雙語教學模式在信息安全課程上的研究與實踐論文
本文研究信息安全課程特點，將虛擬仿真實驗和基于CLIL（Content and Language IntegratedLeaning）雙語教學模式引入到信息安全的課程教學中。探索在信息安全課程的講授過程中將英語的語言能力培養與信息安全的專業內容融合起來，語言和學科共同發揮作用；運用虛擬仿真實驗等輔助手段，將信息安全的理論知識和實踐知識結合起來，提高學生對信息安全專業的認知程度。
一、引言
信息安全學科是在信息技術及其應用的快速發展中逐漸形成的，它針對信息生成、存儲、傳輸、處理和交互的各個環節，用數學方法刻畫和描述其變換的過程和狀態，建立安全控制與管理模型，進而保障信息及信息系統的高安全性、高可信性和高可用性。在當前信息化和經濟全球化的時代背景下，做好民族高校信息安全領域的教學研究工作，為國家儲備適應全球形勢變化的復合型信息安全人才越發重要。
中南民族大學在信息安全人才培養方面做了很多工作。其計算機科學學院、數學與統計學學院在本科階段開設了信息安全方面的課程，計算機科學學院的信息安全專業碩士點于2012年開始招生。其中計算機科學學院從2006年開設《信息安全》雙語課程。信息安全教學研究方面還有長足的發展提升空間。
針對信息安全課程的特點，結合我們雙語教學的經驗和體會，就《信息安全》雙語課程教學提出幾點新的和若干建議，其中關于教材的論述等課程相關情況見孟博老師的論文[1]。
二、信息安全課程特點
《信息安全》難教，學生難懂，實驗難做。我們組成員以信息安全專業領域為教學內容，進行教學模式與教學方法的研究與實踐。
《信息安全》課程特點[1—3]：
1。信息安全學科基礎涉及面廣。信息安全是一門新興的學科，也是一門綜合性很強的交叉學科，涉及密碼學、通信、數學、計算機等諸多學科。
2。信息安全專業基礎課程要求多。要想較好地掌握這門課程，需要學習數學基礎課程、電路基礎課程、密碼學基礎課程、計算機理論基礎課程、網絡通信基礎課程等。
3。信息安全專業前沿性強，知識更新快。信息安全專業是圍繞攻防、對抗策略和技術展開研究的，隨著科學技術的發展，該研究領域的知識創新多且快。
我們在信息安全課程傳授的過程中面臨的困難如下所示：
（1）民族院校的學生專業素質和英語素質高低不齊；
（2）信息安全相關的資源分散；
（3）英語語言的教學與專業教育的脫節；
（4）理論知識和實踐知識結合不緊密。
根據信息安全課程的特點，只有保持信息安全傳授內容理論與實踐知識的先進性，及時了解該學科最新研究發展動態和前沿，才能培養出具有實踐和創新能力的高層次高素質人才。結合我們面臨的困難，考慮到兩個因素：（1）信息安全相關的前沿知識的語言載體是主要英語；（2）在課堂上嘗試將理論知識和實踐知識有機的結合起來，我們研究并實踐將虛擬仿真實驗和CLIL雙語教學應用到信息安全課程傳授中的模式。
三、虛擬仿真實驗的概念及模式
虛擬仿真實驗教學是學科專業與信息技術深度融合的產物，運用虛擬現實技術模擬實物實驗的計算機輔助教學軟件。目前的國內外模擬仿真軟件總結如下。
PSPICE[4]是由SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）發展而來的用于微機系列的通用電子電路功能的仿真，是一個多功能的電路模擬試驗平臺；Tina Pro[5]是歐洲DesignSoft公司研發的一個電子設計自動化軟件，它用于模擬與數字電路的仿真分析和設計研究，分析結果可以很好地展現在圖表或虛擬設備中；CircuitMaker[6]軟件用于電子電路仿真實驗，是一種用于電路描述與仿真的語言與仿真器軟件，用于檢測電路的連接和功能的完整性；Proteus[7]軟件是英國Labcenter electronics公司發布的EDA軟件，提供仿真單片機及外圍器件的工具，該軟件將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺；Boson NetSim[8]模擬Cisco路由器、交換機，可自定義網絡拓撲結構及連接。
根據《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》，教育部于2013年開始啟動了開展了國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作。北京郵電大學建設了國家級北郵電子信息虛擬仿真實驗教學中心，開發了“開放式虛擬仿真實驗教學管理平臺”[9，10]。我們嘗試將該平臺作為信息安全課堂的輔助教學，其中一個教學內容使用虛擬仿真平臺進行的網絡構建，如圖1所示。
四、CLIL雙語教學的概念及模式
雙語教學是在教學過程中使用除母語以外的一種外語，通過兩種語言作為教學媒介，并在教學過程中提高學生的專業能力和外語水平。關于雙語教學的模式，有多種不同的分類，如美國的“過渡式”、加拿大等“法語浸入式”等模式。20世紀20年代，CLIL（Content and Language IntegratedLeaning）[11—13]廣泛應用于歐洲的雙語教學領域。CLIL中文譯為內容和語言的融合學習，是指將一門或多門外語作為非語言學科的教學語言，在此過程中，語言和學科將共同發揮作用。以學科內容為核心，使用真實的語言及語言材料，在課堂教學中注重學生的語言、認知和情感等因素。CLIL是歐盟在“培養多語言能力公民、促進語言教學的發展和多樣化”的決議框架下推動歐盟各國開展的一種雙語教學模式。這種模式相對于源于北美被全球普遍采納的浸入式雙語教學，為雙語教學的理論研究和實踐教學都做出了具有革新意義的貢獻。
選擇英語作為學習信息安全學科知識的語言媒介，是因為英語是當今國際各種領域的交流合作中使用頻率最高的語言種類。為了使學生適應國際化教育、產業的發展趨勢，有效獲得更多、更新的學科知識和科技信息，并能夠把我們的科技成果推向世界，高等教育承擔起培養具有國際視野、具備國際競爭能力的創新型、復合型高級專門人才的責任，而雙語教學可以說是承擔責任的前提或必要條件。特別是CLIL雙語教學模式對于中國的雙語教學更具有實際的借鑒意義。CLIL雙語教學模式可分為三個方面的內容，如圖2所示。
1。內容相關的學習（Content—related learning）。在課堂上使用的全英語教學材料，該材料是否合適教學，主要看以下幾個方面：通過本教學材料的學習，學生可否掌握兩個以上的知識點；量化掌握知識的目標；通過什么策略讓學生來掌握這些知識點，比如在學生已有知識的層面上通過視覺、或頭腦風暴活動、以更友好的方式展示知識點、通過不同的學習方式如游戲或者視頻支持、安排有挑戰性的任務給學生來完成；
2。語言相關的學習（Language—related learning）。解釋可能影響學生理解文章的單詞；量化和語言相關的學習掌握指標；寫出讓學習者完成目標需要用到的策略，如盡量將英文材料通俗易懂、將關鍵詞標下劃線、英文材料提供詞匯表等；
3。學習技能相關的學習（Learning skills—related learning）。標出技能相關的目標；量化這些目標；設計好的策略幫助學習者完成這些目標，比如重新組織知識點、通過圖表等分析知識點等。
CLIL雙語教學模式認為人的認知過程可分為5個漸進過程，即記憶、理解、運用、分析、評價、創造（Remember，Understand，Apply，Analyse，Evaluate，Create）。其中記憶、理解、運用是低層次的思維能力因為他們更具體，而分析、評價、創造是高層次的思維能力因為他們更抽象。
五、課程設置教學實踐方案
通過對現有理論和實踐經驗的研究和探索，采用虛擬仿真實驗和CLIL雙語教學方法應用到信息安全的課程教學實踐中。課程設置方案氛圍準備階段、CLIL教學階段、虛擬仿真實驗階段，各階段描述如下：
1。準備階段：配發講義，其內容主要與《Cryptography and Network Security Principles and Practice，Fifth Edition》（密碼編碼學與網絡安全—原理與實踐）課程內容接近，補充專業詞匯和常見表達方式。該階段按照教學進度安排學生自學并熟悉專業詞匯，同時利用CLIL教學中針對詞匯測試的有趣方法對學生進行詞匯量的教學和測試。
2。CLIL教學階段。教學過程中給出不同的和密碼算法相關的英文版本供學生閱讀、參考和討論。在此基礎上，針對不同的密碼算法設計有特色的相關的簡單的任務，教師講解，學生組成團隊合作，在給定的時間內呈現設計方案并且陳述其方案，交流的過程主要使用英語完成。
3。虛擬仿真實驗階段。在教學過程中，在算法很抽象或者熟悉相關密碼算法后，老師通過虛擬仿真實驗平臺展示該算法的原理或實際應用，將抽象內容形象化和具體化。安排學生組成團隊利用虛擬仿真實驗平臺設計網絡安全實驗，進一步鞏固、實踐其所學習的密碼理論知識。
六、信息安全雙語課程教學的心得與體會
將虛擬仿真實驗和基于CLIL的雙語教學引入到信息安全的課堂教學中，使得教學模式和方法多樣化、智能化、規范化、國際化，旨在提高學生專業英語聽說寫能力；加強創新精神和實踐能力的培養；更生動形象傳達不易理解的知識。具體意義如圖3描述，總結如下：
1。引入CLIL雙語教學理論，將語言和學科融合進教學。學習探討國際上主流的被大家認可的雙語教學理論如CLIL，在此基礎上探索適合民族院校學生特點的教學方式方法，在《信息安全》專業課程的講授過程中將英語的語言能力培養與信息安全的專業內容融合起來一起學習，在此過程中，語言和學科將共同發揮作用。旨在提高學生的專業英語能力、擴大學生的知識面，為國家培養高素質復合型專業人才隊伍。
2。搭建虛擬仿真實驗平臺，將理論和實踐融合進教學。在課堂教學過程將動畫模擬、虛擬仿真、遠程實驗和實物實驗優化組合，探索各類案例的優勢互補，旨在調動學生學習積極性、啟迪思維、激發潛能。通過虛擬仿真實驗平臺，整合信息安全的相關資源，提供智能化的教學服務同時，培養學生的創新能力和動手能力。
本論文的探索方法將是鼓勵課前預習、課程參與、課后實踐。講授方式的選擇將會優化組合教學模式，激發學生學習熱情，提高學習的主動性，提高學生的上課注意力。通過CLIL模式中各類學習技巧，逐步提高學生的英語能力和專業素質。
七、總結
本論文探索將CLIL雙語教學模式和虛擬仿真實驗應用到信息安全的課程教學過程中。學習探討適合信息安全課程特點和民族院校教學特點的雙語教學理論如CLIL雙語教學模式，在《信息安全》專業課程的講授過程中將英語的語言能力培養與信息安全的專業內容融合起來一起學習，語言和學科將共同發揮作用；同時運用虛擬仿真實驗等輔助手段，將信息安全的理論知識和實踐知識結合起來，提高學生對信息安全專業的認知程度。我們所做的努力最終的目標是讓學生從記憶、理解、運用知識到能分析、評價、創造知識的轉變，為社會培養大量既有豐富的專業知識又精通英語的高素質復合型人才。
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