應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程教學(xué)方法探究

劉光軍

（西安文理學(xué)院，陜西西安,710065）

應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程教學(xué)方法探究

劉光軍

（西安文理學(xué)院，陜西西安,710065）

密碼學(xué)是信息安全的核心基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)與信息相關(guān)專業(yè)中非常重要的一門課程。結(jié)合應(yīng)用型本科院校學(xué)生特點(diǎn)和密碼學(xué)課程的教學(xué)特性，基于自身的教學(xué)實(shí)踐及反思，介紹了應(yīng)用型本科院校密碼學(xué)課程授課過程中存在的典型問題，并針對(duì)性地提出了一系列可采用的行之有效的教學(xué)方法和策略。

應(yīng)用型本科高校；密碼學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)實(shí)踐

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)空間安全已經(jīng)上升為國家安全戰(zhàn)略，如何確保網(wǎng)絡(luò)信息安全已成為當(dāng)前社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。密碼學(xué)是信息安全領(lǐng)域的核心內(nèi)容。密碼學(xué)課程對(duì)于信息安全知識(shí)學(xué)習(xí)和信息安全意識(shí)的培養(yǎng)具有至關(guān)重要的作用。在很多高校，計(jì)算機(jī)、信息和電子等相關(guān)專業(yè)均已經(jīng)開設(shè)有密碼學(xué)課程。由于不同高校的相關(guān)開課專業(yè)對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、開設(shè)時(shí)間均不相同，所以探索適合所在高校和專業(yè)的課程教學(xué)模式具有非常重要的意義。筆者結(jié)合自身實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用型本科高校的學(xué)生特點(diǎn)，分析該類高校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)密碼學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，并給出具體可行的解決策略。

1　應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

密碼學(xué)課程具有知識(shí)跨度廣、內(nèi)容難度大、理論和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。密碼學(xué)技術(shù)是數(shù)學(xué)理論在信息安全中的重要應(yīng)用，特別是較為抽象的初等數(shù)論、抽象代數(shù)、有限域等數(shù)學(xué)知識(shí)在通信安全領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生如果不能較好地掌握這些數(shù)學(xué)知識(shí)，將會(huì)使后來的密碼學(xué)課程的教和學(xué)的阻礙就非常大。從教學(xué)對(duì)象的總體特點(diǎn)來說，與重點(diǎn)院校相比，應(yīng)用型本科院校的學(xué)生在理解和掌握知識(shí)能力上略有差距，能力上稍顯不足，部分學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力普遍欠缺，學(xué)風(fēng)較浮躁，動(dòng)手能力較差。這兩方面的特點(diǎn)使得這些院校學(xué)生普遍感到密碼學(xué)課程的學(xué)習(xí)非常吃力，困難重重。這些困境意味著應(yīng)用型本科院校在密碼學(xué)課程教學(xué)方面面臨著很大的考驗(yàn)，在教學(xué)中需要進(jìn)一步地探索和改進(jìn)教學(xué)方法。

2　應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程教學(xué)中存在的典型問題

現(xiàn)階段，應(yīng)用型本科高校學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中存在的上述內(nèi)在狀態(tài)已經(jīng)外化到我們具體的教學(xué)過程中，從一個(gè)側(cè)面凸顯出當(dāng)前這些院校密碼學(xué)教學(xué)中存在的問題。筆者結(jié)合應(yīng)用型本科院校的學(xué)生特點(diǎn)和自身教學(xué)思考，從四個(gè)方面總結(jié)了應(yīng)用型本科院校密碼學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題。

首先，前置課程開設(shè)不合理。密碼學(xué)課程知識(shí)跨度廣的特點(diǎn)意味著學(xué)習(xí)該課程必須首先具備一些先置性的課程知識(shí)，比如信息與編碼理論、初等數(shù)論、抽象代數(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。事實(shí)上，現(xiàn)階段在應(yīng)用型本科院校中，開設(shè)密碼學(xué)課程的專業(yè)大都根據(jù)自身的專業(yè)特點(diǎn)和就業(yè)需求，開設(shè)了大量的面向現(xiàn)實(shí)就業(yè)的實(shí)用性課程，大幅壓縮一些很重要的密碼學(xué)前置課程的學(xué)習(xí)時(shí)間，甚至于有的專業(yè)完全取消了密碼學(xué)先修課程的安排和落實(shí)。這種本末倒置的做法直接導(dǎo)致了學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的缺乏，給密碼學(xué)課程的正常教學(xué)進(jìn)度造成了很大的困擾，更使學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)感到難度過大。

其次，填鴨灌輸式教學(xué)。在當(dāng)前階段的密碼學(xué)課程教學(xué)中，教師常常會(huì)陷入填鴨式板書或PPT放映講解機(jī)械方法中，師生互動(dòng)性欠缺。這些方法忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的關(guān)注，弱化了對(duì)枯燥理論背后的應(yīng)用場(chǎng)景的講解，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到乏味無趣，難以保持對(duì)密碼學(xué)課程的飽滿學(xué)習(xí)熱情。另一方面，現(xiàn)有的密碼學(xué)教材過多地偏向理論知識(shí)的探討，缺乏直觀的應(yīng)用實(shí)例。此外，教學(xué)內(nèi)容不能緊跟密碼學(xué)當(dāng)前最新技術(shù)發(fā)展，知識(shí)更新慢，使學(xué)生在信息安全方面的探索熱情大打折扣。

再者，理論教學(xué)和技術(shù)實(shí)踐脫鉤。當(dāng)前許多專業(yè)的密碼學(xué)教學(xué)大綱的制定主要側(cè)重于對(duì)密碼學(xué)知識(shí)體系的掌握，缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)能力的培養(yǎng)，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)密碼學(xué)課程的學(xué)習(xí)理解僅僅停留在紙面的“蜻蜓點(diǎn)水”上。筆者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常有學(xué)生在聽完課后，對(duì)密碼學(xué)中的常用原語和抽象概念理解囫圇，無法體會(huì)密碼學(xué)真正的應(yīng)用背景和學(xué)習(xí)意義所在。

最后，考核體系不完善。當(dāng)前，絕大多數(shù)的老師在教學(xué)中僅采用平時(shí)成績(jī)（考核指標(biāo)包括課后作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等）和期末考試相結(jié)合的考核方式，結(jié)果導(dǎo)致大部分學(xué)生只能采用被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式去應(yīng)付考試，根本無法調(diào)動(dòng)自我學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性。這不僅無法提高課程考核的質(zhì)量，而且難以達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。

3　應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程教學(xué)的教學(xué)策略

針對(duì)應(yīng)用型本科院校密碼學(xué)教學(xué)過程中存在的問題，教師在教學(xué)中要善于總結(jié)創(chuàng)新，因地制宜，因材施教。為此，筆者總結(jié)出如下的教學(xué)改進(jìn)方法。

3.1優(yōu)化教綱編排，注重教學(xué)層次

在密碼學(xué)課程開設(shè)之前，必須先開設(shè)一些必備的前修課程。密碼學(xué)先修課程尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論課程很多，而教學(xué)大綱的規(guī)定課時(shí)有限，所以在課程設(shè)置方面無法做到面面俱到，必須進(jìn)行課程編排的適度優(yōu)化。雖然大部分高校都開設(shè)了計(jì)算機(jī)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、線性代數(shù)等課程，但對(duì)應(yīng)用型院校本科生而言，還可以考慮開設(shè)《信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》課程專題講座，用較少的課時(shí)簡(jiǎn)要學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)密碼學(xué)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備。

3.2增加師生互動(dòng)，落實(shí)實(shí)踐環(huán)節(jié)

由于密碼學(xué)課程難度較大，一味地灌輸自然可以加快教學(xué)進(jìn)度，但這種急功近利的教法會(huì)使學(xué)生極易產(chǎn)生抵觸情緒，教學(xué)效果固然很不理想。實(shí)際上，師生互動(dòng)交流是在教學(xué)中提高學(xué)習(xí)效果的重要手段。例如，在講解RSA公鑰密碼體制的加解密算法理論推導(dǎo)時(shí)，教師往往將解密公式按照兩種不同情況進(jìn)行遞進(jìn)分析推導(dǎo)。在講解過程中，教師應(yīng)在每一步推導(dǎo)時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問，讓教學(xué)暫時(shí)進(jìn)入思考討論環(huán)節(jié)，使師生的互動(dòng)環(huán)節(jié)跟著教師的講解步步前進(jìn)，從而取得較好的教學(xué)效果。

3.3撰寫課程論文，開拓知識(shí)視野

密碼學(xué)的教學(xué)內(nèi)容要具有針對(duì)性、前沿性和實(shí)踐性。密碼學(xué)課程體系涵蓋的知識(shí)內(nèi)容范圍特別廣，當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于密碼學(xué)理論和應(yīng)用的相關(guān)研究方向也很多。在知識(shí)日益更新的今天，學(xué)習(xí)密碼學(xué)知識(shí)也已經(jīng)不僅限于特定教材內(nèi)容的限制。于是，將學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)由課內(nèi)講授引導(dǎo)至課外自主深入了解探索對(duì)學(xué)生信息安全素質(zhì)和能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。撰寫課程論文是深化課內(nèi)學(xué)習(xí)、開拓課外知識(shí)視野的有效途徑。這種方法可以讓學(xué)生完全不囿于教材固定內(nèi)容的學(xué)習(xí)，通過查找相關(guān)文獻(xiàn)，可以對(duì)自己感興趣的相關(guān)問題做進(jìn)一步的研究和探討。

4　結(jié)語

結(jié)合自身的教學(xué)體驗(yàn)和認(rèn)知思考，簡(jiǎn)要論述了應(yīng)用型本科院校密碼學(xué)課程教學(xué)中存在的問題和相應(yīng)的解決策略。從中可以看出，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、密碼學(xué)課程特點(diǎn)、先修課程基礎(chǔ)和教學(xué)實(shí)踐等都是應(yīng)用型本科院校密碼學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方法采用的依據(jù)。明確教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象和教學(xué)方法的特殊性是對(duì)應(yīng)用型本科高校密碼學(xué)課程教學(xué)研究和探索的關(guān)鍵基礎(chǔ)。實(shí)際上，密碼學(xué)課程的教學(xué)體系往往是由多種因素組成的有機(jī)系統(tǒng)，對(duì)該課程的教學(xué)研究需要在不斷的教學(xué)思考和教學(xué)實(shí)踐中不斷地去深入和完善，發(fā)現(xiàn)并掌握其中內(nèi)在的教學(xué)規(guī)律，并用這種規(guī)律來指導(dǎo)具體的教學(xué)設(shè)計(jì)。

[1]張煥國, 韓文報(bào), 來學(xué)嘉,等. 網(wǎng)絡(luò)空間安全綜述[J]. 中國科學(xué):信息科學(xué), 2016, 46(2):125-164.

[2]王育民,劉建偉. 通信網(wǎng)的安全:理論與技術(shù)[M]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 1999.

[3]張仕斌. 《應(yīng)用密碼學(xué)》課程教學(xué)方法研究與實(shí)踐[J]. 信息安全與通信保密, 2012(7):77-80.

Research on the teaching methods of cryptography course in application-oriented university

Liu Guangjun
(Xi’an University, Xi’an,710065, Shaanxi)

Cryptography is the core curriculum of information security,and also a very important course for the specialties related to computer and information. The paper discussed the typical problems existing in the teaching process of cryptography specialty in regular university,and then put forward a series of effective teaching methods and strategies by combining the teaching characteristics of the students in application-oriented university and the cryptography course with the author’s teaching practice and reflection.

Application-oriented university;cryptography;teaching method;teaching practice

G642

A

西安文理學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目（JG2015B038）

劉光軍（1980-），男，講師，博士。