大课堂下信息安全课程教学的思考

孙佰利 王锐 米海英 赵明阳 胡志祥

【摘要】针对大课堂环境下信息安全课程的理论教学部分，结合网络慕课，以一个章节为例，将大课堂教学从课前、课堂到课后具体分为4个部分，每个教学部分教师都进行了精心的设计和安排，既发挥教师在大课堂中的主导作用，又兼顾学生的主体地位和个体差异，整体教学效果明显提升。该授课方式是弥补大课堂下信息安全基础课程教学不足的有效模式。

【关键词】信息安全基础 大课堂教学 慕课

【基金项目】教育部产学合作协同育人项目2017年第2批（201702118005）；教育部产学合作协同育人项目2017年第2批（201702163038）；河北北方学院2018年校级教育教学改革研究立项项目（JG201880）；河北北方学院信息科学与工程学院2018年二级学院综合改革课题（XG201802）。

【中图分类号】TP309-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）10-0034-01

1.引言

高校承担着信息安全人才培养的重要任务，目前我国有多所高校开设信息安全专业，如武汉大学、北京航空航天大学等，并对信息安全相关课程的教学内容、教学方法等做了多方面的研究。我校下属的信息科学与工程学院已在信息工程专业开设了“信息安全基础”课程，旨在培养学生的信息安全素养，理解信息安全原理，掌握主要的信息安全防护技术，教学效果总体良好。

2.存在的问题

（1）随着网络的广泛普及，网络安全事件也频发不断，虽然它给人们的工作生活造成了影响，但相关的技术学生们普遍还是非常感兴趣的，甚至要跃跃欲试。然而信息安全是一门交叉性很强的学科，涉及领域广，如：计算机、数学、通信等，要求学生有较深的知识基础，而这对于多数学生来说是较难的。 （2）近些年随着我院信息工程专业学生招生人数的不断增长，每届人数约100人以上，而我院講授该门课程的教师比较缺乏，约1-2名主讲教师，所以理论授课教学通常是所有班同时上课，以教师的台前授课为主，学生聆听、做笔记，师生间的互动讨论有限；另外，理论授课学时较少。

3.理论教学大课堂形式的改革

伴随互联网技术的发展，教师有了多种可选的教学方法，如：基于MOOC的教学方法、分层教学方法、基于翻转课堂的教学方法、基于项目驱动的教学方法等。当前，在高校的课堂教育中也充分融入了互联网教育，本研究将抓住这一契机，结合我院的实际情况，将互联网教育有机地融入到信息安全基础理论的大课堂教学中。

3.1 MOOC教学

慕课（MOOC，Massive Open Online Coure，大规模开放的在线课程） 是“互联网+教育”的产物，学生可以通过网络免费获取到名校名师的课程教学资源，这为没能进入名校的学生提供了进一步学习的机会。MOOC提供的优秀教学资源，以及灵活的学习方式为类似我院这样的普通本科院校提供了更多的学习机会，所以，本研究欲将该优秀学习平台与本门课程学习结合起来。

3.2教学研究

对于信息安全课程理论教学，在大课堂环境下，本研究欲将慕课教学与传统的课堂教学结合起来，课堂教学分为4个部分，分别是：课前慕课预习、收集作业/查找问题、课堂系统分析讲解、课后知识点引申，下面以一门课程“数字签名”为例详细阐述。

Step1：课前慕课预习

教师准备课前知识，为学生选取适合难度的信息安全相关课程慕课视频，或教师自己制作本课程PPT。同时给学生准备相应的问题，作为课前作业，以便让学生有针对性地进行学习。

Q1：数字签名是什么？主要有哪些应用领域？

Q2：数字签名需要实现哪些技术要求？

Q3：数字签名主要基于哪种密码体制？

Step2：收集作业，查找问题

上课前教师收集学生作业，作业通常分组完成，5-6人/组。本次作业情况统计如下表1所示，回答分三个等级：A（好）、B（较好）、C（一般）。

考查情况总结如下：

Q1，多数同学能够回答正确，但有些概念会混淆，如：“数字签名”和“数字证书”。

Q2，学生提前预习能够回答出该3个技术要求，但解释得不够清楚，没能把公钥、私钥方法融入其中，说明对数字签名的技术原理理解不深。

Q3，多数同学需要老师在课堂上做进一步的讲解，以便能够理解数字签名是如何运用RSA公钥密码体制实现的。

Step3：课堂分析讲解

课堂上针对前一天的问题进行讲解，当前针对Q2和Q3问题。

数字签名要满足的3个技术要求：（发送者A，接收者B）（1）B能够核实A对报文的签名，（2）A事后不能抵赖对报文的签名，（3）B不能伪造对报文的签名。教师针对数字签名原理，首先结合公式C=DSKA（P）进行详细的阐述分析，说明数字签名是如何达到上述3个技术要求的。

讲解要点：

（1）主要通过RSA的私钥特点来实现上面的技术要求（签名）。（2）从发送者和接收者两个角度阐述发送者的签名操作和接收者的验证操作。

讲解扩展：

针对C=EPKB（DSKA（P））说明接收者B的PKB在数字签名中的作用。

Step4：课后知识点引申

课堂留出10-15分钟给学生用于短暂的本节课知识消化，并提出与本节课知识相关的知识内容。如，本次课程将引导学生了解DSS（Digital Signature Standard）签名算法的原理和作用，给学生提供一些参考资料。

4.结语

将信息安全基础理论的大课堂教学划分为4个部分，教师在课前要做非常充分的准备工作，学生课前学习教师布置的慕课预习题目，参与课堂问题讨论，课后通过教师提供的参考资料及自己查阅的大量资料完成课后设计作业。实践证明该教学方法使得学生的学习取得了更好的效果，本文也将进一步探索针对大课堂的信息安全课程理论教学。

参考文献：

[1]付海燕，王波，孔祥维等.信息安全课程在高校教学中的几点思考[J].实验室科学，2016（6）：93-95

作者简介：

孙佰利（1980-），女，山东莱阳人，讲师，硕士，研究方向：信息安全、数据库技术、计算机网络。