數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)課程的翻轉課堂主動式教學實踐

洪 欣

（華僑大學 計算機科學與技術學院，福建 廈門 361021）

0 引言

傳統(tǒng)的教學方式以教師的課堂講授為主，教學模式單一，學生被動學習，隨著計算機技術和網(wǎng)絡的興起，傳統(tǒng)的教學方式日漸受到挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能適應時代的發(fā)展，如何利用網(wǎng)絡技術，結合線上及線下教學活動，應用新的教學形態(tài)，更好地組織教學成為非常重要的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的教學方式以內(nèi)容教學為主，由于教學模式的限制，學生的應用和實踐能力的培養(yǎng)較為欠缺，這種教學模式較容易導致許多高分低能的學生。另一方面學生的應用和實踐需要學時的支持，在教學內(nèi)容需要完成的情況下，教師往往難以取舍，最后不得不通過課堂教學完成教學任務。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，在線課程將許多課堂教學的內(nèi)容以短視頻的方式呈現(xiàn)，教師可以將教學內(nèi)容的講授延伸至網(wǎng)絡，課堂教學時就可以采用翻轉課堂的方式，提高學生的應用和實踐能力。

1 目前教學方式分析

傳統(tǒng)的教學方式是以教師講授為驅(qū)動的教學模式，教師以教學任務為目標展開教學活動，形式主要是老師課堂板書，學生坐在教室里聽課；期末通常采用卷面考試的方式進行。傳統(tǒng)的教學方式的優(yōu)點在理論教學方面具有一定的優(yōu)勢，可以通過老師的講解，將知識的架構較好地呈現(xiàn)出來，缺點是教學過程缺乏師生互動，學生被動學習容易走神，偶爾的提問很難提起學生的學習興趣，長時間的保持坐姿，容易產(chǎn)生疲勞，從而大大影響教學效果。往往老師講得情緒激昂，學生在下面做各種小動作。同時傳統(tǒng)的教學形式單一，學習形式缺乏維度，另一方面對學生的評價也偏于單一，卷面考試很難全面地評價一個學生對知識的掌握程度，尤其是工程類帶有實踐特性的課程，采用試卷考試并不能評價學生真實的實踐能力。

主動式教學模式更強調(diào)學生的自主學習和互相學習，課堂的主人不再是教師，而是學生。在主動式模式中學生組成各種團隊，一起根據(jù)學習任務展開學習，課堂的教學形式非常靈活，學生之間形成多個自主學習中心展開學習，這一方式可以極大調(diào)動學生的學習積極性，教師不再是教學的主體，而是教學的支持者，主要負責在學生的學習團體中答疑解惑，組織各種團隊展開學習。首先學生接受學習任務，第二步由教師以隨機方式組織學習小組，學習的材料可以是文檔、視頻、圖像等多種類型的信息。在學生學習討論的過程中，教師負責答疑解惑，幫助后進的學生和學習小組。最后通過多維度的評價體系，評價學生的學習效果。

主動式的教學模式把教學的形態(tài)由單一維度擴展到多維度，學生成為課堂的主人，教師處于輔助地位。學生在類似游戲的過程中獲取知識。傳統(tǒng)的教學模式關注的是低層級的學習能力，僅限于記憶（remember）和理解（understand），而對于主動式教學模式更關注高級學習能力的培養(yǎng)，諸如應用、分析、評價、創(chuàng)造等高階的學習能力。在工程類的課程中主動式的教學模式具有比傳統(tǒng)教學更好的優(yōu)勢，它可以有效解決傳統(tǒng)教學在實踐性強的工程類課程中，對學生的實踐能力的培養(yǎng)缺乏有效手段和評價系統(tǒng)的問題[1]。

由于在線課堂的興起，一方面學生可以通過網(wǎng)路進行課程學習，自我安排學習時間；另一方面對教師的課堂教學形成了挑戰(zhàn)。如何結合線上以及線下的教學內(nèi)容展開活動，就成為一個值得探討的話題。教學過程中最重要的便是答疑解惑，傳統(tǒng)教學方式由于課時限制，無法展開更深入的教學活動。

2 主動式教學課程設計

以計算機類數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)課程為例，本課程的目標是培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫理論水平和實踐能力，以往傳統(tǒng)教學方法很難提高學生的動手實踐能力。采用主動式教學模式具有更好的效果[2]。主動式教學模式的核心是T—P—S（Think-Pair-Share）思考—配對—分享。采用的課程設計以學生學習目標為導向進行翻轉設計[3]，從學習目標逆向推導教學內(nèi)容，采用的課程設計方法為UBD（Backward Design），教學設計分成4個主要步驟。

（1）訂立課程的學習目標。該學習目標是對學生能力的培養(yǎng)目標，而不是技能的培養(yǎng)目標。例如數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)課程的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學生交流能力，以及在項目中與人合作的能力。

（2）設定課程的評價體系。主要用來設定課程如何評價學生的學習程度。例如，數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)課程采用項目作業(yè)來完成對學生學習的評價。

（3）設計課程活動和學習內(nèi)容。這部分內(nèi)容較為豐富，包含課程的教學內(nèi)容和課堂組織的設計[4-6]。

①教學內(nèi)容設計。設計的每一項教學內(nèi)容需要包含以下要素：誰Who、行為Behavior、條件Conditions、達成度Degree。這部分的設計需要注意的是，目標要設計得大，達到該目標的每個實現(xiàn)步驟要設計的小，逐步推進，不斷改進，達成度反向設計（Backward Design），根據(jù)要達成的目標反向設計教學內(nèi)容。以數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)的實驗為例進行教學內(nèi)容設計，見表1 。

表1 實驗教學內(nèi)容設計

②教學評價體系設計。根據(jù)上一個步驟設計的教學內(nèi)容，制定每一項內(nèi)容的教學評價內(nèi)容，用于評價學生對教學內(nèi)容的掌握程度。常用的課程評價體系可以采用達成度評價（Rubrics Evaluation）等評價體系，見表2。

③主動式教學課堂布局。主動式教學的教室布局更為靈活，通常教師可以組織不同的分組和不同的分組布局，教室的桌椅通?？梢造`活調(diào)整。學生在不同的課程項目中，通常要與不同的隊友合作，一方面避免小團體的形成，另一方面可以加強同學們感情交流，增強互助學習的氛圍。

表2 數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)實驗評價標準 分數(shù)

④課堂教學活動和課堂教學組織設計。課堂教學活動圍繞學生的小組學習和討論展開，在團隊組織過程中，可以采用數(shù)值分組（number pears）、鄰座配對 (shoulder partner)等方式對學生進行隨機分組。

（4）課堂表現(xiàn)評價。不同學生在課堂活動中的表現(xiàn)和貢獻是有差異的，為了公平給出學生的表現(xiàn)分數(shù)，可以在小組成員之間進行個人貢獻度互評，在小組間進行組間貢獻度互評，見表3。其中個人貢獻度互評采用表4的評價指標，由小組成員對除自己以外的組員表現(xiàn)進行評分，并填寫在小組互評表中；組間貢獻度互評采用表5的評價指標，由各組成員對除了本組以外的小組進行評分，并且填寫在組間互評表中。通過匯總小組互評表與組間互評表的成績，統(tǒng)計分數(shù)從而獲得學生的課堂活動表現(xiàn)的評價分數(shù)。

通過采用主動式教學設計對課程進行重新設計，課程的目標和內(nèi)容更為清晰，采用的教學方式更為靈活，可以極大地激活學生的學習能動性，學習方式更為豐富和立體。主動式教學比傳統(tǒng)教學模式更強調(diào)學生的自主學習和互助學習，對于學生能力的評價更為多維也更為客觀，是一種非常適合于工程學科實踐類課程的教學模式。

表3 小組匯總表-組間互評及個人互評

表4 個人評價指標

表5 小組評價指標

3 數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)主動式課堂教學實踐

3.1 一分鐘討論（one minute paper）

在第一次課堂教學中采用隨機分組討論的方式，采用一分鐘討論模式(one minute paper)獲得調(diào)查學生的知識背景及對課堂教學組織的意向。提出4個問題：①你對數(shù)據(jù)庫的認識；②你已經(jīng)學到的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容；③你希望學些什么；④你希望的學習方式。學生分組討論并為每個問題分別寫出一條討論結果。由①—②問題可以了解到學生已經(jīng)有一點數(shù)據(jù)庫的基本知識，由第③個問題可以了解到學生希望學習更深入的內(nèi)容，由第④點可以了解學生希望以課堂講授+實踐的方式展開教學活動。這樣的方式正是主動式學習的教學方法的優(yōu)勢所在。

3.2 數(shù)值分組（number pears）

學生循環(huán)報數(shù)，例如分成5個組，學生報數(shù)數(shù)值從1～5循環(huán)，數(shù)值相同的同學分為一組。最后一組根據(jù)實際情況微調(diào)，以保證所有的組人數(shù)相當。然后根據(jù)學習內(nèi)容分給不同的組進行分組討論學習，在學習結束之后，以組為單位報告學習成果。

例如在數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)課程的“數(shù)據(jù)庫設計的范式”部分的課程內(nèi)容教學時，教師將范式的原理簡要概括，然后給每個組分配一個范式內(nèi)容的學習，學生在分組學習討論的過程中教師在中間走動，幫助學生組織討論，并解答學生在學習過程中的疑問。

學生小組學習結束后，進行小組答辯，答辯過程中，本組同學負責共同回答其他小組的提問，并根據(jù)各自在組內(nèi)學習的貢獻課程設計的評分表4進行組內(nèi)互評，其他小組的同學在聽取答辯后負責提問，并根據(jù)答辯小組的答辯情況和回答問題的情況，采用評分表5進行組內(nèi)互評。

4 結語

采用主動式教學方式后，課堂的活躍度增加了，學生慢慢地適應了新的教學形態(tài)，并且從團體學習和討論中得到了更多的收獲，教學形式較之于傳統(tǒng)單一的教學方式更為豐富。主動式學習方式的是一種立體式的教學模型，其特點在于要求學生在課堂教學之前有足夠的教學內(nèi)容的預習和準備，學生需要提前自學課程的相關內(nèi)容和材料，這些材料可以是文檔、課件以及線上的課程視頻，知識的學習以線上學習為主，課堂教學主要解決學習的難點及知識的應用等方面的問題，以及培養(yǎng)團隊協(xié)作的能力。另一方面，由于教學活動中需要保留小組學習討論的時間，對課堂學時的安排和組織就顯得尤為重要，教師需要具有一定的經(jīng)驗來調(diào)動學生討論的熱情，以及把控分組討論的時間。由于課堂活動的展開，課堂教學學時相應減少，這里就需要在線課程的支持。本課程已經(jīng)建立了數(shù)據(jù)庫應用與開發(fā)省級在線教學平臺，因此可以為本課程主動式教學的展開提供基礎的技術支持。