《计算机网络安全》课程的讲练结合教改探索

刘志猛，赵燕丽

（1.山东省高校智能信息处理重点实验室，烟台 264005；2.山东工商学院计算机科学与技术学院，烟台 264005）

针对《计算机网络安全》课程中密码技术涉及数学知识多、晦涩难懂、在讲授中基础知识与密码应用分开教学的教学实际，根据各章节知识点的相对关系和连贯性，提出一种基于模块化、讲练结合的教学模式。实践证明，这种以先原理后应用、理论基础与具体应用相结合的讲授方式提高课程的教学效果。

应用型本科；模块化；讲练结合

0 引言

应用本科教育是以培养某一专门技术领域的专门技术人才为主，以应用为目的的专业性通才教育[1]。它既关注学生对系统、扎实的基础理论知识的学习与储备，同时更是一种以能力为本的教育。在万物互连的今天，经过网络传输或存储的信息是否安全直接关系到国家安全、企业经营和人们日常生活。信息安全产业的快速发展对信息安全人才的需求不断增加，为满足社会对信息安全人才的需求，与其他应用型本科院校类似，山东工商学院在网络工程等计算机类专业中开设了信息安全相关课程，加强学生对信息安全领域的知识储备。

针对高等教育大众化而社会对应用型人才素质要求不断增强的新形势，山东工商学院从自身实际出发，学习借鉴国际同类院校先进的教育理念和教育方法，积极鼓励课程教师开展应用型本科人才培养的理论研究与实践探索，根据自己的教学实际不断地尝试和推行新的教学改革，完善教学方式和提高教学质量，加强学生实践应用能力培养，保证教学质量、提高毕业生的专业素养。则以此为契机，课程组在对网络工程专业《计算机网络安全》课程多年教学实践经验的基础上，尝试一种基于模块化的讲练相结合的教学模式进行教学改革，将课程内容自顶向下，从大到小、由繁至简地对知识点进行划分和分解，并采用先讲解理论基础后具体密码应用、知识点从单一到综合的讲授方式，完成课程内容点到线，线到面的教学过程，实践证明这种教学方式有助于提高学生对知识的理解和掌握，取得较好的教学效果。

1 计算机网络安全的知识结构

1.1 课程在网络工程专业课程群中的定位

针对学生和师资的实际条件，网络工程专业以《程序设计基础》、《离散数学》及《计算机网络》三门课程为前期课程，在培养大纲中增设48 学时的《计算机网络安全》。在课程前几年教学中，课程组先后采用《信息安全与密码学》、《密码编码学与网络安全》、《网络安全基础-应用与标准》、《网络安全-技术与实践》等作为教材。经多年教学效果对比，《网络安全-技术与实践》内容涵盖密码学和网络安全技术、基本概念清晰且表述深入浅出，学生能尽快掌握课程中的密码相关计算，被课程组作为教材并沿用至今。然而，传统贯通式教学中，课程内容是按照教材的章节依次完成教学过程，缺点是知识点分布相对分散、前后关联性不强，又由于课程所需数学知识范围广、晦涩难懂，容易造成学生学习困难，对知识掌握不扎实。为进一步提高教学效果，课程组以网络平台课堂派为基础探索《计算机网络安全》课程模块化讲练结合的教学改革。

1.2 课程模块化教学的可行性

模块化教学是指按照课程各知识点的独立性及关联性对课堂讲授内容进行划分，形成相对独立的较小的知识点，便于学生的学习和掌握，达到学生愿意学并能学得会的目的，激发了学生学习的积极性[2-3]。

课程的密码技术主要涉及传统密码、现代对称密码、非对称密码及密码技术应用四个部分[4-5]，各部分中的具体密码技术所需的密码基础知识相对独立，非常适合将知识点拆分开展模块化教学。课程组采用自顶向下方式将课程内容进行知识模块划分，如表1 所示。

表1 密码技术知识模块分布

传统密码技术可分成代换密码和置换密码，而代换密码根据明文与密文之间的对应关系又可分成单表代换和多表代换两类。如维吉尼亚密码就是多表代换密码的典型技术，密码基础主要包括模运算和同余方程的求解。AES 算法和非对称密码中的密码基础主要涉及同余性、群、环、域的相关知识，如表2 所示。通过知识点的关联性由点成线组将相关联的知识点融合成更大的知识块。在课堂教学中，将这些既存在联系又相互独立的小模块组合到一起，形成一个完整的课堂教学体系。

表2 部分密码模块知识点划分

1.3 课程内容讲练结合的可行性

课堂派是一种高效的在线课堂管理平台，主要为用户提供在线批改、师生互动、数据统计、课堂和资源管理、互动社区等服务。即使是非VIP 用户，也能提供便捷的知识点编辑、测试、讨论、讲解，实现学听课与参与互动两种状态无缝融合。此外，课堂派平台支持网页端和移动端操作，便于在课后实施翻转课堂教学，促进学生自主学习的积极性。因此，依据难度系数大小，利用课堂派可轻松地将课程内容基础知识点转化成对应的测试题或随堂作业，继而形成试题库，为教学过程中知识单元测试、课后作业或者形成试卷提供便利，也为课程知识点的讲练结合提供支撑。

2 课程改革初探

在课程改革的实施中，课程组利用《计算机网络安全》两次教学过程完成了密码技术的知识点分解工作，并使用课堂派免费提供的线上备课、在线作业（编辑、发布和讲解）、在线测试（编辑、发布和讲解）功能实现知识点向测试题的转化并不断充实，如图1 所示。

图1 知识点在课堂派上的转化结果示例图

目前，课程改革已连续在网络工程专业14 级和15级课程教学过程中实施。在每个知识点或这模块内容讲解结束时，都可以通过在线测试考察学生对该知识的掌握程度，然后通过试题讲解理清测试题所涉及的相关基础知识点，强化对知识地掌握。

图2 讲练结合的在线测试统计示例图

3 结语

为进一步提高《计算机网络安全》的教学效果，课程组以网络平台课堂派为基础，采用自顶向下方式，将课程内容进行知识模块划分，再将知识模块划分成基本知识点，完成课程教学设计。课程教学过程中以知识模块为基础，采用自下向上的方式，由相关联基本知识点融合成知识模块，完成课程内容的教学过程，采用边讲边练的模式加强学生对基础知识点和知识模块的掌握。由于课程改革还在探索中，尚不完善，仍需进一步改进。