面向能力培養的問題式教學方法研究與實踐

◆汪永偉　蘇會芳　劉育楠

面向能力培養的問題式教學方法研究與實踐

◆汪永偉蘇會芳劉育楠

問題式教學方法是一種探究式教學方法，比較適用于實踐性較強的課的課堂教學。針對信息安全技術課程的特點，將問題式教學法應用于信息安全技術課程教學，并結合實際教學案例說明問題式教學法的實施過程。

問題式教學；信息安全技術；實踐創新能力

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.16.104

1　前言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》將高等教育的目標定位為培養高素質專門人才和拔尖創新人才。近年來，為促進高素質應用型人才培養，各高等院校在課程教學中做了一些有意義的嘗試，將一體化教學等教學方法引入課程教學過程，將理論教學與實踐教學有機結合，取得較好的教學效果。其中，問題式是一種探究式教學方法，以問題作為教學線索，將課程內容有機銜接，使教學過程轉化為問題解決過程，可顯著增強學生對課程內容的掌握效果，并提升學生的實踐創新能力。因此，問題式教學法特別適用于實踐性要求高的課程教學，該方法已成為高等教學研究的熱點之一。本文通過信息安全技術的教學設計與實施，對問題式教學法在信息安全技術課程中的應用進行研究與實踐。

2　問題式教學法內涵

問題式教學法是一種探究式教學方法，該教學法基于教學內容提出問題線索，圍繞教學目的，將教學內容和教學過程轉化為提出問題、分析問題、解決問題的問題解決過程。問題式教學法具有逆向性、主動性和啟發性等特點。在教學設計上，問題式教學法與傳統教學方法剛好相反。傳統教學法往往是由因及果，采用先易后難的方法，將知識內容步步引向深入；而問題式教學法，由結果開始，逐步反推，設計出引領全部內容的問題作為課堂線索。問題式教學法將設問作為基本的教學形式，在課程的實施過程中，以問題激發學生的學習熱情，使教學過程充滿懸念，使學生的思維接受挑戰，學習的主動性和能動性得到提高。下面以信息安全技術課程中的虛擬專用網部分內容為例，說明問題式教學法的實踐教學過程。

3　基于問題式教學法的教學方案設計

教學目標分析信息安全技術課程是信息安全專業的一門專業必修課，基于前期相關課程的學習，學生普遍對計算機網絡有比較全面的了解，對密碼學的相關知識有初步認識。但是學生在前期課程中側重理論學習，在實際應用和動手實踐方面有欠缺。信息安全技術是一門與工程應用結合非常緊密的課程，學生對具體信息安全技術理解和掌握起來較為困難。所以期望在授課過程中由問題為主線，層層推進，引發學生的積極思考，調動學習積極性，通過應用實例來幫助學生學習并掌握具體技術。

教學目標分析結合本課內容特點制定教學目標，目標的實現貫穿于整個教學過程。知識目標：理解ESP協議報文格式，掌握其操作模式和處理過程。能力目標：運用ESP協議解決IP包安全性問題。情感目標：激發學生對IPSec的學習興趣，主動將安全協議知識應用于實踐中。

課程內容包括三部分：1）虛擬專用網概述，介紹IP VPN的起源、概念、基本原理；2）典型隧道協議，包括L2TP、IPSec、MPLS；3）典型VPN業務，重點介紹第二、三層VPN服務。其中，典型隧道協議是整本教材的核心部分，IPSec協議是最主要的隧道協議簇，而AH/ESP協議是IPSec中主要安全協議。本次課的重點、難點是理解并掌握ESP協議保護IP包安全性的原理。

教學方法本次課以問題式教學法為主，引領整個教學過程，并輔助對比分析、案例分析等教學方法。

1）以問題的推進驅動知識點的展開。對于協議的講授，因為協議本身比較枯燥，如果直接按照教材的章節順序介紹，很容易讓學生陷入僅對協議格式本身機械式記憶的誤區中，“知其然而不知其所以然”。

2）以對比法梳理知識點的聯系與異同。本次課內容的最大特點是ESP協議和AH協議同屬于IPSec協議簇，既有相似性，又有不同點。這在學習的時候容易混淆，所以采用列表對比的方法梳理知識點，比較ESP協議在功能、格式、模式以及過程方面與前者的異同，加深學生的理解。

3）以實例討論提高學生知識運用能力。針對學生缺乏工程實踐經驗的特點，以實例討論法本身來幫助學生運用理論知識解決實際問題。而且通過實例幫助學生培養一種處理問題的思路：從需求入手，以現有知識結構為基礎，綜合運用相關技術，解決實際問題。

教學過程課程的教學過程設計安排如下。

1）問題導入。本次課通過問題的層層推進來銜接各個知識點。在課程的一開始，就首先對IP協議安全性缺陷進行分析，它存在缺少數據源認證、完整性認證、機密性保護等問題，從而引出對IP數據包安全保護的需求。那么這個問題如何解決呢？將這一問題分為兩個子問題：“IP數據包的信息認證問題”和“IP數據包的信息保密問題”。如何解決這兩個問題呢？引出ESP協議，這其實就是ESP協議的目的和作用。

2）問題講解與分析。 ESP的目的：解決IP數據包的信息保密、信息認證問題。信息保密這個子問題又如何解決呢？信息保密分為兩方面：數據機密性和流量機密性。信息認證分為兩方面：數據源的認證、消息完整性。消息完整性又包括防篡改、防重放等。那么ESP協議如何解決這些問題呢？從而引入課程的重點和難點：ESP報頭格式中關鍵字段、ESP的兩種工作模式。

3）比較分析。帶領學生一起分析兩種安全協議AH/ESP的特點，比較分析二者在目的、格式、模式、過程等方面的不同。比如：二者都有認證功能，它們有什么區別？認證的范圍有何不同？達到對剛才所講授內容的知識點進行梳理的目的。

4）應用實例。提出一個實例需求，引導學生主動思考，采用剛剛學過的有關ESP協議知識解決此問題。通過實例的分析和解決，將課堂開始所提出的問題實例化，重溫問題提出、分析問題和解決問題的過程，使學生對課程內容進行進一步梳理，掌握知識的實踐應用方法。

5）總結?；仡櫛敬握n的教學內容，簡要敘述ESP協議的格式特征、操作模式、工作過程等。此時引出一個問題：安全協議運行過程中，算法是如何約定的？通信密鑰是如何協商的？引發學生的進一步思考：如何解決呢？為課后的思考題埋下伏筆。

4　結語

問題式教學方法實施的重點在于問題的提出，提出的問題要緊貼學生的需求和興趣點，提出的問題要與學生在心理上產生共鳴，才能達到最佳的實施效果。因此，教師要對學生的心理把握精準，了解學生的特點和實際需求。此外，問題引導的時機和語言的精準性要求也比較高，這就對教師的問題引導思路和語言邏輯思維提出較高的要求。本次課在教學過程中，對問題式教學法進行了初步實踐，通過問題的推進，激發了學生的學習興趣，將知識內容進行有機銜接，促進學生對知識的理解，提高學生對知識的整體掌握。

［1］李曄，王翠香，姬正洲，等.基于高素質應用型人才培養的實踐教學體系構建［J］.西安郵電學院學報，2011（12）：78-81.

［2］王潔，侯剛，周寬久，等.基于FPGA的課程群一體化實踐教學體系與平臺［J］.實驗技術與管理，2015（9）：208-211.

［3］孫小琴.基于理論與實踐一體化導向的化工教學設計探析［J］.化學教育，2015（10）：61-64.

更正：如下所示“圖1秒表原理圖”為本刊2016年第12期（6月下，總第390期）《基于Protel 2004DXP的電子線路設計》（作者：崔玉美）一文正確的圖1所示圖片（P13），特此說明。

圖1　秒表原理圖

G642.0

B

1671-489X（2016）16-0104-02

作者：汪永偉，信息工程大學講師，博士，主要從事信息安全專業教學和教育研究（450001）；蘇會芳，河南省外貿學校（450002）；

劉育楠，信息工程大學（450001）。