微課在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”中的應用研究*

■鐘穎莉 玄萍 楊艷 （黑龍江大學計算機科學技術(shù)學院）

微課在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”中的應用研究*

■鐘穎莉 玄萍 楊艷 （黑龍江大學計算機科學技術(shù)學院）

“微課”是近年來出現(xiàn)的一種新型的教學資源，通過詳細分析“微課”的特點，提出將“微課”融入“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐教學中，設計了基于微課的實踐教學模式和考核方法。該實踐教學模式能有效地解決目前實踐教學的弊端，提高教師的教學效果和學生的學習效率。

微課；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計；實踐教學；教學模式

一 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能設備的迅速發(fā)展和普及，教育資源逐漸變得開放、共享和多元化，學生獲取知識的途徑、學習資源的類型、教師的教學方式等都發(fā)生著巨大的變化[1]?！拔⒄n”作為一種新型的教學模式也逐漸走進了高校的教學課堂?！拔⒄n”以其內(nèi)容短小精悍、信息清晰明確、易于資源分享和傳輸?shù)忍攸c深受教師和學生的喜愛[2]。

“微課”的雛形是美國愛荷華大學LeRoy A.McGrew教授提出的60秒課程[3]和英國納皮爾大學T.P.Kee提出的一分鐘演講[4]?，F(xiàn)今熱議的“微課”概念是2008年由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師和在線服務經(jīng)理David Penrose提出的[5]。他提出建設微課程的五步驟：羅列教學核心概念；寫15～30秒的介紹和總結(jié)，為核心概念提供上下文背景；錄制時長為1～3分鐘的視頻；設計引導學生閱讀或探索課程知識的課后任務；將教學視頻與課程任務上傳到課程管理系統(tǒng)[6]。在國內(nèi)，自2010年廣東省佛山市教育局胡鐵生針對現(xiàn)有教育信息資源利用率低的現(xiàn)狀，率先提出“微課”概念。隨著國內(nèi)外“微課”實踐的不斷豐富和相關(guān)研究的逐步深化，人們對“微課”的認識也越來越深刻、全面，其概念內(nèi)涵也在不斷發(fā)展、豐富[7]?！拔⒄n”作為傳統(tǒng)課堂教學的有益補充，逐漸應用在高校的各門課程教學中。

本文分析了目前“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐教學中存在的若干問題，提出在實踐教學中充分利用“微課”這種新型教學資源，并設計了基于“微課”的實踐教學模式，從而解決原有實踐教學模式的弊端，提高學生的學習效率、自主學習能力、實踐能力以及創(chuàng)新能力等。

二 微課的概念及特點

“微課”，又名“微課程”，是“微型視頻網(wǎng)絡課程”的簡稱，它是以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點（重點、難點、疑點、考點等）或教學環(huán)節(jié)（學習活動、主題、實驗、任務等）而設計開發(fā)的一種情景化和支持多種學習方式的在線視頻課程資源?！拔⒄n”不同于傳統(tǒng)單一的教學資源類型，它的核心內(nèi)容是課堂教學視頻的精煉，不僅包括課堂設計、教學課件、設計任務、素材等常規(guī)教學內(nèi)容，還包括學生反饋及教師點評等輔助教學資源。因此，“微課”是將各種教學資源以一種特定的組織關(guān)系和呈現(xiàn)方式構(gòu)建的一個半結(jié)構(gòu)化、主題式的資源單元[8]。它具有如下幾方面的特點。

1 教學內(nèi)容精簡，主題清晰明確

“微課”主要是針對某個學科知識點，或者是某個教學環(huán)節(jié)進行教學設計，相對于傳統(tǒng)課堂所要完成復雜眾多的教學內(nèi)容，達成多個教學目標而言，“微課”的教學目標相對單一，教學內(nèi)容更加精煉，教學主題更加清晰明確，能有效展示教學過程中的重點和難點問題。

2 資源整合情景化

“微課”是以課堂教學視頻為核心進行教學設計，并將教案、學案、教學素材和課件、教師教學反思、學生反饋評價及學科教師互動點評等多種資源整合成一個主題鮮明、類型多樣、結(jié)構(gòu)緊湊的“主題單元資源包”，營造了一個與具體教學活動緊密結(jié)合、真實情境化的“微教學資源環(huán)境”。教師和學生在這種具體的、典型案例化的教與學情境中能達到“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的培養(yǎng)并實現(xiàn)教學觀念、技能、風格的模仿、遷移和提升，從而快速提高教師的課堂教學水平、促進教師的專業(yè)成長，也有助于提升學生的學習興趣和學習效率。

3 教學資源短小，便于應用

“微課”視頻的時間較短，一般為5～8分鐘左右（最長不宜超過10分鐘）。“微課”的資源容量也較小，加上與教學主題配套的教學設計、教學課件、教學反思及專家點評等資源也只有幾十兆。學生既可以流暢地在線觀看“微課”課例，查看教案課件和教師點評信息，也可靈活方便地將其下載保存到各種移動設備中進行自主學習[9]。

三 “數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐教學中存在的問題

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”課程是計算機科學與技術(shù)專業(yè)本科學生的一門重要的專業(yè)基礎課，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理在學生的知識結(jié)構(gòu)中占據(jù)著核心的地位?！皵?shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”作為其實踐環(huán)節(jié)也是至關(guān)重要的，它是學生配合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程進行綜合能力培養(yǎng)的實踐課程。該課程的目標是使學生加深數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本概念和基本知識以及實現(xiàn)技術(shù)的理解，培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)能力，在實踐過程中提高學生的動手能力、創(chuàng)新意識和團隊精神。為將來設計數(shù)據(jù)庫、學習和使用各種數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具、從事數(shù)據(jù)庫管理工作、開發(fā)新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)打下良好的基礎。但是根據(jù)多年的教學和實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐過程中依然存在以下主要不足之處。

1 實踐內(nèi)容抽象，學生理解困難

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”要求學生完成一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中后臺數(shù)據(jù)庫的設計以及實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)原型。數(shù)據(jù)庫設計理論和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)機制是理論教學中的重點也是難點。雖然在實踐教學過程中，教師會反復給學生講解系統(tǒng)設計的思想和程序開發(fā)的方法，但是學生對于理論課程的內(nèi)容理解不深入，導致其在實踐過程中舉步維艱。

2 實踐學時較少，指定時間內(nèi)部分學生完不成實踐任務，難以保證質(zhì)量

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”學時壓縮，由原來的60學時壓縮為45學時到現(xiàn)在的36學時。實踐課上，教師要演示SQL語句的使用，數(shù)據(jù)庫設計的實例和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模塊構(gòu)建；學生要完成系統(tǒng)的設計、編碼和調(diào)試，36學時的實踐時間明顯不夠。另外學生的理解能力和編程能力也各不相同，這必然導致一部分學生在規(guī)定時間內(nèi)不能完成實踐內(nèi)容，并形成惡性循環(huán)，最終放棄實踐課程。

3 實踐教學模式單一

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”的實踐課堂上，對于驗證型實踐內(nèi)容，教師演示具體操作步驟，學生按照教師要求逐步驗證。對于設計型和綜合型實踐內(nèi)容，教師給出系統(tǒng)功能模塊設計思想和設計方法，甚至給出底層存儲文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。學生只能被動接受，不能積極參與到實踐教學中，無法調(diào)動學生學習的主動性和創(chuàng)造性[10]，導致學生面對新的應用需求無法獨立完成系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，不能學以致用。

4 師生之間缺少交互

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”是大班授課制。每個班級一般都有將近九十人，由任課教師和一名實驗教師組織上機實踐。由于學生人數(shù)較多，時間有限，教師很難兼顧到所有學生，另外根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)大部分學生不愿意與教師面對面進行交流，教師與學生之間缺少必要的溝通。這必然導致在實踐過程中，基礎較好的學生一直忙于實踐，而基礎薄弱的學生顯得很無助，難以保證實踐質(zhì)量。

5 實踐考核模式單一

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”的考核方式是學生演示每一個實踐項目，教師檢查運行結(jié)果，并根據(jù)運行的結(jié)果提問，學生做出相應回答。課程結(jié)束時上交綜合設計文檔，教師以程序檢查結(jié)果和提交的綜合設計文檔給出學生實踐成績。但是，在實踐過程中普遍存在拷貝現(xiàn)象，學生將別人寫好的程序運行給教師看，甚至綜合設計文檔也直接抄襲，導致教師對于實踐能力強的學生能給出合理成績，對于實踐能力弱的學生很難做出客觀的評價和給出實踐成績[11]。

四 微課在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”中的應用研究

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”內(nèi)容包括三個方面。①針對教學內(nèi)容的關(guān)系代數(shù)及SQL語句部分，要求學生在Oracle數(shù)據(jù)庫上建庫并使用SQL語句完成各種數(shù)據(jù)庫操作，從而深入理解關(guān)系代數(shù)的定義，熟練掌握SQL語句的使用。②針對數(shù)據(jù)庫理論及數(shù)據(jù)庫設計部分的教學內(nèi)容，要求學生設計并實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的實例來鞏固教學環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)庫設計技術(shù)和方法。③針對數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)部分的教學內(nèi)容，安排《數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)實現(xiàn)》這一實踐項目，將數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)貫穿于整個教學過程中，使學生通過實際動手實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來深入領會數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)實現(xiàn)是“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”的重點和難點問題，占整個課程設計分數(shù)的80%。該部分內(nèi)容要求以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)為指導，使用構(gòu)建技術(shù)分塊設計和實現(xiàn)各個組成部分。其主要功能模塊包括：數(shù)據(jù)庫語言編譯模塊、數(shù)據(jù)庫定義及操作模塊、索引的創(chuàng)建與刪除模塊、查詢處理模塊、數(shù)據(jù)庫保護模塊[12]。

“微課”是針對某一學科知識點或教學環(huán)節(jié)而設計的，而數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)是以功能模塊為基本單元進行實踐，符合“微課”的基本特點。通過對“微課”的特點和“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐的重點內(nèi)容分析，我們發(fā)現(xiàn)“微課”這種教學模式能很好的應用在數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)實現(xiàn)的實踐教學中。我們可以將整個實踐過程分為如下幾個階段：實踐課前的準備階段、實踐課前的傳遞階段、實踐課上的內(nèi)化階段、實踐課后的鞏固階段[13]及實踐課的考核階段。

1 實踐課前的準備階段

首先，教師根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)的實踐內(nèi)容，將每一個功能模塊作為一個“微課”單元，把實踐內(nèi)容分成：數(shù)據(jù)庫語言編譯功能、數(shù)據(jù)庫定義及操作功能、索引的創(chuàng)建及刪除功能、查詢處理功能、數(shù)據(jù)庫保護功能五個微單元。然后根據(jù)每一個微單元的實踐內(nèi)容制作微視頻，由于自主學習的時間過長會使學生產(chǎn)生厭倦心理，微視頻的時間控制在15分鐘之內(nèi)。每一個微視頻包括的內(nèi)容為，教師講授每一個功能模塊的設計要點及實踐過程中容易出現(xiàn)的問題，往屆學生設計的優(yōu)秀模塊展示。最后，針對每個微單元的實踐內(nèi)容設計自主實踐任務單。實踐任務單分為教師部分和學生部分，其中教師部分應包含實踐指南、問題設計。實踐指南包括實踐內(nèi)容、達成目標、實踐方法建議等。對于能力較強的學生可以通過實踐指南明確實踐內(nèi)容，進行自主學習，為實踐課做好充足的準備；對于能力較弱的學生可以通過實踐方法建議，嘗試自主學習。問題設計是把傳統(tǒng)的知識點灌輸轉(zhuǎn)化為任務驅(qū)動、問題導向的自主學習的關(guān)鍵。把實踐的重點和難點轉(zhuǎn)化為問題提出來，使學生在解決問題的同時理解實踐的重點和難點內(nèi)容[14]。學生部分包含實踐開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊介紹、所需相關(guān)理論知識、算法描述、程序流程圖、測試用例與實踐結(jié)果。

2 實踐課前的傳遞階段

教師將學生分為若干組，每組8人，這樣便于學生之間更好的交流，解決實踐中出現(xiàn)的問題。每組學生均需要完成全部實踐內(nèi)容，組內(nèi)按照系統(tǒng)功能模塊對學生進行任務劃分[15]。學生利用課余時間在規(guī)定時間內(nèi)觀看實踐項目相關(guān)的微視頻及自主實踐任務單中教師部分的內(nèi)容，做好充分的預習，設計好實踐方案，完成實踐任務單中學生部分的實踐開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫管理原型系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊介紹、所需相關(guān)理論知識、算法描述、程序流程圖部分。

3 實踐課上的內(nèi)化階段

學生根據(jù)自己設計的實踐方案進行實踐項目的具體實施，在具體實施過程中出現(xiàn)問題可以與教師、同學進行面對面的交流，改進并完善自己的實踐項目，完成自主實踐任務單中學生部分的測試用例與實踐結(jié)果部分。教師根據(jù)在線平臺上收集的學生問題進行實踐講解，針對實踐過程中學生隨時出現(xiàn)的疑問進行個性化的實踐指導。

4 實踐課后的鞏固階段

學生在實踐課堂上完成全部的實踐內(nèi)容及自主實踐任務單后，根據(jù)五個自主實踐任務單及設計心得完成“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”綜合文檔。教師根據(jù)學生的課前、課中、課后的表現(xiàn)給出客觀評價，并將優(yōu)秀的學生作品上傳到在線平臺展示。

5 實踐課的考核階段

打破了傳統(tǒng)的以實踐結(jié)果和綜合設計文檔給出實踐成績的方式。實踐課堂上每50個學生配一個實踐指導教師，保證實踐指導和考核的順利進行。每個實踐項目，學生需在規(guī)定時間內(nèi)完成每一個實踐項目及自主實踐任務單，達到考核標準中規(guī)定的實踐項目的分值，成績達到及格以上方可進行下一個實踐項目。教師的考核分為課前、課中和課后。課前考核以學生與教師在在線平臺上的交流次數(shù)和自主實踐任務單的完成情況為主要評價指標；課上對每個實踐小組的每項實踐項目都按照實踐講義規(guī)定的內(nèi)容和步驟逐一檢查，同時查看自主實踐任務單中測試用例與實踐結(jié)果的完成情況。課后考核以學生上交的綜合設計文檔為主要評價依據(jù)。這樣教師可以更為客觀地給出最終的實踐成績。

五 結(jié)論

本文在深入分析“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐教學中存在問題的基礎上，提出了新的實踐教學模式。由于研究尚處于起步階段，目前僅應用在本校計算機科學技術(shù)專業(yè)實驗班，下一步將研究結(jié)果逐步應用在本校計算機科學技術(shù)專業(yè)和軟件工程專業(yè)的本科生教學中，繼續(xù)發(fā)展與完善微課在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程設計”實踐教學中的應用。

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G642

A

1008-2549(2017)10-0089-03

黑龍江大學新世紀教育教學改革工程項目（2016B02）。