基于慕课的公安院校计算机网络教学模式研究

2019-10-23袁得嵛黄淑华芦天亮

计算机教育 2019年10期

袁得嵛，黄淑华，芦天亮

（中国人民公安大学信息技术与网络安全学院，北京 100038）

0 引言

随着互联网的快速发展，以网络为载体，以慕课（MOOC）、微课、翻转课堂为代表的新型教育形态、教学方法和教育资源不断出现。慕课是当前网络教育最重要的载体之一，由于互联网的开放性，慕课使得知识成为每个人都可以获得的公共财富。2012 年，Udacity、Coursera 和edX在美国相继成立，并迅速发展成为最具影响力的课堂平台，国内外高等院校纷纷跟进加入[1]。随着MOOC 等新型大型在线开放课程和学习平台的迅速兴起，高等教育教学改革也面临着新的机遇和挑战。对于公安院校来说，如何在新的背景下理性分析和积极应对教育生态的新变化，利用互联网的创新成果，提高学校教育和课堂教学质量，紧跟国内外顶级院校的步伐，是一个值得深思和精心规划的重要问题。研究具有公安特色的慕课课程建设及应用，对于推进公安院校实战化教育教学改革、深化人才培养模式改革具有重要意义。

1 当前公安院校计算机网络课程现状

计算机网络是公安院校网络安全与执法专业的重要专业基础课，其教学内容、教学方法和教学效果直接影响学生对网络攻防、网络犯罪侦查取证等专业特色课程的理解和掌握。基于慕课的课程体系建设不仅能够提高网安专业学生对于知识体系的理解，还可以作为非网安专业的重要辅助内容。然而，当前在教学过程中，仍然面临着以下问题。

1.1 欠缺适应公安应用型人才培养目标的知识体系

当前，虽然国内外专家学者早已构建成熟的网络知识体系，但是网络原理深奥难懂、知识体系过于庞大繁杂，产业界、高等院校、职业学校、社会培训机构的计算机网络课程设置过程中教学内容、教学方法也各不相同。公安院校采取的是“准职业型”的培养模式，学生培养具有明确的导向性，大部分的毕业生将步入警察的职业道路。然而，目前公安院校使用的计算机网络教材，教学方法、教学模式和普通高校区分度并不大，无法较好地满足网络侦查、网络管控、取证勘验、网络攻防等实际工作需求。为适应公安机关的需求，努力培养一支现代化、正规化、实战化的高素质网络警察队伍，构建适应公安应用型人才培养的网络知识体系，注重课程教学改革的内涵与质量建设，实现“教、学、练、战”一体化人才培养，是公安院校的计算机网络课程需要努力追求的目标。

1.2 缺少灵活多样的课堂教学和期末考核方式

目前，公安院校的课堂教学方式仍然以讲授式为主，即便信息化基础设施升级，也仅仅是简单地将板书替换成课件、将粉笔替换成鼠标，课堂教学过程没有发生根本变化[2]。教师依然占据主导地位，学生只能被动接收，师生间缺乏广泛互动，课堂反馈效果一般，学生的自主性、创新性无从发挥。此外，为了迎合本科教学评估，期末考试方式逐渐趋于单一化，教师缺乏创新动力，多谨慎地采取试卷考试方式。本来是偏向于应用的计算机网络课程，却忽略了对于学生应用能力和创新意识的考量。学生疲于应付，且形成的是“浅学习”，多体现在思维学习方面，不利于学生对于知识的消化吸收和实际应用。因此，公安院校的课堂教学和考核方式，都应努力适应教学理念的革新。

1.3 缺乏公安慕课创新实战教学模式的应用研究

公安院校教育导向性强、专业应用性高，基于校局合作，各级公安实战部门为公安院校提供了丰富的案例和素材，面向公安业务的学习资源丰富；然而，相对于普通院校多年来在通识教育中深厚的成果积淀，公安院校的课程、课件、参考资料的数量和质量都有待进一步的提高。此外，虽然国内外高校积极推进“慕课”的研究和应用，但是公安院校受限于经费以及公安专网和互联网的边界约束，对此领域的研究起步较晚，应用进程相对滞后。教学改革研究多集中于教学方法改革、师资队伍建设、学生培养模式等传统内容的讨论，针对慕课对公安教育的影响缺乏深入探索。对公安慕课的概念、原理、应用缺乏梳理，同时对于利用慕课创新面向警务实践的教学模式以及构筑计算机网络慕课平台缺少实践经验[3]。

2 面向实战导向的课程体系建设

“互联网+”时代，公安执法空间从传统的物理空间扩展到网络空间，具备基本的网络知识和技能是适应网络社会发展的需要。公安院校在计算机网络课程实践过程中应该紧紧围绕“面向公安需求、提高业务能力”的人才培养目标，构建适合公安院校的计算机网络课程体系，指导计算机网络课程教学工作。

2.1 建立面向网警实战需求的网络知识体系

公安院校的计算机网络课程组教师应对各级公安机关网络安全执法部门展开广泛调研，总结民警从事网络安全执法工作所需具备的计算机网络专业理论与实战技能。基于网络安全执法专业岗位的实际工作过程，由岗位实际工作任务确定计算机网络的授课重点。根据实际工作岗位的知识、技能及素质要求，加强对学生相关能力的培养，提高学生的实际操作能力[4]。依据教学规律，本着“应用、实用、够用”的原则，完善教学体系，并且依照网络安全与执法专业工作岗位确定计算机网络的典型工作任务。根据典型工作任务，确定专业学习领域。根据调研，网络安全与执法专业典型工作任务和岗位职业能力要求见表1。因此，计算机网络的授课应紧扣实战需求，将相关知识讲通讲透。

与此同时，还应分析其他公安院校计算机网络课程教学内容及存在的问题，构建适应网络安全执法实战需求的网络知识体系，以应对新技术与新应用对网络安全执法提出的新挑战，如精通网络体系结构和精通协议通信处理过程，熟悉网络设备组件特性，能够进行网络规划、设计、建设及运维，并利用TCP/IP 参考模型知识指导解决网络安全监察、攻防渗透、网络犯罪侦查、电子数据检验鉴定工作中碰到的疑难问题。

表1 网络安全与执法专业典型工作任务和岗位职业能力要求

2.2 构建基于工作过程导向的课程内容

以工作过程为导向的课程体系需要从网警实际工作出发，以取证勘验、网络攻防、网络管控等实际工作任务为抓手，将其转化为学习性任务的过程，帮助学生于在校学习期间获得将来从事网络安全执法部门某一工作岗位所需的能力，保证学生一毕业就能上手，因此，计算机网络课程需打破抽象的、笼统的、理论性的局限，以围绕具体工作所需技术能力而设置的教学单元取而代之。基于工作过程导向的课程体系建设流程如图1 所示。

图1 基于工作过程导向的课程体系建设流程

建设基于工作过程的课程体系，应强调学习和工作的连贯性；强调专业能力、方法能力的培训融为一体；强调工作过程的完整性。基于工作过程导向的计算机网络课程建设前后包含5 个步骤，如图2 所示。

图2 基于工作过程导向的计算机网络课程建设步骤

2.3 建设与知识、素质、能力相适应的知识库、案例库、在线试题库

课程组教师应用思维导图绘制知识、素质、能力结构图，构建基于多知识点的案例，并基于知识点训练，建设与三级等级考试中网络技术相适应的在线和离线题库。基于公安业务的案例库建设主要用于计算机网络课程组在课堂上进行辅助教学讲解及书本知识的扩充讲解，也可用于学生利用课余时间对自己以后工作中会碰到的案例进行学习，在提升自己知识面的同时发现自己的兴趣所在，为以后的工作做准备[5]。基于知识库、案例库的教学方式通过对学生的启发、引导等专门训练，可以达到培养并提高学生计算机独立实践的能力。

此外，在建设知识库、案例库和在线试题库的基础上，可以组织实施基于过程的考试改革。采取在线习题测试、实验考核、期中测试+期末上机测试等多阶段考核方式和指标，强化过程考核，及时把握学生掌握程度，以调整课堂教学内容和方式。

3 基于慕课的教学方法改革

因在线课堂开放性、自主性、及时性的特点，慕课的引入丰富了在线教育资源。计算机网络课程在公安院校围墙之外，应充分发挥“校园”教育与“网络”教育的互动，形成一种新的“校网结合”的教育新生态。就公安院校目前的教育环境而言，学生需要一个学期的时间去公安部门实习，课程紧、任务重，学习强度大。借助于慕课平台，学生可以根据自身条件决定学习的快慢和深度。因此，公安院校应深入挖掘慕课的资源优势，并将其适当地融入课堂教学系统，将有助于丰富课程内涵，优化教学模式。

3.1 “微课10 分钟、课堂40 分钟”的教学单元设置

“微课10 分钟、课堂40 分钟”教学单元的设置[1]应准确掌握慕课在课堂教学中的适用性，研究计算机网络慕课的内涵和功能定位，并在此基础上，提高慕课的制作能力，突出“问题焦点”“多维呈现”和“同步反馈”的特点，使其成为一种新的共享教学资源，更好地满足学生自学和探究学习的个性化需求。在慕课课程建设过程中，还需推进基于仿真平台的案例教学法，将“虚拟”实验室“搬入”教室、宿舍，调动学生主观能动性。

在慕课开展的同时，应结合基于过程反馈的考核方法，教师应采取在线习题测试、实验考核、上机测试等多阶段考核方式和指标，强化多阶段、多过程考核，并通过及时的闭环反馈机制，调整课堂教学内容、方法和手段。以慕课建设、过程反馈为主线，为公安院校开设计算机网络理论与实践课程提供可参考的完整范例，同时推进翻转课堂教学改革实践，借助慕课课程建设推动公安院校关于计算机网络教学的“结构性变革”。

3.2 基于混合式教学的“校—网”教学模式

慕课的线上学习能够充分调动学生的主观能动性，有效缓解公安院校课时有限、教师教学任务繁重等问题。采用“先学后教”模式，教师可以在课前布置学习讨论内容，学生使用智能终端等设备，在课下观看慕课视频完成学习任务，在线提交作业和参与讨论。在公安院校教学课堂之外，应充分发挥“校园”与“网络”教育的互动，形成一种值得期待的新“校网结合”教育新生态。要使互联网技术真正成为教育发展和创新的新引擎，必须明确校园和网络的各自优势，实现校园与网络的融合与共赢。对于新形势下的课堂教学，一方面要以开放的态度面对网络化教育技术，通过网络引擎注入新的生命；另一方面，要紧贴教学实际，预防“技术第一”和“行政法至上”，尊重教育规律。

此外，教师可以利用网络广泛观察公开课、慕课和微课视频，进行比较和分析，参考有借鉴价值的内容；对学生进行抽样，建立个人档案，进行后续调查，及时了解其对于混合式课程教学模式的理解及其在实践过程中的发展变化；根据公安院校师生的特点，设计切实可行的教学计划，不断纠正课程考试中的行动策略，形成混合式课程教学模式的准备策略和评价方法；定期或不定期地对实践研究进行回顾，对优秀教学案例进行不断总结，最终形成公安院校课程混合式教学的优化模型[6]。

3.3 基于仿真平台的案例教学方法

“理论与实践并重”一直是计算机网络课程教学的难点，目前社会类网络工程师水平认证考试的教学模式、方法和手段具有借鉴意义，可以构建计算机网络的“虚拟”实验室，将实验室“搬入”教室、宿舍，如基于Packet tracer 仿真工具、Wireshark 分析工具开发仿真案例。与此同时，课堂教学中，教师应该采用案例驱动、任务驱动式教学方法，学生在课堂上规划设计网络，运用“虚拟”交换机、路由器、服务器等组建网络，分析ARP、IP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、DNS等协议通信过程，还原用户的网络行为。

通过将实验室“搬入”教室，开展案例教学，一方面能够调动学生主观能动性，可以生动展示原本对用户不透明的网络协议，提升教学效果；另一方面，“虚拟”实验室也可以拓展学生实验场所，不受时间、地点和硬件限制，并允许学生进行多种方案设计和尝试，更有利于发现问题、解决问题，培养学生的创造性思维。