“信息安全概論”線上線下混合式教學的探索與實踐

李紅嬌 王亮亮 陳思遠

[摘 要] “信息安全概論”是信息類相關專業一門專業基礎必修課，具有涉及面廣、更新快、注重與實踐相結合等特點，旨在讓學生了解信息安全概念、原理、技術及應用。文章結合“信息安全概論”課程的特點及教學目標，充分發揮線上線下混合教學的優勢，從知識體系梳理、教學設計與實施、評價等方面，對線上線下混合的“信息安全概論”課程教學進行了探索與實踐，期望形成以學生為中心的教學相長的學習模式。

[關鍵詞] 線上線下混合;“信息安全概論”;課程思政;能源電力

一、引言

隨著互聯網和移動通信技術的發展，“互聯網+教育”是今后教育改革的大趨勢。線上網絡教學和線下課堂教學相結合的混合式教學模式，可以把傳統教學的優勢和網絡化教學的優勢結合起來，線上資源作為線下教學的拓展，從課前、課中、課后引導學生充分利用互聯網主動學習，因此，線上線下混合式教學受到了廣泛關注[1，2]。“信息安全概論”作為信息類相關專業的一門專業基礎必修課，是學生了解信息安全概念、原理及技術的入門課。本文探討利用線上線下混合式教學的優勢，探索符合“信息安全概論”課程特點和有效的教學方式。

二、“信息安全概論”課程及知識體系

（一）“信息安全概論”課程特點及目標

作為網絡空間安全的引導課，“信息安全概論”課程有其獨有的特點和要求：涉及面廣;內容和知識體系更新快;理論與實踐的結合非常關鍵。為了能掌握課程知識點，需理論聯系實際、結合案例進行分析。因此，結合本校行業特色以及該課程的特點，該課程的教學目標為：使學生對信息安全有較全面的理解和認識，掌握信息安全的基本理論、基本概念和關鍵技術方法，并了解在能源電力行業的應用中如何使用這些技術，在行業應用中掌握安全問題分析、解決的方法，增強對網絡空間安全的認識保護能力，并對學科前沿有一定的理解。進一步以立德樹人角度，“信息安全概論”擬立足學生，主要從國家、社會與個人等維度將信息技術發展、國家戰略、法律法規、職業道德等融入課程;在培養學生學習信息安全原理，掌握計算機網絡基本技術的基礎上，注重在網絡安全等方面的正確引導，讓學生認識到國家利益與信息安全的關系，增強學生在網絡空間中的法律意識，鼓勵學生通過學習掌握先進科學技術，將來服務國家，回饋社會[3]。

（二）“信息安全概論”模塊化教學內容設計

本課程的主要內容包括：信息安全基本概念，網絡安全體系結構，經典密碼算法，經典訪問控制模型，操作系統與數據庫系統安全原理以及安全配置，計算機網路安全機制（防火墻，入侵檢測，VPN技術等），計算機病毒原理與防范，安全審計的流程與分析，安全管理與安全評估體系，電力信息安全網絡規劃與設計以及信息安全技術新進展。融入思政內容的“信息安全概論”課程教學設計總體上遵循“價值引領，技術傳授，潛移默化，能力培養”的思路，以“課程思政”為載體，培養學生網絡安全素養，體現專業核心課在人才素質培養中的核心地位。在教學內容上，按照“體現專業特色，結構化設計”的思路對課程的知識體系和思政內容進行梳理，思政教學模塊與知識要點，劃分四個教學模塊（見表1）。通過模塊化的教學設計，進一步明確和強化專業課的思政教學內容、形成將“電力”“安全”“思政”三者有機結合、同向同行的信息安全思政教學特色。

三、線上線下混合教學課程教學中的實踐

“信息安全概論”課程知識點多、內容多，發展快、學時少，實施混合式教學關鍵在于對這門課程理論體系的整體把握和精細化設計。如何設計出有效又有趣，體現知識理論體系相互聯系和滿足學習目標要求的自主學習任務，對混合式教學的實施是極大的考驗。“信息安全概論”線上線下混合教學的實施過程主要包括課前階段、課中階段和課后階段。

（一）課前階段

1.提升教師對線上線下平臺的駕馭能力。教師對課堂的駕馭能力是決定混合式教學效果的關鍵。實施混合式教學，教師既要把握學生展示自主學習內容，又要兼顧整個知識體系的完整性，同時要實現基于課本知識的教學和討論、互動、交流，組織學生課堂活動，確保兩種教學場景進行及時切換及互補。通過聽講座、課前多次測試、團隊討論、練課、互相聽課教學交流、學生評測等，以幫助教師自如地使用線上教學工具。結合本校實際，采用智慧樹課程平臺進行教學資料的發布、作業提交與批改、互動等，通過騰訊課堂進行教學直播、實驗，習題課則采用騰訊會議。

2.課程資源建設。課程視頻內容的選取要有針對性，要針對學生不易理解的重點與難點。因此，視頻根據知識點選擇，一個知識點對應一個視頻，時間為5—10分鐘。在建設課程資源時，主要從以下幾個方面著手：（1）從智慧樹和B站根據課程要求選擇已有的精品課程資源。其中，B站所選擇的精品課程資源是：“信息安全概論”“信息安全概論（密碼學）”。智慧樹平臺選擇的課程資源是：“信息安全技術的研究與發展”“網絡空間安全概論”。（2）自行錄制微課程視頻。此類資源主要是根據課堂學生的反饋，對于重點難點進行講解及深入探討，為學生提供精準的內容講解，為學生自主學習提供幫助。（3）給出互動話題及課堂討論話題。此工作在智慧樹平臺上實施，根據教學內容，給出互動話題，一方面引起學生興趣，提升學生參與性;另一方面，通過互動交流，了解學生對知識點的理解，進一步，使學生能將身邊事與信息安全知識關聯，并形成自己的見解。在實施中，主要兩種采用兩種形式。其一，教學平臺給出互動討論話題，一般每章一個，包括的部分話題如下：如何理解信息安全的定義？你認為密碼能用于解決哪些安全問題？結合平時學習和生活經歷，你認為未來主流身份認證會是哪種方式？操作系統與數據庫系統安全有什么區別？如何理解入侵檢測？結合使用手機經歷，你覺得終端安全需要哪些安全保護？其二，資料準備話題，線下查閱資料準備課堂討論，部分討論主題如下：國家網絡安全宣傳周、國家安全日、能源電力行業安全、工業互聯網安全、能源網絡安全案例、身邊的網絡安全案例。（4）課上互動題與課后作業設計。為了提升對每個知識點的深入理解，分章節根據具體知識點中涉及的關鍵術語、數字、易混淆之處、技術關鍵等設計互動題，一般為選擇或填空題。進一步，針對視頻內容和授課內容，設計相應的課后作業（書面作業+實驗作業）。書面作業每周一次，包括填空、簡答以及計算等，完成后拍照直接線上提交。實驗作業一共3次，主要側重密碼學算法應用與實踐、訪問控制與防火墻，需提交程序運行小視頻和書面報告。（5）分配視頻觀看任務及參與的話題。首先，不同專業的學生所要求的知識點也不同，因此教學內容必須分層設計，有利于激發不同層次學生對“信息安全概論”這門重要課程的學習興趣，提高教學質量。其次，信息安全學科發展迅速，在教學內容的設計上，結合專業特點和不斷出現的新技術，根據不同專業的培養目標設計知識框架。最后，利用線上平臺按照教學進度表、重難點，建立循序漸進的學習計劃，按周次發布學習任務。

（二）課中階段

融合線上教學工具與多種方法的課堂教學，學生完成在線學習后，進入課堂學習階段。根據教學對象進行教學活動設計，充分利用線上課堂的輔助工具依據知識結構，充分調動學生學習的主動性。如：提問，互動，搶答，討論，演示，現場演示實驗調試等。

整個教學過程針對具體問題而教，不力求面面俱到，但力求情境化，注重知識形成的過程，強調對安全技術與原理的理解與設計，展示安全思維與方法，讓學生在良好的情境設置中學習理解信息安全概念與技術。以下為具體教學方法：

1.采用啟發式教學方法，通過線上提問與互動提升聽課效率。從基本概念、基本技術出發分析和理解相關的信息系統安全技術，提高學生的整體安全思維與理解能力，教師在教學過程中不僅要考慮如何“教”的問題，還應考慮學生如何“學”的問題。因此，主要途徑有以下幾個方面：（1）提問：依據重難點教學內容，精心設問，巧于提問，估計學生參與討論。從而啟發學生思考、引導學生參與課堂，對問題展開思考和深入理解。使學生在掌握課程基本內容和基本方法的同時，能夠融會貫通，提高教學質量。（2）互動：在每個知識點講述之后，直接線上使用互動題測試學生掌握情況，實時發布學生參與率和答題準確率，及時評判學生對知識點的掌握程度，以動態調整教學節奏，及時總結并解釋學生學習過程中存在的問題。（3）提問與討論：在課程教學的過程中，充分發揮線上教學平臺的優勢，根據所講授的知識點，對線上自主學習的內容隨機提問，另外，根據課堂實時進展，根據線下拓展資料的閱讀材料進行討論或者現場演示程序調試會議等。

2.演示實驗與案例教學。結合具體授課內容，將網絡安全案例以及針對電力行業的網絡攻擊安全案例，科研成果和前沿技術融入課程中，從信息安全的實際需求和行業出發，啟發學生進行思考并展開分析與討論。在此過程中，輔以算法、技術過程的實驗演示，使學生在掌握課程基本理論和方法的同時，理解課程知識在網絡安全中的實際應用，激發學生的研究興趣，啟迪學生創新思維。進一步，根據知識模塊的思政要點，輔以多媒體資源，融入特色鮮明的“課程思政”元素，吸引學生“入耳”“入心”[4]，在對信息安全學科的主要內容進行深入淺出地闡述中，融入家國情懷、法制意識、專業使命等要素，以激發學生的科技熱情，引導學生形成愛網護網的主觀能動性。表2為基于模塊劃分的課堂教學安排。

（三）課后階段

1.作業提交，批改與反饋。學生按照教師分配的任務，有計劃地完成視頻學習和課后作業等任務。教師參與學生自學過程中遇到的問題，學生完成后的作業按照規定的時間節點提交到智慧樹平臺，教師在智慧樹平臺上查看并批改學生提交的作業。學生可以實時接收作業反饋。學生的學情數據有助于教師了解學生參與學習的積極性、知識點掌握的情況，從而有針對性地調整課程進展。對線下學習時間較短的學生進行督促、對作業完成不符合要求的學生，點對點通過QQ群或智慧樹（在線或非在線學科）進行及時的線上指導。

2.課程評價。為了更全面，更客觀，調動學生學習的積極性，培養學生的獨立自主學習能力，學生的課程成績評價綜合線上線下的所有表現，從學生自主預習、學生課堂展示表現、課后作業展示、網絡互動、交互活躍度、學生解決問題的能力以及考試成績等多方面進行考核，這種多元化的評價體系更注重對學生學習過程的評價。學期成績具體計算方案如下：總評成績=平時成績×40%+互動答疑成績×10%+開卷考試成績×50%。

說明：平時成績，主要考查學生作業，上機實驗的操作情況。計分規則如下：平時成績總分40分，主要由第1—14次的上課作業及期間的3次實驗構成，具體其中的20分按是否提交評判（每一次書面作業記1分，每一次實驗記2分），另外的20分按完成質量評判。期終考試總成績，期終考試以開卷的形式布置作業，滿分100分，根據考卷分數計總分。

四、結束語

本文針對“信息安全概論”課程的課程特點和立德樹人的育人目標，對基于線上線下混合的“信息安全概論”課程教學進行了探索與實踐。首先梳理了課程的知識體系與思政內容，對線上資源建設進行了設計。其次對線上線下混合教學的實踐教學方法進行了歸納;最后對作業設計與評價進行了過程化評估。今后我們對線上線下混合教學進一步完善，以形成以學生為中心的教學相長的學習模式。

參考文獻

[1]李月紅，梁俊文.互聯網+線上線下教學模式在應用型本科院校的應用研究[J].山西青年，2019（15）：14-15.

[2]李曉波.線上線下相結合的混合式教學模式在數學分析教學中的探索與實踐[J].科學咨詢/教育科研，2020（33）：31-32.

[3]凌小萍，張榮軍，嚴艷芬.高校思政課線上線下混合教學模式研究[J].學校黨建與思想教育，2020（10）：46-49.

[4]李紅嬌，張凱，彭源.思政教育融入信息安全概論課程教學的探索與實踐[J].計算機教育，2020（01）：16-19.