基于敏捷教學模式的信息安全導論課程建設與實踐思考

李忠偉，劉哲理

（南開大學 網絡空間安全學院，天津 300350）

0 引 言

在“互聯網+”背景下，人才培養模式逐漸由傳統的“專業化”向“復合型”轉變。為了拓寬學生視野，培養學生獨立的思考與判斷能力、社會責任感和健全人格，很多高校在近年來大力發展通識課程的建設工作。和專業教育不同，通識課程更注重知識的基礎性、整體性、綜合性、廣博性[1]。通識課程不僅僅在授課學時、內容、深度與專業課程有非常明顯的不同，其授課對象也有顯著的差異。因此，在課程內容組成、講授形式、案例組織等方面，都需要考慮通識課程和授課對象的特點，充分利用慕課、微課、翻轉課堂等多種靈活形式，實現“互聯網+”背景下的通識教育建設。

網絡空間已成為陸、海、空、天之外人類活動的“第五空間”，網絡空間安全已成為國家安全體系的重要組成部分。在網絡空間安全已經上升到國家戰略地位的今天，由于網絡空間安全的核心內涵是信息安全，因此高校在建設通識課程時，信息安全導論成為網絡安全、信息安全專業的專業課程轉向通識課程的首選。從課程內容的組成來說，信息安全導論課程涵蓋了密碼學、信息隱藏、漏洞與深度測試、病毒分析、網絡安全技術以及算法設計中的安全機制等內容。從課程內容的時效性來說，必須將基礎的理論知識與流行的實踐技術相結合。傳統的“PPT+在線學習”課程建設方式很難滿足新的課程建設目標和要求，因此需要在課程建設實踐中不斷研究和探索新的教學模式。

1 信息安全導論通識課程教學要求

《華盛頓協議》倡導以學生為中心、產出導向、持續改進三大教育理念，強調培養本科生解決復雜工程問題的能力[2]。雖然通識課程在學時、內容深度方面無法與專業核心課程相比，但從教學要求上不能隨之降低標準。尤其是隨著互聯網在線教育的興起，學生一方面擁有越來越多的知識獲取途徑，另一方面則在傳統課堂上參與度越來越低。因此，在通識課程的建設上，要結合課程內容的特點來設定新的教學要求。

信息安全導論通識課程的教學目標是使學生通過課程學習了解信息安全領域所涵蓋的基本知識和最新技術進展，初步掌握信息安全領域的相關知識和研究發展動態。同時，也要使學生清晰地認識到為什么網絡空間安全問題會被越來越多地關注和重視，以及我國目前在信息安全領域已經做出的成就和貢獻，結合現代網絡安全技術，提高學生的學習興趣，培養學生的科研和創新意識，其教學要求包括以下內容。

（1）必須要將基礎概念和前沿的應用技術相結合，反映課程內容的前沿性、時代性，結合新技術、新方法的使用，避免基礎概念認知和業界前沿技術脫節。

（2）必須體現師生之間教與學的互動性，教學內容與教學過程要滿足學生的個性化發展需求，體現探究性的教學創新，避免教師講授和學生學習脫節。

隨著在“互聯網+”背景下教學改革的不斷推進，出現了一大批形式靈活的有效教學模式，如慕課、微課、翻轉課堂[3-5]等。慕課豐富了教師和學生的教學環境、教學資源，能夠增強師生交互，為學生提供了主動學習、個性化學習的方式；微課可以使教師借助微博、微信等工具發布以單個知識點為核心的教學小視頻，教學內容少，時間短，重點突出，便于學生利用碎片時間進行重復學習；翻轉課堂能夠照顧到學生學習的個體差異，使教師和學生在課堂上的交流溝通更有效。在教學中，可以用上述任何一種靈活的教學模式來完成某個教學知識點的講授，從而實現信息安全導論通識課程的混合模式教學，同時要考慮的不僅僅是基于多個獨立知識點的教學模式，還要考慮課程本身的建設與設計方法。

2 基于敏捷教學模式的課程建設

敏捷教學概念的提出受到了制造領域和軟件工程領域相關概念的啟發[6]。在制造領域，敏捷制造的核心在于動態、靈活的敏捷虛擬企業之間的動態聯盟；在軟件工程領域中，敏捷軟件開發的核心是用戶的需求進化。近年來，我國高等工程教育改革逐漸吸收國際主流工程教育發展的經驗，提出了敏捷教學的新概念、新模式。借鑒“敏捷”概念，可以在“互聯網+”背景下的新時代人才培養需求中，將大學培養目標和學生個人志趣相結合，加強教學過程中的師生互動，靈活組織教學資源和教學活動，促進教學內容與環節的快速交替迭代和精準協同優化，實現個性化創新人才培養。這種以學生發展為中心、主動響應學生與社會需求變化而進行的教學內容與組織形式不斷變化的教學形態被稱為敏捷教學模式。

敏捷教學模式的定義中提到的“教學內容與組織形式不斷變化”需要辯證地來看待。

（1）信息安全導論課程知識點的組織，從課程內容構成大框架角度來看相對固定，在一個學期的授課過程中，一般不會有太大變化。對于課程建設來說，則是需要“不斷變化”的。因為網絡空間安全學科領域中不斷涌現新的技術、方法，新的安全問題不斷被發現。在課程講授內容中必須結合前沿技術，反映國內外網絡空間安全領域中的研究動態。因此每一學期的課程內容和知識點的組織結構，都需要根據前沿技術的發展、研究動態的變化而“變化”。

（2）“變化”還體現在動態的教學內容分解、課程環節編排和教學內容迭代。信息安全導論通識課程的建設要求為：教學內容按專題形式組織，內容涵蓋信息安全領域的基本知識、關鍵技術和最新發展動態，通過深入淺出的方法提高學生對內容的理解；教學過程采取多名教師銜接授課的形式：教師按照課程知識點脈絡進行教學內容分工，教學環節編排時，一方面要和前沿技術相結合，另一方面要和相關的科研方法相結合，使學生在掌握基礎概念、前沿技術的同時，還學習科研方法，提升學生的創新思維能力和意識。同時與其他教師教學內容有機結合，以案例和問題的形式引出新知識點，將學生在教學環節中的問題進行整理和總結，反饋給下一位講授課程知識點的教師。這種動態反饋使學生更容易掌握課程學習脈絡，后續授課教師能夠提前了解學生對知識點的掌握情況和學習需求，可以提前對教學內容進行針對性的更新迭代。

通過上述分析可知，這種動態的教學模式能夠滿足“互聯網+”背景下信息安全導論通識課程的教學要求。

3 敏捷教學模式在信息安全導論通識課程建設中的實施

信息安全導論通識課程涵蓋了信息安全領域的眾多核心內容。這一特性決定了該課程很難由一位老師單獨承擔，因此在課程建設時采取了多名教師合作授課的形式。多名教師合作授課不僅僅是要求每位教師獨立完成自己的教學任務，還要求教師之間協同合作。教師必須了解自己教授課程和先行課程、后續課程之間的聯系，才能根據學生掌握當前課程情況以及對新課程內容反饋情況進行準確預判，并進行必要的動態調整，實現實際教學過程中的升級改造和動態調優，避免被相對陳舊的教材內容約束。

3.1 敏捷教學模式的實施步驟

（1）教學內容組件化。將大的教學內容分解為多個獨立或相互聯系但可獨立實施的小單元。就南開大學網絡空間安全學院承擔建設的信息安全導論通識課程來說，課程分為8 個教學單元，每個教學單元又可分成若干個小的教學知識點。每個單元和每個教學知識點之間，有些彼此獨立，也有些是彼此聯系的，但在分解過程中，需要設計好彼此聯系的單元與教學知識點之間的相互引出問題。

（2）教學環節片段化。每個教學單元或教學知識點，講授時盡可能的片段化，完成教學單元和教學知識點講授后，需要拋出提前設計好的引出問題并收集學生反饋。學生反饋根據設計引出問題所在教學單元或教學知識點被分別反饋給負責教授該教學單元或教學知識點的教師，由教師進行必要的教學單元或教學知識點的更新。

（3）教學過程迭代化。每位承擔課程教學單元教學工作的教師，采用迭代的方法對教學單元內容的設計、實施過程進行自我評估與調整。

（4）關鍵難點評估。對于學生反饋問題較多的教學單元或教學知識點，教師需要組織學生（助教、反饋問題的學生代表）進行評估，對關鍵難點內容進行重新分解和設計。

上述內容中，教學內容組件化和教學環節片段化可以有效提升課程的教學質量。在教學過程中，如果將教學知識點分解到合適的粒度，如10 分鐘，那么一節課中，教師和學生之間將有3次教學互動（10+5+10+5+10+5，10 代表教學知識點的分解粒度，5 代表反饋與互動粒度），教師有足夠多的時間和機會來獲取學生的反饋，根據反饋對后續的教學過程進行及時調整，從而獲得更高質量的教學效果。而教學過程迭代化和關鍵難點評估的聯合應用，可以保證整個課程建設的質量和效率。

敏捷教學模式在信息安全導論通識課程建設中的實施過程如圖1 所示。

圖1 敏捷教學模式的實施過程

3.2 實施敏捷教學模式的困難

在信息安全導論通識課程建設過程中應用敏捷教學模式的好處是通過及時響應學生反饋來實現教學單元、教學知識點的迭代更新，有效調動學生在課堂學習中的積極性和主動性。師生交流環節中的知識分享和意見反饋，是課程建設過程中的寶貴經驗和有益教改素材。

但是在實施敏捷教學模式的過程中，也會遇到一些困難。

（1）在教學內容組件化階段，每個單元和每個教學知識點之間可能存在前后因果聯系，在知識點的分解過程中，需要設計好知識點之間相互引出的線索。

（2）在教學環節片段化階段，學生的反饋可能針對本教學單元或教學知識點，也可能針對與之關聯的其他教學單元或教學知識點，因此需要被分別反饋到對應的負責教學單元與教學知識點講授的教師處，由該教師或多位教師共同決定教學單元或教學知識點的更新。

（3）在教學過程迭代化階段，教師遇到（1）和（2）中的問題時需要對教學內容、教學單元和知識點進行調整與更新，這種調整和更新可能會影響其他教學單元內容的組織與設計，教師的工作量將被無形加大。

（4）對于學生反饋問題較多的教學單元或教學知識點，教師進行評估和重新分解設計的工作量將會很大。

在教學和課程建設過程中應用“敏捷”模式遇到的問題與困難，在制造領域與軟件工程領域中也同樣存在。如何將制造領域與軟件工程領域中的相關解決方法有效地借鑒與引入到教學與課程建設過程中，降低在實際教學過程中的實施難度，提升教學質量，值得進行更深入的研究。

3.3 思考和建議

敏捷教學模式作為一種借鑒于工程領域但應用于教育領域中的一種新方法，其著眼點在于整個教學過程，而不是具體的教學環節和教學形式。因此應用敏捷教學模式來進行信息安全導論通識課程建設和在授課中應用現有的慕課等靈活教學形式并不沖突。相反，作為一種方法論，敏捷教學模式可以更好地指導教學過程中教學形式的運用。

在信息安全導論通識課程建設過程中引入敏捷教學模式，難點在于對教學內容、教學單元和知識點按不同粒度進行有效“分割”設計。粒度過大會導致教學知識點內容龐大，不利于在教學過程中采用微課等形式進行教學，粒度過細則導致教師工作量過大。有效“分割”設計教學內容、教學單元和知識點“因課而異”，成為在課程建設中引入敏捷教學模式成功與否的關鍵。

課程建設需要授課教師之間有效地協同合作。在進行教學案例設計時，如何設計不同教學單元和知識點之間相互引出問題非常關鍵，這對負責課程建設的教學團隊提出了更多要求。

4 結 語

任何一種教學改革模式或方法，都需要在實踐中加以驗證。目前，南開大學網絡空間安全學院已經在信息安全導論通識課程建設過程中引入敏捷教學模式，通過教學單元、教學內容與知識點的合理設計，并已經取得了初步的課程建設成果。在后續的教學過程中，將全面實施敏捷教學模式，打造特色課程建設成果。