項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式的實(shí)踐—以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)為例

葛瀛龍

（杭州電子科技大學(xué) 信息工程學(xué)院，浙江 杭州 310012）

0 引 言

當(dāng)今開放式的教育高度融合了信息技術(shù)，突破了制約教育發(fā)展的時(shí)空、地域限制，課堂空間延伸到了網(wǎng)絡(luò)所能覆蓋的任何一個(gè)場(chǎng)所。翻轉(zhuǎn)課堂式（Flipped Classroom或Inverted Classroom）[1]以及慕課（massive open online courses，MOOC）[2]等新型教學(xué)模式的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)課堂“教與學(xué)”的關(guān)系，教學(xué)模式再也不局限于傳統(tǒng)的課堂講授和面對(duì)面實(shí)體教室學(xué)習(xí)模式，而是向線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和線下傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)結(jié)合起來“E（e-Learning）+ C（Classroom）”的方向發(fā)展，該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，它的關(guān)鍵元素——“微課”的應(yīng)用極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度。學(xué)生可以根據(jù)自己制定的計(jì)劃在不同時(shí)間自主選擇課程內(nèi)容，即使所選課程講授時(shí)間發(fā)生重復(fù)，也可以隨時(shí)訪問儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程服務(wù)器中的教師講課內(nèi)容，查看教學(xué)視頻課件，完成電子作業(yè)并在線考試。教師的教學(xué)方式從單純的面對(duì)面授課，發(fā)展為課堂講授和在線答疑結(jié)合、以工程項(xiàng)目為導(dǎo)向、學(xué)生匯報(bào)成果教師參與點(diǎn)評(píng)的方式。因此在這樣的教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生成為教學(xué)主體，其教學(xué)活動(dòng)的中心也不再是教師的“教”，而是學(xué)生的“學(xué)”，他們的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性大大提高。

混合式教學(xué)模式在國外已經(jīng)被廣泛采用。早在2001年，美國密歇根商學(xué)院提出了一套用名為“PRAJA”的平臺(tái)技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)成效的教學(xué)方式，并在后來的教學(xué)中證實(shí)了這套教學(xué)方式有益于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。印度NIIT公司認(rèn)為混合式學(xué)習(xí)是一種全新的學(xué)習(xí)方式，包括面對(duì)面實(shí)體教室學(xué)習(xí)、數(shù)字化在線學(xué)習(xí)和自定步調(diào)學(xué)習(xí)等。在國內(nèi)的混合教學(xué)模式改革和應(yīng)用中，復(fù)旦大學(xué)最早實(shí)行新型的“混合教學(xué)模式Blending Learning”，在大數(shù)據(jù)與信息傳播等眾多課程中首先試水。

在混合教學(xué)模式的關(guān)鍵元素——“微課”的建設(shè)方面，國內(nèi)也有較多理論，部分院校及教育機(jī)構(gòu)花費(fèi)了大量人力物力完成一些課程的微課制作，但真正將微課運(yùn)用到課堂教學(xué)中的并不多，在整體的教學(xué)模式設(shè)計(jì)，特別是課堂教學(xué)組織方面，大多是按照傳統(tǒng)的教學(xué)大綱和“老師授課，學(xué)生聽課”的固定模式進(jìn)行教學(xué)，有些甚至是課程視頻的簡單堆積，特別是工程應(yīng)用型教學(xué)缺少靈活性，無法達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式”是以工程案例為主線，融合微視頻、電子課件、在線測(cè)驗(yàn)等教學(xué)手段，形成學(xué)生和教師有機(jī)結(jié)合并互動(dòng)的教學(xué)模式，見表1。

表1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式與普通微課教學(xué)模式的比較

1 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程簡介

數(shù)據(jù)庫技術(shù)在企業(yè)信息化建設(shè)中已被廣泛應(yīng)用，該技術(shù)相關(guān)課程不但要求理解數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)，而且更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作技能的掌握。課程以培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新思維和肯吃苦耐勞的工程應(yīng)用型人才為主旨，由計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)開設(shè)這門專業(yè)核心課程，它使學(xué)生在掌握數(shù)據(jù)庫基本原理與使用基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步理解現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫知識(shí)，掌握主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫建模設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程分為3部分，第1部分主要講述數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論知識(shí)，要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論、SQL語句創(chuàng)建及應(yīng)用等；第2部分引入一個(gè)典型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，講述如何管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、備份、還原、日常維護(hù)等；第3部分以典型的管理信息系統(tǒng)為例，講述了在應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的構(gòu)架、數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)過程設(shè)計(jì)等。

2 課程現(xiàn)有教學(xué)模式評(píng)析

圖1 課程教學(xué)進(jìn)程圖

文獻(xiàn)[3]提出在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)中采用基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，將該模式融入了實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)中。教師進(jìn)行引導(dǎo)和監(jiān)督，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)方式完成項(xiàng)目，初步確立以學(xué)生為主體的教學(xué)思路。文獻(xiàn)[4]提出將啟發(fā)式的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)案例教學(xué)模式應(yīng)用到高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的教學(xué)中，有助于學(xué)生掌握現(xiàn)代主流數(shù)據(jù)技術(shù)的理論知識(shí)，提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，縮短在校生在實(shí)踐應(yīng)用能力方面與社會(huì)需求之間的差距，提高就業(yè)競(jìng)爭力。文獻(xiàn)[5]提出了基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫課程知識(shí)體系和課程思維框架，以“知識(shí)內(nèi)化”為核心來引導(dǎo)教學(xué)過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維訓(xùn)練的培養(yǎng)。以上的優(yōu)秀教學(xué)模式無一例外都是圍繞學(xué)生主體展開的。

3 新教學(xué)模式在課程中的實(shí)施過程

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式按照教學(xué)進(jìn)程可分為策劃期、醞釀期和實(shí)現(xiàn)期。根據(jù)教學(xué)進(jìn)程中實(shí)施活動(dòng)又可以分為課堂外教師、課堂內(nèi)教師和學(xué)生（課堂外）3種類型。

3.1 策劃期

在該階段，教師要對(duì)本課程的大綱進(jìn)行梳理，按照章節(jié)點(diǎn)的關(guān)系整理知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)除了有重要程度和難度的描述，還有組成明細(xì)，該明細(xì)應(yīng)類型不同而呈現(xiàn)不同內(nèi)容，對(duì)于“知識(shí)面”而言，組成明細(xì)羅列了學(xué)習(xí)該知識(shí)面需要掌握的內(nèi)容及自檢習(xí)題，對(duì)于“知識(shí)點(diǎn)”而言，組成明細(xì)羅列了掌握該知識(shí)點(diǎn)所需要學(xué)習(xí)的知識(shí)要點(diǎn)，這一階段需要將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)細(xì)化為知識(shí)要點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)要點(diǎn)可以花費(fèi)5～8分鐘 講解完成。

通過對(duì)大綱的梳理和教學(xué)素材的設(shè)計(jì)，可以讓教師明確該課程的整個(gè)知識(shí)體系。在完成大綱梳理后，需要設(shè)計(jì)工程型的教學(xué)案例作為貫穿課程知識(shí)點(diǎn)的主線，本課程中的案例可以是某管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和建模方案。案例內(nèi)容包括系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析、數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)、創(chuàng)建表、DML語句應(yīng)用、備份還原和優(yōu)化等。教師整理課程的理論和實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)，將理論和實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)融合為案例，并以此制作微視頻，每個(gè)微視頻都是一個(gè)“案例需求”，通過提出“案例需求”吸引學(xué)生思考問題，觀看微視頻，并促進(jìn)其學(xué)習(xí)理論知識(shí)點(diǎn)以解決問題。

策劃期的最后階段是根據(jù)組成明細(xì)中的知識(shí)要點(diǎn)來錄制微視頻，每個(gè)視頻時(shí)間不能超過8分鐘，力求在有限時(shí)間內(nèi)描述知識(shí)要點(diǎn)，這樣學(xué)生不會(huì)覺得學(xué)習(xí)太累，還可支持在移動(dòng)設(shè)備上學(xué)習(xí)，學(xué)生可以利用零散時(shí)間來學(xué)習(xí)這些知識(shí)要點(diǎn)。視頻中不僅僅是講解PPT和操作演示，還應(yīng)具備一些更加生動(dòng)的 fl ash演示來強(qiáng)化知識(shí)要點(diǎn)的內(nèi)容，用一些簡單動(dòng)漫畫來說明問題，并將微視頻、教學(xué)課件、習(xí)題等教學(xué)素材存放到輔助學(xué)習(xí)的軟件平臺(tái)上，真正體現(xiàn)“課堂翻轉(zhuǎn)”的意義。

3.2 醞釀期

這個(gè)階段是師生交互最為頻繁的時(shí)期，知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)猶如酒的發(fā)酵過程，循環(huán)往復(fù)的醞釀，為最后階段的實(shí)戰(zhàn)型項(xiàng)目作充分的準(zhǔn)備。該階段首先要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行一次歸類，為實(shí)現(xiàn)“因材施教”和“因人而異”的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)3種套餐的配置，以適合不同程度的學(xué)生。

3.2.1 基本型套餐

該類型套餐包括本課程大綱中要求掌握且難度為易和中的知識(shí)點(diǎn)，例如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論知識(shí)和范式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型和運(yùn)算、SQL語言、數(shù)據(jù)庫備份還原等，但是不包括大綱中要求理解或者難度為難的知識(shí)點(diǎn)，如數(shù)據(jù)庫建模、查詢優(yōu)化等。該套餐適合大部分沒有學(xué)過數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識(shí)的學(xué)生。

3.2.2 提高型套餐

這個(gè)套餐將直接涉及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用方面的知識(shí)，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫為例）的學(xué)習(xí)，如Oracle數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、自動(dòng)和手動(dòng)安裝、Oracle數(shù)據(jù)庫日常維護(hù)、災(zāi)備等知識(shí)點(diǎn)。通過該套餐的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生掌握某種常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的應(yīng)用。該套餐適合完成預(yù)備期中數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)知識(shí)面上的自檢習(xí)題并答對(duì)80%以上習(xí)題，并且學(xué)會(huì)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論方面的知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫有一定了解的學(xué)生。

3.2.3 精英型套餐

該類型套餐將帶領(lǐng)學(xué)生直接切入數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，例如管理信息系統(tǒng)建模、存儲(chǔ)過程編程、查詢優(yōu)化等。該套餐學(xué)習(xí)前提是完成預(yù)備期中數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相關(guān)知識(shí)面上的自檢習(xí)題，并答對(duì)80%以上的習(xí)題。選擇此套餐的學(xué)生已經(jīng)自學(xué)過數(shù)據(jù)庫知識(shí)，并能熟練使用某個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，他們不但通曉數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)，而且熟練使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建模，他們更需要實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和工程案例的設(shè)計(jì)思路。

教師在課堂上詳細(xì)講述3類套餐的內(nèi)容，學(xué)生完成知識(shí)面的自檢習(xí)題后，根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇套餐，在教師處登記學(xué)習(xí)的套餐類型，然后由教師組織學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)途徑可以是自學(xué)知識(shí)要點(diǎn)視頻、完成自檢習(xí)題，或者在已經(jīng)掌握某些知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，或者結(jié)合視頻和教師講座來學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在輔助學(xué)習(xí)的軟件平臺(tái)中提出疑問，教師及時(shí)釋疑并提出新問題來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。通過以上循環(huán)迭代過程最終完成所有知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，醞釀期結(jié)束。

3.3 實(shí)現(xiàn)期

這個(gè)階段是教師檢驗(yàn)教學(xué)效果，學(xué)生評(píng)價(jià)自己學(xué)習(xí)成果的階段。首先由教師擬定幾個(gè)工程項(xiàng)目的需求和背景介紹，項(xiàng)目最終要求學(xué)生完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)說明書并制作PPT展示成果。然后教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組，5人一組，一個(gè)教學(xué)班7～8組，10個(gè)工程項(xiàng)目選題，每組選擇一個(gè)題目，給出固定時(shí)間來完成選題。學(xué)生通過前面的醞釀期已經(jīng)學(xué)會(huì)了本課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，將運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)到所選的工程項(xiàng)目中，完成工程項(xiàng)目并展示成果。按照小組來完成選題的方式可以有效鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，團(tuán)隊(duì)中可以有4種不同角色：①項(xiàng)目經(jīng)理，完成項(xiàng)目需求分析，督促團(tuán)隊(duì)完成工程項(xiàng)目；②數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工程師（可以有兩人），完成項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計(jì)；③數(shù)據(jù)庫部署工程師，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工程師的成果發(fā)布到某數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中；④文檔工程師，完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)說明書的撰寫和PPT展示文檔的制作；⑤驗(yàn)證工程師，負(fù)責(zé)項(xiàng)目功能驗(yàn)證，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和真實(shí)需求進(jìn)行逐一驗(yàn)證。

以上5種角色各司其職，一起協(xié)作完成選題。最后在項(xiàng)目驗(yàn)收階段，每個(gè)團(tuán)隊(duì)代表展示成果，由教師驗(yàn)收項(xiàng)目并評(píng)定成績，成績可以作為本課程最終成績之一。

期末成績可以由3部分組成：第1部分是以上的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目驗(yàn)收成績；第2部分為平時(shí)成績，該成績反映了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)課程的情況，教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度給予平時(shí)成績；第3部分是小測(cè)驗(yàn)平均成績，小測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)是基于Android的移動(dòng)平臺(tái)開發(fā)，學(xué)生可以將平臺(tái)的客戶端安裝在自己手機(jī)上，也可以通過學(xué)校電腦打開網(wǎng)址方式進(jìn)入測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)。測(cè)驗(yàn)內(nèi)容由教師指定，并出題組卷，將組好的試卷發(fā)布到小測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)上，選定該教師及該課程的學(xué)生就可以下載該試卷進(jìn)行答題，答完題遞交試卷后，系統(tǒng)會(huì)給出成績，類似于傳統(tǒng)方式小學(xué)生的作業(yè)或者隨堂考試。教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生每次小測(cè)驗(yàn)的成績獲得小測(cè)驗(yàn)的平均成績。

4 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式實(shí)施效果

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程采用新教學(xué)模式在我校實(shí)施了3年，共有1 400名學(xué)生和5位教師參與，師生對(duì)這種前所未有的授課方式產(chǎn)生了濃厚的興趣。

4.1 以學(xué)生為中心的教學(xué)模式確立

在“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式”中，學(xué)生擁有完全的自主學(xué)習(xí)性，再也不是傳統(tǒng)課堂上被動(dòng)接受知識(shí)的方式，他們可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)的程度選擇學(xué)習(xí)套餐，掌握學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度。教師的大部分工作是制作寓教于樂的微視頻，指導(dǎo)課堂教學(xué)活動(dòng)，釋疑和評(píng)定學(xué)生作品。所有的教學(xué)活動(dòng)都是圍繞“如何讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)”，而不是“為了應(yīng)付老師而學(xué)習(xí)”或者“為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)”開展的。

4.2 教學(xué)手段形散而神不散

在“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式”中，教學(xué)手段呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì)，各種教學(xué)手段層出不窮，學(xué)生可以通過在線微視頻方式學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，可以在線提問并獲得解答，可以組團(tuán)參與工程項(xiàng)目的鍛煉，可以參加在線考試，甚至利用自己的移動(dòng)設(shè)備完成課外作業(yè)等。整個(gè)教學(xué)過程都是有組織的，由工程案例驅(qū)動(dòng)，分階段完成所有知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

4.3 課堂內(nèi)外多種模式混合

在教學(xué)進(jìn)程圖中，不難發(fā)現(xiàn)課外活動(dòng)量超過了課內(nèi)活動(dòng)量。首先，教師備課不再是傳統(tǒng)的書本和教案，而是制作微視頻、選擇案例、編排教學(xué)進(jìn)程，這需要教師花費(fèi)更多的課外時(shí)間查找素材以便制作更好的視頻，完成更多的工程應(yīng)用型項(xiàng)目。其次在課堂內(nèi)，教師主要以解決工程案例中的問題來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課程，著重告訴學(xué)生“該學(xué)什么，怎么學(xué)”，回答學(xué)生在學(xué)習(xí)微視頻中遇到的疑問，為學(xué)生作品及演示評(píng)定成績。學(xué)生根據(jù)教師在課堂內(nèi)提出的學(xué)習(xí)進(jìn)程自我組織學(xué)習(xí)、自評(píng)等，還可充分利用自己的零碎時(shí)間學(xué)習(xí)。最終的考評(píng)結(jié)果可以多種方式混合，較能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這樣的學(xué)習(xí)方式深得學(xué)生喜愛。

5 結(jié) 語

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型混合教學(xué)模式深度融合了先進(jìn)的信息技術(shù)，從根本上改變了課堂的授課方式，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，其中的微視頻、在線測(cè)試、移動(dòng)端課外作業(yè)、工程案例等教學(xué)元素不是簡單的堆砌，而是按照事先計(jì)劃的教學(xué)進(jìn)程分步驟嵌入到教學(xué)大綱中。該教學(xué)模式在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程上經(jīng)過3年多的實(shí)施，已具備一套完整的教學(xué)體系，受到了師生的贊賞，特別是教師的備課更有針對(duì)性，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性大大增強(qiáng)。先進(jìn)的信息技術(shù)可以協(xié)助我們改革教學(xué)模式和教學(xué)方法，然而要實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長”還是需要教學(xué)工作者花費(fèi)更多的精力去設(shè)計(jì)寓教于樂的教學(xué)元素和個(gè)性化學(xué)習(xí)套餐，按部就班推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程。今后的教學(xué)任務(wù)主要集中在為本模式添置更多的教學(xué)元素，制作更通俗易懂的微視頻。