jī)之間的交互。學(xué)生通過(guò)依托智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)，及時(shí)記錄自身的學(xué)習(xí)情況。智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)將根據(jù)班級(jí)內(nèi)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況生成學(xué)情報(bào)告。相關(guān)課程的教師可以通過(guò)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)自動(dòng)生成的學(xué)情報(bào)告，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。教師還可以根據(jù)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)自動(dòng)生成的學(xué)生知識(shí)薄弱點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整。

二是師生之間的交互。教師和學(xué)生之間通過(guò)線上或線下的方式進(jìn)行溝通交流，將學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行解答。

三是學(xué)生之間的交互。學(xué)生之間通過(guò)線上交流平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)等信息化工具，對(duì)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)溝通、交流。三種交互形成有機(jī)的統(tǒng)一體，使學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

在網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊和防衛(wèi)的教學(xué)內(nèi)容中，教師和學(xué)生可以依托信息化工具進(jìn)行游戲教學(xué)。教師可以將學(xué)生分為不同的兩個(gè)組別，其中一方為網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊方，另一方為網(wǎng)絡(luò)安全的防守方。教師可以為學(xué)生模擬不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。兩組學(xué)生通過(guò)游戲和比賽的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以大大增加其學(xué)習(xí)的積極性，為進(jìn)一步自主學(xué)習(xí)和興趣開(kāi)拓奠定基礎(chǔ)。

3.3 解決問(wèn)題階段

在解決問(wèn)題階段，主要由該課程的教師帶領(lǐng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)踐操作。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)階段提出的問(wèn)題將由教師在解決問(wèn)題階段進(jìn)行明確解答或給出答案。教師將對(duì)學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作的情況進(jìn)行打分。筆者將解決問(wèn)題階段安排為機(jī)房實(shí)際操作，一方面有利于問(wèn)題的真正解決，另一方面有利于學(xué)生真正將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，增強(qiáng)了學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。

在完成相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)以后，需要進(jìn)行考核測(cè)評(píng)和相關(guān)知識(shí)延伸。在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全課程的考核中，采用了多種成績(jī)按比例計(jì)算的最終成績(jī)計(jì)算模式，教師可以根據(jù)信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的不同，將學(xué)生的成績(jī)劃分為不同模塊，并分配不同的權(quán)重，最終計(jì)算出學(xué)生的期末成績(jī)。網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防衛(wèi)涉及的知識(shí)較多，教師在規(guī)定的教學(xué)任務(wù)完成以后，還可以為學(xué)生設(shè)置較為深入的問(wèn)題，供學(xué)生后續(xù)進(jìn)行深入研究。