基于MOOC等網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放資源的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程混合式教學(xué)模式研究

周麗娜+李全龍+劉旭東

摘 要：分析教學(xué)實(shí)際中數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的授課難點(diǎn)，闡述MOOC教學(xué)方法的特點(diǎn)，提出一種基于MOOC等網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放資源的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程混合式教學(xué)模式，并給出基于混合式教學(xué)模式的教學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)例。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)模式；MOOC；數(shù)據(jù)庫(kù)

文章編號(hào)：1672-5913（2017）07-0109-05

中圖分類號(hào)：G642

0 引 言

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)體系中一門重要的專業(yè)核心課。其課程內(nèi)容偏難、知識(shí)量偏大，理論與應(yīng)用結(jié)合緊密，由于學(xué)時(shí)所限，傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式已經(jīng)不能夠完全滿足數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的教學(xué)需求，學(xué)生普遍反映有難度。如何調(diào)整教學(xué)方法、做好教學(xué)設(shè)計(jì)是教師面臨的一大挑戰(zhàn)。

MOOC（Massive Open Online Courses）是近年來(lái)新興的一種在線課程形式。2007年，加拿大曼尼托巴大學(xué)的兩位教授最早提出MOOC的概念，開(kāi)設(shè)了第一門MOOC課程[1]。2012年以來(lái)，MOOC得到更為廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。MOOC的興起為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來(lái)了沖擊和契機(jī)。如何整合、利用優(yōu)質(zhì)的MOOC資源及其他網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放資源，提升本科生的專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量是目前教育界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。MIT、UC-Berkley、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)外知名高校已經(jīng)展開(kāi)了相關(guān)的研究。

1 課程分析

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的授課對(duì)象為軟件工程專業(yè)本科二年級(jí)學(xué)生，學(xué)生已學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程概論等相關(guān)課程，能夠完成簡(jiǎn)單的程序開(kāi)發(fā)。本課程的授課難點(diǎn)主要包括以下3個(gè)方面：

（1）抽象概念和名詞較多，不易理解。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程內(nèi)容通常比較抽象，概念和名詞較多。作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的基礎(chǔ)，第一章就給出了很多的概念，例如數(shù)據(jù)庫(kù)中的“關(guān)系”與我們?nèi)粘Ｋ斫獾年P(guān)系、聯(lián)系并不是同一概念；數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等概念容易混淆；三級(jí)模式、兩層映象、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)模式等概念對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)并不易理解和掌握。接下來(lái)的各章節(jié)，根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容，又要引入很多概念和名詞，如在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論關(guān)系代數(shù)中，涉及很多數(shù)學(xué)概念；在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)中，涉及很多操作系統(tǒng)相關(guān)的名詞；數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)索引、查詢優(yōu)化中又給出了很多新的數(shù)據(jù)庫(kù)專用的概念和名詞。對(duì)于課程中出現(xiàn)的概念、名詞，不僅要求學(xué)生記住，還要能夠充分理解、掌握和應(yīng)用。

（2）課程內(nèi)容涉及范圍較廣，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密。鑒于數(shù)據(jù)庫(kù)理論背景的深厚以及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用需求的高漲，數(shù)據(jù)庫(kù)課程內(nèi)容的設(shè)置要以理論性為基礎(chǔ)、應(yīng)用性為目標(biāo)，理論與應(yīng)用相結(jié)合。在授課時(shí)，既要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史、基本概念、基本理論等進(jìn)行講授，還要兼顧到數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用知識(shí)：從最基本的如何使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，到如何設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，再到如何進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，甚至到數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的基本運(yùn)作原理都要進(jìn)行介紹。這就要求授課老師不僅要熟悉基礎(chǔ)理論內(nèi)容，更要有深厚的應(yīng)用實(shí)踐基礎(chǔ)。盡可能地從數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用存在的問(wèn)題著手引入，使學(xué)生明白應(yīng)用中存在什么問(wèn)題，有什么解決思路，為實(shí)現(xiàn)該思路，提出什么概念和什么理論，然后再講該理論的相關(guān)內(nèi)容細(xì)節(jié)。無(wú)論如何，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)這類知識(shí)量較大、理論和應(yīng)用性都較強(qiáng)的課程，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)依舊是很大的挑戰(zhàn)。

（3）技術(shù)發(fā)展快、相關(guān)軟件產(chǎn)品多，實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題復(fù)雜。數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)管理的重要技術(shù)，從最初的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)到廣泛應(yīng)用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，再到新興的對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，隨著信息化程度逐步加深，應(yīng)用需求推動(dòng)了數(shù)據(jù)庫(kù)理論的迅速發(fā)展。在理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，各大公司紛紛推出不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件產(chǎn)品，如較為常見(jiàn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件Oracle、SQLServer、MySQL以及近年來(lái)興起的MongoDB、Redis等非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件在數(shù)據(jù)模型及核心技術(shù)上存在差異，相同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件在具體的應(yīng)用中也有很大不同。考慮到數(shù)據(jù)庫(kù)課程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，授課中不僅要注重理論知識(shí)的講授，還要注重應(yīng)用能力的訓(xùn)練，對(duì)于常用軟件需要加以介紹，在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)中，也需要選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)軟件、工程應(yīng)用案例設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。然而，鑒于課時(shí)的限制和本科生的接受能力，數(shù)據(jù)庫(kù)課程的講授仍然是以最基礎(chǔ)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論及軟件為主，對(duì)于NoSQL、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等內(nèi)容僅限于簡(jiǎn)要介紹。對(duì)于工程開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題，也是結(jié)合課程內(nèi)容，選取典型的案例進(jìn)行分析講解。相比于數(shù)據(jù)庫(kù)的龐大知識(shí)體系和復(fù)雜的應(yīng)用需求，課堂上能講授的內(nèi)容始終有限。

問(wèn)題解決的關(guān)鍵在于如何有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，把學(xué)習(xí)過(guò)程從課堂擴(kuò)展到課外，單純的講課式授課方式已經(jīng)不能夠完全滿足數(shù)據(jù)庫(kù)課程的授課需要。

2 MOOC特點(diǎn)分析

2012年以來(lái)，MOOC得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外各大高校、公司紛紛創(chuàng)建了MOOC平臺(tái)[2]，如Udacity、Coursera、edX、Openuped、可汗學(xué)院、Onpen2Study、中國(guó)大學(xué)MOOC、網(wǎng)易云課堂等。MOOC改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀教學(xué)資源的分享與傳播，并提供在線測(cè)試、評(píng)估，師生互動(dòng)等功能。目前利用MOOC教學(xué)具有以下優(yōu)勢(shì)：①以主動(dòng)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇課程，更有利于發(fā)揮主觀能動(dòng)性；②學(xué)生可以隨時(shí)加入MOOC課程的學(xué)習(xí)，教與學(xué)不僅局限于課堂時(shí)間，MOOC提供了更為靈活的學(xué)習(xí)方式，有效地將教學(xué)活動(dòng)擴(kuò)展到了課下；③MOOC匯集了各大高校、公司的優(yōu)秀教學(xué)資源，建立起一個(gè)龐大的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于相同的知識(shí)點(diǎn)，不同的MOOC課程又從不同的角度進(jìn)行講解，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和需求選擇與自己學(xué)習(xí)目標(biāo)相相符的課程，也可以綜合各個(gè)課程的講解，加深對(duì)知識(shí)難點(diǎn)的理解。

MOOC的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越被教育界認(rèn)可，但隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題。其中，最主要的問(wèn)題是課程退出率較高，完成度偏低，很多學(xué)生選課后中途放棄[3-4]。究其原因，主要有以下兩點(diǎn)：①缺少真實(shí)課堂約束，學(xué)習(xí)過(guò)程主要依靠學(xué)生主觀能動(dòng)性，這對(duì)自覺(jué)性較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)是很大的挑戰(zhàn)[5]，很多學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情只能維持到課程中期，后期隨著知識(shí)量的增多，難度的增大，需要投入更多的時(shí)間和精力，有些學(xué)生便產(chǎn)生了惰性，最終放棄；②在課程選擇方面，學(xué)生大多依據(jù)MOOC平臺(tái)的評(píng)價(jià)、發(fā)布課程教師的知名度以及網(wǎng)站上簡(jiǎn)要的課程介紹，導(dǎo)致很多學(xué)生選擇的課程內(nèi)容與自己的預(yù)期有較大差距，學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)課程核心內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)不相符，課程內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單或者過(guò)于復(fù)雜，于是中途放棄。不恰當(dāng)?shù)倪x課也是造成MOOC課程完成率較低的一大原因。