基于建構(gòu)主義的數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

一 引言

大學(xué)生自主創(chuàng)新性強(qiáng)，尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式不能把學(xué)生的認(rèn)知主體作用很好地體現(xiàn)出來。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生是認(rèn)知的主體，提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師和學(xué)生的地位、作用和傳統(tǒng)教學(xué)相比已發(fā)生很大的變化。近年來，教育技術(shù)領(lǐng)域的專家們進(jìn)行了大量的研究與探索，力圖建立一套能與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論以及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境相適應(yīng)的全新的教學(xué)設(shè)計(jì)理論與方法體系。盡管這種理論體系的建立是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，并非短期內(nèi)能夠完成；但其基本思想及主要原則已日漸明朗，并已開始實(shí)際應(yīng)用于指導(dǎo)基于多媒體和互聯(lián)網(wǎng)的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)設(shè)計(jì)。

二 支架式教學(xué)法和拋錨式教學(xué)法

在建構(gòu)主義的教學(xué)模式下，目前已開發(fā)出的、比較成熟的教學(xué)方法主要有支架式教學(xué)法、拋錨式教學(xué)法、隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)法等。

支架式教學(xué)也被稱為“鷹架教學(xué)”，指學(xué)生在學(xué)習(xí)一項(xiàng)新的技能時(shí)，通過提供足夠的支援來提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的教學(xué)準(zhǔn)備。就如建筑工人所采用的腳手架一樣，鷹架教學(xué)模式只是暫時(shí)用來輔助學(xué)生的工具，到不需要的時(shí)候便會(huì)移走。對(duì)于操作性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課來說，在使用一個(gè)新的軟件之前，教師必須對(duì)最基本的知識(shí)和軟件操作做講解和示范，起到一定的引導(dǎo)作用，這樣學(xué)生才能在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步自己構(gòu)建知識(shí)。

拋錨式教學(xué)法也被稱為“實(shí)例式教學(xué)”或“基于問題的教學(xué)”，這種教學(xué)要求建立在真實(shí)問題的基礎(chǔ)上。拋錨式教學(xué)由這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：（1）創(chuàng)設(shè)情境：使學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實(shí)情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生。（2）確定問題：在上述情境下，選出與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實(shí)性事件或問題作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容。選出的事件或問題就是“錨”，這一環(huán)節(jié)的作用就是“拋錨”。（3）自主學(xué)習(xí)：不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，并特別注意發(fā)展學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”能力。（4）協(xié)作學(xué)習(xí)：討論、交流，通過不同觀點(diǎn)的交鋒，補(bǔ)充、修正、加深每個(gè)學(xué)生對(duì)當(dāng)前問題的理解。（5）效果評(píng)價(jià)：由于拋錨式教學(xué)的學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程，由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，對(duì)這種教學(xué)效果的評(píng)價(jià)不需要進(jìn)行獨(dú)立于教學(xué)過程的專門測驗(yàn)，只需在學(xué)習(xí)過程中隨時(shí)觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)即可。

三 數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

針對(duì)數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，將支架法和拋錨法相結(jié)合。下面以2學(xué)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)“SQL單表查詢”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，具體說明建構(gòu)主義在數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

1．教學(xué)目標(biāo)

使學(xué)生了解查詢分析器的使用，掌握基本的查詢語句。

2．學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)分析

本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是大學(xué)二年級(jí)學(xué)生，剛剛接觸有關(guān)數(shù)據(jù)庫的理論，對(duì)于理論課堂上學(xué)習(xí)的抽象的關(guān)系模型較難理解。在本節(jié)課前學(xué)生已經(jīng)掌握了數(shù)據(jù)庫和表的建立以及記錄的輸入，對(duì)于表的基本形態(tài)有了較感性的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上把理論課中學(xué)習(xí)的SQL語句應(yīng)用到實(shí)際的數(shù)據(jù)庫表查詢中，可以有助于對(duì)課堂理論內(nèi)容的理解。

3．課前準(zhǔn)備

本節(jié)課需要在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室完成，教師機(jī)的所有操作可通過投影儀展示給學(xué)生。課前需要為學(xué)生準(zhǔn)備名為“學(xué)生數(shù)據(jù)庫”的數(shù)據(jù)庫文件，里面包含學(xué)生表、課程表、成績表等供學(xué)生練習(xí)的現(xiàn)成文件，表中已填充好實(shí)例。提供這個(gè)數(shù)據(jù)庫文件可避免學(xué)生在建表和添加實(shí)例上花費(fèi)太多時(shí)間，而把重點(diǎn)放在對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)上。這個(gè)數(shù)據(jù)庫文件放在實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)共享文件夾中，可讓學(xué)生自行下載后導(dǎo)入到學(xué)生機(jī)上。

4．教學(xué)過程設(shè)計(jì)

第一部分：教師通過投影儀在教師機(jī)上向?qū)W生演示查詢分析器的使用方法。

【設(shè)計(jì)思路】作為本節(jié)實(shí)驗(yàn)中練習(xí)查詢語句的基礎(chǔ)，學(xué)生需首先掌握查詢語句的運(yùn)行環(huán)境，即查詢分析器的基本操作。這部分內(nèi)容屬于軟件的基本操作，學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果較差，適合由教師直接將操作要點(diǎn)講解并演示，即“提供支架”。

第二部分：練習(xí)單表查詢SQL語句。

第一，導(dǎo)入。為了記錄同學(xué)們的各門課程的成績信息，學(xué)校通常建立數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理。那么，我們?nèi)绾文軓谋姸喑煽償?shù)據(jù)中查找到所需的數(shù)據(jù)呢？顯然一條一條地來翻閱數(shù)據(jù)是很低效的，想要快速地查找到所需數(shù)據(jù)可以使用SQL查詢語句。

【設(shè)計(jì)思路】通過學(xué)生比較熟悉的課程成績來激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生體會(huì)到數(shù)據(jù)庫在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際應(yīng)用，即“創(chuàng)設(shè)情境”。

第二，設(shè)置查詢?nèi)蝿?wù)。任務(wù)：在成績表中查詢00142號(hào)課程成績小于60分的同學(xué)學(xué)號(hào)。

【設(shè)計(jì)思路】查詢成績是與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實(shí)性事件，可作為“錨”。這一環(huán)節(jié)實(shí)際上是在確定問題，即“拋錨”。

第三，分析查詢需求。在本題中，同學(xué)們可按照以下的思路來思考：最終輸出的學(xué)號(hào)字段對(duì)應(yīng)什么關(guān)鍵字；在成績表中查詢應(yīng)對(duì)應(yīng)什么關(guān)鍵字；限制的兩個(gè)條件在where語句中是“與關(guān)系”還是“或關(guān)系”。同時(shí)請注意書寫SQL語句的語法，尤其是在查詢分析器中，字符類型的數(shù)據(jù)必須用單引號(hào)引起來，想一想本題中都有哪些字符型數(shù)據(jù)；所有的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都應(yīng)用英文輸入下的半角符號(hào)，如本題中的單引號(hào)。

【設(shè)計(jì)思路】這部分內(nèi)容適合由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，不是由教師直接告訴學(xué)生應(yīng)采用什么查詢語句，而是由教師向?qū)W生提供解決該問題的有關(guān)線索，提示學(xué)生解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)，讓學(xué)生獨(dú)立思考。這一部分很關(guān)鍵，既要讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性自主學(xué)習(xí)，又要給學(xué)生適當(dāng)?shù)奶崾?，引?dǎo)學(xué)生，兩者之間要有合適的度，這需要了解學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度，通過經(jīng)驗(yàn)來衡量。

第四，學(xué)生交流。同學(xué)們可分組討論該題的解決方法并進(jìn)行上機(jī)調(diào)試。比較不同方法的優(yōu)劣，最終選取一種最好的方法，寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。

【設(shè)計(jì)思路】通過學(xué)生之間的討論，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，加深學(xué)生對(duì)問題的理解，這個(gè)過程即“協(xié)作學(xué)習(xí)”。

第五，檢查。觀察學(xué)生討論及上機(jī)調(diào)試的情況，可參與學(xué)生討論，解答學(xué)生問題。

【設(shè)計(jì)思路】這一部分是本次教學(xué)的收尾部分，是評(píng)價(jià)本次教學(xué)效果優(yōu)劣的重要依據(jù)，也是積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的重要手段。通過總結(jié)本次教學(xué)，進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。

以上五個(gè)環(huán)節(jié)中，可重復(fù)（2）（3）（4）進(jìn)行任務(wù)二、任務(wù)三的練習(xí)。如可布置任務(wù)二：在學(xué)生表中查詢年齡在18到20之間的同學(xué)的學(xué)號(hào)和姓名；任務(wù)三：在課程表中查詢“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學(xué)時(shí)數(shù)。

課后總結(jié)：記錄本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)生掌握情況，分析需要改進(jìn)之處，總結(jié)教后感。

四 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)證明，利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將建構(gòu)主義中的支架法和拋錨法相結(jié)合應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，縮短了從理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用的距離，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、主動(dòng)研究問題的能力。同時(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的提高，取得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：李錦雯〕