“專德創”融合教學模式設計及其在密碼學課程中的應用

段桂華，王建新，李 敏，王偉平，盛 羽

（中南大學 計算機學院，湖南 長沙 410083）

0 引言

2019 年10 月教育部發布了關于一流本科課程建設的實施意見，這是繼國務院發布關于深化高等學校創新創業教育改革和新時代學校課程思政建設以來，從課程高階性、創新性和挑戰度方面進行高等教育人才培養深化改革的又一個指導性意見。根據本科一流課程建設的要求，課程不僅要在夯實專業知識的基礎上增加研究性和創新性內容，還需要融入思想政治教育內容，將立德樹人貫徹到課程的教學全過程中。因此，隨著教學改革的深入，課程教學涵蓋的教育內容越來越豐富，如何在有限的教學計劃學時內保證專業技能教育質量的同時，培養學生解決問題的綜合能力和創新思維、樹立正確的人生觀和價值觀，成為當前高校深化教育教學改革的熱點之一。

3.2.2 不適宜處方。1）不適宜遴選藥品：例1患者女，44歲。診斷卵巢囊腫，附件炎，宮頸炎。處方：丹黃祛瘀膠囊1.2 g，一日三次，口服。康婦消炎栓2.8 g，一日一次，肛塞。甘霖洗劑20 ml，一日一次，外洗。舒康凝膠劑5 g，一日一次，外用。分析甘霖洗劑只適用于外陰陰道炎，診斷疾病遴選藥不適合；2）用法、用量不適宜的例1患兒男，3歲。處方：蒲地藍消炎口服液10 ml，一日三次，口服。分析處方劑量為成人量，2歲兒童劑量偏大；3）重復給藥患兒女5歲，診斷咽炎處方：四季抗病毒口服液+金振口服液+小兒肺熱咳喘口服液+蒲地藍消炎口服液。分析相同成分藥品重復給藥。

在高校理工類專業課程創新創業教育與課程思政建設方面的教學改革研究中，大部分集中于創新創業背景下課程的教學改革[1-2]或者是在專業教育中探討如何融入課程思政[3-4]，而將二者融合的教學研究主要是從宏觀上分析其融合可行性和實現路徑[5-6]，沒有落實到具體的課程改革與建設上，對一線教師的本科一流課程建設參考價值不大，不能提供專業知識體系、學科前沿知識、創新創業教育和德育元素的有機融合的有效解決方案。

1 “專德創”融合教學模式設計

完整的教學設計一般包括教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配等環節，文獻[2]給出的基于創新創業教育的開放式精品示范課堂的設計框架和教學設計思路，同樣適用于“專德創”融合教學模式下的課程教學設計，不同之處在于教學過程中增加了思想政治教育內容。數字簽名協議的教學過程和細節設計見表2。

圖1 “專德創”融合教學模式結構

目標層包含新時代背景下高校教育的育人目標，即價值塑造、知識傳授、能力培養和智慧啟迪。需求層給出了課程達成育人目標在專業知識能力、立德樹人和創新創業能力3 個方面的培養需求，學生通過課程學習后，能夯實自己的專業知識，樹立正確的人生觀和價值觀，提升解決復雜工程實際問題的創新創業能力。從知識層可以看出，為達成育人目標，學生所獲取的知識體系不再局限于專注專業能力培養的專業課程知識體系，還包括應用于價值塑造的社會主義核心價值觀和中華優秀傳統文化，以及進行智慧啟迪的創新創業能力培養的拓展知識。方法層給出的是課程建設過程中需要改革的幾個方面，包括課程教學大綱的優化、專業知識德育元素和學科前沿知識點的融合設計、課堂教學組織模式探討和課程考核方式研究。

新時期，人們對于公路橋梁養護和加固的質量要求不斷提升，要確保其養護及加固的規范，實踐過程中，工程建設人員必須注重以下要點的全面把控：

2 “專德創”融合教學模式在密碼學課程中的應用

密碼學課程是信息安全專業的必修課程和計算機專業的重要選修課程，“專德創”融合教學模式下課程的育人和培養目標為通過課程學習，學生在知識、能力和素質方面達到以下目標。

綜上所述，大部分民國學者都是主張采用社會本位法律，理由無非有三，第一、社會本位法律符合人類進化的法則；第二、社會本位法律比個人本位法律更具優越性；第三、社會本位法律與中國社會現實相互適應。盡管民國學者并沒有充分地論證過社會本位的優越性、正當性與正確性，但是，從他們內心里，已經形成了這一共識，因而，在民國時期，中國法律采社會本位是一種流行和趨勢。

（2）能力方面：培養發現問題、分析和解決問題的能力，能針對一些復雜網絡安全問題進行分析并提出有效的解決方案，具備解決工程問題的創新思維；學會資料查找和文獻綜述報告撰寫，培養科學研究的能力。

（1）知識方面：掌握密碼學相關的數學基礎知識、密碼算法原理和密碼協議的設計思想，了解信息安全研究領域中的經典密碼技術和前沿技術，學會安全網絡協議的分析與設計方法。

（3）素質方面：具備良好的網絡安全法制觀念和網絡安全防范意識的專業素質；培養多角度思考問題的辯證思維，樹立正確的人生觀和價值觀，具備良好的政治覺悟、道德品質和文化素養。

2.1 課程知識體系構建

創新創業教育主要是實現目標層中的能力培養和智慧啟迪，培養學生的創業意識、創新精神和創造能力。在密碼學課程中主要從兩個方面來體現：一個是信息安全CTF 競賽（Capture The Flag，奪旗賽），學生應用密碼學的相關知識完成比賽答題；另一個是密碼學相關算法和協議的應用，學生通過了解學科前沿，應用所學的密碼算法和密碼協議完成創新性作品。“專德創”融合教學模式下密碼學課程多元知識點的映射關系見表1。

當然，在具體的課程教學設計過程中，表1中的映射關系并不是一成不變的，可根據具體的授課進度和當前的時事熱點以及密碼學相關的最新研究前沿進行調整。以數字簽名協議知識點為例，在教學設計中將思想政治教育和創新創業教育內容融入專業知識教育的具體設計過程如下。

21 世紀是建設網絡強國的時代，網絡安全在國家安全體系中具有重要的戰略地位。密碼學是網絡信息安全的核心技術，這門課程很容易結合當前的時事熱點對學生進行思想政治教育，但是密碼學課程畢竟是一門專業核心課程，有其規定完成的必修專業知識點，思政育人素材和創新創業元素的融入，不能影響學生對專業知識點的獲取，因此，需要對整個課程的知識點進行梳理，尋找思想政治教育內容、創新創業教育元素與專業知識技能教育內容有機融合的映射點。

表1 “專德創”融合教學模式下密碼學課程多元知識點的映射關系

根據目標層中的價值塑造育人目標，密碼學課程中的思政素材主要包含以下3 個部分：①了解常見的網絡攻擊手段和威脅，具備良好的網絡安全法制觀念和網絡安全防范意識，提升信息安全意識和網絡安全防御的專業素質，樹立為保衛國家和人民利益而學習專業知識的目標；②理解社會主義核心價值觀和“四講四有”的重要思想，明確時代責任和歷史使命，樹立遠大的奮斗目標；③學會辯證地多角度看待問題，正確辨析各種事件，具備良好的政治覺悟、道德品質和文化素養。

2.2 數字簽名協議多元知識點融合設

一流本科課程的建設，首先要有明確的時代背景育人目標，然后在培養方案中確定課程達成育人目標的培養需求。在此基礎上，構建課程建設的知識體系，并進行相應的教學改革以提升課程目標的達成度和教學質量。基于該課程建設思路，結合教育部近年來提出的創新創業教育、課程思政教育和金課建設理念，可以采用應用于高校理工類專業課程的基于專業知識+德育素質+創新創業的“專德創”融合教學模式。該模式包括目標層、需求層、知識層和方法層4 層結構，如圖1 所示。

綜上所述,重癥膿毒癥患者采用連續性血液凈化治療,能有效提高患者的乳酸清除率,改善患者的轉歸情況,降低血乳酸水平,值得在臨床上進行應用推廣。

1）思想政治教育內容與專業知識教育內容有機融合。

在這4 層結構中，目標層和需求層是高校培養人才的根本和指揮棒，教師在這個指揮棒下進行課程建設的知識層內容和方法層教改的研究和實施。具體思路為基于課程建設的目標，研究課程的專業知識體系，結合思想政治教育的內容和學科前沿知識，挖掘思政元素和創新創業知識點，并將其有機地融合到專業知識的講授過程中，進行完整的教學設計。

在第3 個基本協議即基于哈希+公鑰密碼的數字簽名協議設計中，引入2019 年10 月的兩個重要事件：24 日國家領導人在中共中央政治局學習中指出，要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展，把區塊鏈作為核心技術自主創新；26 日第十三屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議表決通過密碼法，于2020 年1 月1 日起施行。從國家戰略的角度分析區塊鏈為什么成為自主創新核心技術，并結合密碼法給出具有自主知識產權的國產密碼算法和密碼技術的重要性，讓學生明白自己身上的時代責任和歷史使命。

習近平總書記在十九大報告中提出，“中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”。改革開放以來，我國經濟社會不斷發展，人民生活顯著改善。中國特色社會主義進入新時代，對工匠精神的極大訴求其實是我國綜合國力上升、社會生產力邁向新階段的必然結果。

2）創新創業教育內容與專業知識教育內容有機融合。

關于數字簽名算法和協議的研究是信息安全領域的熱點之一，首先給出近5 年來發表在SCI期刊和國內權威期刊上的論文數，讓學生了解近年來相關知識點的研究動態；然后結合課程專業知識點“簽名者參與驗證的數字簽名協議”在文獻[7]中的應用，引導學生學習文獻閱讀和撰寫的方法，培養科學研究的批判性思維和嚴謹態度；同時，給出一個往屆學生利用該數字簽名協議設計的參加全國大學生信息安全競賽國賽獲獎并發表小論文的創新作品[8]，培養學生開放性的創新思想，積極參與創新創業訓練和學科競賽中，應用或改進已有的安全協議，或設計新的協議解決一些安全問題。

表2 數字簽名協議的教學過程和細節設計

3 實踐效果

網絡信息安全是當前世界各國關注的熱點，密碼學作為網絡信息安全的核心技術課程，蘊含著豐富的思想政治教育和創新創業教育資源。密碼學課程實施“專德創”融合教學模式改革后，取得了良好的教學效果。從學生的專業成績來看，學科前沿、創新創業教育和思想政治教育內容的引入，并沒有影響到學生對專業知識的獲取，反而提高了學生的學習興趣和學習主動性，使得專業基礎更加扎實。從學生的課外拓展報告來看，學生的文獻綜述和知識歸納能力，發現問題、分析問題和解決問題的能力以及創新能力得到了很大的提升，很多學生在報告的最后給出了對信息安全專業的理解、對一些信息安全事件的反思、對國家未來網絡安全的思考等思政感悟，意識到自己肩上的責任與擔當，達到了專業技能教育、思想政治教育以及創新創業教育的三重目標。從學生的評教結果和課后反饋來看，學生認為通過課程學習，自己的知識、能力和素質得到了很大提升，受益匪淺。

4 結語

課程是人才培養的關鍵要素，高校深化教育改革最終要落實到課程建設上。圍繞學生培養的知識、能力和素質3 個方面的目標，根據專業知識、思想政治教育元素和創新創業能力培養之間的協同關系，設計的“專德創”融合教學模式的4 層結構在教學中取得了良好的效果。密碼學課程的應用效果表明，該模式能較好地實現新時代背景下高校教育在專業知識能力、立德樹人和創新創業能力培養3 個方面的育人目標，可為一線教師的本科一流課程建設提供借鑒與參考。