數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)課程的翻轉(zhuǎn)課堂主動(dòng)式教學(xué)實(shí)踐

洪 欣

（華僑大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，福建 廈門 361021）

0 引言

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師的課堂講授為主，教學(xué)模式單一，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的興起，傳統(tǒng)的教學(xué)方式日漸受到挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，如何利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合線上及線下教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)用新的教學(xué)形態(tài)，更好地組織教學(xué)成為非常重要的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以內(nèi)容教學(xué)為主，由于教學(xué)模式的限制，學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)較為欠缺，這種教學(xué)模式較容易導(dǎo)致許多高分低能的學(xué)生。另一方面學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐需要學(xué)時(shí)的支持，在教學(xué)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(guò)課堂教學(xué)完成教學(xué)任務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在線課程將許多課堂教學(xué)的內(nèi)容以短視頻的方式呈現(xiàn)，教師可以將教學(xué)內(nèi)容的講授延伸至網(wǎng)絡(luò)，課堂教學(xué)時(shí)就可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，提高學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐能力。

1 目前教學(xué)方式分析

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教師講授為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，教師以教學(xué)任務(wù)為目標(biāo)展開教學(xué)活動(dòng)，形式主要是老師課堂板書，學(xué)生坐在教室里聽課；期末通常采用卷面考試的方式進(jìn)行。傳統(tǒng)的教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)在理論教學(xué)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)老師的講解，將知識(shí)的架構(gòu)較好地呈現(xiàn)出來(lái)，缺點(diǎn)是教學(xué)過(guò)程缺乏師生互動(dòng)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)容易走神，偶爾的提問(wèn)很難提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，長(zhǎng)時(shí)間的保持坐姿，容易產(chǎn)生疲勞，從而大大影響教學(xué)效果。往往老師講得情緒激昂，學(xué)生在下面做各種小動(dòng)作。同時(shí)傳統(tǒng)的教學(xué)形式單一，學(xué)習(xí)形式缺乏維度，另一方面對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)也偏于單一，卷面考試很難全面地評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，尤其是工程類帶有實(shí)踐特性的課程，采用試卷考試并不能評(píng)價(jià)學(xué)生真實(shí)的實(shí)踐能力。

主動(dòng)式教學(xué)模式更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和互相學(xué)習(xí)，課堂的主人不再是教師，而是學(xué)生。在主動(dòng)式模式中學(xué)生組成各種團(tuán)隊(duì)，一起根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)展開學(xué)習(xí)，課堂的教學(xué)形式非常靈活，學(xué)生之間形成多個(gè)自主學(xué)習(xí)中心展開學(xué)習(xí)，這一方式可以極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師不再是教學(xué)的主體，而是教學(xué)的支持者，主要負(fù)責(zé)在學(xué)生的學(xué)習(xí)團(tuán)體中答疑解惑，組織各種團(tuán)隊(duì)展開學(xué)習(xí)。首先學(xué)生接受學(xué)習(xí)任務(wù)，第二步由教師以隨機(jī)方式組織學(xué)習(xí)小組，學(xué)習(xí)的材料可以是文檔、視頻、圖像等多種類型的信息。在學(xué)生學(xué)習(xí)討論的過(guò)程中，教師負(fù)責(zé)答疑解惑，幫助后進(jìn)的學(xué)生和學(xué)習(xí)小組。最后通過(guò)多維度的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

主動(dòng)式的教學(xué)模式把教學(xué)的形態(tài)由單一維度擴(kuò)展到多維度，學(xué)生成為課堂的主人，教師處于輔助地位。學(xué)生在類似游戲的過(guò)程中獲取知識(shí)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式關(guān)注的是低層級(jí)的學(xué)習(xí)能力，僅限于記憶（remember）和理解（understand），而對(duì)于主動(dòng)式教學(xué)模式更關(guān)注高級(jí)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，諸如應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等高階的學(xué)習(xí)能力。在工程類的課程中主動(dòng)式的教學(xué)模式具有比傳統(tǒng)教學(xué)更好的優(yōu)勢(shì)，它可以有效解決傳統(tǒng)教學(xué)在實(shí)踐性強(qiáng)的工程類課程中，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)缺乏有效手段和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的問(wèn)題[1]。

由于在線課堂的興起，一方面學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)路進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，自我安排學(xué)習(xí)時(shí)間；另一方面對(duì)教師的課堂教學(xué)形成了挑戰(zhàn)。如何結(jié)合線上以及線下的教學(xué)內(nèi)容展開活動(dòng)，就成為一個(gè)值得探討的話題。教學(xué)過(guò)程中最重要的便是答疑解惑，傳統(tǒng)教學(xué)方式由于課時(shí)限制，無(wú)法展開更深入的教學(xué)活動(dòng)。

2 主動(dòng)式教學(xué)課程設(shè)計(jì)

以計(jì)算機(jī)類數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)課程為例，本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫(kù)理論水平和實(shí)踐能力，以往傳統(tǒng)教學(xué)方法很難提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。采用主動(dòng)式教學(xué)模式具有更好的效果[2]。主動(dòng)式教學(xué)模式的核心是T—P—S（Think-Pair-Share）思考—配對(duì)—分享。采用的課程設(shè)計(jì)以學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)[3]，從學(xué)習(xí)目標(biāo)逆向推導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容，采用的課程設(shè)計(jì)方法為UBD（Backward Design），教學(xué)設(shè)計(jì)分成4個(gè)主要步驟。

（1）訂立課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。該學(xué)習(xí)目標(biāo)是對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)目標(biāo)，而不是技能的培養(yǎng)目標(biāo)。例如數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)課程的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生交流能力，以及在項(xiàng)目中與人合作的能力。

（2）設(shè)定課程的評(píng)價(jià)體系。主要用來(lái)設(shè)定課程如何評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度。例如，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)課程采用項(xiàng)目作業(yè)來(lái)完成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)。

（3）設(shè)計(jì)課程活動(dòng)和學(xué)習(xí)內(nèi)容。這部分內(nèi)容較為豐富，包含課程的教學(xué)內(nèi)容和課堂組織的設(shè)計(jì)[4-6]。

①教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的每一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容需要包含以下要素：誰(shuí)Who、行為Behavior、條件Conditions、達(dá)成度Degree。這部分的設(shè)計(jì)需要注意的是，目標(biāo)要設(shè)計(jì)得大，達(dá)到該目標(biāo)的每個(gè)實(shí)現(xiàn)步驟要設(shè)計(jì)的小，逐步推進(jìn)，不斷改進(jìn)，達(dá)成度反向設(shè)計(jì)（Backward Design），根據(jù)要達(dá)成的目標(biāo)反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。以數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)的實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，見(jiàn)表1 。

表1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

②教學(xué)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)。根據(jù)上一個(gè)步驟設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，制定每一項(xiàng)內(nèi)容的教學(xué)評(píng)價(jià)內(nèi)容，用于評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握程度。常用的課程評(píng)價(jià)體系可以采用達(dá)成度評(píng)價(jià)（Rubrics Evaluation）等評(píng)價(jià)體系，見(jiàn)表2。

③主動(dòng)式教學(xué)課堂布局。主動(dòng)式教學(xué)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(xué)生在不同的課程項(xiàng)目中，通常要與不同的隊(duì)友合作，一方面避免小團(tuán)體的形成，另一方面可以加強(qiáng)同學(xué)們感情交流，增強(qiáng)互助學(xué)習(xí)的氛圍。

表2 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 分?jǐn)?shù)

④課堂教學(xué)活動(dòng)和課堂教學(xué)組織設(shè)計(jì)。課堂教學(xué)活動(dòng)圍繞學(xué)生的小組學(xué)習(xí)和討論展開，在團(tuán)隊(duì)組織過(guò)程中，可以采用數(shù)值分組（number pears）、鄰座配對(duì) (shoulder partner)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)分組。

（4）課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)。不同學(xué)生在課堂活動(dòng)中的表現(xiàn)和貢獻(xiàn)是有差異的，為了公平給出學(xué)生的表現(xiàn)分?jǐn)?shù)，可以在小組成員之間進(jìn)行個(gè)人貢獻(xiàn)度互評(píng)，在小組間進(jìn)行組間貢獻(xiàn)度互評(píng)，見(jiàn)表3。其中個(gè)人貢獻(xiàn)度互評(píng)采用表4的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由小組成員對(duì)除自己以外的組員表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分，并填寫在小組互評(píng)表中；組間貢獻(xiàn)度互評(píng)采用表5的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由各組成員對(duì)除了本組以外的小組進(jìn)行評(píng)分，并且填寫在組間互評(píng)表中。通過(guò)匯總小組互評(píng)表與組間互評(píng)表的成績(jī)，統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)從而獲得學(xué)生的課堂活動(dòng)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。

通過(guò)采用主動(dòng)式教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)課程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，課程的目標(biāo)和內(nèi)容更為清晰，采用的教學(xué)方式更為靈活，可以極大地激活學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，學(xué)習(xí)方式更為豐富和立體。主動(dòng)式教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)模式更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和互助學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生能力的評(píng)價(jià)更為多維也更為客觀，是一種非常適合于工程學(xué)科實(shí)踐類課程的教學(xué)模式。

表3 小組匯總表-組間互評(píng)及個(gè)人互評(píng)

表4 個(gè)人評(píng)價(jià)指標(biāo)

表5 小組評(píng)價(jià)指標(biāo)

3 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)主動(dòng)式課堂教學(xué)實(shí)踐

3.1 一分鐘討論（one minute paper）

在第一次課堂教學(xué)中采用隨機(jī)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(xué)生的知識(shí)背景及對(duì)課堂教學(xué)組織的意向。提出4個(gè)問(wèn)題：①你對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的認(rèn)識(shí)；②你已經(jīng)學(xué)到的數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容；③你希望學(xué)些什么；④你希望的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生分組討論并為每個(gè)問(wèn)題分別寫出一條討論結(jié)果。由①—②問(wèn)題可以了解到學(xué)生已經(jīng)有一點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，由第③個(gè)問(wèn)題可以了解到學(xué)生希望學(xué)習(xí)更深入的內(nèi)容，由第④點(diǎn)可以了解學(xué)生希望以課堂講授+實(shí)踐的方式展開教學(xué)活動(dòng)。這樣的方式正是主動(dòng)式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)所在。

3.2 數(shù)值分組（number pears）

學(xué)生循環(huán)報(bào)數(shù)，例如分成5個(gè)組，學(xué)生報(bào)數(shù)數(shù)值從1～5循環(huán)，數(shù)值相同的同學(xué)分為一組。最后一組根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)，以保證所有的組人數(shù)相當(dāng)。然后根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容分給不同的組進(jìn)行分組討論學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)結(jié)束之后，以組為單位報(bào)告學(xué)習(xí)成果。

例如在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)課程的“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的范式”部分的課程內(nèi)容教學(xué)時(shí)，教師將范式的原理簡(jiǎn)要概括，然后給每個(gè)組分配一個(gè)范式內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生在分組學(xué)習(xí)討論的過(guò)程中教師在中間走動(dòng)，幫助學(xué)生組織討論，并解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑問(wèn)。

學(xué)生小組學(xué)習(xí)結(jié)束后，進(jìn)行小組答辯，答辯過(guò)程中，本組同學(xué)負(fù)責(zé)共同回答其他小組的提問(wèn)，并根據(jù)各自在組內(nèi)學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)課程設(shè)計(jì)的評(píng)分表4進(jìn)行組內(nèi)互評(píng)，其他小組的同學(xué)在聽取答辯后負(fù)責(zé)提問(wèn)，并根據(jù)答辯小組的答辯情況和回答問(wèn)題的情況，采用評(píng)分表5進(jìn)行組內(nèi)互評(píng)。

4 結(jié)語(yǔ)

采用主動(dòng)式教學(xué)方式后，課堂的活躍度增加了，學(xué)生慢慢地適應(yīng)了新的教學(xué)形態(tài)，并且從團(tuán)體學(xué)習(xí)和討論中得到了更多的收獲，教學(xué)形式較之于傳統(tǒng)單一的教學(xué)方式更為豐富。主動(dòng)式學(xué)習(xí)方式的是一種立體式的教學(xué)模型，其特點(diǎn)在于要求學(xué)生在課堂教學(xué)之前有足夠的教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，學(xué)生需要提前自學(xué)課程的相關(guān)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(shí)的學(xué)習(xí)以線上學(xué)習(xí)為主，課堂教學(xué)主要解決學(xué)習(xí)的難點(diǎn)及知識(shí)的應(yīng)用等方面的問(wèn)題，以及培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。另一方面，由于教學(xué)活動(dòng)中需要保留小組學(xué)習(xí)討論的時(shí)間，對(duì)課堂學(xué)時(shí)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(yàn)來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生討論的熱情，以及把控分組討論的時(shí)間。由于課堂活動(dòng)的展開，課堂教學(xué)學(xué)時(shí)相應(yīng)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(kù)應(yīng)用與開發(fā)省級(jí)在線教學(xué)平臺(tái)，因此可以為本課程主動(dòng)式教學(xué)的展開提供基礎(chǔ)的技術(shù)支持。