研究生信息安全課程的教學模式探討

王艷

1 引言

隨著互聯網和智能設備的廣泛使用，信息安全成為國家、集體和個人安全的重要組成部分。近年來，高校信息管理、計算機科學、網絡工程、軟件工程等本科相關專業均開設了信息安全課程，也有很多高校為研究生相關專業開設此課程。我院將信息安全作為系統科學專業研究生的專業選修課，其目的是使學生熟悉信息安全和密碼學的相關概念，了解安全防御的最新實用技術，著重理解和掌握常用密碼算法的加密、解密原理，并能根據所學的知識設計、編程實現與之相關的實踐課題。

信息安全是一門綜合性交叉課程，其內容不僅涉及到高等數學、數論、線性代數、近世代數等數學基礎課程知識， 而且也涵蓋了計算機網絡、信息論、編碼學、密碼學等計算機相關知識。除此之外，信息安全領域中也有很多新的概念、技術和方法不斷涌現出來。因此，該課程的教學不僅要重視理論上的引導，還必須注重學生實驗實踐的指導。與本科生的課程相比，研究生的課程又有許多自身的特點和實際要求。本文以我院系統科學專業研究生教學實踐為基礎，探討研究生信息安全課程的教學方法和改革建議。

2 研究生課堂的特點

（1）授課對象知識水平和實踐能力差異較大。碩士研究生大都來自不同的學校，有的是本院本科生直接考入，有的是從三本院校考入，也有的是報考985、211院校未錄取調劑而來。除了數學分析、高等代數，其他一些數學基礎課，如數論、近世代數等，每個學校的開設情況和重視程度不一樣，從而使得同一專業同一課堂上的碩士研究生具備不同水平的數學理論基礎。另一方面，我院研究生大都來自數學專業，計算機知識和編程能力較低，甚或根本沒有編寫過程序。對于算法的架構和程序設計的思維方式沒有建立起來，難以把理論表達的算法用計算機程序語言順暢表達出來。

（2）研究生專業選修課的課堂一般以本專業學生為主，人數一般較少，我院專業選修課課堂大概十人左右，若人數少于5人，也可將兩個年級合班上課。雖是同一個專業，但導師往往不同，這也就意味著學生之間的研究方向可能千差萬別。如何讓每一位學生都能在課堂上有所收獲，這是值得授課教師思考的首要問題。此外，研究生課程通常設置為四節小課連上，學生很難做到整個半天都可以集中聽講。這種情況下，傳統課堂中以講授為主、教師“唱獨角戲”的教學方式以及期末考試標準的試卷化考核方式顯然不再合適。

（3）研究生課程設置的目的不同于本科生，有其獨特性。《教育部關于改進和加強研究生課程建設的意見》（教研 [2014] 5號）明確提出，研究生課程體系應“以能力培養為核心、以創新能力培養為重點，拓寬知識基礎，培育人文素養，加強不同培養階段課程體系的整合、銜接，避免單純因人設課”。研究生的課程學習不僅要使學生學到相關課程的知識基礎，還應該注重培養研究生運用理論知識解決實際問題的能力。如果采用一些基礎理論課程的授課模式，課堂上單純地進行概念描述、理論講解和推導根本無法實現對研究生的培養目的。

3 研究生信息安全課程教學模式建議

針對上一小節所提到的研究生課程的特點，本節著重探討研究生信息安全課程的教學模式，并結合自身教學實踐，給出關于該課程在教學方法、實驗設計、考核方式等方面的教學建議。

3.1 小班化教學模式

從研究生課程的班級規模來看，是一個典型的小班課堂。同時考慮到課堂的生源特點以及研究生的培養目標要求，我們可以在研究生課程中采用小班化教學模式。小班化教學的最大特點是因材施教。教師根據不同學生的知識水平和能力等級，針對不同研究方向的學生設置和安排有針對性的教學活動。隨著課程教學的進行，逐漸了解和把握學生的能力和特點，從而進一步調整和優化教學設計。

對于基本算法，除了算法講解，還可以根據學生研究方向，設置利用不同原理進行加密、解密的算法實現專題訓練。學生可以自己單獨完成，也可以兩個人一組合作完成。實驗課題完成后，每個組上臺展示課題的設計、算法流程、實驗結果，并把實現過程中遇到的問題提出了大家一起討論解決。通過算法實現專題的訓練能夠使學生更加了解課程中所學知識和技能的作用，促進他們選擇自己感興趣的技術方向并更為主動的學習。

3.2 案例式實踐

信息安全課程屬于研討類和實踐類的課程，單純地講授理論和基本算法的實踐不能很好地培養研究生的創新能力和解決實際問題的能力。案例式實踐要求教師以具有典型代表性的案例為學生創設問題情境，引導學生通過對案例進行思考，在具體情境中掌握理論知識并總結規律，創造性地將理論知識與實踐相結合，找到更多的實際應用范例或提出解決實際問題的思路與方法。

密碼學是信息安全課程的重要組成部分，其涉及到的基本原理和數學基礎是該課程中非常難的一部分內容。在這部分知識的學習過程中，學生往往感到枯燥、難懂。為了提高學生學習密碼學相關知識的興趣，可以利用多媒體播放紀錄片《阿蘭?圖靈—破譯納粹密碼的人》小片段，讓學生在感受密碼學這一美好藝術的過程中產生對密碼學的學習興趣，增加學習的信心。教學內容設計強調理論性與應用性的有機結合，有意識地突出案例分析和實踐研究。

3.3 參與式教學

“研究生課程學習在研究生成長過程中具有全面、綜合和基礎性作用”。傳統的教學方法以教師為主導，難以達到《意見》提出的這一要求。針對此，我們提倡參與式教學方式。

參與式教學是一種將教師與學生置于教育教學的同等地位，師生之間在教與學中通過相互交流、相互激勵，調動學生積極參與、創造性學習與發展的教育模式。這種教學方式改變了傳統教學中以“教師、課堂、教材為中心”的“三中心”模式，教師在課堂中扮演的是學生學習的引導者和輔助者，學生在教師的引導下建構知識框架，并積極主動地參與教學過程，扮演“小講師”的角色。理論教學課堂的參與中，訓練學生查閱文獻、整理信息的能力，提高構建知識框架的能力，語言組織和邏輯表達能力。實踐課題過程中，倡導學生主動參與，勤于動手，分組匯報。

3.4評價方式

研究生開設信息安全課程，除了理論知識的傳授，還應注重培養學生的創新精神。對該門課程的考核評價，應注重多樣化和差異化，不能采取一張卷子評天下的方式。理論考試成績和實踐成績各占50%。理論考試著重考查學生對基礎理論和算法的掌握和理解情況，采用試卷的形式考查。實踐評價過程中，注重過程性評價。考慮到研究生生源和研究方向的差異性，既要關注學生最終學習的結果，也要關注學生在學習過程中的發展和成長?？己朔绞娇刹扇‖F場展示、程序開發、課題答辯等多種形式。根據此過程中學生表現出來的知識掌握情況、動手操作能力、創新能力和解決實際問題的能力給出綜合評價。

4 結束語

本文結合自身教學實踐，總結了研究生課程的普遍特點，同時針對研究生信息安全課程的教學方法、實驗設計、考核方式等方面進行了探討并給出了一些建議。研究生課程教學改革是一個長期的過程，需要眾多一線教師一起為此進行更深入的探索和努力。

（作者單位：重慶師范大學數學科學學院）