慕课环境下信息安全技术课程教学模式的应用与思考

■袁 竞

（常州开放大学，江苏 常州 213001）

信息安全技术课程是普通高等院校计算机专业的综合性必修课程，前导课程包括计算机原理、计算机网络、数据库原理、密码学等。课程旨在通过对信息安全技术原理的教学，使计算机专业的学生能够理解和掌握信息安全理论知识、数据加密技术、防火墙技术、访问控制技术、入侵检测与安全审计技术等内容，通过课程的实践教学环节，培养学生运用信息安全知识综合分析安全问题的能力，对如何构建一个安全的网络系统能够有一个初步认识。随着信息技术与教育技术的发展，各高校投入了巨大的人力与物力，构建了信息安全技术课程相关的在线课程网站、网络教学平台。然而在课堂的实际教学过程中，教师大多仍采用传统教学方法和教学手段。

近些年来，多种多样的教育改革和教育创新被运用在实际的教学过程中，微课、反转课堂等教学形式在信息安全技术课程中得到广泛实施，尽管取得了一定的效果，但这些教学形式缺乏有效的知识反馈体系，教学过程中教师无法了解学生的学习情况和掌握学生的学习进度，对学生是否已经理解相关基础理论知识无法做出准确判断，对实践环节的基本操作是否熟练掌握也无从知晓。作为新兴教育模式的慕课，因其独特的教学形式，教师能够较为容易地掌握学生的学习进度和学习情况，从而促进教师改进教学方式方法、更新教育理念。

一、慕课

（一）慕课的概念

慕课（MOOC），即大规模开放式在线课程（massive open online courses），是由加拿大学者Dave Cormier和Bryan Alexander合作研究开放大型网络课程教学时提出的。传统教育模式中存在优质教育资源过于集中、难以共享的缺点，而慕课的教学模式是通过网络技术和智能技术发布课程资源，打破时间与地域的限制，为学习者提供更加高效且开放的知识共享和学习的平台。

慕课模式主要包括三个要点：（1）利用网络平台大规模地传播丰富多样的教学素材，包括视频、动画、课件等，教师通过使用多样化的教学资源更好地讲授和演示知识点；（2）慕课的教学模式突出了学习的开放性，学习过程中学生的个性得到了充分的尊重。慕课教学不同于传统模式，学生可以按照实际情况灵活安排学习时间、自行调整学习进度；（3）慕课平台能够有效地组织网络社区化学习形式。通过网络学习社区，学生与教师、学生与学生之间可以不受地域和时间的限制，进行问题讨论、分组活动等，学生在学习中碰到的问题能及时得到解决。

（二）慕课的优势

1.为学生弥补了知识迁移环节的缺失

在不同的教学目标、不同的学情下，学生对课程各个知识点的重视程度也会有所不同，从而导致学生最终掌握的操作技能与实际需求有所出入。当课程各章节知识点较为分散，内在联系不够紧密时，学生想要将课程所有知识点融汇贯通的难度就会大大增加，理论与实践脱节的情况会变得更为严重。慕课系统中多样的教学素材，特别是慕课短视频，可以为学生呈现实际的操作环境、展示操作过程中可能遇到的各种具体情况，从而帮助学生进行从理论到实际、从学习环境到实际操作环境的知识迁移。

2.为教师提供了灵活且多样化的教学过程

慕课系统汇集了大量课程资源，借助互联网的传播特性，实现优秀课程资源的共享，与传统授课方式相比具备了不受地域、时间、专业限制的优点。除此之外，慕课平台的教学模式只需借助基本的网络设施，即可突破传统授课方式中教学场地、实验设备器材的条件制约，从而实现随时随地大规模授课，具备较强的开放性。

慕课平台的教学方式中教师只是起辅助作用，教师通过多种方式引导学生积极主动学习，在这个过程中学生的主动性得到了发挥。例如，在课程资源学习过程中设置任务点进行间歇性答题，学生在线进行讨论与解答，以此激发学生学习的动力和兴趣，更好地掌握相关知识点。

3.为课程考核提供了更科学的方式

当前现有的考核方式中课程最终成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，平时成绩包括课堂出勤情况、学习态度、随堂测验、课后作业等，期末考试包括笔试与非笔试两种形式。学生理论知识的掌握情况是这种方式的考查重点，基础知识和基本技能是考核的主要内容。教师通过这种考核方式容易掌握学生理论知识的学习情况，但对学生操作技能方面考查深度不足。在慕课的教学模式下，教师教学、学生学习与传统方式区别较大，课程的最终考核方法相应的有所改变，慕课平台支持对学生学习行为的全程监控，基于监控结果评定成绩，从而使得课程考核更科学。

二、慕课环境下的课程设计

（一）课程整体设计

1.设计符合学生实际的学习情境

要设计符合学生情况的学习情境，首先要从多个方面对信息安全的实际应用进行调研工作，调研可以通过三种方式进行：（1）对从事信息安全工作的企业专职人员、就职于相关岗位的计算机专业毕业生进行问卷调查，问卷内容必须具有针对性，有利于教师对课堂理论与实践操作之间的联系进行判断分析；（2）邀请校企合作单位、信息安全技术人员座谈，以其在具体工作中遇到的实际项目、分配的工作任务以及突发的事件为例，分析相关岗位所需要的职业能力，并判断与课程知识点存在的联系；（3）通过搜索引擎查找招聘网站发布的与信息安全岗位相关的信息，分析其与课程知识点、操作技能之间的联系。在调研信息的基础上，构建信息安全岗位的职业能力框架，对应框架归纳出计算机专业的学生在课程各个阶段的学习中需要具备的能力。从培养能力的角度出发，设置具体的学习任务，构建任务情境，让学生能够更好地融入学习环境，从而掌握实际技能。

2.按照学生的认知规律构建学习情境

学生的认知是一个由浅入深、从简单到复杂层层递进的过程，因此在构建学习情境时必须要符合学生的认知规律。在具体的构建过程中，简单知识点的学习情境需要作为后续情境的基础，通过新知识、新技能的补充，将课程的重点、难点逐步添加进学习情境中，不断对其进行完善，同时对学生起到反复强化训练的作用。

3.通过学习情境搭建学生知识网络

在信息安全技术课程学习情境的构建过程中，知识点、操作技能的排列顺序可能会不同于传统教学中的次序，此时需要教师打破传统观念，将学习情境中所包含的知识点作为教学的切入口，对课程的重点、难点进行剖析研究。教学中构建的情境对应着各个知识点模块，体现了操作与理论知识的融合，是理论知识的具体化，需要学生掌握其内在联系性。根据艾宾浩斯的遗忘曲线，随着时间的推移，学生会逐步遗忘所学的内容，因此在教学过程中，教师可采用循环式的训练形式，强化学习情境中学生的知识联系，从而构建学生自己的知识点网络。

（二）教学设计

1.前期准备

信息安全技术课程的内容覆盖面广、章节结构复杂、涉及的计算机基础知识较多，因此需要教师精心设计授课方案。根据计算机专业学生前期专业课程的学习以及本课程内容的难易程度，课程教学准备阶段主要工作分为制定教学任务和制作教学素材。

在制定教学任务的过程中，将信息安全技术课程划分为知识点、教学模块和专题三个部分。根据信息安全课程章节内容，大致可以分为数据加密技术、网络监听、SQL注入与防范、访问控制、防火墙技术、数据备份与恢复等多个相对独立且体系完整的专题。每个专题又可划分为具备内在逻辑关系的教学模块，如网络监听章节可划分为端口扫描、sniffer抓包、口令破解、ARP欺骗等多个知识模块。在各个模块划分后，模块内部又可细分为若干个知识点，如ARP模块可分为ARP欺骗工作原理、ARP欺骗攻击、ARP欺骗监测、ARP欺骗防范等。

在制作教学素材的过程中，首先根据划分的教学模块形成教案，然后根据每个模块包含的知识点内容设计案例，各模块的案例之间最好能够形成内在的连贯性，从而满足结构化地重复课程内容的要求。每个模块还需设计对应的实践环节，并搭建虚拟实验环境。除案例与实践内容外，习题设计也是教学素材制作的重要环节。习题设计过程中需要注意难易搭配，从而实现区分考核梯度的结果。在录制完慕课视频后，将教学素材与实验素材上传到慕课平台。教学过程的可重复性是慕课的最大优势，在教学内容的设计过程中应尽可能地围绕某一知识点进行，从而提高学生的学习效率。

2.课堂实施

课堂的实施环节也就是课堂教学阶段，在该阶段教师向学生进行理论知识的讲授，通过对案例的分析进行理论知识的强化，通过实践操作的演示帮助学生完成从理论知识到实践的迁移。慕课环境下可以实现线上资源支持的线下课程，使得线下的课堂教学过程不再是单纯的45分钟讲解或实验操作。慕课环境下教学过程的实施可以将知识点讲解、实验操作以及学生分组讨论穿插进行，把传统单一的教学过程变得丰富多样。例如，在讲解数据库安全现状专题时，可以通过搜索列举线上课程资源，总结近年发生的数据库攻击、用户数据库泄露、撞库等案例，增强学生对数据库安全问题危害的认识，丰富学生对章节知识点理解的角度。与传统的授课方式相比，教师除了要完成讲解知识点、搭建知识框架、分析案例、解析重难点等任务以外，还需要组织学生进行小组讨论、小组合作学习，引导学生完成自主性的探究学习，然后对学生的课堂表现、活动参与度以及表现出的综合能力进行评价。

慕课环境下，课堂实施阶段除了进行课堂教学外，与传统课堂教学最大的差别在于可通过线上资源进行知识点内容的网络回顾。慕课平台提供了视频回顾、难点解析、论坛讨论、在线问答等功能，利用这些功能学生能够以不同的形式反复回顾课堂内容，使得课堂教学过程得到延伸，不再局限于传统的45分钟。除了基本知识点的回顾外，学生利用慕课平台的交互功能，对课堂教学中的重点与难点内容进行教师网络答疑、分组讨论等活动，使得课堂教学效果得到深化。从教师的角度而言，通过对学生回顾知识点的频次统计、答疑与讨论中重难点出现的数据统计，可以了解学生对知识点的掌握情况，然后实施教学反馈，进行课堂教学环节的调整。

3.教学评价反馈

课堂教学的评价反馈环节是教学过程中重要的组成部分，在这个环节中可以通过线下笔试结合慕课平台提供的线上考试和实验实践测试，考核学生对课程知识点与操作技能的掌握情况。与传统考核方式相比，实验实践环节所占的比重得到了提高，同时利用慕课平台的虚拟实验环境可以实现多人同时在线进行实践操作的考核，降低了课程考核硬件设施的投入。基于慕课平台的使用，考核过程中各部分所占比例也需相应调整，线下笔试成绩所占比重应有所降低，慕课平台中的论坛讨论、答疑环节的学生参与度需纳入到考核成绩中。在一门课程的整个实施过程中，设计一套能够恰当衡量学生学习情况的评测体系，并通过这个体系症明学生掌握了课程相关知识点内容，从而激发其学习兴趣，是教学改革的一项重要内容。

以慕课环境为支撑的自主式学习模式对于信息安全技术课程的教学促进作用是显而易见的，通过线上和线下相结合的教学模式，教学资源和教学重难点内容的组织将成为教师的课前准备的重要环节；学生可以利用碎片化的时间通过慕课平台来进行学习，简化了基础知识点内容的学习过程，重点、难点内容可以通过多次观看慕课视频来加深理解。慕课线上线下的教学模式是一个动态的教学过程，灵活运用线上线下教学与讨论可以激发学生学习的积极性，提高学生的学习效果。