《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》線上線下融合式教學(xué)改革探討

王辰尹，侯珂珂，黃雪敏，陳怡華

摘要：當(dāng)前中國已經(jīng)進入后疫情時代，一方面疫情總體得以控制，國民生活逐步恢復(fù)正常，另一方面疫情仍然存在不確定性，可能導(dǎo)致線上線下教學(xué)的突發(fā)轉(zhuǎn)換。結(jié)合當(dāng)下的后疫情背景，以面向應(yīng)用型IT人才培養(yǎng)為目標，分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學(xué)中提出應(yīng)用前置、原理后移、應(yīng)用深入的教學(xué)模式，并注重課證融合；強化校企協(xié)同，倡導(dǎo)做中學(xué)模式，引入加分-分層及互助教學(xué)法；注重線上線下教學(xué)融合，強化學(xué)習(xí)輸出評價和過程性考核；以及師生共同構(gòu)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程軟知識庫等系列措施。實踐表明所提出的教學(xué)改革措施能夠解決當(dāng)前疫情不確定帶來的線上線下教學(xué)轉(zhuǎn)換與銜接問題。

關(guān)鍵詞：線上線下融合教學(xué)；課證融合；校企協(xié)同；互助教學(xué)法；后疫情時代

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）35-0154-04

1 概述

傳統(tǒng)線下課堂教學(xué)模式在新冠肺炎疫情中受到巨大沖擊。面對突如其來的巨大挑戰(zhàn)，大部分高校主動適應(yīng)新形勢、迎接新挑戰(zhàn)，通過積極廣泛開展在線教學(xué)保障教學(xué)計劃有序進行，積累了一定的線上教學(xué)經(jīng)驗。當(dāng)前，我國已經(jīng)進入后疫情時代[1]。一方面，疫情已經(jīng)基本得到控制，國民生活開始恢復(fù)正常，高校已經(jīng)大批量恢復(fù)線下面授教學(xué)；另一方面，疫情并沒有完全消失，隨時可能小規(guī)模爆發(fā)，存在極大不確定性。線上線下融合教學(xué)模式兼具線上線下教學(xué)優(yōu)點，具有極大靈活性[2]。在后疫情背景下很多高校紛紛采取線上線下融合的教學(xué)模式以應(yīng)對疫情的不確定性沖擊。線上線下融合教學(xué)模式將會逐漸發(fā)展為未來主流的教學(xué)模式[3]。

突如其來的疫情也對大學(xué)生就業(yè)造成了極大影響，亟待提高人才培養(yǎng)質(zhì)量應(yīng)對就業(yè)挑戰(zhàn)。尤其地方型大學(xué)學(xué)生普遍存在綜合實踐應(yīng)用能力較弱、對基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)興趣不高、自律性較弱等特征[4]；此外，教師知識更新不及時以及實踐能力較弱無法適應(yīng)IT行業(yè)日新月異快速更新，從而導(dǎo)致人才培養(yǎng)質(zhì)量與社會發(fā)展需求存在差距?！稊?shù)據(jù)庫系統(tǒng)》是計算機類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，具有理論與實踐并重的特點，為后續(xù)的軟件開發(fā)工程實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等課程乃至成為一名合格的軟件工程師、數(shù)據(jù)庫工程師奠定良好的理論、技術(shù)及工程基礎(chǔ)[5]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫技術(shù)在各個領(lǐng)域都發(fā)揮著極其重要的作用。一方面行業(yè)對于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用型人才的需求越來越大，另一方面也對數(shù)據(jù)庫人才的培養(yǎng)提出了更高和更新的要求。后疫情時代，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程亟待進行基于線上線下融合教學(xué)框架下的改革探索與實踐。

2 目前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題

目前面向應(yīng)用型IT人才培養(yǎng)中數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)中存在許多問題。

（1）教學(xué)方法單一，多采用傳統(tǒng)的“講授”模式

教師講解主要知識點，學(xué)生被動吸收的教學(xué)模式，枯燥乏味，無法調(diào)動學(xué)生的上課積極性和主觀能動性，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。

（2）課程內(nèi)容脫離實際需求

沒有結(jié)合行業(yè)需求及就業(yè)方向設(shè)計實驗內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)脫離實際。

（3）課堂知識模塊化，知識不成線

課堂授課，大多是分模塊進行，沒有一個貫穿課程始終的案例，導(dǎo)致不同章節(jié)之間的聯(lián)系性較弱，學(xué)生學(xué)習(xí)之后，仍無法將內(nèi)容串聯(lián)成線，學(xué)習(xí)效果欠佳。

（4）課程教學(xué)按原理-應(yīng)用模式，應(yīng)用型本科層次學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難

目前數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)順序大多為先介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理，再介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用。在應(yīng)用型本科教學(xué)中，由于學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱，理論內(nèi)容晦澀難懂導(dǎo)致缺乏興趣度，教學(xué)效果不盡如人意。

（5）線上和線下教學(xué)分割，融合度不夠

雖然近年來在線教育迅速發(fā)展，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程前期搭建了課程網(wǎng)站，或借鑒在線課程平臺，具有豐富的教學(xué)資源。但主流模式仍然是單一的長時段講授教學(xué)，或以線下教育為主線上平臺只作為輔助手段。后疫情時代，亟待線上線下教學(xué)融合。

3 面向應(yīng)用型IT人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程改革

3.1 改變傳統(tǒng)先原理后應(yīng)用模式，引入“應(yīng)用前置，原理后移，應(yīng)用深入”的教學(xué)模式

慮到應(yīng)用型本科類學(xué)校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，實踐能力較強但理論基礎(chǔ)薄弱、理論學(xué)習(xí)興趣度較弱但實踐興趣較高的特點，調(diào)整傳統(tǒng)教學(xué)中先原理后應(yīng)用的章節(jié)教學(xué)順序，引入“應(yīng)用前置、原理后移、應(yīng)用深入”的教學(xué)模式。同時將這種模式貫徹到每個細化環(huán)節(jié)中，比如在基礎(chǔ)章節(jié)教學(xué)中：先進行理論初講，包括介紹數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概念，如數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等；在簡單引入關(guān)系模型的概念后，直接進入到SQL語言的學(xué)習(xí)，并通過數(shù)據(jù)庫在線平臺進行實踐練習(xí)，然后再進行理論學(xué)習(xí)，包括關(guān)系代數(shù)、數(shù)據(jù)庫安全性和完整性、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)獨立性等；最后再將所學(xué)理論與應(yīng)用結(jié)合，實現(xiàn)深化應(yīng)用。

3.2 倡導(dǎo)“以證促學(xué)，以證促考，以證促教”，實現(xiàn)課證融合

積極貫徹應(yīng)用型高校培養(yǎng)“實踐性、應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標，引導(dǎo)學(xué)生參加軟件設(shè)計工程師、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師、Oracle認證等專業(yè)技術(shù)資格考試，構(gòu)建“以證促學(xué)，以證促考，以證促教”的教育模式；同時在教學(xué)中將原有教材知識點和專業(yè)資格認證考試范圍的對接，實現(xiàn)課證深度融合，將課堂學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化成專業(yè)水平資質(zhì)，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。針對學(xué)生參考較多的軟件設(shè)計工程師、程序員、網(wǎng)絡(luò)工程師等科目以及跟數(shù)據(jù)庫密切的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師科目，總結(jié)歸納真題，并對知識點進行提煉，在教學(xué)中進行強化教學(xué)。

3.3 注重校企協(xié)同，引入豐富案例，倡導(dǎo)做中學(xué)模式

注重校企協(xié)同，通過與企業(yè)深入溝通，了解當(dāng)前企業(yè)行業(yè)技術(shù)前沿，與企業(yè)一起構(gòu)建詳細的實踐教學(xué)大綱、教學(xué)方案和配套的實驗案例，并更新實驗室網(wǎng)絡(luò)平臺案例庫。在實踐教學(xué)中，引入案例教學(xué)法，倡導(dǎo)做中學(xué)模式。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)部分的教學(xué)，以完整的企業(yè)真實案例為驅(qū)動，模擬真實的項目開發(fā)場景，以參與項目開發(fā)中的各角色為主線，循序漸進地展開各章節(jié)內(nèi)容，有效地銜接好數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各單元實驗；基礎(chǔ)案例貼近學(xué)生生活實際，容易理解和引起學(xué)生共鳴，更有助于引入新的知識內(nèi)容。拓展案例用于新知識引入和復(fù)習(xí)鞏固環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)以案例為驅(qū)動，且層層深入，循序漸進，更有助于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提高教學(xué)效果。

3.4 強化團隊合作能力培養(yǎng)，引入加分-分層及互助教學(xué)法

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)綜合實驗部分，將采取以小組形式基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論自主選題進行一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，強化團隊合作能力的培養(yǎng)。在綜合實驗完成過程中，每個小組都將在在線平臺創(chuàng)建工程項目，小組成員需將進度和遇到的問題反饋到工程進度中，教師可通過在線平臺實時了解每個小組的進度情況，幫助解決學(xué)生在綜合實驗中遇到的問題。

引入加分-分層及互助教學(xué)法。在每個單元實驗環(huán)節(jié)，均設(shè)置了1～2題稍具難度的加分題，答對的同學(xué)可以加分。此外，每次單元實驗前10名完成且基本正確的同學(xué)可以加分。根據(jù)教學(xué)實踐反饋，該評分方式大大促進了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。設(shè)置了學(xué)生互助機制，學(xué)生可根據(jù)自我學(xué)習(xí)情況在在線平臺提出問題或者發(fā)起討論話題，其他同學(xué)可以提出自己的觀點，或?qū)⒔鉀Q方案分享到在線平臺中。加分-分層及互助教學(xué)法，滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需要，極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣度。

3.5 線上線下協(xié)同探索融合式教學(xué)

線上線下協(xié)同探索融合式教學(xué)，包括線下課堂教學(xué)時無縫引入線上資源和在線平臺工具，以及線上線下平臺資源互通。比如課前5分鐘通過超星平臺的“隨堂練習(xí)”進行上周學(xué)習(xí)情況檢驗，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，進一步展開上期知識點鞏固和針對性強化；課堂利用“主題討論”實現(xiàn)SQL語句的實時在線練習(xí)，教師可以在線實時掌握每個學(xué)生的解答情況并進行評分、點贊和針對性指導(dǎo)；課后通過“作業(yè)”版塊實現(xiàn)學(xué)生作業(yè)的收集和在線批閱，同時在下一次課堂進行作業(yè)點評；在“主題討論”版塊設(shè)置一些開放性問題，實現(xiàn)開放性、前沿性的討論；通過“項目構(gòu)建”實現(xiàn)項目大作業(yè)的過程化管理。此外，所有課程資源包括教學(xué)大綱、教學(xué)方案、課件、實驗案例、數(shù)據(jù)庫源、實驗裝置、實驗輔導(dǎo)手冊等均實現(xiàn)線上平臺的共享。

融合式教學(xué)將以學(xué)生為中心，以知識圖譜為牽引，充分把握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。首先形成課程的知識模塊網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，讓學(xué)生明晰課程的知識結(jié)構(gòu)脈絡(luò)和重難點分布。在每次講授后利用超星-泛雅平臺的教學(xué)互動功能，如投票、隨堂練習(xí)等實時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)統(tǒng)計情況分析學(xué)生接納程度和理解困難點進行強化和細化講解。

3.6 強化過程性考核，形成學(xué)習(xí)輸出評價

在教學(xué)過程中強化過程性考核。融合式教學(xué)一方面將所有課程資源分享在課程平臺；另一方面將所有學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄以電子化形式輸出，包括在線簽到考勤記錄、課件資源上傳和下載記錄、課堂在線測試情況、課后作業(yè)提交及成績記錄、參與討論情況、互助式學(xué)習(xí)記錄、加分情況、項目協(xié)作分工過程記錄等。每個學(xué)生的“學(xué)習(xí)印記”均記錄在在線平臺中，形成學(xué)習(xí)輸出評價。平時成績將有源可追溯，過程中成績或記錄學(xué)生清晰可見有助于自我督促。同時教師可以根據(jù)在線平臺的統(tǒng)計了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，設(shè)置分值比例后學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡將形成平時成績的依據(jù)，實現(xiàn)過程化考核評價。

3.7 師生共同構(gòu)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程軟知識庫

除原有教師所構(gòu)建的傳統(tǒng)課程資源，包括教學(xué)大綱、教學(xué)方案、課件、實驗案例、數(shù)據(jù)庫源、實驗裝置、實驗輔導(dǎo)手冊，注重以學(xué)生分享為主教師引導(dǎo)為輔共同構(gòu)建課程軟知識庫。比如教師基于某個開放性主題，要求學(xué)生通過課本或者學(xué)習(xí)資料相關(guān)內(nèi)容進行討論并分享；在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與實踐中讓學(xué)生以團隊形式協(xié)作學(xué)習(xí)，自選主題，在過程中進行公開展示和分享成果；學(xué)生針對自己在實踐過程中遇到的問題可以在互助版塊提問，老師和其他同學(xué)進行答疑，并基于知識點形成常見問題答疑庫；在SQL語句訓(xùn)練中，鼓勵學(xué)生自主出題解答形成SQL練習(xí)題庫等。在過程中，學(xué)生在教師引導(dǎo)下基于知識圖譜進行成果整合，形成系統(tǒng)性的知識體系和資源。

4 教學(xué)改革實施及成效分析

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程選課人數(shù)162人，分AB班進行教學(xué)，A班80人次，B班82人次。自2020年9月9日開始教學(xué)，每周2次，每次2學(xué)時，共計18周。以A班為例，通過9-11月泛雅超星平臺的學(xué)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析教學(xué)改革實施的成效。

通過圖1可以看到：期間單元作業(yè)11次；開展包括簽到、隨堂練習(xí)、課程討論等課堂活動107個；構(gòu)建和應(yīng)用題庫141題；討論區(qū)話題數(shù)5197個，其中發(fā)起話題84個，回復(fù)話題5113個；9-11月學(xué)生章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)分別為1687、1706和945次。

同時以9月24日為例，基于圖2所示，分析當(dāng)日當(dāng)次課堂學(xué)情：（1）通過簽到數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)到人次80人，實際簽到人次78人，簽到率97.5%；（2）本次“隨堂練習(xí)”參與人數(shù)78人，參與率100%；（3）本次課堂通過“討論”發(fā)起SQL語句練習(xí)7次，參與人數(shù)分別為78、73、74、77、71、71和61人次，參與率分別為100%、93.59%、94.87%、98.72%、91.03%、91.03和78.21%。

通過學(xué)期統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對本次課程總體參與度比較高，總體比較活躍。本次課程共計2學(xué)時，共計完成了1次隨堂練習(xí)（5道選擇題）和7次練習(xí)題（非簡單選擇）?；谡n前5分鐘的隨堂練習(xí)，學(xué)生對上次課程內(nèi)容進行了復(fù)習(xí)；在教授重難點內(nèi)容的過程中，教師即時出題（7次練習(xí)題），學(xué)生以跟帖的形式實時回答，鞏固了當(dāng)次課程內(nèi)容。教師可以實時綜合了解所有學(xué)生答題情況，并對錯誤情況進行講解，效果良好。

5 結(jié)語

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程兼具理論與實踐并重特點，在面向應(yīng)用型IT人才培養(yǎng)中具有重要的地位。根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)和疫情期間在線教學(xué)面臨的問題，進行教學(xué)改革探索與實踐。首先提出應(yīng)用前置、原理后移、應(yīng)用深入的教學(xué)模式，通過課證融合，將課程學(xué)習(xí)和專業(yè)資格認證相結(jié)合，提升學(xué)生對課程的重視程度和學(xué)習(xí)興趣；在實踐教學(xué)中，注重校企協(xié)同，倡導(dǎo)做中學(xué)模式，引入加分-分層及生生互助教學(xué)法，多種互動模式豐富了課堂學(xué)習(xí)氛圍；注重過程考核，學(xué)生輸出性評價，實現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式；線上線下教學(xué)融合，兼具線上線下優(yōu)點，將較好提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果；軟知識庫在一定程度上豐富了教學(xué)資源，同時降低了教師重復(fù)性答疑工作量。

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【通聯(lián)編輯：王力】