面向網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程立體化線上教學(xué)方法實(shí)踐

鄒雪蘭，王雪梅

(浙江傳媒學(xué)院 媒體工程學(xué)院，杭州 310018)

0 引言

線上教學(xué)不受時(shí)間、地域限制，沒有傳統(tǒng)課堂教學(xué)的人數(shù)限制，充分利用了現(xiàn)代化信息技術(shù)，教學(xué)形式靈活多樣。教學(xué)包括“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面，兩者相輔相成，互相促進(jìn)。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，線上教學(xué)缺乏對(duì)學(xué)生的有效管控，教學(xué)中若不能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，線上教學(xué)質(zhì)量則難以保證。各個(gè)高校的校風(fēng)校情不同，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求也不盡相同，每個(gè)班級(jí)的學(xué)生也存在很大的差異性。因此，要結(jié)合每個(gè)高校自身特點(diǎn)、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、班級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)適合每個(gè)課程、不同班級(jí)的網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)方案，合理有效地使用線上教學(xué)方式和資源，充分發(fā)揮網(wǎng)課優(yōu)勢(shì)，使線上教學(xué)更加富有成效，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1 課程特點(diǎn)及教學(xué)要求

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是高校網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)的必修課，是通信、電子信息類專業(yè)的專業(yè)選修課，全世界許多高校都非常重視本科生對(duì)密碼學(xué)基本理論與信息安全等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)[1-2]。這是一門集數(shù)學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)、法律、管理等學(xué)科為一體的交叉學(xué)科，主要包括密碼學(xué)原理、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全檢測與防范、防火墻技術(shù)、病毒機(jī)制與防護(hù)技術(shù)等內(nèi)容。信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷更新，新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。該課程具有綜合性和時(shí)效性的特點(diǎn)，涉及內(nèi)容繁多，對(duì)實(shí)踐要求較高。我校的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程面向通信工程專業(yè)三年級(jí)上學(xué)期開課，教學(xué)課時(shí)為32課時(shí)，每周2課時(shí)，包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于學(xué)生來說，這門課是他們第一次系統(tǒng)地接觸到信息安全領(lǐng)域的知識(shí)，沒有其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本課程后，學(xué)生要掌握密碼學(xué)的基本原理，對(duì)數(shù)據(jù)加密、解密技術(shù)應(yīng)具備一定的實(shí)際應(yīng)用能力，同時(shí)還要了解防火墻技術(shù)、入侵檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議等主要的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，進(jìn)而為今后從事網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)工作奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。線上教學(xué)缺乏傳統(tǒng)課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生的有效約束，而且密碼學(xué)的數(shù)學(xué)理論極為復(fù)雜，要想讓學(xué)生靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)來解決復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用問題[3]，就要激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。為了確保線上教學(xué)的質(zhì)量，本研究提出了基于PBL(Problem-Based Learning，基于問題學(xué)習(xí))[4]、中國大學(xué)MOOC等在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和翻轉(zhuǎn)課堂的混合式立體化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。

2 基于PBL的立體化線上教學(xué)

2.1 PBL教學(xué)法

PBL是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，以學(xué)生為中心的教育方式，于1969年在美國首先被引入醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。從20世紀(jì)70年代以來，PBL在北美地區(qū)快速發(fā)展，目前已被大多數(shù)國家認(rèn)可。近年來，PBL成為國內(nèi)外高等院校教學(xué)改革的熱點(diǎn)之一，除了在醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用[5]，在計(jì)算機(jī)、軟件等其他專業(yè)的教學(xué)中也開展了基于PBL的教學(xué)改革與實(shí)踐[6]。與傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法相比，PBL教學(xué)方法更能鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、解決問題的能力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力，還能通過自主學(xué)習(xí)和小組討論的學(xué)習(xí)方式提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)的授課方式是把知識(shí)直接傳授給學(xué)生，而PBL則要求學(xué)生自己去摸索，這可能會(huì)在一定程度上加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。于是，PBL取消了教師的系統(tǒng)講授，但學(xué)生可能會(huì)過于注重解決問題的過程而忽略了課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，不利于學(xué)生掌握完整的基本理論，這與教學(xué)目標(biāo)相違背。因此，本研究采用的是基于PBL的混合式立體化教學(xué)方法，在課前為學(xué)生提供慕課等相關(guān)教學(xué)視頻和教學(xué)書籍，讓學(xué)生可以自由選擇適合自己的教學(xué)資源來系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)理論。同時(shí)，還結(jié)合本專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱要求在PPT設(shè)計(jì)、問題設(shè)計(jì)、作業(yè)布置、測驗(yàn)考核中突出課程學(xué)習(xí)重點(diǎn)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，并在課堂討論后做好復(fù)習(xí)總結(jié)，進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

2.2 慕課

慕課的優(yōu)勢(shì)很明顯，具有很大的包容性，大部分慕課是免費(fèi)的，只要能上網(wǎng)就可以進(jìn)行慕課學(xué)習(xí)，學(xué)生可以自由選擇教師的課，可以選擇回放或快進(jìn)，并設(shè)定適合自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，而且上課地點(diǎn)不受限制，更加靈活，學(xué)生在慕課平臺(tái)上更容易獲得優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，這是傳統(tǒng)課堂教學(xué)做不到的。慕課教學(xué)和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同，慕課是網(wǎng)上教學(xué)，教師講課時(shí)看不到學(xué)生的表情和反饋，只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和基本假設(shè)安排授課進(jìn)度，不能通過學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋來調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。學(xué)生在選擇慕課課程時(shí)要合理選擇，適合自己的才是最好的。慕課在很大程度上依賴自學(xué)，要求學(xué)生有較強(qiáng)的自學(xué)能力，在線上教學(xué)時(shí)不能完全依賴慕課，而是要將慕課作為一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。線上教學(xué)要結(jié)合本班學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)際學(xué)習(xí)情況來開展，并通過在線課堂討論、作業(yè)、隨堂測驗(yàn)來檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以便實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容，監(jiān)督和激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，確保教學(xué)質(zhì)量。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂(The Flipped Classroom)是一種源于美國的教學(xué)模式，是指教學(xué)中課堂上和課堂下功能的翻轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師是知識(shí)傳授中心，控制著教學(xué)內(nèi)容和授課進(jìn)度，課堂上所有學(xué)生接受同樣的課程內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，師生是通過網(wǎng)絡(luò)在線聯(lián)系，若采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生參與度低，會(huì)失去學(xué)習(xí)興趣，聽課效果差，必然會(huì)降低學(xué)習(xí)效率。而翻轉(zhuǎn)課堂是以學(xué)生為中心，學(xué)生可以積極主動(dòng)按自己的進(jìn)度進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，教師則起著指導(dǎo)和引領(lǐng)的作用，負(fù)責(zé)回答學(xué)生在自學(xué)過程中碰到的問題及難點(diǎn)，然后通過課堂討論和問題講解來提高學(xué)生的思辨能力。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式承認(rèn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在差異，可對(duì)個(gè)別學(xué)生的問題進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)，也可針對(duì)共性問題在課堂上組織全班討論，學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣和能力進(jìn)行提前學(xué)習(xí)，做到了個(gè)性化教學(xué)，有利于實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.4 基于PBL的立體化教學(xué)方法

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程以PBL先進(jìn)的教學(xué)理念為核心，以慕課靈活豐富的教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，并采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，重點(diǎn)提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，使線上教學(xué)課堂成為師生之間對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度探究、思辨、互動(dòng)與實(shí)踐的場所，實(shí)現(xiàn)了立體化的實(shí)戰(zhàn)教學(xué)模式。根據(jù)這個(gè)教學(xué)思路，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的線上教學(xué)可分為三個(gè)階段：第一，課前自主學(xué)習(xí)階段；第二，課堂討論、分析、總結(jié)階段；第三，課后測試、復(fù)習(xí)提高階段。課前自主學(xué)習(xí)是教學(xué)的基礎(chǔ)，在這個(gè)階段，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和問題解答對(duì)課程內(nèi)容有了一定的了解，為課堂討論打下了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，所以在課堂上教師不需要從頭開始對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講解，只需針對(duì)重點(diǎn)問題展開深入討論和分析。通過課堂討論和交流，教師掌握了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，能及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，學(xué)生也解決了在課前學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并結(jié)合個(gè)人實(shí)際情況調(diào)整后面自主學(xué)習(xí)的進(jìn)度和方法。在課后總結(jié)提高階段，通過復(fù)習(xí)總結(jié)、作業(yè)和隨堂測試等檢查方式能夠?yàn)閹熒峁┒喾N形式的反饋結(jié)果，師生便可從中得到有用信息，進(jìn)而調(diào)整“教”和“學(xué)”的模式，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)效果。

3 立體化線上教學(xué)方法實(shí)踐

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)試驗(yàn)有特殊的設(shè)備要求，適合在實(shí)驗(yàn)室機(jī)房環(huán)境下完成，以便對(duì)理論教學(xué)進(jìn)行實(shí)踐。要在各個(gè)章節(jié)上做好課時(shí)分配，此處的課時(shí)是指在線課堂的課時(shí)，不包括課前慕課的自主學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)測驗(yàn)的時(shí)間。采用基于PBL的立體化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)后，在線課堂可以集中對(duì)重要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入討論和交流，以加深學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的理解和掌握。根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度和教學(xué)目標(biāo)要求把教學(xué)內(nèi)容分成三類：適合線上自學(xué)的內(nèi)容、需要通過翻轉(zhuǎn)課堂啟發(fā)和討論才能理解和掌握的內(nèi)容、需要教師在網(wǎng)絡(luò)課堂上以傳統(tǒng)方式講授的內(nèi)容，應(yīng)分別采用不同的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，全面提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程是了解信息安全領(lǐng)域的入門級(jí)課程，也是通信工程專業(yè)學(xué)生的一門重要專業(yè)課，針對(duì)此課程內(nèi)容繁多、抽象難懂、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，本研究以PBL教學(xué)方法為核心，結(jié)合開放的國家精品慕課資源，經(jīng)過精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，采用線上教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的立體化教學(xué)模式將線上資源和網(wǎng)絡(luò)課堂有機(jī)結(jié)合起來，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程實(shí)施線上教學(xué)。目前，學(xué)生反饋情況良好，課堂討論積極活躍，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣比傳統(tǒng)授課模式要高，教學(xué)實(shí)踐證明基于PBL的立體化教學(xué)模式是可行的、科學(xué)的，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)信息學(xué)科的線上教學(xué)具有一定的指導(dǎo)意義。