基于建構(gòu)主義的《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革

王志輝

〔河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 電子商務(wù)系，河南 鄭州450045〕

一、問題的提出

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》是高校計(jì)算機(jī)信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，教學(xué)內(nèi)容有抽象、連貫、靈活的特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中往往采用死記硬背的方法，知識被學(xué)生短暫記憶到大腦中，卻“學(xué)而不用”。目前，采用課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的教學(xué)模式，課堂教學(xué)以教師為中心，課程設(shè)計(jì)由學(xué)生單獨(dú)完成，案例設(shè)計(jì)與學(xué)生的興趣、專業(yè)、工作崗位的相關(guān)度低;教學(xué)效果不理想，也忽視了學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。引入建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，整合教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生學(xué)而有用，讓學(xué)生成為課堂的真正主體、讓學(xué)生積極主動地探究學(xué)習(xí)，是本文研究的主要內(nèi)容。

二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與教學(xué)模式

建構(gòu)主義是學(xué)習(xí)理論由行為主義發(fā)展到認(rèn)知主義之后的又一次質(zhì)的飛躍，被認(rèn)為是當(dāng)代最具前景的學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論主要是在瑞士心理學(xué)家皮亞杰與前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基的理論基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的。皮亞杰認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者的一種自我建構(gòu)，維果茨基認(rèn)為個(gè)體的知識建構(gòu)過程與社會共享的理解過程是密不可分的。

建構(gòu)主義的核心觀點(diǎn)可以簡單歸納為三個(gè)方面:一是知識觀，知識不是在各種情景下的簡單套用，而是針對具體的情況進(jìn)行再創(chuàng)造，知識是一個(gè)持續(xù)性的體驗(yàn)、認(rèn)知、建構(gòu)的過程;二是學(xué)生觀，教師要擅用學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，將學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)當(dāng)成新知識的出發(fā)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生從原有經(jīng)驗(yàn)中發(fā)展出新的知識經(jīng)驗(yàn)，善于利用學(xué)習(xí)共同體中不同的知識經(jīng)驗(yàn);三是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀，學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者通過新、舊知識之間的相互作用來調(diào)整固有的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，這種雙向的相互作用體現(xiàn)在同化與順應(yīng)的統(tǒng)一。

筆者在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上提出了“以學(xué)生為中心，教學(xué)互動”的教學(xué)模式。該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，而教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的督促者與幫助者。教學(xué)是學(xué)習(xí)環(huán)境的搭建，要注重師生互動、生生互動，而且要加強(qiáng)與課堂外的同伴、專家、實(shí)踐工作者以及網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)的互動。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程要以團(tuán)隊(duì)的形式，共同探究、合作分享知識。

三、基于建構(gòu)主義的《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革

在《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》教學(xué)中，根據(jù)學(xué)習(xí)規(guī)律，可將教學(xué)過程劃分為多個(gè)階段，采用現(xiàn)代的教學(xué)方法與理念。

1．教學(xué)階段及內(nèi)容設(shè)計(jì)

建構(gòu)主義者認(rèn)為，學(xué)習(xí)者通過新、舊知識經(jīng)驗(yàn)之間雙向的、反復(fù)的相互作用，來形成和調(diào)整自身已有的知識經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。教學(xué)中，將學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)以及前期課程中與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的知識作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，掌握更加全面、深入的數(shù)據(jù)庫理論知識和實(shí)踐操作。該課程的“認(rèn)知調(diào)研——初級學(xué)習(xí)——實(shí)踐開發(fā)——高級探究”四個(gè)教學(xué)階段以及每階段的教學(xué)內(nèi)容如表1 所示。

表1 《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)階段、目標(biāo)和內(nèi)容

(1)認(rèn)知調(diào)研階段。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論的先驅(qū)德國心理學(xué)家格式塔認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者通過頓悟發(fā)展而成的一種形式或改變一種形式的過程?！稊?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運(yùn)用又與人們的生活息息相關(guān)。教學(xué)上應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的認(rèn)識，促使學(xué)生形成頓悟。在課程的認(rèn)知階段，教師為學(xué)生布置調(diào)研任務(wù)，讓學(xué)生從數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的視角對銀行、超市、倉儲等單位進(jìn)行實(shí)地調(diào)研或者網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，收集相關(guān)的單證;教師再以單證為切入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)例分析，讓學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的相關(guān)知識形成頓悟。

(2)初級學(xué)習(xí)階段。建構(gòu)主義所謂同化是指學(xué)習(xí)者將新知識并入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中，以學(xué)習(xí)者已有的經(jīng)驗(yàn)為背景，理解新知識。在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中，有多個(gè)不同廠商的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為提升知識的通用性，應(yīng)將范式理論、關(guān)系代數(shù)、關(guān)系模型、SQL語言等數(shù)據(jù)庫原理作為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。經(jīng)過認(rèn)知階段，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用實(shí)例已有一定的認(rèn)識，并且積累了相關(guān)的知識經(jīng)驗(yàn)，可將已有的知識經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)庫的相關(guān)知識相聯(lián)系，例如將Excel 表格知識與數(shù)據(jù)表知識聯(lián)系起來，并在此基礎(chǔ)之上加入3NF 的相關(guān)知識。在此階段，用問題驅(qū)動的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，在解決問題中學(xué)習(xí)知識，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，促進(jìn)學(xué)生形成高階思維模式。

(3)實(shí)踐開發(fā)階段。建構(gòu)主義者認(rèn)為，學(xué)習(xí)不僅是對知識的領(lǐng)悟，更是對知識的分析、檢驗(yàn)和評判。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫理論知識，需要通過開發(fā)數(shù)據(jù)庫實(shí)例來處理、轉(zhuǎn)換所學(xué)理論知識。教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐開發(fā)的過程中，所選實(shí)例不要僅局限于教材，開發(fā)實(shí)例可來自學(xué)生的生活。不同的學(xué)生個(gè)體，都具有不同的生活體驗(yàn)。例如，可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)成績優(yōu)異的學(xué)生開發(fā)獎學(xué)金評定系統(tǒng)和個(gè)人知識管理系統(tǒng);對于喜歡網(wǎng)絡(luò)購物的學(xué)生，則可以引導(dǎo)他們開發(fā)搜索引擎推薦系統(tǒng)、個(gè)人財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等;而對于那些喜歡網(wǎng)絡(luò)游戲的學(xué)生，可以引導(dǎo)他們開發(fā)游戲競技評分系統(tǒng)等。選擇與學(xué)生學(xué)習(xí)、生活以及興趣相關(guān)的案例，可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。實(shí)踐開發(fā)的過程，是學(xué)生對知識建構(gòu)的過程，也是對前階段所學(xué)理論知識的完善和同化。

(4)高級探究階段。高級探究階段要求學(xué)生把握數(shù)據(jù)庫基本概念之間的復(fù)雜關(guān)系，并靈活運(yùn)用到具體的情境中，以達(dá)到知識學(xué)有所用的目的。在實(shí)踐開發(fā)階段，學(xué)生所開發(fā)的作品往往來自學(xué)生個(gè)體的知識經(jīng)驗(yàn)，不免具有一定的局限性。在本階段，學(xué)生需要指導(dǎo)教師、同學(xué)以及互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)踐工作者的指導(dǎo)和評價(jià)，并從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對已有的數(shù)據(jù)庫知識進(jìn)行再次修正。學(xué)生要在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行探究式的自主學(xué)習(xí)，掌握觸發(fā)器、存儲過程、并發(fā)控制、面向?qū)ο?、分布式設(shè)計(jì)等知識點(diǎn)，將所開發(fā)的作品從低級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到高級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，提升所學(xué)知識的深度和廣度。

2．教學(xué)方法設(shè)計(jì)

根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)生是教學(xué)與學(xué)習(xí)的主體以及知識意義的主動建構(gòu)者，教師的重要作用是幫助和促進(jìn)學(xué)生知識的主動建構(gòu)?！稊?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜而抽象，學(xué)生本身的知識背景也存在較大的差異。據(jù)此，本文提出“問題驅(qū)動、交流互動、情景帶動”的教學(xué)方法。

(1)問題驅(qū)動。教師所提問題可分為兩種:一種是課堂上布置的課后思考題，另一種是課程導(dǎo)入所提問題。關(guān)于課后思考題，一定要覆蓋后續(xù)課程的知識點(diǎn)，和學(xué)生的已有知識經(jīng)驗(yàn)具有相關(guān)性，例如，可以問:利用何種數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)來存儲超市的小票信息?對于課堂導(dǎo)入所提問題，是對課后問題的類比或發(fā)散，以此來提升學(xué)生的高階思維能力，例如，可以問:同超市小票數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)相類似的需求有哪些?通過提問，可促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，督促學(xué)生信息收集，提高他們分析問題和解決問題的能力。

(2)交流互動。知識的學(xué)習(xí)需要通過學(xué)習(xí)者個(gè)體與學(xué)習(xí)共同體之間的交流互動進(jìn)行建構(gòu)。學(xué)生進(jìn)行互動交流的形式主要有兩種:一種是以課堂為組織形式的討論小組，另一種是學(xué)生加入網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中具有共同興趣愛好的討論組。課堂上的討論小組，教師要為其組建提供原則及建議;討論小組的人數(shù)以3 人為宜，便于每個(gè)同學(xué)都有機(jī)會表達(dá)觀點(diǎn);教師要創(chuàng)造條件讓小組中的每個(gè)成員都有機(jī)會擔(dān)當(dāng)意見領(lǐng)袖，營造一種自主、探究和合作的學(xué)習(xí)氛圍;例如對于如何創(chuàng)建數(shù)據(jù)表的問題，要求小組成員每人設(shè)計(jì)并實(shí)施一種方案。班級只是一個(gè)小范圍的學(xué)習(xí)共同體，教師要督促學(xué)生加入到更廣闊的社會學(xué)習(xí)共同體中，現(xiàn)階段最便利的社會學(xué)習(xí)共同體就是網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極加入具有共同興趣的群組、論壇，多與企業(yè)數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流。

(3)情景帶動。教師在課堂的重要任務(wù)就是情景創(chuàng)設(shè)。在授課之前，教師要熟知培養(yǎng)計(jì)劃并調(diào)查授課班級學(xué)情，據(jù)此設(shè)計(jì)課堂環(huán)境，將課程內(nèi)容與學(xué)生的已有知識相聯(lián)系。在授課的過程中，列舉與數(shù)據(jù)庫技術(shù)有關(guān)的知識點(diǎn)，系統(tǒng)分析知識點(diǎn)間的關(guān)系，重點(diǎn)講授支持知識點(diǎn)學(xué)習(xí)的有關(guān)資源，給學(xué)生創(chuàng)造更多的獨(dú)立思考機(jī)會，營造小組討論、演講評論、探究學(xué)習(xí)的環(huán)境。課堂的形式也不必局限于教室，教師可組織學(xué)生參加數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)比賽、參觀企業(yè)數(shù)據(jù)庫維護(hù)部門，以及觀看相關(guān)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)視頻資料等，讓數(shù)據(jù)庫真實(shí)、具體的情景因素融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境之中。

四、結(jié)論

實(shí)踐證明，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)是卓有成效的，對其他課程也有一定的借鑒意義。通過近三年的教學(xué)改革，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識的學(xué)與用都在一定層次上得到了提高，在學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力方面也有一定程度的提升。但仍存在以下問題需要繼續(xù)探討:(1)每個(gè)學(xué)生都有不同的計(jì)算機(jī)知識經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)以及興趣點(diǎn)，如何更好地調(diào)動每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性;(2)如何將本門課程與后續(xù)課程做到有效銜接;(3)怎樣科學(xué)、合理地考核學(xué)生成績，尤其是對學(xué)生實(shí)踐操作能力的評價(jià)。

［1］馬永濤，程勁．高職高?！皵?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)研究［J］．計(jì)算機(jī)教育，2007(5)．

［2］屈林巖．學(xué)習(xí)理論的發(fā)展與學(xué)習(xí)創(chuàng)新［J］．高等教育研究，2008(1)．

［3］馮阿芳．基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的《編譯原理》課程教學(xué)改革［J］．繼續(xù)教育研究，2009(8)．

［4］繆向輝．促進(jìn)高階思維能力的高職數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程設(shè)計(jì)［J］．計(jì)算機(jī)教育，2012(6)．

［5］宋丹．創(chuàng)新性教育在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［J］．中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010(9)．