丁琳+谢卫星+夏石莹+陈灵娜
摘 要： 针对信息安全原理课程教学存在的问题，在分析MOOC 特点的基础上，阐述借力MOOC推进信息安全原理课程教学改革的观点，构建“以学生学习为中心”的信息安全原理翻转课堂教学模式，为MOOC背景下同类课程的思维性教学改革和创新实践型人才培养提供参考。
关键词： 信息安全原理； MOOC； 以学生学习为中心； 教学模式
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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
信息安全原理课程作为一门重要的基础课程需要充分体现时代特征，不断改革创新[1]。当前，信息安全已成为关系到国家安全、社会稳定、经济发展、人民生活的重大战略问题，创新型信息安全人才培养自然成为推进我国国民经济和社会现代化的必备基础和先决条件[2]。因此，信息安全原理课程的重要性突出。其教学目标是使学生掌握信息安全知识和技能，培养其解决和处理信息安全问题的思维能力。而“以教师教为中心”的课程教学模式难以实现培养目标，以及体现课程应有的价值。
MOOC（Massive Open Online Coure）的出现开启了在线教育的新时代，给全世界大学的传统教育带来了巨大冲击[3]。对我们来说，MOOC带来的创新理念正在为信息安全原理课程教学模式改革和人才培养质量的有效提升等深层次变革提供了新的思路和方法。
1 信息安全原理课程教学改革
1.1 课程教学现状分析
目前对于理论性与实践性兼备的信息安全原理课程，教学模式大多是“以教师教为中心”。在课程教学中，教师处于主体地位，教师在课堂上关注于将理论知识系统清晰地描述与表达。学生在课堂上则以倾听教师的知识灌输为主，是知识的被动接受者。在课后，学生由于缺少有效监督和帮助，容易失去持续学习的动机和热情，很难实现自我知识的内化。这种“教师灌输—学生接受”的课程教学方式是一种以“教”代替“学”的过程，难以激发学生的兴趣，忽视甚至压抑了学生学习的主动性和个性，难以让学生的创新思维和实践能力得到发展，直接影响了课程教学效果和人才培养质量，最终使社会需求与信息安全人才供给之间产生很大的差距。
对学生而言，如果不能将知识转化为思维，再多的知识也无用；如果思维不能转化为实践，再好的思维也没用[4]。掌握知识相对容易，而将所学知识融汇贯通成思维，并内化为能力则需要加强训练。信息安全原理课程要实现思维能力培养教学改革，关键是要将贯通信息安全知识的思维以可视化的、可实现的方式而不是简单化、概念化的方式传授给学生[4-5]。这是对现有教学理念、内容和方法的挑战，相应的改革势在必行。
学生创新实践能力需求与信息安全原理课程课堂教学之间的差距受到两个外在因素的制约。一是课程学时少。该课程内容涉及范围广、知识点多、应用性强、适用面宽，但由于课堂学时有限，教师通常将大部分学时用于理论知识讲授，很多知识也只能浅尝辄止，无法深入讲解，而用于验证式实践教学较少。学生很难在有限的课堂学时内消化所学知识，更无法实现知识的内化。二是学生基础知识水平有差异。该课程一般在高年级开设，课程教学面临着学生知识水平“非同一起点”的状态，这些给课堂教学的设计和组织带来困难，这也是一个关键问题，而MOOC能够为问题的解决提供有效途径。
1.2 借力MOOC，促进“以学生学习为中心”的课程教学改革
目前，在线教育被认为已经进入MOOC时代[5]。在MOOC中，学习者不需要有学校的学籍，随时随地就可以通过网络选择国内外最优质的课程资源学习、分享观点、做作业、参加考试、得到分数等，完成学习全过程。在这过程中，学生可根据个人实际情况，自由地安排适合自己的学习时间和进度。而且，MOOC中的学习行为还被MOOC平台跟踪记录、统计分析，并及时将评价结果反馈给学习者和教学者，这为监控、激励和优化学生自主学习行为提供了保障，也为个性化指导提供了基础。由此可见，MOOC这一新型的教育学习模式能高质、高效地满足不同水平学生的自主学习需求，有利于学习者个性和潜能的发展。
虽然MOOC有着上述各种优势，但目前并不能取代大学正规的课堂教学，主要有以下原因[5-6]。一是灵活的MOOC学习完全由学生自主，如果没有外部环境的监督和激励，比如课堂的教师，自主能力不足的学生易中途退出学习。二是在受众面广的MOOC中，教师不可能对不同学习者开展长期的个性化指导。三是MOOC是通过计算机和网络来构建开放的教学环境，但因所有交流是在虚拟环境中进行，难以提供面对面的师生互动、协作、思想交流和创新实践等培养学生思维能力最为重要的环境[5]。
综上所述，我们较好的选择是将MOOC与正规课堂教学有机结合以发挥两者优势，相互促进。借力MOOC，可突破目前信息安全原理课程课堂教学的困境，使“以学生学习为中心”的课程教学改革成为可能。
2 新型教学模式构建
我们依托自建的或一流高校的信息安全原理MOOC，选择优质在线资源建设信息安全原理MOOC教学环境。以翻转课堂教学改革为切入点，改变课堂上知识讲授、课后知识内化的传统教学过程，将MOOC作为课堂教学的线上环节，使思维能力培养的过程延伸到课堂教学之前，较好地解决了课时受限与教学活动多、学生基础差异与思维性能力培养的矛盾，从而能够结合高效的课堂教学实现创新实践能力培养的目标。
2.1 课前阶段
课前，学生依据教师给出的课程教学的总目标、每次课前目标和课堂中的目标，通过MOOC学习教学资源，完成个体知识的建构。在MOOC学习中，学生可根据自身情况自主选择时间和方式观看知识点讲解的微视频，其中单个微视频时间控制在10分钟左右，以最大化有效学习时间，完成随堂练习题或在线考试题，得到测试分数，实现自主学习效果的检验。如果学习过程中有疑问，可通过MOOC交流平台发布问题，获得教师、同学的关注和解答，还可以通过反复观看教学视频、查阅MOOC中的辅助学习资料等进行基本理论知识的强化学习。
显然，MOOC能为学生提供更好的课前自主学习方法和内容。而课堂教学对于培养学生的思维能力具有不可或缺的重要性。
2.2 课堂阶段
课堂中，教师根据教学目标和MOOC平台上学生学习的评价反馈结果，以案例为核心，以问题为牵引，针对性的开展理论与实践并重的研讨型教学活动。学生在教师的引导下，梳理课程知识要点和MOOC学习中重点和难点，探讨问题求解思路和方法，并得到个性化指导，实现对课程知识的高效内化，使本课程的课堂教学从教师讲解为主转变为培养学生应用知识解决问题的能力为核心。
⑴ 教学内容
在课堂理论内容上，教学案例的设计应具有适应性、连贯性和系统性，紧密结合学生的专业方向、自我发展需求和生活实际，传授信息安全知识在不同领域应用的思想和方法。以密码技术这一知识模块为例，学生通过MOOC预先学习密码学的一系列知识点，如单向散列函数、对称密钥算法、公开密钥算法等。在课堂上，教师采用的案例可考虑以这三种基础算法为切入点，并以问题为牵引如：三种密码算法的优缺点各是什么？不同密码在什么情况下使用？用哪种密码算法来解决问题？可列举经典的数字身份证、文件加密、数字水印等密码技术的实际应用问题，引导学生对比并选择合适的密码算法来解决实际问题。除此之外，还可将现实的信息安全事件，如网上银行密码泄露、QQ密码被盗等纳入案例体系。这样的案例能够引起学生的共鸣，激发其学习兴趣。学生通过大量的案例学习，使所学的课程知识得以贯通，亲身感受到信息安全求解思维的形成路径和应用价值，理解和掌握完整的信息安全问题求解过程和思维方法。
实践内容的设计要注重综合性、贴近实际的应用场景，不仅提供基础理论验证实验，而且需提供拓展、创新等不同层次的实践内容，形成项目化和工程化的实践教学体系。实际运用中，要强调实践任务的问题建模和求解思路，更要引导学生注重任务求解的重构性和多样性，激发学生的思维活动，强化思维能力的训练和培养。
⑵ 教学方法
在信息安全原理课程教学中，依据优化和更新的课堂教学内容进行教学设计，创建观点交流环境，组织学生进行互动、协作讨论或实践探究。显然，由于MOOC分担了课程基础理论知识的讲授任务，这些关键教学环节将被给予更充足的时间。而且，在MOOC的支撑下，课堂教学能够融合实践教学和理论教学，可直接在实践教室里开展教学活动，实现教与学的有机结合。MOOC帮助学生做好了基本知识、技能的准备，为科学、高效的思维性教学活动的顺利开展提供了时间和环境上的重要保障。
在教师与学生的互动交流方面，教师提出问题，引导每个学生积极思考、讨论并解答，鼓励学生发现和提出问题。学生通过积极有效地思考和讨论，探究、拓展、选择，最终得到能有效解决问题的思路和方法，进而在教师的引导下获得“新知”。
在学生之间协作式互动交流方面，教师首先依据对MOOC中的学习行为评价和反馈结果的分析，对学生进行分组及任务分工，形成有利于每个学生发展的团队，在教师的组织下展开讨论、协作探究或创新式综合教学实践，共同完成学习活动。在这一过程中，教师可给予团队协作策略的指导，关注每个小组每个成员的活动进展，注意学生个体差异，引导学生进行更深层次的思考，根据活动情况进行答疑解惑，给出意见，从思维方面提供问题的解决工具，帮助学生及时修正思路和方法。
由此可见，课堂上教师的角色发生了明显改变，由主讲变为主导，引领、指导、交互、评价学生的学习行为，在教学过程中发挥组织、参与、调控、促进的作用。学生是学习活动的主体，是以“思考—讨论—探究—实践—协作—提问—解答—再思考”，即以“思或做”而非以往的“听或看”为主，投入到学习活动中。传统的“教师灌输——学生接受”教学方式被打破，向“学生自主学习-发现问题-教师引导解决问题”的方式转化。这样的课程教学显然不再是“以教师教为中心”，而是“以学生学习为中心”，进而充分发挥学生的主动性、能动性和自主合作性，最大限度地训练和强化学生的思维形成与应用过程，高效地将知识内化为创新思维能力。
2.3 考核阶段
作为一种新型的信息安全原理课程教学模式，MOOC支撑下的翻转课堂考核体系与传统的“考勤+作业+试卷”考核模式有着很大差异。
我们认为，在新的教学模式下，课程考核不但要注重对以思维能力为本位的学习结果的评价，还应对学生从课外自主学习到课内教师主导学习过程的跟踪记录中获得评价，此评价应由MOOC、教师、同学共同完成，将考核与教学过程同步，及时反馈教学效果，改进不足之处。按照这一思路，期终考核成绩将由课外成绩（30%）、课内成绩（30%）和期末考试成绩（40%）综合计算而得。其中，MOOC能给出学生课外自主学习过程的表现及测试结果。课内成绩评价上，主要由教师、同学从课堂教学互动和实践活动中学生个人的表现中获得。这里不仅要反映学生是否积极完成了活动任务，而且需反映任务求解的思路和思维水平，从而鼓励学生大胆思维和创新。期末考试应增加以测试思维为主的知识性考题。通过这样的变革，不仅能更全面地对学生课堂内外的学习情况、对课程知识的理解和掌握程度进行考核，而且能更有效地评价学生的思维能力水平。从而在本考核评价机制的导向下，激发学生的学习热情和表现欲，主动重视每一教学环节，促进培养目标的达成。
3 结束语
借力MOOC，调整教师与学生在课堂中的角色，构建了“以学生学习为中心”的信息安全原理课程翻转课堂教学模式，能够在本课程的教学中更好地促进学生自主学习，强化创新精神和实践能力培养，提高课程教学质量。
本教学模式对于教师而言，意味着更大的挑战。需要教师精心设计课程教学资源，加强师生互动，重建“对话”，有效激发学生学习的热情，吸引学生进行课外自主学习，使课堂真正成为学生质疑问难、解决问题、内化知识的场所。这些都需要教师在教学中不断地探索与改进。
参考文献（References）：
[1] 杨智，王文娟，杜学绘等.工科大学生信息安全原理课程教学
研究与改革[J].高等理科教育，2013.6：42-45
[2] 非信息安全专业的“信息安全”课程改革探索与实践[J].工业
和信息化教育，2013.12：45-47
[3] 徐明，龙军.基于MOOC理念的网络信息安全系列课程教学
改革[J].高等教育研究学报，2013.3（36）：16-19
[4] 顾军，姜秀柱.思维能力培养为导向的网络工程教学体系[J].
计算机教育，2015.22：1-5
[5] 丁琳，王颖，马淑萍.MOOC支撑下的以计算思维为导向的大
学计算机课程教学模式研究[J].计算机教育，2014.9：30-33
[6] 王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，
2013.2：53-57
