基于超星泛雅的SPOC《网络安全》混合式教学模式研究

摘要：《网络安全》课程所涉及的知识量多、范围广，涉及的数字、计算机网络、编程算法等基础知识，且网络安全技术实训需要用到大量的网络安全事件虚拟场景。传统的教学模式搭建网络安全事件场景较为困难，教师课前准备耗时较多，知识量大学生往往处于被动学习状态，缺乏独立思考能力，不善于提出、分析并解决实际应用问题。结合360网络攻防和超星教学平台在应用型本科院校网络工程专业《网络安全》采用SPOC教学模式，弥补传统教学模式的缺陷，促进“一流”课程建设，有效提高了教学质量。

关键词：网络安全;SPOC;教学平台

一、引言

《网络安全》是网络工程专业的一门必修核心课程。在广州工商学院2016级、2017级、2018级网络工程专业大四第一学期开设了本门课程，为了满足珠三角服务粤港澳大湾区的社会经济发展培养高级应用型人才的需要，我院根据社会发展人才需求自2019年级对网络工程专业增设网络空间安全方向，《网络安全》课程作为专业必修课，将其修改为在大二第一学期完成本课程的学习，为提高应用型本科院校教学质量，学校一直鼓励建设“一流”课程的建设，申报一批培育一批的推进课程教学改革，经过多年的摸索，我们教学团队《网络安全》课程进行了SPOC教学模式改革。

二、在线教学平台的选择分析

教育技术与强大的互联网技术结合，形成在线学习系统[1]。在线教学是中国教育技术发展较快的领域，与传统线下教学相比，在线教育在时效和灵活性有明显的优势，特别是手机终端的快速普及，网络学生得到了很大的改善，学生可以不受时间、空间的限制地学习，获得知识的途径变得更便利和多样化。传统的教育模式的不足促进了在线教育快速发展，特别是2020年新型冠状病毒在全球范围内蔓延，国内高校几乎全部应用了在线教育方式，促进国内在线教育技术不断成绩，在线教育不仅仅在校学生受益，同时也吸引了很多社会人员加入了在线学习的大军。

目前国内在线教育的主要方式有三种[2]：一是将传统线上课堂教学直接利用QQ课堂、会议、钉钉等方式在线直播授课，除了学习场所不同外，其它方面没有做何改变，这种方式对任课老师的要求并不高，只要网络环境正常就能开展，但这种方式无法发挥在线教学的优势。虽然有回放功能，但没法做到与学生即时互动，不利于知识点较多较难的章节学习;二是采用小规模限制性在线课程（即SPOC）方式[3]，学生课前通过在线学习平台完视频教学后再回到线下课堂教学，这种方式对任课教师要求较高，特别是课前的准备工作要比传统教学模式付出得更多，课前的视频、学习内容的选定直接影响到学生在线下学习的效果，完成线上视频学习之后方能保障线下课堂学习质量。课前课后学生都可能通过线上平台与教师随时互动，教师根据教学内容将无法线上完成的教学内容搬到课堂教学，线上线下混合式教学模式有效提高教学质量;三是采用慕课模式，这是一种“纯线上”的教学方式，学生通过教学平台完成了学习、测验等全部线上自主完成，可充分发挥网络教学自主安排，但这种方式要依靠学生自主学习，对在校生来讲，约束力不够，无法保障每一位学生的学习质量[4]。近几年来，这种教学模式多数应用于公共通用课程，比如计算机文化基础、计算机网络等课程，这种课程建设平台也比较多，常用的有中国大学MOOC（慕课）_国家精品课程在线学习平台，清华大学的雨课堂等[5]。

结合和线上和线下教学的优势，对不同课程选择合适的方式尤为重要[6]，《网络安全》课程涉及的理论知识面较广和多，在线上课堂教学之前可以让学生通过线上平台完成部分理论知识的学习，而实训部分需要用到大量的网络安全事件场景，无法使用线上平台完成，可采用线下课堂教学的方式进行，所以教学团队将《网络安全》课采用了SPOC教学模式。

三、基于SPOC教学模式解决的问题

（一）传统教学模式的主要问题

《网络安全》课程内容较多，如对称与非对称加密、Hash函数、数字签名、网络安全协议、网络攻击与防范技术等，涉及的数字、计算机网络、编程算法等基础知识，这就要求学生要具备数学功底、编译原理和编程等知识储备。课程既要讲解清楚理论原理，还要培养实际的应用能力。传统教学模式以老师为中心，学生处于被动学习状态，缺乏独立思考能力，不善于提出、分析并解决实际应用问题，教师艰难的教，学生吃力的学。理解算法思想倒是能达到的要求，但在实际应用能力的培养上，存在难度。本门课程只有48学时，根據应用型本科生的特点，随着知识的深入，学生会越来越难以理解，势必会对学习缺乏兴趣。

传统教学模式的考核评价体系主要由期末考试成绩、期中考试成绩、平时成绩（含平时作业和上课出勤率）三部分。这样评价方式过于简单，特别是平时成绩方面，在校生出勤率高，出勤的差异性不大，作业又存在抄袭的情况，这样评价方式过于单一无法体现公平性和差异性。

（二）学生思想重视不够，语言能力以及自主协作较差

学生思想意识上不重视这些难度偏深、偏向理论的课程，随着课程教学的深入，所涉及的知识增多和难度加大，学会生慢慢失去学习兴趣、信心和耐心。虽然根据人才培养方案学习《网络安全》课程已经完成了计算机网络、高等数学等一些关联课程，但学生本身掌握理论知识不牢靠，再加上不能自觉地进行学习，不懂得利用网络或参考书进行知识的拓展，也没有形成协作学习的氛围，师生、同学间的交流不够，这些因素都是影响《网络安全》课程的教学质量。

四、基于SPOC教学模式解决方案

SPOC 即小规模限制性在线课程，通过线上和线上下相结合，有效提高教学质量。线下教学方面，采用了360网络安全学院攻防演练创新实训平台，该平台具有基础课程资源和网络安全课程资源。基础课程资源包含安全导论、安全发展趋势、安全法律法规、操作系统应用、脚本语言、密码学等课程，网络安全课程资源包括防火墙与VPN技术、DDOS攻击与防御、态势感知、Web攻击与防御、数据包分析实战等课程。课程资源包括讲义、视频、实验靶场等。该平台较大的亮点是可以提供给教师快速建立虚拟网络安全事件场景，为线下课堂教学过程中构造实训场景工作节省了很多宝贵的时间和精力，同时有效保证了《网络安全》的线下课堂教学质量。

线上教学方面，本课程选择使用超星泛雅教学平台，该平台包括多个模块，主要有网络教学门户，教学资源库，学习空间、慕课课程建设、教学活动等，并且具有手机端学习通App无缝衔接，有利于学生打破空间和时间完成线上平台的学习任务。

五、SPOC混合教学模式设计案例

教学团队根据《网络安全》课程的理论知识面广、多、实验场景较难构造等情况，为达到课程教学目标和大纲要求，结合我院目前所具备的教学软、硬件资源，对《网络安全课程》进行了360实训教学平台的SPOC混合式教学模式的改革，对《网络安全》课程教学分为个流程，如图1所示。

（一）线下课堂教学前的准备工作

基于SPOC的教学模式相对传统的教学模式任课老师在课前做的准备工作更多，除了需要准备课堂教学的PPT、教案等相关资源外，还需要对各章节录制或选取相应的理论知识的教学视频，做好相应的学习任务清单，预设好课前学生讨论的主题。教学视频主要针对《网络安全》课程涉及知识面广的特点，提前为学生准备好需要学习的理论知识，以确保线下课堂教学的效率和质量，任务清单是为明确学生线上学习的目标。主题讨论主要为课堂教学引入新知识做准备，以便学生快速进入知识学习。

（二）线下课堂教学过程

课程内容与资源建设围绕网络工程专业方向人才培养要求，根据《计算机网络安全》教材的章节框架的重点难点为选题点。在360攻防演练创新实训平台挑选了WannaCry勒索病毒样本、永恒之蓝漏洞利、PC$密码、John破解Linux登录密码等17个网络安全事件场景的实训项目，线下项目清单及难易度如表1所示。

线下课堂教学过程与传统的课堂教学模式类似，但教学流程要根据线上课堂教学前准备进行相应的调整，组织有效的课堂教学活动，让学生能融到SPOC的教学活动中了，以此提高学生学习质量。授课老师先根据前一节课的学习清单提出问题了解学生真实学习的情况。在理入新章节学习之前，老师根据线下课程教学前的主题讨论收集到的学生个性答案进行分析，从而引入理论知识的讲授，完成重难点学习，采用现在的360网络教学平台完成虚拟网络安全事件虚拟场景的实验。在课堂教学中，教师可充分使用超星平台多样化教学手段，学生可通过学习通App与教师完成互动。

（三）线上下课后教学

在传统的课堂教学模式中，教师一般完成了课堂教学任务后就“下班”了，没有跟学生太多互动，采用超星教学平台正好弥补了这一缺陷。每个学生都有差异性，在完成课堂学习后总会有小部分同学没有完全掌握重难点的知识，学生除了可通过网络教学平台的资源“重复“学习后，还可通过该平台向教师提问，教师可根据问题是否典型性问题来决定个人回应还是全班回复，最后教师可根据学生学时进度，完成情况进行大数据分析，对本轮教学活动进行总结和反思。

六、课程教学组织实施情况

（一）教学模式应用情况

根据培养方案要求，本课程教学内容包括2个模块的9个章节，共计48学时。课程组织实施过程中，采用线上18学时+课堂30学时的线上线下混合式教学模式，线上课程占比37.50%，线下课程占比为62.50%。线上课程包括视频学习、单元作业，期中考试和课程讨论等，线下课程内容包括专题研讨和期末考试，课程评定方面成绩评定采用线上线下相结合的考核方法，总成绩=线下期末考试（60%）+线上期中考试（20%）+线上课程成绩（20%），其中，线上课程成绩=线上平时成绩（50%）+章节测试成绩（50%）。

本课程教学改革已在我院运行了2个完整的教学周期，PV访问量接近10万，累计选修学生485人，其中第一个教学周期是在2019年9月-12月期间，2016年网络工程开设了《网络安全》课程，课程团队首次采用360实训教学平台和超星泛雅教学平台双平台教学，第二个教学周期 是在2020年9月-12月期间，2017级和2019级开设了《网络安全》课程。

（二）教学成效

教学团队经过两轮的SPOC教学，总结了很多行之有效的教学方式方法，同时得到了学生的一致好评，在两轮的教学周期学生网络教学评价均在优秀以上。学生通过本门课程的学习，加强了对网络安全的学习兴趣，多次组织学生参加“红帽杯”、“世安杯”等网络安全大赛，期中2016级的学生参加广东省网络安全大赛“世安杯”荣获二等奖的好成绩，广州工商学院校内网络安全大赛两届都是網络工程专业的学生荣获一等奖。

七、结束语

通过教学团队的建设，校级质量工程项目的立项，我们在《网络安全》课程教学付出了不少努力，但网络安全课程资源随着技术的快速发展，现有的在线资源逐渐成为“过时”，比如勒索病毒的体验仍采用的是windows xp操作系统，现如今windows xp系统已经很少使用，这样势必导致学生所学知识没法在实战，严重打击了学生的学习积极性，这就需要教师团队及时更新教学资源，与时俱进。

作者单位：钟百胜    广州工商学院

参  考  文  献

[1]汤明璐，李万涛，王思媛，等.基于“互联网+”技术的大学生在线学习系统设计与开发实践[J].大学教育，2021（05）：173-176.

[2]秦浩，汪传雷，刘兰凤，等.基于SPOC的在线教学理论与实践[J].物流工程与管理，2021，43（08）：183-185.

[3]汉田，唐若涵，王殿宇，等.“MOOC+SPOC”混合式教学模式下课程思政建设探析[J].现代职业教育，2021（40）：224-225.

[4]安瑞鑫，闫晓霖.基于优慕课的物理化学线上线下混合式教学初探[J].广州化工，2021，49（17）：165-166.

[5]张静，韩映雄.中国大学MOOC课程学习交互状况调查[J].开放教育研究，2021，27（05）：73-80.

[6]国红军，陈黎黎，宋启祥.基于SPOC的《信息与网络安全》混合式教学模式研究[J].福建电脑，2018，34（10）：56-57.