應(yīng)用型本科高?！靶畔踩闭n程教學(xué)改革研究

（廣東理工學(xué)院 信息技術(shù)學(xué)院，廣東 肇慶 526100）

0 引言

“信息安全”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課，主要介紹與信息安全相關(guān)的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，可以掌握“信息安全”方面的專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)信息系統(tǒng)方面的安全意識(shí)和安全保障能力[1]。本課程涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信等多門(mén)專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容廣，課程內(nèi)容更新較快，實(shí)踐性較強(qiáng)[2]，然而，現(xiàn)階段，大多數(shù)應(yīng)用型本科高校教學(xué)中只注重理論教學(xué)，不注重實(shí)踐，導(dǎo)致理論和實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生興趣不足，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐動(dòng)手能力，是當(dāng)前“信息安全”課程改革亟須解決的一個(gè)重大難題。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

“信息安全”課程涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信等多門(mén)專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容廣，大多數(shù)學(xué)生對(duì)這門(mén)課不感興趣，根據(jù)調(diào)查，歸結(jié)原因如下。

1.1 教學(xué)內(nèi)容不合理

社會(huì)信息化發(fā)展迅猛，對(duì)信息安全的要求日益增高，然而大多數(shù)高?！靶畔踩闭n程教學(xué)內(nèi)容陳舊，跟不上社會(huì)發(fā)展的步伐，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對(duì)該門(mén)課程前沿技術(shù)和信息的了解，從而對(duì)該課程的學(xué)習(xí)積極性不高。

1.2 教學(xué)形式單一

“信息安全”課程內(nèi)容煩瑣、枯燥且抽象，大多數(shù)高校采用的授課方式主要是以教師為主導(dǎo)進(jìn)行填鴨式授課，學(xué)生注意力分散，吸收效果較差，教學(xué)效果不理想。

1.3 實(shí)踐與理論脫節(jié)

“信息安全”課程理論內(nèi)容較難，而這門(mén)課課時(shí)安排只有32課時(shí)，部分高校為了掌握理論內(nèi)容，將32課時(shí)全部都安排為理論課，不安排實(shí)踐課或者安排實(shí)踐課較少且難，學(xué)生獲取的專業(yè)知識(shí)無(wú)法應(yīng)用于實(shí)踐。

2 課程改革

根據(jù)以上分析，主要從以下4方面進(jìn)行改革。

2.1 合理組織教學(xué)內(nèi)容

“信息安全”課程授課學(xué)時(shí)規(guī)定32課時(shí)，但是“信息安全”知識(shí)點(diǎn)瑣碎，在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)不可能全部?jī)?nèi)容都能講完，這時(shí)候需要任課老師根據(jù)教學(xué)大綱和社會(huì)需求做取舍，做到與時(shí)俱進(jìn)。針對(duì)課程教學(xué)大綱、社會(huì)需求和教學(xué)目的，需要重點(diǎn)講解的內(nèi)容有信息安全概念、密碼學(xué)數(shù)學(xué)、各種密碼技術(shù)（古典密碼、分組密碼、公鑰密碼）、秘鑰管理、數(shù)字簽名，另外還有操作系統(tǒng)安全技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)病毒與木馬、防火墻技術(shù)，如表1所示。

表1 信息安全課程知識(shí)點(diǎn)劃分

2.2 合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為了促進(jìn)學(xué)生更好地掌握專業(yè)理論知識(shí)、提高其專業(yè)實(shí)踐動(dòng)手能力，各大應(yīng)用型高校應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)學(xué)校學(xué)生的實(shí)際教學(xué)情況，增設(shè)了專門(mén)的信息安全相關(guān)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室，也對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)，旨在增強(qiáng)學(xué)生編寫(xiě)安全程序、將概念向代碼的轉(zhuǎn)換能力，理解和鞏固基本理論和原理，以及使用安全軟件的能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具體安排如表2所示。

2.3 優(yōu)化教學(xué)模式

根據(jù)“信息安全”課程知識(shí)點(diǎn)繁雜的特點(diǎn)，針對(duì)教學(xué)中遇到的問(wèn)題，文章提出將CDIO與任務(wù)驅(qū)動(dòng)相融合的教學(xué)方案應(yīng)用到“信息安全”的教學(xué)中。CDIO是一種工程教育理念，以生命周期為基準(zhǔn)，主要包括4個(gè)過(guò)程：Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)施）和Operate（運(yùn)行）[3]，旨在提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐和工程應(yīng)用能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是教師提出任務(wù)，學(xué)生通過(guò)教師的引導(dǎo)，在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，自主查找資源、相互協(xié)作、共同完成任務(wù)。具體實(shí)施包括3個(gè)基本環(huán)節(jié)：任務(wù)設(shè)計(jì)—任務(wù)實(shí)施—任務(wù)評(píng)價(jià)。注重培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和獨(dú)自分析并解決問(wèn)題的創(chuàng)造力。兩者相結(jié)合，根據(jù)教學(xué)任務(wù)，以工程項(xiàng)目或生活實(shí)例為原型，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)任務(wù)并實(shí)施，采取多種方式對(duì)任務(wù)進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并做好總結(jié)，使學(xué)生能夠更透徹地理解所學(xué)專業(yè)知識(shí)并將其應(yīng)用到實(shí)際生活和工程實(shí)踐中去。文章以秘鑰管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，闡述教學(xué)過(guò)程如下。

教師進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)。設(shè)定兩個(gè)對(duì)象obj1，obj2，他們的通信密鑰為K，公鑰分別是Kbta，Kbtb，私鑰分別為Kbsa和Kbsb，雙方進(jìn)行安全通信，實(shí)現(xiàn)利用公鑰密碼算法分發(fā)對(duì)稱秘鑰的過(guò)程。

學(xué)生劃分小組。依據(jù)學(xué)生對(duì)RSA，Rabin，ECC和ElGamal密碼系統(tǒng)的興趣程度和理解程度，分為4個(gè)大組。

學(xué)生自主查閱資料和協(xié)作學(xué)習(xí)。通過(guò)查看教材、教學(xué)課件和教學(xué)網(wǎng)站等方式學(xué)習(xí)公鑰密碼，總結(jié)以上4個(gè)公鑰密碼算法的原理和安全性。

學(xué)生任務(wù)完成并展示。每組通過(guò)課件、錄課或軟件驗(yàn)證方式展示成果。

教師評(píng)價(jià)。針對(duì)每組對(duì)不同公鑰密碼算法的講解給予中肯評(píng)價(jià)，對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生對(duì)每個(gè)公鑰算法的理解更加深刻。

2.4 改進(jìn)考核形式

“信息安全”課程考核評(píng)定依據(jù)包括兩個(gè)方面：期末考試（70%）+平時(shí)成績(jī)（30%）。往常平時(shí)成績(jī)主要由出勤率、課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況構(gòu)成，三者比例為3:3:4。卷面成績(jī)即期末考試成績(jī)，這樣的考核方式使得學(xué)生死記硬背知識(shí)點(diǎn)、忽略實(shí)踐，無(wú)法全面考查學(xué)生對(duì)該門(mén)課程知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。為增強(qiáng)學(xué)生信息安全專業(yè)方面的實(shí)踐動(dòng)手能力、全面考核學(xué)生，文章提出將實(shí)驗(yàn)成績(jī)納入考核本門(mén)課程的平時(shí)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)的70%。實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)訓(xùn)報(bào)告兩個(gè)部分構(gòu)成，兩者比例1:1。實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要從實(shí)驗(yàn)紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)完成度考核，實(shí)訓(xùn)報(bào)告主要考察學(xué)生的撰寫(xiě)思路和格式設(shè)置。實(shí)驗(yàn)是2～4人一組，相互合作完成。

3 改進(jìn)效果分析

改革后與改革前教學(xué)分析如表3所示。

表2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

表3 改革前與改革后教學(xué)效果比對(duì)

4 結(jié)語(yǔ)

為了和社會(huì)信息化需求與時(shí)俱進(jìn)，文章從4個(gè)方面對(duì)“信息安全”課程進(jìn)行了改革，經(jīng)過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，改革后學(xué)生學(xué)習(xí)效率顯著提高，相互之間團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)得以加強(qiáng)，期末考核及格率也大幅度提升，最重要的是，專業(yè)實(shí)踐動(dòng)手能力也得到快速提高，然而，在教學(xué)內(nèi)容案例分析和教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目設(shè)置上仍有欠缺，今后筆者會(huì)繼續(xù)致力于該課程的教學(xué)改革研究，爭(zhēng)取彌補(bǔ)以上不足之處，更上一層樓。