基于翻轉(zhuǎn)課堂的數(shù)據(jù)庫教學(xué)研究

王令群 李凈 袁小華

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式作為一種新的、高效的教學(xué)方式，得到了越來越多的認(rèn)可，根據(jù)我校空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理課程現(xiàn)狀，提出該課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模型，并結(jié)合本專業(yè)對(duì)課程的要求，在組織教學(xué)時(shí)，將海洋相關(guān)項(xiàng)目中用到的實(shí)際數(shù)據(jù)庫改寫成適合教學(xué)的案例，使學(xué)生在消化課程知識(shí)點(diǎn)時(shí)，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理；翻轉(zhuǎn)課堂；海洋需求

中國分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）28-0169-02

一、引言

翻轉(zhuǎn)課堂（Inverted Classroom），即通過重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下：（1）學(xué)生以自主學(xué)習(xí)為主，包括課堂內(nèi)和課堂外；（2）教師以協(xié)助與交流為輔，包括集體輔導(dǎo)與個(gè)別交流。教師不再占用課堂的時(shí)間來講授信息，這些信息需要學(xué)生在課后完成自主學(xué)習(xí)，他們可以看視頻講座、閱讀功能增強(qiáng)的電子書、通過搜索引擎搜索不了解的知識(shí)點(diǎn)，還能在網(wǎng)絡(luò)上與別的同學(xué)討論，能在任何時(shí)候去查閱需要的材料，教師也能有更多的時(shí)間與每個(gè)人交流。

上海海洋大學(xué)根據(jù)國家海洋事業(yè)發(fā)展的需要，立足于上海的區(qū)位優(yōu)勢，于2010年率先在上海市開設(shè)了“空間信息與數(shù)字技術(shù)”專業(yè)。數(shù)據(jù)庫原理作為空間信息與數(shù)字技術(shù)專業(yè)（以下簡稱數(shù)計(jì)專業(yè)）的專業(yè)必修基礎(chǔ)課，教學(xué)大綱僅要求該課程講述數(shù)據(jù)庫的理論知識(shí)、如何存儲(chǔ)、使用和管理數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)庫原理在與后續(xù)專業(yè)課程的銜接上迫切需要加入海洋相關(guān)項(xiàng)目的案例，引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理海洋數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)、分析出現(xiàn)的海洋災(zāi)害，利用海洋為人類服務(wù)，如“風(fēng)暴潮”災(zāi)害、“赤潮”災(zāi)害、海水養(yǎng)殖等。

二、數(shù)據(jù)庫原理課程現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫原理課程本身是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，目前授課方式依然采用傳統(tǒng)的講臺(tái)授課模式，教師課堂授課、布置課后作業(yè)，學(xué)生被動(dòng)聽、課后做作業(yè)，有些學(xué)生干脆抄襲作業(yè)，學(xué)生自覺參與差，教學(xué)效果一般?，F(xiàn)階段數(shù)計(jì)專業(yè)教學(xué)中存在的主要問題如下。

1.教材、大綱中缺失專業(yè)的海洋特色。多源、動(dòng)態(tài)以及空間關(guān)聯(lián)性等海洋數(shù)據(jù)特性使得其有別于傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫原理教材中均無海洋特色的數(shù)據(jù)，教學(xué)大綱中也對(duì)此無要求。

2.課時(shí)量有限，實(shí)踐課時(shí)偏少。數(shù)據(jù)庫原理總課時(shí)為48學(xué)時(shí)：講授32學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)。做8次實(shí)驗(yàn)：Create語句建庫和表，單表查詢，多表連接查詢，子查詢，數(shù)據(jù)更改，視圖的定義和使用，安全管理，備份和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。沒有足夠的課時(shí)完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫使用的實(shí)驗(yàn)。

3.數(shù)據(jù)庫和編程語言C#在同步開設(shè)。數(shù)據(jù)庫原理和C#同一學(xué)期開設(shè)，按照課程進(jìn)度，只有在學(xué)期末才涉及到編程語言和數(shù)據(jù)庫的接口，學(xué)生缺乏系統(tǒng)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)。

4.機(jī)房中軟件更新落后于數(shù)據(jù)庫發(fā)展。機(jī)房中安裝的實(shí)驗(yàn)軟件是SQL Server2008，實(shí)驗(yàn)環(huán)境能滿足教學(xué)大綱的要求，但SQL Server 2012和SQL Server 2014版本已經(jīng)包含混合云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的內(nèi)容，其對(duì)開闊學(xué)生的眼界、了解數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢很有幫助。

5.師生互動(dòng)少。雖然授課教師加入了學(xué)生的QQ群、微信群，但學(xué)生在平時(shí)授課中主動(dòng)性差，除了學(xué)期末答疑期間，極少有學(xué)生主動(dòng)提問，師生的交互僅限課堂內(nèi)有限的時(shí)間。

三、基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的數(shù)據(jù)庫原理

翻轉(zhuǎn)課堂要取得良好的教學(xué)效果，首先要準(zhǔn)備具有實(shí)踐指導(dǎo)性的教學(xué)模式，整合學(xué)習(xí)過程中的各種教學(xué)資源，為學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)和課上的協(xié)作學(xué)習(xí)提供服務(wù)。數(shù)據(jù)庫原理課程的特點(diǎn)之一是理論知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于實(shí)踐，教師可準(zhǔn)備一些短小精悍的視頻將這些理論知識(shí)點(diǎn)串連起來，用實(shí)踐的方式加以論證，但僅僅是抽象的理論講解不能滿足課程應(yīng)用實(shí)踐的要求，在課堂上教師還需要將這些理論知識(shí)點(diǎn)具體化。

在日常教學(xué)中，轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的講授—接受的關(guān)系，學(xué)生反客為主，成為課堂的主人，而教師的角色則由“主”轉(zhuǎn)換為“導(dǎo)”。數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)模型如圖1所示，整個(gè)教學(xué)過程依托學(xué)校的EOL網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，分課前、課堂和課后三個(gè)階段，在這三個(gè)教學(xué)階段中，又分為教師方和學(xué)生方。

1.課前階段。課前，教師根據(jù)本次課的教學(xué)目標(biāo)要求，整理出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和相應(yīng)的測試題目，并制成“微視頻”上傳至EOL網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，考慮到學(xué)生的實(shí)際情況，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的“微視頻”控制在10分鐘左右；然后，教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的掌握要求設(shè)計(jì)本次課堂的教學(xué)活動(dòng)，在準(zhǔn)備案例時(shí)，除了傳統(tǒng)的案例，教師針對(duì)專業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫課程的要求，編寫海洋相關(guān)項(xiàng)目的案例供學(xué)生學(xué)習(xí)、參考、實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理海洋數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中及時(shí)發(fā)現(xiàn)海洋災(zāi)害、進(jìn)行海水養(yǎng)殖等。

以海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)為例，其基本流程為：（1）通過海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)的監(jiān)測，獲取數(shù)據(jù)；（2）建立一個(gè)融合后的數(shù)據(jù)庫，包括溫、鹽、流、深，流速、流向等數(shù)據(jù)；（3）通過對(duì)數(shù)據(jù)庫中的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；（4）對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；（5）對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)行災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)案生成（所以應(yīng)急預(yù)案需加入數(shù)據(jù)庫）；（6）災(zāi)害評(píng)估以及損失評(píng)價(jià)；（7）災(zāi)后重建。

從整個(gè)海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)中有針對(duì)性地抽取適合教學(xué)的案例，并設(shè)置難易適度的問題，學(xué)生在充分學(xué)習(xí)“微視頻”、查找相關(guān)資料、充分思考后和教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行交流。

在數(shù)據(jù)庫原理學(xué)習(xí)的后半階段，教師在制作微視頻、準(zhǔn)備案例時(shí)，結(jié)合學(xué)生C#編程學(xué)習(xí)的進(jìn)度，有意將C#語言和數(shù)據(jù)庫鏈接起來，要求學(xué)生動(dòng)手做一個(gè)簡單但完整的程序。

2.課堂階段。在課堂中，教師首先針對(duì)學(xué)生課前提出的問題進(jìn)行解惑，或者根據(jù)學(xué)生課前理論知識(shí)測試的反饋情況，花5～10分鐘有針對(duì)性地講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并介紹當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的發(fā)展?fàn)顩r。然后，教師簡單介紹本課時(shí)的目標(biāo)和任務(wù)，引出本次課堂需要進(jìn)行研討的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)提出若干討論問題。學(xué)生每3～5人組成一個(gè)討論小組，由討論組長負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)組員參與問題討論和發(fā)言，學(xué)生相互交流自己對(duì)問題的認(rèn)識(shí)和想法，以辯論或相互補(bǔ)充的方式達(dá)到組內(nèi)的共識(shí)。討論結(jié)束后，每個(gè)小組代表總結(jié)發(fā)言，其他組的成員可與其辯論或補(bǔ)充，教師在此過程中可適當(dāng)發(fā)問，引導(dǎo)學(xué)生思考更深層次的問題。課堂經(jīng)過翻轉(zhuǎn)以后，教師不再是單純的教授，學(xué)生也不再是被迫的接收，學(xué)生成為課堂真正的主人，學(xué)生在不斷思考、不斷討論的活躍氣氛中學(xué)習(xí)理論，最大限度地完成了知識(shí)內(nèi)的理解和吸收。

3.課后階段。下課后，教師通過總結(jié)學(xué)生課堂中討論的實(shí)際情況，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上有針對(duì)性地布置課后作業(yè)，學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將作業(yè)上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師批閱后，針對(duì)作業(yè)中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，在該平臺(tái)上適時(shí)的和學(xué)生進(jìn)行討論、輔導(dǎo)，使學(xué)生徹底理解本次課堂的知識(shí)點(diǎn)。

四、結(jié)語

將翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)，讓學(xué)生成為課堂的主人，自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，更有利于實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)與企業(yè)需求的無縫對(duì)接。同時(shí)，結(jié)合專業(yè)面向海洋需求的特點(diǎn)，將實(shí)際項(xiàng)目案例經(jīng)過改進(jìn)后用于教學(xué)，使學(xué)生對(duì)專業(yè)有進(jìn)一步的了解，為后續(xù)的專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。

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