自主學(xué)習(xí)在“信息隱藏技術(shù)”教學(xué)中的應(yīng)用研究

葉青，夏菲菲，閆璽璽，孟慧

摘? 要： 針對信息安全專業(yè)核心課程“信息隱藏技術(shù)”傳統(tǒng)教學(xué)模式下的種種弊端，提出基于“課堂派”平臺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。實踐證明，相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力顯著提高。統(tǒng)計結(jié)果表明，在自主學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生的平均成績提高約13.86%。

關(guān)鍵詞： 傳統(tǒng)教學(xué)模式; 信息隱藏技術(shù); 課堂派; 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）06-119-04

Research on the application of autonomous learning in teaching

"information hiding technology"

Ye Qing， Xia Feifei， Yan Xixi， Meng Hui

（College of Computer Science and Technology， Henan Polytechnic University， Jiaozuo， Henan 454000， China）

Abstract： Aiming at the shortcomings of the traditional teaching mode of "information hiding technology"， the core course of information security major， a teaching mode based on the "Classroom Faction" platform for autonomous learning is proposed to improve students' subjective initiative in learning. Practice has proved that， compared with the traditional teaching mode， the proposed learning mode can fully mobilize the students' learning enthusiasm， and the students' autonomous learning ability is significantly improved. The experimental result shows that the average score of students is improved roughly by 13.86% under autonomous learning mode.

Key words： traditional teaching mode; information hiding technology; Classroom Faction; autonomous learning

0 引言

“自主學(xué)習(xí)”是一種與被動學(xué)習(xí)相對立的學(xué)習(xí)方式[1]，將學(xué)生視為學(xué)習(xí)的主體，不受他人支配，并通過一系列手段豐富學(xué)生知識，提高學(xué)生自己學(xué)習(xí)的技能。在強(qiáng)調(diào)接受和掌握，忽視發(fā)現(xiàn)和探索的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性不斷被壓抑。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，國家教育科學(xué)“九五”規(guī)劃課題將“自主學(xué)習(xí)”作為重要研究內(nèi)容?？梢姡岣邔W(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并對基于自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式進(jìn)行深入研究是十分必要的。

“信息隱藏技術(shù)”[2-4]是我校為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生開設(shè)的一門必修/選修課程。我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)2018年和2021年的培養(yǎng)方案中，該課程都被安排32學(xué)時，其中實驗8學(xué)時。該課程主要包括信息隱藏的基本概念、模型、典型隱藏算法和數(shù)字水印等內(nèi)容，涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等多個學(xué)科的基礎(chǔ)知識，在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息安全和知識產(chǎn)權(quán)方面具有重要作用。在實際教學(xué)中，為了確保教學(xué)質(zhì)量，我們通常采用傳統(tǒng)的教學(xué)思路，即以教材為中心，由教師圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致入微的講解。在這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，大部分學(xué)生出現(xiàn)了缺乏學(xué)習(xí)激情、不會深度思考、實驗課動手能力差等問題。顯然，這種教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足新課程教學(xué)改革背景下學(xué)生自主發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的需求。

繼新冠疫情發(fā)生之后，“課堂派”、“云班課”、“雨課堂”等教學(xué)平臺在國內(nèi)受到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用[5]，這些平臺的應(yīng)用有助于推動教學(xué)模式的改革和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高。本文將以“信息隱藏技術(shù)”課程為例，基于“課堂派”教學(xué)平臺，對自主學(xué)習(xí)模式進(jìn)行探索研究。

1 “課堂派”及其核心優(yōu)勢

“課堂派”是北京愛課互動科技有限公司研發(fā)的一款教學(xué)平臺，2014年9月，在北大進(jìn)行推廣使用，2015年初，“課堂派”上線供廣大師生使用?！罢n堂派”包含了考勤、互動課件、作業(yè)、成績分析與管理等功能，詳情參見表1?！罢n堂派”的上線，實現(xiàn)了課上和課下教學(xué)的有效結(jié)合，顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式下乏味的PPT教學(xué)。它使得師生之間可不受時間和空間的限制進(jìn)行實時、高效的溝通，帶給學(xué)生更好的學(xué)習(xí)體驗，其核心優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

⑴ 任何人均可免費(fèi)注冊登錄“課堂派”。例如，學(xué)生進(jìn)入“課堂派”界面后，選擇學(xué)生身份，可在“課堂派”中進(jìn)入所在班級，無需進(jìn)行各種身份驗證，即可自主學(xué)習(xí)相關(guān)課程。

⑵ 具有強(qiáng)大的教學(xué)管理功能?！罢n堂派”具有強(qiáng)大的課前、課中、課后教學(xué)管理功能，學(xué)生只需要一部手機(jī)，就能快速進(jìn)入到某門課程的線上教學(xué)界面。

⑶ 操作簡便。該平臺支持各種形式文件的發(fā)送與上傳，學(xué)生可選擇在線或離線觀看兩種形式，隨時隨地進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。

⑷ 學(xué)習(xí)互動性強(qiáng)?！罢n堂派”提供了簽到、討論、搶答等互動功能，“游戲化”的學(xué)習(xí)機(jī)制能夠激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于主觀能動性的培養(yǎng)。

2 基于“課堂派”的“信息隱藏技術(shù)”自主學(xué)習(xí)模式

“課堂派”的功能種類繁多，針對不同的教學(xué)環(huán)節(jié)使用相應(yīng)的教學(xué)功能，促進(jìn)教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)[6]。其中，運(yùn)用課堂派平臺提供的互動課件與資料功能可有效的幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時，老師以教師的身份登錄“課堂派”后臺，運(yùn)用作業(yè)、測試、成績管理等功能可驗收學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以及知識掌握情況，有利于促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行高效的自主學(xué)習(xí)。將表1所示的“課堂派”的功能逐一運(yùn)用在“信息隱藏技術(shù)”教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié)，具體如表2所示。

課前階段，教師在資料區(qū)發(fā)布有關(guān)“信息隱藏技術(shù)”課程的預(yù)習(xí)資料以及課件，且在課件中可增設(shè)一些具有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)。此過程中，鼓勵學(xué)生分成各學(xué)習(xí)小組。預(yù)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，首先在組內(nèi)線上或線下討論，如未得到解決，就記錄下來并在課中階段提出。

課中階段，可運(yùn)用二維碼、數(shù)字口令、GPS等5種形式精準(zhǔn)有效的進(jìn)行考勤簽到，促使學(xué)生積極的進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在研習(xí)老師制作的本課程PPT，聽老師講述相關(guān)重難點(diǎn)內(nèi)容的同時將自己的問題和想法以“彈幕”的形式推送到在線平臺，進(jìn)行教學(xué)互動。為了增加上課的趣味性，老師可提出問題，并設(shè)置搶答，讓學(xué)生更多的參與教學(xué)過程，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。整個教學(xué)過程，課堂派均自動錄有視頻并進(jìn)行保存，方便師生課后查看。

課后階段，學(xué)生和老師都可以隨時隨地復(fù)習(xí)整個教學(xué)視頻，強(qiáng)化理解和記憶。老師可發(fā)布并批閱相關(guān)課程的作業(yè)以及相關(guān)測試，一鍵下載作業(yè)、測試相關(guān)數(shù)據(jù)，合理、精準(zhǔn)分析學(xué)生學(xué)習(xí)效果，掌握學(xué)習(xí)情況，對疑點(diǎn)、難點(diǎn)及時進(jìn)行答疑解惑。學(xué)生可以查看自己的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對于疑點(diǎn)問題，可隨時隨地聯(lián)系老師和同學(xué)，獲取指導(dǎo)和幫助。

實驗課可選擇線下或線上方式進(jìn)行。無論采用哪種方式進(jìn)行實驗，教師均應(yīng)注意提前將實驗資料發(fā)至課堂派，讓學(xué)生對實驗內(nèi)容提前熟悉，這樣有利于學(xué)生取得較好的實驗效果。線上實驗應(yīng)注意指導(dǎo)老師應(yīng)保持實時在線，對學(xué)生實驗過程中出現(xiàn)的問題及時解答。兩種實驗方式，均應(yīng)利用課堂派考勤，并將實驗報告上傳至課堂派，便于實驗成績的統(tǒng)計與管理。

3 “課堂派”對提升自主學(xué)習(xí)能力的有效性研究

為了檢驗“課堂派”自主學(xué)習(xí)模式在“信息隱藏技術(shù)”的應(yīng)用效果，對我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)1801班（實驗班）和1802班（對照班）進(jìn)行了實驗。1801班采用自主學(xué)習(xí)模式，而1802班采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，兩個班均為30人，同一老師授課，使用同一本教材，學(xué)時相等，教學(xué)進(jìn)度相同，實驗周期為一個學(xué)期。實驗?zāi)康陌ㄑ芯繉W(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績兩個方面。

3.1 關(guān)于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

研究方法采用問卷調(diào)查法。實驗前，首先對1801班、1802班的各30個學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷，得到每個學(xué)生對自身的自主學(xué)習(xí)能力的評估結(jié)果，見表3所示。在完成該課程教學(xué)后對1801班、1802班再次發(fā)放調(diào)查問卷，分別得到實驗后學(xué)生對自身自主學(xué)習(xí)能力的評估結(jié)果，見表4所示。結(jié)合問卷調(diào)研結(jié)果，進(jìn)一步分析實驗前后學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是否提高。另外，需采用克龍巴赫（Cronbach）[α]系數(shù)估算方法[7]保證調(diào)查問卷的可信度。

在表3，表4中，題1為“我對所有學(xué)習(xí)活動都有明確的目標(biāo)，并能主動為之付出努力”，題2為“除了老師發(fā)布的學(xué)習(xí)資料，我能深入學(xué)習(xí)其他資料”，題3為“我能自主規(guī)劃學(xué)習(xí)時間和進(jìn)度”。題4為“當(dāng)學(xué)習(xí)幾乎未能按時完成，我會主動尋求原因”，題5為“我能積極嘗試解決學(xué)習(xí)中的困難”，題6為“我能堅持完成自己設(shè)立的學(xué)習(xí)任務(wù)，總結(jié)反思學(xué)習(xí)效果”，題7為“我能獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并主動學(xué)習(xí)其他相關(guān)感興趣的課程”。表4各題目的測評中，選項“非常同意”增加的人數(shù)中96%為1801班學(xué)生。

假定兩個問卷中對應(yīng)每個選擇的得分為：非常同意，4分，基本同意，3分，不確定，2分，不同意，1分，非常不同意，0分。經(jīng)計算，兩個調(diào)查問卷的[α]系數(shù)分別為0.6148、0.7424，可信度較高。該調(diào)研說明，基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式可有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，但仍有少部分學(xué)生缺乏自控能力，不能自主安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，這需要老師進(jìn)一步的關(guān)注與指導(dǎo)。

3.2 關(guān)于學(xué)生的學(xué)習(xí)成績

在學(xué)期末，對兩個班級進(jìn)行測試，試卷由同一老師出題，考試內(nèi)容完全相同，總分設(shè)置為100分。圖1展示了該課程實驗班和對照班學(xué)生成績分布情況。經(jīng)計算，實驗班、對照班的平均成績分別為80.5分、70.7分，實驗班本課程的平均成績相較于對照班提高約13.86%。

4 結(jié)束語

信息隱藏技術(shù)是高校信息安全專業(yè)重要的專業(yè)課程，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生出現(xiàn)興趣不濃厚、上課注意力渙散、實驗課動手能力差等問題。本文提出以基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式替代傳統(tǒng)教學(xué)模式，并具體設(shè)計信息隱藏技術(shù)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。實踐結(jié)果表明，自主學(xué)習(xí)模式能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績均顯著提高。此項研究為自主學(xué)習(xí)模式在信息安全類專業(yè)課程中應(yīng)用明確了方向，有利于相關(guān)課程的教學(xué)模式改革。但值得注意的是，在此教學(xué)模式下，個別學(xué)生由于缺乏嚴(yán)格監(jiān)督，學(xué)習(xí)成績有所降低，所以，接下來還要在具體應(yīng)用中改進(jìn)該教學(xué)模式，最大程度地發(fā)揮其作用。

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