基于移動學習和翻轉課堂深度融合的網絡信息安全課程教學創新實踐與探索

范新民

?

基于移動學習和翻轉課堂深度融合的網絡信息安全課程教學創新實踐與探索

范新民

（福建師范大學網絡與繼續教育學院，福建福州 350007）

移動學習、MOOC、翻轉課堂、混合學習等一系列新理念、新方法正逐漸地融入高等教育教學改革中。在提煉長期開展網絡學歷教育和非學歷遠程培訓經驗的基礎上，將移動學習和MOOC理念融入傳統的網絡教學模式中，在網絡信息安全課程教學中進行了信息技術與傳統課堂教學深度融合的課程教學創新改革探索研究。

移動學習；MOOC；翻轉課堂；網絡信息安全課程；教學改革研究

1 引言

網絡信息安全課程是信息安全及相關專業的主干課程之一，具有內容更新迭代快速的顯著特點，學習者需要不斷進行知識體系的更新和內化，且具有較強的應用能力。因此，在課程的教學中需要不斷更新教學內容，同時還需提供可以方便學習者隨時、隨地學習的教學工具，且教師能夠提供豐富的教學支持服務，能夠促進學習者高效地掌握學習知識體系。福建師范大學網絡與繼續教育學院從2001年以來一直致力于基于互聯網的高等學歷教育和非學歷在線教育工作，組織開發了系列立體化數字化課程和教學資源服務包，自2013年建立了面向本校全日制本科生的具有支持移動在線教學功能的MOOC（massive open online courses）教學平臺，研發了系列MOOC在線課程，與課程主講教師共同組建了教學和學習支持服務團隊，將移動學習和MOOC理念融入傳統的網絡教學模式，在網絡信息安全課程教學和培訓中進行了信息技術與傳統課堂教學深度融合的教學改革探索研究。

2 問題的源起

網絡信息安全是一門涉及計算機科學、網絡技術、通信技術、密碼技術、信息安全技術、應用數學、數論、信息論等多種學科知識交叉的課程，該課程注重理論與實踐相互關聯，其涉及的新技術、新概念、新問題以及新方法日新月異。課程具有綜合性和時效性的顯著特點。在基于傳統教師和學生面對面授課的同時，迫切需要在教學過程中從教學內容和教學手段層面配置2個服務平臺。第一，向學習者提供一個隨時隨地的互動式電子教學環境——M-learning。第二，在知識管理和搜索引擎技術上為學習者搭起基于交互的知識庫的鏈接，幫助學習者之間更好地分享、傳播先進知識和實踐經驗的知識分享平臺——MOOC平臺。

M-learning是指學習者利用移動設備、多媒體技術及移動互聯網絡，補充和完善教師導學或電子學習、績效支持及社會學習的一種學習模式。它不僅能夠有效地呈現學習內容，同時可以給教師和學習者提供豐富的雙向互動交流[1]。相對于傳統的面授學習，移動學習具有能夠隨時隨地學習、有效地利用碎片化時間、硬件限制低、進入障礙低、更及時方便的交互性等核心優勢[2]。M-learning是一種滿足網絡信息安全課程隨時隨地學習的教學模式。

MOOC即大規模開放在線網絡課程，中文音譯為慕課，關注課程的教學與學習的實施過程，體現學生主體、教師和網絡共同主導這樣一種全新的“雙主關系”[3]，具有規模大、開放與共享程度高、個性強、交互靈活、數據挖掘深入和良好的學習者體驗等諸多優點。加拿大的數字化學習專家斯蒂芬·唐斯（Stepher Downes）曾經明確指出，21世紀的教師已經無法像從前一樣，只是當個灌輸知識的通道，而是要兼具專家、教練、設計者和學習者4種不同角色[4]，在內容不斷迭代，且實踐性非常強的本課程中，教師僅承擔專家和教練的角色，存在明顯不足。且傳統的翻轉課堂模式、互聯網模式作為教學補充或者教輔支撐平臺，在某種程度上制約著學習互動以及學習跟蹤，而基于互聯網的移動學習，不僅拓展了學習空間，保證了學習者真正意義的隨時、隨地學習，而且能夠記錄學習者在線學習的海量學習數據，將MOOC教學和傳統的大學正規教育結合起來，充分發揮各自的教學優勢，相互融合促進，在相對繼承的基礎上進行發展，進而從本質上產生教學理念、教學模式、教學方法和手段等轉型。

3 網絡信息安全課程教學的融合創新

網絡信息安全課程創新地整合翻轉課堂、移動學習理念以及技術服務產品，從擴展學習者的學習空間范疇，更高效地聚合不斷更新迭代的網絡信息安全學習內容體系以及教師根據學習跟蹤情況動態調整教學活動設計3個層面進行了融合創新，將當前先進的MOOC、翻轉課堂、移動學習技術和理念與網絡信息安全課程需求深度結合，提升教學效果。

3.1 學習空間的廣度擴展——基于移動在線學習

以智能手機為載體、以在線學習平臺搭載各種學習工具為延伸的移動互聯生態系統，從真正意義上擴展了教學空間，使學習者有效地利用碎片化時間，隨時隨地獲取學習資料。彌補傳統課堂教學和在線學習中受限于教室和不便于移動的筆記本上網學習的不足，實踐證明，對于網絡信息安全類內容更新速度快和實踐操作性強的類計算機技術專業課程，基于移動的在線學習是不可或缺的，是課程內容體系的原發性需求。

在線學習開始一個月后通過移動平臺向學習者發送調查問卷，了解學習者對基于移動的課程內容、課程形式、師資和培訓模式的意見和建議，部分調查結果如表1所示。從問卷調查結果中可以明顯發現，學習者普遍對移動在線學習表示認同。

網絡信息安全需要學習者不斷關注、分享互聯網中網絡安全相關的案例，及時進行課程知識體系的重新構建。這也使傳統課程必須進行更廣范圍的學習空間的擴展，以便學習者能夠更迅速地與教師和其他學校交互課程知識體系。將網絡信息安全課程教學改革與學生日常應用的手機設備相結合，讓學習者能夠通過移動互聯網隨時連接課堂教學、讓手機交互成為一種教學交互模式，將移動學習嵌入到“在線學習+面授教學”的翻轉課堂的實施過程，能夠更便于學習者隨時、隨地學習，進行同學之間知識體系的分享和案例的共同研析，使學習者成為課堂的參與者，更利于教師更好地規劃、更新本課程的教學知識體系，同時提高教學支持輔助服務。

表1 關于移動在線學習的問卷調查結果（節選）

注：發放問卷100份，回收有效問卷94份。

3.2 學習內容的深度聚合——基于翻轉課堂教學理念的課程資源建設

筆者以翻轉式教學改革為切入點，基于MOOC理念升級改造已有的網絡信息安全網絡課程，不僅更深一步變革傳統課程授課教學過程，也重新架構了網絡信息安全在線課程內容制作體系。在基于翻轉課堂模式的課程結束后1個月，對學習者進行了基于移動端的問卷調查，部分調查結果如表2所示。

表2 針對課程教學模式的問卷調查結果（節選）

注：發放問卷100份，回收有效問卷88份。

學習者認同該種課程教學方法，對學習內容和資源具有較高的接受度。課程內容的教學設計，具體如下。

首先，基于MOOC理念進行課程教學創新設計。結合面授教學策略，按照關鍵知識點全面梳理課程的知識結構，以知識單元為教學粒度重構在線課程章節知識體系。一個關鍵的公式、一個案例、一個論點都可以作為知識單位的粒度，然后根據教學需求進行組合形成可移動學習的網絡信息安全課程。根據課程知識點的教學目標選擇不同的教學內容呈現形式，包括視頻講授、文本閱讀、案例分析、專題探討、課程測驗、師生互動及生生互動等多種模式使學生學透一個知識點[5]。

其次，強化課程內容的動態更新，注重整合最新的課程知識。國內外知名MOOC平臺以及我國教育部近年來組織建設的國家級精品課、精品資源共享課涵蓋了系列計算機技術學科及網絡信息安全方向的課程，互聯網信息安全論壇和社群也在24 h不間斷地實時更新世界范圍內的各類信息安全事件和案例類解決方案，這些都是高水平的數字化學習課程素材，第一時間吸收這些資源納入教學內容可以更好地提升課程教學質量，有利于學習者把握前沿課程知識，更好地理解學習內容并應用于實踐問題解決。

第三，精細化課程知識點內容呈現。設計并制作好每節課程關鍵知識點講授視頻是網絡信息安全學生能夠掌握好課程內容的關鍵環節。遵循MOOC教學理念和網絡課程影像建構法則，根據知識單元內容和教學目標的不同，依據教學策略需求選擇性地采用傳統型、會議型、座談型、實踐操作型、場地教學型、大規模講座型等教學場景，將以往1~2 h的課程視頻，有意識地濃縮、分解為若干個8~15 min的課程知識模塊。并在每個知識模塊的講授視頻中適度嵌入測驗單元，回溯學習內容，增加參與度，克服網絡學習惰性[6]。

3.3 學習活動的動態創設——基于學習跟蹤進行過程性調整

要保證“移動在線教學+面授研討”達到預期的實施效果，學校、學生、教師和教學設計組織上必須具備以下4個方面的必要條件。

1) 課程內容設計與組織要以學生為中心動態化調整。切實從學生的學習效果出發，以信息安全課程典型特征——學習行為轉化和案例問題解決績效作為整個課程設計的核心，倡導主動探索式的學習，并圍繞這個中心在課堂教學前、中、后階段進行多種學習方式的混合。

2) 學生的學習理念和學習習慣必須加以互聯網學習思維調整。基于移動互聯網翻轉課堂的教學模式對學生的課前預習、討論，課中思考、研討、提問，課后復習、實踐都進行了科學、規范的教學活動預設，鼓勵學生在學習過程中利用包括筆記本電腦、手機和平板電腦等隨時在線了解課程更新的安全事件，并積極參與案例問題的解決以便獲取更高的安全案例解決技能。

3) 要具備先進和可適應的教學軟硬件環境。翻轉課堂教學策略將信息安全課程的主要教學知識單元上傳到在線教學平臺或推送到移動客戶端，供學習者瀏覽、點播、預習，具有課程互動空間，并可以跟蹤和分析學習者的學習記錄，方便老師隨時調整教學策略，基于此要求教學組織方要具備一系列符合性能要求的、功能與時俱進的在線教育平臺、網絡環境和終端應用程序。與此相對應的，學習者要具備基本的上網條件以及可移動智能終端（如智能手機、PAD等），以便進行線上學習和互動。

4) 配置多元化角色授課教師團隊。傳統翻轉教學中老師重要的任務是完成高質量課堂現場講授教學，而基于移動的在線翻轉課堂的教學模式中，教師是一個教學服務團隊，且角色任務還包括課程設計、課程開發等，教師不僅要承擔授課視頻的錄制，參與撰寫課程視頻講授的文字腳本，還需要協調教學設計人員結合課程內容和學生學習行為特征來動態調整教學活動，并提供不間斷的、隨時隨地的在線學習支持服務。

4 基于移動學習和翻轉課堂的創新教學模式構建

針對移動學習和翻轉課堂教學模式的特征，分析實施教學的所要具備的各方面基本條件，結合所在單位多年從事面授和在線教學的經驗，筆者在考察了翻轉課堂一般模式的基礎上，注意吸取面授課堂和翻轉課堂兩者的優勢，通過移動學習平臺將傳統的“課堂講授+課后復習作業”與翻轉課堂的“課前預習+課堂提問與反思”相結合，強調課前預習、課中交互交流、課后反思，注重移動學習平臺和手段的嵌入，構建了如圖1所示的基于移動學習和MOOC理念的網絡信息安全課程創新教學模式。

圖1 基于移動學習和MOOC理念的課程教學模式

4.1 基于交互的課前在線全流程自主學習

在課程開始前將課程知識點進行教學組合，將課程簡介視頻、單元知識授課視頻、課件、學習指導書、文本材料、PPT、案例、實例、討論主題、測試、作業等多樣化多元化的數字化資源上傳到移動在線學習平臺，設置課程班級的社交化學習群組，如QQ群、微信群或內部社交群組等，指導學生參加社交化群組的互動交流、學習討論，發布與課程相關的網站和微信公眾號，如“騰訊安全應急響應中心”“www.aqniu.com”“FreeBuf”等，并要求學生添加，以便及時獲取最新技術動態和信息；生成本課程的前置測試試卷，組織學生通過移動終端完成測試，并根據測試結果給出相應的課程學習指導意見，這樣可以讓學生帶著疑問來學習，激發學習動力。

4.2 基于大數據分析的翻轉課堂教學活動組織

學期開學后，每次上課前教師團隊通過移動學習平臺向學生推送課程單元學習計劃、學習目標、課堂討論主題、實驗要求、實踐案例分析要點等，學生依托移動學習平臺自主利用教材、移動終端進行授課視頻點播、文本材料自學、討論、反復測試和思考，教師團隊則通過移動平臺做好與學生的實時答疑、研討、互動與交流，及時了解學生的預習學習情況，進而在課前優化課堂教學設計與組織方案，適時調整教學內容、進度和要求。翻轉課堂的最大特點在于充分利用課堂學習時間，組織有效的課堂學習活動，提高學生的學習效率，實現學生知識內化效益的最大化[7]。

在課程導入環節，教師根據移動教學平臺上收集到的學生提問、交流問題、統計出的前置問題測試結果，有針對性地進行簡短的個別提問、測試，進一步了解學員對本次課堂教學內容的自主學習和完成情況。進入課程講授環節，教師根據課程內容、教學要求和收集了解到的學生對課前學習任務的完成情況，進行若干次有針對性的片段講解和重點輔導，及時將互聯網上最新發布的網絡安全技術和信息傳導給學生，同時有針對性地利用互聯網上的資源進行現場教學，應用互聯網上一些公司搭建的各種攻防平臺指導學生分組進行模擬實戰演練[8]；在這種模式的課堂教學中，教師還可以采取小組討論、設計展示、案例匯報、分析推理、主題辯論、學員互評、互動交流、經驗分享等多種方式來完成本次課程教學的基本內容和拓展問題，學生在課堂中就可以通過移動終端（如手機等）方便地完成現場在線測試、投票、問答、互評。

教師基于移動教學平臺對課堂現場活動以及預習階段學習活動進行預設模板及自設條件的大數據分析，很好地了解和掌握學生的課前預習線上學習狀態、課堂表現、作業成績、自測成績、論壇參與度、重難點掌握程度等學習活動狀態和數據結果，還可以方便地與往期學生、不同專業的學生進行分類、交叉數據統計與對比，基于這些數據分析及結果，教師在課堂現場就可以自如對接下來的教學活動內容和方式及時做出調整。基于這種模式，教師、學生和移動教學平臺這三者就構成了一個基于移動教學平臺的動態實時反饋學習環境，通過教師和學習者之間的互動以及學習伙伴間的合作學習來完成知識建構[9]。最后，教師通過典型案例分析、小組匯報、專題總結及學習結果點評等方式，進一步強化了學生對課程重難點的理解和掌握。

4.3 課后延展教學支持服務體系的創設

網絡信息安全類課程具有知識快速更新、技術迭代周期快和時效性強等特點，這就要求課程的教學活動不能再局限于傳統意義的課程教學流程。每次課堂教學結束后，教師團隊通過移動學習平臺向學生布置課后復習要點，發布精心設計的課后測試題和討論題，推送拓展知識點微課、文本材料，分享最新科技前沿動態，定期開展實時答疑，保持高頻度的論壇、圈子、社區的互動交流，及時更新學生們的討論結果，以期快速沉淀課堂講授、討論的知識成果，增強學生的學習興趣，有效提升學習效果。教師還須改進課程成績評價辦法，充分利用移動學習平臺上形成的學生電子學習檔案，將學生的網上學習行為、學習進程和學習成果納入到課程成績評價體系，對課程最終成績進行多元化評價，逐步弱化期末考試成績占課程成績的比重。

5 結束語

基于移動學習和MOOC理念的翻轉課堂式教學模式，突破了傳統面授教學的時空限制和原有的以教師為中心的課堂講授為主的教學模式，激發了授課教師在課堂講解過程的主動性、創造力和想象力，通過組織課堂討論、互動交流、案例分析、專題報告等方式啟發了學生學習思維，提高課程講授效果。移動學習的嵌入為師生提供了精心設計的授課視頻、豐富的課程學習資源、隨時隨地學習的空間、即時互動的交流社區、網絡化的社交圈子，極大地激發了學生的學習興趣和積極性。采用基于移動教學平臺的翻轉課堂教學模式開展網絡信息安全課程教學以來，學生的學習熱情明顯高漲，近幾個學期學生的學習成績得到顯著提高，同樣地，以往舉辦的多起網絡信息安全課程培訓班的教學效果更是受到了參訓者的普遍肯定。但在教學改革實踐過程中也遇到了一些問題和困難：1) 部分學習者學習主動性不強，前期相關基礎課程水平參差不齊，完成課前學習任務仍存在困難；2) 部分師生對目前的翻轉課堂教學存在疑惑和質疑，還須及時轉變教學觀念，特別是對于信息安全專業系列課程的教學來說，還沒認識到信息技術與傳統課堂教學深入融合，正是提高信息安全人才培養質量重要而有效的措施之一；3) 如何真正、有效地將國際性、全國性MOOC平臺和高水平的MOOC課程引入到信息安全及相關專業的主干課程教學中去，逐步解決網絡信息安全人才緊缺、培養周期慢等問題，仍是一個需要高校、教師開拓思想、創新思維、大膽改革的較長期探索過程。

隨著移動互聯網絡的高速發展、移動學習平臺功能的逐步完善、MOOC課程的不斷豐富、高校課堂教學改革的不斷深入，基于移動學習和MOOC理念的翻轉課堂式教學模式必將在高校教學改革實踐中產生更深遠的影響。

[1] 黃榮懷. 移動學習-理論現狀趨勢[M]. 北京: 科學出版社, 2008.

HUANG H R. Mobile learning-theory, current situation and trend[M]. Beijing: Science Press, 2008.

[2] 恩德斯. 指尖上的學習革命[M]. 江蘇: 南京人民出版社, 2016.

BRENDA J. Enderz. manager's guide to moble learning[M]. Jiangsu: Nanjing People 's Publishing House,2016

[3] 黃孟瑤. MOOC給教師帶來的影響[J]. 中國教育技術裝備, 2014(8): 20-21.

HUANG M Y. MOOC impact on teachers[J]. China Educational Technology & Equipment, 2014(8): 20-21.

[4] 黃明. 大型開放式網絡課程MOOC概論[M]. 北京: 電子工業出版社, 2015.

HUANG M. A brief introduction to MOOC courses[M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2015.

[5] 李曼麗. 解碼MOOC:大規模在線開放課程的教育學考察[M]. 北京：清華大學出版社, 2013.

LI M L. Decoding MOOC: a large-scale online open course of pedagogy[M]. Beijing: Tsinghua University Press,2013.

[6] 胡東雁. 網絡課程的影像建構: MOOC教學影片制作法[M]. 北京: 高等教育出版社, 2015.

HU D Y. Image construction of network course: MOOC teaching film production method[M]. Beijing: Higher Education Press, 2015.

[7] 張新明. 基于QQ群+Tablet PC的翻轉課堂[J]. 電化教育研究, 2013(8): 68-71.

ZHANG X M. Based on QQ group + Tablet PC flip classroom[J]. e-Education Research,2013(8): 68-71.

[8] 吳玉強. “互聯網+”理念下《網絡安全技術與防范》課程教學模式改革探索[J]. 森林公安, 2017(1):45-46.

WU Y Q. Exploration on the teaching mode reform of "network security technology and prevention" under the concept of "internet +"[J]. Forest Public Security, 2017(1):45-46.

[9] 陳思宏. 基于移動社交平臺的翻轉課堂教學模式的研究——以微生物教學為例[J]. 高校生物學教學研究(電子版), 2016(6): 27-32.

CHEN S H. The exploration of the teaching mode of the flipped classroom based on mobile social networking platform—taking the microbiology teaching as an example[J]. Biology Teaching in University(Electronic Edition), 2016(6): 27-32.

Practice and exploration of network information security course teaching innovation based on mobile learning and inverted classroom depth integration

FAN Xin-min

(Online and Continuing Education College, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

Mobile learning, MOOC, flip classroom, mixed learning and a series of new ideas are gradually integrated into the teaching reform of higher education. Based on the long-term development of network education and non-academic distance training experience, mobile learning and MOOC concept were integrated into the traditional network teaching mode. In the network information, the reform and innovation of deep integration between information technology and traditional classroom teaching were researched.

mobile learning, MOOC, flip classroom, network information security course, teaching reform research

G642

A

10.11959/j.issn.2096-109x.2017.00198

2017-07-21；

2017-08-15。

范新民，xmfan99@126.com

福建省科技廳工業高校產學合作重大基金資助項目（No.2014H6009）

The Industry-University Cooperation Major Project of Fujian Province (No.2014H6009)

范新民（1970-），男，福建建甌人，福建師范大學高級工程師、系統分析師，主要研究方向為網絡教育關鍵技術、教育技術。