研究生信息安全课程的教学模式探讨

1 引言

随着互联网和智能设备的广泛使用，信息安全成为国家、集体和个人安全的重要组成部分。近年来，高校信息管理、计算机科学、网络工程、软件工程等本科相关专业均开设了信息安全课程，也有很多高校为研究生相关专业开设此课程。我院将信息安全作为系统科学专业研究生的专业选修课，其目的是使学生熟悉信息安全和密码学的相关概念，了解安全防御的最新实用技术，着重理解和掌握常用密码算法的加密、解密原理，并能根据所学的知识设计、编程实现与之相关的实践课题。

信息安全是一门综合性交叉课程，其内容不仅涉及到高等数学、数论、线性代数、近世代数等数学基础课程知识， 而且也涵盖了计算机网络、信息论、编码学、密码学等计算机相关知识。除此之外，信息安全领域中也有很多新的概念、技术和方法不断涌现出来。因此，该课程的教学不仅要重视理论上的引导，还必须注重学生实验实践的指导。与本科生的课程相比，研究生的课程又有许多自身的特點和实际要求。本文以我院系统科学专业研究生教学实践为基础，探讨研究生信息安全课程的教学方法和改革建议。

2 研究生课堂的特点

（1）授课对象知识水平和实践能力差异较大。硕士研究生大都来自不同的学校，有的是本院本科生直接考入，有的是从三本院校考入，也有的是报考985、211院校未录取调剂而来。除了数学分析、高等代数，其他一些数学基础课，如数论、近世代数等，每个学校的开设情况和重视程度不一样，从而使得同一专业同一课堂上的硕士研究生具备不同水平的数学理论基础。另一方面，我院研究生大都来自数学专业，计算机知识和编程能力较低，甚或根本没有编写过程序。对于算法的架构和程序设计的思维方式没有建立起来，难以把理论表达的算法用计算机程序语言顺畅表达出来。

（2）研究生专业选修课的课堂一般以本专业学生为主，人数一般较少，我院专业选修课课堂大概十人左右，若人数少于5人，也可将两个年级合班上课。虽是同一个专业，但导师往往不同，这也就意味着学生之间的研究方向可能千差万别。如何让每一位学生都能在课堂上有所收获，这是值得授课教师思考的首要问题。此外，研究生课程通常设置为四节小课连上，学生很难做到整个半天都可以集中听讲。这种情况下，传统课堂中以讲授为主、教师“唱独角戏”的教学方式以及期末考试标准的试卷化考核方式显然不再合适。

（3）研究生课程设置的目的不同于本科生，有其独特性。《教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见》（教研 [2014] 5号）明确提出，研究生课程体系应“以能力培养为核心、以创新能力培养为重点，拓宽知识基础，培育人文素养，加强不同培养阶段课程体系的整合、衔接，避免单纯因人设课”。研究生的课程学习不仅要使学生学到相关课程的知识基础，还应该注重培养研究生运用理论知识解决实际问题的能力。如果采用一些基础理论课程的授课模式，课堂上单纯地进行概念描述、理论讲解和推导根本无法实现对研究生的培养目的。

3 研究生信息安全课程教学模式建议

针对上一小节所提到的研究生课程的特点，本节着重探讨研究生信息安全课程的教学模式，并结合自身教学实践，给出关于该课程在教学方法、实验设计、考核方式等方面的教学建议。

3.1 小班化教学模式

从研究生课程的班级规模来看，是一个典型的小班课堂。同时考虑到课堂的生源特点以及研究生的培养目标要求，我们可以在研究生课程中采用小班化教学模式。小班化教学的最大特点是因材施教。教师根据不同学生的知识水平和能力等级，针对不同研究方向的学生设置和安排有针对性的教学活动。随着课程教学的进行，逐渐了解和把握学生的能力和特点，从而进一步调整和优化教学设计。

对于基本算法，除了算法讲解，还可以根据学生研究方向，设置利用不同原理进行加密、解密的算法实现专题训练。学生可以自己单独完成，也可以两个人一组合作完成。实验课题完成后，每个组上台展示课题的设计、算法流程、实验结果，并把实现过程中遇到的问题提出了大家一起讨论解决。通过算法实现专题的训练能够使学生更加了解课程中所学知识和技能的作用，促进他们选择自己感兴趣的技术方向并更为主动的学习。

3.2 案例式实践

信息安全课程属于研讨类和实践类的课程，单纯地讲授理论和基本算法的实践不能很好地培养研究生的创新能力和解决实际问题的能力。案例式实践要求教师以具有典型代表性的案例为学生创设问题情境，引导学生通过对案例进行思考，在具体情境中掌握理论知识并总结规律，创造性地将理论知识与实践相结合，找到更多的实际应用范例或提出解决实际问题的思路与方法。

密码学是信息安全课程的重要组成部分，其涉及到的基本原理和数学基础是该课程中非常难的一部分内容。在这部分知识的学习过程中，学生往往感到枯燥、难懂。为了提高学生学习密码学相关知识的兴趣，可以利用多媒体播放纪录片《阿兰«图灵—破译纳粹密码的人》小片段，让学生在感受密码学这一美好艺术的过程中产生对密码学的学习兴趣，增加学习的信心。教学内容设计强调理论性与应用性的有机结合，有意识地突出案例分析和实践研究。

3.3 参与式教学

“研究生课程学习在研究生成长过程中具有全面、综合和基础性作用”。传统的教学方法以教师为主导，难以达到《意见》提出的这一要求。针对此，我们提倡参与式教学方式。

参与式教学是一种将教师与学生置于教育教学的同等地位，师生之间在教与学中通过相互交流、相互激励，调动学生积极参与、创造性学习与发展的教育模式。这种教学方式改变了传统教学中以“教师、课堂、教材为中心”的“三中心”模式，教师在课堂中扮演的是学生学习的引导者和辅助者，学生在教师的引导下建构知识框架，并积极主动地参与教学过程，扮演“小讲师”的角色。理论教学课堂的参与中，训练学生查阅文献、整理信息的能力，提高构建知识框架的能力，语言组织和逻辑表达能力。实践课题过程中，倡导学生主动参与，勤于动手，分组汇报。

3.4评价方式

研究生开设信息安全课程，除了理论知识的传授，还应注重培养学生的创新精神。对该门课程的考核评价，应注重多样化和差异化，不能采取一张卷子评天下的方式。理论考试成绩和实践成绩各占50%。理论考试着重考查学生对基础理论和算法的掌握和理解情况，采用试卷的形式考查。实践评价过程中，注重过程性评价。考虑到研究生生源和研究方向的差异性，既要关注学生最终学习的结果，也要关注学生在学习过程中的发展和成长。考核方式可采取现场展示、程序开发、课题答辩等多种形式。根据此过程中学生表现出来的知识掌握情况、动手操作能力、创新能力和解决实际问题的能力给出综合评价。

4 结束语

本文结合自身教学实践，总结了研究生课程的普遍特点，同时针对研究生信息安全课程的教学方法、实验设计、考核方式等方面进行了探讨并给出了一些建议。研究生课程教学改革是一个长期的过程，需要众多一线教师一起为此进行更深入的探索和努力。

（作者单位：重庆师范大学数学科学学院）

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