脚手架理论在信息安全教学的作用

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1脚手架理论介绍

在教学不同的阶段或环境中，脚手架可以是教学策略、教学工具、教学方案和教学方法等。作为教学策略，脚手架教学是指老师在帮助学生学习时，提供脚手架结构让学生能够顺利进行更深层次的学习和理解，把获得的信息作为知识内化汲收。该概念是从维果斯基的社会文化理论和邻近发展区(proximaldevelopmentzone)中引申而来的，也是本文的理论基础。目前脚手架理论在欧美地区已成为一种流行的教育教学理论，其概念和框架已经非常成熟和完善。为了帮助大家理解，同时起到抛砖引玉的作用，笔者介绍大家普遍认可概念。在欧盟教育界认为脚手架教学应当是为学习者构建对知识的理解而形成的认知框架，它事先把复杂的学习任务分解，引导学生逐步深入，因此脚手架教学框架可分为五个基本教学环节：搭建“脚手架”→进入情境→独立探究→协作学习→评价。该文也是采用这五个基本教学环境指导信息安全课程相关教学内容。

2脚手架理论在信息安全课程中的应用

在概述中，已分析了信息安全课程教学所面临的现状，如何在有限的时间内高效完成教学任务成为整个教学过程所关注的核心内容。为此，笔者进行了有效的探索与尝试，把脚手架理论与信息安全课程教学进行融合，获得了较好的教学效果。教学过程是一个积极互动过程。学生不应该是被动的接受者，而应是学习过程中的主动参与者和积极建构者，被动接受者只能是感受信息，而不会主动掌握信息。教师的职责也不应该是简单的“传道、授业、解惑”的角色，而应该是教学过程中引导者、脚手架的搭建者。在脚手架教学理论的指导下，教师的角色重新定义为脚手架的搭建者。本节以信息安全加密体制教学内容为例来阐述实施脚手架教学过程。安全加密体制部分主要包括对称加密体制和非对称加密体制，一般均是以DES算法和RSA算法为例介绍。

2.1搭建脚手架

由于该部分内容重点是向学生介绍两种体制设计思想和相关算法，内容较为抽象。为提高学习的积极性，故应首先让学生明确学习的必要性和方法，即为什么学、如何学的问题。所以在该节教学之前，向学生布置预习任务，要求查阅当前信息安全所面临的主要问题和相应解决方案，以及各种方案的核心思想，并要求学生总结自己的心得。

2.2情境设置

在内容学习之前，首先让学生进入到信息安全攻防情境当中，引导学生同时充当两种角色：安全的守护者和攻击者，了解相互之间如何互拆“矛”和“盾”两种利器。如在对称加密体制DES算法学习，由常见的攻击方法入手，介绍如何有针对性的构建坚固的防御措施，非常自然的引入相关教学内容，如香农提出的混乱原则和扩散原则。在此基础上可以提出问题，在现有对称体制中如何实现相关指导原则，即通过采用多轮迭代和替换的技术手段，达到混乱和扩散的目的，破坏统计规律。这样通过情境设置，层层深入、环环紧扣的策略，使抽象、乏味的内容变得逻辑性强，理解方便，也非常自然地让学生知道如何学的教学目标。

2.3独立探究

通过课堂理论教学的实施，使学生具备加密体制的相关知识和基本思想，然后可以采用独立探究的方法，让学生理论联系实际，通过编程的方法去实现具体的算法，把相关信息转化成自己的知识。在这一环节，一定要强调学生独立完成，可以参考相关资料，尝试用多种思路实现，如用面向过程和面向对象的思想去解决该问题，并对各种实现方式进行对比。

2.4协作学习

在完成独立探究后，每位学生都会自己的疑惑和感触，内心都有与别人探讨的欲望，此时迫切的需要一种讨论、交流的宽松环境。因此在独立探究环节后，及时安排协作学习环节，可以达到事半功倍的效果。在协作学习时注意强调的是交流、探讨方式，而不是简单的复制、拷贝动作。一定要让大家说出自己在独立探究环节中所遇到的困惑与难题，并一定要通过协作学习环节得到若干种解决方案，做到取长补短，寻找最优方案。

2.5评价

评价是最后环节，该环节绝非是可有可无的，用得恰当会获得画龙点睛的效果。在评价方面笔者认为可包含两个方面内容：一是老师的评价；二是学生之间的评价。老师评价主要在于学习情况总结，做出客观的评价，启迪新思路，挖掘新内容，为下一次脚手架教学奠定基础。学生之间的评价，关键在于对比相互之间对知识的理解，强化知识的内化程度，拓宽思路和思维方法。如在加密体制教学内容的脚手架教学方法，最后评价环节是算法实现的分析与对比。

3结论

信息安全课程教学内容难、抽象，在有限的教学时间内完成教学任务，达到预期的教学目的，是每个教师所面临的一个难题。笔者经过几次的教学实践与摸索，成功的运用脚手架理论解决了教学中所面临的困境，取得较好的教学效果。

本文作者:刘三民刘涛工作单位:安徽工程大学