《密码学与应用》课程混合教学模式方法探讨

齐万华 刘铭

摘要：《密码学与应用》课程作为我校网络工程专业学生选修课，存在课时少、数学基础要求高等问题，仅仅依赖传统方式的课堂教学模式，很难达到课程要求，采用混合教学模式对《密码学与应用》课程进行改革，教学模式由教师主导向学生主导转变，提高学生的参与度，有效解决现存问题。

关键词：密码学；课时少；混合教学；教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）04-0128-02

1 引言

混合教学模式（Blending Learning）是在互联网发展的基础上发展的新的教学模式，结合传统课堂教学方式和在线教育模式，既需要教师的主导作用，也充分调动学生的主观能动性，转变学习过程中的角色，即转变了教师的教学内容和学生的学习模式，由教师的“填充式教”向学生的“主动学”转变。学生的学习途径不再局限于课堂及教材，可通过多渠道获取知识，多方式交流与沟通。

《密码学与应用》课程作为网络工程专业学生人才培养方案中的选修课程，围绕对称密码体制与典型算法、非对称密码体制与典型算法等密码学的理论和应用展开。在现行的课程教学中存在课时少等问题，本文研究在混合教学模式下解决课程现存问题。

2 现行密码学课程教学中存在的问题

《密码学与应用》课程作为网络工程专业的选修课，存在课程学时少、数学基础要求高、学生参与度差等问题。

2.1 课程学时少

在人才培养方案中，《密码学与应用》课程安排的是每周2个学时，上课时间间隔长，课堂回顾知识时忘记内容多。学时少，课堂上安排教学内容多，留给学生思考和练习时间少，掌握效果不够好。

2.2 数学基础要求高

众所周知，密码学是基于数学的理论和证明发展的，对密码技术的讲解，必须先理解此密码学所设计使用的数学基础，而一些数学知识并不是学生在先序的课程内学过的，须补充数学基础，也使得一部分学生在数学知识的理解和掌握上望而却步。

2.3 学生参与度差

综合《密码学与应用》课程学时少，又需要补充许多数学知识，现行教学模式中，课堂的教学以讲授为主，重点将难以理解的数学基础知识、密码设计原理、密码设计实现方法等讲解明白，课堂教学任务重，学生参与度差，存在个别课堂“满堂灌”的情况，现行的课堂教学以教师教和讲为中心，不是以学生学为中心。

2.4 实验环境限制

《密码学与应用》课程为选修课程，本身课时就少，理论内容又需要大量的课堂教学，按照人才培养方案，实验学时只有6个。作为正在向应用型大学转型的地方高校，更加注重应用性，实验学时少，学生计算机操作能力有待提高。

同时，上课使用的实验环境是单机版，需要加密狗等硬件支持，必须在实验室才能完成，在学生初期接触密码学课程时，学生无法在上课时间完全掌握实验内容，学生实验效果不理想。

3 混合式教学方法引入

基于上述现存问题，引入混合式教学法，充分调动学生的积极性和能动性，拓宽课堂时间，拓展学习形式，形成课堂学习与课下学习相结合的方式，充分发挥网络环境优势，做好课程内容支撑，创建良好的学习环境，改变课程现状。

3.1 创建课程网站，学习资料分享

创建《密码学与应用》课程网站，将课程所需要的信息，资源放到课程网站上，学生通过网站的形式可以获取资料，做到课前预习，对课程安排和课堂内容熟稔于心。尤其是将所需的数学基础知识放到课程网站上，学生在上课前可以提前学习，减少课堂对数学理论基础等内容的讲解，课堂上只需留出少部分的时间答疑，解决学生自学中存在的問题即可，不需要占用过多的时间讲解数学基础知识，给课堂留有更多的时间安排密码学方面内容的讲解。另外，将课程内容中的重点和难点知识除了文本的方式介绍，可以录制成视频放到课程网站上，供学生学习和巩固。创建课程网站，学生提前获取课程知识，提高学生自主学习的积极性，改变课堂教学模式，增强学生的参与性，可有效解决2.1等问题。

3.2 线上学习平台

我院已申请西普公司的西普数据实验室（一个包括网络空间安全、大数据、云计算、等多个专业方向的教学、实验、科研及竞赛的网络平台）。在该实验平台上，既配置好了实验环境，还有专业知识的介绍等内容。学生在课下时间可充分利用西普数据实验室平台，在网络实验环境中学习课程内容和实验内容，学生就有实验环境在课下时间能够完成课上完不成的实验，对课堂实验内容补充，同时也可以完成实验教学课时中无法完成的其他实验，可有效解决2.4问题。

3.3 毕博平台作业交流

毕博（BlackBoard）是我校构建的另一个教学平台，教师可以通过毕博平台在线管理教学内容，提高工作效率，学生可以通过毕博平台自主学习，提高学习的主动性。毕博平台可实现传统课堂在时空上的延伸，师生之间可以通过毕博平台进行答疑解惑，学生之间可以通过毕博平台进行互动交流，使教学过程在教师与学生共同控制之下。同时，教师之间也可通过平台进行教学经验和教学内容的交流与讨论，取长补短，提升教学水平。通过此方法，可有效解决2.1等问题。

3.4 课堂教学有教师主导向学生主导转变

《密码学与应用》课程是理论与实践相互关联的课程，不仅要能够理解密码算法，更要能够将其实现，要求较高的动手能力，学生必须在大量的上机编程训练中体会和掌握程序设计的思想和方法。在3.1、3.2、3.3教学环境的支持下，课堂教学模式将由教师主导向学生主导转变，即采用翻转课堂教学模式。

学生通过课程网站和实验平台的学习，充分利用课余时间完成了基础知识的掌握，教师的课堂教学就不再是讲授这些基础知识，而是来答疑，通过这个过程，学生锻炼了自学能力和理解能力，提高解决问题的能力，在课堂中将问题点抛出，进行问题的讨论和研究，提高学生的参与度，课堂挪出更多的时间答疑。这样不仅能够提高学生的主动性，学生掌握知识的牢靠性要比课堂教学更实在，相较传统的教学，上完课之后，教学内容又还给教师，而采用翻转课堂模式，学生为主，解决的都是自己的问题，学生掌握的效果好，理解更深。

混合式教学模式解决的问题如表1所示。

4 课程考核方式

根据课程特点，课程最终考核有三部分组成，如表2所示。

（1）平时考核（20%）

平时考核由学生课堂参与度、作业、毕博平台发言情况等内容作为评分标准，占20%。必要时可参考课堂考勤。

（2）实验考核（20%）

实验考核由实验报告、西普数据平台使用情况等内容作为评分标准，占20%。必要可参考实验课课堂考勤。

（3）大作业考核（60%）

根据课程特点，对课程进行考试改革，建立以应用为导向的考核方式，增强动手、自学等方面的能力，以加强学生自主学习的引导和真实学习过程的考核。学生将理论应用于实践，更有利于理解课程内容，增强兴趣，发挥个人能动性。

大作业要求独自完成基于密码学的应用项目设计，题目采用教师拟题学生自由选择，或学生申报经课题组成员审核通过后也可使用，具体实现过程要以某密码学的理论设计为基础完成，并要求学生进行大作业答辩。通过大作业答辩，对任务量、难度系数、算法的理解程度等进行评估，给出最后大作业分值，占60%。

通过对平时、实验、大作业等多方面考核来评定一个学生的综合成绩。

5 结束语

通过对《密码学与应用》课程的混合教学方式改革，整合各种可用资源，利用网络等各種学习环境，充分调动学生的积极性和主动性，发挥学生的主观能动性，在学习中发现问题、解决问题，充分锻炼了学生的自学能力。同时，对教师也提出了更高的要求，要求教师对课堂要有更高的控制能力，对知识点的理解更深刻和全面，让教师必须不断学习和提高自己的专业知识水平和业务水平。

参考文献：

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[2] 周凯，等. “互联网+”背景下混合教学模式在高校计算机类课程的研究与实践[J]. 微型电脑应用， 2018， 34（11）：95-97.

[3] 陈怡. 基于混合学习的翻转课堂教学设计与应用研究[D].华中师范大学， 2014.

[4] 冯菲，等. 混合式教学成功手册[M]. 北京：北京大学出版社， 2015.

【通联编辑：光文玲】