網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國背景下基于OBE理念的信息安全與技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究

楊曄　谷宗運(yùn)

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國；OBE理念；信息安全與技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2024）03-0159-03

0 引言

信息安全是我國國家安全的重要組成部分，特別是數(shù)字經(jīng)濟(jì)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)新應(yīng)用的快速發(fā)展，更是不斷增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性、全局性作用。培養(yǎng)具有較高信息安全素質(zhì)的人才隊(duì)伍，是我國實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略的基礎(chǔ)和保障[1]，也是高等教育人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)。OBE理念強(qiáng)調(diào)以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，關(guān)注學(xué)生能力的培養(yǎng)與提升的核心思想，故在人才培養(yǎng)過程中能夠發(fā)揮重要作用。信息安全與技術(shù)課程是安徽中醫(yī)藥大學(xué)計(jì)算機(jī)類專業(yè)必修課，承擔(dān)了信息安全方面能力和素質(zhì)培養(yǎng)的重要任務(wù)，但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下卻存在學(xué)生“抬頭率低”“獲得感少”等痛點(diǎn)。本文針對信息安全與技術(shù)課程的特點(diǎn)，圍繞OBE理念，探討教學(xué)改革的途徑，以培養(yǎng)和提升學(xué)生解決實(shí)際信息安全問題的能力。

2 OBE理念

2.1 OBE理念的定義

OBE（Outcome-based Education），是一種基于成果導(dǎo)向的教育理念，由“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”三個(gè)核心組成[2]。在傳統(tǒng)教育理念下，教師更多關(guān)注知識(shí)的傳輸，往往忽視了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。而OBE理念與傳統(tǒng)教學(xué)理念的根本區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，圍繞學(xué)習(xí)成果來設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)反向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使教學(xué)過程可持續(xù)發(fā)展，從而真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。

2.2 OBE 理念的產(chǎn)生與發(fā)展

該理念最初是由美國學(xué)者Spady在20世紀(jì)末提出，隨后一些學(xué)者將其應(yīng)用于教學(xué)中以改進(jìn)教學(xué)模式。比如，Acharya 提出了實(shí)施 OBE 理念的4 個(gè)環(huán)節(jié)，即定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出、評價(jià)學(xué)習(xí)產(chǎn)出，以及使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出。國內(nèi)學(xué)者則是從2012年起，主要從OBE理念的概念及應(yīng)用方面開展研究。比如，李志義將OBE 理念應(yīng)用于促進(jìn)教學(xué)改革的實(shí)踐研究層面[3]；柏晶通過把 OBE 理念與在線課程相結(jié)合，構(gòu)建了學(xué)習(xí)者、資源與信息、學(xué)習(xí)產(chǎn)出三層次開放課程的結(jié)構(gòu)模型[4]。從現(xiàn)有的研究成果來看，OBE 理念引入信息安全與技術(shù)課程的教學(xué)中，能夠?yàn)榻處熖峁└鼮殪`活的教學(xué)思路，有效解決傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在的問題。

3 傳統(tǒng)教學(xué)模式下信息安全技術(shù)課程的痛點(diǎn)及分析

信息安全技術(shù)是一門涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信原理、程序語言、密碼學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)交叉的課程。由于該課程涉及多種學(xué)科知識(shí)交叉，在實(shí)際的教學(xué)過程中學(xué)生會(huì)感到知識(shí)點(diǎn)散亂、概念晦澀難懂、部分章節(jié)內(nèi)容非常抽象，加之現(xiàn)有教學(xué)條件和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)模式下教學(xué)效果不理想。

3.1 教學(xué)目標(biāo)更新不及時(shí)

目前，信息安全技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)僅僅是要求學(xué)生掌握設(shè)計(jì)和維護(hù)安全的網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用系統(tǒng)的基本手段和常用方法，并未以成果為導(dǎo)向，導(dǎo)致課程結(jié)束后學(xué)生只掌握了知識(shí)并不知如何應(yīng)用，并沒有獲得分析和解決實(shí)際信息安全問題的能力，培養(yǎng)的學(xué)生仍然是“應(yīng)試型”而不是“應(yīng)用型”，同時(shí)也影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.2 教學(xué)過程枯燥

信息安全與技術(shù)課程的理論教學(xué)仍是以單向傳授和被動(dòng)接受的方式，學(xué)生抬頭率、參與率都很低，處于被動(dòng)聽課狀態(tài)，無法提高學(xué)生知識(shí)內(nèi)化、知識(shí)遷移及知識(shí)轉(zhuǎn)化的能力。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是以“概念釋義+ 操作演示”的形式，在實(shí)驗(yàn)過程基本以模仿為主，無法培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的能力，也無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和實(shí)際動(dòng)手能力。

3.3 考核方式單一

信息安全與技術(shù)課程的考評方式以“試卷+課程實(shí)驗(yàn)+作業(yè)”為主，無法全面體現(xiàn)學(xué)生對課程知識(shí)掌握情況和整合能力，不能客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這就導(dǎo)致教師也無法掌握學(xué)生對知識(shí)的運(yùn)用情況，無法實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的持續(xù)優(yōu)化。

4 信息安全技術(shù)課程教學(xué)改革的探索

4.1 以學(xué)生為中心，更新課程教學(xué)目標(biāo)

OBE理念強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，就是要把課程教學(xué)目標(biāo)從“教師講授哪些知識(shí)”轉(zhuǎn)化為“培養(yǎng)學(xué)生哪些能力”上來。根據(jù)安徽中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)藥信息工程學(xué)院人才培養(yǎng)的要求，按照高、中、低三個(gè)層次，分解課程教學(xué)指標(biāo)點(diǎn)，更新信息安全與技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)（表1） ，培養(yǎng)具有良好信息安全防護(hù)意識(shí)，掌握信息安全實(shí)用技術(shù)，具備信息系統(tǒng)安全保障能力的應(yīng)用型人才[5]。

4.2 以成果為導(dǎo)向，構(gòu)建混合式教學(xué)模式

2019年，國家發(fā)布了《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》，在國家精品在線開放課程建設(shè)的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)了國家級一流本科課程建設(shè)，推動(dòng)建設(shè)線上線下混合式、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等一流課程。繼而，受新冠疫情影響引發(fā)的大規(guī)模在線學(xué)習(xí)，更進(jìn)一步加速了教育數(shù)字化變革進(jìn)程。經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，《教育部高等教育司2023年工作要點(diǎn)》中進(jìn)一步提出，“要加快高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)智慧教育平臺(tái)建設(shè)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題和知識(shí)轉(zhuǎn)化能力”，肯定了線上線下混合式教學(xué)模式在高等教育發(fā)展中的重要地位，明確了以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo)，進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向。因此，以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo)，圍繞成果導(dǎo)向，將信息安全與技術(shù)課程由傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下混合式教學(xué)模式是提高學(xué)生解決實(shí)際問題和知識(shí)轉(zhuǎn)化能力的重要途徑。

4.2.1 細(xì)分學(xué)習(xí)成果，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

由于在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，容易出現(xiàn)學(xué)生對理論知識(shí)的掌握很充分，但對于實(shí)際操作以及處理實(shí)際問題缺乏一定的能力的情況。因此，通過分析課程知識(shí)單元及教學(xué)目的，將學(xué)生學(xué)習(xí)成果細(xì)分為知識(shí)成果、技術(shù)成果以及能力成果[6]，并按照知識(shí)單元進(jìn)行細(xì)化，確定每個(gè)知識(shí)單元的預(yù)期成果（表2） ，教師則根據(jù)預(yù)期成果有針對性的對不同知識(shí)單元進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。知識(shí)成果是指學(xué)生掌握與該課程相關(guān)的基礎(chǔ)概念、理論知識(shí)的程度；技術(shù)成果是指學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際操作的熟練程度；能力成果則是指學(xué)生能夠綜合運(yùn)用知識(shí)成果和技術(shù)成果，解決實(shí)際問題[6]。

4.2.2 融入OBE 理念，重構(gòu)教學(xué)過程

本研究將OBE理念融入整個(gè)教學(xué)過程，反向設(shè)計(jì)教學(xué)過程，即將預(yù)期學(xué)習(xí)成果作為課程的開始，以學(xué)生為中心，以混合式教學(xué)為手段，設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)過程（圖1） 。將課程分為課前、課中和課后，采取線上與線下相結(jié)合的方式組織教學(xué)[7]。課前，授課教師將章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)資源以PPT、視頻等形式上傳至線上知識(shí)分享平臺(tái)；同時(shí)布置線上測試題，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)章節(jié)內(nèi)容后，完成線上預(yù)習(xí)測試。課中，教師根據(jù)線上預(yù)習(xí)測試的情況，針對問題或者難點(diǎn)，對課程進(jìn)行精講，或者采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，以小組討論、案例分析匯報(bào)、互動(dòng)交流、經(jīng)驗(yàn)分享等多種形式來完成本次課程[8]。課后，線下采用情景模擬案例，要求學(xué)生提出解決辦法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力；線上對知識(shí)進(jìn)行拓展，增加教學(xué)內(nèi)容的開放性以及課程思政的融入[9]，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)自主思考思維和自主學(xué)習(xí)的能力。

例如，“防火墻”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中，教師根據(jù)分解得出的知識(shí)成果、技術(shù)成果和能力成果的要求，進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤?。課前，按照知識(shí)成果的要求，可以先將防火墻的分類以及工作原理的相關(guān)知識(shí)，上傳至線上平臺(tái)供學(xué)生預(yù)習(xí)，布置預(yù)習(xí)測試題要求學(xué)生完成，并提出思考題“防火墻除了防護(hù)個(gè)人電腦，還有哪些用途”。課中，教師根據(jù)預(yù)習(xí)測試的情況，對不同類型的防火墻工作原理等難點(diǎn)進(jìn)行精講，并組織學(xué)生圍繞“包過濾防火墻和應(yīng)用代理型防火墻的區(qū)別”進(jìn)行思考和討論，以鞏固知識(shí)成果。課后，要求學(xué)生完成模擬實(shí)現(xiàn)防火墻原理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，達(dá)到并深化技術(shù)成果。最后，對知識(shí)進(jìn)行延伸和拓展，要求學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)成果和技術(shù)成果，分析“不同應(yīng)用場景下遭遇DDos攻擊時(shí)，應(yīng)使用哪一種防火墻進(jìn)行防護(hù)”，以檢驗(yàn)是否達(dá)到了能力成果。根據(jù)三個(gè)成果的達(dá)成情況，分析教學(xué)過程的不足之處，持續(xù)改進(jìn)提高。

4.2.3 開展課程群建設(shè)，提升綜合素養(yǎng)

由于信息安全與技術(shù)課程是一門多學(xué)科知識(shí)交叉的課程，可以將其涉及的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，并把培養(yǎng)要求分解到這些相關(guān)課程中（表3） ，再將這些課程整合建設(shè)成課程群[10]。課程群的教師可以共同討論溝通課程之間的關(guān)聯(lián)性，并根據(jù)各自的培養(yǎng)要求，持續(xù)優(yōu)化授課方式。比如，“常用網(wǎng)絡(luò)命令”這一節(jié)課程內(nèi)容，信息安全與技術(shù)課程中會(huì)頻繁使用網(wǎng)絡(luò)命令去測試連通性，分析網(wǎng)絡(luò)通訊情況，那么在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的講授中就可以適當(dāng)深入講解網(wǎng)絡(luò)命令，提高學(xué)生的熟練程度。

4.3 建立多元化評價(jià)體系，持續(xù)推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)改進(jìn)

基于OBE理念，對標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合線上線下的課程教學(xué)數(shù)據(jù)，從預(yù)習(xí)測試情況、課堂參與度、在線學(xué)習(xí)達(dá)成情況以及期末考試情況等多維度，建立較為科學(xué)、客觀的評價(jià)體系，對學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果達(dá)成度進(jìn)行綜合分析，并將結(jié)果用于后期持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)活動(dòng)。這種多元化的評價(jià)方式，不僅有利于發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)的短板，還能夠較為清晰地了解到學(xué)生個(gè)體的課程目標(biāo)達(dá)成情況，精準(zhǔn)找出幫扶對象。例如，在2021-2022年第二學(xué)期信息安全與技術(shù)課程中存在的自主學(xué)習(xí)報(bào)告完成質(zhì)量不高，主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)不強(qiáng)等問題，在2022-2023年第二學(xué)期信息安全與技術(shù)課程教學(xué)中基于OBE理念進(jìn)行了初步探索，更新了教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了情景案例，建設(shè)了部分線上學(xué)習(xí)資源。通過對比兩個(gè)年度課堂互動(dòng)參與率和線上資源自主學(xué)習(xí)率的變化（圖2） ，能夠初步反應(yīng)教學(xué)效果有所改進(jìn)，但仍沒有達(dá)到期望水平。因此，在教學(xué)改革的后續(xù)實(shí)踐和探索中，要通過建立和完善多元化評價(jià)體系，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)，以促進(jìn)預(yù)期學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。

5 結(jié)束語

在網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國背景下，計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)面臨著新的挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)這一變化，本文結(jié)合OBE理念，以學(xué)生為中心，對信息安全與技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)模式進(jìn)行了改革探索，并取得了初步成效。首先，本研究更新并明確了課程的教學(xué)目標(biāo)。在OBE理念的指導(dǎo)下，將培養(yǎng)學(xué)生的信息安全能力和素養(yǎng)作為首要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)際工作中能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。同時(shí)，本研究還關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。其次，本研究以成果為導(dǎo)向構(gòu)建混合式教學(xué)模式。在教學(xué)過程中采用了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、案例分析等多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。此外，本研究還建立多元化評價(jià)體系，持續(xù)推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)改進(jìn)。通過這些改革措施，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性得到了提高，學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力也得到了鍛煉。在今后的信息安全與技術(shù)課程教學(xué)改革中，還需要不斷改進(jìn)教學(xué)方式，提高課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度，以培養(yǎng)更多具備信息安全能力和素養(yǎng)的人才。

【通聯(lián)編輯：王力】