葉青　閆璽璽　秦攀科

【摘 要】針對信息安全專業(yè)《防火墻原理與技術(shù)》課程的基本特點，分析了目前《防火墻原理與技術(shù)》課程教學(xué)模式存在的缺陷。闡明混合式教學(xué)模式的重要意義，并從課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、考核方式等方面完成混合式教學(xué)模式下《防火墻原理與技術(shù)》課程內(nèi)容的設(shè)計。實踐證明，應(yīng)用混合教學(xué)模式，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力及知識應(yīng)用能力均有明顯提高。

【關(guān)鍵詞】混合式教學(xué)；防火墻原理與技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；教學(xué)改革

0 引言

今天，大多數(shù)企業(yè)會組建一個私有的計算機網(wǎng)絡(luò)來互聯(lián)企業(yè)內(nèi)部的計算機系統(tǒng)，由于企業(yè)業(yè)務(wù)的需要、通訊的需要以及資源共享的需要，這個私有網(wǎng)絡(luò)常常需要連接到公共網(wǎng)絡(luò)Internet。而接入公共互聯(lián)網(wǎng)在帶給人們諸多便利的同時，也帶來了數(shù)據(jù)竊取、非授權(quán)訪問、網(wǎng)絡(luò)攻擊等網(wǎng)絡(luò)安全問題。為了保護個人和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全，通常會部署防火墻，IDS和防病毒系統(tǒng)等以保護其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)免受外部的惡意攻擊。防火墻是保護內(nèi)網(wǎng)安全的第一道閘門，它是在不同網(wǎng)絡(luò)（如可信任的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和不可信的公共網(wǎng)絡(luò)）或不同網(wǎng)絡(luò)安全域之間的一系列部件的組合。它是不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)安全域之間信息的唯一出、入口，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全策略控制（轉(zhuǎn)發(fā)、拒絕）出入網(wǎng)絡(luò)的信息流。

《防火墻原理與技術(shù)》是我校信息安全專業(yè)本科生必修課程，同時，也是許多高校信息安全專業(yè)必修或選修專業(yè)課程。該課程理論知識概念多、涉及面廣、實踐性也較強。該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生了解防火墻的基本原理、實現(xiàn)技術(shù)、開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用實例，提高防火墻技術(shù)應(yīng)用水平，提高網(wǎng)絡(luò)安全意識與安全防護能力。目前該課程廣泛采用的是在多媒體教室講授和計算機機房上機實驗相結(jié)合的教學(xué)模式，在當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)背景下，這種教學(xué)模式顯然不能滿足教學(xué)需要，學(xué)生感覺上課枯燥無味，不能主動參與，只能被動吸收，久而久之，學(xué)生會缺乏主動性、創(chuàng)造性且實踐綜合應(yīng)用能力較弱。嘗試將“線上”和“線下”相結(jié)合的混合式教學(xué)模式應(yīng)用到《防火墻原理與技術(shù)》課程的教學(xué)中，實現(xiàn)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自主輔助學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式。實踐證明，此教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果。

1 混合式教學(xué)模式的意義

2004年，何克抗教授首次正式提出混合式教學(xué)（B-Learning），所謂混合式教學(xué)就是要把面對面教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。國際教育技術(shù)界普遍認為，只有將面對面教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)結(jié)合起來，使兩者優(yōu)勢互補，才能獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。具體地講，B-learning的優(yōu)點如下：

1）擴張學(xué)習(xí)空間和機會

單一的學(xué)習(xí)方式不可避免地會限制一個學(xué)習(xí)項目的學(xué)習(xí)者，比如，課堂教學(xué)方式只限于那些可以在固定時間、固定地點參與學(xué)習(xí)的人，但虛擬課堂卻可以使一些遠距離的學(xué)習(xí)者也能參與進去，當(dāng)傳播的知識可以被記錄、下載或能重播時，那些不能在某個時間參與學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者就可以在其他時間學(xué)習(xí)。

2）提高學(xué)習(xí)效率

混合式教學(xué)方式比單一的教學(xué)方式能夠取得更好的教學(xué)效果。斯坦福大學(xué)和田納西大學(xué)的研究表明，混合教學(xué)策略會提高學(xué)習(xí)效率，完成相同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，混合教學(xué)只需傳統(tǒng)教學(xué)時間的50%。實踐證明，混合式學(xué)習(xí)成功的案例有很多，使用混合式學(xué)習(xí)的學(xué)生，學(xué)習(xí)方式更靈活性，自主性更強，學(xué)習(xí)興趣也更濃厚。首先課前在線預(yù)習(xí)、提出問題，然后面對面進行課堂講授解惑，最后課后通過錄制的課堂視頻進行復(fù)習(xí)，學(xué)習(xí)效果大幅提高。

3）混合式學(xué)習(xí)可以平衡和優(yōu)化學(xué)習(xí)時間、費用

如果使用純粹的在線學(xué)習(xí)，自定步調(diào)的學(xué)習(xí)，或者多媒體軟件的學(xué)習(xí)，這樣花費是很龐大的，因為這需要各種技術(shù)和資源的支持。并且純粹的在線學(xué)習(xí)，學(xué)生對于重點、難點內(nèi)容，理解不夠清楚，學(xué)習(xí)效果不好，學(xué)習(xí)花費的時間也較長。如果采用混合學(xué)習(xí)方式，結(jié)合面對面的教師指導(dǎo)和自定步調(diào)的學(xué)習(xí)，這樣就可以平衡和優(yōu)化學(xué)習(xí)所花費的時間與費用。

2 混合式教學(xué)模式的探索與實踐

所謂混合式教學(xué)（Blending Learning），就是要把面對面教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)（E-Learning）結(jié)合起來，其中，E-Learning內(nèi)容所占比例為30%～79%。近年來，我校引進了Sakai（賽課）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，該平臺包括課程資源共享、在線考試、在線作業(yè)、在線討論等多種教學(xué)輔助功能，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了一個很好的平臺。我校的《防火墻原理與技術(shù)》課程共安排32學(xué)時的教學(xué)，其中理論教學(xué)24學(xué)時，實踐教學(xué)8學(xué)時。下面借助Sakai網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以《防火墻原理與技術(shù)》課程為例，從面對面教學(xué)（課堂教學(xué)+實驗教學(xué)）、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、考核方式三個方面探討混合式教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。

圖1 河南理工大學(xué)Sakai網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

1）面對面教學(xué)（課堂教學(xué)+實驗教學(xué)）

第一部分防火墻基礎(chǔ)，安排6學(xué)時。主要包括防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全防護中的地位和作用、防火墻定義和功能、防火墻技術(shù)、防火墻體系結(jié)構(gòu)、防火墻的局限性和發(fā)展等內(nèi)容。這是學(xué)生第一次接觸防火墻課程，教學(xué)內(nèi)容切忌枯燥，應(yīng)通過一些生動的實例來抓住學(xué)生的注意力，從而引發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。比如通過古代人用防火墻來防止火勢蔓延來引出防火墻的定義，比如通過“棱鏡”事件引出防火墻在保護內(nèi)網(wǎng)安全方面的重要作用。教師在講授這一部分內(nèi)容時可多借助圖片、音頻、視頻等多媒體手段突出防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中的重要作用，幫助學(xué)生理解防火墻的包過濾技術(shù)和代理技術(shù)的區(qū)別及優(yōu)缺點。這部分內(nèi)容的重點是防火墻的作用及防火墻技術(shù)，而難點是防火墻技術(shù)，這兩方面應(yīng)作為課堂講解的必要內(nèi)容，其他內(nèi)容教師則可以讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自學(xué)研究，只對所提問題進行課堂講解。

第二部分防火墻標(biāo)準(zhǔn)，安排4學(xué)時。主要包括防火墻的功能要求、性能要求、安全要求、保證要求、防火墻的功能測試、性能測試等內(nèi)容。由于這部分內(nèi)容涉及到防火墻的各方面標(biāo)準(zhǔn)，如果單純地依靠課本講解，就會顯得枯燥乏味，學(xué)生缺乏興趣，無法掌握學(xué)習(xí)重點。在進行此環(huán)節(jié)時，可以采用更為靈活的方式，例如可以將學(xué)生分（下轉(zhuǎn)第72頁）（上接第92頁）為若干組，教師為每組學(xué)生提供相關(guān)的參考資料，由學(xué)生研究相關(guān)內(nèi)容并進行重點知識的講解，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。這部分內(nèi)容的重點在防火墻的功能要求、性能要求、防火墻的功能測試，難點是防火墻的功能測試和性能測試，重點和難點內(nèi)容及學(xué)生提出的公共問題，教師必須在課堂上進行講解。

第三部分防火墻實現(xiàn)，安排8學(xué)時。主要包括：Windows平臺上個人防火墻實現(xiàn)技術(shù)、基于SPI的簡單防火墻實現(xiàn)、基于NDIS的簡單防火墻實現(xiàn)等內(nèi)容。這部分內(nèi)容的特點是實踐性比較強，編程量大，只依靠課堂講解學(xué)生很難全部理解，因此應(yīng)輔以實驗教學(xué)。我們安排了兩次實驗：一是Windows平臺個人防火墻實現(xiàn)（3學(xué)時），二是基于NDIS的簡單防火墻實現(xiàn)（3學(xué)時）。這部分內(nèi)容重點是：Windows平臺上個人防火墻實現(xiàn)技術(shù)，難點是Windows平臺上個人防火墻實現(xiàn)技術(shù)和基于NDIS的簡單防火墻實現(xiàn)，這兩部分內(nèi)容除了課堂上必須講解，授課教師也應(yīng)設(shè)計相關(guān)實驗內(nèi)容上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實驗用。

第四部分防火墻應(yīng)用，安排6學(xué)時。主要包括個人防火墻應(yīng)用、開源防火墻Linux iptables應(yīng)用、商業(yè)防火墻產(chǎn)品及選購、商業(yè)防火墻應(yīng)用等內(nèi)容。此部分內(nèi)容的特點是既包括理論性強的內(nèi)容，也包含實踐性強的相關(guān)內(nèi)容，所以教師在理論教學(xué)同時，應(yīng)同時注意課堂實踐操作，幫助學(xué)生消化理解。我們安排了一次實驗，開源防火墻Linux iptables實驗（2學(xué)時）以強化理論教學(xué)效果。個人防火墻應(yīng)用、開源防火墻Linux iptables應(yīng)用既是此部分內(nèi)容的重點也是難點，應(yīng)作為課堂教學(xué)的主要內(nèi)容。

2）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

對于課堂上沒有講到的內(nèi)容或者課堂內(nèi)容的延伸，可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行輔助教學(xué)。課前，授課教師需要將要講解內(nèi)容的PPT、資料等上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，由學(xué)生進行自主研究學(xué)習(xí)?！斗阑饓υ砼c技術(shù)》這門課知識點多且較零散，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)課上掌握，課下忘記的現(xiàn)象，因此，教師應(yīng)把上課的內(nèi)容錄制成視頻的形式，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布出去，學(xué)生可對課堂上的內(nèi)容進行鞏固與復(fù)習(xí)。另外，課后思考題、作業(yè)等也要上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。

3）考核方式

考核方式是對一教學(xué)過程的教學(xué)效果的一種評價方式。傳統(tǒng)的教學(xué)考核方式以筆試為主，混合教學(xué)形式由于綜合了多種學(xué)習(xí)活動，所以考核方式也更為復(fù)雜、多樣化，既包括考試考核，也包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的相關(guān)考核，例如學(xué)生網(wǎng)絡(luò)平臺的學(xué)習(xí)時間、作業(yè)完成情況、學(xué)習(xí)討論情況等等，均可作為最終成績的一部分。我們在考核《防火墻原理與技術(shù)》課程時，考試成績占總成績的50%，實驗成績占20%，網(wǎng)絡(luò)平臺情況占30%，以督促學(xué)生加強使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)研究的能力。

3 結(jié)束語

《防火墻原理與技術(shù)》是高校信息安全專業(yè)一門重要的專業(yè)課，本文針對該課程目前面對面教學(xué)模式的缺點，結(jié)合本校信息安全專業(yè)教學(xué)的實際，探討了基于混合教學(xué)模式的課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計。實踐證明，應(yīng)用混合教學(xué)模式后，大部分學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力及知識應(yīng)用能力均有明顯提高。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]