基于藍墨云班課的翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)中的應(yīng)用探究
——以“信息安全概論”課程為例

郭宇燕，江明明，余 磊，孫 梅

（淮北師范大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，淮北235000）

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”[1]時代的來臨，“新工科”建設(shè)如火如荼，使用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式改進傳統(tǒng)教育順應(yīng)了信息時代的潮流。信息安全專業(yè)課程具有技術(shù)更新迭代迅速、實踐性較強等特點，課程著重對學(xué)生的學(xué)習(xí)、思維以及實踐能力進行培養(yǎng)。通過分析“信息安全概論”課程在教學(xué)中存在的問題，將互聯(lián)網(wǎng)與教育深度融合，采用藍墨云班課平臺進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量，打造“金課”。

1 “信息安全概論”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“信息安全概論”是我校信息安全專業(yè)的必修課，其內(nèi)容龐雜，涉及較多的信息安全相關(guān)理論、技術(shù)。該課程在教學(xué)過程中存在的問題如下：

1）重視理論教學(xué)，輕視實踐。該課程教學(xué)大多從理論層面上介紹密碼算法的加密、解密原理，沒有進一步讓學(xué)生了解算法的實際應(yīng)用。一味采用“填鴨式”教學(xué)方式，導(dǎo)致教學(xué)枯燥乏味，學(xué)生普遍缺乏興趣。

2）缺乏大量先修知識，與數(shù)學(xué)課程脫節(jié)。這門課涵蓋較多的密碼算法以及安全協(xié)議，許多密碼算法涉及大量數(shù)學(xué)相關(guān)理論。而該課程一般被當(dāng)作入門課程，非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生缺失相關(guān)數(shù)學(xué)知識，學(xué)習(xí)起來，往往事倍功半。同時，該課程還需要大量的先修課程，如高級語言程序設(shè)計、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等課程的鋪墊。如何在較少的課堂學(xué)習(xí)中補充或復(fù)習(xí)涉及的專業(yè)知識，又保持正常上課進度，這是需要解決的關(guān)鍵問題。

3）教學(xué)方式單一，教學(xué)媒體使用不充分。傳統(tǒng)授課過程中使用多媒體播放課件，只對課本中內(nèi)容羅列講解，課件無創(chuàng)意、無亮點，不能充分發(fā)揮多媒體優(yōu)勢。另外，教師在教學(xué)中較少采用討論式、啟發(fā)式等教學(xué)手段，教學(xué)方式單一，無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

針對“信息安全概論”課程教學(xué)中存在的若干問題，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂[2]進行新型教學(xué)模式的探究，逐步增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高教學(xué)效果。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)開展背景

翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。翻轉(zhuǎn)課堂不同于傳統(tǒng)課堂，教師不再占用課堂的時間來講授新知識，學(xué)生通過觀看視頻、課件，或與其他同學(xué)討論，自主完成新知識的學(xué)習(xí)。根據(jù)課前學(xué)習(xí)反饋信息，教師可以分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及存在的困難，進一步設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容。課上，老師針對問題進行輔導(dǎo)，再通過作業(yè)、測試、交流討論、分組合作等強化新知識的吸收和內(nèi)化。課后，學(xué)生可以規(guī)劃個人學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)節(jié)奏，教師也可以調(diào)整教學(xué)方式促成學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

翻轉(zhuǎn)課堂是教學(xué)改革的一次重大變革，是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的徹底顛覆。在移動互聯(lián)時代，移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展為其推廣提供了技術(shù)支持。翻轉(zhuǎn)課堂利用信息化的平臺分享教學(xué)資源，常見的平臺有藍墨云班課[3,4]、雨課堂、網(wǎng)易云課堂、騰訊課堂等，其中藍墨云班課平臺以其免費開放、方便快捷的簽到、有效的小組協(xié)作、及時的學(xué)情反饋、多樣化的課堂活動等功能，成為老師以及學(xué)生強大的智能助手。

3 基于藍墨云班課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

在“信息安全概論”授課過程中，單純的課堂講授比較枯燥，無法發(fā)揮學(xué)生的主體作用。為了充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，采用“藍墨云班課+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式。引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，利用小組討論以及頭腦風(fēng)暴等方式解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，將學(xué)與教同步進行，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有成就感。

3.1 藍墨云班課平臺的優(yōu)勢

移動設(shè)備的普及為人們的生活提供便捷，然而其弊端也隨之而來。各種移動端軟件分散了學(xué)生的精力，青少年的自我約束力較差，許多游戲、聊天軟件讓學(xué)生沉溺其中，這對他們的學(xué)習(xí)造成極大的影響。藍墨云班課平臺以“疏”制“堵”，讓學(xué)生從“玩手機”變?yōu)椤坝檬謾C”，該平臺具有以下幾個方面的優(yōu)勢[5]：

1）教學(xué)資源形式多樣。在該平臺上可以發(fā)布形式多樣的教學(xué)資源，如視頻、精心制作的課件、文獻等，教師發(fā)布資源后學(xué)生會收到即時消息，并隨時隨地通過電腦或手機登陸平臺進行自主學(xué)習(xí)。教師也可以通過該平臺了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，及時提醒沒有自學(xué)的學(xué)生。

2）多種課堂活動。云班課平臺提供多種有效的課堂活動，如：小組任務(wù)、頭腦風(fēng)暴、答疑、測試等，學(xué)生的得分根據(jù)其課堂表現(xiàn)獲得。課堂活動能活躍氣氛，在互動過程中，教師和學(xué)生可以增加了解，通過互動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，教師可以進行隨堂測試，對學(xué)生所預(yù)習(xí)的內(nèi)容進行評測，及時掌握學(xué)生的自學(xué)情況，增加學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的積極性。

3）準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)反饋以及全面客觀的評價。教師可以查看課堂活動評價和數(shù)據(jù)反饋，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的總體情況，及時掌握學(xué)情，提高教與學(xué)的效率。在開設(shè)課程前教師可以告知學(xué)生，獲得的經(jīng)驗值能作為平時成績，所有同學(xué)的經(jīng)驗值以及得分明細公開。平臺將所有學(xué)生學(xué)習(xí)或參與活動獲得的分值全部記錄并統(tǒng)計，并給予客觀評價。

3.2 基于藍墨云班課平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型構(gòu)建

根據(jù)“信息安全概論”課程特點，結(jié)合藍墨云班課平臺的優(yōu)勢，以及翻轉(zhuǎn)課堂的理念，構(gòu)建一種新的教學(xué)模型[6]如下圖1所示：

圖1 基于藍墨云班課的翻轉(zhuǎn)課堂模型

基于上述模型，遵循“以學(xué)生為中心”的原則，對“信息安全概論”課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計具體如下：

3.2.1 課前教與學(xué)

教師針對教學(xué)目標(biāo)進行課程設(shè)計，備課時抓住“備資源+備活動”這一要點。備資源，要有趣，如：精心制作的課件，針對課程單元涉及的知識制作微課視頻。在云班課平臺上發(fā)布的資源信息等，如圖2所示。備活動，要有效，針對教學(xué)目標(biāo)設(shè)計活動，讓學(xué)生在課堂上動起來。學(xué)生在教師規(guī)定時間內(nèi)進行自主學(xué)習(xí)，可隨時隨地觀看視頻，同時可以在討論區(qū)與教師和其他同學(xué)交流。學(xué)生需要完成教師事先準(zhǔn)備的單元測試，根據(jù)測試結(jié)果，教師有針對性地在課堂中進行答疑。

圖2 發(fā)布的課程視頻資源

3.2.2 課堂教與學(xué)

課堂上，教師通過云班課對學(xué)生進行簽到，一至兩分鐘就可以完成，可以采?。ㄊ謩莺灥健⒁绘I簽到、手動登記）等方式。為了防止學(xué)生偽裝簽到，教師可以開啟位置信息查看學(xué)生簽到距離，這種簽到方式比傳統(tǒng)課堂點名既新穎又高效。

教師在課堂上針對難點進行講解，并結(jié)合實際案例進行拓展教學(xué)。設(shè)計課堂任務(wù)讓學(xué)生分組討論或并完成，幫助他們內(nèi)化知識。例如，在學(xué)習(xí)Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議時，學(xué)生事先在云班課平臺上觀看視頻，了解Diffie-Hellman兩方密鑰交換原理，利用“頭腦風(fēng)暴”，讓學(xué)生計算對稱密鑰，設(shè)置一定的經(jīng)驗值。也可以設(shè)置“課堂討論”環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與討論，對正確完成任務(wù)的同學(xué)，給予一定的經(jīng)驗值作為獎勵，這樣可以真正反映學(xué)生對該知識點的掌握情況，同時提高了學(xué)生的積極性。對于難度較大的實踐拓展任務(wù)，如對該協(xié)議的算法實現(xiàn)，可以分組完成，云班課可以自動分組或指定分組，以滿足不同任務(wù)的需求。

基于藍墨云班課進行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，課堂的互動方式比傳統(tǒng)課堂互動方式更加豐富。教師還可以使用“課堂表現(xiàn)”里的“舉手”、“搶答”、“選人”等方式來增加互動，讓學(xué)生參與到課堂活動中，每次互動過后系統(tǒng)也會根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)分發(fā)經(jīng)驗值。學(xué)生認為這種評分方式新穎透明，有一種玩游戲升級的新鮮感，是一種很新奇的體驗。

3.2.3 課后教與學(xué)

課后學(xué)生也可以充分利用云班課平臺，在該平臺分享學(xué)習(xí)心得，對課堂所學(xué)知識進行討論，討論的內(nèi)容如圖3所示。教師可以發(fā)布拓展性實踐內(nèi)容，如在學(xué)習(xí)完Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議后，要求學(xué)生分析并發(fā)現(xiàn)該協(xié)議存在的問題，如容易受到中間人攻擊，針對這種攻擊采取什么方法改進該協(xié)議。要求學(xué)生課后仔細思考，并將自己的想法在討論區(qū)提出來與大家共同討論，教師對學(xué)生提出的想法給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高解決問題的能力。

教師將作業(yè)發(fā)布到云班課平臺，學(xué)生按照要求完成后再通過該平臺提交，另外可以采取隨機混排題目的方式防止學(xué)生抄襲。教師可在手機上批改作業(yè)，根據(jù)情況給予學(xué)生相應(yīng)的經(jīng)驗值。學(xué)生之間也可以相互評價或分組評價，最終的成績綜合了教師的評價以及同學(xué)的互評，這使成績更客觀公平。教師可以參考該平臺提供的評價數(shù)據(jù)，以便下次備課時調(diào)整授課內(nèi)容、方法，實現(xiàn)因材施教。教師也能從學(xué)生對自己的評價中分析課程設(shè)計中存在的問題并及時糾正。

圖3 學(xué)生交流討論

4 基于藍墨云班課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果與反思

基于藍墨云班課的翻轉(zhuǎn)課堂模式改變傳統(tǒng)教學(xué)方式、能夠增進師生互動、突破學(xué)習(xí)的時空障礙。在“信息安全概論”課程結(jié)束后，對學(xué)生進行課程教學(xué)模式滿意度、在線學(xué)習(xí)效果問卷調(diào)查[7]，調(diào)查結(jié)果如下表1、2所示：

表1 “信息安全概論”教學(xué)模式滿意度問卷調(diào)查

表2 “信息安全概論”在線學(xué)習(xí)效果問卷調(diào)查

由問卷調(diào)查以及學(xué)生平時的反饋可以看出，學(xué)生認同這種新的教學(xué)模式，對所學(xué)內(nèi)容以及資源接受度較高，教學(xué)效果良好。當(dāng)然，在教學(xué)改革過程中也存在一些困難：1）發(fā)布的教學(xué)資料不能保證學(xué)生全部觀看，學(xué)生的自學(xué)水平參差不齊，部分學(xué)生獨自完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)存在一定困難；2）一些師生對這種教學(xué)模式存在疑惑，還須進一步更新教學(xué)觀念；3)結(jié)合更多高水平的課程平臺以及教學(xué)模式，如大型公開在線課程（MOOC）[8]平臺、中國大學(xué)MOOC、小規(guī)模限制性在線課程（SPOC）[9]等，如何將這些與信息安全相關(guān)課程的教學(xué)結(jié)合起來，是一項長期而艱巨的任務(wù)。

5 結(jié)束語

藍墨云班課是信息化時代的產(chǎn)物，將手機與課堂教學(xué)進行有機的結(jié)合，為翻轉(zhuǎn)課堂的有效實施提供優(yōu)良平臺，是教學(xué)上的重大改革。基于云班課對“信息安全概論”課程進行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，能提高教學(xué)效果和質(zhì)量。今后，我們要繼續(xù)探索，結(jié)合先進的教學(xué)理念，為更好地進行課堂教學(xué)而努力。