“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式設(shè)計及其在密碼學(xué)課程中的應(yīng)用

段桂華，王建新，李 敏，王偉平，盛 羽

（中南大學(xué) 計算機(jī)學(xué)院，湖南 長沙 410083）

0 引言

2019 年10 月教育部發(fā)布了關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見，這是繼國務(wù)院發(fā)布關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革和新時代學(xué)校課程思政建設(shè)以來，從課程高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度方面進(jìn)行高等教育人才培養(yǎng)深化改革的又一個指導(dǎo)性意見。根據(jù)本科一流課程建設(shè)的要求，課程不僅要在夯實專業(yè)知識的基礎(chǔ)上增加研究性和創(chuàng)新性內(nèi)容，還需要融入思想政治教育內(nèi)容，將立德樹人貫徹到課程的教學(xué)全過程中。因此，隨著教學(xué)改革的深入，課程教學(xué)涵蓋的教育內(nèi)容越來越豐富，如何在有限的教學(xué)計劃學(xué)時內(nèi)保證專業(yè)技能教育質(zhì)量的同時，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力和創(chuàng)新思維、樹立正確的人生觀和價值觀，成為當(dāng)前高校深化教育教學(xué)改革的熱點之一。

3.2.2 不適宜處方。1）不適宜遴選藥品：例1患者女，44歲。診斷卵巢囊腫，附件炎，宮頸炎。處方：丹黃祛瘀膠囊1.2 g，一日三次，口服?？祴D消炎栓2.8 g，一日一次，肛塞。甘霖洗劑20 ml，一日一次，外洗。舒康凝膠劑5 g，一日一次，外用。分析甘霖洗劑只適用于外陰陰道炎，診斷疾病遴選藥不適合；2）用法、用量不適宜的例1患兒男，3歲。處方：蒲地藍(lán)消炎口服液10 ml，一日三次，口服。分析處方劑量為成人量，2歲兒童劑量偏大；3）重復(fù)給藥患兒女5歲，診斷咽炎處方：四季抗病毒口服液+金振口服液+小兒肺熱咳喘口服液+蒲地藍(lán)消炎口服液。分析相同成分藥品重復(fù)給藥。

在高校理工類專業(yè)課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與課程思政建設(shè)方面的教學(xué)改革研究中，大部分集中于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下課程的教學(xué)改革[1-2]或者是在專業(yè)教育中探討如何融入課程思政[3-4]，而將二者融合的教學(xué)研究主要是從宏觀上分析其融合可行性和實現(xiàn)路徑[5-6]，沒有落實到具體的課程改革與建設(shè)上，對一線教師的本科一流課程建設(shè)參考價值不大，不能提供專業(yè)知識體系、學(xué)科前沿知識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和德育元素的有機(jī)融合的有效解決方案。

1 “專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式設(shè)計

完整的教學(xué)設(shè)計一般包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時間分配等環(huán)節(jié)，文獻(xiàn)[2]給出的基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的開放式精品示范課堂的設(shè)計框架和教學(xué)設(shè)計思路，同樣適用于“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式下的課程教學(xué)設(shè)計，不同之處在于教學(xué)過程中增加了思想政治教育內(nèi)容。數(shù)字簽名協(xié)議的教學(xué)過程和細(xì)節(jié)設(shè)計見表2。

圖1 “專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式結(jié)構(gòu)

目標(biāo)層包含新時代背景下高校教育的育人目標(biāo)，即價值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)和智慧啟迪。需求層給出了課程達(dá)成育人目標(biāo)在專業(yè)知識能力、立德樹人和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力3 個方面的培養(yǎng)需求，學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)后，能夯實自己的專業(yè)知識，樹立正確的人生觀和價值觀，提升解決復(fù)雜工程實際問題的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。從知識層可以看出，為達(dá)成育人目標(biāo)，學(xué)生所獲取的知識體系不再局限于專注專業(yè)能力培養(yǎng)的專業(yè)課程知識體系，還包括應(yīng)用于價值塑造的社會主義核心價值觀和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，以及進(jìn)行智慧啟迪的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的拓展知識。方法層給出的是課程建設(shè)過程中需要改革的幾個方面，包括課程教學(xué)大綱的優(yōu)化、專業(yè)知識德育元素和學(xué)科前沿知識點的融合設(shè)計、課堂教學(xué)組織模式探討和課程考核方式研究。

新時期，人們對于公路橋梁養(yǎng)護(hù)和加固的質(zhì)量要求不斷提升，要確保其養(yǎng)護(hù)及加固的規(guī)范，實踐過程中，工程建設(shè)人員必須注重以下要點的全面把控：

2 “專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式在密碼學(xué)課程中的應(yīng)用

密碼學(xué)課程是信息安全專業(yè)的必修課程和計算機(jī)專業(yè)的重要選修課程，“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式下課程的育人和培養(yǎng)目標(biāo)為通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生在知識、能力和素質(zhì)方面達(dá)到以下目標(biāo)。

綜上所述，大部分民國學(xué)者都是主張采用社會本位法律，理由無非有三，第一、社會本位法律符合人類進(jìn)化的法則；第二、社會本位法律比個人本位法律更具優(yōu)越性；第三、社會本位法律與中國社會現(xiàn)實相互適應(yīng)。盡管民國學(xué)者并沒有充分地論證過社會本位的優(yōu)越性、正當(dāng)性與正確性，但是，從他們內(nèi)心里，已經(jīng)形成了這一共識，因而，在民國時期，中國法律采社會本位是一種流行和趨勢。

（2）能力方面：培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力，能針對一些復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全問題進(jìn)行分析并提出有效的解決方案，具備解決工程問題的創(chuàng)新思維；學(xué)會資料查找和文獻(xiàn)綜述報告撰寫，培養(yǎng)科學(xué)研究的能力。

（1）知識方面：掌握密碼學(xué)相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、密碼算法原理和密碼協(xié)議的設(shè)計思想，了解信息安全研究領(lǐng)域中的經(jīng)典密碼技術(shù)和前沿技術(shù)，學(xué)會安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分析與設(shè)計方法。

（3）素質(zhì)方面：具備良好的網(wǎng)絡(luò)安全法制觀念和網(wǎng)絡(luò)安全防范意識的專業(yè)素質(zhì)；培養(yǎng)多角度思考問題的辯證思維，樹立正確的人生觀和價值觀，具備良好的政治覺悟、道德品質(zhì)和文化素養(yǎng)。

2.1 課程知識體系構(gòu)建

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育主要是實現(xiàn)目標(biāo)層中的能力培養(yǎng)和智慧啟迪，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。在密碼學(xué)課程中主要從兩個方面來體現(xiàn)：一個是信息安全CTF 競賽（Capture The Flag，奪旗賽），學(xué)生應(yīng)用密碼學(xué)的相關(guān)知識完成比賽答題；另一個是密碼學(xué)相關(guān)算法和協(xié)議的應(yīng)用，學(xué)生通過了解學(xué)科前沿，應(yīng)用所學(xué)的密碼算法和密碼協(xié)議完成創(chuàng)新性作品?！皩５聞?chuàng)”融合教學(xué)模式下密碼學(xué)課程多元知識點的映射關(guān)系見表1。

當(dāng)然，在具體的課程教學(xué)設(shè)計過程中，表1中的映射關(guān)系并不是一成不變的，可根據(jù)具體的授課進(jìn)度和當(dāng)前的時事熱點以及密碼學(xué)相關(guān)的最新研究前沿進(jìn)行調(diào)整。以數(shù)字簽名協(xié)議知識點為例，在教學(xué)設(shè)計中將思想政治教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育內(nèi)容融入專業(yè)知識教育的具體設(shè)計過程如下。

21 世紀(jì)是建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的時代，網(wǎng)絡(luò)安全在國家安全體系中具有重要的戰(zhàn)略地位。密碼學(xué)是網(wǎng)絡(luò)信息安全的核心技術(shù)，這門課程很容易結(jié)合當(dāng)前的時事熱點對學(xué)生進(jìn)行思想政治教育，但是密碼學(xué)課程畢竟是一門專業(yè)核心課程，有其規(guī)定完成的必修專業(yè)知識點，思政育人素材和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素的融入，不能影響學(xué)生對專業(yè)知識點的獲取，因此，需要對整個課程的知識點進(jìn)行梳理，尋找思想政治教育內(nèi)容、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育元素與專業(yè)知識技能教育內(nèi)容有機(jī)融合的映射點。

表1 “專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式下密碼學(xué)課程多元知識點的映射關(guān)系

根據(jù)目標(biāo)層中的價值塑造育人目標(biāo)，密碼學(xué)課程中的思政素材主要包含以下3 個部分：①了解常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段和威脅，具備良好的網(wǎng)絡(luò)安全法制觀念和網(wǎng)絡(luò)安全防范意識，提升信息安全意識和網(wǎng)絡(luò)安全防御的專業(yè)素質(zhì)，樹立為保衛(wèi)國家和人民利益而學(xué)習(xí)專業(yè)知識的目標(biāo)；②理解社會主義核心價值觀和“四講四有”的重要思想，明確時代責(zé)任和歷史使命，樹立遠(yuǎn)大的奮斗目標(biāo)；③學(xué)會辯證地多角度看待問題，正確辨析各種事件，具備良好的政治覺悟、道德品質(zhì)和文化素養(yǎng)。

2.2 數(shù)字簽名協(xié)議多元知識點融合設(shè)

一流本科課程的建設(shè)，首先要有明確的時代背景育人目標(biāo)，然后在培養(yǎng)方案中確定課程達(dá)成育人目標(biāo)的培養(yǎng)需求。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建課程建設(shè)的知識體系，并進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革以提升課程目標(biāo)的達(dá)成度和教學(xué)質(zhì)量?；谠撜n程建設(shè)思路，結(jié)合教育部近年來提出的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、課程思政教育和金課建設(shè)理念，可以采用應(yīng)用于高校理工類專業(yè)課程的基于專業(yè)知識+德育素質(zhì)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式。該模式包括目標(biāo)層、需求層、知識層和方法層4 層結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

綜上所述,重癥膿毒癥患者采用連續(xù)性血液凈化治療,能有效提高患者的乳酸清除率,改善患者的轉(zhuǎn)歸情況,降低血乳酸水平,值得在臨床上進(jìn)行應(yīng)用推廣。

1）思想政治教育內(nèi)容與專業(yè)知識教育內(nèi)容有機(jī)融合。

在這4 層結(jié)構(gòu)中，目標(biāo)層和需求層是高校培養(yǎng)人才的根本和指揮棒，教師在這個指揮棒下進(jìn)行課程建設(shè)的知識層內(nèi)容和方法層教改的研究和實施。具體思路為基于課程建設(shè)的目標(biāo)，研究課程的專業(yè)知識體系，結(jié)合思想政治教育的內(nèi)容和學(xué)科前沿知識，挖掘思政元素和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識點，并將其有機(jī)地融合到專業(yè)知識的講授過程中，進(jìn)行完整的教學(xué)設(shè)計。

在第3 個基本協(xié)議即基于哈希+公鑰密碼的數(shù)字簽名協(xié)議設(shè)計中，引入2019 年10 月的兩個重要事件：24 日國家領(lǐng)導(dǎo)人在中共中央政治局學(xué)習(xí)中指出，要加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新；26 日第十三屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議表決通過密碼法，于2020 年1 月1 日起施行。從國家戰(zhàn)略的角度分析區(qū)塊鏈為什么成為自主創(chuàng)新核心技術(shù)，并結(jié)合密碼法給出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)密碼算法和密碼技術(shù)的重要性，讓學(xué)生明白自己身上的時代責(zé)任和歷史使命。

習(xí)近平總書記在十九大報告中提出，“中國特色社會主義進(jìn)入新時代，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”。改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，人民生活顯著改善。中國特色社會主義進(jìn)入新時代，對工匠精神的極大訴求其實是我國綜合國力上升、社會生產(chǎn)力邁向新階段的必然結(jié)果。

2）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育內(nèi)容與專業(yè)知識教育內(nèi)容有機(jī)融合。

關(guān)于數(shù)字簽名算法和協(xié)議的研究是信息安全領(lǐng)域的熱點之一，首先給出近5 年來發(fā)表在SCI期刊和國內(nèi)權(quán)威期刊上的論文數(shù)，讓學(xué)生了解近年來相關(guān)知識點的研究動態(tài)；然后結(jié)合課程專業(yè)知識點“簽名者參與驗證的數(shù)字簽名協(xié)議”在文獻(xiàn)[7]中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)文獻(xiàn)閱讀和撰寫的方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的批判性思維和嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度；同時，給出一個往屆學(xué)生利用該數(shù)字簽名協(xié)議設(shè)計的參加全國大學(xué)生信息安全競賽國賽獲獎并發(fā)表小論文的創(chuàng)新作品[8]，培養(yǎng)學(xué)生開放性的創(chuàng)新思想，積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和學(xué)科競賽中，應(yīng)用或改進(jìn)已有的安全協(xié)議，或設(shè)計新的協(xié)議解決一些安全問題。

表2 數(shù)字簽名協(xié)議的教學(xué)過程和細(xì)節(jié)設(shè)計

3 實踐效果

網(wǎng)絡(luò)信息安全是當(dāng)前世界各國關(guān)注的熱點，密碼學(xué)作為網(wǎng)絡(luò)信息安全的核心技術(shù)課程，蘊(yùn)含著豐富的思想政治教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源。密碼學(xué)課程實施“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式改革后，取得了良好的教學(xué)效果。從學(xué)生的專業(yè)成績來看，學(xué)科前沿、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和思想政治教育內(nèi)容的引入，并沒有影響到學(xué)生對專業(yè)知識的獲取，反而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，使得專業(yè)基礎(chǔ)更加扎實。從學(xué)生的課外拓展報告來看，學(xué)生的文獻(xiàn)綜述和知識歸納能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力得到了很大的提升，很多學(xué)生在報告的最后給出了對信息安全專業(yè)的理解、對一些信息安全事件的反思、對國家未來網(wǎng)絡(luò)安全的思考等思政感悟，意識到自己肩上的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，達(dá)到了專業(yè)技能教育、思想政治教育以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的三重目標(biāo)。從學(xué)生的評教結(jié)果和課后反饋來看，學(xué)生認(rèn)為通過課程學(xué)習(xí)，自己的知識、能力和素質(zhì)得到了很大提升，受益匪淺。

4 結(jié)語

課程是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，高校深化教育改革最終要落實到課程建設(shè)上。圍繞學(xué)生培養(yǎng)的知識、能力和素質(zhì)3 個方面的目標(biāo)，根據(jù)專業(yè)知識、思想政治教育元素和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)之間的協(xié)同關(guān)系，設(shè)計的“專德創(chuàng)”融合教學(xué)模式的4 層結(jié)構(gòu)在教學(xué)中取得了良好的效果。密碼學(xué)課程的應(yīng)用效果表明，該模式能較好地實現(xiàn)新時代背景下高校教育在專業(yè)知識能力、立德樹人和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)3 個方面的育人目標(biāo)，可為一線教師的本科一流課程建設(shè)提供借鑒與參考。