自主學(xué)習(xí)在“信息隱藏技術(shù)”教學(xué)中的應(yīng)用研究

葉青，夏菲菲，閆璽璽，孟慧

摘? 要： 針對(duì)信息安全專業(yè)核心課程“信息隱藏技術(shù)”傳統(tǒng)教學(xué)模式下的種種弊端，提出基于“課堂派”平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。實(shí)踐證明，相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力顯著提高。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在自主學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生的平均成績(jī)提高約13.86%。

關(guān)鍵詞： 傳統(tǒng)教學(xué)模式; 信息隱藏技術(shù); 課堂派; 自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）06-119-04

Research on the application of autonomous learning in teaching

"information hiding technology"

Ye Qing， Xia Feifei， Yan Xixi， Meng Hui

（College of Computer Science and Technology， Henan Polytechnic University， Jiaozuo， Henan 454000， China）

Abstract： Aiming at the shortcomings of the traditional teaching mode of "information hiding technology"， the core course of information security major， a teaching mode based on the "Classroom Faction" platform for autonomous learning is proposed to improve students' subjective initiative in learning. Practice has proved that， compared with the traditional teaching mode， the proposed learning mode can fully mobilize the students' learning enthusiasm， and the students' autonomous learning ability is significantly improved. The experimental result shows that the average score of students is improved roughly by 13.86% under autonomous learning mode.

Key words： traditional teaching mode; information hiding technology; Classroom Faction; autonomous learning

0 引言

“自主學(xué)習(xí)”是一種與被動(dòng)學(xué)習(xí)相對(duì)立的學(xué)習(xí)方式[1]，將學(xué)生視為學(xué)習(xí)的主體，不受他人支配，并通過(guò)一系列手段豐富學(xué)生知識(shí)，提高學(xué)生自己學(xué)習(xí)的技能。在強(qiáng)調(diào)接受和掌握，忽視發(fā)現(xiàn)和探索的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不斷被壓抑。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，國(guó)家教育科學(xué)“九五”規(guī)劃課題將“自主學(xué)習(xí)”作為重要研究?jī)?nèi)容。可見(jiàn)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并對(duì)基于自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式進(jìn)行深入研究是十分必要的。

“信息隱藏技術(shù)”[2-4]是我校為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的一門必修/選修課程。我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)2018年和2021年的培養(yǎng)方案中，該課程都被安排32學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。該課程主要包括信息隱藏的基本概念、模型、典型隱藏算法和數(shù)字水印等內(nèi)容，涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息安全和知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面具有重要作用。在實(shí)際教學(xué)中，為了確保教學(xué)質(zhì)量，我們通常采用傳統(tǒng)的教學(xué)思路，即以教材為中心，由教師圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致入微的講解。在這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，大部分學(xué)生出現(xiàn)了缺乏學(xué)習(xí)激情、不會(huì)深度思考、實(shí)驗(yàn)課動(dòng)手能力差等問(wèn)題。顯然，這種教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足新課程教學(xué)改革背景下學(xué)生自主發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的需求。

繼新冠疫情發(fā)生之后，“課堂派”、“云班課”、“雨課堂”等教學(xué)平臺(tái)在國(guó)內(nèi)受到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用[5]，這些平臺(tái)的應(yīng)用有助于推動(dòng)教學(xué)模式的改革和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高。本文將以“信息隱藏技術(shù)”課程為例，基于“課堂派”教學(xué)平臺(tái)，對(duì)自主學(xué)習(xí)模式進(jìn)行探索研究。

1 “課堂派”及其核心優(yōu)勢(shì)

“課堂派”是北京愛(ài)課互動(dòng)科技有限公司研發(fā)的一款教學(xué)平臺(tái)，2014年9月，在北大進(jìn)行推廣使用，2015年初，“課堂派”上線供廣大師生使用。“課堂派”包含了考勤、互動(dòng)課件、作業(yè)、成績(jī)分析與管理等功能，詳情參見(jiàn)表1。“課堂派”的上線，實(shí)現(xiàn)了課上和課下教學(xué)的有效結(jié)合，顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式下乏味的PPT教學(xué)。它使得師生之間可不受時(shí)間和空間的限制進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的溝通，帶給學(xué)生更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，其核心優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

⑴ 任何人均可免費(fèi)注冊(cè)登錄“課堂派”。例如，學(xué)生進(jìn)入“課堂派”界面后，選擇學(xué)生身份，可在“課堂派”中進(jìn)入所在班級(jí)，無(wú)需進(jìn)行各種身份驗(yàn)證，即可自主學(xué)習(xí)相關(guān)課程。

⑵ 具有強(qiáng)大的教學(xué)管理功能。“課堂派”具有強(qiáng)大的課前、課中、課后教學(xué)管理功能，學(xué)生只需要一部手機(jī)，就能快速進(jìn)入到某門課程的線上教學(xué)界面。

⑶ 操作簡(jiǎn)便。該平臺(tái)支持各種形式文件的發(fā)送與上傳，學(xué)生可選擇在線或離線觀看兩種形式，隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。

⑷ 學(xué)習(xí)互動(dòng)性強(qiáng)。“課堂派”提供了簽到、討論、搶答等互動(dòng)功能，“游戲化”的學(xué)習(xí)機(jī)制能夠激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于主觀能動(dòng)性的培養(yǎng)。

2 基于“課堂派”的“信息隱藏技術(shù)”自主學(xué)習(xí)模式

“課堂派”的功能種類繁多，針對(duì)不同的教學(xué)環(huán)節(jié)使用相應(yīng)的教學(xué)功能，促進(jìn)教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)[6]。其中，運(yùn)用課堂派平臺(tái)提供的互動(dòng)課件與資料功能可有效的幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時(shí)，老師以教師的身份登錄“課堂派”后臺(tái)，運(yùn)用作業(yè)、測(cè)試、成績(jī)管理等功能可驗(yàn)收學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以及知識(shí)掌握情況，有利于促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行高效的自主學(xué)習(xí)。將表1所示的“課堂派”的功能逐一運(yùn)用在“信息隱藏技術(shù)”教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，具體如表2所示。

課前階段，教師在資料區(qū)發(fā)布有關(guān)“信息隱藏技術(shù)”課程的預(yù)習(xí)資料以及課件，且在課件中可增設(shè)一些具有啟發(fā)性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)。此過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生分成各學(xué)習(xí)小組。預(yù)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，首先在組內(nèi)線上或線下討論，如未得到解決，就記錄下來(lái)并在課中階段提出。

課中階段，可運(yùn)用二維碼、數(shù)字口令、GPS等5種形式精準(zhǔn)有效的進(jìn)行考勤簽到，促使學(xué)生積極的進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。學(xué)生可以在研習(xí)老師制作的本課程PPT，聽(tīng)老師講述相關(guān)重難點(diǎn)內(nèi)容的同時(shí)將自己的問(wèn)題和想法以“彈幕”的形式推送到在線平臺(tái)，進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。為了增加上課的趣味性，老師可提出問(wèn)題，并設(shè)置搶答，讓學(xué)生更多的參與教學(xué)過(guò)程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。整個(gè)教學(xué)過(guò)程，課堂派均自動(dòng)錄有視頻并進(jìn)行保存，方便師生課后查看。

課后階段，學(xué)生和老師都可以隨時(shí)隨地復(fù)習(xí)整個(gè)教學(xué)視頻，強(qiáng)化理解和記憶。老師可發(fā)布并批閱相關(guān)課程的作業(yè)以及相關(guān)測(cè)試，一鍵下載作業(yè)、測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)，合理、精準(zhǔn)分析學(xué)生學(xué)習(xí)效果，掌握學(xué)習(xí)情況，對(duì)疑點(diǎn)、難點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行答疑解惑。學(xué)生可以查看自己的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)于疑點(diǎn)問(wèn)題，可隨時(shí)隨地聯(lián)系老師和同學(xué)，獲取指導(dǎo)和幫助。

實(shí)驗(yàn)課可選擇線下或線上方式進(jìn)行。無(wú)論采用哪種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師均應(yīng)注意提前將實(shí)驗(yàn)資料發(fā)至課堂派，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提前熟悉，這樣有利于學(xué)生取得較好的實(shí)驗(yàn)效果。線上實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意指導(dǎo)老師應(yīng)保持實(shí)時(shí)在線，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)解答。兩種實(shí)驗(yàn)方式，均應(yīng)利用課堂派考勤，并將實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳至課堂派，便于實(shí)驗(yàn)成績(jī)的統(tǒng)計(jì)與管理。

3 “課堂派”對(duì)提升自主學(xué)習(xí)能力的有效性研究

為了檢驗(yàn)“課堂派”自主學(xué)習(xí)模式在“信息隱藏技術(shù)”的應(yīng)用效果，對(duì)我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)1801班（實(shí)驗(yàn)班）和1802班（對(duì)照班）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。1801班采用自主學(xué)習(xí)模式，而1802班采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，兩個(gè)班均為30人，同一老師授課，使用同一本教材，學(xué)時(shí)相等，教學(xué)進(jìn)度相同，實(shí)驗(yàn)周期為一個(gè)學(xué)期。實(shí)驗(yàn)?zāi)康陌ㄑ芯繉W(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績(jī)兩個(gè)方面。

3.1 關(guān)于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

研究方法采用問(wèn)卷調(diào)查法。實(shí)驗(yàn)前，首先對(duì)1801班、1802班的各30個(gè)學(xué)生發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，得到每個(gè)學(xué)生對(duì)自身的自主學(xué)習(xí)能力的評(píng)估結(jié)果，見(jiàn)表3所示。在完成該課程教學(xué)后對(duì)1801班、1802班再次發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，分別得到實(shí)驗(yàn)后學(xué)生對(duì)自身自主學(xué)習(xí)能力的評(píng)估結(jié)果，見(jiàn)表4所示。結(jié)合問(wèn)卷調(diào)研結(jié)果，進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是否提高。另外，需采用克龍巴赫（Cronbach）[α]系數(shù)估算方法[7]保證調(diào)查問(wèn)卷的可信度。

在表3，表4中，題1為“我對(duì)所有學(xué)習(xí)活動(dòng)都有明確的目標(biāo)，并能主動(dòng)為之付出努力”，題2為“除了老師發(fā)布的學(xué)習(xí)資料，我能深入學(xué)習(xí)其他資料”，題3為“我能自主規(guī)劃學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度”。題4為“當(dāng)學(xué)習(xí)幾乎未能按時(shí)完成，我會(huì)主動(dòng)尋求原因”，題5為“我能積極嘗試解決學(xué)習(xí)中的困難”，題6為“我能堅(jiān)持完成自己設(shè)立的學(xué)習(xí)任務(wù)，總結(jié)反思學(xué)習(xí)效果”，題7為“我能獨(dú)立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并主動(dòng)學(xué)習(xí)其他相關(guān)感興趣的課程”。表4各題目的測(cè)評(píng)中，選項(xiàng)“非常同意”增加的人數(shù)中96%為1801班學(xué)生。

假定兩個(gè)問(wèn)卷中對(duì)應(yīng)每個(gè)選擇的得分為：非常同意，4分，基本同意，3分，不確定，2分，不同意，1分，非常不同意，0分。經(jīng)計(jì)算，兩個(gè)調(diào)查問(wèn)卷的[α]系數(shù)分別為0.6148、0.7424，可信度較高。該調(diào)研說(shuō)明，基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式可有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，但仍有少部分學(xué)生缺乏自控能力，不能自主安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，這需要老師進(jìn)一步的關(guān)注與指導(dǎo)。

3.2 關(guān)于學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)

在學(xué)期末，對(duì)兩個(gè)班級(jí)進(jìn)行測(cè)試，試卷由同一老師出題，考試內(nèi)容完全相同，總分設(shè)置為100分。圖1展示了該課程實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生成績(jī)分布情況。經(jīng)計(jì)算，實(shí)驗(yàn)班、對(duì)照班的平均成績(jī)分別為80.5分、70.7分，實(shí)驗(yàn)班本課程的平均成績(jī)相較于對(duì)照班提高約13.86%。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息隱藏技術(shù)是高校信息安全專業(yè)重要的專業(yè)課程，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生出現(xiàn)興趣不濃厚、上課注意力渙散、實(shí)驗(yàn)課動(dòng)手能力差等問(wèn)題。本文提出以基于“課堂派”的自主學(xué)習(xí)模式替代傳統(tǒng)教學(xué)模式，并具體設(shè)計(jì)信息隱藏技術(shù)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)踐結(jié)果表明，自主學(xué)習(xí)模式能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績(jī)均顯著提高。此項(xiàng)研究為自主學(xué)習(xí)模式在信息安全類專業(yè)課程中應(yīng)用明確了方向，有利于相關(guān)課程的教學(xué)模式改革。但值得注意的是，在此教學(xué)模式下，個(gè)別學(xué)生由于缺乏嚴(yán)格監(jiān)督，學(xué)習(xí)成績(jī)有所降低，所以，接下來(lái)還要在具體應(yīng)用中改進(jìn)該教學(xué)模式，最大程度地發(fā)揮其作用。

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