基于敏捷教學(xué)模式的信息安全導(dǎo)論課程建設(shè)與實(shí)踐思考

李忠偉，劉哲理

（南開(kāi)大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，天津 300350）

0 引 言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，人才培養(yǎng)模式逐漸由傳統(tǒng)的“專(zhuān)業(yè)化”向“復(fù)合型”轉(zhuǎn)變。為了拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的思考與判斷能力、社會(huì)責(zé)任感和健全人格，很多高校在近年來(lái)大力發(fā)展通識(shí)課程的建設(shè)工作。和專(zhuān)業(yè)教育不同，通識(shí)課程更注重知識(shí)的基礎(chǔ)性、整體性、綜合性、廣博性[1]。通識(shí)課程不僅僅在授課學(xué)時(shí)、內(nèi)容、深度與專(zhuān)業(yè)課程有非常明顯的不同，其授課對(duì)象也有顯著的差異。因此，在課程內(nèi)容組成、講授形式、案例組織等方面，都需要考慮通識(shí)課程和授課對(duì)象的特點(diǎn)，充分利用慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多種靈活形式，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的通識(shí)教育建設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)空間已成為陸、海、空、天之外人類(lèi)活動(dòng)的“第五空間”，網(wǎng)絡(luò)空間安全已成為國(guó)家安全體系的重要組成部分。在網(wǎng)絡(luò)空間安全已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略地位的今天，由于網(wǎng)絡(luò)空間安全的核心內(nèi)涵是信息安全，因此高校在建設(shè)通識(shí)課程時(shí)，信息安全導(dǎo)論成為網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程轉(zhuǎn)向通識(shí)課程的首選。從課程內(nèi)容的組成來(lái)說(shuō)，信息安全導(dǎo)論課程涵蓋了密碼學(xué)、信息隱藏、漏洞與深度測(cè)試、病毒分析、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)以及算法設(shè)計(jì)中的安全機(jī)制等內(nèi)容。從課程內(nèi)容的時(shí)效性來(lái)說(shuō)，必須將基礎(chǔ)的理論知識(shí)與流行的實(shí)踐技術(shù)相結(jié)合。傳統(tǒng)的“PPT+在線學(xué)習(xí)”課程建設(shè)方式很難滿(mǎn)足新的課程建設(shè)目標(biāo)和要求，因此需要在課程建設(shè)實(shí)踐中不斷研究和探索新的教學(xué)模式。

1 信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程教學(xué)要求

《華盛頓協(xié)議》倡導(dǎo)以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)三大教育理念，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)本科生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[2]。雖然通識(shí)課程在學(xué)時(shí)、內(nèi)容深度方面無(wú)法與專(zhuān)業(yè)核心課程相比，但從教學(xué)要求上不能隨之降低標(biāo)準(zhǔn)。尤其是隨著互聯(lián)網(wǎng)在線教育的興起，學(xué)生一方面擁有越來(lái)越多的知識(shí)獲取途徑，另一方面則在傳統(tǒng)課堂上參與度越來(lái)越低。因此，在通識(shí)課程的建設(shè)上，要結(jié)合課程內(nèi)容的特點(diǎn)來(lái)設(shè)定新的教學(xué)要求。

信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)了解信息安全領(lǐng)域所涵蓋的基本知識(shí)和最新技術(shù)進(jìn)展，初步掌握信息安全領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)和研究發(fā)展動(dòng)態(tài)。同時(shí)，也要使學(xué)生清晰地認(rèn)識(shí)到為什么網(wǎng)絡(luò)空間安全問(wèn)題會(huì)被越來(lái)越多地關(guān)注和重視，以及我國(guó)目前在信息安全領(lǐng)域已經(jīng)做出的成就和貢獻(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研和創(chuàng)新意識(shí)，其教學(xué)要求包括以下內(nèi)容。

（1）必須要將基礎(chǔ)概念和前沿的應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，反映課程內(nèi)容的前沿性、時(shí)代性，結(jié)合新技術(shù)、新方法的使用，避免基礎(chǔ)概念認(rèn)知和業(yè)界前沿技術(shù)脫節(jié)。

（2）必須體現(xiàn)師生之間教與學(xué)的互動(dòng)性，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程要滿(mǎn)足學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展需求，體現(xiàn)探究性的教學(xué)創(chuàng)新，避免教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)脫節(jié)。

隨著在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，出現(xiàn)了一大批形式靈活的有效教學(xué)模式，如慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂[3-5]等。慕課豐富了教師和學(xué)生的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源，能夠增強(qiáng)師生交互，為學(xué)生提供了主動(dòng)學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)的方式；微課可以使教師借助微博、微信等工具發(fā)布以單個(gè)知識(shí)點(diǎn)為核心的教學(xué)小視頻，教學(xué)內(nèi)容少，時(shí)間短，重點(diǎn)突出，便于學(xué)生利用碎片時(shí)間進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)；翻轉(zhuǎn)課堂能夠照顧到學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)體差異，使教師和學(xué)生在課堂上的交流溝通更有效。在教學(xué)中，可以用上述任何一種靈活的教學(xué)模式來(lái)完成某個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的講授，從而實(shí)現(xiàn)信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程的混合模式教學(xué)，同時(shí)要考慮的不僅僅是基于多個(gè)獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)模式，還要考慮課程本身的建設(shè)與設(shè)計(jì)方法。

2 基于敏捷教學(xué)模式的課程建設(shè)

敏捷教學(xué)概念的提出受到了制造領(lǐng)域和軟件工程領(lǐng)域相關(guān)概念的啟發(fā)[6]。在制造領(lǐng)域，敏捷制造的核心在于動(dòng)態(tài)、靈活的敏捷虛擬企業(yè)之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟；在軟件工程領(lǐng)域中，敏捷軟件開(kāi)發(fā)的核心是用戶(hù)的需求進(jìn)化。近年來(lái)，我國(guó)高等工程教育改革逐漸吸收國(guó)際主流工程教育發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，提出了敏捷教學(xué)的新概念、新模式。借鑒“敏捷”概念，可以在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的新時(shí)代人才培養(yǎng)需求中，將大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生個(gè)人志趣相結(jié)合，加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程中的師生互動(dòng)，靈活組織教學(xué)資源和教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)的快速交替迭代和精準(zhǔn)協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化創(chuàng)新人才培養(yǎng)。這種以學(xué)生發(fā)展為中心、主動(dòng)響應(yīng)學(xué)生與社會(huì)需求變化而進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容與組織形式不斷變化的教學(xué)形態(tài)被稱(chēng)為敏捷教學(xué)模式。

敏捷教學(xué)模式的定義中提到的“教學(xué)內(nèi)容與組織形式不斷變化”需要辯證地來(lái)看待。

（1）信息安全導(dǎo)論課程知識(shí)點(diǎn)的組織，從課程內(nèi)容構(gòu)成大框架角度來(lái)看相對(duì)固定，在一個(gè)學(xué)期的授課過(guò)程中，一般不會(huì)有太大變化。對(duì)于課程建設(shè)來(lái)說(shuō)，則是需要“不斷變化”的。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科領(lǐng)域中不斷涌現(xiàn)新的技術(shù)、方法，新的安全問(wèn)題不斷被發(fā)現(xiàn)。在課程講授內(nèi)容中必須結(jié)合前沿技術(shù)，反映國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域中的研究動(dòng)態(tài)。因此每一學(xué)期的課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)的組織結(jié)構(gòu)，都需要根據(jù)前沿技術(shù)的發(fā)展、研究動(dòng)態(tài)的變化而“變化”。

（2）“變化”還體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)的教學(xué)內(nèi)容分解、課程環(huán)節(jié)編排和教學(xué)內(nèi)容迭代。信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程的建設(shè)要求為：教學(xué)內(nèi)容按專(zhuān)題形式組織，內(nèi)容涵蓋信息安全領(lǐng)域的基本知識(shí)、關(guān)鍵技術(shù)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，通過(guò)深入淺出的方法提高學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解；教學(xué)過(guò)程采取多名教師銜接授課的形式：教師按照課程知識(shí)點(diǎn)脈絡(luò)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容分工，教學(xué)環(huán)節(jié)編排時(shí)，一方面要和前沿技術(shù)相結(jié)合，另一方面要和相關(guān)的科研方法相結(jié)合，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)概念、前沿技術(shù)的同時(shí)，還學(xué)習(xí)科研方法，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和意識(shí)。同時(shí)與其他教師教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，以案例和問(wèn)題的形式引出新知識(shí)點(diǎn)，將學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中的問(wèn)題進(jìn)行整理和總結(jié)，反饋給下一位講授課程知識(shí)點(diǎn)的教師。這種動(dòng)態(tài)反饋使學(xué)生更容易掌握課程學(xué)習(xí)脈絡(luò)，后續(xù)授課教師能夠提前了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和學(xué)習(xí)需求，可以提前對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的更新迭代。

通過(guò)上述分析可知，這種動(dòng)態(tài)的教學(xué)模式能夠滿(mǎn)足“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程的教學(xué)要求。

3 敏捷教學(xué)模式在信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)中的實(shí)施

信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程涵蓋了信息安全領(lǐng)域的眾多核心內(nèi)容。這一特性決定了該課程很難由一位老師單獨(dú)承擔(dān)，因此在課程建設(shè)時(shí)采取了多名教師合作授課的形式。多名教師合作授課不僅僅是要求每位教師獨(dú)立完成自己的教學(xué)任務(wù)，還要求教師之間協(xié)同合作。教師必須了解自己教授課程和先行課程、后續(xù)課程之間的聯(lián)系，才能根據(jù)學(xué)生掌握當(dāng)前課程情況以及對(duì)新課程內(nèi)容反饋情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，并進(jìn)行必要的動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的升級(jí)改造和動(dòng)態(tài)調(diào)優(yōu)，避免被相對(duì)陳舊的教材內(nèi)容約束。

3.1 敏捷教學(xué)模式的實(shí)施步驟

（1）教學(xué)內(nèi)容組件化。將大的教學(xué)內(nèi)容分解為多個(gè)獨(dú)立或相互聯(lián)系但可獨(dú)立實(shí)施的小單元。就南開(kāi)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院承擔(dān)建設(shè)的信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程來(lái)說(shuō)，課程分為8 個(gè)教學(xué)單元，每個(gè)教學(xué)單元又可分成若干個(gè)小的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。每個(gè)單元和每個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間，有些彼此獨(dú)立，也有些是彼此聯(lián)系的，但在分解過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)好彼此聯(lián)系的單元與教學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的相互引出問(wèn)題。

（2）教學(xué)環(huán)節(jié)片段化。每個(gè)教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，講授時(shí)盡可能的片段化，完成教學(xué)單元和教學(xué)知識(shí)點(diǎn)講授后，需要拋出提前設(shè)計(jì)好的引出問(wèn)題并收集學(xué)生反饋。學(xué)生反饋根據(jù)設(shè)計(jì)引出問(wèn)題所在教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)被分別反饋給負(fù)責(zé)教授該教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的教師，由教師進(jìn)行必要的教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的更新。

（3）教學(xué)過(guò)程迭代化。每位承擔(dān)課程教學(xué)單元教學(xué)工作的教師，采用迭代的方法對(duì)教學(xué)單元內(nèi)容的設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程進(jìn)行自我評(píng)估與調(diào)整。

（4）關(guān)鍵難點(diǎn)評(píng)估。對(duì)于學(xué)生反饋問(wèn)題較多的教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，教師需要組織學(xué)生（助教、反饋問(wèn)題的學(xué)生代表）進(jìn)行評(píng)估，對(duì)關(guān)鍵難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重新分解和設(shè)計(jì)。

上述內(nèi)容中，教學(xué)內(nèi)容組件化和教學(xué)環(huán)節(jié)片段化可以有效提升課程的教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過(guò)程中，如果將教學(xué)知識(shí)點(diǎn)分解到合適的粒度，如10 分鐘，那么一節(jié)課中，教師和學(xué)生之間將有3次教學(xué)互動(dòng)（10+5+10+5+10+5，10 代表教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的分解粒度，5 代表反饋與互動(dòng)粒度），教師有足夠多的時(shí)間和機(jī)會(huì)來(lái)獲取學(xué)生的反饋，根據(jù)反饋對(duì)后續(xù)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而獲得更高質(zhì)量的教學(xué)效果。而教學(xué)過(guò)程迭代化和關(guān)鍵難點(diǎn)評(píng)估的聯(lián)合應(yīng)用，可以保證整個(gè)課程建設(shè)的質(zhì)量和效率。

敏捷教學(xué)模式在信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)中的實(shí)施過(guò)程如圖1 所示。

圖1 敏捷教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程

3.2 實(shí)施敏捷教學(xué)模式的困難

在信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用敏捷教學(xué)模式的好處是通過(guò)及時(shí)響應(yīng)學(xué)生反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)單元、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的迭代更新，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的積極性和主動(dòng)性。師生交流環(huán)節(jié)中的知識(shí)分享和意見(jiàn)反饋，是課程建設(shè)過(guò)程中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和有益教改素材。

但是在實(shí)施敏捷教學(xué)模式的過(guò)程中，也會(huì)遇到一些困難。

（1）在教學(xué)內(nèi)容組件化階段，每個(gè)單元和每個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間可能存在前后因果聯(lián)系，在知識(shí)點(diǎn)的分解過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)好知識(shí)點(diǎn)之間相互引出的線索。

（2）在教學(xué)環(huán)節(jié)片段化階段，學(xué)生的反饋可能針對(duì)本教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，也可能針對(duì)與之關(guān)聯(lián)的其他教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，因此需要被分別反饋到對(duì)應(yīng)的負(fù)責(zé)教學(xué)單元與教學(xué)知識(shí)點(diǎn)講授的教師處，由該教師或多位教師共同決定教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的更新。

（3）在教學(xué)過(guò)程迭代化階段，教師遇到（1）和（2）中的問(wèn)題時(shí)需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)單元和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整與更新，這種調(diào)整和更新可能會(huì)影響其他教學(xué)單元內(nèi)容的組織與設(shè)計(jì)，教師的工作量將被無(wú)形加大。

（4）對(duì)于學(xué)生反饋問(wèn)題較多的教學(xué)單元或教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，教師進(jìn)行評(píng)估和重新分解設(shè)計(jì)的工作量將會(huì)很大。

在教學(xué)和課程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用“敏捷”模式遇到的問(wèn)題與困難，在制造領(lǐng)域與軟件工程領(lǐng)域中也同樣存在。如何將制造領(lǐng)域與軟件工程領(lǐng)域中的相關(guān)解決方法有效地借鑒與引入到教學(xué)與課程建設(shè)過(guò)程中，降低在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的實(shí)施難度，提升教學(xué)質(zhì)量，值得進(jìn)行更深入的研究。

3.3 思考和建議

敏捷教學(xué)模式作為一種借鑒于工程領(lǐng)域但應(yīng)用于教育領(lǐng)域中的一種新方法，其著眼點(diǎn)在于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，而不是具體的教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)形式。因此應(yīng)用敏捷教學(xué)模式來(lái)進(jìn)行信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)和在授課中應(yīng)用現(xiàn)有的慕課等靈活教學(xué)形式并不沖突。相反，作為一種方法論，敏捷教學(xué)模式可以更好地指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程中教學(xué)形式的運(yùn)用。

在信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)過(guò)程中引入敏捷教學(xué)模式，難點(diǎn)在于對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)單元和知識(shí)點(diǎn)按不同粒度進(jìn)行有效“分割”設(shè)計(jì)。粒度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致教學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容龐大，不利于在教學(xué)過(guò)程中采用微課等形式進(jìn)行教學(xué)，粒度過(guò)細(xì)則導(dǎo)致教師工作量過(guò)大。有效“分割”設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)單元和知識(shí)點(diǎn)“因課而異”，成為在課程建設(shè)中引入敏捷教學(xué)模式成功與否的關(guān)鍵。

課程建設(shè)需要授課教師之間有效地協(xié)同合作。在進(jìn)行教學(xué)案例設(shè)計(jì)時(shí)，如何設(shè)計(jì)不同教學(xué)單元和知識(shí)點(diǎn)之間相互引出問(wèn)題非常關(guān)鍵，這對(duì)負(fù)責(zé)課程建設(shè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了更多要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

任何一種教學(xué)改革模式或方法，都需要在實(shí)踐中加以驗(yàn)證。目前，南開(kāi)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院已經(jīng)在信息安全導(dǎo)論通識(shí)課程建設(shè)過(guò)程中引入敏捷教學(xué)模式，通過(guò)教學(xué)單元、教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)，并已經(jīng)取得了初步的課程建設(shè)成果。在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中，將全面實(shí)施敏捷教學(xué)模式，打造特色課程建設(shè)成果。