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摘要：建构主义的核心思想是以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。该文介绍了基于建构主义的《应用密码学》课程教学设计方案。实践证明该方案符合课程特点，有利于提高学生的学习兴趣。
关键词：建构主义；应用密码学；教学设计
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)16-3977-02
The Application of Constructivism to Applied Cryptograph Course
LIN Qun
(Institute of Mathematics and Information Technology，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China)
Abstract: The core idea of constructivism is based on student-centered. It emphasizes that the students should take the initiative on the knowledge discovery and active construction of meaning. This paper introduces the teaching design of the applied cryptography course. It proves that the program conforms to the features of the course and can increase students’ interest in learning.
Key words: constructivism; applied cryptography; teaching design
1 建构主义
近年来，认知学习理论的一个重要分支--建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义也译作结构主义，其最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰。他是认知发展领域最有影响的一位心理学家，他所创立的关于儿童认知发展的学派被人们称为日内瓦学派。建构主义是认知心理学派中的一个分支，作为认知学习理论的新发展，它的产生是当代教育心理学的一场革命，对学习和教学提出了一系列积极的设想 。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。在建构主义的教学模式下，目前己开发出比较成熟的有“支架式教学”、“抛锚式教学”和“随机进入教学”等教学方法。
2 《应用密码学》课程的特点
密码学是信息安全的基础与核心，它能有效地保障信息的机密性、完整性、认证性和不可否认性, 因此受到人们越来越多的重视。现阶段开设《应用密码学》的专业较多，如信息安全、信息与计算科学、计算机和通信等相关专业。《应用密码学》不是一门单纯的学科,它是多门学科融合而成的交叉学科，侧重于密码学的应用。从应用数学的角度看,密码学是数论、抽象代数等理论的一种应用；从通信的角度看,密码学是实现保密通信的一种技术手段；从计算机科学的角度看,密码学是数据安全、计算机安全和网络安全的研究内容；从信息处理的角度看,密码学是信息处理的一种方式 。此外，《应用密码学》课程的特点还体现在授课内容的应用性很强，容易激发学生的学习兴趣。
3 基于建构主义的《应用密码学》教学实践
《应用密码学》是趣味性和应用性都很强的一门学科。若采用“以教师为中心,教师讲、学生听”为特征的传统教学模式,会使课程显得枯燥乏味,无法激发学生的学习兴趣,学生的学习主动性无法得到培养。采用建构主义理论来指导该课程的教学设计和实践,让学生成为意义的主动建构者,将能提高学生的学习兴趣，达到事半功倍的教学效果。建构主义认为，理想的学习环境应包括“情境”、“任务”、“协作交流”和“意义建构”四个部分。与其相适应的教学模式概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的 。”下面介绍这门课程的教学设计方案。
3.1 创设情境
教学环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构，建构主义强调创设与“主题”相关的、尽可能真实的情境，从而激起学生的兴趣。例如，在讲授绪论时，利用多媒体放映密码战的专题片，学生将会深受吸引，同时也会意识到密码学的重要性。另外，在讲授古典密码体制前，先给出几段密文，它们分别由不同的密码体制加密而成，让学生尝试解密，激发他们的好奇心与求知欲。利用“问题式”的情境创设方式，让学生带着疑问来听讲，教学效果将会事半功倍。
3.2 提供任务
建构主义强调提供给学生“真实的任务”。由于《应用密码学》这门课程涵盖的知识范围非常广，相关的拓展研究也很丰富。在教学的过程中，可以布置任务让学生撰写课程论文。例如，在讲授完密钥管理技术这章后，让学生撰写论文，探讨密钥管理的技术有哪些，各有什么优缺点，如何改进等等。学生为了完成任务，就会通过多种渠道搜集资料，积极主动地对相关问题做进一步的研究和探讨。课程论文的撰写可以帮助学生更好地理解课程内容，锻炼他们的文献搜索能力和知识总结能力，从而能有效扩展知识面。
3.3 协作学习
建构主义指出：协作应贯穿在整个学习活动中。在课堂上可以将学生分组，组织学生讨论，引导学生提出问题、分析问题、解决问题。例如，在讲授完数字签名这章后，让学生分组讨论还有哪些具有特殊功能的数字签名方案，它们应怎样设计，还存在哪些局限性。这样，学生在老师的组织和引导下相互交流探讨，有利于学生创新思维和协作精神的培养，激起思维的火花，集思广益，从而达到教学相长的目标。
3.4 意义建构
通过提供任务与协作学习两个环节，学生不但掌握了与课本内容相关的一些知识点，而且头脑中已建立初步的知识框架。此后，应指导学生返回课本内容，了解课程的安排，在头脑里建立清晰的密码学概念，掌握相应的原理及应用，并能够利用密码学的基本原理来分析和解决实际问题，完成意义建构，为将来的进一步研究奠定良好的理论基础 。
4 结束语
该文探讨了建构主义理论对《应用密码学》课程教学的指导作用，从建构主义的立场出发，强调以学生为中心进行教学，在教学过程中充分发挥学生的主动性，让学生有各种机会在不同的情境下去运用他们所学的知识来分析和解决问题。我们的教育方法必须摆脱传统思想的束缚，教学设计应大胆改革和创新。教师应指导学生“学会学习”，使学生的学习能力和创新潜力得到充分发展。
参考文献
[1] Piaget J.Structuralism[M].New York:Basic Books,1970.
[2] 路秀华,周霞.密码学选修课课堂教学思考[J].廊坊师范学院学报:自然科学版,2010,10(3):123-125.
[3] 余胜泉,杨晓娟,何克抗.基于建构主义的教学设计模式[J].电化教育研究,2000(12):7-13.
[4] 杨义先,郑世慧,罗群.现代密码学精品课程建设体会[J].计算机教育,2010(15):73-75.
关键词：建构主义；应用密码学；教学设计
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)16-3977-02
The Application of Constructivism to Applied Cryptograph Course
LIN Qun
(Institute of Mathematics and Information Technology，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China)
Abstract: The core idea of constructivism is based on student-centered. It emphasizes that the students should take the initiative on the knowledge discovery and active construction of meaning. This paper introduces the teaching design of the applied cryptography course. It proves that the program conforms to the features of the course and can increase students’ interest in learning.
Key words: constructivism; applied cryptography; teaching design
1 建构主义
近年来，认知学习理论的一个重要分支--建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义也译作结构主义，其最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰。他是认知发展领域最有影响的一位心理学家，他所创立的关于儿童认知发展的学派被人们称为日内瓦学派。建构主义是认知心理学派中的一个分支，作为认知学习理论的新发展，它的产生是当代教育心理学的一场革命，对学习和教学提出了一系列积极的设想 。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。在建构主义的教学模式下，目前己开发出比较成熟的有“支架式教学”、“抛锚式教学”和“随机进入教学”等教学方法。
2 《应用密码学》课程的特点
密码学是信息安全的基础与核心，它能有效地保障信息的机密性、完整性、认证性和不可否认性, 因此受到人们越来越多的重视。现阶段开设《应用密码学》的专业较多，如信息安全、信息与计算科学、计算机和通信等相关专业。《应用密码学》不是一门单纯的学科,它是多门学科融合而成的交叉学科，侧重于密码学的应用。从应用数学的角度看,密码学是数论、抽象代数等理论的一种应用；从通信的角度看,密码学是实现保密通信的一种技术手段；从计算机科学的角度看,密码学是数据安全、计算机安全和网络安全的研究内容；从信息处理的角度看,密码学是信息处理的一种方式 。此外，《应用密码学》课程的特点还体现在授课内容的应用性很强，容易激发学生的学习兴趣。
3 基于建构主义的《应用密码学》教学实践
《应用密码学》是趣味性和应用性都很强的一门学科。若采用“以教师为中心,教师讲、学生听”为特征的传统教学模式,会使课程显得枯燥乏味,无法激发学生的学习兴趣,学生的学习主动性无法得到培养。采用建构主义理论来指导该课程的教学设计和实践,让学生成为意义的主动建构者,将能提高学生的学习兴趣，达到事半功倍的教学效果。建构主义认为，理想的学习环境应包括“情境”、“任务”、“协作交流”和“意义建构”四个部分。与其相适应的教学模式概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的 。”下面介绍这门课程的教学设计方案。
3.1 创设情境
教学环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构，建构主义强调创设与“主题”相关的、尽可能真实的情境，从而激起学生的兴趣。例如，在讲授绪论时，利用多媒体放映密码战的专题片，学生将会深受吸引，同时也会意识到密码学的重要性。另外，在讲授古典密码体制前，先给出几段密文，它们分别由不同的密码体制加密而成，让学生尝试解密，激发他们的好奇心与求知欲。利用“问题式”的情境创设方式，让学生带着疑问来听讲，教学效果将会事半功倍。
3.2 提供任务
建构主义强调提供给学生“真实的任务”。由于《应用密码学》这门课程涵盖的知识范围非常广，相关的拓展研究也很丰富。在教学的过程中，可以布置任务让学生撰写课程论文。例如，在讲授完密钥管理技术这章后，让学生撰写论文，探讨密钥管理的技术有哪些，各有什么优缺点，如何改进等等。学生为了完成任务，就会通过多种渠道搜集资料，积极主动地对相关问题做进一步的研究和探讨。课程论文的撰写可以帮助学生更好地理解课程内容，锻炼他们的文献搜索能力和知识总结能力，从而能有效扩展知识面。
3.3 协作学习
建构主义指出：协作应贯穿在整个学习活动中。在课堂上可以将学生分组，组织学生讨论，引导学生提出问题、分析问题、解决问题。例如，在讲授完数字签名这章后，让学生分组讨论还有哪些具有特殊功能的数字签名方案，它们应怎样设计，还存在哪些局限性。这样，学生在老师的组织和引导下相互交流探讨，有利于学生创新思维和协作精神的培养，激起思维的火花，集思广益，从而达到教学相长的目标。
3.4 意义建构
通过提供任务与协作学习两个环节，学生不但掌握了与课本内容相关的一些知识点，而且头脑中已建立初步的知识框架。此后，应指导学生返回课本内容，了解课程的安排，在头脑里建立清晰的密码学概念，掌握相应的原理及应用，并能够利用密码学的基本原理来分析和解决实际问题，完成意义建构，为将来的进一步研究奠定良好的理论基础 。
4 结束语
该文探讨了建构主义理论对《应用密码学》课程教学的指导作用，从建构主义的立场出发，强调以学生为中心进行教学，在教学过程中充分发挥学生的主动性，让学生有各种机会在不同的情境下去运用他们所学的知识来分析和解决问题。我们的教育方法必须摆脱传统思想的束缚，教学设计应大胆改革和创新。教师应指导学生“学会学习”，使学生的学习能力和创新潜力得到充分发展。
参考文献
[1] Piaget J.Structuralism[M].New York:Basic Books,1970.
[2] 路秀华,周霞.密码学选修课课堂教学思考[J].廊坊师范学院学报:自然科学版,2010,10(3):123-125.
[3] 余胜泉,杨晓娟,何克抗.基于建构主义的教学设计模式[J].电化教育研究,2000(12):7-13.
[4] 杨义先,郑世慧,罗群.现代密码学精品课程建设体会[J].计算机教育,2010(15):73-75.