“信息安全概論”線上線下混合式教學的探索與實踐

李紅嬌 王亮亮 陳思遠

[摘 要] “信息安全概論”是信息類相關(guān)專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，具有涉及面廣、更新快、注重與實踐相結(jié)合等特點，旨在讓學生了解信息安全概念、原理、技術(shù)及應(yīng)用。文章結(jié)合“信息安全概論”課程的特點及教學目標，充分發(fā)揮線上線下混合教學的優(yōu)勢，從知識體系梳理、教學設(shè)計與實施、評價等方面，對線上線下混合的“信息安全概論”課程教學進行了探索與實踐，期望形成以學生為中心的教學相長的學習模式。

[關(guān)鍵詞] 線上線下混合;“信息安全概論”;課程思政;能源電力

一、引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是今后教育改革的大趨勢。線上網(wǎng)絡(luò)教學和線下課堂教學相結(jié)合的混合式教學模式，可以把傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化教學的優(yōu)勢結(jié)合起來，線上資源作為線下教學的拓展，從課前、課中、課后引導學生充分利用互聯(lián)網(wǎng)主動學習，因此，線上線下混合式教學受到了廣泛關(guān)注[1，2]。“信息安全概論”作為信息類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是學生了解信息安全概念、原理及技術(shù)的入門課。本文探討利用線上線下混合式教學的優(yōu)勢，探索符合“信息安全概論”課程特點和有效的教學方式。

二、“信息安全概論”課程及知識體系

（一）“信息安全概論”課程特點及目標

作為網(wǎng)絡(luò)空間安全的引導課，“信息安全概論”課程有其獨有的特點和要求：涉及面廣;內(nèi)容和知識體系更新快;理論與實踐的結(jié)合非常關(guān)鍵。為了能掌握課程知識點，需理論聯(lián)系實際、結(jié)合案例進行分析。因此，結(jié)合本校行業(yè)特色以及該課程的特點，該課程的教學目標為：使學生對信息安全有較全面的理解和認識，掌握信息安全的基本理論、基本概念和關(guān)鍵技術(shù)方法，并了解在能源電力行業(yè)的應(yīng)用中如何使用這些技術(shù)，在行業(yè)應(yīng)用中掌握安全問題分析、解決的方法，增強對網(wǎng)絡(luò)空間安全的認識保護能力，并對學科前沿有一定的理解。進一步以立德樹人角度，“信息安全概論”擬立足學生，主要從國家、社會與個人等維度將信息技術(shù)發(fā)展、國家戰(zhàn)略、法律法規(guī)、職業(yè)道德等融入課程;在培養(yǎng)學生學習信息安全原理，掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，注重在網(wǎng)絡(luò)安全等方面的正確引導，讓學生認識到國家利益與信息安全的關(guān)系，增強學生在網(wǎng)絡(luò)空間中的法律意識，鼓勵學生通過學習掌握先進科學技術(shù)，將來服務(wù)國家，回饋社會[3]。

（二）“信息安全概論”模塊化教學內(nèi)容設(shè)計

本課程的主要內(nèi)容包括：信息安全基本概念，網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)，經(jīng)典密碼算法，經(jīng)典訪問控制模型，操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全原理以及安全配置，計算機網(wǎng)路安全機制（防火墻，入侵檢測，VPN技術(shù)等），計算機病毒原理與防范，安全審計的流程與分析，安全管理與安全評估體系，電力信息安全網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計以及信息安全技術(shù)新進展。融入思政內(nèi)容的“信息安全概論”課程教學設(shè)計總體上遵循“價值引領(lǐng)，技術(shù)傳授，潛移默化，能力培養(yǎng)”的思路，以“課程思政”為載體，培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)安全素養(yǎng)，體現(xiàn)專業(yè)核心課在人才素質(zhì)培養(yǎng)中的核心地位。在教學內(nèi)容上，按照“體現(xiàn)專業(yè)特色，結(jié)構(gòu)化設(shè)計”的思路對課程的知識體系和思政內(nèi)容進行梳理，思政教學模塊與知識要點，劃分四個教學模塊（見表1）。通過模塊化的教學設(shè)計，進一步明確和強化專業(yè)課的思政教學內(nèi)容、形成將“電力”“安全”“思政”三者有機結(jié)合、同向同行的信息安全思政教學特色。

三、線上線下混合教學課程教學中的實踐

“信息安全概論”課程知識點多、內(nèi)容多，發(fā)展快、學時少，實施混合式教學關(guān)鍵在于對這門課程理論體系的整體把握和精細化設(shè)計。如何設(shè)計出有效又有趣，體現(xiàn)知識理論體系相互聯(lián)系和滿足學習目標要求的自主學習任務(wù)，對混合式教學的實施是極大的考驗。“信息安全概論”線上線下混合教學的實施過程主要包括課前階段、課中階段和課后階段。

（一）課前階段

1.提升教師對線上線下平臺的駕馭能力。教師對課堂的駕馭能力是決定混合式教學效果的關(guān)鍵。實施混合式教學，教師既要把握學生展示自主學習內(nèi)容，又要兼顧整個知識體系的完整性，同時要實現(xiàn)基于課本知識的教學和討論、互動、交流，組織學生課堂活動，確保兩種教學場景進行及時切換及互補。通過聽講座、課前多次測試、團隊討論、練課、互相聽課教學交流、學生評測等，以幫助教師自如地使用線上教學工具。結(jié)合本校實際，采用智慧樹課程平臺進行教學資料的發(fā)布、作業(yè)提交與批改、互動等，通過騰訊課堂進行教學直播、實驗，習題課則采用騰訊會議。

2.課程資源建設(shè)。課程視頻內(nèi)容的選取要有針對性，要針對學生不易理解的重點與難點。因此，視頻根據(jù)知識點選擇，一個知識點對應(yīng)一個視頻，時間為5—10分鐘。在建設(shè)課程資源時，主要從以下幾個方面著手：（1）從智慧樹和B站根據(jù)課程要求選擇已有的精品課程資源。其中，B站所選擇的精品課程資源是：“信息安全概論”“信息安全概論（密碼學）”。智慧樹平臺選擇的課程資源是：“信息安全技術(shù)的研究與發(fā)展”“網(wǎng)絡(luò)空間安全概論”。（2）自行錄制微課程視頻。此類資源主要是根據(jù)課堂學生的反饋，對于重點難點進行講解及深入探討，為學生提供精準的內(nèi)容講解，為學生自主學習提供幫助。（3）給出互動話題及課堂討論話題。此工作在智慧樹平臺上實施，根據(jù)教學內(nèi)容，給出互動話題，一方面引起學生興趣，提升學生參與性;另一方面，通過互動交流，了解學生對知識點的理解，進一步，使學生能將身邊事與信息安全知識關(guān)聯(lián)，并形成自己的見解。在實施中，主要兩種采用兩種形式。其一，教學平臺給出互動討論話題，一般每章一個，包括的部分話題如下：如何理解信息安全的定義？你認為密碼能用于解決哪些安全問題？結(jié)合平時學習和生活經(jīng)歷，你認為未來主流身份認證會是哪種方式？操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全有什么區(qū)別？如何理解入侵檢測？結(jié)合使用手機經(jīng)歷，你覺得終端安全需要哪些安全保護？其二，資料準備話題，線下查閱資料準備課堂討論，部分討論主題如下：國家網(wǎng)絡(luò)安全宣傳周、國家安全日、能源電力行業(yè)安全、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全、能源網(wǎng)絡(luò)安全案例、身邊的網(wǎng)絡(luò)安全案例。（4）課上互動題與課后作業(yè)設(shè)計。為了提升對每個知識點的深入理解，分章節(jié)根據(jù)具體知識點中涉及的關(guān)鍵術(shù)語、數(shù)字、易混淆之處、技術(shù)關(guān)鍵等設(shè)計互動題，一般為選擇或填空題。進一步，針對視頻內(nèi)容和授課內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的課后作業(yè)（書面作業(yè)+實驗作業(yè)）。書面作業(yè)每周一次，包括填空、簡答以及計算等，完成后拍照直接線上提交。實驗作業(yè)一共3次，主要側(cè)重密碼學算法應(yīng)用與實踐、訪問控制與防火墻，需提交程序運行小視頻和書面報告。（5）分配視頻觀看任務(wù)及參與的話題。首先，不同專業(yè)的學生所要求的知識點也不同，因此教學內(nèi)容必須分層設(shè)計，有利于激發(fā)不同層次學生對“信息安全概論”這門重要課程的學習興趣，提高教學質(zhì)量。其次，信息安全學科發(fā)展迅速，在教學內(nèi)容的設(shè)計上，結(jié)合專業(yè)特點和不斷出現(xiàn)的新技術(shù)，根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標設(shè)計知識框架。最后，利用線上平臺按照教學進度表、重難點，建立循序漸進的學習計劃，按周次發(fā)布學習任務(wù)。

（二）課中階段

融合線上教學工具與多種方法的課堂教學，學生完成在線學習后，進入課堂學習階段。根據(jù)教學對象進行教學活動設(shè)計，充分利用線上課堂的輔助工具依據(jù)知識結(jié)構(gòu)，充分調(diào)動學生學習的主動性。如：提問，互動，搶答，討論，演示，現(xiàn)場演示實驗調(diào)試等。

整個教學過程針對具體問題而教，不力求面面俱到，但力求情境化，注重知識形成的過程，強調(diào)對安全技術(shù)與原理的理解與設(shè)計，展示安全思維與方法，讓學生在良好的情境設(shè)置中學習理解信息安全概念與技術(shù)。以下為具體教學方法：

1.采用啟發(fā)式教學方法，通過線上提問與互動提升聽課效率。從基本概念、基本技術(shù)出發(fā)分析和理解相關(guān)的信息系統(tǒng)安全技術(shù)，提高學生的整體安全思維與理解能力，教師在教學過程中不僅要考慮如何“教”的問題，還應(yīng)考慮學生如何“學”的問題。因此，主要途徑有以下幾個方面：（1）提問：依據(jù)重難點教學內(nèi)容，精心設(shè)問，巧于提問，估計學生參與討論。從而啟發(fā)學生思考、引導學生參與課堂，對問題展開思考和深入理解。使學生在掌握課程基本內(nèi)容和基本方法的同時，能夠融會貫通，提高教學質(zhì)量。（2）互動：在每個知識點講述之后，直接線上使用互動題測試學生掌握情況，實時發(fā)布學生參與率和答題準確率，及時評判學生對知識點的掌握程度，以動態(tài)調(diào)整教學節(jié)奏，及時總結(jié)并解釋學生學習過程中存在的問題。（3）提問與討論：在課程教學的過程中，充分發(fā)揮線上教學平臺的優(yōu)勢，根據(jù)所講授的知識點，對線上自主學習的內(nèi)容隨機提問，另外，根據(jù)課堂實時進展，根據(jù)線下拓展資料的閱讀材料進行討論或者現(xiàn)場演示程序調(diào)試會議等。

2.演示實驗與案例教學。結(jié)合具體授課內(nèi)容，將網(wǎng)絡(luò)安全案例以及針對電力行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)攻擊安全案例，科研成果和前沿技術(shù)融入課程中，從信息安全的實際需求和行業(yè)出發(fā)，啟發(fā)學生進行思考并展開分析與討論。在此過程中，輔以算法、技術(shù)過程的實驗演示，使學生在掌握課程基本理論和方法的同時，理解課程知識在網(wǎng)絡(luò)安全中的實際應(yīng)用，激發(fā)學生的研究興趣，啟迪學生創(chuàng)新思維。進一步，根據(jù)知識模塊的思政要點，輔以多媒體資源，融入特色鮮明的“課程思政”元素，吸引學生“入耳”“入心”[4]，在對信息安全學科的主要內(nèi)容進行深入淺出地闡述中，融入家國情懷、法制意識、專業(yè)使命等要素，以激發(fā)學生的科技熱情，引導學生形成愛網(wǎng)護網(wǎng)的主觀能動性。表2為基于模塊劃分的課堂教學安排。

（三）課后階段

1.作業(yè)提交，批改與反饋。學生按照教師分配的任務(wù)，有計劃地完成視頻學習和課后作業(yè)等任務(wù)。教師參與學生自學過程中遇到的問題，學生完成后的作業(yè)按照規(guī)定的時間節(jié)點提交到智慧樹平臺，教師在智慧樹平臺上查看并批改學生提交的作業(yè)。學生可以實時接收作業(yè)反饋。學生的學情數(shù)據(jù)有助于教師了解學生參與學習的積極性、知識點掌握的情況，從而有針對性地調(diào)整課程進展。對線下學習時間較短的學生進行督促、對作業(yè)完成不符合要求的學生，點對點通過QQ群或智慧樹（在線或非在線學科）進行及時的線上指導。

2.課程評價。為了更全面，更客觀，調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的獨立自主學習能力，學生的課程成績評價綜合線上線下的所有表現(xiàn)，從學生自主預習、學生課堂展示表現(xiàn)、課后作業(yè)展示、網(wǎng)絡(luò)互動、交互活躍度、學生解決問題的能力以及考試成績等多方面進行考核，這種多元化的評價體系更注重對學生學習過程的評價。學期成績具體計算方案如下：總評成績=平時成績×40%+互動答疑成績×10%+開卷考試成績×50%。

說明：平時成績，主要考查學生作業(yè)，上機實驗的操作情況。計分規(guī)則如下：平時成績總分40分，主要由第1—14次的上課作業(yè)及期間的3次實驗構(gòu)成，具體其中的20分按是否提交評判（每一次書面作業(yè)記1分，每一次實驗記2分），另外的20分按完成質(zhì)量評判。期終考試總成績，期終考試以開卷的形式布置作業(yè)，滿分100分，根據(jù)考卷分數(shù)計總分。

四、結(jié)束語

本文針對“信息安全概論”課程的課程特點和立德樹人的育人目標，對基于線上線下混合的“信息安全概論”課程教學進行了探索與實踐。首先梳理了課程的知識體系與思政內(nèi)容，對線上資源建設(shè)進行了設(shè)計。其次對線上線下混合教學的實踐教學方法進行了歸納;最后對作業(yè)設(shè)計與評價進行了過程化評估。今后我們對線上線下混合教學進一步完善，以形成以學生為中心的教學相長的學習模式。

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