基于超星泛雅的SPOC《網(wǎng)絡(luò)安全》混合式教學(xué)模式研究

摘要：《網(wǎng)絡(luò)安全》課程所涉及的知識量多、范圍廣，涉及的數(shù)字、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編程算法等基礎(chǔ)知識，且網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實訓(xùn)需要用到大量的網(wǎng)絡(luò)安全事件虛擬場景。傳統(tǒng)的教學(xué)模式搭建網(wǎng)絡(luò)安全事件場景較為困難，教師課前準(zhǔn)備耗時較多，知識量大學(xué)生往往處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，缺乏獨立思考能力，不善于提出、分析并解決實際應(yīng)用問題。結(jié)合360網(wǎng)絡(luò)攻防和超星教學(xué)平臺在應(yīng)用型本科院校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)《網(wǎng)絡(luò)安全》采用SPOC教學(xué)模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷，促進(jìn)“一流”課程建設(shè)，有效提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全;SPOC;教學(xué)平臺

一、引言

《網(wǎng)絡(luò)安全》是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門必修核心課程。在廣州工商學(xué)院2016級、2017級、2018級網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)大四第一學(xué)期開設(shè)了本門課程，為了滿足珠三角服務(wù)粵港澳大灣區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的需要，我院根據(jù)社會發(fā)展人才需求自2019年級對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)增設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全方向，《網(wǎng)絡(luò)安全》課程作為專業(yè)必修課，將其修改為在大二第一學(xué)期完成本課程的學(xué)習(xí)，為提高應(yīng)用型本科院校教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校一直鼓勵建設(shè)“一流”課程的建設(shè)，申報一批培育一批的推進(jìn)課程教學(xué)改革，經(jīng)過多年的摸索，我們教學(xué)團(tuán)隊《網(wǎng)絡(luò)安全》課程進(jìn)行了SPOC教學(xué)模式改革。

二、在線教學(xué)平臺的選擇分析

教育技術(shù)與強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，形成在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)[1]。在線教學(xué)是中國教育技術(shù)發(fā)展較快的領(lǐng)域，與傳統(tǒng)線下教學(xué)相比，在線教育在時效和靈活性有明顯的優(yōu)勢，特別是手機(jī)終端的快速普及，網(wǎng)絡(luò)學(xué)生得到了很大的改善，學(xué)生可以不受時間、空間的限制地學(xué)習(xí)，獲得知識的途徑變得更便利和多樣化。傳統(tǒng)的教育模式的不足促進(jìn)了在線教育快速發(fā)展，特別是2020年新型冠狀病毒在全球范圍內(nèi)蔓延，國內(nèi)高校幾乎全部應(yīng)用了在線教育方式，促進(jìn)國內(nèi)在線教育技術(shù)不斷成績，在線教育不僅僅在校學(xué)生受益，同時也吸引了很多社會人員加入了在線學(xué)習(xí)的大軍。

目前國內(nèi)在線教育的主要方式有三種[2]：一是將傳統(tǒng)線上課堂教學(xué)直接利用QQ課堂、會議、釘釘?shù)确绞皆诰€直播授課，除了學(xué)習(xí)場所不同外，其它方面沒有做何改變，這種方式對任課老師的要求并不高，只要網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常就能開展，但這種方式無法發(fā)揮在線教學(xué)的優(yōu)勢。雖然有回放功能，但沒法做到與學(xué)生即時互動，不利于知識點較多較難的章節(jié)學(xué)習(xí);二是采用小規(guī)模限制性在線課程（即SPOC）方式[3]，學(xué)生課前通過在線學(xué)習(xí)平臺完視頻教學(xué)后再回到線下課堂教學(xué)，這種方式對任課教師要求較高，特別是課前的準(zhǔn)備工作要比傳統(tǒng)教學(xué)模式付出得更多，課前的視頻、學(xué)習(xí)內(nèi)容的選定直接影響到學(xué)生在線下學(xué)習(xí)的效果，完成線上視頻學(xué)習(xí)之后方能保障線下課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。課前課后學(xué)生都可能通過線上平臺與教師隨時互動，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將無法線上完成的教學(xué)內(nèi)容搬到課堂教學(xué)，線上線下混合式教學(xué)模式有效提高教學(xué)質(zhì)量;三是采用慕課模式，這是一種“純線上”的教學(xué)方式，學(xué)生通過教學(xué)平臺完成了學(xué)習(xí)、測驗等全部線上自主完成，可充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)自主安排，但這種方式要依靠學(xué)生自主學(xué)習(xí)，對在校生來講，約束力不夠，無法保障每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量[4]。近幾年來，這種教學(xué)模式多數(shù)應(yīng)用于公共通用課程，比如計算機(jī)文化基礎(chǔ)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程，這種課程建設(shè)平臺也比較多，常用的有中國大學(xué)MOOC（慕課）_國家精品課程在線學(xué)習(xí)平臺，清華大學(xué)的雨課堂等[5]。

結(jié)合和線上和線下教學(xué)的優(yōu)勢，對不同課程選擇合適的方式尤為重要[6]，《網(wǎng)絡(luò)安全》課程涉及的理論知識面較廣和多，在線上課堂教學(xué)之前可以讓學(xué)生通過線上平臺完成部分理論知識的學(xué)習(xí)，而實訓(xùn)部分需要用到大量的網(wǎng)絡(luò)安全事件場景，無法使用線上平臺完成，可采用線下課堂教學(xué)的方式進(jìn)行，所以教學(xué)團(tuán)隊將《網(wǎng)絡(luò)安全》課采用了SPOC教學(xué)模式。

三、基于SPOC教學(xué)模式解決的問題

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式的主要問題

《網(wǎng)絡(luò)安全》課程內(nèi)容較多，如對稱與非對稱加密、Hash函數(shù)、數(shù)字簽名、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防范技術(shù)等，涉及的數(shù)字、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編程算法等基礎(chǔ)知識，這就要求學(xué)生要具備數(shù)學(xué)功底、編譯原理和編程等知識儲備。課程既要講解清楚理論原理，還要培養(yǎng)實際的應(yīng)用能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式以老師為中心，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，缺乏獨立思考能力，不善于提出、分析并解決實際應(yīng)用問題，教師艱難的教，學(xué)生吃力的學(xué)。理解算法思想倒是能達(dá)到的要求，但在實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)上，存在難度。本門課程只有48學(xué)時，根據(jù)應(yīng)用型本科生的特點，隨著知識的深入，學(xué)生會越來越難以理解，勢必會對學(xué)習(xí)缺乏興趣。

傳統(tǒng)教學(xué)模式的考核評價體系主要由期末考試成績、期中考試成績、平時成績（含平時作業(yè)和上課出勤率）三部分。這樣評價方式過于簡單，特別是平時成績方面，在校生出勤率高，出勤的差異性不大，作業(yè)又存在抄襲的情況，這樣評價方式過于單一無法體現(xiàn)公平性和差異性。

（二）學(xué)生思想重視不夠，語言能力以及自主協(xié)作較差

學(xué)生思想意識上不重視這些難度偏深、偏向理論的課程，隨著課程教學(xué)的深入，所涉及的知識增多和難度加大，學(xué)會生慢慢失去學(xué)習(xí)興趣、信心和耐心。雖然根據(jù)人才培養(yǎng)方案學(xué)習(xí)《網(wǎng)絡(luò)安全》課程已經(jīng)完成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、高等數(shù)學(xué)等一些關(guān)聯(lián)課程，但學(xué)生本身掌握理論知識不牢靠，再加上不能自覺地進(jìn)行學(xué)習(xí)，不懂得利用網(wǎng)絡(luò)或參考書進(jìn)行知識的拓展，也沒有形成協(xié)作學(xué)習(xí)的氛圍，師生、同學(xué)間的交流不夠，這些因素都是影響《網(wǎng)絡(luò)安全》課程的教學(xué)質(zhì)量。

四、基于SPOC教學(xué)模式解決方案

SPOC 即小規(guī)模限制性在線課程，通過線上和線上下相結(jié)合，有效提高教學(xué)質(zhì)量。線下教學(xué)方面，采用了360網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院攻防演練創(chuàng)新實訓(xùn)平臺，該平臺具有基礎(chǔ)課程資源和網(wǎng)絡(luò)安全課程資源?；A(chǔ)課程資源包含安全導(dǎo)論、安全發(fā)展趨勢、安全法律法規(guī)、操作系統(tǒng)應(yīng)用、腳本語言、密碼學(xué)等課程，網(wǎng)絡(luò)安全課程資源包括防火墻與VPN技術(shù)、DDOS攻擊與防御、態(tài)勢感知、Web攻擊與防御、數(shù)據(jù)包分析實戰(zhàn)等課程。課程資源包括講義、視頻、實驗靶場等。該平臺較大的亮點是可以提供給教師快速建立虛擬網(wǎng)絡(luò)安全事件場景，為線下課堂教學(xué)過程中構(gòu)造實訓(xùn)場景工作節(jié)省了很多寶貴的時間和精力，同時有效保證了《網(wǎng)絡(luò)安全》的線下課堂教學(xué)質(zhì)量。

線上教學(xué)方面，本課程選擇使用超星泛雅教學(xué)平臺，該平臺包括多個模塊，主要有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)門戶，教學(xué)資源庫，學(xué)習(xí)空間、慕課課程建設(shè)、教學(xué)活動等，并且具有手機(jī)端學(xué)習(xí)通App無縫銜接，有利于學(xué)生打破空間和時間完成線上平臺的學(xué)習(xí)任務(wù)。

五、SPOC混合教學(xué)模式設(shè)計案例

教學(xué)團(tuán)隊根據(jù)《網(wǎng)絡(luò)安全》課程的理論知識面廣、多、實驗場景較難構(gòu)造等情況，為達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)和大綱要求，結(jié)合我院目前所具備的教學(xué)軟、硬件資源，對《網(wǎng)絡(luò)安全課程》進(jìn)行了360實訓(xùn)教學(xué)平臺的SPOC混合式教學(xué)模式的改革，對《網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)分為個流程，如圖1所示。

（一）線下課堂教學(xué)前的準(zhǔn)備工作

基于SPOC的教學(xué)模式相對傳統(tǒng)的教學(xué)模式任課老師在課前做的準(zhǔn)備工作更多，除了需要準(zhǔn)備課堂教學(xué)的PPT、教案等相關(guān)資源外，還需要對各章節(jié)錄制或選取相應(yīng)的理論知識的教學(xué)視頻，做好相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)清單，預(yù)設(shè)好課前學(xué)生討論的主題。教學(xué)視頻主要針對《網(wǎng)絡(luò)安全》課程涉及知識面廣的特點，提前為學(xué)生準(zhǔn)備好需要學(xué)習(xí)的理論知識，以確保線下課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量，任務(wù)清單是為明確學(xué)生線上學(xué)習(xí)的目標(biāo)。主題討論主要為課堂教學(xué)引入新知識做準(zhǔn)備，以便學(xué)生快速進(jìn)入知識學(xué)習(xí)。

（二）線下課堂教學(xué)過程

課程內(nèi)容與資源建設(shè)圍繞網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)要求，根據(jù)《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》教材的章節(jié)框架的重點難點為選題點。在360攻防演練創(chuàng)新實訓(xùn)平臺挑選了WannaCry勒索病毒樣本、永恒之藍(lán)漏洞利、PC$密碼、John破解Linux登錄密碼等17個網(wǎng)絡(luò)安全事件場景的實訓(xùn)項目，線下項目清單及難易度如表1所示。

線下課堂教學(xué)過程與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式類似，但教學(xué)流程要根據(jù)線上課堂教學(xué)前準(zhǔn)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，組織有效的課堂教學(xué)活動，讓學(xué)生能融到SPOC的教學(xué)活動中了，以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。授課老師先根據(jù)前一節(jié)課的學(xué)習(xí)清單提出問題了解學(xué)生真實學(xué)習(xí)的情況。在理入新章節(jié)學(xué)習(xí)之前，老師根據(jù)線下課程教學(xué)前的主題討論收集到的學(xué)生個性答案進(jìn)行分析，從而引入理論知識的講授，完成重難點學(xué)習(xí)，采用現(xiàn)在的360網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺完成虛擬網(wǎng)絡(luò)安全事件虛擬場景的實驗。在課堂教學(xué)中，教師可充分使用超星平臺多樣化教學(xué)手段，學(xué)生可通過學(xué)習(xí)通App與教師完成互動。

（三）線上下課后教學(xué)

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式中，教師一般完成了課堂教學(xué)任務(wù)后就“下班”了，沒有跟學(xué)生太多互動，采用超星教學(xué)平臺正好彌補(bǔ)了這一缺陷。每個學(xué)生都有差異性，在完成課堂學(xué)習(xí)后總會有小部分同學(xué)沒有完全掌握重難點的知識，學(xué)生除了可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的資源“重復(fù)“學(xué)習(xí)后，還可通過該平臺向教師提問，教師可根據(jù)問題是否典型性問題來決定個人回應(yīng)還是全班回復(fù)，最后教師可根據(jù)學(xué)生學(xué)時進(jìn)度，完成情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，對本輪教學(xué)活動進(jìn)行總結(jié)和反思。

六、課程教學(xué)組織實施情況

（一）教學(xué)模式應(yīng)用情況

根據(jù)培養(yǎng)方案要求，本課程教學(xué)內(nèi)容包括2個模塊的9個章節(jié)，共計48學(xué)時。課程組織實施過程中，采用線上18學(xué)時+課堂30學(xué)時的線上線下混合式教學(xué)模式，線上課程占比37.50%，線下課程占比為62.50%。線上課程包括視頻學(xué)習(xí)、單元作業(yè)，期中考試和課程討論等，線下課程內(nèi)容包括專題研討和期末考試，課程評定方面成績評定采用線上線下相結(jié)合的考核方法，總成績=線下期末考試（60%）+線上期中考試（20%）+線上課程成績（20%），其中，線上課程成績=線上平時成績（50%）+章節(jié)測試成績（50%）。

本課程教學(xué)改革已在我院運(yùn)行了2個完整的教學(xué)周期，PV訪問量接近10萬，累計選修學(xué)生485人，其中第一個教學(xué)周期是在2019年9月-12月期間，2016年網(wǎng)絡(luò)工程開設(shè)了《網(wǎng)絡(luò)安全》課程，課程團(tuán)隊首次采用360實訓(xùn)教學(xué)平臺和超星泛雅教學(xué)平臺雙平臺教學(xué)，第二個教學(xué)周期 是在2020年9月-12月期間，2017級和2019級開設(shè)了《網(wǎng)絡(luò)安全》課程。

（二）教學(xué)成效

教學(xué)團(tuán)隊經(jīng)過兩輪的SPOC教學(xué)，總結(jié)了很多行之有效的教學(xué)方式方法，同時得到了學(xué)生的一致好評，在兩輪的教學(xué)周期學(xué)生網(wǎng)絡(luò)教學(xué)評價均在優(yōu)秀以上。學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了對網(wǎng)絡(luò)安全的學(xué)習(xí)興趣，多次組織學(xué)生參加“紅帽杯”、“世安杯”等網(wǎng)絡(luò)安全大賽，期中2016級的學(xué)生參加廣東省網(wǎng)絡(luò)安全大賽“世安杯”榮獲二等獎的好成績，廣州工商學(xué)院校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全大賽兩屆都是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生榮獲一等獎。

七、結(jié)束語

通過教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)，校級質(zhì)量工程項目的立項，我們在《網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)付出了不少努力，但網(wǎng)絡(luò)安全課程資源隨著技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的在線資源逐漸成為“過時”，比如勒索病毒的體驗仍采用的是windows xp操作系統(tǒng)，現(xiàn)如今windows xp系統(tǒng)已經(jīng)很少使用，這樣勢必導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識沒法在實戰(zhàn)，嚴(yán)重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這就需要教師團(tuán)隊及時更新教學(xué)資源，與時俱進(jìn)。

作者單位：鐘百勝? ? 廣州工商學(xué)院

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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