基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革

周建平，吳文煌，陳業(yè)斌

(安徽工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032)

工程教育專業(yè)認(rèn)證是由專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)高等教育工程類專業(yè)實(shí)施的第三方評(píng)估認(rèn)證，旨在為工業(yè)界培養(yǎng)高質(zhì)量的技術(shù)人才。工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念為成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。這些理念對(duì)于促進(jìn)高等學(xué)校專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革、提高工程類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量極具現(xiàn)實(shí)意義。自1989年以來，隨著《華盛頓協(xié)議》的問世，工程教育專業(yè)認(rèn)證受到了國內(nèi)外高校的廣泛關(guān)注，并為工程教育、工程師資格的國際互認(rèn)奠定了良好基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫是計(jì)算機(jī)類專業(yè)不可或缺的核心基礎(chǔ)課程，通常開設(shè)于大學(xué)第四學(xué)期。在教育部下達(dá)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意見》中，強(qiáng)調(diào)要抓好重點(diǎn)基礎(chǔ)課程的建設(shè)，要求當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)“具備利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行管理、加工和處理的意識(shí)與能力，用以解決本專業(yè)領(lǐng)域中的問題”。為提高課程教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)，本文圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念，從課程目標(biāo)、教材建設(shè)、教學(xué)模式、考評(píng)方式四個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的不足之處進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)深化這門課程教學(xué)改革的途徑進(jìn)行了初步探討。

一、專業(yè)認(rèn)證對(duì)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的要求

對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、信息系統(tǒng)與信息管理等專業(yè)而言，數(shù)據(jù)庫是一門至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程。該課程涉及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本理論、結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)及其應(yīng)用、數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)等，知識(shí)繁雜、概念抽象、綜合性與實(shí)踐性強(qiáng)，給教學(xué)工作帶來了艱巨的挑戰(zhàn)。按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念，數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)應(yīng)遵循反向設(shè)計(jì)原則，著力于實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變，即：教學(xué)內(nèi)容從“教什么”到“學(xué)什么”的轉(zhuǎn)變，根據(jù)對(duì)學(xué)生的畢業(yè)要求來確定課程目標(biāo)和教學(xué)材料；教學(xué)模式從“怎么教”到“怎么學(xué)”的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，注重知識(shí)建構(gòu)的創(chuàng)新性、實(shí)踐性、自主性和開放性；考核評(píng)價(jià)從“教得怎么樣”到“學(xué)得怎么樣”的轉(zhuǎn)變，采用多元、立體、注重過程、關(guān)注個(gè)體的發(fā)展性評(píng)價(jià)方式。

二、數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)存在的問題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的快速發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)要求在不斷提高。然而，長期以來，該課程教學(xué)一直存在如下幾個(gè)問題：

(一)課程目標(biāo)問題

在試行工程教育專業(yè)認(rèn)證之前，計(jì)算機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)往往不夠明確具體。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫課程目標(biāo)措辭過于籠統(tǒng)、缺乏層次性和可操作性，不利于持續(xù)改進(jìn)。此外，由于在數(shù)據(jù)庫課程目標(biāo)定位這一環(huán)節(jié)的疏誤，與之相應(yīng)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制可能存在一定的缺陷，進(jìn)而難以科學(xué)準(zhǔn)確、客觀公正地衡量教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

(二)課程教材問題

教材是學(xué)生獲取知識(shí)的主要來源，一本好的教材可以為課程學(xué)習(xí)提供強(qiáng)有力的保障?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)庫課程的教材對(duì)數(shù)據(jù)庫的一些核心內(nèi)容(譬如SQL的查詢功能)的闡述往往不夠細(xì)致全面，所依托的管理系統(tǒng)版本普遍較低、功能不夠完善，這嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此外，上機(jī)實(shí)驗(yàn)是數(shù)據(jù)庫課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而一些數(shù)據(jù)庫教材對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排有所欠缺。

(三)教學(xué)模式問題

當(dāng)前，數(shù)據(jù)庫課程通常采用以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式。課程教學(xué)以教師講授為主，注重“教”而忽視了“學(xué)”。即便教師在知識(shí)灌輸上付出再多的努力，由于學(xué)生只是被動(dòng)地消化、理解，甚至機(jī)械地記憶數(shù)據(jù)庫的概念、理論、方法和技能，這種教學(xué)模式將不可避免地導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性低、學(xué)習(xí)交流互動(dòng)氛圍差，因而難以培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)散思維和工程觀念。

(四)考核評(píng)價(jià)問題

關(guān)于數(shù)據(jù)庫課程學(xué)習(xí)狀況的考核評(píng)價(jià)，國內(nèi)大多數(shù)高校以期末考試成績?yōu)橹鳎m然可能參考平時(shí)成績，但由于缺乏與之配套的、明確合理的過程性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，致使平時(shí)成績分?jǐn)?shù)常常有失公允。由于平時(shí)成績所占比例過低，導(dǎo)致一些學(xué)生忽視平時(shí)學(xué)習(xí)，考前才“臨時(shí)抱佛腳”，進(jìn)而在一定程度上存在“高分低能”現(xiàn)象。此外，在考核評(píng)價(jià)過程中，由于對(duì)學(xué)生主體地位的忽視，導(dǎo)致其參與程度不足，不利于其認(rèn)知能力的發(fā)展。

三、深化數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革的途徑

圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念，在教學(xué)實(shí)踐中，針對(duì)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)存在的問題，通過以下途徑開展教學(xué)改革：

(一)明確課程目標(biāo)

以成果為導(dǎo)向的專業(yè)培養(yǎng)方案是確定課程目標(biāo)的主要依據(jù)。在專業(yè)培養(yǎng)方案中，將工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的12條畢業(yè)要求分解為具體的、易衡量的指標(biāo)點(diǎn)。課程教學(xué)目標(biāo)的確定，應(yīng)基于課程體系，對(duì)相關(guān)指標(biāo)點(diǎn)提供強(qiáng)支撐。對(duì)數(shù)據(jù)庫課程而言，可依據(jù)指標(biāo)點(diǎn)2-3、3-1、8-2，確定與之相應(yīng)的3個(gè)課程目標(biāo)(見表1)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

表1 畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)的關(guān)聯(lián)

(二)加強(qiáng)教材建設(shè)

在教育部關(guān)于《普通高等教育本科教材建設(shè)的若干意見》中，鼓勵(lì)高等學(xué)校根據(jù)教學(xué)需要建設(shè)高質(zhì)量的教材。數(shù)據(jù)庫是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，擔(dān)負(fù)著傳授數(shù)據(jù)庫理論與實(shí)踐知識(shí)的重任。首先，圍繞該課程中重要的基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)深入的闡述。譬如，可將單表查詢、多表查詢、數(shù)據(jù)庫常用對(duì)象從SQL概論部分中分拆出來，作為獨(dú)立的章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹，以便讓學(xué)生對(duì)這些重要知識(shí)點(diǎn)有更好的認(rèn)識(shí)和理解。其次，考慮到數(shù)據(jù)庫軟件的市場(chǎng)占有率，對(duì)于SQL以及PL/SQL等基礎(chǔ)知識(shí)的編寫，應(yīng)立足于廣為流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(tái)(譬如Oracle 11g)。再次，在數(shù)據(jù)庫教材中，不僅要配置大量的實(shí)例和練習(xí)，還應(yīng)提供精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)加深理解、鞏固掌握。

(三)革新教學(xué)模式

近年來，大規(guī)模開放在線課程MOOC及小型限制性在線課程SPOC等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的快速發(fā)展，為計(jì)算機(jī)類課程的教學(xué)模式改革提供了良好的環(huán)境。與MOOC相比，SPOC提供了一種可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)模式，在成本、學(xué)習(xí)體驗(yàn)等多個(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。為貫徹落實(shí)以學(xué)生為中心的教育理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，可依托超星泛雅等SPOC平臺(tái)建設(shè)線上教學(xué)資源，開展線上線下混合式數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)。

1.線上教學(xué)資源建設(shè)。混合式教學(xué)中的線上學(xué)習(xí)需要有優(yōu)質(zhì)、豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。在SPOC平臺(tái)上，教師應(yīng)上傳精心制作的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)視頻。視頻材料不僅要包含對(duì)教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)的剖析講解，還應(yīng)涉及知識(shí)點(diǎn)的補(bǔ)充和拓展，以便對(duì)該課程有濃厚興趣的學(xué)生加深學(xué)習(xí)。此外，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)對(duì)SPOC平臺(tái)上的數(shù)據(jù)庫課程習(xí)題庫、單元測(cè)試題等相關(guān)教學(xué)資料不斷予以更新完善。

2.混合式教學(xué)設(shè)計(jì)?；旌鲜浇虒W(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)一般應(yīng)涵蓋課前學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)、課后復(fù)習(xí)三個(gè)模塊(見圖1)。在數(shù)據(jù)庫課程的課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，可要求學(xué)生通過SPOC平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)視頻自學(xué)，完成并提交教師布置的前測(cè)作業(yè)，以形成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的感性認(rèn)識(shí)。在數(shù)據(jù)庫課程的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可在對(duì)前測(cè)作業(yè)情況分析點(diǎn)評(píng)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入新課并對(duì)教學(xué)重、難點(diǎn)進(jìn)行講解，而后通過課堂討論、隨堂練習(xí)、教學(xué)小結(jié)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理性認(rèn)識(shí)。在數(shù)據(jù)庫課程的課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師可要求學(xué)生通過完成課后作業(yè)，結(jié)合網(wǎng)上答疑，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)的鞏固提升。

圖1 教學(xué)過程示意圖

(四)完善考評(píng)方式

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念，對(duì)數(shù)據(jù)庫課程學(xué)習(xí)情況的考核評(píng)價(jià)應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為宗旨，通過多種渠道、采取多種形式，在不同學(xué)習(xí)情境下，考查學(xué)生理解掌握、綜合運(yùn)用知識(shí)的水平與能力。為促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，課程考核評(píng)價(jià)應(yīng)關(guān)注學(xué)生高階思維能力的發(fā)展，關(guān)注學(xué)習(xí)過程，關(guān)注評(píng)價(jià)主體的多元化和評(píng)價(jià)方式的多樣化，并側(cè)重于質(zhì)性評(píng)價(jià)。針對(duì)線上線下混合式教學(xué)，可圍繞以下四個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核評(píng)價(jià)：

1.形成性評(píng)價(jià)。通過SPOC平臺(tái)對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫課程的平時(shí)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行記錄，內(nèi)容包括線上資源學(xué)習(xí)表現(xiàn)、線下任務(wù)完成情況、課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)以及線上線下測(cè)試情況。在此基礎(chǔ)上，將學(xué)生的所得積分折算為學(xué)生的平時(shí)成績，以使平時(shí)學(xué)習(xí)情況可量可測(cè)。

2.終結(jié)性評(píng)價(jià)。終結(jié)性評(píng)價(jià)主要通過期末閉卷考試方式完成，重點(diǎn)考查學(xué)生數(shù)據(jù)庫知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)的達(dá)成情況。在卷面創(chuàng)新題型和題目中，主觀題占比應(yīng)不少于80%，且要體現(xiàn)試題的挑戰(zhàn)度。

3.綜合性評(píng)價(jià)。主要通過大作業(yè)形式完成，一人一題，側(cè)重考查學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)以及在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新等方面的能力，并要求學(xué)生通過答辯獲取成績。

4.目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)。通過形成性評(píng)價(jià)、終結(jié)性評(píng)價(jià)、綜合性評(píng)價(jià)所得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫課程目標(biāo)的達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果予以深入分析，提出相應(yīng)的持續(xù)改進(jìn)措施。

四、結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)要求在不斷提高。深化數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革，既非常必要，又十分迫切?；诠こ探逃龑I(yè)認(rèn)證的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革，應(yīng)秉承成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)這三個(gè)基本理念，在明確課程目標(biāo)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)教材建設(shè)，革新教學(xué)模式，完善考核評(píng)價(jià)方式。