“专德创”融合教学模式设计及其在密码学课程中的应用

段桂华，王建新，李 敏，王伟平，盛 羽

（中南大学 计算机学院，湖南 长沙 410083）

0 引言

2019 年10 月教育部发布了关于一流本科课程建设的实施意见，这是继国务院发布关于深化高等学校创新创业教育改革和新时代学校课程思政建设以来，从课程高阶性、创新性和挑战度方面进行高等教育人才培养深化改革的又一个指导性意见。根据本科一流课程建设的要求，课程不仅要在夯实专业知识的基础上增加研究性和创新性内容，还需要融入思想政治教育内容，将立德树人贯彻到课程的教学全过程中。因此，随着教学改革的深入，课程教学涵盖的教育内容越来越丰富，如何在有限的教学计划学时内保证专业技能教育质量的同时，培养学生解决问题的综合能力和创新思维、树立正确的人生观和价值观，成为当前高校深化教育教学改革的热点之一。

3.2.2 不适宜处方。1）不适宜遴选药品：例1患者女，44岁。诊断卵巢囊肿，附件炎，宫颈炎。处方：丹黄祛瘀胶囊1.2 g，一日三次，口服。康妇消炎栓2.8 g，一日一次，肛塞。甘霖洗剂20 ml，一日一次，外洗。舒康凝胶剂5 g，一日一次，外用。分析甘霖洗剂只适用于外阴阴道炎，诊断疾病遴选药不适合；2）用法、用量不适宜的例1患儿男，3岁。处方：蒲地蓝消炎口服液10 ml，一日三次，口服。分析处方剂量为成人量，2岁儿童剂量偏大；3）重复给药患儿女5岁，诊断咽炎处方：四季抗病毒口服液+金振口服液+小儿肺热咳喘口服液+蒲地蓝消炎口服液。分析相同成分药品重复给药。

在高校理工类专业课程创新创业教育与课程思政建设方面的教学改革研究中，大部分集中于创新创业背景下课程的教学改革[1-2]或者是在专业教育中探讨如何融入课程思政[3-4]，而将二者融合的教学研究主要是从宏观上分析其融合可行性和实现路径[5-6]，没有落实到具体的课程改革与建设上，对一线教师的本科一流课程建设参考价值不大，不能提供专业知识体系、学科前沿知识、创新创业教育和德育元素的有机融合的有效解决方案。

1 “专德创”融合教学模式设计

完整的教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节，文献[2]给出的基于创新创业教育的开放式精品示范课堂的设计框架和教学设计思路，同样适用于“专德创”融合教学模式下的课程教学设计，不同之处在于教学过程中增加了思想政治教育内容。数字签名协议的教学过程和细节设计见表2。

图1 “专德创”融合教学模式结构

目标层包含新时代背景下高校教育的育人目标，即价值塑造、知识传授、能力培养和智慧启迪。需求层给出了课程达成育人目标在专业知识能力、立德树人和创新创业能力3 个方面的培养需求，学生通过课程学习后，能夯实自己的专业知识，树立正确的人生观和价值观，提升解决复杂工程实际问题的创新创业能力。从知识层可以看出，为达成育人目标，学生所获取的知识体系不再局限于专注专业能力培养的专业课程知识体系，还包括应用于价值塑造的社会主义核心价值观和中华优秀传统文化，以及进行智慧启迪的创新创业能力培养的拓展知识。方法层给出的是课程建设过程中需要改革的几个方面，包括课程教学大纲的优化、专业知识德育元素和学科前沿知识点的融合设计、课堂教学组织模式探讨和课程考核方式研究。

新时期，人们对于公路桥梁养护和加固的质量要求不断提升，要确保其养护及加固的规范，实践过程中，工程建设人员必须注重以下要点的全面把控：

2 “专德创”融合教学模式在密码学课程中的应用

密码学课程是信息安全专业的必修课程和计算机专业的重要选修课程，“专德创”融合教学模式下课程的育人和培养目标为通过课程学习，学生在知识、能力和素质方面达到以下目标。

综上所述，大部分民国学者都是主张采用社会本位法律，理由无非有三，第一、社会本位法律符合人类进化的法则；第二、社会本位法律比个人本位法律更具优越性；第三、社会本位法律与中国社会现实相互适应。尽管民国学者并没有充分地论证过社会本位的优越性、正当性与正确性，但是，从他们内心里，已经形成了这一共识，因而，在民国时期，中国法律采社会本位是一种流行和趋势。

（2）能力方面：培养发现问题、分析和解决问题的能力，能针对一些复杂网络安全问题进行分析并提出有效的解决方案，具备解决工程问题的创新思维；学会资料查找和文献综述报告撰写，培养科学研究的能力。

（1）知识方面：掌握密码学相关的数学基础知识、密码算法原理和密码协议的设计思想，了解信息安全研究领域中的经典密码技术和前沿技术，学会安全网络协议的分析与设计方法。

（3）素质方面：具备良好的网络安全法制观念和网络安全防范意识的专业素质；培养多角度思考问题的辩证思维，树立正确的人生观和价值观，具备良好的政治觉悟、道德品质和文化素养。

2.1 课程知识体系构建

创新创业教育主要是实现目标层中的能力培养和智慧启迪，培养学生的创业意识、创新精神和创造能力。在密码学课程中主要从两个方面来体现：一个是信息安全CTF 竞赛（Capture The Flag，夺旗赛），学生应用密码学的相关知识完成比赛答题；另一个是密码学相关算法和协议的应用，学生通过了解学科前沿，应用所学的密码算法和密码协议完成创新性作品。“专德创”融合教学模式下密码学课程多元知识点的映射关系见表1。

当然，在具体的课程教学设计过程中，表1中的映射关系并不是一成不变的，可根据具体的授课进度和当前的时事热点以及密码学相关的最新研究前沿进行调整。以数字签名协议知识点为例，在教学设计中将思想政治教育和创新创业教育内容融入专业知识教育的具体设计过程如下。

21 世纪是建设网络强国的时代，网络安全在国家安全体系中具有重要的战略地位。密码学是网络信息安全的核心技术，这门课程很容易结合当前的时事热点对学生进行思想政治教育，但是密码学课程毕竟是一门专业核心课程，有其规定完成的必修专业知识点，思政育人素材和创新创业元素的融入，不能影响学生对专业知识点的获取，因此，需要对整个课程的知识点进行梳理，寻找思想政治教育内容、创新创业教育元素与专业知识技能教育内容有机融合的映射点。

表1 “专德创”融合教学模式下密码学课程多元知识点的映射关系

根据目标层中的价值塑造育人目标，密码学课程中的思政素材主要包含以下3 个部分：①了解常见的网络攻击手段和威胁，具备良好的网络安全法制观念和网络安全防范意识，提升信息安全意识和网络安全防御的专业素质，树立为保卫国家和人民利益而学习专业知识的目标；②理解社会主义核心价值观和“四讲四有”的重要思想，明确时代责任和历史使命，树立远大的奋斗目标；③学会辩证地多角度看待问题，正确辨析各种事件，具备良好的政治觉悟、道德品质和文化素养。

2.2 数字签名协议多元知识点融合设

一流本科课程的建设，首先要有明确的时代背景育人目标，然后在培养方案中确定课程达成育人目标的培养需求。在此基础上，构建课程建设的知识体系，并进行相应的教学改革以提升课程目标的达成度和教学质量。基于该课程建设思路，结合教育部近年来提出的创新创业教育、课程思政教育和金课建设理念，可以采用应用于高校理工类专业课程的基于专业知识+德育素质+创新创业的“专德创”融合教学模式。该模式包括目标层、需求层、知识层和方法层4 层结构，如图1 所示。

综上所述,重症脓毒症患者采用连续性血液净化治疗,能有效提高患者的乳酸清除率,改善患者的转归情况,降低血乳酸水平,值得在临床上进行应用推广。

1）思想政治教育内容与专业知识教育内容有机融合。

在这4 层结构中，目标层和需求层是高校培养人才的根本和指挥棒，教师在这个指挥棒下进行课程建设的知识层内容和方法层教改的研究和实施。具体思路为基于课程建设的目标，研究课程的专业知识体系，结合思想政治教育的内容和学科前沿知识，挖掘思政元素和创新创业知识点，并将其有机地融合到专业知识的讲授过程中，进行完整的教学设计。

在第3 个基本协议即基于哈希+公钥密码的数字签名协议设计中，引入2019 年10 月的两个重要事件：24 日国家领导人在中共中央政治局学习中指出，要加快推动区块链技术和产业创新发展，把区块链作为核心技术自主创新；26 日第十三届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议表决通过密码法，于2020 年1 月1 日起施行。从国家战略的角度分析区块链为什么成为自主创新核心技术，并结合密码法给出具有自主知识产权的国产密码算法和密码技术的重要性，让学生明白自己身上的时代责任和历史使命。

习近平总书记在十九大报告中提出，“中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。改革开放以来，我国经济社会不断发展，人民生活显著改善。中国特色社会主义进入新时代，对工匠精神的极大诉求其实是我国综合国力上升、社会生产力迈向新阶段的必然结果。

2）创新创业教育内容与专业知识教育内容有机融合。

关于数字签名算法和协议的研究是信息安全领域的热点之一，首先给出近5 年来发表在SCI期刊和国内权威期刊上的论文数，让学生了解近年来相关知识点的研究动态；然后结合课程专业知识点“签名者参与验证的数字签名协议”在文献[7]中的应用，引导学生学习文献阅读和撰写的方法，培养科学研究的批判性思维和严谨态度；同时，给出一个往届学生利用该数字签名协议设计的参加全国大学生信息安全竞赛国赛获奖并发表小论文的创新作品[8]，培养学生开放性的创新思想，积极参与创新创业训练和学科竞赛中，应用或改进已有的安全协议，或设计新的协议解决一些安全问题。

表2 数字签名协议的教学过程和细节设计

3 实践效果

网络信息安全是当前世界各国关注的热点，密码学作为网络信息安全的核心技术课程，蕴含着丰富的思想政治教育和创新创业教育资源。密码学课程实施“专德创”融合教学模式改革后，取得了良好的教学效果。从学生的专业成绩来看，学科前沿、创新创业教育和思想政治教育内容的引入，并没有影响到学生对专业知识的获取，反而提高了学生的学习兴趣和学习主动性，使得专业基础更加扎实。从学生的课外拓展报告来看，学生的文献综述和知识归纳能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力以及创新能力得到了很大的提升，很多学生在报告的最后给出了对信息安全专业的理解、对一些信息安全事件的反思、对国家未来网络安全的思考等思政感悟，意识到自己肩上的责任与担当，达到了专业技能教育、思想政治教育以及创新创业教育的三重目标。从学生的评教结果和课后反馈来看，学生认为通过课程学习，自己的知识、能力和素质得到了很大提升，受益匪浅。

4 结语

课程是人才培养的关键要素，高校深化教育改革最终要落实到课程建设上。围绕学生培养的知识、能力和素质3 个方面的目标，根据专业知识、思想政治教育元素和创新创业能力培养之间的协同关系，设计的“专德创”融合教学模式的4 层结构在教学中取得了良好的效果。密码学课程的应用效果表明，该模式能较好地实现新时代背景下高校教育在专业知识能力、立德树人和创新创业能力培养3 个方面的育人目标，可为一线教师的本科一流课程建设提供借鉴与参考。