項目驅動的微任務式翻轉課堂教學模式研究

肖紅玉，賀 輝，陳紅順

（北京師范大學珠海分校 信息技術學院，廣東 珠海 519087）

0 引 言

數(shù)據(jù)庫技術是當今互聯(lián)網(wǎng)時代、大數(shù)據(jù)時代、云時代的基礎，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、大型數(shù)據(jù)庫等課程是計算機專業(yè)的核心基礎課，其中，大型數(shù)據(jù)庫課程具有很強的實踐性。但是就以往的教學經(jīng)驗，教學過程中常常出現(xiàn)以下問題： 傳統(tǒng)課堂環(huán)境較為機械，教師主宰學生的學習進度和學習內容，學生學習主動性差；教學方法單一，學生學習興趣不高；評價體系不夠全面，無法考核學生的競爭能力、團隊合作意識與溝通表達能力等。

翻轉課堂由引導環(huán)節(jié)、自主學習環(huán)節(jié)和課堂環(huán)節(jié)組成[1-3]，把理論知識的傳授放到了課外，由學生自主學習，課堂變?yōu)閭€別指導、師生互動、小組合作、解決問題的場所[4-5]。

1 建構主義與項目驅動學習

建構主義理論與項目驅動學習理論是項目驅動微任務式翻轉課堂教學模式的基礎。

1）建構主義理論。

建構主義源自兒童認知發(fā)展理論，建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得。建構主義認為獲得知識的多少取決于學習者根據(jù)自身經(jīng)驗建構有關知識的能力，而不取決于學習者記憶和背誦教師講授內容的能力[6]。建構主義認為，學習者要想完成對所學知識的建構，即達到對該知識所反映事物的性質、規(guī)律以及該事物與其他事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學習者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中感受、體驗，而不是僅僅聆聽別人(例如教師)關于這種經(jīng)驗的介紹和講解。

2）項目驅動學習理論。

項目驅動教學模式是一種建立在建構主義教學理論基礎之上的教學法。與傳統(tǒng)教學方式不同，項目驅動教學模式以學生為中心，充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，使學生置身于探索知識的情境之中。項目驅動教學模式的基本思想將學生的學習活動與實際的工程項目相結合，師生通過共同實施一個完整的項目而逐步深入、全面展開教學活動，通過探究問題和解決問題提高學生的學習興趣，進而樹立信心、培養(yǎng)能力。項目驅動教學貴在通過教師的激發(fā)和引導，讓學生在“做”的過程中進行“學”，在“做”的過程中主動發(fā)現(xiàn)問題并分析問題，根據(jù)需要并帶著問題主動去“學”，最終有效地解決問題，同時獲得最有價值的知識，使學生原有的知識、經(jīng)驗和技能得到進一步的充實和提升。

2 項目驅動微任務式翻轉課堂教學設計

翻轉課堂是一個融合傳統(tǒng)面對面授課與建構主義體驗式學習的學習環(huán)境[7]，課前教學環(huán)境和課后教學環(huán)境的創(chuàng)設是設計翻轉課堂教學模式時要重點關注的兩個方面，項目驅動微任務式翻轉課堂教學模式示意圖見圖1。

1）課前環(huán)節(jié)。

課前，教師精心選擇符合教學需要的經(jīng)典項目案例，根據(jù)課程的教學大綱、教學目標和教學內容，參考課程所需考核的單個知識點，按照教學目標、章節(jié)內容情況、能力要求、難度系數(shù)等方面分解項目，設計成一系列前后呼應相輔相成的微任務，并為每個微任務制作對應的基礎支撐學習材料，并在課前向學生公布。學生接收教師發(fā)布的學習任務，按照要求，自主在課外完成學習和相應測試，在學習過程中如果碰到問題和疑惑在線上向教師反饋。在此過程中，教師的角色主要是監(jiān)督與跟蹤學生的學習進度，線上解答學生疑問。

2）課中環(huán)節(jié)。

鑒于目前大型數(shù)據(jù)庫都是大班教學的現(xiàn)實情況，教師把學生分成若干小組，每個小組3～4人，學生以小組協(xié)作學習的方式完成教師發(fā)布的微任務，教師根據(jù)課程進度安排主題討論、交流活動或成果展示環(huán)節(jié)，小組間互相交流，通過多樣化的方式完成知識內化。教師在課堂上實施項目驅動下的雙主體互動式實踐教學模式，采用啟發(fā)式、實例引入式、課堂討論式、案例分析式等教學方法[8-9]，實施創(chuàng)設情境、設疑激趣、提出問題、分析需求、設計模型、分析論證、反思評價、表達交流等教學理念，教師主要在課堂上起引導作用，掌控課堂討論節(jié)奏，解答各小組的問題并總結和評價。

圖1 翻轉課堂教學模式示意圖

3 項目驅動的微任務式翻轉課堂教學模式應用

課題組收集了一些典型的數(shù)據(jù)庫應用項目，并將項目拆解成微任務。選取的項目部分如下：酒店客房管理系統(tǒng)、CRM（Customer Relation Management）系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、采購系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、車輛租賃系統(tǒng)、小型ERP系統(tǒng)等。學生分成若干組，每組選擇一個項目，并完成分析、設計、實現(xiàn)、實施整個完整流程。

3.1 課程整體設計

作為應用型本科院校，大型數(shù)據(jù)庫課程的基本教學目標是：掌握Oracle數(shù)據(jù)庫基本操作、體系結構與數(shù)據(jù)庫基本管理，初步掌握大型數(shù)據(jù)庫的基本原理，了解大型數(shù)據(jù)庫的管理方法，能夠結合自己熟悉的某門高級語言和Oracle數(shù)據(jù)庫，完成一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)。課題組基于項目驅動、微任務、翻轉課堂教學模式，把課程的教學內容分解成理論知識架構和工程實踐能力2個組成部分，見圖2。

根據(jù)Oracle數(shù)據(jù)庫的知識框架、所需完成項目的規(guī)模、課程教學大綱、課程教學目標，可以將整個教學過程劃分為若干個任務，在每個任務下劃分若干個微任務，比如繪制數(shù)據(jù)庫ER圖可以分解為系統(tǒng)需求分析、繪制用例圖、尋找實體、尋找實體間關系、初繪ER圖、優(yōu)化等；針對每個任務，開發(fā)相應的課程資源，包括教學目標、PPT、視頻、小測題等，并將微任務按照教學進度分階段分發(fā)給學生。

3.2 教學過程

1）課前教學資源準備及學習活動開展。

課前教師的主要工作任務是根據(jù)課程教學大綱細化階段性教學目標及教學內容，將教學目標和內容視作一個任務，再把每個任務拆解成微任務，以Oracle數(shù)據(jù)庫物理存儲結構為例，Oracle數(shù)據(jù)庫物理存儲結構是一個教學任務，再把這個教學任務拆解成數(shù)據(jù)文件、控制文件、重做日志文件、歸檔重做日志文件等幾個學習微任務。每個任務根據(jù)知識點特征，設定不同的微任務并提供不同形式的學習資源以便學生自主學習。例如在Oracle數(shù)據(jù)文件部分，采用PPT圖表加動畫演示的方式；在控制文件部分，采用視頻講解的方式；在重做日志文件和歸檔日志文件，采用動畫加視頻的方式展示這2個文件的作用及丟失后的后果。這些微任務講解完畢后，引導學生根據(jù)自己小組的選題制訂自選項目的物理存儲結構方案。課題組為每個微任務配備了相應的練習題，學生可以自主測試學習效果，遇到問題可以組內討論，或者在線與教師、助教溝通，也可以將問題記錄下來帶入課堂；教師可以在線上隨時查詢學生學習任務完成情況，解答學生提出的問題，收集共性問題，集中帶入課堂討論。課題組為每個任務制定了課前學習任務單，表1是Oracle數(shù)據(jù)庫物理存儲結構單元的課前學習任務單。

圖2 知識框架與工程實踐能力

2）課中學習活動的開展。

課堂上，授課教師首先講解課前收集的共性問題，并按照課前學習任務單上羅列的學習目標，組織組內頭腦風暴討論課前作業(yè)、組內協(xié)作展示團隊學習成果、組內自評與互評等活動。Oracle數(shù)據(jù)庫物理存儲結構的課堂活動應當依據(jù)教學環(huán)節(jié)作明確合理的時間安排，鑒于國內大部分是大班教學的事實，可以采用分組組內協(xié)作學習的形式，小組由3～4名學生組成，每組選出一個組長，小組自由選擇課題組發(fā)布的項目課題并分階段分工、協(xié)作完成整個項目從分析、設計到實施全過程。表2是Oracle數(shù)據(jù)庫物理存儲結構單元的課堂活動設計表。

表1 Oracle物理存儲結構課前學習任務單

表2 Oracle物理存儲結構課堂活動設計表

3.3 教學效果

經(jīng)過一學期的教學實踐檢驗，項目驅動的微任務式翻轉課堂教學模式取得了較好的學習效果，學生對Oracle數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結構、存儲設置與管理、對象創(chuàng)建與管理、數(shù)據(jù)操縱與事務管理、安全管理、備份與恢復、數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)等理論知識和實踐操縱能力都比往屆有較大提升。期末考試的優(yōu)秀率由歷屆的7%左右提升至13%，有了明顯提升；在參與實踐的25個小組中，有20個小組完成了自選項目的需求分析、詳細設計、編程實現(xiàn)、實施等完整過程。但其中也存在一些問題，比如課程不及格率不降反升，比上年提高了約2%，學生對課程的評價也呈兩極化趨勢。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾個原因：①對比傳統(tǒng)課堂，課程對學生提出了更多更高的自學要求，學習壓力更大了；②學生對學習進度和掌握程度難以明確把握；③國內大班教學影響的翻轉課堂教學效果；④小組成員表現(xiàn)差異難以量化成課程考核標準。

4 結 語

實踐證明，“項目驅動、微任務式”翻轉課堂教學模式提高了學生自主學習的興趣和熱情，提升了學生科學思想與思維方法的能力、自主構建知識體系的能力、小組協(xié)作學習的能力、自主訓練基本技能（溝通、互助、表達）的能力，特別是學生的創(chuàng)新思維能力、應用課堂所學知識解決實際應用問題的能力。該教學模式還存在有待完善的地方，主要是如何解決欠缺學習主動性的學生課前時間精力投入不足的問題，如何破解課堂討論環(huán)節(jié)不夠主動踴躍的問題。在下一輪教學實踐中，課題組將繼續(xù)優(yōu)化這一教學模式。