孟 魁，邱衛(wèi)東，劉功申，李建華

（上海交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，上海 200240）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)空間安全被看做一個(gè)典型的工程學(xué)科，注重實(shí)踐和創(chuàng)新，其專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)應(yīng)該遵循工程教育的規(guī)律。西方學(xué)者把學(xué)習(xí)類型理論與模型運(yùn)用于工程教育領(lǐng)域，取得了豐富的研究成果。近年來(lái)，我們開(kāi)展基于學(xué)習(xí)風(fēng)格理論的教學(xué)研究，通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)研和理論應(yīng)用改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)空間安全的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建“因材施教”的工程教育思路，開(kāi)展工程教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的成效。

1 學(xué)習(xí)風(fēng)格研究和工程教育

學(xué)習(xí)風(fēng)格（learning style）由美國(guó)學(xué)者Herbert Thelen于1954年首次提出，現(xiàn)在已成為西方教育心理學(xué)、學(xué)習(xí)理論、教學(xué)論等學(xué)科共同關(guān)注的課題。1979年，Keefe[1]從信息加工角度界定學(xué)習(xí)風(fēng)格：“學(xué)習(xí)風(fēng)格由學(xué)習(xí)者特有的認(rèn)知、情感和生理行為構(gòu)成，是學(xué)習(xí)者如何感知信息、如何與學(xué)習(xí)環(huán)境相互作用并對(duì)之做出反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的學(xué)習(xí)方式”。一般認(rèn)為，學(xué)習(xí)風(fēng)格是個(gè)人感知、記憶、思維和問(wèn)題解決過(guò)程中所偏愛(ài)或習(xí)慣化的態(tài)度和方式[2]。

學(xué)習(xí)風(fēng)格理論豐富了教育者對(duì)個(gè)體差異的認(rèn)識(shí)，是現(xiàn)代教學(xué)方法改革的基礎(chǔ)。工程教育是學(xué)習(xí)風(fēng)格理論的重要研究和應(yīng)用領(lǐng)域。西方學(xué)者把學(xué)習(xí)風(fēng)格理論與模型運(yùn)用于工程教育領(lǐng)域，在工程教育方法方面取得了豐富的研究成果[3-8]。

工程教育中常用的學(xué)習(xí)風(fēng)格測(cè)量工具包括 Felder & Solomon的 ILS（index of learning styles）[9]、Kolb 的LSI（learning style inventory）[10]、Reid的感知學(xué)習(xí)風(fēng)格傾向調(diào)查問(wèn)卷（perceptual learning style preference questionnaire）[11]、O’Brien的學(xué)習(xí)途徑傾向調(diào)查表（the learning channel preference checklist）[12]等。

我國(guó)的工程教育歷經(jīng)通才工程師－專業(yè)工程師－工程科學(xué)家?guī)讉€(gè)階段，在2010年實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”后，才重新回歸工程范式下的工程教育模式[13]。我國(guó)已經(jīng)成為世界上工程教育規(guī)模最大的國(guó)家，但工程教育的質(zhì)量卻不盡如人意，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工程師不足總量的10%[14]。

由于環(huán)境、背景、學(xué)生本身的實(shí)踐以及素質(zhì)不同，學(xué)生不僅存在地域和性別差異，而且存在著較大的個(gè)體差異。要更好地在學(xué)生中開(kāi)展工程教育，應(yīng)該關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行因材施教的工程教育。

2 Felder & Solomon的 ILS

Richard M. Felder自1988年起開(kāi)展學(xué)習(xí)方式方面的研究，從信息感知、輸入、加工和理解的方式4個(gè)方面將學(xué)習(xí)者分為感覺(jué)型/直覺(jué)型學(xué)習(xí)者（sensing/intuitive learners），視覺(jué)型/聽(tīng)覺(jué)型學(xué)習(xí)者（visual/verbal learners），活躍型/思考型學(xué)習(xí)者（active/ref l ective learners），順序型/整體型學(xué)習(xí)者（sequential/global learners）8種類型[9]。

根據(jù)信息感知將學(xué)習(xí)者分為感覺(jué)型和直覺(jué)型：感覺(jué)型學(xué)習(xí)者不喜歡所學(xué)內(nèi)容和真實(shí)世界無(wú)關(guān)聯(lián)性，喜歡學(xué)習(xí)具體的事實(shí)；直覺(jué)型學(xué)習(xí)者偏好發(fā)現(xiàn)事物間的關(guān)聯(lián)或可能性，樂(lè)于創(chuàng)新，擅長(zhǎng)于掌握新概念，不喜歡重復(fù)而規(guī)律的事物。

根據(jù)信息輸入將學(xué)習(xí)者分為視覺(jué)型和聽(tīng)覺(jué)型：視覺(jué)型學(xué)習(xí)者在看到圖片、圖表、流程圖、時(shí)間表時(shí)或是實(shí)際演練時(shí)，會(huì)有較佳的記憶效果；聽(tīng)覺(jué)型學(xué)習(xí)者偏好以文字說(shuō)明或口述講解的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

根據(jù)信息加工將學(xué)習(xí)者分為活躍型和思考型：活躍型學(xué)習(xí)者喜歡多人一起合作的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)；思考型學(xué)習(xí)者喜歡獨(dú)自一人完成工作，較偏好單獨(dú)思考學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

根據(jù)信息理解的方式不同將學(xué)習(xí)者分為順序型和整體型：順序型學(xué)習(xí)者傾向于從頭開(kāi)始按部就班進(jìn)行學(xué)習(xí)，傾向于跟隨邏輯性的步驟找出答案；整體型學(xué)習(xí)者偏好跳躍式的學(xué)習(xí)，他們通常看不出內(nèi)容前后的關(guān)聯(lián)性，而是采取跳躍的方式吸收知識(shí)，之后才會(huì)突然頓悟。

Richard M. Felder和Barbara Solomon基于Felder-Silverman模型提出了ILS（index of learning styles）。ILS是一個(gè)包括44個(gè)選擇題的問(wèn)卷，于1997年起發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)上，測(cè)試者提交答案后便可獲知自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格。目前ILS對(duì)外公開(kāi)，免費(fèi)使用。

許多學(xué)者利用ILS對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行了調(diào)研。Zwanenberg的研究認(rèn)同了Felder的判斷：不同領(lǐng)域的人，如工科和商科，往往體現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格特征[15]。

3 學(xué)習(xí)風(fēng)格數(shù)據(jù)對(duì)比

2011年以來(lái)，我們使用ILS持續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)累計(jì)513名學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行調(diào)研，并且將調(diào)研結(jié)果與西方工科學(xué)院的調(diào)研結(jié)果[3-8]（占比率）進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表1。

表1 中西方工科學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格調(diào)研結(jié)果

因?yàn)镮LS中的4組8個(gè)數(shù)據(jù)中兩兩互補(bǔ)，所以我們只將調(diào)研結(jié)果中4組數(shù)據(jù)（sensing、visual、active、sequential）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖1所示。

圖1 中西方工科學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格對(duì)比

可以看出，總體而言，在信息的選擇、獲取和理解方式方面，我校學(xué)生和西方學(xué)生的學(xué)習(xí)類型總體分布較為一致，都符合Felder & Solomon提出的假設(shè)：工科生多是感覺(jué)型、視覺(jué)型，尤其是視覺(jué)型學(xué)生占比更高達(dá)80% 以上。

在信息的加工方面，西方學(xué)生是明顯的活躍型（活躍型占比高于50%），而我方學(xué)生偏重于思考型（活躍型僅為42%）。這點(diǎn)再次體現(xiàn)了中西方教育或文化的差異：西方人更外向、自由，國(guó)人更內(nèi)斂。由清華大學(xué)發(fā)起的“中國(guó)大學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展追蹤研究”項(xiàng)目就指出，我國(guó)985院校學(xué)生課下表現(xiàn)優(yōu)于課上表現(xiàn)，在課堂上主動(dòng)學(xué)習(xí)的水平遠(yuǎn)低于美國(guó)學(xué)生，尤其在課堂提問(wèn)或參與討論、課堂上作口頭報(bào)告兩項(xiàng)上的得分差異相當(dāng)大[16]。

對(duì)我校連續(xù)6年的調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析（如圖2所示），可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)類型分布具有如下規(guī)律：感覺(jué)型學(xué)習(xí)者占比明顯高于直覺(jué)型學(xué)習(xí)者，視覺(jué)型學(xué)習(xí)者占絕大多數(shù)，思考型學(xué)習(xí)者占比高于活躍型學(xué)習(xí)者，總體而言，整體型學(xué)習(xí)者要多于順序型學(xué)習(xí)者。從縱向上說(shuō)，感覺(jué)型學(xué)習(xí)者占比較平穩(wěn)，活躍型學(xué)習(xí)者、聽(tīng)覺(jué)型學(xué)習(xí)者、順序型學(xué)習(xí)者有一些增加，尤其是順序型學(xué)習(xí)者逐年增加較明顯。

Richard M. Felder的研究表明，多數(shù)工科學(xué)生是感覺(jué)型學(xué)習(xí)者，理科學(xué)生更偏向于直覺(jué)型學(xué)習(xí)者。網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)是一門新興的交叉學(xué)科，綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)、信息與通信工程、軟件工程、控制科學(xué)與工程等多個(gè)學(xué)科，是工科門類下的新一級(jí)學(xué)科。學(xué)生的學(xué)習(xí)類型以感覺(jué)型為主，進(jìn)一步體現(xiàn)工科特性。

4 工程教育教學(xué)實(shí)踐

圖2 網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)類型分布

Felder提出各類型學(xué)習(xí)者有不同的學(xué)習(xí)偏好，若有針對(duì)性地安排合適的教學(xué)內(nèi)容和采用一定的教學(xué)形式，會(huì)達(dá)到事半功倍的作用，但研究和數(shù)據(jù)表明，教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格之間往往存在較大偏差[17]，而且學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格也存在多樣性，如果不是小班化教學(xué)，很難達(dá)到教學(xué)方式與學(xué)習(xí)風(fēng)格高度一致的要求。

事實(shí)上，每一種學(xué)習(xí)風(fēng)格有各自的優(yōu)勢(shì)與不足，如感覺(jué)型學(xué)習(xí)者擅長(zhǎng)記憶事實(shí)，可能會(huì)拘泥于細(xì)節(jié)；直覺(jué)型學(xué)習(xí)者擅長(zhǎng)于掌握新概念，但不注重細(xì)節(jié)；整體型學(xué)習(xí)者具備的廣博視野，可能使他們成為好的研究者或CEO。有些典型學(xué)習(xí)能力是學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備或培養(yǎng)的，如感覺(jué)型學(xué)習(xí)者的觀察力和對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注，直覺(jué)型學(xué)習(xí)者的想象力和抽象思維能力，順序型學(xué)習(xí)者的系統(tǒng)分析能力，整體型學(xué)習(xí)者的跨學(xué)科整合能力等。

學(xué)習(xí)風(fēng)格雖然是個(gè)體在長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸形成的，具有持久穩(wěn)定性，但是它仍然具有可塑性，可以在后期通過(guò)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)環(huán)境等進(jìn)行調(diào)整。教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)風(fēng)格理論和調(diào)研結(jié)果，在課程教學(xué)和課外實(shí)踐方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，開(kāi)展工程教育實(shí)踐。

根據(jù)Felder&Solomon的研究，大學(xué)生及成年人更習(xí)慣于通過(guò)視覺(jué)而非聽(tīng)覺(jué)進(jìn)行學(xué)習(xí)；感覺(jué)型學(xué)習(xí)者更多地依賴自己的感知經(jīng)驗(yàn)，希望通過(guò)事實(shí)、資料、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中認(rèn)真細(xì)心，注重細(xì)節(jié)。因此，教師在組織課程教學(xué)時(shí)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)類型上感覺(jué)型和視覺(jué)型為主的情況，可列舉具體事實(shí)和數(shù)據(jù)，明確概念，不僅要求學(xué)生課后查閱相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告，還布置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐加深他們的學(xué)習(xí)和理解。此外，教師可通過(guò)課堂理論教學(xué)、外出參觀、視頻觀摩等多種形式組織教學(xué)內(nèi)容，不斷豐富表現(xiàn)形式，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

針對(duì)活躍型學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)不足的問(wèn)題，教師應(yīng)在開(kāi)展課堂討論的同時(shí)，鼓勵(lì)其進(jìn)行作業(yè)交流和互助學(xué)習(xí)，讓學(xué)生走上講臺(tái)上習(xí)題課，教師從旁輔助和點(diǎn)評(píng)，以提升學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。在課程實(shí)踐中，我們?cè)陧?xiàng)目中安排小組合作內(nèi)容，讓學(xué)生必須通過(guò)小組討論完成該內(nèi)容，以此方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)活躍度。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，近兩年（2015—2016年）活躍型學(xué)習(xí)者占比有所提高，課程教學(xué)也反映出學(xué)生對(duì)教學(xué)工作的主動(dòng)參與程度有所提高，更多學(xué)生希望通過(guò)主動(dòng)實(shí)踐開(kāi)展學(xué)習(xí)，說(shuō)明近年來(lái)開(kāi)展的工程教育已取得了一定實(shí)效，學(xué)生的活躍性和主動(dòng)性有所提升。

另一方面，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學(xué)生中，整體型學(xué)習(xí)者要多于順序型學(xué)習(xí)者。Felder研究認(rèn)為，順序型學(xué)習(xí)者習(xí)慣按線性步驟理解問(wèn)題，循序漸進(jìn)，而整體型學(xué)習(xí)者思維較為發(fā)散，考慮問(wèn)題往往并不循規(guī)蹈矩，擅長(zhǎng)于應(yīng)對(duì)復(fù)雜和困難的問(wèn)題。這說(shuō)明總體而言，網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力較強(qiáng)，有一定的創(chuàng)新性思維基礎(chǔ)。針對(duì)這種情況，教師可在課程教學(xué)中布置開(kāi)放性或課程交叉性的課題任務(wù)讓學(xué)生自行實(shí)踐，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新性思維。此外，在課外實(shí)踐方面，不僅鼓勵(lì)學(xué)生參與教師和實(shí)驗(yàn)室的課題項(xiàng)目，還鼓勵(lì)學(xué)生自主立項(xiàng)開(kāi)展課題研究，并給予學(xué)分支持。2015年，我們啟動(dòng)了信息安全實(shí)踐創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，打通科研項(xiàng)目與學(xué)生課外實(shí)踐項(xiàng)目之間的連接渠道，給學(xué)生的項(xiàng)目培育、團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練及技術(shù)輔導(dǎo)提供平臺(tái)和導(dǎo)師，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自由探索、自主研究、自行實(shí)踐的信息安全創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境。

近年來(lái)，我院學(xué)生在全國(guó)性大賽中取得一系列好成績(jī)，體現(xiàn)出工程教育實(shí)踐的豐碩成果。2014年，我院學(xué)生在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽信息安全技術(shù)專題邀請(qǐng)賽上取得2個(gè)一等獎(jiǎng)、1個(gè)二等獎(jiǎng)和2個(gè)三等獎(jiǎng)的好成績(jī)；2016年，更是在第九屆全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽中一舉取得4個(gè)一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。此外，我院學(xué)生組成的CTF戰(zhàn)隊(duì)還取得第九屆全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽創(chuàng)新實(shí)踐能力大賽的三等獎(jiǎng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

上海交通大學(xué)作為國(guó)內(nèi)首批試點(diǎn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”和首批網(wǎng)絡(luò)空間安全一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)高校之一，是典型的工科院校，有著高等工程教育傳統(tǒng)。

近年來(lái)，我們通過(guò)學(xué)習(xí)風(fēng)格的研究，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格數(shù)據(jù)，并和其他西方高校工科學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，較好地把握了工科學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格特點(diǎn)，深化了對(duì)學(xué)生個(gè)體差異的理解，并以此指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐工作。在網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科建設(shè)中，我們并不是盲目地在課程教學(xué)中融入實(shí)踐教學(xué)、案例教學(xué)和工程教學(xué)，而是在研究學(xué)生學(xué)習(xí)類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)相應(yīng)理論研究成果有針對(duì)性地開(kāi)展啟發(fā)性專業(yè)教學(xué)。

事實(shí)證明，因材施教，因勢(shì)利導(dǎo)，不僅有利于提升工程教育的質(zhì)量，還有利于鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，取得較好的工程教育成果。

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