MOOC背景下的信息安全原理課程教學模式研究

丁琳+謝衛星+夏石瑩+陳靈娜

摘 要： 針對信息安全原理課程教學存在的問題，在分析MOOC 特點的基礎上，闡述借力MOOC推進信息安全原理課程教學改革的觀點，構建“以學生學習為中心”的信息安全原理翻轉課堂教學模式，為MOOC背景下同類課程的思維性教學改革和創新實踐型人才培養提供參考。

關鍵詞： 信息安全原理； MOOC； 以學生學習為中心； 教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-96-03

Research on the teaching mode for principles of information security

course in MOOC background

Ding Lin， Xie Weixing， Xia Shiying， Chen Lingna

（School of Computer Science & Technology， University of South China， Hengyang， Hunan 421001， China）

Abstract： Aiming at the problems existing in the teaching of principles of information security course， on the basis of analyzing MOOC characteristics， expounds the viewpoint that promote the teaching reform of principles of information security course by introducing MOOC. Building a "to students learning as the center" flipped classroom teaching mode for principles of information security course， provides the reference for the teaching reform and cultivation of innovative talents in MOOC background.

Key words： principles of information security； MOOC； taking the student learning as the center； teaching mode

0 引言

信息安全原理課程作為一門重要的基礎課程需要充分體現時代特征，不斷改革創新[1]。當前，信息安全已成為關系到國家安全、社會穩定、經濟發展、人民生活的重大戰略問題，創新型信息安全人才培養自然成為推進我國國民經濟和社會現代化的必備基礎和先決條件[2]。因此，信息安全原理課程的重要性突出。其教學目標是使學生掌握信息安全知識和技能，培養其解決和處理信息安全問題的思維能力。而“以教師教為中心”的課程教學模式難以實現培養目標，以及體現課程應有的價值。

MOOC（Massive Open Online Coure）的出現開啟了在線教育的新時代，給全世界大學的傳統教育帶來了巨大沖擊[3]。對我們來說，MOOC帶來的創新理念正在為信息安全原理課程教學模式改革和人才培養質量的有效提升等深層次變革提供了新的思路和方法。

1 信息安全原理課程教學改革

1.1 課程教學現狀分析

目前對于理論性與實踐性兼備的信息安全原理課程，教學模式大多是“以教師教為中心”。在課程教學中，教師處于主體地位，教師在課堂上關注于將理論知識系統清晰地描述與表達。學生在課堂上則以傾聽教師的知識灌輸為主，是知識的被動接受者。在課后，學生由于缺少有效監督和幫助，容易失去持續學習的動機和熱情，很難實現自我知識的內化。這種“教師灌輸—學生接受”的課程教學方式是一種以“教”代替“學”的過程，難以激發學生的興趣，忽視甚至壓抑了學生學習的主動性和個性，難以讓學生的創新思維和實踐能力得到發展，直接影響了課程教學效果和人才培養質量，最終使社會需求與信息安全人才供給之間產生很大的差距。

對學生而言，如果不能將知識轉化為思維，再多的知識也無用；如果思維不能轉化為實踐，再好的思維也沒用[4]。掌握知識相對容易，而將所學知識融匯貫通成思維，并內化為能力則需要加強訓練。信息安全原理課程要實現思維能力培養教學改革，關鍵是要將貫通信息安全知識的思維以可視化的、可實現的方式而不是簡單化、概念化的方式傳授給學生[4-5]。這是對現有教學理念、內容和方法的挑戰，相應的改革勢在必行。

學生創新實踐能力需求與信息安全原理課程課堂教學之間的差距受到兩個外在因素的制約。一是課程學時少。該課程內容涉及范圍廣、知識點多、應用性強、適用面寬，但由于課堂學時有限，教師通常將大部分學時用于理論知識講授，很多知識也只能淺嘗輒止，無法深入講解，而用于驗證式實踐教學較少。學生很難在有限的課堂學時內消化所學知識，更無法實現知識的內化。二是學生基礎知識水平有差異。該課程一般在高年級開設，課程教學面臨著學生知識水平“非同一起點”的狀態，這些給課堂教學的設計和組織帶來困難，這也是一個關鍵問題，而MOOC能夠為問題的解決提供有效途徑。

1.2 借力MOOC，促進“以學生學習為中心”的課程教學改革

目前，在線教育被認為已經進入MOOC時代[5]。在MOOC中，學習者不需要有學校的學籍，隨時隨地就可以通過網絡選擇國內外最優質的課程資源學習、分享觀點、做作業、參加考試、得到分數等，完成學習全過程。在這過程中，學生可根據個人實際情況，自由地安排適合自己的學習時間和進度。而且，MOOC中的學習行為還被MOOC平臺跟蹤記錄、統計分析，并及時將評價結果反饋給學習者和教學者，這為監控、激勵和優化學生自主學習行為提供了保障，也為個性化指導提供了基礎。由此可見，MOOC這一新型的教育學習模式能高質、高效地滿足不同水平學生的自主學習需求，有利于學習者個性和潛能的發展。

雖然MOOC有著上述各種優勢，但目前并不能取代大學正規的課堂教學，主要有以下原因[5-6]。一是靈活的MOOC學習完全由學生自主，如果沒有外部環境的監督和激勵，比如課堂的教師，自主能力不足的學生易中途退出學習。二是在受眾面廣的MOOC中，教師不可能對不同學習者開展長期的個性化指導。三是MOOC是通過計算機和網絡來構建開放的教學環境，但因所有交流是在虛擬環境中進行，難以提供面對面的師生互動、協作、思想交流和創新實踐等培養學生思維能力最為重要的環境[5]。

綜上所述，我們較好的選擇是將MOOC與正規課堂教學有機結合以發揮兩者優勢，相互促進。借力MOOC，可突破目前信息安全原理課程課堂教學的困境，使“以學生學習為中心”的課程教學改革成為可能。

2 新型教學模式構建

我們依托自建的或一流高校的信息安全原理MOOC，選擇優質在線資源建設信息安全原理MOOC教學環境。以翻轉課堂教學改革為切入點，改變課堂上知識講授、課后知識內化的傳統教學過程，將MOOC作為課堂教學的線上環節，使思維能力培養的過程延伸到課堂教學之前，較好地解決了課時受限與教學活動多、學生基礎差異與思維性能力培養的矛盾，從而能夠結合高效的課堂教學實現創新實踐能力培養的目標。

2.1 課前階段

課前，學生依據教師給出的課程教學的總目標、每次課前目標和課堂中的目標，通過MOOC學習教學資源，完成個體知識的建構。在MOOC學習中，學生可根據自身情況自主選擇時間和方式觀看知識點講解的微視頻，其中單個微視頻時間控制在10分鐘左右，以最大化有效學習時間，完成隨堂練習題或在線考試題，得到測試分數，實現自主學習效果的檢驗。如果學習過程中有疑問，可通過MOOC交流平臺發布問題，獲得教師、同學的關注和解答，還可以通過反復觀看教學視頻、查閱MOOC中的輔助學習資料等進行基本理論知識的強化學習。

顯然，MOOC能為學生提供更好的課前自主學習方法和內容。而課堂教學對于培養學生的思維能力具有不可或缺的重要性。

2.2 課堂階段

課堂中，教師根據教學目標和MOOC平臺上學生學習的評價反饋結果，以案例為核心，以問題為牽引，針對性的開展理論與實踐并重的研討型教學活動。學生在教師的引導下，梳理課程知識要點和MOOC學習中重點和難點，探討問題求解思路和方法，并得到個性化指導，實現對課程知識的高效內化，使本課程的課堂教學從教師講解為主轉變為培養學生應用知識解決問題的能力為核心。

⑴ 教學內容

在課堂理論內容上，教學案例的設計應具有適應性、連貫性和系統性，緊密結合學生的專業方向、自我發展需求和生活實際，傳授信息安全知識在不同領域應用的思想和方法。以密碼技術這一知識模塊為例，學生通過MOOC預先學習密碼學的一系列知識點，如單向散列函數、對稱密鑰算法、公開密鑰算法等。在課堂上，教師采用的案例可考慮以這三種基礎算法為切入點，并以問題為牽引如：三種密碼算法的優缺點各是什么？不同密碼在什么情況下使用？用哪種密碼算法來解決問題？可列舉經典的數字身份證、文件加密、數字水印等密碼技術的實際應用問題，引導學生對比并選擇合適的密碼算法來解決實際問題。除此之外，還可將現實的信息安全事件，如網上銀行密碼泄露、QQ密碼被盜等納入案例體系。這樣的案例能夠引起學生的共鳴，激發其學習興趣。學生通過大量的案例學習，使所學的課程知識得以貫通，親身感受到信息安全求解思維的形成路徑和應用價值，理解和掌握完整的信息安全問題求解過程和思維方法。

實踐內容的設計要注重綜合性、貼近實際的應用場景，不僅提供基礎理論驗證實驗，而且需提供拓展、創新等不同層次的實踐內容，形成項目化和工程化的實踐教學體系。實際運用中，要強調實踐任務的問題建模和求解思路，更要引導學生注重任務求解的重構性和多樣性，激發學生的思維活動，強化思維能力的訓練和培養。

⑵ 教學方法

在信息安全原理課程教學中，依據優化和更新的課堂教學內容進行教學設計，創建觀點交流環境，組織學生進行互動、協作討論或實踐探究。顯然，由于MOOC分擔了課程基礎理論知識的講授任務，這些關鍵教學環節將被給予更充足的時間。而且，在MOOC的支撐下，課堂教學能夠融合實踐教學和理論教學，可直接在實踐教室里開展教學活動，實現教與學的有機結合。MOOC幫助學生做好了基本知識、技能的準備，為科學、高效的思維性教學活動的順利開展提供了時間和環境上的重要保障。

在教師與學生的互動交流方面，教師提出問題，引導每個學生積極思考、討論并解答，鼓勵學生發現和提出問題。學生通過積極有效地思考和討論，探究、拓展、選擇，最終得到能有效解決問題的思路和方法，進而在教師的引導下獲得“新知”。

在學生之間協作式互動交流方面，教師首先依據對MOOC中的學習行為評價和反饋結果的分析，對學生進行分組及任務分工，形成有利于每個學生發展的團隊，在教師的組織下展開討論、協作探究或創新式綜合教學實踐，共同完成學習活動。在這一過程中，教師可給予團隊協作策略的指導，關注每個小組每個成員的活動進展，注意學生個體差異，引導學生進行更深層次的思考，根據活動情況進行答疑解惑，給出意見，從思維方面提供問題的解決工具，幫助學生及時修正思路和方法。

由此可見，課堂上教師的角色發生了明顯改變，由主講變為主導，引領、指導、交互、評價學生的學習行為，在教學過程中發揮組織、參與、調控、促進的作用。學生是學習活動的主體，是以“思考—討論—探究—實踐—協作—提問—解答—再思考”，即以“思或做”而非以往的“聽或看”為主，投入到學習活動中。傳統的“教師灌輸——學生接受”教學方式被打破，向“學生自主學習-發現問題-教師引導解決問題”的方式轉化。這樣的課程教學顯然不再是“以教師教為中心”，而是“以學生學習為中心”，進而充分發揮學生的主動性、能動性和自主合作性，最大限度地訓練和強化學生的思維形成與應用過程，高效地將知識內化為創新思維能力。

2.3 考核階段

作為一種新型的信息安全原理課程教學模式，MOOC支撐下的翻轉課堂考核體系與傳統的“考勤+作業+試卷”考核模式有著很大差異。

我們認為，在新的教學模式下，課程考核不但要注重對以思維能力為本位的學習結果的評價，還應對學生從課外自主學習到課內教師主導學習過程的跟蹤記錄中獲得評價，此評價應由MOOC、教師、同學共同完成，將考核與教學過程同步，及時反饋教學效果，改進不足之處。按照這一思路，期終考核成績將由課外成績（30%）、課內成績（30%）和期末考試成績（40%）綜合計算而得。其中，MOOC能給出學生課外自主學習過程的表現及測試結果。課內成績評價上，主要由教師、同學從課堂教學互動和實踐活動中學生個人的表現中獲得。這里不僅要反映學生是否積極完成了活動任務，而且需反映任務求解的思路和思維水平，從而鼓勵學生大膽思維和創新。期末考試應增加以測試思維為主的知識性考題。通過這樣的變革，不僅能更全面地對學生課堂內外的學習情況、對課程知識的理解和掌握程度進行考核，而且能更有效地評價學生的思維能力水平。從而在本考核評價機制的導向下，激發學生的學習熱情和表現欲，主動重視每一教學環節，促進培養目標的達成。

3 結束語

借力MOOC，調整教師與學生在課堂中的角色，構建了“以學生學習為中心”的信息安全原理課程翻轉課堂教學模式，能夠在本課程的教學中更好地促進學生自主學習，強化創新精神和實踐能力培養，提高課程教學質量。

本教學模式對于教師而言，意味著更大的挑戰。需要教師精心設計課程教學資源，加強師生互動，重建“對話”，有效激發學生學習的熱情，吸引學生進行課外自主學習，使課堂真正成為學生質疑問難、解決問題、內化知識的場所。這些都需要教師在教學中不斷地探索與改進。

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