網絡強國背景下基于OBE理念的信息安全與技術課程教學改革與實踐研究

楊曄　谷宗運

關鍵詞：網絡強國；OBE理念；信息安全與技術；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）03-0159-03

0 引言

信息安全是我國國家安全的重要組成部分，特別是數字經濟、人工智能、大數據、云計算等新技術新應用的快速發展，更是不斷增強網絡和信息系統的基礎性、全局性作用。培養具有較高信息安全素質的人才隊伍，是我國實現網絡強國戰略的基礎和保障[1]，也是高等教育人才培養的重要目標。OBE理念強調以成果為目標導向，以學生為本，關注學生能力的培養與提升的核心思想，故在人才培養過程中能夠發揮重要作用。信息安全與技術課程是安徽中醫藥大學計算機類專業必修課，承擔了信息安全方面能力和素質培養的重要任務，但在傳統的教學模式下卻存在學生“抬頭率低”“獲得感少”等痛點。本文針對信息安全與技術課程的特點，圍繞OBE理念，探討教學改革的途徑，以培養和提升學生解決實際信息安全問題的能力。

2 OBE理念

2.1 OBE理念的定義

OBE（Outcome-based Education），是一種基于成果導向的教育理念，由“以學生為中心、成果導向、持續改進”三個核心組成[2]。在傳統教育理念下，教師更多關注知識的傳輸，往往忽視了對學生能力的培養。而OBE理念與傳統教學理念的根本區別在于強調“以學生為中心”，圍繞學習成果來設計教學目標，再根據教學目標反向進行教學設計，使教學過程可持續發展，從而真正達到培養學生能力的目的。

2.2 OBE 理念的產生與發展

該理念最初是由美國學者Spady在20世紀末提出，隨后一些學者將其應用于教學中以改進教學模式。比如，Acharya 提出了實施 OBE 理念的4 個環節，即定義學習產出、實現學習產出、評價學習產出，以及使用學習產出。國內學者則是從2012年起，主要從OBE理念的概念及應用方面開展研究。比如，李志義將OBE 理念應用于促進教學改革的實踐研究層面[3]；柏晶通過把 OBE 理念與在線課程相結合，構建了學習者、資源與信息、學習產出三層次開放課程的結構模型[4]。從現有的研究成果來看，OBE 理念引入信息安全與技術課程的教學中，能夠為教師提供更為靈活的教學思路，有效解決傳統教學模式下存在的問題。

3 傳統教學模式下信息安全技術課程的痛點及分析

信息安全技術是一門涉及計算機科學、網絡通信原理、程序語言、密碼學等多種學科知識交叉的課程。由于該課程涉及多種學科知識交叉，在實際的教學過程中學生會感到知識點散亂、概念晦澀難懂、部分章節內容非常抽象，加之現有教學條件和實驗環境的限制，會導致傳統教學模式下教學效果不理想。

3.1 教學目標更新不及時

目前，信息安全技術課程的教學目標僅僅是要求學生掌握設計和維護安全的網絡及其應用系統的基本手段和常用方法，并未以成果為導向，導致課程結束后學生只掌握了知識并不知如何應用，并沒有獲得分析和解決實際信息安全問題的能力，培養的學生仍然是“應試型”而不是“應用型”，同時也影響了學生的學習積極性。

3.2 教學過程枯燥

信息安全與技術課程的理論教學仍是以單向傳授和被動接受的方式，學生抬頭率、參與率都很低，處于被動聽課狀態，無法提高學生知識內化、知識遷移及知識轉化的能力。而實驗教學則是以“概念釋義+ 操作演示”的形式，在實驗過程基本以模仿為主，無法培養學生主動思考的能力，也無法提高學生學習的主觀能動性和實際動手能力。

3.3 考核方式單一

信息安全與技術課程的考評方式以“試卷+課程實驗+作業”為主，無法全面體現學生對課程知識掌握情況和整合能力，不能客觀地反映學生的學習效果。這就導致教師也無法掌握學生對知識的運用情況，無法實現課程教學的持續優化。

4 信息安全技術課程教學改革的探索

4.1 以學生為中心，更新課程教學目標

OBE理念強調“以學生為中心”，就是要把課程教學目標從“教師講授哪些知識”轉化為“培養學生哪些能力”上來。根據安徽中醫藥大學醫藥信息工程學院人才培養的要求，按照高、中、低三個層次，分解課程教學指標點，更新信息安全與技術課程教學目標（表1） ，培養具有良好信息安全防護意識，掌握信息安全實用技術，具備信息系統安全保障能力的應用型人才[5]。

4.2 以成果為導向，構建混合式教學模式

2019年，國家發布了《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》，在國家精品在線開放課程建設的基礎上，啟動了國家級一流本科課程建設，推動建設線上線下混合式、虛擬仿真實驗等一流課程。繼而，受新冠疫情影響引發的大規模在線學習，更進一步加速了教育數字化變革進程。經過數年發展，《教育部高等教育司2023年工作要點》中進一步提出，“要加快高等教育數字化轉型，加強智慧教育平臺建設，提高學生解決實際問題和知識轉化能力”，肯定了線上線下混合式教學模式在高等教育發展中的重要地位，明確了以培養學生能力為目標，進行數字化轉型的發展方向。因此，以培養學生能力為目標，圍繞成果導向，將信息安全與技術課程由傳統教學模式轉變為線上線下混合式教學模式是提高學生解決實際問題和知識轉化能力的重要途徑。

4.2.1 細分學習成果，優化教學設計

由于在傳統的教學模式下，容易出現學生對理論知識的掌握很充分，但對于實際操作以及處理實際問題缺乏一定的能力的情況。因此，通過分析課程知識單元及教學目的，將學生學習成果細分為知識成果、技術成果以及能力成果[6]，并按照知識單元進行細化，確定每個知識單元的預期成果（表2） ，教師則根據預期成果有針對性的對不同知識單元進行教學設計。知識成果是指學生掌握與該課程相關的基礎概念、理論知識的程度；技術成果是指學生在實驗課堂上，運用所學知識進行實際操作的熟練程度；能力成果則是指學生能夠綜合運用知識成果和技術成果，解決實際問題[6]。

4.2.2 融入OBE 理念，重構教學過程

本研究將OBE理念融入整個教學過程，反向設計教學過程，即將預期學習成果作為課程的開始，以學生為中心，以混合式教學為手段，設計整個教學過程（圖1） 。將課程分為課前、課中和課后，采取線上與線下相結合的方式組織教學[7]。課前，授課教師將章節內容相關的教學資源以PPT、視頻等形式上傳至線上知識分享平臺；同時布置線上測試題，要求學生在預習章節內容后，完成線上預習測試。課中，教師根據線上預習測試的情況，針對問題或者難點，對課程進行精講，或者采用翻轉課堂的形式，以小組討論、案例分析匯報、互動交流、經驗分享等多種形式來完成本次課程[8]。課后，線下采用情景模擬案例，要求學生提出解決辦法，并進行實驗模擬，培養學生的實踐能力和解決實際問題的能力；線上對知識進行拓展，增加教學內容的開放性以及課程思政的融入[9]，激發學生學習的積極性，培養自主思考思維和自主學習的能力。

例如，“防火墻”這個知識點的教學中，教師根據分解得出的知識成果、技術成果和能力成果的要求，進行反向設計，正向實施。課前，按照知識成果的要求，可以先將防火墻的分類以及工作原理的相關知識，上傳至線上平臺供學生預習，布置預習測試題要求學生完成，并提出思考題“防火墻除了防護個人電腦，還有哪些用途”。課中，教師根據預習測試的情況，對不同類型的防火墻工作原理等難點進行精講，并組織學生圍繞“包過濾防火墻和應用代理型防火墻的區別”進行思考和討論，以鞏固知識成果。課后，要求學生完成模擬實現防火墻原理的實驗報告，達到并深化技術成果。最后，對知識進行延伸和拓展，要求學生綜合運用知識成果和技術成果，分析“不同應用場景下遭遇DDos攻擊時，應使用哪一種防火墻進行防護”，以檢驗是否達到了能力成果。根據三個成果的達成情況，分析教學過程的不足之處，持續改進提高。

4.2.3 開展課程群建設，提升綜合素養

由于信息安全與技術課程是一門多學科知識交叉的課程，可以將其涉及的計算機網絡、操作系統等相關課程的知識點進行梳理，并把培養要求分解到這些相關課程中（表3） ，再將這些課程整合建設成課程群[10]。課程群的教師可以共同討論溝通課程之間的關聯性，并根據各自的培養要求，持續優化授課方式。比如，“常用網絡命令”這一節課程內容，信息安全與技術課程中會頻繁使用網絡命令去測試連通性，分析網絡通訊情況，那么在計算機網絡課程的講授中就可以適當深入講解網絡命令，提高學生的熟練程度。

4.3 建立多元化評價體系，持續推動教學活動改進

基于OBE理念，對標和課程教學目標，結合線上線下的課程教學數據，從預習測試情況、課堂參與度、在線學習達成情況以及期末考試情況等多維度，建立較為科學、客觀的評價體系，對學生的預期學習成果達成度進行綜合分析，并將結果用于后期持續改進課程教學活動。這種多元化的評價方式，不僅有利于發現課程教學的短板，還能夠較為清晰地了解到學生個體的課程目標達成情況，精準找出幫扶對象。例如，在2021-2022年第二學期信息安全與技術課程中存在的自主學習報告完成質量不高，主動學習意識不強等問題，在2022-2023年第二學期信息安全與技術課程教學中基于OBE理念進行了初步探索，更新了教學目標，設計了情景案例，建設了部分線上學習資源。通過對比兩個年度課堂互動參與率和線上資源自主學習率的變化（圖2） ，能夠初步反應教學效果有所改進，但仍沒有達到期望水平。因此，在教學改革的后續實踐和探索中，要通過建立和完善多元化評價體系，持續改進教學活動，以促進預期學習成果的達成。

5 結束語

在網絡強國背景下，計算機類相關專業的人才培養面臨著新的挑戰。為了適應這一變化，本文結合OBE理念，以學生為中心，對信息安全與技術課程的教學目標和教學模式進行了改革探索，并取得了初步成效。首先，本研究更新并明確了課程的教學目標。在OBE理念的指導下，將培養學生的信息安全能力和素養作為首要目標，強調學生在實際工作中能夠運用所學知識解決實際問題。同時，本研究還關注學生的創新能力、團隊協作能力和終身學習能力的培養。其次，本研究以成果為導向構建混合式教學模式。在教學過程中采用了項目驅動、案例分析等多種教學方法，激發學生的學習興趣和積極性。此外，本研究還建立多元化評價體系，持續推動教學活動改進。通過這些改革措施，學生的學習興趣和積極性得到了提高，學生的實際操作能力和創新能力也得到了鍛煉。在今后的信息安全與技術課程教學改革中，還需要不斷改進教學方式，提高課程教學目標達成度，以培養更多具備信息安全能力和素養的人才。

【通聯編輯：王力】