腳手架理論在信息安全教學的作用

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1腳手架理論介紹

在教學不同的階段或環境中，腳手架可以是教學策略、教學工具、教學方案和教學方法等。作為教學策略，腳手架教學是指老師在幫助學生學習時，提供腳手架結構讓學生能夠順利進行更深層次的學習和理解，把獲得的信息作為知識內化汲收。該概念是從維果斯基的社會文化理論和鄰近發展區(proximaldevelopmentzone)中引申而來的，也是本文的理論基礎。目前腳手架理論在歐美地區已成為一種流行的教育教學理論，其概念和框架已經非常成熟和完善。為了幫助大家理解，同時起到拋磚引玉的作用，筆者介紹大家普遍認可概念。在歐盟教育界認為腳手架教學應當是為學習者構建對知識的理解而形成的認知框架，它事先把復雜的學習任務分解，引導學生逐步深入，因此腳手架教學框架可分為五個基本教學環節：搭建“腳手架”→進入情境→獨立探究→協作學習→評價。該文也是采用這五個基本教學環境指導信息安全課程相關教學內容。

2腳手架理論在信息安全課程中的應用

在概述中，已分析了信息安全課程教學所面臨的現狀，如何在有限的時間內高效完成教學任務成為整個教學過程所關注的核心內容。為此，筆者進行了有效的探索與嘗試，把腳手架理論與信息安全課程教學進行融合，獲得了較好的教學效果。教學過程是一個積極互動過程。學生不應該是被動的接受者，而應是學習過程中的主動參與者和積極建構者，被動接受者只能是感受信息，而不會主動掌握信息。教師的職責也不應該是簡單的“傳道、授業、解惑”的角色，而應該是教學過程中引導者、腳手架的搭建者。在腳手架教學理論的指導下，教師的角色重新定義為腳手架的搭建者。本節以信息安全加密體制教學內容為例來闡述實施腳手架教學過程。安全加密體制部分主要包括對稱加密體制和非對稱加密體制，一般均是以DES算法和RSA算法為例介紹。

2.1搭建腳手架

由于該部分內容重點是向學生介紹兩種體制設計思想和相關算法，內容較為抽象。為提高學習的積極性，故應首先讓學生明確學習的必要性和方法，即為什么學、如何學的問題。所以在該節教學之前，向學生布置預習任務，要求查閱當前信息安全所面臨的主要問題和相應解決方案，以及各種方案的核心思想，并要求學生總結自己的心得。

2.2情境設置

在內容學習之前，首先讓學生進入到信息安全攻防情境當中，引導學生同時充當兩種角色：安全的守護者和攻擊者，了解相互之間如何互拆“矛”和“盾”兩種利器。如在對稱加密體制DES算法學習，由常見的攻擊方法入手，介紹如何有針對性的構建堅固的防御措施，非常自然的引入相關教學內容，如香農提出的混亂原則和擴散原則。在此基礎上可以提出問題，在現有對稱體制中如何實現相關指導原則，即通過采用多輪迭代和替換的技術手段，達到混亂和擴散的目的，破壞統計規律。這樣通過情境設置，層層深入、環環緊扣的策略，使抽象、乏味的內容變得邏輯性強，理解方便，也非常自然地讓學生知道如何學的教學目標。

2.3獨立探究

通過課堂理論教學的實施，使學生具備加密體制的相關知識和基本思想，然后可以采用獨立探究的方法，讓學生理論聯系實際，通過編程的方法去實現具體的算法，把相關信息轉化成自己的知識。在這一環節，一定要強調學生獨立完成，可以參考相關資料，嘗試用多種思路實現，如用面向過程和面向對象的思想去解決該問題，并對各種實現方式進行對比。

2.4協作學習

在完成獨立探究后，每位學生都會自己的疑惑和感觸，內心都有與別人探討的欲望，此時迫切的需要一種討論、交流的寬松環境。因此在獨立探究環節后，及時安排協作學習環節，可以達到事半功倍的效果。在協作學習時注意強調的是交流、探討方式，而不是簡單的復制、拷貝動作。一定要讓大家說出自己在獨立探究環節中所遇到的困惑與難題，并一定要通過協作學習環節得到若干種解決方案，做到取長補短，尋找最優方案。

2.5評價

評價是最后環節，該環節絕非是可有可無的，用得恰當會獲得畫龍點睛的效果。在評價方面筆者認為可包含兩個方面內容：一是老師的評價；二是學生之間的評價。老師評價主要在于學習情況總結，做出客觀的評價，啟迪新思路，挖掘新內容，為下一次腳手架教學奠定基礎。學生之間的評價，關鍵在于對比相互之間對知識的理解，強化知識的內化程度，拓寬思路和思維方法。如在加密體制教學內容的腳手架教學方法，最后評價環節是算法實現的分析與對比。

3結論

信息安全課程教學內容難、抽象，在有限的教學時間內完成教學任務，達到預期的教學目的，是每個教師所面臨的一個難題。筆者經過幾次的教學實踐與摸索，成功的運用腳手架理論解決了教學中所面臨的困境，取得較好的教學效果。

本文作者:劉三民劉濤工作單位:安徽工程大學