慕課環(huán)境下信息安全技術(shù)課程教學(xué)模式的應(yīng)用與思考

■袁 競

（常州開放大學(xué)，江蘇 常州 213001）

信息安全技術(shù)課程是普通高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的綜合性必修課程，前導(dǎo)課程包括計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理、密碼學(xué)等。課程旨在通過對(duì)信息安全技術(shù)原理的教學(xué)，使計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生能夠理解和掌握信息安全理論知識(shí)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、防火墻技術(shù)、訪問控制技術(shù)、入侵檢測與安全審計(jì)技術(shù)等內(nèi)容，通過課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息安全知識(shí)綜合分析安全問題的能力，對(duì)如何構(gòu)建一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。隨著信息技術(shù)與教育技術(shù)的發(fā)展，各高校投入了巨大的人力與物力，構(gòu)建了信息安全技術(shù)課程相關(guān)的在線課程網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。然而在課堂的實(shí)際教學(xué)過程中，教師大多仍采用傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段。

近些年來，多種多樣的教育改革和教育創(chuàng)新被運(yùn)用在實(shí)際的教學(xué)過程中，微課、反轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)形式在信息安全技術(shù)課程中得到廣泛實(shí)施，盡管取得了一定的效果，但這些教學(xué)形式缺乏有效的知識(shí)反饋體系，教學(xué)過程中教師無法了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)學(xué)生是否已經(jīng)理解相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)無法做出準(zhǔn)確判斷，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的基本操作是否熟練掌握也無從知曉。作為新興教育模式的慕課，因其獨(dú)特的教學(xué)形式，教師能夠較為容易地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)情況，從而促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方式方法、更新教育理念。

一、慕課

（一）慕課的概念

慕課（MOOC），即大規(guī)模開放式在線課程（massive open online courses），是由加拿大學(xué)者Dave Cormier和Bryan Alexander合作研究開放大型網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)時(shí)提出的。傳統(tǒng)教育模式中存在優(yōu)質(zhì)教育資源過于集中、難以共享的缺點(diǎn)，而慕課的教學(xué)模式是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)發(fā)布課程資源，打破時(shí)間與地域的限制，為學(xué)習(xí)者提供更加高效且開放的知識(shí)共享和學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

慕課模式主要包括三個(gè)要點(diǎn)：（1）利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)大規(guī)模地傳播豐富多樣的教學(xué)素材，包括視頻、動(dòng)畫、課件等，教師通過使用多樣化的教學(xué)資源更好地講授和演示知識(shí)點(diǎn)；（2）慕課的教學(xué)模式突出了學(xué)習(xí)的開放性，學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的個(gè)性得到了充分的尊重。慕課教學(xué)不同于傳統(tǒng)模式，學(xué)生可以按照實(shí)際情況靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間、自行調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）慕課平臺(tái)能夠有效地組織網(wǎng)絡(luò)社區(qū)化學(xué)習(xí)形式。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)社區(qū)，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間可以不受地域和時(shí)間的限制，進(jìn)行問題討論、分組活動(dòng)等，學(xué)生在學(xué)習(xí)中碰到的問題能及時(shí)得到解決。

（二）慕課的優(yōu)勢

1.為學(xué)生彌補(bǔ)了知識(shí)遷移環(huán)節(jié)的缺失

在不同的教學(xué)目標(biāo)、不同的學(xué)情下，學(xué)生對(duì)課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的重視程度也會(huì)有所不同，從而導(dǎo)致學(xué)生最終掌握的操作技能與實(shí)際需求有所出入。當(dāng)課程各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)較為分散，內(nèi)在聯(lián)系不夠緊密時(shí)，學(xué)生想要將課程所有知識(shí)點(diǎn)融匯貫通的難度就會(huì)大大增加，理論與實(shí)踐脫節(jié)的情況會(huì)變得更為嚴(yán)重。慕課系統(tǒng)中多樣的教學(xué)素材，特別是慕課短視頻，可以為學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)際的操作環(huán)境、展示操作過程中可能遇到的各種具體情況，從而幫助學(xué)生進(jìn)行從理論到實(shí)際、從學(xué)習(xí)環(huán)境到實(shí)際操作環(huán)境的知識(shí)遷移。

2.為教師提供了靈活且多樣化的教學(xué)過程

慕課系統(tǒng)匯集了大量課程資源，借助互聯(lián)網(wǎng)的傳播特性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀課程資源的共享，與傳統(tǒng)授課方式相比具備了不受地域、時(shí)間、專業(yè)限制的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，慕課平臺(tái)的教學(xué)模式只需借助基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，即可突破傳統(tǒng)授課方式中教學(xué)場地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材的條件制約，從而實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地大規(guī)模授課，具備較強(qiáng)的開放性。

慕課平臺(tái)的教學(xué)方式中教師只是起輔助作用，教師通過多種方式引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中學(xué)生的主動(dòng)性得到了發(fā)揮。例如，在課程資源學(xué)習(xí)過程中設(shè)置任務(wù)點(diǎn)進(jìn)行間歇性答題，學(xué)生在線進(jìn)行討論與解答，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣，更好地掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

3.為課程考核提供了更科學(xué)的方式

當(dāng)前現(xiàn)有的考核方式中課程最終成績由平時(shí)成績和期末考試成績組成，平時(shí)成績包括課堂出勤情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、隨堂測驗(yàn)、課后作業(yè)等，期末考試包括筆試與非筆試兩種形式。學(xué)生理論知識(shí)的掌握情況是這種方式的考查重點(diǎn)，基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能是考核的主要內(nèi)容。教師通過這種考核方式容易掌握學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，但對(duì)學(xué)生操作技能方面考查深度不足。在慕課的教學(xué)模式下，教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)方式區(qū)別較大，課程的最終考核方法相應(yīng)的有所改變，慕課平臺(tái)支持對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的全程監(jiān)控，基于監(jiān)控結(jié)果評(píng)定成績，從而使得課程考核更科學(xué)。

二、慕課環(huán)境下的課程設(shè)計(jì)

（一）課程整體設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情境

要設(shè)計(jì)符合學(xué)生情況的學(xué)習(xí)情境，首先要從多個(gè)方面對(duì)信息安全的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行調(diào)研工作，調(diào)研可以通過三種方式進(jìn)行：（1）對(duì)從事信息安全工作的企業(yè)專職人員、就職于相關(guān)崗位的計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)行問卷調(diào)查，問卷內(nèi)容必須具有針對(duì)性，有利于教師對(duì)課堂理論與實(shí)踐操作之間的聯(lián)系進(jìn)行判斷分析；（2）邀請(qǐng)校企合作單位、信息安全技術(shù)人員座談，以其在具體工作中遇到的實(shí)際項(xiàng)目、分配的工作任務(wù)以及突發(fā)的事件為例，分析相關(guān)崗位所需要的職業(yè)能力，并判斷與課程知識(shí)點(diǎn)存在的聯(lián)系；（3）通過搜索引擎查找招聘網(wǎng)站發(fā)布的與信息安全崗位相關(guān)的信息，分析其與課程知識(shí)點(diǎn)、操作技能之間的聯(lián)系。在調(diào)研信息的基礎(chǔ)上，構(gòu)建信息安全崗位的職業(yè)能力框架，對(duì)應(yīng)框架歸納出計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生在課程各個(gè)階段的學(xué)習(xí)中需要具備的能力。從培養(yǎng)能力的角度出發(fā)，設(shè)置具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，構(gòu)建任務(wù)情境，讓學(xué)生能夠更好地融入學(xué)習(xí)環(huán)境，從而掌握實(shí)際技能。

2.按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律構(gòu)建學(xué)習(xí)情境

學(xué)生的認(rèn)知是一個(gè)由淺入深、從簡單到復(fù)雜層層遞進(jìn)的過程，因此在構(gòu)建學(xué)習(xí)情境時(shí)必須要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在具體的構(gòu)建過程中，簡單知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情境需要作為后續(xù)情境的基礎(chǔ)，通過新知識(shí)、新技能的補(bǔ)充，將課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)逐步添加進(jìn)學(xué)習(xí)情境中，不斷對(duì)其進(jìn)行完善，同時(shí)對(duì)學(xué)生起到反復(fù)強(qiáng)化訓(xùn)練的作用。

3.通過學(xué)習(xí)情境搭建學(xué)生知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

在信息安全技術(shù)課程學(xué)習(xí)情境的構(gòu)建過程中，知識(shí)點(diǎn)、操作技能的排列順序可能會(huì)不同于傳統(tǒng)教學(xué)中的次序，此時(shí)需要教師打破傳統(tǒng)觀念，將學(xué)習(xí)情境中所包含的知識(shí)點(diǎn)作為教學(xué)的切入口，對(duì)課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行剖析研究。教學(xué)中構(gòu)建的情境對(duì)應(yīng)著各個(gè)知識(shí)點(diǎn)模塊，體現(xiàn)了操作與理論知識(shí)的融合，是理論知識(shí)的具體化，需要學(xué)生掌握其內(nèi)在聯(lián)系性。根據(jù)艾賓浩斯的遺忘曲線，隨著時(shí)間的推移，學(xué)生會(huì)逐步遺忘所學(xué)的內(nèi)容，因此在教學(xué)過程中，教師可采用循環(huán)式的訓(xùn)練形式，強(qiáng)化學(xué)習(xí)情境中學(xué)生的知識(shí)聯(lián)系，從而構(gòu)建學(xué)生自己的知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

1.前期準(zhǔn)備

信息安全技術(shù)課程的內(nèi)容覆蓋面廣、章節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)較多，因此需要教師精心設(shè)計(jì)授課方案。根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生前期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及本課程內(nèi)容的難易程度，課程教學(xué)準(zhǔn)備階段主要工作分為制定教學(xué)任務(wù)和制作教學(xué)素材。

在制定教學(xué)任務(wù)的過程中，將信息安全技術(shù)課程劃分為知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)模塊和專題三個(gè)部分。根據(jù)信息安全課程章節(jié)內(nèi)容，大致可以分為數(shù)據(jù)加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽、SQL注入與防范、訪問控制、防火墻技術(shù)、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等多個(gè)相對(duì)獨(dú)立且體系完整的專題。每個(gè)專題又可劃分為具備內(nèi)在邏輯關(guān)系的教學(xué)模塊，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽章節(jié)可劃分為端口掃描、sniffer抓包、口令破解、ARP欺騙等多個(gè)知識(shí)模塊。在各個(gè)模塊劃分后，模塊內(nèi)部又可細(xì)分為若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如ARP模塊可分為ARP欺騙工作原理、ARP欺騙攻擊、ARP欺騙監(jiān)測、ARP欺騙防范等。

在制作教學(xué)素材的過程中，首先根據(jù)劃分的教學(xué)模塊形成教案，然后根據(jù)每個(gè)模塊包含的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)案例，各模塊的案例之間最好能夠形成內(nèi)在的連貫性，從而滿足結(jié)構(gòu)化地重復(fù)課程內(nèi)容的要求。每個(gè)模塊還需設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，并搭建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。除案例與實(shí)踐內(nèi)容外，習(xí)題設(shè)計(jì)也是教學(xué)素材制作的重要環(huán)節(jié)。習(xí)題設(shè)計(jì)過程中需要注意難易搭配，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)分考核梯度的結(jié)果。在錄制完慕課視頻后，將教學(xué)素材與實(shí)驗(yàn)素材上傳到慕課平臺(tái)。教學(xué)過程的可重復(fù)性是慕課的最大優(yōu)勢，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能地圍繞某一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.課堂實(shí)施

課堂的實(shí)施環(huán)節(jié)也就是課堂教學(xué)階段，在該階段教師向?qū)W生進(jìn)行理論知識(shí)的講授，通過對(duì)案例的分析進(jìn)行理論知識(shí)的強(qiáng)化，通過實(shí)踐操作的演示幫助學(xué)生完成從理論知識(shí)到實(shí)踐的遷移。慕課環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)線上資源支持的線下課程，使得線下的課堂教學(xué)過程不再是單純的45分鐘講解或?qū)嶒?yàn)操作。慕課環(huán)境下教學(xué)過程的實(shí)施可以將知識(shí)點(diǎn)講解、實(shí)驗(yàn)操作以及學(xué)生分組討論穿插進(jìn)行，把傳統(tǒng)單一的教學(xué)過程變得豐富多樣。例如，在講解數(shù)據(jù)庫安全現(xiàn)狀專題時(shí)，可以通過搜索列舉線上課程資源，總結(jié)近年發(fā)生的數(shù)據(jù)庫攻擊、用戶數(shù)據(jù)庫泄露、撞庫等案例，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫安全問題危害的認(rèn)識(shí)，豐富學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)理解的角度。與傳統(tǒng)的授課方式相比，教師除了要完成講解知識(shí)點(diǎn)、搭建知識(shí)框架、分析案例、解析重難點(diǎn)等任務(wù)以外，還需要組織學(xué)生進(jìn)行小組討論、小組合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生完成自主性的探究學(xué)習(xí)，然后對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、活動(dòng)參與度以及表現(xiàn)出的綜合能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

慕課環(huán)境下，課堂實(shí)施階段除了進(jìn)行課堂教學(xué)外，與傳統(tǒng)課堂教學(xué)最大的差別在于可通過線上資源進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)回顧。慕課平臺(tái)提供了視頻回顧、難點(diǎn)解析、論壇討論、在線問答等功能，利用這些功能學(xué)生能夠以不同的形式反復(fù)回顧課堂內(nèi)容，使得課堂教學(xué)過程得到延伸，不再局限于傳統(tǒng)的45分鐘。除了基本知識(shí)點(diǎn)的回顧外，學(xué)生利用慕課平臺(tái)的交互功能，對(duì)課堂教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行教師網(wǎng)絡(luò)答疑、分組討論等活動(dòng)，使得課堂教學(xué)效果得到深化。從教師的角度而言，通過對(duì)學(xué)生回顧知識(shí)點(diǎn)的頻次統(tǒng)計(jì)、答疑與討論中重難點(diǎn)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，然后實(shí)施教學(xué)反饋，進(jìn)行課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)整。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)反饋

課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)反饋環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中重要的組成部分，在這個(gè)環(huán)節(jié)中可以通過線下筆試結(jié)合慕課平臺(tái)提供的線上考試和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐測試，考核學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)與操作技能的掌握情況。與傳統(tǒng)考核方式相比，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)所占的比重得到了提高，同時(shí)利用慕課平臺(tái)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線進(jìn)行實(shí)踐操作的考核，降低了課程考核硬件設(shè)施的投入。基于慕課平臺(tái)的使用，考核過程中各部分所占比例也需相應(yīng)調(diào)整，線下筆試成績所占比重應(yīng)有所降低，慕課平臺(tái)中的論壇討論、答疑環(huán)節(jié)的學(xué)生參與度需納入到考核成績中。在一門課程的整個(gè)實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)一套能夠恰當(dāng)衡量學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評(píng)測體系，并通過這個(gè)體系癥明學(xué)生掌握了課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，是教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

以慕課環(huán)境為支撐的自主式學(xué)習(xí)模式對(duì)于信息安全技術(shù)課程的教學(xué)促進(jìn)作用是顯而易見的，通過線上和線下相結(jié)合的教學(xué)模式，教學(xué)資源和教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的組織將成為教師的課前準(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)；學(xué)生可以利用碎片化的時(shí)間通過慕課平臺(tái)來進(jìn)行學(xué)習(xí)，簡化了基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程，重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容可以通過多次觀看慕課視頻來加深理解。慕課線上線下的教學(xué)模式是一個(gè)動(dòng)態(tài)的教學(xué)過程，靈活運(yùn)用線上線下教學(xué)與討論可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。