信息安全原理慕課教學實踐與思考

朱小棟　魏紫鈺　顏禮蓉　曹文會

摘 ?要：慕課開放共享的理念為高校信息安全原理課程教學帶來機遇和挑戰，慕課教學快速發展，但教學實踐過程中存在各種不足值得深思。本文分析了高校信息安全原理教學引入慕課背景和現狀，以及慕課帶來的教學和管理模式的變革，創新提出融合了混合教學模式、知識付費和教學質量評估的慕課教學實踐布局，對信息安全原理慕課教學實踐中的問題提出改進策略。

關鍵詞：慕課;信息安全;知識付費;校企合作;教學改革

中圖分類號：TP311 ? ? 文獻標識碼：A

Reflection of Teaching on Massive Online Open Course of

Information Security Principles

ZHU Xiaodong， WEI Ziyu， YAN Lirong， CAO Wenhui

（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

zhuxd@usst.edu.cn; 644281553@qq.com; ylryan@163.com; 18161251891@163.com

Abstract： The concept of open and sharing of Massive Online Open Course （MOOC） brings both opportunities and challenges to the teaching of Information Security Principles course in college. With the fast development of MOOCs， it is worthwhile reflecting on various deficiencies in MOOCs teaching. This paper analyzes the background and current situation of introducing MOOC into the teaching of Information Security Principles course in college， and the corresponding teaching and management mode reforms. It also creates a new MOOC teaching framework which integrates blending teaching mode， paid knowledge and teaching quality assessment. This framework offers improvement strategies for the problems in MOOC teaching of Information Security Principles course.

Keywords： MOOC; information security; paid knowledge; School-enterprise Cooperation; teaching reform

1 ? 引言（Introduction）

慕課是MOOC（Massive Open Online Courses）的音譯，是大規模在線開放課程的縮寫。Massive Open Online分別表明了慕課的三大特征，即大型性、開放性、在線性。慕課是沒有圍墻的課堂，可以延伸到非常廣的范圍，覆蓋面和拓展性都非常強。慕課的開發意義不僅僅在于利用在線視頻進行學習，還包括師生互動交流，教學輔助共享，課程作業的分發和提交，課程考試和批改，課程評價，準確的在線學習時間數據記錄等等。長期以來，高校信息安全原理課程的教學一直局限在線下課堂內，并且以教師的理論知識講述為主，而缺乏學生自主學習和案例實踐，高校信息安全原理課程涵蓋的知識體系僅僅依賴課堂教育是遠遠不夠的。因此，將慕課和信息安全原理課程結合起來，充分發揮慕課課堂的特點和優勢，讓學生更靈活便捷地學習信息安全課程，進一步幫助學生理解信息安全知識，提高教學質量。

2 ? 理論概述（Theory overview）

2.1 ? 慕課發展現狀及教學特點

慕課利用了現代的信息技術，打破了傳統教學所受的時間和空間限制，整合了多種數字化教學資源，形成了多元化的學習工具和教學資源。其次，慕課具有學習靈活、教學資源豐富等特點。教師可以將在課堂上難以表述的程序命令或者實驗操作融入視頻中，讓學生能夠快速理解。另外，慕課的課程具有可重復的特點，對于復雜難懂的知識點，學生不會局限于課堂的時間，在課余的任何時間，只要能夠通過自己的手機、電腦等就可以進行反復學習，從而最大程度上地鞏固知識。最后，慕課具有便捷的師生互動平臺，在慕課教學平臺上學生可以隨時就視頻學習中的疑難點發問，可以自由發起討論或則參與老師主持的問題討論，討論部分是慕課最終成績評定的重要指標，也是提升學生學習積極性的重要方法[1]。

基于這些優勢，結合在線資源和傳統教學，將學習的主動權移交給學生自己，引導學生主動學習，積極思考，從而加深理解。慕課自從美國起源后，全球各大高校紛紛加入慕課的學習浪潮中。現在，慕課已經是教育方法中的重要工具。目前，美國、英國、加拿大、澳大利亞等國家在線教育中仍然占據著引領地位，中國、荷蘭、西班牙等國家在線教育領域上也擁有較多的研究和實踐[2]。

2.2 ? 信息安全原理進階課程

大數據時代背景下，信息的收集和利用成為各國競爭的熱點，信息安全影響著國家政治，經濟以及社會生活等方方面面。2014年2月27日，中共中央網絡安全和信息化領導小組成立，這標志著信息安全已成為構建我國國家安全體系和安全戰略的重要組成。習近平總書記指出“沒有網絡安全就沒有國家安全”。

高校作為國家培養高層次人才的聚集地，是思想和技術，文明和信息聚集的前沿陣地，大學生信息素養教育被世界各國視為提升國家未來競爭力的重要手段。高校開設信息安全原理課程培養當代大學生建立系統化的信息安全知識體系和應用體系，讓學生能夠正確應對身邊的信息安全問題，更能為成為信息安全領域的高新人才奠定基礎，為國家信息安全戰略體系貢獻力量。

信息安全涉及的領域十分廣泛，宏觀來講既有技術層面的，還有人文道德層面的，同時還需要具有豐富的實踐經驗。具體的知識體系包括信息安全技術、密碼學、防火墻、公鑰密鑰算法、Hash函數、數字簽名、軟件惡意或者非惡意攻擊、技術硬件故障和錯誤、技術淘汰和更新等。需要學習如何通過建設合理的網絡框架、配置和管理、解決信息在安全傳輸過程中的安全問題，保障計算機本身固有的安全問題，如系統硬件、操作系統、應用軟件等，涵蓋從硬件到軟件，從主機到網絡，從數據到內容等不同層次的安全問題及解決手段。

高校信息安全原理進階課程需要高校教師和行業內知名企業緊密合作，搭建基于理論知識和實現項目的MOOC平臺，形成校企強強聯手的知名MOOC資源。學生通過MOOC平臺進行課程學習與課后練習。例如對于密碼學、加密技術、數字簽名等概念性的知識，就可以通過制作MOOC課程，視頻以輕松有趣的動畫或者是案例來闡述復雜難懂的概念，從而激發學生的學習興趣。在視頻課程之后，學生可以在MOOC網頁上進行簡單的加密解密題目的解答，就能更好地理解知識點，提升專業知識的能力。學生還可以通過完成企業設置的實戰項目，實現課程理論知識綜合運用。

3 ?高校信息安全原理慕課建設（Information Security Principles MOOC construction in college）

3.1 ? 信息安全原理慕課教學可行性分析

由于近些年來，信息技術迅猛發展，大數據、IOT、云計算、工業互聯網、車聯網等新技術，以及新平臺快速在我們的生活中得到越來越多的應用，這標志者我國乃至全球已經進入到智能化時代，即工業4.0時代。隨著我國信息化水平的不斷提升，新技術的落地應用帶來了新的防御挑戰，所以對安全的需求也不斷增強。為了適應信息安全行業的不斷發展，2019年5月13日，國家市場監管總局、國家標準化管理委員會發布了一項國家標準——《信息安全技術網絡安全等級保護基本要求》[3]，以推行我國信息安全等級保護制度，這是網絡安全領域的國家標準，同時也標志著信息安全等級保護升級到2.0時代。同時也標志著整個信息安全領域迎來了快速發展的機遇。所以，為了滿足信息安全領域對人才的市場需求，信息安全原理課程的教學有必要進行進一步的改革。

3.2 ? 信息安全原理慕課教學必要性分析

3.2.1 ? 行業發展潛力

9月17日，中國網絡安全產業聯盟與數說安全共同發布了《2019年中國網絡安全產業報告》[4]。通過調研200多家具備網絡安全產品、服務和解決方案的銷售收入的廠商，力求揭示我國網絡安全產業最真實的一面。如圖1所示，預計2020年我國網絡安全市場規模為555.7億元，較2019年增長約為20%，預計在這兩年，我國網路安全產業的整體市場規模將保持20%左右的快速增長，而且截止2021年我國網絡安全市場規模有望達到668.05億元。

2018年4月份在舊金山舉行的RSAC（全球信息安全大會）備受各利益方關注，而且其規模和影響力近些年來逐步擴大，引領整個網絡安全產業的發展。據該會議發布的《2018年全球網絡安全熱詞排行榜》[5]，正如圖2所示，數據安全排在熱詞榜首位，網絡安全和云安全緊隨其后。

2018網絡安全熱詞詞云圖由此可見，隨著大數據、人工智能等新技術不斷開發應用，網絡安全產業已經成為我國重點發展的產業，整個網絡安全乃至信息安全產業將迎來快速發展，相應的投資不斷增加，市場增長潛力巨大。

3.2.2 ? 人才供需對比

2019年11月，上海控安與獵聘聯合推出《2019中國網絡安全與功能安全人才白皮書》[6]，報告指出，我國網絡安全人才的供給遠遠小于需求，預計我國網絡安全人才缺口到2020年將會達到140萬。從需求角度來看，網絡安全人才缺口不斷擴大，2017年需求增長為8.24%，但2018年需求大幅增長，達到62.95%，2019年增速較為放緩，降到30.4%。從供給角度看，增長速度較為緩和，2019年的增速僅為18.74%。如圖3所示，信息安全領域的競爭，歸根結底是人才的競爭，隨著大數據技術和AIOT（人工智能物聯網）在社會中的廣泛落地實施，保障每一位用戶的隱私是該行業的一大挑戰。由于目前我國絕大多數網絡安全人才均是由各大高校培養，有必要對該行業的人才培養模式進行創新，將“互聯網+教育”模式進行融合，為我國信息安全領域培養培養理論知識儲備完善、實踐經驗豐富的專業型網絡安全人才，進而推動將我國建設成為網絡強國。

3.2.3 ? 慕課用戶激增

進入21世紀，信息技術不斷變革，互聯網已經滲透到生活的方方面面，教育行業也不例外。新技術和教學方式不斷融合，學習方式不斷趨于網絡化、智能化。慕課雖然起源于美國，但是中國敏銳地洞察到這一極具發展潛力的新型教學方式，并且實施了相應政策積極應對。2017年12月，我國教育部推出首批490門“國家精品在線開放課程”，其中本科教育課程468門，專科高等職業教育課程22門，包括北京大學、復旦大學、北京理工大學在內的98所高校參與了精品課程建設。這一舉措提升了我國教育質量，創新了我國人才培養機制，致力于將慕課打造成提升我國教育質量的“金課”。2019年1月，教育部又公布我國第二批801門“國家精品在線開放課程”，其中本科教育課程690門，專科高等職業教育課程111門，包括中國人民大學、大連理工大學在內的276所高校參與了該課程建設。這標志著我國慕課進入到2.0時代，國家精品課程的推出打破了教育的地理界限，使學習更加便捷化，任何只要想學習知識的人無論在什么地方什么地點都可以進行網上報名申請，強有力地促進了教育公平。

據人民日報報導，截至去年上半年，我國已經有1.25萬多門慕課上線，較2017年的3200門增加了9000多門;同時報名學習人數超過2億，較2017年的5500萬人增加了近3倍。這無疑推動了我們高等教育向好向優發展，同時也意味著我國離人才強國更進一步。

3.3 ? 信息安全原理慕課教學培養模式

3.3.1 ? 授課平臺開發

由于信息安全原理課程的特殊性，其不僅要求牢固的理論知識作為基礎，而且對學生解決實際問題的能力提出挑戰。所以該MOOC課程的培養采取校企合作共同培養的模式，首先課程網站由專業的互聯網科技公司進行開發，包括互動系統以及學員考核系統，理論課程由學校的骨干教師以及教授進行傳授，實操部分則由奇虎360公司負責講解，把控好課程質量這一大關，為我國信息安全領域輸送專業化人才作出貢獻。

3.3.2 ? 教學過程設計

由于信息安全原理課程中密碼學相關知識貫穿課程始終，而且學習難度較大，需要學生在學習前對課程有個宏觀把控。因此，在課前老師會提前一周將下次授課內容的視頻公布在課程網站，學生可自行在線下進行自主學習，同時將重點進行筆記整理，并且若有任何疑問可進行記錄，自主學習完成后將筆記以及疑問一并提交到線下自主學習評估系統，以便老師了解學生的自主學習情況。到課堂上，老師則可通過與學生的線上互動對其疑問進行解決，比如老師可以通過提問“對稱加密算法的原理”等問題來加強學生對學習內容的理解。這樣提前錄制視頻供學生自主預習極大地便利了基礎差的學生，傳統課堂存在課堂內容“一遍過”的缺點，而慕課的優勢則在于學生可以反復觀看，幫助每一位學生理解并掌握所學內容。由此達到了MOOC將傳統的教學方式進行變革的效果，將學生與老師的角色進行翻轉，學生由原來的被動的知識吸收者成為現在的主動的知識探究者[7]。

課后答疑，老師可將章節習題發布到課程平臺，并限定習題提交時間，以便督促學生及時完成課后鞏固，這樣保證學生打下堅實的理論基礎。針對實踐知識的考察，每個章節內容學習后設置一次考核，由企業的技術人員結合一些典型的網絡安全問題和所學內容提出實驗需求，由學生進行自主設計，并利用代碼進行相應測試，后學生將實驗構想提交至課程平臺，企業的技術人員可從實踐的角度為學生詳解所學知識在生活中的實際應用場景，以培養學生的問題導向思維。

4 ?高校信息安全原理課程推進慕課教學實踐布局（MOOC teaching framework of Information Security Principles in college）

4.1 ? 變革慕課教學管理模式

慕課具有大量性、開放性的特點，不同于傳統的教育模式，其課程開放性的散布于互聯網慕課平臺。慕課學習改變了傳統信息安全原理課程的學習模式，也對慕課學習的各個模塊提出了新的管理要求[8]。

4.1.1 ? 對信息安全原理慕課平臺的管理

高校是思想和文化繁榮發展的舞臺，在校大學生是國家未來持續發展的中堅力量，大學階段也是學生意識形態和核心價值觀建立的關鍵時期。高校信息安全原理慕課平臺作為新的大學信息安全教學教育的載體，首先應當建立思想政治方向上的引領，有效引領當代大學生的思想成長，避免不良思想和言論影響當代大學生以社會主義核心價值觀的意識形態，堅持馬克思主義，拒絕歷史虛無主義，形成正確的世界觀、價值觀和人生觀。

同時，搭建高校信息安全原理慕課平臺需要完善平臺的各種功能，便于理解和操作，減少使用過程中的不必要的麻煩。另外，構建網絡技術安全保障體系也十分重要，以保障教師教學工作的順利展開，免受各種惡意的攻擊。

4.1.2 ? 對信息安全原理課程教師的管理

信息安全原理慕課平臺上的課程開發需要聯合高校教師團隊和業內知名企業合作，其中高校教師團隊應作為課堂開發設計的主導，擔當了信息安全原理慕課課堂的教學內容設計的角色。

首先，傳統課堂上，教學往往圍繞教師來展開，教師習慣于按照自己的設計將理論知識傳授給學生，但是在信息安全原理慕課模式上，教師依賴翻轉課堂等方式，將一部分課堂時間留給學生，學生根據自己搜索的資料或是對教師布置的項目進行課堂講述，目的是培養學生自主學習和終身學習，激發學生主動思考和參與。

其次，傳統信息安全原理課程內容沒有隨著最新的知識更新。眾所周知，信息安全原理的課程以網絡技術為基礎，而網絡技術的變化日新月異，這要求信息安全原理教師的教學內容不能只停留在書本上的基礎概念，必須結合時下熱門的話題進行討論，例如大數據、區塊鏈等。

最后，傳統信息安全原理課堂設計上缺乏創意，信息安全知識的講述不應當只停留在利用PPT進行講解上，設計信息安全相關的趣味闖關，安排學生進行相互之間進行攻防模擬等，使教學過程生動靈活。

4.1.3 ? 對學生的管理

慕課只是工具和手段，目的在于學生能夠通過這些技術和手段，真正的學到知識。信息安全原理慕課具有的學習不受時間和空間影響的特點，這個特點具有兩面性。

信息安全原理慕課課堂時間一般在20分鐘左右，非常適合學生進行單獨知識點的反復復習和鞏固，自行調整學習進度和時間。但這種給學生極度自由的教學模式，學生難以保持長時間的專注學習狀態，經常會受來自其他信息的干擾。當信息安全原理教學內容發布后，而學生不能制定并執行良好的學習計劃時，學生對信息安全原理的基本概念學習和課程實驗的完成都會受到影響[9]。

因此，必須加大對學生學習各個環節的監督管理，加大學生和教師的交流互動，設計課堂測驗，預備閱讀，學生翻轉課堂等;通過后臺數據記錄學生的信息安全原理課堂參與程度以及課后線上完成布置的信息安全實踐教學的時間，將這些因素按不同比例計入學生的成績。

4.2 ? 慕課教育知識付費

正如許多慕課平臺都是由知名教授及其專家首先錄制各個學科領域的課程，其次發布到相應的慕課平臺，所有想拓展某方面知識的用戶都可以通過注冊慕課平臺并進行付費學習。信息安全原理課程針對校外學生也可采取知識付費的教學方式，這一課程的吸引力在于將理論和實操相結合、采取校企共建的培養模式，而且授課教師是由知名高校的教授和奇虎360公司的專業人才組成，為學生把控理論和實操兩大關口。

4.3 ? 慕課教育教學質量評估

信息安全原理課程MOOC化的學習效果主要采取平時成績和期末成績相結合的方式，其中平時成績占50%，期末考核占50%。相較傳統課堂，慕課的另一典型優勢在于學習過程的可監控以及數據化，由于課程后臺是可以實時挖掘到每位學生的學習軌跡，所以平時成績主要由學生的預習時長、線下自主學習評估、課堂互動（回答問題活躍度以及留言或者彈幕活躍度）、課后習題測驗、以及實驗測試這五個部分構成，每部分占比10%。期末考核采取機考評估的形式，由于該課程致力于為信息安全領域輸送人才，所以機考仍然采取理論知識考察和實踐運用能力兩個方面評估，所以理論和實踐各占50%，其中理論考察則是一些常規題，包括選擇、填空、判斷、簡答;實踐部分則由2—3道實驗題組成，考察學生的運用能力，如密碼算法設計、數字簽名發送和密碼破解等。所以期末考核考察的知識點更全面、更系統，不僅檢查學生的基本理論掌握情況，也衡量學生的解決問題分析問題的能力，以培養我國信息安全領域的專業化人才。

5 ? 結論（Conclusion）

信息安全已成為構建我國國家安全體系和安全戰略的重要組成，信息安全地位不斷提高。信息安全人才市場的人才供給每年都存在巨大缺口，高校作為培養國家人才的主陣地和主舞臺，加強高校信息安全原理領域知識的教學引導以及培養信息安全領域的人才變得至關重要[10]。

將信息技術引入高校信息安全原理教學，是新的高校教學模式變革。信息安全原理課程慕課教學能夠讓學生方便、靈活地安排學習時間，對知識反復加深理解;將企業實踐項目增加到慕課課堂，培養學生實踐能力;多樣化的慕課教學模式，教

學從老師主導轉移到學生自主學習。探索信息安全原理課程慕課教學實踐，提出全新的授課模式和教學過程，不斷提高慕課教學質量，多角度評估學生學習效果;新的信息安全原理慕課教學模式也帶來了教學管理模式的變革。引入慕課教育知識付費體系，既是對信息安全原理慕課教學平臺的擴展延伸，又能引導學生有深度和廣度的學習，培養理論知識和實踐能力兼具的信息安全領域人才。

參考文獻（References）

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[2] 王向旭.國際遠程與在線教育研究的前沿、熱點與趨勢[J].河南廣播電視大學學報，2019，32（04）：1-8.

[3] 全國信息安全標準化技術委員會.信息安全技術網絡安全等級保護基本要求[EB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1633499733513637194&wfr=spider&for=pc，2018-03-29.

[4] 中國網絡安全產業聯盟，數說安全.2019年中國網絡安全產業報告[EB/OL].http：//www.secwk.com/2019/09/18/2895，2019-09-18.

[5] 2018年全球網絡安全熱詞排行榜[EB/OL].https：//www.secrss.com/articles/1724，2018-03-29.

[6] 上海控安，獵聘.2019中國網絡安全與功能安全人才白皮書[EB/OL].http：//sh.people.com.cn/n2/2019/1203/c134768-3360658html，2019-11-27.

[7] Manuela Aparicio， Tiago Oliveira， Fernando Bacao， et al. A key determinant of massive open online course （MOOC） success[J]. Information & Management. 2019， 56（1）： 39-54.

[8] 張榮剛，宋旭東.在線創新創業教育的探索與思考[J].榆林學院學報，2018，28（03）：109-114.

[9] 李亭羲，李芳，黃雪婷.基于在線教育的大學生碎片化學習方式的研究——以江漢大學為例[J].現代交際，2019（12）：171-172;170.

[10] 李歆，饒振輝.高校慕課教學的實踐反思與圖景展望[J].江西社會科學，2017，37（01）：236-242.

作者簡介：

朱小棟（1981-），男，博士，副教授.研究領域：數據挖掘與深度學習，云計算與大數據管理，電子商務.

魏紫鈺（1997-），男，碩士生.研究領域：大數據和神經網絡.

顏禮蓉（1997-），女，碩士生.研究領域：國際電子商務.

曹文會（1998-），女，碩士生.研究領域：國際電子商務.