面向能力培养的问题式教学方法研究与实践

2016-10-21汪永伟苏会芳刘育楠

中国教育技术装备 2016年16期

关键词：实例信息安全教学法

◆汪永伟　苏会芳　刘育楠

面向能力培养的问题式教学方法研究与实践

◆汪永伟苏会芳刘育楠

问题式教学方法是一种探究式教学方法，比较适用于实践性较强的课的课堂教学。针对信息安全技术课程的特点，将问题式教学法应用于信息安全技术课程教学，并结合实际教学案例说明问题式教学法的实施过程。

问题式教学；信息安全技术；实践创新能力

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.16.104

1　前言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》将高等教育的目标定位为培养高素质专门人才和拔尖创新人才。近年来，为促进高素质应用型人才培养，各高等院校在课程教学中做了一些有意义的尝试，将一体化教学等教学方法引入课程教学过程，将理论教学与实践教学有机结合，取得较好的教学效果。其中，问题式是一种探究式教学方法，以问题作为教学线索，将课程内容有机衔接，使教学过程转化为问题解决过程，可显著增强学生对课程内容的掌握效果，并提升学生的实践创新能力。因此，问题式教学法特别适用于实践性要求高的课程教学，该方法已成为高等教学研究的热点之一。本文通过信息安全技术的教学设计与实施，对问题式教学法在信息安全技术课程中的应用进行研究与实践。

2　问题式教学法内涵

问题式教学法是一种探究式教学方法，该教学法基于教学内容提出问题线索，围绕教学目的，将教学内容和教学过程转化为提出问题、分析问题、解决问题的问题解决过程。问题式教学法具有逆向性、主动性和启发性等特点。在教学设计上，问题式教学法与传统教学方法刚好相反。传统教学法往往是由因及果，采用先易后难的方法，将知识内容步步引向深入；而问题式教学法，由结果开始，逐步反推，设计出引领全部内容的问题作为课堂线索。问题式教学法将设问作为基本的教学形式，在课程的实施过程中，以问题激发学生的学习热情，使教学过程充满悬念，使学生的思维接受挑战，学习的主动性和能动性得到提高。下面以信息安全技术课程中的虚拟专用网部分内容为例，说明问题式教学法的实践教学过程。

3　基于问题式教学法的教学方案设计

教学目标分析信息安全技术课程是信息安全专业的一门专业必修课，基于前期相关课程的学习，学生普遍对计算机网络有比较全面的了解，对密码学的相关知识有初步认识。但是学生在前期课程中侧重理论学习，在实际应用和动手实践方面有欠缺。信息安全技术是一门与工程应用结合非常紧密的课程，学生对具体信息安全技术理解和掌握起来较为困难。所以期望在授课过程中由问题为主线，层层推进，引发学生的积极思考，调动学习积极性，通过应用实例来帮助学生学习并掌握具体技术。

教学目标分析结合本课内容特点制定教学目标，目标的实现贯穿于整个教学过程。知识目标：理解ESP协议报文格式，掌握其操作模式和处理过程。能力目标：运用ESP协议解决IP包安全性问题。情感目标：激发学生对IPSec的学习兴趣，主动将安全协议知识应用于实践中。

课程内容包括三部分：1）虚拟专用网概述，介绍IP VPN的起源、概念、基本原理；2）典型隧道协议，包括L2TP、IPSec、MPLS；3）典型VPN业务，重点介绍第二、三层VPN服务。其中，典型隧道协议是整本教材的核心部分，IPSec协议是最主要的隧道协议簇，而AH/ESP协议是IPSec中主要安全协议。本次课的重点、难点是理解并掌握ESP协议保护IP包安全性的原理。

教学方法本次课以问题式教学法为主，引领整个教学过程，并辅助对比分析、案例分析等教学方法。

1）以问题的推进驱动知识点的展开。对于协议的讲授，因为协议本身比较枯燥，如果直接按照教材的章节顺序介绍，很容易让学生陷入仅对协议格式本身机械式记忆的误区中，“知其然而不知其所以然”。

2）以对比法梳理知识点的联系与异同。本次课内容的最大特点是ESP协议和AH协议同属于IPSec协议簇，既有相似性，又有不同点。这在学习的时候容易混淆，所以采用列表对比的方法梳理知识点，比较ESP协议在功能、格式、模式以及过程方面与前者的异同，加深学生的理解。

3）以实例讨论提高学生知识运用能力。针对学生缺乏工程实践经验的特点，以实例讨论法本身来帮助学生运用理论知识解决实际问题。而且通过实例帮助学生培养一种处理问题的思路：从需求入手，以现有知识结构为基础，综合运用相关技术，解决实际问题。

教学过程课程的教学过程设计安排如下。

1）问题导入。本次课通过问题的层层推进来衔接各个知识点。在课程的一开始，就首先对IP协议安全性缺陷进行分析，它存在缺少数据源认证、完整性认证、机密性保护等问题，从而引出对IP数据包安全保护的需求。那么这个问题如何解决呢？将这一问题分为两个子问题：“IP数据包的信息认证问题”和“IP数据包的信息保密问题”。如何解决这两个问题呢？引出ESP协议，这其实就是ESP协议的目的和作用。

2）问题讲解与分析。 ESP的目的：解决IP数据包的信息保密、信息认证问题。信息保密这个子问题又如何解决呢？信息保密分为两方面：数据机密性和流量机密性。信息认证分为两方面：数据源的认证、消息完整性。消息完整性又包括防篡改、防重放等。那么ESP协议如何解决这些问题呢？从而引入课程的重点和难点：ESP报头格式中关键字段、ESP的两种工作模式。

3）比较分析。带领学生一起分析两种安全协议AH/ESP的特点，比较分析二者在目的、格式、模式、过程等方面的不同。比如：二者都有认证功能，它们有什么区别？认证的范围有何不同？达到对刚才所讲授内容的知识点进行梳理的目的。

4）应用实例。提出一个实例需求，引导学生主动思考，采用刚刚学过的有关ESP协议知识解决此问题。通过实例的分析和解决，将课堂开始所提出的问题实例化，重温问题提出、分析问题和解决问题的过程，使学生对课程内容进行进一步梳理，掌握知识的实践应用方法。

5）总结。回顾本次课的教学内容，简要叙述ESP协议的格式特征、操作模式、工作过程等。此时引出一个问题：安全协议运行过程中，算法是如何约定的？通信密钥是如何协商的？引发学生的进一步思考：如何解决呢？为课后的思考题埋下伏笔。

4　结语

问题式教学方法实施的重点在于问题的提出，提出的问题要紧贴学生的需求和兴趣点，提出的问题要与学生在心理上产生共鸣，才能达到最佳的实施效果。因此，教师要对学生的心理把握精准，了解学生的特点和实际需求。此外，问题引导的时机和语言的精准性要求也比较高，这就对教师的问题引导思路和语言逻辑思维提出较高的要求。本次课在教学过程中，对问题式教学法进行了初步实践，通过问题的推进，激发了学生的学习兴趣，将知识内容进行有机衔接，促进学生对知识的理解，提高学生对知识的整体掌握。

［1］李晔，王翠香，姬正洲，等.基于高素质应用型人才培养的实践教学体系构建［J］.西安邮电学院学报，2011（12）：78-81.

［2］王洁，侯刚，周宽久，等.基于FPGA的课程群一体化实践教学体系与平台［J］.实验技术与管理，2015（9）：208-211.

［3］孙小琴.基于理论与实践一体化导向的化工教学设计探析［J］.化学教育，2015（10）：61-64.

更正：如下所示“图1秒表原理图”为本刊2016年第12期（6月下，总第390期）《基于Protel 2004DXP的电子线路设计》（作者：崔玉美）一文正确的图1所示图片（P13），特此说明。