基于“慕课+ 翻转课堂”的“信息隐藏技术”教学改革探索

关键词：“慕课”；“翻转课堂”；信息隐藏技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）10-0018-02

“慕课”是大规模开放在线课程（Massive Open Online Courses，MOOCs）的谐音，是一种大众免费在线教学方式，不仅参与人数多、免费、开放，而且融入了很多创新性教育方式和理念，已成为推动教育变革的重要教学模式[1]。“翻转课堂”（Flipped Classroom，FC）是指学生在课前通过观看教学视频理解和掌握知识，在实体课堂上通过讨论、实际操作、完成对知识进一步的巩固和强化，从而达到探索创新的教学模式，是近年来受到全球教育界关注讨论的热点话题[2]。

“慕课”与“翻转课堂”的有效结合可以充分利用二者优势，包括线上自学和线下交流两大部分，线上学习主要是学生利用课外时间，在“慕课”平台上观看教学视频，学生可以在线学习、讨论交流、提交作业、在线测试，并将问题反馈给老师，老师也可以在线解答问题，批改作业，通知课程等；线下交流主要通过“翻转课堂”，教师组织学生在实体课堂上对视频中的疑难问题进行讨论、巩固和答疑。可见，线上“慕课”视频学习能增强学生自主学习的主动性，更高效地传递知识，而线下课堂面对面讨论式教学，使师生课内外更多地互动和答疑解惑，更有利于深化、扩展思维，沟通情感，因此，“慕课+翻转课堂”是线上教育和线下教育完美结合的教学模式。

一、“信息隐藏技术”课程特点与现状

“信息隐藏技术”是电子信息工程专业一门重要的专业课程，研究的是利用多媒体信息中的冗余空间携带秘密信息，达到秘密信息伪装传递的目的，也是信息安全研究和社会需求的热门方向。该课程的主要任务是通过对信息隐藏技术知识及算法的学习和实现，培养学生掌握信息隐藏算法的编程能力和创新能力，为从事信息加密、版权保护等软件工作奠定基础。该专业课程涉及广泛的信号与信息处理知识，工程实践性强，学科动向活跃，发展更新速度快。如何教好这门课，使学生真正熟练掌握信息隐藏算法是专业课教师讨论的热点问题。

目前“信息隐藏技术”课程的教学多以教师课堂PPT讲授为主，学生课后练习为辅，这种教学方法单一，再加上该门课程涉及基础课程较多，算法知识点抽象、枯燥，前沿算法更新速度快，学生容易产生厌倦心理。另外，由于算法实现需要具备一定编程基础，将其留给学生课后练习，完成率极低，很难调动学生对该门课程的学习热情和积极性。这种传统的以教师为主体的教学方式不利于学生积极性和创造性的培养，“慕课+翻转课堂”教学模式的出现为传统“信息隐藏技术”课程的教学改革带来了契机，探索该教学模式在“信息隐藏技术”课程中的改革可以充分利用各种多媒体教学和慕课资源，改进课内外的教学内容和方法，优化“教”与“学”的关系，使学生真正掌握信息隐藏技术的技能，为日后的工作或研究打下坚实的基础。

二、“慕课+翻转课堂”在“信息隐藏技术”教学中的优势

（一）引导学生巩固基础知识

“信息隐藏技术”是一门面向高年级同学的专业课，要求已熟练掌握语音信号处理、数字图像处理等多媒体信号与信息处理方面基础知识，并且应熟练掌握一门编程语言。没有这些基础学习此课程会很吃力。实际授课发现，很多学生的前期课程基础不牢，甚至有的根本没有修过相关课程。鉴于这种情况，为了使学生能顺利入门并掌握这门课程，教师可以在“慕课”平台上发布或推荐一些相关的基础课程，学生在“慕课”平台上有选择地学习自己没学过的课程或掌握不好的知识点，不受时间、地点限制，师生也可以在线交流互动，复习、巩固相关基础知识。

（二）提高学生的学习兴趣和创新能力

“信息隐藏技术”课程的学习应与密码学、隐写术、信息安全、数字水印技术等专业课程相结合，相辅相成。通常学生并不了解该课程在整个学科体系结构中的地位，只是按照学校相应的课程设置进行学习，但是专业课程是相关、相通的，如果有些课程安排在不同学期或不同专业，学生很难同时学习多门课程，自然也不会达到有时效性和针对性的学习效果。利用“慕课+翻转课堂”引导学生充分利用网上公开的慕课资源，同时学习一门或几门相关、相近的课程，了解该方向最新技术进展和发展动向，提高学习的时效性，变被动为主动，启发学生的创新能力。

三、基于“慕课+翻转课堂”的“信息隐藏技术”教学改革探索

（一）“信息隐藏技术”课程建设思路

“信息隐藏技术”这门课程应充分发挥慕课的优势，利用现有的教育部“爱课程”、中国大学慕课等网络在线教学平台[3]，建设信息隐藏技术、数字水印技术、隐写术等网上教学资源，为学生提供丰富的在线学习资源。教师在讲授各章节之前应提前告知学生应具备的知识点，告诉学生应该学习哪些基础课程，引导学生带着任务有针对性地学习，以提高学习效率和效果。在教学上采用“翻转课堂”的教学模式，利用面对面课堂教学时间，建立多个小组讨论进行交流互助，对同学在线学习期间遇到的共性难点进行详细讲解。

教师备课应该合理组织教学内容，对信息隐藏算法知识点详细划分，以周为单位设计教学单元，根据知识点的难易程度与学生掌握情况合理安排教学进度和发布教学内容。教师应及时在慕课平台上检查学生学习情况，及时解答、回复学生交流的问题，批改网上提交作业。同时，改变“信息隐藏技术”传统的考核方式，建立“在线考核+随堂测试+考核报告”的考核方式，更注重平时能力的培养，减轻期末考试的压力。

（二）基于“慕课+翻转课堂”的“信息隐藏技术”

教学设计

1.课前阶段：为了掌握班级学生的知识背景情况，教师可根据信息隐藏技术课程的特点，设计一些与课程相关的在线测试内容，检测学习者的基础和知识储备情况，建议准备一些数字图像处理、语音信号处理、多媒体技术等方面的基础知识进行测试，慕课在线学习者可以自行评定自己是否适合学习该课程。另外，由于线上和线下的学习环境不同，“信息隐藏技术”教学过程中采用“慕课+翻转课堂”的教学模式，应改变以往课堂教学的课程大纲，根据学生的具体情况进行设计。

2.课中阶段：慕课教学模式可以将教学内容与图

片、声音、动画、视频等多种多媒体素材紧密结合起来，例如频域信息隐藏部分教学内容不容易被理解，教师可以使用动画和简洁的文字、图片，让学生更容易接受教学内容，激发学生兴趣。通过翻转课堂教学过程提纲挈领地点拨知识点，将在线学习与课堂讨论结合，增强教学互动，引导学习者适当练习，并及时检验学习效果。同时，慕课课程视频不宜过长，可以根据知识点进行录制，最长10—15分钟，以保证学习者学习视频期间能够精力集中。

3.课后阶段：建立慕课学习论坛，在具体章节中每个视频对应一个讨论区，并且尽量使内容更结构化、模块化。“信息隐藏技术”是一门以实践为主的课程，学习者可以结合实践经验在慕课学习论坛中交流经验、心得，互相提问、解答。主讲教师应定期整理，对学习者比较集中的提问应该及时解答，并做出反馈，这对教师后续教学进度的安排是有帮助的，也是学习者上线率的重要保证。

（三）“信息隐藏技术”网络教学平台的搭建

网络教学是“慕课+翻转课堂”教学模式的一个重要环节，课程视频和教学讲义是学生获取课程信息的重要保障，因此，需要制作精良的教学视频和稳定流畅的网络平台，这需要教师付出更多的时间和精力。结合具体的“信息隐藏技术”课程，教师需要录制教学软件的使用方法、教学录像和课件录像，依据课程教学目标和教学大纲，对具体的信息隐藏算法根据算法原理、步骤、具体实现等环节合理组织教学视频内容，开辟教学园地，讲义下载、课后作业、交流论坛等板块。同时，为了保证学生注意力集中，保证学习效率，录制的视频长度应该控制在15分钟以内。最后，还需要经过修改、剪辑等操作实现最终的网上教学视频。“信息隐藏技术”课程网络教学平台的实现，拟依托使用学校现有的慕课平台，避免重复开发，降低实施难度和成本。

总之，“慕课+翻转课堂”教学模式必定会为“信息隐藏技术”课程的教学带来巨大变化，对改善该课程教学中存在的问题、提高教学质量具有重要的作用。树立教师为引导，学生为主体的教学理念，建立并合理利用丰富的网络平台，合理安排教学内容，提高教学质量，推动传统教育教学改革进程，培养出适应社会和时代需求的信息安全技术人才。