《信息安全与密码》教学构思及评价设想，本文主要内容关键词为：构思论文,信息安全论文,密码论文,评价论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题背景
教育部于2003年4月颁布的《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称“课标”)中， 高中数学课程分为必修和选修课程。其中必修课程由5个模块组成：选修课程有4个系列 ，其中系列1、系列2由若于模块组成，系列3、系列4由若干专题组成。根据课程设置说 明，“系列3不作为高校选拔考试的内容”，因而如何对系列3的内容进行教学和评价， 便成为摆在我们面前的一个现实问题。下面笔者以《信息安全与密码》这一专题的教学 和评价为例谈谈自己的认识。
二、信息安全、密码学与数论的关系
信息安全主要包括系统安全及数据安全两方面的内容。安全一般采用防火墙、病毒查 杀、防范等被动措施；而数据安全则主要采用现代密码技术对数据进行主动保护，如数 据保密、数据完整性、数据不可否认与抵赖、双向身份认证等。密码技术是保障信息安 全的核心技术。密码技术自古有之，到目前为止，已经从外交和军事领域走向公开，它 是结合数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的交叉学科。使用密码技术从 根本上来说是对密码算法的使用。而数论是密码算法中关键的数学知识。
三、教学构思
1.讲解历史，谈论应用
由上述信息安全、密码学与数论的关系，我们可以清楚地看到，学习有关数论的基础 知识对学习密码学、信息安全等有着至关重要的作用。然而，如果我们一开始就讲数论 基础知识，难以引起学生学习本专题的兴趣。因此，作为这一专题的学习，最初的一两 堂课的内容最好以“讲解历史，谈论应用”为主，即讲述密码学的发展历史，探求密码 技术在现代生活中的应用。例如从传统密码技术最初在军事、外交等领域的应用实例， 到现代密码技术在电子商务、网上银行、数字签名等方面的应用。
2.学习数论，研究密码
本专题中课标内容分为两部分：“初等数论的有关知识”和“数论在信息安全中的应 用”。“数论在信息安全中的应用”中，由于“通讯安全中的有关概念(如明文、密文 、密钥)和通讯安全中的基本问题(如保密、数字签名、密钥管理、分配和共享)”这一 部分内容，只涉及到一些概念性的知识，学生易于接受，因而可以先讲。而其它内容， 例如流密码，单项函数，基于大数分解的RSA方案，棣弗—赫尔曼方案、盖莫尔算法等 由于涉及到较多的初等数论知识，可安排在学生具有相应数论知识后再进行讲解。这里 涉及到教学安排的两种方案：一种方案是先把有关的初等数论知识全部讲完，再讲相应 的密码学知识。而另一种方案是一边讲初等数论的有关知识，一边谈相应的密码学知识 。为体现数学知识的实用性，也为了让学生学习数学时更有兴趣，笔者建议采用后者。 表1是“初等数论的有关知识”与“数论在信息安全中的应用”对照表；可供教师参考 使用。
初等数论的有关知识
数论在信息安全中的应用1
整除和同余，模m的完全同余系和简
流密码
化剩余系2
欧拉函数的定义和计算公式、欧拉
单项函数，基于大数的RSA方案
定理与费马小定理，大数分解问题3
威尔逊定理及其在素数判别中的应
棣弗—赫尔曼方案、盖莫尔算法
用，原根与指数，模P的原根存在
性，离散对数问题4
拉格朗日插值公式
密钥共享
3.设计算法，动手实验
课标中在课程的基本理念部分提出“倡导积极主动，勇于探索的学习方式”，例如自 主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等。而让学生运用计算机等信息技术工具进行 数学实验是培养学生动手能力的一种有益的方式。另外，由于“算法是数学及其应用的 重要组成部分，是计算机科学的重要基础”，“算法思想已经成为现代人应该具备的一 种数学素养”，因而结合本专题的内容，设计算法并运用计算机进行实验，是本专题教 学的一个必要环节。下面的问题可以考虑用作实验课题：用辗转相除计算最大公约数， 解同余方程，用威尔逊定理判断大整数是否为素数，大数分解等。除此之外，还可组织 有兴趣的同学对有关密码学中的应用部分进行上机实验，例如基于大数的RSA方案等。
四、评价设想
在当前形势下，“系列3不作为高校选拔考试的内容”，无疑对系列3课程的开设会有 重要的负面影响，笔者设想本专题的评价结果会引起数学、计算机等理工类专业的高校 招生人员的注意，并作为是否录取该学生的一个参考指标。因而在教学过程中对学生进 行恰当的评价变得十分有意义。
课标指出：“评价既要关注学生数学学习的结果，也要关注他们数学学习的过程”。 因此，仅仅在课程结束时进行一次总的考试，以此考试成绩作为学生的最终成绩的做法 是不可取的。根据B·S·布卢姆的教育目标分类学的观点，笔者设想从认知领域、动作 技能领域和情感领域三方面来对学生进行评价，并作相应的量化。
1.评价日常表现
课程学习过程中，学生在动作技能领域、情感领域中的表现，反映了其学习的能力， 体现了其学习的态度，因而对这些表现进行记录，并作为学生的学习评价结果的一部分 是合理的。这些表现可以包括：课堂听课，课后作业，程序设计，上机操作等方面。我 们对学生的这些日常表现行为赋予一定的分值。例如，设置为总分的20%。
2.评价学习报告
课程结束，学生应该完成一个学习总结报告。该学习报告应涉及信息安全与密码等方 面知识的总结和应用，学生自己的学习体会等，我们也将学生撰写的学习报告作为总成 绩的一部分。例如，设置为总分的30%。
3.评价认知水平
为了使学生掌握有关数论的知识，对“初等数论的有关知识”这一部分内容进行书面 测试是必要的，其测试结果也作为总成绩的一部分。例如，设置为总分的50%。
当然，上述做法是否科学、合理，还需要经过实践的检验，如何具体实现这些评价设 想，各部分所占的比例是否适当，仍可根据具体情况灵活处理。