1、引言

　　实验教学是高校教学工作的重要组成部分，是培养学生操作能力和创新能力不可或缺的关键环节，是从理论过渡到实践的桥梁。随着高等教育改革的不断深入，实验教学的重要性越来越突出，对实验教学质量提出了越来越高的要求，各高校对实验教学质量的重视程度也逐步加强。实验环节的教学质量监控包括诸多内容：实验教学质量监控管理网络、实验教学督导机制、教师互听课制度、学生信息反馈机制、实验教学考核方式、教学活动激励机制，以及实验课程的设置等。本文将从这几个方面提出如何在实验环节进行教学质量监控，并以《密码学原理》课程为例进行说明。《密码学原理》是信息安全专业的主干课程，是以课堂教学和实验相结合的课程，理论教学也是为具体的实验做基础。从目前的状况来看，《密码学原理》课程在实验环节还存在很多问题，本文将从教学质量监控体系构建，以及如何设置实验课程来保证教学质量两方面进行分析。

　　2、实验教学质量监控体系构建

　　2.1实验教学质量监控管理网络的建立

　　实验教学质量监控体系中，首先需要建立一套完整的教学质量监控机构,将所有有关教学及管理人员包括在全面的可协调的网络中。建立一套岗位责任制、目标责任制和行政问责制相统一的管理机制,不断提高管理的效率和水平。采取多种措施,提高教学管理人员的综合素质和管理水平。教学质量监控机构具体包括在实验室主任领导下的全体实验室工作人员、全体进入实验室的学生。该机构应在实验教学指导委员会指导下工作。实验教学指导委员会应由教学经验丰富,熟悉本科教学工作,具有一定科研成果的资深教师组成。实验教学质量监控管理网络可分为三层,第一层为实验教学指导委员会指导下的实验室主任,第二层为从事实验室工作的教师,各实验室管理人员与工程技术人员,第三层为全体进入实验室的学生。各类人员要有明确的岗位和职责,要热爱本职工作,刻苦钻研业务,注重分工协作,积极完成各项任务。

　　2.2 建立实验教学督导机制

　　教学督导制度是实验教学质量监控的重要环节,教学督导是高校为主动适应教学改革和发展的需要,对教学工作实施的监督与指导的一项制度,是学校教学质量保证与监控体系中的重要组成部分。督导教师可以对实验教学活动的各个环节以及各种实验教学管理制度等实施检查、督促、评价和指导,通过随机随堂听实验课、抽查教师实验教学教案和学生实验报告、参与实验考核、召开实验教学座谈会等,对实验教学实施全程监控,为学校职能部门改进实验教学管理提供重要的依据和意见,对提高实验教学质量具有非常重要的作用。督导一般为高校中已退休的名师担任，通过自己的经验来检查教学。

　　在东北林业大学，由于督导员人员数量的限制，教学督导员不是每学期都能对《密码学原理》实验进行指导，但是《密码学原理》课程组希望教学督导员经常来指导教学，提出意见，以促进实验的更有效进行。所以，课程组没学期都向督导组发出邀请。

　　2.3 建立教师互听课制度

　　除了有督导进行检查听课之外，实验指导教师之间也要建立互相听课制度，这样能够取长补短，交流实验教学方法，促进整体教学水平和质量的不断提高。制度规定部门领导和实验中心主任每学期听课至少6学时，教师听课至少4学时。不管是否是《密码学原理》课程的授课教师和实验指导教师，都应该积极的进行听课。一方面给授课教师提出宝贵意见，同时，从授课教师身上也会学到某些知识。听课要求做好听课记录，并及时反馈信息，达到相互学习、共同进步的目的。

　　对于作者所在的《密码学原理》课程组，成员有三人，都担任理论授课和实验指导。听课制度规定课程组内部每人每学期至少听课5次。并提出意见，共同促进，共同提高。

　　2.4 建立学生信息反馈机制

　　实验教学的效果需要学生来检验。所以，要从学生那里得到反馈信息。需要建立一个学生信息反馈机制，主要收集并了解学生对实验教学条件、实验教学内容和方法、实验教学活动安排等方面的意见,及时为教学管理提供一份原始可靠的实验教学资料。同时，也要收集学生对实验教学的建议，让学生来出谋划策。这样可以知道，学生到底是想要得到什么。

　　《密码学原理》课程组在每届都学生中都建立了一个信息反馈小组，成员大约5人。信息反馈小组的主要职责就是收集学生的反馈信息，包括意见、建议。课程组在拿到这些反馈信息，认真分析，找出问题所在，积极整改，完善实验教学。

　　2.5 制定实验教学考核方式

　　为了调动学生认真完成实验教学任务的主动性与积极性,保证实验教学质量,制定了实验教学考核方式改革制度。

　　《密码学原理》课程组的考核内容不仅仅是学生填写的实验报告，还包括学生实验操作过程成绩、实验操作考试成绩等几部分,当然也包括实验课的出勤情况，综合评定后确定最终成绩。实验课的最终成绩不及格的学生不得参加理论课的考试或考核。这可能是与其它院校、专科、课程不同的地方。通常，学生的最终成绩有理论课成绩，占比60-80%，实验成绩占比10-30%，平时成绩10%组成。即使实验成绩不及格，还可以通过理论课成绩来补充。但是，类似《密码学原理》这类的需要学生的实际操作能力，而且实验就是众多理论知识点积累的课程，如果学生实验如果不及格，就说明理论课也没有学好，所以实验课的最终成绩不及格的学生不得参加理论课的考试或考核。

　　通过几年的尝试，这种考核方式取得了非常好的效果。有效地增强了学生完成实验的主动性,也促进学生理论课的学习，同时也促进教师积极进行实验教学内容与教学方法的改革。

　　2.6 建立教学活动激励机制

　　教学规律显示，教师的教学水平决定教学质量，因此教师的作用对于教学质量的提高至

　　关重要，监控体系的建立理当在注重以学生为本的同时，兼顾考虑教师的因素，解除顾虑，提高积极性，从而促进教师教学水平的提高。

　　为保证不断提高教学质量，学校以及学院先后建立并实施了资助教师开展教学研究和教学改革、奖励教师发表高水平教研教改学术论文、鼓励教师参与国家级、省级学科竞赛，并对获奖教师给予奖励等一系列制度，初步建立起实验教学活动的激励机制。通过各项激励措施，可以充分调动教师的主观能动性和从事教学研究和教学改革的积极性，激励和鞭策教师不断提高实验教学质量。

　　《密码学原理》课程是信息安全的主干课程，相关实验也是比较基础且重要的实验。学生通过这门课的学习以及相关课程的学习，可以参加一些有关信息安全的竞赛。

　　3、通过有效的实验课程设置来保证教学质量

　　对于《密码学原理》实验课程来讲，实验课程内容的设置决定着教学质量的效果。一个好的课程内容设置，能激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

　　《密码学原理》课程组将16学时的实验课分成8个实验，如表1所示。

表1 密码学原理实验内容

　　这些实验的具体内容为：

　　(1)通过熟悉CAP4软件,使学生对密码学有一定的感性认识；学会正确使用CAP软件，验证课堂中所学的古典密码算法；为学习现代密码算法及其应用奠定基础。CAP 是由Dr. Richard Spillman 专门为教学而研制的密码制作和分析的工具，已经在美国的很多高校得到了广泛地使用，受到了密码学习者的普遍欢迎。

　　(2)通过掌握古典密码算法Playfair的实现技术，加强编程能力的训练与程序的调试能力。Playfair 是一个手工的对称加密技术，而且也是第一个文献记载的多表代替密码技术。

　　(3)掌握现代分组密码算法DES的实现技术，加强编程能力的训练与程序的调试能力。DES是国际的商用密码标准，持续使用了近半个世纪，直到2000年才被AES所取代。EDS是一种使用56位密钥长度的对称密钥算法。DES 是分组加密算法，以64位为分组对数据加密。

　　(4)掌握现代分组密码算法AES的实现技术。AES源自于Rindeal算法的分组密码算法：AES-128，AES-192，AES-256。美国国家标准与技术局于2002年5月26日正式成为新的加密标准，更名为AES 。到目前为止，AES 是最流行的对称密钥算法之一。

　　(5)IDEA（International Data Encryption Algorithm）是1991 年由瑞士联邦技术学院Xuejia Lai （来学嘉）和苏黎世联邦理工学院的James Massey 提出的建议标准，是作为DES 的替代密码而产生的。IDEA 是在Hasler Foundation资助下完成的，现成为Ascom-Tech AG 的一部分，获得了多国专利，但对非商业用途是免费的。来学嘉和Massey 在1992 年进行了改进强化了抗差分分析的能力，改称为IDEA。

　　(6)RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。

　　(7)所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法,一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名,主要是基于公钥密码体制的数字签名。

　　(8)通过上述7个实验的学习,学生对密码学经典的算法有了深刻的理解,再次基础上,可以自行设计一个简单有效的密码算法。

　　4、 结论

　　通过对实验教学中质量监控体系多个角度的分析，提出了一些质量监控的方法和标准，并以《密码学原理》课程为例进行了详细的分析和说明。

　　参考文献：

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　　[3] 吴旭君,刘湘玉.国外高校教学质量保障与监控的特点及启示[J]. 南阳师范学院学报. 2009(02)

　　[4] 陈玉君.高校教学质量评价与监控的创新研究[J]. 继续教育研究. 2010(03)

　　基金项目：《扩招背景下高校教师质量监控体系的完善与创新研究》，中国林业教育学会高教分会“十二五”高等教育科学研究课题。