結(jié)合BOPPPS模型和思維導(dǎo)圖的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

胡瑞娟 李珠峰

摘要：針對(duì)目前NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中存在的教學(xué)方法單一、學(xué)習(xí)主動(dòng)性難以調(diào)動(dòng)等問(wèn)題，在闡述分析BOPPPS模型理論基礎(chǔ)上，將課堂引入、教學(xué)目標(biāo)、課前測(cè)試、參與式學(xué)習(xí)和課堂評(píng)估和課堂總結(jié)等六個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用于NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂實(shí)踐中，使用思維導(dǎo)圖實(shí)現(xiàn)對(duì)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程知識(shí)的記憶、歸納和學(xué)習(xí)，使得抽象的知識(shí)以直觀(guān)、符合人類(lèi)思維的方式展現(xiàn)出來(lái)。結(jié)果表明，BOPPPS模型和思維導(dǎo)圖相結(jié)合的教學(xué)模式能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法;BOPPPS模型;NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）18-0109-03

1 引言

BOPPPS是加拿大諸多學(xué)校流行的一種教學(xué)模式，它是以建構(gòu)主義和交際法為理論依據(jù)推出的以學(xué)員為中心的導(dǎo)學(xué)互動(dòng)模式[1]。思維導(dǎo)圖又叫心智圖、腦圖，是一種運(yùn)用全腦的可視化思維方法，由英國(guó)記憶之父、腦力開(kāi)發(fā)專(zhuān)家Tony Buzan提出，運(yùn)用各種圖文并茂的方式把復(fù)雜抽象的知識(shí)及其相互關(guān)系用隸屬或相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái)。將BOPPPS教學(xué)模式和思維導(dǎo)圖結(jié)合并合理有效地應(yīng)用到NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中，使學(xué)生全方位參與課堂學(xué)習(xí)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維并在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行思維整理和學(xué)習(xí)效果反饋，提升課堂教學(xué)效果。

2 NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

目前NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)大多依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容由教師使用PPT課件和板書(shū)方式講解，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)，這種方式的教學(xué)存在以下特點(diǎn)：

一是教師講，學(xué)生聽(tīng)。

采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師會(huì)按照課程教學(xué)實(shí)施計(jì)劃分配的學(xué)時(shí)和提前準(zhǔn)備好的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行授課，這在一定程度上限制了教師的教學(xué)，容易造成“滿(mǎn)堂灌”，出現(xiàn)以教師為主體，學(xué)生充當(dāng)“聽(tīng)眾”的現(xiàn)象，學(xué)生始終按著教師講解的思路去理解問(wèn)題、記憶知識(shí)，難以獨(dú)立思考、自主解決問(wèn)題，這種教學(xué)模式不易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

二是PPT課件不易于表示課堂內(nèi)容的邏輯結(jié)構(gòu)。

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)是一門(mén)綜合了不同種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的專(zhuān)業(yè)課程，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，課程內(nèi)容不僅涉及NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、原理，還涉及各類(lèi)Shell操作。PPT課件是以線(xiàn)性的方式大部分以文字形式描述和展示授課內(nèi)容，格式相對(duì)單一，不方便學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容總體的把握。這種方式的授課使學(xué)生不能很快很好地理解瑣碎知識(shí)點(diǎn)和整體知識(shí)之間的關(guān)系，學(xué)習(xí)效率不高。

3 BOPPPS模型理論內(nèi)涵和意義

BOPPPS 模型將課堂教學(xué)環(huán)節(jié)依次分為六個(gè)階段：課堂引入（Bridge-in）、教學(xué)目標(biāo)（Learning-Objective）、課前測(cè)試（Pre-test）、 參 與 式 學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、課堂評(píng)估（Post-assessment）和課堂總結(jié)（Summary）[2]。

BOPPPS模型各階段的主要任務(wù)見(jiàn)表1。

從BOPPPS模型六個(gè)階段的主要任務(wù)可以看出，其核心在于以學(xué)生為中心，整個(gè)課堂需要關(guān)注學(xué)生的需求，從課前測(cè)試學(xué)生預(yù)習(xí)知識(shí)的情況到課堂參與式學(xué)習(xí)再到評(píng)估學(xué)生對(duì)于本堂課知識(shí)的掌握以及最后的總結(jié)，無(wú)不從學(xué)生參與課堂的角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。BOPPPS模型提供的基本框架與思維導(dǎo)圖結(jié)合在課堂的運(yùn)用，一方面可以幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更為合理地把握教學(xué)環(huán)節(jié)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式方法，設(shè)計(jì)有效地參與式教學(xué)活動(dòng);另一方面可以讓學(xué)生充當(dāng)“教師”對(duì)課堂內(nèi)容繪制思維導(dǎo)圖并總結(jié)梳理知識(shí)脈絡(luò)，成為課堂的真正主人，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提升教學(xué)效果。

4 結(jié)合BOPPPS模型和思維導(dǎo)圖的NoSQL課程教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如Oracle、MySQL、SQL Server已經(jīng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面發(fā)揮了舉足輕重的作用，但面對(duì)大數(shù)據(jù)量的讀寫(xiě)操作，其橫向擴(kuò)展困難、讀寫(xiě)速度慢、成本高且存儲(chǔ)容量有限，而隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的發(fā)展，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)彌補(bǔ)了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的缺點(diǎn)，因此各院校的專(zhuān)業(yè)課程中也增開(kāi)了此課程，下面闡述BOPPPS模型結(jié)合思維導(dǎo)圖教學(xué)法在NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中的運(yùn)用。

4.1 課堂引入（Bridge-in）

以NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中的“NoSQL概述”一節(jié)為例，課堂首先展示一張圖片“2018數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)排行”，通過(guò)該圖片展示，可以看出排在前三名的依然是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，而MongoDB文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)、Redis鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)、HBASE列族數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用也十分廣泛。結(jié)合學(xué)員熟悉的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，提出“既然有了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，為什么還要用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)？”等具有實(shí)際應(yīng)用背景的問(wèn)題來(lái)引出教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)，播放“超越——圖數(shù)據(jù)庫(kù)的夢(mèng)想”視頻2分鐘讓學(xué)生了解圖數(shù)據(jù)庫(kù)是什么，這樣既讓學(xué)生直觀(guān)認(rèn)識(shí)和了解了NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)包括圖數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景，又大大激發(fā)了學(xué)員對(duì)本堂課的學(xué)習(xí)興趣。

4.2 教學(xué)目標(biāo)（Learning-Objective）

教學(xué)目標(biāo)分為課程教學(xué)目標(biāo)和課堂教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)每堂課來(lái)說(shuō)，教學(xué)目標(biāo)包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要結(jié)合教學(xué)要求和學(xué)生的實(shí)際情況，一定程度上會(huì)影響教員課前準(zhǔn)備情況和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。以“MongoDB概述”一節(jié)的教學(xué)為例，其教學(xué)目標(biāo)主要包括以下幾點(diǎn)：

4.3 課前測(cè)試（Pre-test）

在進(jìn)行本堂課“MongoDB概述”的學(xué)習(xí)之前，通過(guò)課堂提問(wèn)的方式進(jìn)行課前摸底：針對(duì)包含文章內(nèi)容、評(píng)論、評(píng)論投票等的博客數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，數(shù)據(jù)簡(jiǎn)表如下，提問(wèn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型？如何查詢(xún)Ada評(píng)論的博文的主題及作者姓名？

4.4 參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）

參與式學(xué)習(xí)這一階段主要是讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂教學(xué)過(guò)程中，近些年流行的翻轉(zhuǎn)課堂也是參與式學(xué)習(xí)的體現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，將傳統(tǒng)教學(xué)的課堂變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主、教師為輔”的課堂，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的能力[3]。

參與式學(xué)習(xí)方式有三：一是拋出一些簡(jiǎn)單而又有啟發(fā)性的問(wèn)題。結(jié)合課前測(cè)試的例子，進(jìn)一步深入啟發(fā)學(xué)員思考：對(duì)比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)博客數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與查詢(xún)，如何使用文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB存儲(chǔ)與查詢(xún)上述表結(jié)構(gòu)的博客數(shù)據(jù)？這個(gè)問(wèn)題涉及了本堂課的核心重點(diǎn)內(nèi)容：文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB的數(shù)據(jù)模型和相關(guān)概念以及文檔型數(shù)據(jù)與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的區(qū)別。這部分內(nèi)容讓學(xué)生參與可以加深他們對(duì)文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握。

二是學(xué)生參與構(gòu)建本堂課的思維導(dǎo)圖。課堂上，除了通過(guò)提問(wèn)回答這種師生互動(dòng)的形式，讓學(xué)生參與構(gòu)建相關(guān)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖也是一種很好的方式。教師把預(yù)先準(zhǔn)備好的與本堂課知識(shí)相關(guān)的思維導(dǎo)圖展現(xiàn)出來(lái)，或者在課堂上現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建思維導(dǎo)圖[4]，同時(shí)讓學(xué)生也參與到構(gòu)建思維導(dǎo)圖中來(lái)，不斷深入學(xué)習(xí)課堂知識(shí)。如圖3是以魚(yú)骨模型構(gòu)建的“MongoDB概述”一節(jié)的思維導(dǎo)圖。

三是結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂，提前布置好課堂內(nèi)容或綜合實(shí)例，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)、課下分組設(shè)計(jì)，課堂上選擇每組代表當(dāng)“教師”來(lái)講解相關(guān)內(nèi)容。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程MongoDB部分安排了一次綜合實(shí)踐，學(xué)生每三人一組選擇一個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行MongoDB數(shù)據(jù)模型的建立，包括集合、文檔的設(shè)計(jì);使用MongoDB Shell操作完成模擬數(shù)據(jù)CRUD操作;使用JavaAPI連接MongoDB，編程實(shí)現(xiàn)CRUD操作。學(xué)生課下進(jìn)行實(shí)踐，課堂上將各組的實(shí)踐進(jìn)行演示和講解，其他學(xué)生可以提問(wèn)。這樣學(xué)生成為課堂的主體，學(xué)生參與度和積極性很高。

4.5 課堂評(píng)估（Post-assessment）

根據(jù)本堂課設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)定三到五個(gè)涵蓋本堂課的基本概念、基本原理、實(shí)際應(yīng)用等的不同層次問(wèn)題，問(wèn)題從易到難，綜合性逐層遞增，從基于課本的記憶性知識(shí)到理解性知識(shí)至脫離課本綜合分析能力，最后到實(shí)際應(yīng)用。例如：MongoDB中什么是集合、文檔？包含客戶(hù)信息、訂單信息、商品信息等的電子商務(wù)數(shù)據(jù)使用MongoDB如何存儲(chǔ)？大家所熟悉的淘寶網(wǎng)中商品頁(yè)面的信息包括商品圖片、詳情、評(píng)論等是如何存儲(chǔ)的？通過(guò)這些問(wèn)題評(píng)估學(xué)生對(duì)本堂課內(nèi)容的理解和掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

4.6 課堂總結(jié)（Summary）

本階段是BOPPPS的最后一個(gè)階段，簡(jiǎn)要回顧本堂課的主要內(nèi)容，理清知識(shí)脈絡(luò)，闡明重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，此階段可以適當(dāng)?shù)夭迦脶槍?duì)性問(wèn)題，開(kāi)拓學(xué)生思路。思維導(dǎo)圖是理想的復(fù)習(xí)總結(jié)方法，學(xué)生可以將參與式學(xué)習(xí)階段繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行保存，也可以在本階段重新梳理繪制相關(guān)思維導(dǎo)圖，總結(jié)鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，為課程復(fù)習(xí)積累資料。在總結(jié)階段，結(jié)合思維導(dǎo)圖能夠更加清晰梳理部分內(nèi)容，以圖數(shù)據(jù)庫(kù)為例。

使用思維導(dǎo)圖對(duì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行復(fù)習(xí)總結(jié)，可以清晰地展示圖數(shù)據(jù)庫(kù)全局知識(shí)和各知識(shí)點(diǎn)之間的脈絡(luò)關(guān)系。每小節(jié)內(nèi)容所得的思維導(dǎo)圖都是一張分支圖，可以單獨(dú)拿出來(lái)復(fù)習(xí)，也可以放到本章相應(yīng)的分支上，構(gòu)建整章的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)每章的思維導(dǎo)圖進(jìn)行匯總來(lái)構(gòu)建本門(mén)課程的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié)語(yǔ)

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)課程是一門(mén)理論性與實(shí)踐性結(jié)合較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和獨(dú)立思考、分析解決問(wèn)題的能力，這給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提出更高要求。在分析BOPPPS模型各階段主要任務(wù)基礎(chǔ)上，將BOPPPS模型和思維導(dǎo)圖相結(jié)合的方式應(yīng)用于該課程教學(xué)中，并以“MongoDB概述”一堂課為例設(shè)計(jì)了完整的教學(xué)過(guò)程。通過(guò)在“NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)”課程中實(shí)踐表明，綜合運(yùn)用BOPPPS模型與思維導(dǎo)圖相結(jié)合的方式進(jìn)行課程教學(xué)，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

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