依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的大數(shù)據(jù)專業(yè)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的構(gòu)建

莫禮平 張美華

摘要：本文結(jié)合大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，在依據(jù)CDIO教育理念進(jìn)行教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，從課程的創(chuàng)建及資源建設(shè)、課堂活動(dòng)的創(chuàng)建及使用、作業(yè)和考試的創(chuàng)建幾個(gè)方面探索了以超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)為依托的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的構(gòu)建方法，為我校大數(shù)據(jù)專業(yè)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程教學(xué)過程中實(shí)施智慧課堂教學(xué)奠定了良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：超星學(xué)習(xí)通平臺(tái);數(shù)據(jù)庫(kù)原理;智慧課堂;教學(xué)智能化

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

文章編號(hào)：1009-3044（2020）18-0041-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

當(dāng)今時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用已成為指引各行業(yè)智能發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。為了培養(yǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)人才，教育部2016年批準(zhǔn)北京大學(xué)、對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)和中南大學(xué)3所高校設(shè)置“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)”這一新工科專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)具備扎實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)理論知識(shí)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，具有大數(shù)據(jù)思維，具有將應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行融合創(chuàng)新以解決特定環(huán)境下大數(shù)據(jù)應(yīng)用工程問題的能力的高素質(zhì)專門技術(shù)人才。我校于2018年被批準(zhǔn)大數(shù)據(jù)專業(yè)招生。如何辦好大數(shù)據(jù)新專業(yè)，培養(yǎng)符合時(shí)代需求的大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)合格人才是我校面臨的一個(gè)新挑戰(zhàn)。

近年來，隨著國(guó)際工程教育改革大潮的到來，以CDIO工程教育模式為代表的工程教育改革成果得到了不斷的推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)關(guān)于CDIO的本土化與再創(chuàng)新研究正如火如荼進(jìn)行著，基于CDIO理念的工科課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐工作[1-3]得到了人們前所未有的重視。與此同時(shí)，隨著無線通訊網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)等移動(dòng)終端的普及使用，課堂教學(xué)智能化逐漸成為高校專業(yè)課程教學(xué)改革的重要目標(biāo)。體現(xiàn)教學(xué)智能化的智慧課堂逐漸為人們所關(guān)注。國(guó)內(nèi)諸多教師開展了智慧課堂教學(xué)模式相關(guān)研究和實(shí)踐工作，并取得了顯著效果[4-7]。

大數(shù)據(jù)專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量是體現(xiàn)該專業(yè)人才培養(yǎng)水平的重要標(biāo)志。如何借鑒CDIO等先進(jìn)教育教學(xué)理念，利用現(xiàn)代智能信息技術(shù)提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量，值得每位大數(shù)據(jù)專業(yè)課程教師深入思考。本文以CDIO理念作為教學(xué)分析與教學(xué)設(shè)計(jì)的依據(jù)，探索超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)下大數(shù)據(jù)專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程智慧課堂的構(gòu)建方法。

1 超星學(xué)習(xí)通簡(jiǎn)介

超星學(xué)習(xí)通（簡(jiǎn)稱學(xué)習(xí)通）是北京超星公司基于微服務(wù)架構(gòu)面向移動(dòng)終端打造的一款移動(dòng)學(xué)習(xí)APP。該APP除了支持超星公司擁有的海量電子資源的移動(dòng)閱讀功能外，還提供了智慧課堂、社交服務(wù)等功能，允許用戶便捷地進(jìn)行學(xué)校課程的在線教學(xué)、學(xué)校館藏圖書查閱、電子資源搜索下載、在線討論、互動(dòng)反饋等操作，是一個(gè)集知識(shí)的管理傳播、課程學(xué)習(xí)、個(gè)性化專題創(chuàng)作和辦公應(yīng)用等功能為一體的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)[8]。

學(xué)習(xí)通支持Android和iOS兩種移動(dòng)操作系統(tǒng)，可通過移動(dòng)終端的應(yīng)用市場(chǎng)搜索或官方二維碼掃描進(jìn)行下載安裝。使用學(xué)習(xí)通構(gòu)建智慧課堂，主要依賴學(xué)習(xí)通提供的“課程”“資源”和“微應(yīng)用”三個(gè)核心功能模塊。“課程”模塊用于課程的教學(xué)和管理，從“教案”“章節(jié)”“資料”“通知”“作業(yè)”“考試”“討論”“統(tǒng)計(jì)”八個(gè)方面為用戶提供支持?！百Y源”模塊分“專題”、“課程”“圖書”“期刊”“講座”五個(gè)子欄目為用戶提供圖書、期刊等電子文獻(xiàn)，名師講壇、公開課等視頻資源，以及有聲讀物等資源服務(wù)?！拔?yīng)用”模塊分為“推薦”“移動(dòng)圖書館”“移動(dòng)博物館”“創(chuàng)作工具”“小程序”“互動(dòng)工具”“校招就業(yè)”七個(gè)欄目，基本覆蓋了教師教學(xué)、辦公和學(xué)生學(xué)習(xí)所需要的全部應(yīng)用。

2“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的教學(xué)分析與教學(xué)設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生需要從數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)開發(fā)、海量數(shù)據(jù)分析挖掘三個(gè)層面系統(tǒng)地掌握大數(shù)據(jù)應(yīng)用典型問題的解決辦法。這三個(gè)層面都離不開數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。而“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程便是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)所涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)和技能的重要課程。根據(jù)CDIO教育理念，工科教學(xué)要求學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，教學(xué)不僅要關(guān)注學(xué)生學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，更要關(guān)注學(xué)生能力、素質(zhì)的提升，必須強(qiáng)調(diào)一體化與參與性[1]。構(gòu)建工科專業(yè)課程教學(xué)的智慧課堂，需先進(jìn)行教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)。下面以“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課程中理論知識(shí)和實(shí)踐技能并重的“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)”一章為例，依據(jù)CDIO理念進(jìn)行智慧課堂的教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.1 教學(xué)分析

構(gòu)建“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂，旨在按照CDIO工程教育要求，利用智能手機(jī)等移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)智能化，以提高“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”課堂教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)理論知識(shí)和技能。據(jù)此，可設(shè)計(jì)該課程的學(xué)生分析表如表1所示。

結(jié)合課時(shí)分配，對(duì)“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)”這章的內(nèi)容按小節(jié)進(jìn)行分割，生成表2所示的“課程一章一節(jié)一知識(shí)點(diǎn)”四級(jí)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容分析表。

2.2 教學(xué)視頻設(shè)計(jì)

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂實(shí)施PPT講授和學(xué)習(xí)通互動(dòng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)。教學(xué)視頻根據(jù)教師講授情況，主要采用PPT和旁白錄音的方法制作。對(duì)應(yīng)表2，“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)”一章的教學(xué)內(nèi)容按課時(shí)安排分為4個(gè)視頻來設(shè)計(jì)。每個(gè)視頻講解1-2個(gè)小節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，時(shí)長(zhǎng)為40分鐘左右。教學(xué)視頻中運(yùn)用了問題引領(lǐng)、案例講解、交流討論等多種策略引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，講解抽象概念時(shí)，盡量以可視化形式呈現(xiàn)。

2.3 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分為過程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)兩種。過程性評(píng)價(jià)需要給予學(xué)生及時(shí)反饋，可通過學(xué)習(xí)提供的各種課堂活動(dòng)控件來實(shí)現(xiàn)?？偨Y(jié)性評(píng)價(jià)主要通過期末考試來體現(xiàn)。

2.4 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

基于CDIO理念的課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與性，故學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)必須突出互動(dòng)性?！皵?shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的學(xué)習(xí)活動(dòng)分為個(gè)體學(xué)習(xí)活動(dòng)、人際互動(dòng)活動(dòng)和社會(huì)化聯(lián)通活動(dòng)三類，其具體設(shè)計(jì)如表3所示。個(gè)體學(xué)習(xí)活動(dòng)主要包括學(xué)生個(gè)體觀看教學(xué)視頻、下載課程資源、完成課程練習(xí)、進(jìn)行課程測(cè)試、設(shè)置個(gè)性標(biāo)簽、做學(xué)習(xí)筆記等。人際互動(dòng)活動(dòng)主要包括借助學(xué)習(xí)通的視頻會(huì)議、主直播、投屏等功能及豐富的課堂活動(dòng)控件進(jìn)行的多種形式的課內(nèi)師生互動(dòng)。社會(huì)化聯(lián)通活動(dòng)主要包括利用微信、QQ、郵箱、博客等工具進(jìn)行的實(shí)時(shí)聯(lián)通與網(wǎng)絡(luò)交流。

2.5 學(xué)習(xí)支持設(shè)計(jì)

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂從面向課程視頻、面向?qū)W習(xí)活動(dòng)和面向評(píng)價(jià)三個(gè)方面進(jìn)行課程學(xué)習(xí)支持設(shè)計(jì)。面向課程視頻的學(xué)習(xí)支持，主要指利用課程教學(xué)視頻、典型案例等學(xué)習(xí)資源要素進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)。面向?qū)W習(xí)活動(dòng)的學(xué)習(xí)支持，主要指借助學(xué)習(xí)通提供的課堂活動(dòng)控件，微信、QQ等及時(shí)聊天工具，以及郵箱、博客等社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)交流工具，以課堂討論、及時(shí)聊天、學(xué)習(xí)筆記、作品展示、資源共享等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。面向評(píng)價(jià)的學(xué)習(xí)支持，主要指通過視頻、文本等媒體類型對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況、總結(jié)性評(píng)價(jià)作品、實(shí)踐作品進(jìn)行評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)。

3“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的創(chuàng)建

結(jié)合上述教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)，就可依托學(xué)習(xí)通進(jìn)行“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的創(chuàng)建。下面從課程的創(chuàng)建及資源建設(shè)、課堂活動(dòng)的創(chuàng)建及使用、作業(yè)和考試幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。

3.1 課程的創(chuàng)建及資源建設(shè)

教師用戶登錄后，直接進(jìn)入首頁(yè)創(chuàng)建課程，輸入“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”的課程名稱、教師姓名，并上傳課程封面圖片。然后，在課程頁(yè)面，進(jìn)行課程的相關(guān)設(shè)置及資源建設(shè)。

（1）新建班級(jí)。每門課程需要建立一個(gè)或多個(gè)授課班級(jí)。班級(jí)創(chuàng)建后會(huì)自動(dòng)生成二維碼和邀請(qǐng)碼。學(xué)生通過手機(jī)掃碼或從學(xué)習(xí)通首頁(yè)輸入邀請(qǐng)碼便可以加入班級(jí)。教師也可邀請(qǐng)學(xué)生加入班級(jí)。針對(duì)創(chuàng)建好的班級(jí)，即可進(jìn)行班級(jí)教學(xué)活動(dòng)的具體設(shè)置。

（2）搜索資源并對(duì)其進(jìn)行收藏與導(dǎo)人。課程建好后，可直接通過學(xué)習(xí)通使用超星公司提供的圖書、課程、專題、報(bào)紙、講座、期刊等各種類型的海量?jī)?yōu)質(zhì)教學(xué)資源進(jìn)行課程建設(shè)。搜索到的資源經(jīng)收藏后即可導(dǎo)人使用。

（3）編輯課程目錄，添加課程資料。課程的章節(jié)目錄可以在學(xué)習(xí)通上直接創(chuàng)建編輯，也可從收藏資源中導(dǎo)人課程名和專題名作為章節(jié)目錄。課程資源的添加可以直接從本地設(shè)備、網(wǎng)盤添加，也可從收藏資源中導(dǎo)人。

3.2 課堂活動(dòng)的創(chuàng)建及使用

學(xué)習(xí)通提供了一個(gè)活動(dòng)庫(kù)，以活動(dòng)控件的形式支持豐富多樣的課堂互動(dòng)活動(dòng)。在活動(dòng)庫(kù)頁(yè)面選擇一個(gè)活動(dòng)控件即可創(chuàng)建課堂活動(dòng)。每個(gè)活動(dòng)都相當(dāng)于一個(gè)任務(wù)，教師可以設(shè)置活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)和完成活動(dòng)獲取的積分。通過點(diǎn)擊或滑動(dòng)切換，可以查看處于“未開始”、“進(jìn)行中”和“已結(jié)束”狀態(tài)的課堂活動(dòng)。每個(gè)活動(dòng)的活動(dòng)詳情和學(xué)生們的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果及情況反饋都可以及時(shí)查看，以便教師實(shí)時(shí)掌握課堂信息。下面介紹“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂需要使用的幾組課堂活動(dòng)控件的使用方法。

（1）“簽到”控件。該控制支持教師發(fā)布不同簽到模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂的實(shí)時(shí)考勤。學(xué)習(xí)通支持四種簽到模式：普通簽到（學(xué)生收到簽到消息后直接點(diǎn)擊完成簽到）、簽到碼簽到（學(xué)生收到簽到消息后輸入對(duì)應(yīng)的簽到碼完成簽到）、手勢(shì)簽到（學(xué)生收到簽到消息后，畫出與教師設(shè)置相同的手勢(shì)完成簽到）、二維碼簽到（學(xué)生掃描二維碼完成簽到）。前兩種模式基于學(xué)習(xí)通自動(dòng)獲取的師生間的距離來判斷學(xué)生是否到課。四種模式下，教師都可以進(jìn)行簽到任務(wù)時(shí)長(zhǎng)、是否推送消息、是否獲取距離等選項(xiàng)的設(shè)置。選擇某個(gè)簽到模式進(jìn)行設(shè)置和發(fā)布后，簽到活動(dòng)將出現(xiàn)在“進(jìn)行中”的狀態(tài)欄。當(dāng)任務(wù)時(shí)長(zhǎng)耗盡時(shí)，簽到自動(dòng)結(jié)束（教師也可以隨時(shí)手動(dòng)結(jié)束簽到）。沒有完成簽到的學(xué)生則視為“缺勤”。教師可通過“已發(fā)放的簽到活動(dòng)”查看截至目前的簽到完成情況，也可手動(dòng)修改簽到結(jié)果。

（2）“問卷”和“投票”控件。這兩個(gè)控件用于幫助教師實(shí)時(shí)掌握學(xué)情?！皢柧怼敝С謫芜x題、多選題和簡(jiǎn)答題三種題型，題目可設(shè)置多道，也可添加圖片。每道題的選項(xiàng)數(shù)量可自主設(shè)置。問卷編輯發(fā)布后，學(xué)生端即可馬上參與問卷回答活動(dòng)?！巴镀薄笔恰皢柧怼钡奶乩恢С謫芜x題型。教師可以打開已發(fā)布的“問卷”和“投票”，實(shí)時(shí)查看學(xué)生們回答情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并可以設(shè)置積分和任務(wù)時(shí)長(zhǎng)等選項(xiàng)。

（3）“選人”和“搶答”控件的使用?！斑x人”支持教師隨機(jī)選出一名學(xué)生完成指定任務(wù)?！皳尨稹庇糜趯W(xué)生搶答教師的課堂提問。教師可以根據(jù)學(xué)生搶答情況設(shè)置不同名次的分?jǐn)?shù)、任務(wù)時(shí)長(zhǎng)等選項(xiàng)。

（4）“主題討論”和“話題”控件的使用。這兩個(gè)控件用于支持師生針對(duì)給定主題或話題的討論。前者要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)針對(duì)教師提出的主題進(jìn)行回帖討論。教師可以編輯主題內(nèi)容和要求、設(shè)置討論時(shí)長(zhǎng)。后者允許教師進(jìn)行置頂、點(diǎn)贊、贊賞（發(fā)紅包）操作。討論內(nèi)容會(huì)全部記錄到討論區(qū)。師生可以直接在討論區(qū)發(fā)帖或評(píng)論。教師也可直接在討論區(qū)管理學(xué)生的帖子和評(píng)論。

（5）“測(cè)驗(yàn)”控件的使用。該控件用于教師發(fā)布測(cè)驗(yàn)題讓學(xué)生實(shí)時(shí)回答的活動(dòng)，支持教師對(duì)學(xué)生回答統(tǒng)計(jì)結(jié)果的實(shí)時(shí)查看。教師可以進(jìn)行題型（單選題、多選題、簡(jiǎn)答題）、正確答案，以及積分、任務(wù)時(shí)長(zhǎng)等選項(xiàng)的設(shè)置。

（6）“直播”控件的使用。該控件用于支持教師進(jìn)行遠(yuǎn)程直播，供學(xué)生多終端在線觀看。教師可以設(shè)置是否允許回看、是否可以在直播同時(shí)進(jìn)行討論等選項(xiàng)。

除上述控件外，學(xué)習(xí)通的活動(dòng)庫(kù)中還提供了其他多種互動(dòng)控件。在此不再詳述。

3.3 作業(yè)和考試創(chuàng)建

通過課程頁(yè)面的“作業(yè)”和“考試”，教師可以完成作業(yè)及考試內(nèi)容的編輯和發(fā)布。作業(yè)的編輯過程和問卷類似，但支持更多題型（填空、判斷、投票等）。編輯好的作業(yè)在發(fā)布前可以進(jìn)行發(fā)放班級(jí)、完成時(shí)間，以及立即發(fā)布還是保存待發(fā)布的選項(xiàng)設(shè)置?？荚噮^(qū)別于作業(yè)的地方在于，可以編輯設(shè)置每題的分?jǐn)?shù)和總分。作業(yè)及試卷編輯過程中產(chǎn)生的每一道新題都會(huì)被記錄在課程的題庫(kù)中，供以后作業(yè)和試卷編輯時(shí)直接調(diào)用。此外，作業(yè)和考試內(nèi)容中出現(xiàn)的客觀題可以設(shè)置正確答案，學(xué)生完成后可由系統(tǒng)自動(dòng)批閱。

4 結(jié)語

目前，依托不同移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的智慧課堂已正式進(jìn)入校園。實(shí)踐表明，通過構(gòu)建和使用智慧課堂，可將傳統(tǒng)教學(xué)模式變革為智慧教學(xué)模式，不但能夠有效解決傳統(tǒng)課堂師生互動(dòng)不夠、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的困境，而且在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)、智慧學(xué)習(xí)等方面具有顯著效果。本文在結(jié)合CDIO教育理念進(jìn)行教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”智慧課堂的構(gòu)建方法，為我校大數(shù)據(jù)專業(yè)課程的教學(xué)智能化研究與實(shí)踐探索了道路，對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)其他課程的教學(xué)改革具有一定的指導(dǎo)意義和借鑒作用。

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[通聯(lián)編輯：唐一東]

基金項(xiàng)目：吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)代教育技術(shù)改革與研究重點(diǎn)項(xiàng)目：基于CDIO理念的大數(shù)據(jù)專業(yè)實(shí)踐學(xué)設(shè)計(jì)模式研究 （2019SYJG003）;吉首大學(xué)研究生教育教改研究項(xiàng)目：創(chuàng)新型工程教育視野下的電子信息專業(yè)碩士學(xué)位課程教學(xué)模式探索（JG2019804）;湖南省教育廳2018年教學(xué)改革研究項(xiàng)目：“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下微課在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)課程中的研究與實(shí) 現(xiàn)（湘教通『2018]436號(hào)）;吉首大學(xué)2018年教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代高校數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革的研究與實(shí)現(xiàn)（2018JSUJGA17）

作者簡(jiǎn)介：莫禮平（1972-），女，工學(xué)碩士，吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生導(dǎo)師。