面向網絡安全技術課程立體化線上教學方法實踐

鄒雪蘭，王雪梅

(浙江傳媒學院 媒體工程學院，杭州 310018)

0 引言

線上教學不受時間、地域限制，沒有傳統課堂教學的人數限制，充分利用了現代化信息技術，教學形式靈活多樣。教學包括“教”與“學”兩個方面，兩者相輔相成，互相促進。與傳統課堂教學相比，線上教學缺乏對學生的有效管控，教學中若不能有效激發學生的學習積極性和主動性，線上教學質量則難以保證。各個高校的校風校情不同，專業培養目標和要求也不盡相同，每個班級的學生也存在很大的差異性。因此，要結合每個高校自身特點、專業培養目標、班級學生的實際情況來設計適合每個課程、不同班級的網絡課堂教學方案，合理有效地使用線上教學方式和資源，充分發揮網課優勢，使線上教學更加富有成效，進而提高教學質量，實現人才培養目標。

1 課程特點及教學要求

網絡安全技術是高校網絡安全專業的必修課，是通信、電子信息類專業的專業選修課，全世界許多高校都非常重視本科生對密碼學基本理論與信息安全等相關知識的學習[1-2]。這是一門集數學、通信、計算機、法律、管理等學科為一體的交叉學科，主要包括密碼學原理、網絡安全協議與標準、網絡安全檢測與防范、防火墻技術、病毒機制與防護技術等內容。信息技術的發展日新月異，網絡技術也在不斷更新，新的網絡系統架構為網絡安全技術課程教學帶來了新的挑戰。該課程具有綜合性和時效性的特點，涉及內容繁多，對實踐要求較高。我校的網絡安全技術課程面向通信工程專業三年級上學期開課，教學課時為32課時，每周2課時，包括理論教學和實驗教學。對于學生來說，這門課是他們第一次系統地接觸到信息安全領域的知識，沒有其他相關課程的基礎。學習本課程后，學生要掌握密碼學的基本原理，對數據加密、解密技術應具備一定的實際應用能力，同時還要了解防火墻技術、入侵檢測技術、網絡安全協議等主要的網絡安全技術，進而為今后從事網絡安全技術工作奠定理論和技術基礎。線上教學缺乏傳統課堂教學對學生的有效約束，而且密碼學的數學理論極為復雜，要想讓學生靈活運用網絡安全技術來解決復雜的實際應用問題[3]，就要激發和提高學生的學習積極性和主動性。為了確保線上教學的質量，本研究提出了基于PBL(Problem-Based Learning，基于問題學習)[4]、中國大學MOOC等在線學習平臺和翻轉課堂的混合式立體化網絡教學模式。

2 基于PBL的立體化線上教學

2.1 PBL教學法

PBL是以問題為導向的教學方法，以學生為中心的教育方式，于1969年在美國首先被引入醫學教育領域。從20世紀70年代以來，PBL在北美地區快速發展，目前已被大多數國家認可。近年來，PBL成為國內外高等院校教學改革的熱點之一，除了在醫學專業教學中得到了廣泛應用[5]，在計算機、軟件等其他專業的教學中也開展了基于PBL的教學改革與實踐[6]。與傳統的講授式教學方法相比，PBL教學方法更能鍛煉學生的自學能力、解決問題的能力，調動了學生的學習主動性和積極性，提高了學生對所學知識的運用能力，還能通過自主學習和小組討論的學習方式提高學生的綜合素質。傳統的授課方式是把知識直接傳授給學生，而PBL則要求學生自己去摸索，這可能會在一定程度上加重學生的學習負擔。于是，PBL取消了教師的系統講授，但學生可能會過于注重解決問題的過程而忽略了課程的學習目標，不利于學生掌握完整的基本理論，這與教學目標相違背。因此，本研究采用的是基于PBL的混合式立體化教學方法，在課前為學生提供慕課等相關教學視頻和教學書籍，讓學生可以自由選擇適合自己的教學資源來系統學習專業理論。同時，還結合本專業人才培養方案和教學大綱要求在PPT設計、問題設計、作業布置、測驗考核中突出課程學習重點，明確學習目標，并在課堂討論后做好復習總結，進而幫助學生構建完整的知識體系。

2.2 慕課

慕課的優勢很明顯，具有很大的包容性，大部分慕課是免費的，只要能上網就可以進行慕課學習，學生可以自由選擇教師的課，可以選擇回放或快進，并設定適合自己的學習進度，而且上課地點不受限制，更加靈活，學生在慕課平臺上更容易獲得優質的教學資源，這是傳統課堂教學做不到的。慕課教學和傳統的課堂教學不同，慕課是網上教學，教師講課時看不到學生的表情和反饋，只能依據經驗和基本假設安排授課進度，不能通過學生的學習反饋來調整教學進度。學生在選擇慕課課程時要合理選擇，適合自己的才是最好的。慕課在很大程度上依賴自學，要求學生有較強的自學能力，在線上教學時不能完全依賴慕課，而是要將慕課作為一個很好的學習平臺。線上教學要結合本班學生特點和實際學習情況來開展，并通過在線課堂討論、作業、隨堂測驗來檢查學生的學習效果，以便實時調整教學進度和內容，監督和激勵學生認真學習，確保教學質量。

2.3 翻轉課堂

翻轉課堂(The Flipped Classroom)是一種源于美國的教學模式，是指教學中課堂上和課堂下功能的翻轉。在傳統教學模式中，教師是知識傳授中心，控制著教學內容和授課進度，課堂上所有學生接受同樣的課程內容。在網絡教學中，師生是通過網絡在線聯系，若采用傳統教學模式，學生參與度低，會失去學習興趣，聽課效果差，必然會降低學習效率。而翻轉課堂是以學生為中心，學生可以積極主動按自己的進度進行自主學習、獨立思考、發現問題、解決問題，教師則起著指導和引領的作用，負責回答學生在自學過程中碰到的問題及難點，然后通過課堂討論和問題講解來提高學生的思辨能力。翻轉課堂教學模式承認學生的學習能力存在差異，可對個別學生的問題進行單獨輔導，也可針對共性問題在課堂上組織全班討論，學生還可以根據自己的興趣和能力進行提前學習，做到了個性化教學，有利于實現人才培養目標。

2.4 基于PBL的立體化教學方法

網絡安全技術課程以PBL先進的教學理念為核心，以慕課靈活豐富的教學內容為基礎，并采用翻轉課堂教學模式，以學生為中心，重點提升學生分析問題、解決問題的能力，使線上教學課堂成為師生之間對知識進行深度探究、思辨、互動與實踐的場所，實現了立體化的實戰教學模式。根據這個教學思路，網絡安全技術課程的線上教學可分為三個階段：第一，課前自主學習階段；第二，課堂討論、分析、總結階段；第三，課后測試、復習提高階段。課前自主學習是教學的基礎，在這個階段，學生通過自主學習和問題解答對課程內容有了一定的了解，為課堂討論打下了相關的理論基礎，所以在課堂上教師不需要從頭開始對教學內容進行講解，只需針對重點問題展開深入討論和分析。通過課堂討論和交流，教師掌握了學生的學習情況，能及時調整教學進度，學生也解決了在課前學習過程中遇到的問題，并結合個人實際情況調整后面自主學習的進度和方法。在課后總結提高階段，通過復習總結、作業和隨堂測試等檢查方式能夠為師生提供多種形式的反饋結果，師生便可從中得到有用信息，進而調整“教”和“學”的模式，以實現教學目標，提高教學效果。

3 立體化線上教學方法實踐

網絡安全技術試驗有特殊的設備要求，適合在實驗室機房環境下完成，以便對理論教學進行實踐。要在各個章節上做好課時分配，此處的課時是指在線課堂的課時，不包括課前慕課的自主學習和課后復習測驗的時間。采用基于PBL的立體化網絡教學后，在線課堂可以集中對重要的知識點進行深入討論和交流，以加深學生對網絡安全技術的理解和掌握。根據課程內容的難易程度和教學目標要求把教學內容分成三類：適合線上自學的內容、需要通過翻轉課堂啟發和討論才能理解和掌握的內容、需要教師在網絡課堂上以傳統方式講授的內容，應分別采用不同的教學方法，充分調動學生的學習積極性和主動性，全面提高網絡教學的教學質量。

4 結語

網絡安全技術課程是了解信息安全領域的入門級課程，也是通信工程專業學生的一門重要專業課，針對此課程內容繁多、抽象難懂、實踐性強的特點，本研究以PBL教學方法為核心，結合開放的國家精品慕課資源，經過精心的教學設計，采用線上教學和翻轉課堂相結合的立體化教學模式將線上資源和網絡課堂有機結合起來，對網絡安全技術課程實施線上教學。目前，學生反饋情況良好，課堂討論積極活躍，學生對網絡安全技術課程的學習興趣比傳統授課模式要高，教學實踐證明基于PBL的立體化教學模式是可行的、科學的，充分激發了學生的學習興趣，對信息學科的線上教學具有一定的指導意義。