創(chuàng)新意識驅動下“數(shù)據(jù)庫原理與應用”實驗教學改革研究

鎮(zhèn)麗華

（南通大學經(jīng)濟與管理學院，江蘇 南通 226000）

0 引言

在全球化、知識化的時代背景下，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是國家提升競爭力的必然要求。 高校肩負人才培養(yǎng)與人才輸送的重任， 只有積極投身教學改革實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型、工程應用型人才是應對國際競爭與挑戰(zhàn)的必然舉措。近年來，國家工程教育專業(yè)認證工作持續(xù)推進， 部分高校已成功將工程教育認證理念引入教育教學中， 有效提升了人才培養(yǎng)質量。工程教育尤其強調(diào)創(chuàng)新能力與實踐能力的培養(yǎng)，因此，為培養(yǎng)創(chuàng)新型、適應社會發(fā)展需要的高質量工程技術人才，高校需要從多個方面著手，不斷變革工程教育的方式與手段，引導學生勤于思考、舉一反三，提高創(chuàng)新能力與工程實踐能力， 以應對將來實際工程中的復雜問題。 本文旨在通過創(chuàng)新“數(shù)據(jù)庫原理與應用”課程實驗教學模式來促進工程教育，以達到提升學生實踐動手能力和創(chuàng)新思維水平的目的。

1 課程特征與實驗教學現(xiàn)狀

“數(shù)據(jù)庫原理與應用”是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的一門核心課程， 在課程體系中占有極其重要的地位。 課程的教學目標是要通過課程的學習，讓學生具備一定的數(shù)據(jù)庫設計和開發(fā)能力，同時也為后續(xù)結合高級程序設計語言開發(fā)各類信息管理系統(tǒng)做準備。 作為一門實踐性較強的課程，很多知識點的掌握需要建立在實踐的基礎上，學生通過實驗來加深對理論知識的理解，在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中提升工程實踐能力和創(chuàng)新思維水平。

南通大學信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)“數(shù)據(jù)庫原理與應用”課程教學計劃64 學時，其中理論46 學時，實驗18 學時，雖然已經(jīng)采用“理論+實驗”的教學模式，但教學效果并不理想，主要表現(xiàn)為：一是重理論、輕實驗，在沒有實踐環(huán)節(jié)的前提下，課內(nèi)實驗學時數(shù)仍低于理論學時的1/2， 遠不足以拓展學生的實踐創(chuàng)新能力；二是實驗內(nèi)容簡單，知識點單一且缺乏連貫性，實驗項目多以驗證性實驗項目為主，教師先對知識點進行講解、操作與演示，學生再對該知識點自行操作驗證，這種實驗內(nèi)容固定的教學模式加上有限的實驗學時導致部分動手能力較強的學生綜合能力得不到訓練；三是缺乏量化考核指標，目前實驗環(huán)節(jié)的考核仍然以實驗報告為主，但針對單一實驗內(nèi)容的實驗報告基本千篇一律都是實驗過程性截圖，鮮有創(chuàng)新性思考內(nèi)容，更談不上創(chuàng)新拓展設計，實驗成績差異度不大。

因此， 要在18 個有限實驗學時內(nèi)讓學生既掌握好各實驗知識要點， 又能提高創(chuàng)新綜合應用能力，實驗教學改革就成為勢在必行的任務。

2 實驗教學改革思路

2.1 運用項目驅動法，加強知識點的連貫性

教學過程以學生最為熟悉且易于理解的“學籍管理系統(tǒng)”項目案例為驅動貫穿整個課程的各個知識點中，建立起與生活經(jīng)驗的關聯(lián)，促進理論與應用的有效結合。 線下實驗環(huán)節(jié)中學生根據(jù)興趣選擇一個企業(yè)級項目， 將18 個實驗學時用于完成從需求分析到概念設計、邏輯設計、物理設計，再到數(shù)據(jù)庫的實施，最后運行與維護的整個數(shù)據(jù)庫開發(fā)流程。 可以采用團隊協(xié)作的方式完成整個項目， 以4～5 人為一個團隊，根據(jù)個人特長進行分工， 同時確定一名負責人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。 通過這樣的方式讓學生較早接觸到企業(yè)級數(shù)據(jù)庫開發(fā)場景，一方面有利于學生舉一反三，更系統(tǒng)地將所學知識點聯(lián)系起來進行鞏固；另一方面也有利于培養(yǎng)學生的團隊合作意識。

2.2 采用線上線下混合教學方式，“擴充”實驗學時

在傳統(tǒng)的實驗教學模式中， 教師處于主導地位，從實驗的設計、執(zhí)行到完成都是由老師來完成，學生處于被動接受的狀態(tài)， 因而導致學生積極性不高，實驗教學效果不佳。 因此，教學改革中筆者采用線上線下混合教學方式激發(fā)學生的學習積極性，提高實驗效率。 課前，教師將知識點及驗證性實驗任務推送給學生，同時通過資料共享的形式將操作教學視頻發(fā)布到學習平臺（課堂派），方便學生反復觀看學習，由學生在理論課之后、 實驗課之前先完成驗證性實驗任務，教師針對學生在完成任務的過程中反饋的問題可以在線上統(tǒng)一答疑。 線下的實驗環(huán)節(jié)仍以學生為主體，教師引導學生完成綜合性、設計性和創(chuàng)新性的實驗項目，讓更多的學生通過實驗來提高分析問題、解決問題的能力。 線上線下的混合方式在無形中彌補了實驗學時不足的問題， 也為學生提供了更廣闊的學習平臺。

2.3 鼓勵參加課外項目，積極運用所學知識

要實現(xiàn)對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)僅靠教學計劃學時是遠遠不夠的，因此鼓勵學生在課后跨專業(yè)、跨學科組隊積極參與各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃訓練項目、科技競賽、科研活動等，以期通過在這些賽事活動平臺中運用課堂所學知識，促進學生的自主創(chuàng)新與團結協(xié)作能力。 學生在項目開展的過程中還能了解行業(yè)的發(fā)展動態(tài)、拓展知識面，有益于未來的就業(yè)。

2.4 制定合理的考核機制，提高評價的科學性

因為采用線上線下混合實驗方式，所以考核環(huán)節(jié)也由“線上+線下”兩部分組合而成。 線上主要考核學生視頻學習打卡和驗證性實驗作業(yè)完成情況。 線下采取小組匯報+答辯的考核方式， 小組委派一名成員向全班介紹項目以及數(shù)據(jù)庫設計的思路， 展示項目成果。 教師依據(jù)項目中涉及的數(shù)據(jù)庫知識點對小組成員提問， 通過學生的回答判斷項目設計中是否有亮點、知識點是否熟悉、團隊協(xié)作是否順暢等，進行合理全方位的考核。 這種考核方式不但能考核學生對理論知識點的掌握，還能考核動手實踐、團隊協(xié)作等能力，提升了評價的科學性。

3 特色亮點

3.1 開放性

開放性主要體現(xiàn)為選題的開放性和實驗過程的開放性。 以往由教師確定實驗項目選題的模式不利于調(diào)動學生的積極性和發(fā)揮學生的主導性。 改革中由學生按照興趣方向自選實驗項目，再根據(jù)項目需求制定設計方案、選擇技術路線來達成項目目標。 再者，以往實驗模式下由于是單一實驗內(nèi)容，所以教師會規(guī)定每節(jié)實驗課必須完成的任務，改革中因為實驗項目為綜合型項目， 因此學生可以自由設置和調(diào)控實驗的進度， 只需保證學期結束前完成實驗項目和實驗報告，滿足了學生的個性化實驗需求。

3.2 工程性

線下實驗的選題以企業(yè)級項目為主線，強調(diào)與工程實際問題相結合，這種模式踐行了“數(shù)據(jù)庫原理與應用”課程的培養(yǎng)目標，將知識點融入項目開發(fā)的各個階段中，理論聯(lián)系實際，讓學生能在總體上把握課程重要知識點的同時學以致用，根據(jù)項目設計環(huán)節(jié)對應的知識點，幫助學生鞏固理論知識，提升工程實踐能力。

4 效果分析

為了驗證改革效果， 在題量和難度相當?shù)那疤嵯拢?筆者選取了南通大學信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)2019 級和2020 級兩屆學生的“數(shù)據(jù)庫原理與應用”課程期末成績進行比較分析。 其中，2019 級采用傳統(tǒng)實驗教學模式，2020 級為改革試驗年級， 兩屆期末成績對比如圖1 所示。 由圖1 可知，2020 級成績有了顯著提升，不及格人數(shù)比例明顯減少，由原來的54.55%驟減到23.81%，高分段人數(shù)比例有所提高，90 分以上人數(shù)比例由1.82%增加到11.11%，70～79 分、80～89 分兩個分數(shù)段人數(shù)比例提升也較明顯，可見，現(xiàn)有實驗教學模式有助于強化學生對知識點的掌握，促進成績的整體提升。

圖1 期末成績對比圖

5 結語

對“數(shù)據(jù)庫原理與應用”實驗課程進行改革是一項復雜的系統(tǒng)性工程，牽涉多方因素，如實驗項目、實驗學時、實驗開展方式等，需要不斷從實踐中積累經(jīng)驗，優(yōu)化教學效果。 本研究針對現(xiàn)階段實驗教學中存在的問題，從項目驅動、線上線下混合、鼓勵參加課外科技活動、制定合理的評價機制4 個方面進行了改革與探索。 效果表明，這種教學模式在引導學生掌握理論知識的同時，也能有效培養(yǎng)創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力、分析與解決問題的能力。 在改革中也遇到一些問題，如實驗過程開放模式因缺乏過程性監(jiān)督，容易導致一些本就積極性不高的團隊實驗進度拖拉，最后應付考核倉促完成，實驗效果難以保證，因此，還需要進一步探索改革過程，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應用型人才、更好促進學生就業(yè)創(chuàng)業(yè)而努力。