《密碼學與應用》課程混合教學模式方法探討

齊萬華 劉銘

摘要：《密碼學與應用》課程作為我校網絡工程專業學生選修課，存在課時少、數學基礎要求高等問題，僅僅依賴傳統方式的課堂教學模式，很難達到課程要求，采用混合教學模式對《密碼學與應用》課程進行改革，教學模式由教師主導向學生主導轉變，提高學生的參與度，有效解決現存問題。

關鍵詞：密碼學；課時少；混合教學；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）04-0128-02

1 引言

混合教學模式（Blending Learning）是在互聯網發展的基礎上發展的新的教學模式，結合傳統課堂教學方式和在線教育模式，既需要教師的主導作用，也充分調動學生的主觀能動性，轉變學習過程中的角色，即轉變了教師的教學內容和學生的學習模式，由教師的“填充式教”向學生的“主動學”轉變。學生的學習途徑不再局限于課堂及教材，可通過多渠道獲取知識，多方式交流與溝通。

《密碼學與應用》課程作為網絡工程專業學生人才培養方案中的選修課程，圍繞對稱密碼體制與典型算法、非對稱密碼體制與典型算法等密碼學的理論和應用展開。在現行的課程教學中存在課時少等問題，本文研究在混合教學模式下解決課程現存問題。

2 現行密碼學課程教學中存在的問題

《密碼學與應用》課程作為網絡工程專業的選修課，存在課程學時少、數學基礎要求高、學生參與度差等問題。

2.1 課程學時少

在人才培養方案中，《密碼學與應用》課程安排的是每周2個學時，上課時間間隔長，課堂回顧知識時忘記內容多。學時少，課堂上安排教學內容多，留給學生思考和練習時間少，掌握效果不夠好。

2.2 數學基礎要求高

眾所周知，密碼學是基于數學的理論和證明發展的，對密碼技術的講解，必須先理解此密碼學所設計使用的數學基礎，而一些數學知識并不是學生在先序的課程內學過的，須補充數學基礎，也使得一部分學生在數學知識的理解和掌握上望而卻步。

2.3 學生參與度差

綜合《密碼學與應用》課程學時少，又需要補充許多數學知識，現行教學模式中，課堂的教學以講授為主，重點將難以理解的數學基礎知識、密碼設計原理、密碼設計實現方法等講解明白，課堂教學任務重，學生參與度差，存在個別課堂“滿堂灌”的情況，現行的課堂教學以教師教和講為中心，不是以學生學為中心。

2.4 實驗環境限制

《密碼學與應用》課程為選修課程，本身課時就少，理論內容又需要大量的課堂教學，按照人才培養方案，實驗學時只有6個。作為正在向應用型大學轉型的地方高校，更加注重應用性，實驗學時少，學生計算機操作能力有待提高。

同時，上課使用的實驗環境是單機版，需要加密狗等硬件支持，必須在實驗室才能完成，在學生初期接觸密碼學課程時，學生無法在上課時間完全掌握實驗內容，學生實驗效果不理想。

3 混合式教學方法引入

基于上述現存問題，引入混合式教學法，充分調動學生的積極性和能動性，拓寬課堂時間，拓展學習形式，形成課堂學習與課下學習相結合的方式，充分發揮網絡環境優勢，做好課程內容支撐，創建良好的學習環境，改變課程現狀。

3.1 創建課程網站，學習資料分享

創建《密碼學與應用》課程網站，將課程所需要的信息，資源放到課程網站上，學生通過網站的形式可以獲取資料，做到課前預習，對課程安排和課堂內容熟稔于心。尤其是將所需的數學基礎知識放到課程網站上，學生在上課前可以提前學習，減少課堂對數學理論基礎等內容的講解，課堂上只需留出少部分的時間答疑，解決學生自學中存在的問題即可，不需要占用過多的時間講解數學基礎知識，給課堂留有更多的時間安排密碼學方面內容的講解。另外，將課程內容中的重點和難點知識除了文本的方式介紹，可以錄制成視頻放到課程網站上，供學生學習和鞏固。創建課程網站，學生提前獲取課程知識，提高學生自主學習的積極性，改變課堂教學模式，增強學生的參與性，可有效解決2.1等問題。

3.2 線上學習平臺

我院已申請西普公司的西普數據實驗室（一個包括網絡空間安全、大數據、云計算、等多個專業方向的教學、實驗、科研及競賽的網絡平臺）。在該實驗平臺上，既配置好了實驗環境，還有專業知識的介紹等內容。學生在課下時間可充分利用西普數據實驗室平臺，在網絡實驗環境中學習課程內容和實驗內容，學生就有實驗環境在課下時間能夠完成課上完不成的實驗，對課堂實驗內容補充，同時也可以完成實驗教學課時中無法完成的其他實驗，可有效解決2.4問題。

3.3 畢博平臺作業交流

畢博（BlackBoard）是我校構建的另一個教學平臺，教師可以通過畢博平臺在線管理教學內容，提高工作效率，學生可以通過畢博平臺自主學習，提高學習的主動性。畢博平臺可實現傳統課堂在時空上的延伸，師生之間可以通過畢博平臺進行答疑解惑，學生之間可以通過畢博平臺進行互動交流，使教學過程在教師與學生共同控制之下。同時，教師之間也可通過平臺進行教學經驗和教學內容的交流與討論，取長補短，提升教學水平。通過此方法，可有效解決2.1等問題。

3.4 課堂教學有教師主導向學生主導轉變

《密碼學與應用》課程是理論與實踐相互關聯的課程，不僅要能夠理解密碼算法，更要能夠將其實現，要求較高的動手能力，學生必須在大量的上機編程訓練中體會和掌握程序設計的思想和方法。在3.1、3.2、3.3教學環境的支持下，課堂教學模式將由教師主導向學生主導轉變，即采用翻轉課堂教學模式。

學生通過課程網站和實驗平臺的學習，充分利用課余時間完成了基礎知識的掌握，教師的課堂教學就不再是講授這些基礎知識，而是來答疑，通過這個過程，學生鍛煉了自學能力和理解能力，提高解決問題的能力，在課堂中將問題點拋出，進行問題的討論和研究，提高學生的參與度，課堂挪出更多的時間答疑。這樣不僅能夠提高學生的主動性，學生掌握知識的牢靠性要比課堂教學更實在，相較傳統的教學，上完課之后，教學內容又還給教師，而采用翻轉課堂模式，學生為主，解決的都是自己的問題，學生掌握的效果好，理解更深。

混合式教學模式解決的問題如表1所示。

4 課程考核方式

根據課程特點，課程最終考核有三部分組成，如表2所示。

（1）平時考核（20%）

平時考核由學生課堂參與度、作業、畢博平臺發言情況等內容作為評分標準，占20%。必要時可參考課堂考勤。

（2）實驗考核（20%）

實驗考核由實驗報告、西普數據平臺使用情況等內容作為評分標準，占20%。必要可參考實驗課課堂考勤。

（3）大作業考核（60%）

根據課程特點，對課程進行考試改革，建立以應用為導向的考核方式，增強動手、自學等方面的能力，以加強學生自主學習的引導和真實學習過程的考核。學生將理論應用于實踐，更有利于理解課程內容，增強興趣，發揮個人能動性。

大作業要求獨自完成基于密碼學的應用項目設計，題目采用教師擬題學生自由選擇，或學生申報經課題組成員審核通過后也可使用，具體實現過程要以某密碼學的理論設計為基礎完成，并要求學生進行大作業答辯。通過大作業答辯，對任務量、難度系數、算法的理解程度等進行評估，給出最后大作業分值，占60%。

通過對平時、實驗、大作業等多方面考核來評定一個學生的綜合成績。

5 結束語

通過對《密碼學與應用》課程的混合教學方式改革，整合各種可用資源，利用網絡等各種學習環境，充分調動學生的積極性和主動性，發揮學生的主觀能動性，在學習中發現問題、解決問題，充分鍛煉了學生的自學能力。同時，對教師也提出了更高的要求，要求教師對課堂要有更高的控制能力，對知識點的理解更深刻和全面，讓教師必須不斷學習和提高自己的專業知識水平和業務水平。

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【通聯編輯：光文玲】