自主学习模式在信息安全技术课程中的应用

王 艳, 夏 辉, 马佳琳

(沈阳师范大学 科信软件学院, 沈阳 110034)



自主学习模式在信息安全技术课程中的应用

王 艳, 夏 辉, 马佳琳

(沈阳师范大学 科信软件学院, 沈阳 110034)

在传统的教学过程中《信息安全技术》这门课程存在诸多矛盾,例如信息安全内容过于广泛与课堂教学学时不足的矛盾、学生初始对课程的新鲜感与课程内容过于抽象不易理解的矛盾。针对该门课程存在的问题,采用开放式自主学习模式,设计了一套有效的师生互动教学模型,并给出了较为完整的实施方案,方案包括重构教学内容、设置微课堂、课程论文、知识竞赛等多种教学环节、建立多重指标的评价体系等内容。从方案实施效果来看,自主学习模式体现了在教学活动中学生的主体地位和教师的主导作用。实践证明该方案在信息安全技术课程教学改革中的应用也是成功的,有效提高了学生的学习兴趣和课程的教学效果。

自主学习; 信息安全技术; 教学设计

1 大学生自主学习的含义[1-2]

学习是行为或按某种方式表现出某种行为的能力的一种持久变化,它主要来自实践或其他经历[3]。自主学习是与传统的接受学习模式相对应的一种现代化学习模式。以学生作为学习的主体,通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。

“自主学习”主要体现在3个方面[4]:主动性,即“我要学”;独立性,即“我能学”;自控性,即“我会学”。自主学习即是大学学习的特点,也是大学教学的目标与归宿,具有双重意义。

2 信息安全技术课程在教学中存在的问题

计算机网络和通信的融合是促进信息化社会发展最活跃的因素之一,计算机与信息技术的发展和应用离不开信息的安全,信息安全是构建整个社会信息化的根本保证。信息安全学科是由数学、计算机科学与技术、信息与通信工程等学科交叉而形式的一门综合性学科。目前其主要研究涉及密码学、计算机系统安全、网络通信安全、电子商务、电子政务安全等[5]。对于计算机科学与技术专业的学生而言,信息安全技术课程是其专业必修课程,也是提高学生计算机水平的重要组成部分[6]。目前,国内外不少大学开设了信息安全学科专业或者信息安全相关课程[7-10]。

2.1 学生的初始兴趣很难保持

由于在日常使用计算机的过程中每个人都会遇到一些与信息安全相关的问题,比如病毒感染、黑客攻击、网络盗号等,使得学生们一开始对这门课程非常感兴趣。然而,由于这门课程的理论知识比较抽象(例如加密算法部分),对于数学基础薄弱的同学,学习起来非常困难。学生们易产生厌学情绪[11],丧失自信,导致教学效果不甚理想。

2.2 很难在有限的教学时间内讲述信息安全的丰富内容

随着信息化时代的到来,信息安全技术已经在各行各业广泛普及,对信息安全的研究范围不再局限于对计算机软硬件设备的安全性、可用性,电子数据在传输过程中的可靠性、保密性和不可否认性等传统安全领域的研究,而是成为横跨计算机技术、网络技术、企业管理技术等多领域多学科的综合课程。因此,如何在较短的学时内,将知识的“点”“线”“面”完美结合,是一个需要深入思考的问题。

3 在信息安全技术课程教学过程中引入自主学习的策略

3.1 改变传统教学观念,优化教学内容

教师如何选择学习内容决定学生“学什么”[12]。教师在教学过程中应该为学生选择值得理解的、具有“代表性”的主题。在对学习内容的选择上,应该指向课程的核心内容。以核心问题为主题重构学习内容,提炼课程精髓,降低零散知识点的干扰。

3.2 转变教师角色与学生学习模式

教师如何组织教学决定学生“怎么学”。大学生学习一门课程的方法,与教师选择怎样的教学方法、采取怎样的教学组织形式息息相关。为了提高学生理解问题的能力,教师要舍得把话语权交给学生,把发现问题的机会留给学生。创造学生亲自动手、动脑、动口、动笔的机会。

3.3 建立旨在激励、发展、合作的评价机制

教师如何选择评价方式决定学生“为什么要学”。评价是把导向尺,它引导学生自己采用何种学法、关注哪些学习内容、学到何种程度。学习的目的不是为了应付考试,而是希望通过教与学的过程,培养和提高学生分析问题和解决问题的能力,影响学生在面对问题时的思维方式、道德素养和合作精神。

4 自主学习教学模式在信息安全技术教学中的应用

4.1 教学内容的组织重构

正如前面分析,由于信息安全技术相关知识种类繁多并且发展迅速,不可能在有限的学时里讲述完所有的技术内容。所以在教学内容的组织过程中应该突出强调重点和难点,并且要有一定的深度和广度,能够反映出最新的技术变化。因此需要对教材[13]内容进行取舍,如表1所示。

表1 信息安全技术课程内容安排

信息安全技术课程内容涉及方方面面,这主要目的是为了开阔学生的视野,了解主流的安全技术和产品最新动向。尽管我们希望对各个“点”都可以进行深入细致的讲解,但课堂时间毕竟有限,不可能点点深入。为此,在教学设置了每堂课5～10分钟的自由发挥时间,专门留给学生去讲。讲专题中没有照顾到,而学生又非常感兴趣的“点”。学生要讲,就需要准备资料,主动学习相关知识。对于自己感兴趣的内容,学生往往乐此不疲。在微课堂中,他们即学到了新知识,又锻炼了口头表达能力。

4.3 动手动脑实践课

信息安全技术是一个实践性很强的学科,实验教学作为教学过程中的一个重要环节,不但有助于学生对理论知识的理解和应用,而且还可以提高学生的动手能力和对知识的实际运用能力。在实验内容上除安排少数基础性验证实验外,更多的安排了综合设计性实验。例如要求同学们以小组为单位运用先行课程知识,结合本门课程,采用工程化的思想,设计出一个完整的具有实际意义的基于Web的管理系统,选择加密算法对用户密码进行管理,对高级用户指纹照片添加数字签名水印等。实践证明,综合设计性实验有助于加强学生动手能力和创新能力的培养,同时拓展了学生的思维、激发了学生的学习兴趣,使学生充分发挥了学习的主动性。

4.4 “我最关心的信息安全问题”课程论文

在本环节中,模拟科学研究的一般过程组织教学,强调教师引导下学生全方位的自主创新实践。学生以小组为单位自主文献检索、选定题目、撰写小论文、读书心得、调查报告、文献综述等文字材料,提高学生动笔能力,鼓励学生在对基础知识融会贯通的基础上大胆质疑、探索,表达一己之见,真正促进学生和教师之间的相互交流,达到教学相长的目的。

4.5 学生自己组建试题库,开展信息安全知识竞赛

根据以往经验,学生最头痛的就是期末考试,多数同学都是采取临时抱佛脚、突击背诵的方式来应付考试,考试失去了其原有督促学生学习的意义。如果充分利用小学期开展竞赛活动,不仅丰富了小学期生活,还会对课堂内容强化记忆,一举两得。 竞赛的试题是由学生根据各章节的知识点自己设计的。学生被赋于了出题的权力,体验新鲜感的同时,也对各部分内容进行了有效的梳理和总结。通过开展信息安全知识竞赛,学生轻松记住了相关知识点,期末复习也变得生动起来。

4.6 多项指标构成课程考核评价结果[14]

在课程的考核形式上,综合考虑学生的讨论、实践、卷面等多方面内容,让学生可以在错误中学习,以便有足够的机会修正和提高他们的成绩,用课程本身的乐趣来促进学生学习的兴趣,达到更好的教学目的。这里根据学生的实际情况在课程教学计划中增加学生参与项目的比重,如图1所示。其中:

1) 微课堂、课程论文以及实验实践的分数均由学生组长和课代表给出。如果组长和课代表评分不公平的话,就会被罢免,这样可以充分调动学生的学习积极性。

2) 知识竞赛采用了分组对抗的模式,在竞赛中获得一等奖的小组可以全取10分,二等奖的小组得8分,三等奖的小组6分,优秀奖的小组4分。

图1 多指标考核分配图

3) 期末考试的试题中需要客观记忆的部分(这部分内容仅占30%)出自学生自己组建的试题库,其余70%的问题是跟日常生活中相关的信息安全知识案例分析和设计。例如,要求学生为学校校园网设计一套综合安全防御体系,这种试题没有统一答案,学生必须利用所学的相关知识,将加密算法、访问控制、入侵检测和病毒防御等多种技术应用到网络防御的不同层次,设计一个多角度、多层次的防御体系,这就考察了学生对各阶段知识的掌握程度。这类试题既避免了学生期末考试前的突击心理,又达到了考核学生知识技能的目的。

5 应用自主学习的效果

5.1 提高了学生的综合学习能力

在信息安全技术课程中通过引入自主学习教学模式,激发了学生的学习兴趣和创造热情。教学实践证明,通过对教学内容进行重构、设置微课堂、论文、竞赛等多个教学环节以及建立多重指标构成的评价体系,更加能够激发学生的学习兴趣、提高学生学习的主动性,加深学生对信息安全技术的理解,锻炼团队合作能力,从而大幅提高了教学质量。

5.2 优化了知识体系

学生在进行自主学习的过程中,通过情景化学习、探究性学习、伙伴式/角色扮演式/竞争式/协作式学习提高了学习效率,增强了探究能力,学会学习。对信息安全相关问题有了深入的理解,对相关学科知识重新进行了梳理,对学科知识网络的理解更加清晰透彻。

6 结 语

自主学习教学模式改变了“传授知识-接受知识”的传统教学模式,充分体现和培养了学生的主动性和创造性,是遵循高等教育发展规律的模式。将其引入到应用型本科院校[15]信息安全技术课程的教学实践中,提高了学生们的社会适应性。但是,在开展自主学习的过程中,也需要注意一些问题。例如,需要紧密联系各学科知识,同时要充分考虑到学生的知识积累程度。如果设计的内容过偏或过难,超过学生所能够企及的能力范围,可能会适得其反,影响学生的学习兴趣。总之,要教育学生树立终身学习的思想,学会交流沟通和团队协作,一定能够培养出“实践能力、创新能力”等多种能力集于一身的应用型复合人才。

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[6]李红娇, 魏为民, 袁仲雄.计算机科学与技术专业信息安全概论课程教学的思考[C]∥ NTS-CIS 2011.

[7]宋玮.信息安全概论课程教学的思考[J].广东工业大学学报:社会科学版, 2008(7):213-215.

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[14]夏辉, 范书国.基于项目导向和实践考核体系的软件项目管理课程教学模式的研究[J].沈阳师范大学学报:自然科学版, 2014,32(1):103-106.

[15]张晓芬, 汪莉娜, 冯雪等.大类招生背景下以学生为本多样化教学模式探究[J].沈阳师范大学学报:自然科学版, 2013,31(2):282-285.

Application of autonomous learning mode in course of information security technology

WANGYan,XIAHui,MAJialin

(Software College, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

There are many contradictions in traditional teaching process of Information Security Technology Course, such as extensive contents but limited time for class, initial freshness but difficult abstract technology for students, and so on.In order to solve these problems, an autonomous learning mode has been introduced in this paper.This mode will provide an effective interactive teaching mode and a more completed implementation plan, which includes teaching content reconstitution, a kind of teaching links setting such as micro-classroom, practice course, course paper, knowledge contest, etc., multiple evaluation index system formation, and so on.The mode of autonomous learning embodies can reflect the status of students and the leading roles of teachers though the implementation effect of the reform.All this has proved this mode is successful and useful for the information security technology course teaching reform.It is effective plan for improving the student’s interest and teaching efficiency.

autonomous learning mode; information security technology; teaching design

2014-09-20。

辽宁省科技厅自然科学基金资助项目(2014020118)。

王 艳(1980-),女,辽宁沈阳人,沈阳师范大学讲师,博士。

1673-5862(2015)01-0104-04

G642

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2015.01.023