數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程混合式教學(xué)模式創(chuàng)新

摘要：教育現(xiàn)代化環(huán)境下，大數(shù)據(jù)與信息技術(shù)已成為推動教育改革的重要引擎。為切實達(dá)到數(shù)據(jù)驅(qū)動的“精準(zhǔn)化教與個性化學(xué)”，本文以數(shù)據(jù)庫課程的改革為例，基于成果導(dǎo)向，深度融合信息化技術(shù)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)模式的優(yōu)化，構(gòu)建了一套以學(xué)生為中心、精準(zhǔn)化數(shù)據(jù)導(dǎo)學(xué)的六段式混合教學(xué)模式和多能力評價體系，教學(xué)實踐表明，學(xué)習(xí)效果提升理想。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)驅(qū)動；個性化學(xué)習(xí)；六段式混合式教學(xué)；數(shù)據(jù)庫；教學(xué)改革

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫課程在信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)中的地位日益重要，已經(jīng)成為計算機基礎(chǔ)教育的重要組成部分，對于培養(yǎng)具有計算思維和創(chuàng)新能力的時代新人作用重大。

隨著數(shù)據(jù)密集型科學(xué)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)成了驅(qū)動社會創(chuàng)新發(fā)展、綜合競爭的重要指標(biāo)，也成為教育研究和利用的主要對象［1］。在教育信息化、數(shù)字化發(fā)展的環(huán)境下，為適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生開放的、個性化的學(xué)習(xí)需求，滿足信息化時代對人才信息素養(yǎng)的需要，本課程團(tuán)隊以學(xué)生為中心，以信息技術(shù)為支撐，立足學(xué)科特色，打造線上+線下混合式教學(xué)模式，面向人工智能+教育，在數(shù)據(jù)驅(qū)動、技術(shù)賦能的教學(xué)轉(zhuǎn)變與教學(xué)優(yōu)化方面進(jìn)行了有效的研究與探索，形成了一套信息化數(shù)據(jù)賦能的精準(zhǔn)化混合式教學(xué)模式。

1教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展與數(shù)字化教學(xué)的普及，學(xué)生的學(xué)習(xí)需求與能力要求也在隨之變化。目前，很多高校數(shù)據(jù)庫課程已采用了混合式教學(xué)，并在一定程度上提高了教學(xué)質(zhì)量，但也普遍存在“精準(zhǔn)化教與個性化學(xué)”難以有效落實的問題。（1）教學(xué)設(shè)計缺少目標(biāo)導(dǎo)向，多為基于內(nèi)容導(dǎo)向，導(dǎo)致線上學(xué)習(xí)與線下講授的角色定位并非以學(xué)生能力和興趣為設(shè)計主線［2］，無法促進(jìn)教學(xué)模式的本質(zhì)性優(yōu)化。（2）對于學(xué)生真實的認(rèn)知水平，教師在實際教學(xué)設(shè)計中并未精準(zhǔn)掌握并實現(xiàn)量化。（3）教學(xué)與專業(yè)松耦合，理論與實踐脫節(jié)，課程改革與教學(xué)創(chuàng)新的實效性并不高。（4）教學(xué)評價模式單一，無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和知識水平全面客觀評價，阻礙以學(xué)生為中心的教學(xué)理念的有效實施。（5）已有的課程資源不能有效對接本校學(xué)生學(xué)習(xí)實際，不利于自主學(xué)習(xí)。

教育現(xiàn)代化環(huán)境下，為適應(yīng)以新工科為代表的能力培養(yǎng)需要和以學(xué)生為中心的教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，課程改革需要與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，以推進(jìn)課程體系的重構(gòu)、教學(xué)模式的優(yōu)化和教學(xué)方法的革新，滿足以學(xué)生為中心的教學(xué)需求，真正實現(xiàn)“精準(zhǔn)教、個性學(xué)”。

2數(shù)據(jù)優(yōu)化課程目標(biāo)

分析課程困境，以目標(biāo)和成果為導(dǎo)向、以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為驅(qū)動，對課程目標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)：通過對數(shù)據(jù)庫技術(shù)系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)和實踐，實現(xiàn)對學(xué)生的數(shù)據(jù)管理信息化引導(dǎo)和程序設(shè)計思維的過渡，掌握利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決問題的方式和方法，并有能力面對大數(shù)據(jù)、“人工智能+”等新興應(yīng)用。教學(xué)設(shè)計從學(xué)生需求和學(xué)習(xí)結(jié)果出發(fā)進(jìn)行逆向設(shè)計，實現(xiàn)從傳授知識結(jié)論到培養(yǎng)專家思維的教學(xué)范式轉(zhuǎn)變，適應(yīng)新型教學(xué)形態(tài)的發(fā)展。

3數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)范式

混合式教學(xué)是指依托信息技術(shù)、以在線教學(xué)代替部分線下教學(xué)的教學(xué)模式，它相對于傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式而言更具有靈活性與便捷性。信息技術(shù)以其高速度、數(shù)字化等特點為高校混合式教學(xué)模式的構(gòu)建提供了技術(shù)支撐［3］。

基于混合式教學(xué)，聚焦“精準(zhǔn)化教”難題，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行高效的學(xué)情分析，獲取各學(xué)科對數(shù)據(jù)庫人才能力的需求指標(biāo)，實現(xiàn)以學(xué)定教，定向定制教學(xué)大綱、細(xì)化知識目標(biāo)、能力目標(biāo)與情感目標(biāo)，從課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)方法、考核評價等方面進(jìn)行實證性的改革。面向“個性化學(xué)”難題，通過引入多種信息化工具實現(xiàn)智慧型教學(xué)，布局多種在線資源建設(shè)，滿足學(xué)生的個性化需求、設(shè)計定向型的分層次翻轉(zhuǎn)課堂任務(wù)，實現(xiàn)不同能力學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)。

3.1基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)行為分析

將MOOC、超星學(xué)習(xí)通等信息化工具融入課程教學(xué)設(shè)計過程，以數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)改革。數(shù)據(jù)驅(qū)動的目的在于因材施教，通過對學(xué)生進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點、特長，從而實施精準(zhǔn)培養(yǎng)［4］。

（1）依托MOOC平臺，建設(shè)具有我校特色的數(shù)據(jù)庫線上課程，對接學(xué)生實際需求，為學(xué)生提供在線學(xué)習(xí)與測試、交流討論、擴展閱讀等多種學(xué)習(xí)活動，并不斷優(yōu)化和改進(jìn)線上資源，與時俱進(jìn)地引入領(lǐng)域新知識和前沿技術(shù)。

（2）引入學(xué)習(xí)通信息化工具，布局在線學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)推送；利用其豐富的學(xué)習(xí)活動方式，創(chuàng)設(shè)多種教學(xué)情境，打造形式多樣、深入生動的師生互動，實現(xiàn)高效課堂學(xué)習(xí)過程，幫助學(xué)生完成知識的內(nèi)化與遷移。

通過對MOOC和學(xué)習(xí)通產(chǎn)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，建立數(shù)字化的學(xué)習(xí)行為模型，作為學(xué)情分析的有利支撐，為后續(xù)混合式教學(xué)各環(huán)節(jié)的高效推進(jìn)提供支持。

3.2混合式教學(xué)改革

OBE的成果導(dǎo)向教育作為一種先進(jìn)的教育理念，是高等工程教育改革的正確方向［5］。因此，基于目標(biāo)導(dǎo)向，以反向設(shè)計為原則，以學(xué)生需求為目標(biāo)，實施線上/線下聯(lián)動+課內(nèi)/課外互動相結(jié)合的教學(xué)模式，打造無邊界課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，并通過多重任務(wù)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計，實現(xiàn)“知識活起來、課堂動起來、思維躍起來”的全新混合式教學(xué)模式，確保真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)。

規(guī)范混合式教學(xué)流程，進(jìn)行六段式混合式教學(xué)改革。將教師、學(xué)生、信息化工具與在線資源及評價機制有機融合，細(xì)化混合式教學(xué)的不同階段，規(guī)范混合式教學(xué)流程，通過“明確教學(xué)目標(biāo)→細(xì)化課前導(dǎo)學(xué)→實施翻轉(zhuǎn)課堂→進(jìn)行實踐測試→開展評價反饋→推送拓展活動”六個教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)混合式教學(xué)設(shè)計。每個環(huán)節(jié)配有對應(yīng)的信息化工具助力教學(xué)過程的高效實施。

（1）結(jié)合MOOC實施精準(zhǔn)化的課前導(dǎo)學(xué)。定期根據(jù)MOOC+學(xué)習(xí)通的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)行為進(jìn)行量化分析，以此動態(tài)調(diào)整學(xué)生群體分類，以便因材施教。根據(jù)量化結(jié)果完成學(xué)情分析、以學(xué)定教，確定知識、能力和素質(zhì)目標(biāo)，進(jìn)而為學(xué)生制定精準(zhǔn)化、精細(xì)化的課前預(yù)習(xí)單、定向推送在線學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在課前通過MOOC完成自學(xué)任務(wù)、進(jìn)行小組討論、完成對基本知識的認(rèn)知與儲備。

（2）融合學(xué)習(xí)通打造多層次任務(wù)的翻轉(zhuǎn)課堂。針對本課程課時少、實踐任務(wù)重的問題，實行分層的多重任務(wù)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。根據(jù)學(xué)生的分層、分組，制訂個性化的學(xué)習(xí)方案。依據(jù)學(xué)習(xí)通信息化工具的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將學(xué)生劃分為“鞏固基礎(chǔ)型、強化提升型、能力拓展型”，定向?qū)嵤┎煌疃群蛷V度的教學(xué)。依據(jù)不同群體學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)制定相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)個人能力實現(xiàn)適合自身的翻轉(zhuǎn)案例，并向?qū)W習(xí)同伴展示學(xué)習(xí)成果。多層任務(wù)的翻轉(zhuǎn)課堂聚焦了學(xué)生學(xué)習(xí)動力和潛力的開發(fā)，為各層級學(xué)生搭建了跨越最近發(fā)展區(qū)的支架［6］，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。利用學(xué)習(xí)通豐富多樣的活動元素，如選人、評分、投票等設(shè)計教學(xué)互動，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動的交流情境。課堂活動中，注重引導(dǎo)學(xué)生采用計算思維的有關(guān)概念和方法來思考、解決問題［7］。鼓勵學(xué)生在分析、解決問題的過程中主動學(xué)習(xí)和探索，引發(fā)對問題解決的深層理解。

（3）利用微信群實現(xiàn)反饋式的課后練學(xué)。學(xué)生通過翻轉(zhuǎn)課堂完成知識的內(nèi)化與遷移，課后通過微信群推送調(diào)研問卷，及時獲取課堂反饋，并根據(jù)反饋結(jié)果定制后續(xù)的實踐練習(xí)和測試題，幫助學(xué)生將理論與實踐高度結(jié)合，通過實踐的檢驗實現(xiàn)知識的靈活運用與遷移。

（4）豐富拓展題與創(chuàng)新訓(xùn)練。為鍛煉學(xué)生的再學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及創(chuàng)新實踐能力，利用微信定期推送拓展題，結(jié)合學(xué)習(xí)通的在線測試與“打榜”功能實現(xiàn)拓展題“打榜”，激勵學(xué)生進(jìn)一步實踐創(chuàng)新，實現(xiàn)能力的提升，進(jìn)一步儲備提升解決復(fù)雜工程問題的能力。

3.3評價體系改革

根據(jù)課程實踐性強的特點，采用在線測試平臺作為實驗教學(xué)和機考的工具，改革傳統(tǒng)實踐教學(xué)方式和考試模式。重視過程化的階段性學(xué)習(xí)成果，提升過程化考核在總評成績的比例（過程化考核占比50%），以此為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造多元化的能力評價體系（見下表），對學(xué)生進(jìn)行全面、客觀的評價。

4六段式混合式教學(xué)組織與實施

基于掌握基礎(chǔ)知識、強化應(yīng)用能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提升綜合素質(zhì)四個層次，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選擇與設(shè)置。通過采用線上/線下聯(lián)動、課堂內(nèi)外互動的方式保證師生之間的緊密聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上實施六段式混合式教學(xué)，通過課前、課中和課后任務(wù)，完成教學(xué)組織與實施。每個階段的教學(xué)環(huán)節(jié)依托不同的信息化工具：利用MOOC實施線上學(xué)習(xí)，基于學(xué)習(xí)通發(fā)布課程資源、實施學(xué)習(xí)活動，通過QQ班群發(fā)布課程通知、進(jìn)行交流討論。

4.1明確教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)MOOC+學(xué)習(xí)通的教學(xué)過程數(shù)據(jù)，將學(xué)生分層與分組，建立分層化的學(xué)習(xí)群體和同伴學(xué)習(xí)小組，形成師生緊密聯(lián)系的教學(xué)共同體。通過學(xué)情分析確定教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計精細(xì)化的導(dǎo)學(xué)任務(wù)，包括自學(xué)指南、小組和個人任務(wù)、學(xué)習(xí)反饋與智能推送。

4.2細(xì)化課前導(dǎo)學(xué)

學(xué)生根據(jù)課前導(dǎo)學(xué)單完成個性化的自主式學(xué)習(xí)與合作式學(xué)習(xí)，準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)課堂活動。

4.3實施翻轉(zhuǎn)課堂，實現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)

（1）教師引導(dǎo)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以任務(wù)驅(qū)動、啟發(fā)式教學(xué)的形式引入知識點，創(chuàng)設(shè)生動多樣化的教學(xué)情境。

（2）多任務(wù)翻轉(zhuǎn)課堂：采用進(jìn)階式設(shè)計任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計具有難度梯度的翻轉(zhuǎn)任務(wù)，普通任務(wù)面向全體學(xué)生翻轉(zhuǎn)，拔高任務(wù)面向有能力的學(xué)生翻轉(zhuǎn)。課堂上，針對難度不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過在不同能力的群體隨機選人的方式實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)任務(wù)。

（3）組間討論，組間互評：利用學(xué)習(xí)通的分組功能和互評方式進(jìn)行互評與分組討論，實現(xiàn)生生高效互動。

（4）教師點評，師生互動：利用學(xué)習(xí)通的主題討論與投屏展示功能輔助教師進(jìn)行點評和總結(jié)，實現(xiàn)高效互動型教學(xué)。

4.4進(jìn)行實踐測試

完成定制實踐任務(wù)，目的是實現(xiàn)舉一反三和能力提升。

4.5開展評價反饋

發(fā)放問卷獲取反饋，并以此作為下階段學(xué)情分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.6推送拓展活動

課后，根據(jù)教師的個性化推送完成練習(xí)與鞏固，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

混合式教學(xué)體現(xiàn)了教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。在教學(xué)實施中發(fā)現(xiàn)，課前導(dǎo)學(xué)任務(wù)設(shè)計對于有效推進(jìn)后續(xù)教學(xué)活動、實現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)與個性化學(xué)習(xí)十分重要。教師必須通過精準(zhǔn)、科學(xué)、有效的學(xué)情分析實現(xiàn)以學(xué)定教，完成教學(xué)內(nèi)容設(shè)置。對于知識點的導(dǎo)入方式、不同難度級別的翻轉(zhuǎn)任務(wù)以及對學(xué)生各項能力指標(biāo)的考查等項目，教師都要進(jìn)行精心而細(xì)致的設(shè)計。開展混合式教學(xué)的最終目的是有效提升絕大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)深度，其核心在于強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、交互學(xué)習(xí)及主動建構(gòu)［8］。教師要善于鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與實踐，引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、強化計算思維與創(chuàng)新思維，實現(xiàn)從“做中學(xué)”。

5教學(xué)效果與評價

每學(xué)期選擇占比約30%的班級進(jìn)行混合式試點教學(xué)，因為試點班和普通班總評成績構(gòu)成比例不同，所以僅以期末機考卷面成績進(jìn)行比較分析。在最近一學(xué)期的期末機考中，試點班的優(yōu)秀率和良好率與普通班相比有明顯提升，不及格率顯著改善，見下圖。由此可說明，在執(zhí)行混合式教學(xué)后，在機考試題難度相當(dāng)?shù)臈l件下，學(xué)生考試成績的及格率以及優(yōu)秀率得到不同程度的提升和改善；混合式教學(xué)除了能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣之外，教學(xué)效果也可以達(dá)到課程要求；同時也表明學(xué)生能夠接受這種教學(xué)形式，教學(xué)效果良好。

試點班與普通班期末考試成績分布比例圖

課程結(jié)束后，以問卷的方式調(diào)查學(xué)生對教學(xué)實施情況的滿意度，發(fā)放問卷172份，收回163份，評價為滿意以上的問卷占比93%，其中非常滿意占比64%。調(diào)查結(jié)果說明該教學(xué)方式得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。隨著社會信息化水平的不斷提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和個性化需求也隨之發(fā)生著變化，對混合式教學(xué)接受度越來越高。規(guī)范有效的混合式教學(xué)設(shè)計不僅可以有效對接學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，同時也助力多種能力的進(jìn)階。

結(jié)語

教育現(xiàn)代化模式下的教學(xué)改革既是應(yīng)時代之需，也是應(yīng)學(xué)生發(fā)展之需。信息技術(shù)為實現(xiàn)教學(xué)的精準(zhǔn)化與協(xié)同化提供了重要助力，為解決混合式教學(xué)實踐過程中的實際困難，課程團(tuán)隊立足線下、依托線上，將信息技術(shù)與教學(xué)過程緊密耦合，以成果為導(dǎo)向，堅持以人為本的教育理念，注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的全面培養(yǎng)和高階思維的訓(xùn)練，提出了六段式的混合式教學(xué)模式，規(guī)范了混合式教學(xué)的流程，并根據(jù)各類信息化工具教學(xué)過程的數(shù)據(jù)，深入總結(jié)經(jīng)驗、實現(xiàn)教學(xué)迭代。未來，信息技術(shù)將繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)信息資源與教學(xué)改革的深度融合，增強教學(xué)特色，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗并不斷提升教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊現(xiàn)民，駱?gòu)蓩?，劉雅馨，?數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)：大數(shù)據(jù)時代教學(xué)范式的新走向［J］.電化教育研究，2017，38（12）：1320+26.

［2］金石，王璐露，宛敏.線上線下混合式教學(xué)的反思與策略優(yōu)化［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2022，387（11）：7277.

［3］肖銀潔，呂宏山.教育數(shù)字化賦能高校教學(xué)新形態(tài)的風(fēng)險審視與紓解路向［J］.大學(xué)教育科學(xué)，2023，198（02）：2432+92.

［4］楊宗凱.高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑探析［J］.中國高教研究，2023，355（03）：14.

［5］李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革［J］.高等工程教育研究，2014（02）：2934+70.

［6］王文靜.維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論對我國教學(xué)改革的啟示［J］.心理學(xué)探新，2000（02）：1720.

［7］肖鋒，辛大欣，耿朝陽.計算思維培養(yǎng)為核心的教學(xué)模式研究與實踐——以“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程為例［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25（07）：4955.

［8］林穎賢，浦云明，李傳目，等.基于OBE理念的數(shù)據(jù)庫原理課程混合式教學(xué)模式［J］.計算機教育，2020（07）：6265.

基金項目：全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會2021年教研項目（2021AFCEC461）；西安郵電大學(xué)2021年教改項目——混合式學(xué)習(xí)環(huán)境下基于三導(dǎo)向、六環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)庫類課程教學(xué)創(chuàng)新及學(xué)習(xí)評價研究（JGA202109）；西安郵電大學(xué)2022年校級教改項目（KSJH202202、YJGJ2022042）

作者簡介：白琳（1980—），女，漢族，陜西西安人，碩士，副教授，研究方向：智能信息處理。