［摘 要］ 針對“密碼應(yīng)用與分析”課程教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)的實際問題，提出將BOPPPS模型用于該課程課堂教學(xué)設(shè)計，以提升學(xué)生主觀能動性與課堂參與度，彰顯以學(xué)生為中心的教育理念。分析現(xiàn)有課程教學(xué)中的問題，探索基于BOPPPS教學(xué)模型的解決方案，系統(tǒng)介紹了BOPPPS教學(xué)模型，分析了BOPPPS模型在教學(xué)實踐中的優(yōu)勢與問題。在課程教學(xué)實施過程中以BOPPPS模型為基準(zhǔn)重新設(shè)計了教學(xué)方案，給出“哈希函數(shù)”課堂教學(xué)設(shè)計方案，教學(xué)實踐說明基于BOPPPS模型的教學(xué)方法能夠取得更優(yōu)的教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ 密碼學(xué)；以學(xué)生為中心；課堂教學(xué)設(shè)計；BOPPPS模型

［基金項目］ 2020年度國防科技大學(xué)教育教學(xué)研究課題“以學(xué)科競賽為導(dǎo)向的《密碼應(yīng)用與分析》課程教學(xué)改革研究與實踐”（U2020029）；2021年度安徽省質(zhì)量工程教育教學(xué)研究課題“面向網(wǎng)絡(luò)空間安全新工科的密碼學(xué)課程教學(xué)改革研究”（2021jyxm1150）

［作者簡介］ 束妮娜（1977—），女，安徽六安人，碩士，國防科技大學(xué)電子對抗學(xué)院副教授，主要從事網(wǎng)絡(luò)空間安全研究；王 晨（1983—），男，山西陽泉人，博士，國防科技大學(xué)電子對抗學(xué)院副教授，主要從事網(wǎng)絡(luò)空間安全研究；王懷習(xí)（1984—），男，河南濮陽人，博士，國防科技大學(xué)電子對抗學(xué)院副教授，主要從事網(wǎng)絡(luò)空間安全研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）34-0001-04 ［收稿日期］ 2023-04-28

引言

軍隊院校教育不僅具備高等教育的一般特征，還具有軍事教育的特定屬性。相應(yīng)地，軍隊院校教育既要重視基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，又要注重以實踐為主的崗位履職能力培養(yǎng)。根據(jù)這一培養(yǎng)目標(biāo)和特點，軍隊院校開設(shè)的專業(yè)課程不僅要包括系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，還要注重實驗訓(xùn)練或裝備運用，以此來提高學(xué)生的動手操作與實踐創(chuàng)新能力，進而提升崗位履職能力。目前，學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中需要理解的基本概念與知識點比較散，實踐性要求高，這給新時代軍隊院校教育提出了新的問題與挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的以“教”為中心的教學(xué)范式強調(diào)知識傳授與思想傳承，教師在教學(xué)過程中起主導(dǎo)地位，有助于實現(xiàn)教育普及與素質(zhì)提升。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式存在一些不足，學(xué)生的積極主動性較差，教學(xué)效果不理想。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)以學(xué)生為中心，要求教師最大限度地激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和探索精神，加強學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)與幫助，其教學(xué)思想從“重教”向“重學(xué)”轉(zhuǎn)變，從重視教法向重視學(xué)法轉(zhuǎn)變［1-2］。如何將新的教學(xué)思想融入課堂，組織各個教學(xué)環(huán)節(jié)來突出學(xué)生的中心地位，激發(fā)學(xué)生活力，使教學(xué)效果更上一層樓，成為任課教師亟待解決的問題。

BOPPPS教學(xué)模型為解決該問題提供了新的路徑，它是以建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ)，輔之以交際法理論，推出的以學(xué)生為中心的導(dǎo)學(xué)互動模式。本文結(jié)合“密碼應(yīng)用與分析”課程一線實踐，談?wù)勅绾卧谡n堂教學(xué)設(shè)計中應(yīng)用BOPPPS模型，并探討在BOPPPS模型應(yīng)用中的問題。

一、BOPPPS模型介紹

BOPPPS教學(xué)模型在傳統(tǒng)教學(xué)理論的基礎(chǔ)上，提出將教學(xué)過程分為課程導(dǎo)入、明確目標(biāo)、課程前測、參與式學(xué)習(xí)、課程后測和課程總結(jié)六個步驟。該教學(xué)模型是一種以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以參與式學(xué)習(xí)為核心，以教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生參與統(tǒng)領(lǐng)課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)的教學(xué)范式。

BOPPPS模型與5W1H（Why、Who、What、Where、When和How）方法中的環(huán)節(jié)存在較好的對應(yīng)關(guān)系［3］，見表1。BOPPPS模型相對于傳統(tǒng)理論授課式教學(xué)在目標(biāo)導(dǎo)向、效果評估、能力養(yǎng)成等方面具有更明顯的優(yōu)勢，特別是在教育部“金課”建設(shè)的引領(lǐng)下，這一教學(xué)模型在課程教學(xué)設(shè)計和課堂教學(xué)活動中得到了廣泛應(yīng)用。

二、“密碼應(yīng)用與分析”課程歷史沿革及特點

國防科技大學(xué)電子對抗學(xué)院（原解放軍電子工程學(xué)院）是獲得首批網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點29所院校之一，在學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)方面持續(xù)推進改革，凝聚特色，取得了顯著成效。在原有的人才培養(yǎng)方案中，開設(shè)了本科生層次的“密碼學(xué)基礎(chǔ)”和研究生層次的“密碼學(xué)”等骨干課程。但是，此類課程涉及的理論知識較多，不少學(xué)生反映學(xué)起來較吃力，易產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)生參與度低，課堂氛圍不活躍；另外，實踐課時較少，制約了學(xué)生動手實踐能力的提升。為此，在新版人才培養(yǎng)方案制訂過程中，充分考慮專業(yè)特色以及學(xué)生的知識基礎(chǔ)，將本科生層次的“密碼學(xué)基礎(chǔ)”課程名稱修訂為“密碼應(yīng)用與分析”，精練了理論內(nèi)容，增加了實驗課時。針對這一改變，不僅需要研究如何加強學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［4-5］，還需要研究如何利用有限的講授課時夯實學(xué)生的理論基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“密碼應(yīng)用與分析”課程具有以下幾個方面的特點：（1）理論與實踐并重。既包含系統(tǒng)的密碼學(xué)理論，又包含豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高。（2）多學(xué)科交叉融合。課程涉及數(shù)學(xué)、計算機、通信等多學(xué)科知識，學(xué)科融合特色明顯。（3）數(shù)學(xué)門檻高。密碼學(xué)的基礎(chǔ)是初等數(shù)論、代數(shù)數(shù)論、線性代數(shù)和概率統(tǒng)計等數(shù)學(xué)知識，學(xué)生學(xué)通弄懂有一定的門檻。（4）對編程有較高要求。課程需要編程實現(xiàn)一些密碼算法和分析程序，因此學(xué)生需要熟練掌握一門編程語言。

三、BOPPPS模型下的課程教學(xué)設(shè)計

“密碼應(yīng)用與分析”課程理論教學(xué)內(nèi)容的核心問題在于如何讓學(xué)生理解密碼學(xué)的基本概念、核心算法及典型方法，如何應(yīng)用密碼學(xué)知識解決網(wǎng)絡(luò)空間安全中的密碼學(xué)問題。課程教學(xué)遇到的主要困難是對學(xué)生的數(shù)學(xué)知識要求較高，對于網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)的學(xué)生來說，由于先修數(shù)學(xué)課時不足，因此必須在課中適度補充必要的數(shù)學(xué)知識。慶幸的是，本專業(yè)的學(xué)生先修了大量計算機相關(guān)課程，并且對密碼學(xué)的重要實踐工具掌握較好。因此，在設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容時，涉及必備的數(shù)學(xué)知識直接融入具體密碼算法講解中，而不是機械地照搬教材體例。在講解具體算法的同時，引入現(xiàn)成的或教師編寫的算法及應(yīng)用實例，在課堂多媒體教學(xué)環(huán)境中演示給學(xué)生看，使課程內(nèi)容生動形象。如此一來，既符合課程實踐性要求，又很好地貼合了學(xué)科特色。

為了踐行以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，可以遵循BOPPPS教學(xué)模型進行課堂教學(xué)設(shè)計。以“哈希函數(shù)”教學(xué)內(nèi)容為例，采用BOPPPS模型的課堂教學(xué)設(shè)計方案見表2。

較之于傳統(tǒng)教學(xué)方法，基于BOPPPS模型設(shè)計和實施的課堂教學(xué)時時處處以學(xué)生為中心，學(xué)生積極性與參與度得到了大幅提升，學(xué)習(xí)效果也明顯提升。

四、基于BOPPPS模型教學(xué)運用的體會

BOPPPS模型的六大要素充分體現(xiàn)了該模型的內(nèi)涵［6］。在教學(xué)理念上，教師關(guān)注的重點應(yīng)該是學(xué)生“學(xué)會了什么”，而不是自己“教授了什么”；在教學(xué)目標(biāo)上，充分把握認知規(guī)律，設(shè)定簡潔清晰和具有可操作、易檢測的教學(xué)目標(biāo)，便于學(xué)生評估自己掌握知識的程度；在教學(xué)方法上，強調(diào)參與式教學(xué)，注重主動式學(xué)習(xí)與小組研討交流，力求學(xué)生能在課堂上充分發(fā)揮主觀能動性，獨立思考、創(chuàng)新思維。運用BOPPPS教學(xué)模型實踐以學(xué)生為中心的“教”與“學(xué)”，應(yīng)該注意以下幾個方面的問題。

1.BOPPPS教學(xué)模型的開放性決定了對教師素質(zhì)有更高的要求。如導(dǎo)入環(huán)節(jié)就非常考驗教師的功力。盡管導(dǎo)入的方法很多，有懸念導(dǎo)入法、名詞解釋法、音像導(dǎo)入法、抒情導(dǎo)入法、實例導(dǎo)入法、類比導(dǎo)入法、目標(biāo)導(dǎo)入法和提問式導(dǎo)入法等。但是，成功的導(dǎo)入需要創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，力求使導(dǎo)入合理自然，符合學(xué)生知識水平與心理特征，使教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”處于無縫對接的狀態(tài)。要想達到這一狀態(tài)，就要求教師要具有深厚的理論功底、廣博的知識面、優(yōu)良的專業(yè)素養(yǎng)、豐富的實踐經(jīng)驗、強大的感染力以及高尚的道德情操。

2.BOPPPS教學(xué)模式的六個要素是整體框架，在實際應(yīng)用中并不要求面面俱到，不是一成不變的。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗，實際教學(xué)過程有許多不可控的因素，教師要根據(jù)教學(xué)實況動態(tài)組織教學(xué)活動，具有一定的靈活性與創(chuàng)造空間。例如，在研討交流環(huán)節(jié)，教學(xué)活動易于被學(xué)生提問打斷，影響原有的教學(xué)計劃，從而使得后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生延時。另外，后測環(huán)節(jié)也并非能在課堂上全部完成，如“密碼應(yīng)用與分析”課程中就有很多內(nèi)容（如算法編程）需要學(xué)生利用課外時間和實踐課時來完成，課堂上的后測僅能完成較為簡單的測試。

3.教學(xué)手段形式多樣、不拘一格。采用何種教學(xué)手段只是根據(jù)既定教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)教學(xué)過程的一種方式，BOPPPS教學(xué)模式不要求、不強調(diào)教師必須采用什么教學(xué)手段，以更好地發(fā)揮每名任課教師的特點。不同教學(xué)手段都有其自身特點與適用范圍，教師選取教學(xué)手段的評價標(biāo)準(zhǔn)在于是否能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，產(chǎn)生良性化學(xué)反應(yīng)。

4.BOPPPS教學(xué)模型的適用性需要辯證的認識。從理論上講，BOPPPS教學(xué)模型可以運用到理論教學(xué)、實踐教學(xué)與案例教學(xué)等各種不同的教學(xué)活動中，但其難度不盡相同，所能取得的教學(xué)效果也千差萬別。另外，BOPPPS教學(xué)模型也受到學(xué)生人數(shù)的制約，相對而言，小型課堂教學(xué)更適用于采用該教學(xué)模型，而上百人的大型講座類課堂難以實現(xiàn)大規(guī)模全程參與式學(xué)習(xí)。教師在課程教學(xué)時，可以把它作為一種基本的指導(dǎo)原則，但要根據(jù)課程特點，在實施過程中不斷加以改進和完善。

結(jié)語

BOPPPS教學(xué)模型以學(xué)生為中心，體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的理念，是一種注重教學(xué)互動與教學(xué)反思的教學(xué)模式。本文以“密碼應(yīng)用與分析”課程為例，研究將BOPPPS模型用于課堂教學(xué)設(shè)計，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。BOPPPS模型思路清晰，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量具有很好的指導(dǎo)意義，但在實際教學(xué)中，應(yīng)從教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方式上準(zhǔn)確把握BOPPPS教學(xué)模型的內(nèi)涵，把握其“神”，不拘泥于“形”。教師要想真正把BOPPPS模型的精髓很好地落實到每一堂課中，還須要加強自身素養(yǎng)，并在實踐中不斷修正和完善。

參考文獻

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［6］魏曙寰，耿俊豹，劉曉威.BOPPPS教學(xué)模型的內(nèi)涵及運用方法探析［J］.教育教學(xué)論壇，2019（1）：198-199.

The Student-Centered Classroom Teaching Design of Cryptography Application and Analysis

SHU Ni-na， WANG Chen， WANG Huai-xi， LIU Jun

（College of Electronic Engineering， National University of Defense Technology， Hefei，

Anhui 230031， China）

Abstract： In view of the practical problems in the teaching practice of “Cryptography Application and Analysis”， we propose to use the BOPPPS model in the classroom teaching design of this course， so as to improve students’ subjective initiative and classroom participation， and highlight the student-centered education concept. We analyze the problems in the existing course teaching， investigate the solutions based on the BOPPPS teaching model， systematically introduce the BOPPPS teaching model， and describe the merits and drawbacks of the BOPPPS model in the teaching practice. In the process of course teaching， we redesign the teaching scheme according to the BOPPPS model， present the teaching scheme of “hash function” as an example. The teaching practice shows that the teaching method based on BOPPPS model can achieve more excellent teaching effect.

Key words： cryptography; student-centered; classroom teaching design; BOPPPS model