自主学习在“信息隐藏技术”教学中的应用研究

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叶青,夏菲菲,闫玺玺,孟慧

摘  要:
针对信息安全专业核心课程“信息隐藏技术”传统教学模式下的种种弊端,提出基于“课堂派”平台进行自主学习的教学模式,以提高学生学习的主观能动性。实践证明,相比传统教学模式,基于“课堂派”的自主学习模式能够充分调动学生的学习积极性,学生的自主学习能力显著提高。统计结果表明,在自主学习模式下,学生的平均成绩提高约13.86%。

关键词:
传统教学模式; 信息隐藏技术; 课堂派; 自主学习

中图分类号:G642.0          文献标识码:A     文章编号:1006-8228(2022)06-119-04

Research on the application of autonomous learning in teaching

"information hiding technology"

Ye Qing, Xia Feifei, Yan Xixi, Meng Hui

(College of Computer Science and Technology, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454000, China)

Abstract:
Aiming at the shortcomings of the traditional teaching mode of "information hiding technology", the core course of information security major, a teaching mode based on the "Classroom Faction" platform for autonomous learning is proposed to improve students" subjective initiative in learning. Practice has proved that, compared with the traditional teaching mode, the proposed learning mode can fully mobilize the students" learning enthusiasm, and the students" autonomous learning ability is significantly improved. The experimental result shows that the average score of students is improved roughly by 13.86% under autonomous learning mode.

Key words:
traditional teaching mode; information hiding technology; Classroom Faction; autonomous learning

0 引言

“自主学习”是一种与被动学习相对立的学习方式[1],将学生视为学习的主体,不受他人支配,并通过一系列手段丰富学生知识,提高学生自己学习的技能。在强调接受和掌握,忽视发现和探索的传统教学模式下,学生学习的主观能动性不断被压抑。为了弥补传统教学模式的缺陷,培养学生的自主学习能力,国家教育科学“九五”规划课题将“自主学习”作为重要研究内容。可见,提高学生的自主学习能力,并对基于自主学习的教学模式进行深入研究是十分必要的。

“信息隐藏技术”[2-4]是我校为网络工程专业本科生开设的一门必修/选修课程。我校网络工程专业2018年和2021年的培养方案中,该课程都被安排32学时,其中实验8学时。该课程主要包括信息隐藏的基本概念、模型、典型隐藏算法和数字水印等内容,涉及数学、密码学、图像处理和机器学习等多个学科的基础知识,在保护网络信息安全和知识产权方面具有重要作用。在实际教学中,为了确保教学质量,我们通常采用传统的教学思路,即以教材为中心,由教师围绕重点、难点知识点进行细致入微的讲解。在这种传统的教学模式下,大部分学生出现了缺乏学习激情、不会深度思考、实验课动手能力差等问题。显然,这种教学模式已经无法满足新课程教学改革背景下学生自主发展、可持续发展的需求。

继新冠疫情发生之后,“课堂派”、“云班课”、“雨课堂”等教学平台在国内受到了广泛关注和应用[5],这些平台的应用有助于推动教学模式的改革和学生自主学习能力的提高。本文将以“信息隐藏技术”课程为例,基于“课堂派”教学平台,对自主学习模式进行探索研究。

1 “课堂派”及其核心优势

“课堂派”是北京爱课互动科技有限公司研发的一款教学平台,2014年9月,在北大进行推广使用,2015年初,“课堂派”上线供广大师生使用。“课堂派”包含了考勤、互动课件、作业、成绩分析与管理等功能,详情参见表1。“课堂派”的上线,实现了课上和课下教学的有效结合,顛覆了传统教学模式下乏味的PPT教学。它使得师生之间可不受时间和空间的限制进行实时、高效的沟通,带给学生更好的学习体验,其核心优势主要体现在以下几个方面。

⑴ 任何人均可免费注册登录“课堂派”。例如,学生进入“课堂派”界面后,选择学生身份,可在“课堂派”中进入所在班级,无需进行各种身份验证,即可自主学习相关课程。

⑵ 具有强大的教学管理功能。“课堂派”具有强大的课前、课中、课后教学管理功能,学生只需要一部手机,就能快速进入到某门课程的线上教学界面。

⑶ 操作简便。该平台支持各种形式文件的发送与上传,学生可选择在线或离线观看两种形式,随时随地进行相关课程的学习。

⑷ 学习互动性强。“课堂派”提供了签到、讨论、抢答等互动功能,“游戏化”的学习机制能够激发并维持学生的学习兴趣,更有利于主观能动性的培养。

2 基于“课堂派”的“信息隐藏技术”自主学习模式

“课堂派”的功能种类繁多,针对不同的教学环节使用相应的教学功能,促进教学效果达到最优[6]。其中,运用课堂派平台提供的互动课件与资料功能可有效的帮助学生进行自主学习,同时,老师以教师的身份登录“课堂派”后台,运用作业、测试、成绩管理等功能可验收学生的学习进度以及知识掌握情况,有利于促进学生进行高效的自主学习。将表1所示的“课堂派”的功能逐一运用在“信息隐藏技术”教学过程中的各个环节,具体如表2所示。

课前阶段,教师在资料区发布有关“信息隐藏技术”课程的预习资料以及课件,且在课件中可增设一些具有启发性的问题,引导学生带着问题去学习。此过程中,鼓励学生分成各学习小组。预习过程中出现的问题,首先在组内线上或线下讨论,如未得到解决,就记录下来并在课中阶段提出。

课中阶段,可运用二维码、数字口令、GPS等5种形式精准有效的进行考勤签到,促使学生积极的进行在线学习。学生可以在研习老师制作的本课程PPT,听老师讲述相关重难点内容的同时将自己的问题和想法以“弹幕”的形式推送到在线平台,进行教学互动。为了增加上课的趣味性,老师可提出问题,并设置抢答,让学生更多的参与教学过程,充分调动学生的积极性。整个教学过程,课堂派均自动录有视频并进行保存,方便师生课后查看。

课后阶段,学生和老师都可以随时随地复习整个教学视频,强化理解和记忆。老师可发布并批阅相关课程的作业以及相关测试,一键下载作业、测试相关数据,合理、精准分析学生学习效果,掌握学习情况,对疑点、难点及时进行答疑解惑。学生可以查看自己的学习数据,对于疑点问题,可随时随地联系老师和同学,获取指导和帮助。

实验课可选择线下或线上方式进行。无论采用哪种方式进行实验,教师均应注意提前将实验资料发至课堂派,让学生对实验内容提前熟悉,这样有利于学生取得较好的实验效果。线上实验应注意指导老师应保持实时在线,对学生实验过程中出现的问题及时解答。两种实验方式,均应利用课堂派考勤,并将实验报告上传至课堂派,便于实验成绩的统计与管理。

3 “课堂派”对提升自主学习能力的有效性研究

为了检验“课堂派”自主学习模式在“信息隐藏技术”的应用效果,对我校网络工程专业1801班(实验班)和1802班(对照班)进行了实验。1801班采用自主学习模式,而1802班采用传统教学模式,两个班均为30人,同一老师授课,使用同一本教材,学时相等,教学进度相同,实验周期为一个学期。实验目的包括研究学生的自主学习能力和学习成绩两个方面。

3.1 关于学生的自主学习能力

研究方法采用问卷调查法。实验前,首先对1801班、1802班的各30个学生发放调查问卷,得到每个学生对自身的自主学习能力的评估结果,见表3所示。在完成该课程教学后对1801班、1802班再次发放调查问卷,分别得到实验后学生对自身自主学习能力的评估结果,见表4所示。结合问卷调研结果,进一步分析实验前后学生的自主学习能力是否提高。另外,需采用克龙巴赫(Cronbach)[α]系数估算方法[7]保证调查问卷的可信度。

在表3,表4中,題1为“我对所有学习活动都有明确的目标,并能主动为之付出努力”,题2为“除了老师发布的学习资料,我能深入学习其他资料”,题3为“我能自主规划学习时间和进度”。题4为“当学习几乎未能按时完成,我会主动寻求原因”,题5为“我能积极尝试解决学习中的困难”,题6为“我能坚持完成自己设立的学习任务,总结反思学习效果”,题7为“我能独立完成学习任务,并主动学习其他相关感兴趣的课程”。表4各题目的测评中,选项“非常同意”增加的人数中96%为1801班学生。

假定两个问卷中对应每个选择的得分为:非常同意,4分,基本同意,3分,不确定,2分,不同意,1分,非常不同意,0分。经计算,两个调查问卷的[α]系数分别为0.6148、0.7424,可信度较高。该调研说明,基于“课堂派”的自主学习模式可有效提升学生的自主学习能力,但仍有少部分学生缺乏自控能力,不能自主安排学习内容,这需要老师进一步的关注与指导。

3.2 关于学生的学习成绩

在学期末,对两个班级进行测试,试卷由同一老师出题,考试内容完全相同,总分设置为100分。图1展示了该课程实验班和对照班学生成绩分布情况。经计算,实验班、对照班的平均成绩分别为80.5分、70.7分,实验班本课程的平均成绩相较于对照班提高约13.86%。

4 结束语

信息隐藏技术是高校信息安全专业重要的专业课程,在传统的教学模式下,学生出现兴趣不浓厚、上课注意力涣散、实验课动手能力差等问题。本文提出以基于“课堂派”的自主学习模式替代传统教学模式,并具体设计信息隐藏技术教学的各个环节。实践结果表明,自主学习模式能充分调动学生的学习积极性,学生的自主学习能力和学习成绩均显著提高。此项研究为自主学习模式在信息安全类专业课程中应用明确了方向,有利于相关课程的教学模式改革。但值得注意的是,在此教学模式下,个别学生由于缺乏严格监督,学习成绩有所降低,所以,接下来还要在具体应用中改进该教学模式,最大程度地发挥其作用。

参考文献(References):

[1] 王健,郭本禹.论学生自主学习能力的培养[J].教育探索,2009(3):12-13

[2] 陈波,谭运猛,吴世忠.信息隐藏技术综述[J].计算机与数字工程,2005,33(2):21-23,27

[3] 王丽娜,张焕国,叶登攀.信息隐藏技术与应用(第二版)[M].武汉:武汉大学出版社,2009

[4] 张志明,王磊,徐乃平.信息隐藏技术中的数字水印研究[J].计算机工程与应用,2002,38(23):46-50

[5] 骆开云.利用网络平台培养学生自主学习能力的研究[J].华夏教师,2019(2):11-12

[6] 郭兴华.信息化手段在高校课堂中的应用——以“课堂派”为例[J].科技风,2018(30):87

[7] 茹鹏新,张鹏.关于问卷调查可信度计算分析方法[J].新疆广播电视大学学报,2011,15(1):46-50

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