基于OBE數(shù)據(jù)庫原理的混合教學(xué)模式改革實(shí)踐

摘 要 文章首先簡單介紹了OBE工程教育理念和混合教學(xué)模式，然后分析了數(shù)據(jù)庫原理課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，并針對問題，提出“轉(zhuǎn)理念變目標(biāo)、變主體改方法、調(diào)考核增評價(jià)”的改革思路，設(shè)計(jì)以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)生為主體，踐行案例引導(dǎo)、學(xué)生練評和線上線下混合教學(xué)模式，構(gòu)建過程化的能力考核方式和多維評價(jià)機(jī)制的改革實(shí)施方案。教學(xué)改革實(shí)踐表明，該課程教學(xué)模式能夠提高學(xué)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)能力，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和能動(dòng)性。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)庫原理；OBE；混合教學(xué)模式；多維評價(jià)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.20.043

Ideological and Political Reform Practice of Database Principle

Course on Engineering Certification

WANG Fengbin1， GAN Shengke2， LIANG Qijun1， SHU Xin1

（1.School of Software， Nanchang Hangkong University， Nanchang， Jiangxi 330063;

2. School of Information Engineering， Nanchang Hangkong University， Nanchang， Jiangxi 330063）

Abstract The article first briefly introduces the OBE engineering education concept and blended teaching mode， then analyzes the problems existing in traditional teaching of database principles course， and proposes a reform idea of "changing concepts and goals， changing subjects and methods， adjusting assessments and increasing evaluations" to address the problems. The article designs a reform implementation plan that focuses on ability cultivation， with students as the main body， practicing case guidance， student practice and evaluation， and online and offline blended teaching mode， and constructing a "process based ability assessment" method and multi-dimensional evaluation mechanism. The practice of teaching reform has shown that the teaching mode of this course can improve students' database design and development abilities， while enhancing their enthusiasm and initiative for self-directed learning.

Keywords database principle; OBE; mixed teaching mode; multidimensional evaluation

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容必然不斷更新。數(shù)據(jù)庫原理作為計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域的關(guān)鍵知識(shí)架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫原理課程要緊跟業(yè)界新技術(shù)的變化而更新。

OBE（Outcomes-based Education）[1]是基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式，其主要以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為目標(biāo)指導(dǎo)整個(gè)教學(xué)過程[2]。OBE 理念的核心是以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)[3]?；旌鲜浇虒W(xué)是隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展，利用軟件平臺(tái)和資源進(jìn)行在線教學(xué)，融合在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的特點(diǎn)，形成線上線下混合教學(xué)[4]。隨著線上課程的不斷豐富，線上線下混合教學(xué)成為提高教學(xué)質(zhì)量與效果的重要模式[5]。

1 數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫原理是軟件工程專業(yè)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的核心必修課，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是傳授數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)能力的課程。當(dāng)前數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)中主要存在以下問題： ①傳統(tǒng)課程教學(xué)多重于知識(shí)傳授，對學(xué)生解決復(fù)雜數(shù)據(jù)庫工程問題能力的培養(yǎng)不足；②傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫教學(xué)內(nèi)容缺乏前沿性，緊跟信息領(lǐng)域變化的程度不夠；③傳統(tǒng)課堂以教師講解為主，學(xué)生的參與度、積極性、專注力不夠； ④傳統(tǒng)課程考核側(cè)重期末考核，不能充分考核數(shù)據(jù)庫實(shí)踐等能力。

為了解決以上問題，當(dāng)務(wù)之急是改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)模式和方法，新增領(lǐng)域新技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施基于OBE理念的課程混合教學(xué)模式改革。

2 基于OBE理念的課程混合教學(xué)模式改革實(shí)施方案

針對數(shù)據(jù)庫原理課程傳統(tǒng)教學(xué)重知識(shí)傳授、教學(xué)內(nèi)容前沿性不夠、學(xué)生參與度和專注力不夠、考核方式單一等“痛點(diǎn)”和“堵點(diǎn)”問題，本文研究了基于OBE的數(shù)據(jù)庫原理混合教學(xué)模式，以提高課程教學(xué)質(zhì)量，達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫工程能力的目標(biāo)，具體改革實(shí)施流程如圖1所示。

2.1 以工程教育OBE理念為指導(dǎo)

轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，秉承“以學(xué)生為中心，產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的工程教育OBE理念，在課程目標(biāo)及內(nèi)容的設(shè)定、課程教學(xué)、課程考核三方面進(jìn)行課程改革，實(shí)現(xiàn)解決復(fù)雜數(shù)據(jù)庫軟件工程問題能力的培養(yǎng)。

2.1.1 教學(xué)前，重構(gòu)課程目標(biāo)及內(nèi)容，聚焦能力培養(yǎng)

首先，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，從專業(yè)能力、人文素養(yǎng)、家國情懷、社會(huì)責(zé)任感四個(gè)維度明確課程的能力目標(biāo)和思政目標(biāo)。建立由數(shù)據(jù)庫軟件分析能力、設(shè)計(jì)能力、編程能力、驗(yàn)證能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、自主學(xué)習(xí)能力、愛國愛民素養(yǎng)、文明友善素養(yǎng)、誠信敬業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的能力素質(zhì)圖譜。然后，將能力和思政元素分解到課程單元，按照反向設(shè)計(jì)的原則，結(jié)合數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域新技術(shù)，重新構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，支撐能力培養(yǎng)目標(biāo)和課程思政目標(biāo)的達(dá)成。

2.1.2 教學(xué)中，依據(jù)課程目標(biāo)，落實(shí)能力培養(yǎng)

基于OBE理念，圍繞課程知識(shí)和能力目標(biāo)，教師需要在教學(xué)方法、教學(xué)手段、課前、課中、課后作業(yè)及項(xiàng)目大作業(yè)等多個(gè)方面進(jìn)行細(xì)致的組織設(shè)計(jì)，以學(xué)生為主體，進(jìn)而提高學(xué)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)能力，最終落實(shí)解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

2.1.3 教學(xué)后，調(diào)考核增評價(jià)，達(dá)成持續(xù)改進(jìn)

以產(chǎn)出為導(dǎo)向，側(cè)重能力的培養(yǎng)，改變傳統(tǒng)考試為主的考核方式，調(diào)整為課前、課中、課后各階段學(xué)習(xí)考核和期末考試融合的“過程化能力考核”方式。

為達(dá)成考核后的持續(xù)改進(jìn)，融合學(xué)生考核結(jié)果及各方面課程評價(jià)結(jié)果，綜合分析，總結(jié)出下一教學(xué)周期的持續(xù)改進(jìn)措施。

2.2 踐行“案例引導(dǎo)、學(xué)生練評”教學(xué)方法和線上線下混合教學(xué)模式

轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思維，教學(xué)主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生。引入翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，讓教師從傳統(tǒng)的知識(shí)講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者，在課堂外實(shí)現(xiàn)在線教學(xué)，課堂中采用多種形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)動(dòng)力。課程積極運(yùn)用信息技術(shù)和手段打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，推進(jìn)引入MOOC、學(xué)習(xí)通、PTA、QQ等多種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)融合的線上線下混合教學(xué)，將課堂空間維度從教室物理空間拓展到網(wǎng)絡(luò)虛擬空間、將時(shí)間維度從課表固定時(shí)間延伸到課外自由時(shí)間。

數(shù)據(jù)庫原理課程線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)主要分四個(gè)階段：線上預(yù)習(xí)、課前測試、線下參與式學(xué)習(xí)課堂、線上課后學(xué)習(xí)。

2.2.1  線上預(yù)習(xí)

本課程教材為“十二五國家級規(guī)劃教材”，本課程SPOC資源引入了與教材同步的“國家級精品課程MOOC”。課程組按教學(xué)計(jì)劃提前將所學(xué)慕課視頻和預(yù)習(xí)題一并發(fā)布。學(xué)生將按要求進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)和答題。

2.2.2 課前測試

教師根據(jù)每次課的教學(xué)內(nèi)容，在課前利用學(xué)習(xí)通或中國大學(xué)生慕課平臺(tái)發(fā)布針對性的課前測試題，一般為客觀題，題型多為選擇題、判斷題，用于考查學(xué)生課前預(yù)習(xí)整體情況，便于教師在線下課堂進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)的調(diào)整講解。

2.2.3 線下參與式學(xué)習(xí)課堂

通過課前測試，學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，教師能有側(cè)重地講解學(xué)生不懂的難點(diǎn)。線下課堂，以引導(dǎo)式提問討論、案例探究、邊練邊學(xué)、生講互評等多種教學(xué)形式，讓學(xué)生完全參與課堂。由于本課程屬于理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，因此相關(guān)編程課節(jié)，要求學(xué)生帶手提電腦，其他課節(jié)要求學(xué)生至少帶課堂作業(yè)本，邊學(xué)邊練，課末將安排課堂練習(xí)，讓學(xué)生練講或演板，并讓其他學(xué)生進(jìn)行評判。在課堂中，教師也可引出問題，讓學(xué)生自主思考和討論，各抒己見，提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維、自主思考能力、溝通和表達(dá)能力。線下參與式學(xué)習(xí)課堂，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，真正踐行以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

2.2.4 線上課后學(xué)習(xí)

教師利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)布置章節(jié)作業(yè)、項(xiàng)目大作業(yè)、自主拓展學(xué)習(xí)和實(shí)踐練習(xí)，并要求學(xué)生做學(xué)習(xí)總結(jié)筆記，鼓勵(lì)學(xué)生在論壇中解決問題。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生碰到問題可以隨時(shí)通過課程QQ群與教師進(jìn)行課后交流。教師通過與學(xué)生的溝通和各類作業(yè)的反饋，獲得學(xué)生學(xué)習(xí)的情況及學(xué)生的建議，進(jìn)而反思以改進(jìn)后續(xù)的教學(xué)。

2.3 構(gòu)建過程化的能力考核方式和多維評價(jià)機(jī)制

傳統(tǒng)重期末的考核方式難以充分考核學(xué)生全過程的學(xué)習(xí)情況?；旌鲜浇虒W(xué)模式包含課前慕課自主學(xué)習(xí)、課堂理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課后學(xué)習(xí)等多個(gè)環(huán)節(jié)，課程組采用多階段過程化能力考核方式，有效考核學(xué)生的全過程學(xué)習(xí)情況，并引入多維評價(jià)機(jī)制對課程進(jìn)行客觀評價(jià)，有利于課程持續(xù)改進(jìn)。

2.3.1 線上課前考核

線上課前考核依據(jù)學(xué)生慕課視頻學(xué)習(xí)、線上討論、單元測驗(yàn)、課前測試情況，考核學(xué)生對數(shù)據(jù)庫原理基本知識(shí)的掌握情況。

2.3.2 線下課堂考核

線下課堂考核依據(jù)課堂練習(xí)、實(shí)驗(yàn)檢查情況，考核學(xué)生對數(shù)據(jù)庫理論及技術(shù)的應(yīng)用能力。

2.3.3 課后作業(yè)考核

課后作業(yè)考核依據(jù)課后理論、單元實(shí)踐作業(yè)、大項(xiàng)目作業(yè)，考核學(xué)生數(shù)據(jù)庫理論、數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計(jì)、評價(jià)、實(shí)現(xiàn)能力。大項(xiàng)目作業(yè)采用貫穿式分組完成，每組3人至5人不等，利用整個(gè)學(xué)期每組同學(xué)協(xié)作完成一個(gè)項(xiàng)目，不僅考核學(xué)生的專業(yè)能力，同時(shí)考核學(xué)生的組織、協(xié)作和溝通能力。

2.3.4 終結(jié)性考核

終結(jié)性考核采用期末考試試卷，題型包含選擇題、分析設(shè)計(jì)題、關(guān)系代數(shù)和SQL程序應(yīng)用題、觸發(fā)器和存儲(chǔ)過程的編程題，考核學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識(shí)、數(shù)據(jù)庫“分析―設(shè)計(jì)―實(shí)現(xiàn)”能力的掌握情況。

3 課程教學(xué)改革實(shí)踐成效

數(shù)據(jù)庫原理課程是傳授數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)能力的課程，是理論與實(shí)踐緊密相連的課程。引入OBE工程教育理念，結(jié)合混合教學(xué)模式指導(dǎo)課程改革。依據(jù)軟件工程專業(yè)畢業(yè)要求，設(shè)計(jì)以下課程目標(biāo)：①能夠熟練使用至少一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；②掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識(shí)，能從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出所需信息，并解決實(shí)際問題；③運(yùn)用所掌握的數(shù)據(jù)庫知識(shí)與技術(shù)設(shè)計(jì)出小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；④能夠基于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和關(guān)系數(shù)據(jù)理論，設(shè)計(jì)并分析復(fù)雜工程問題的解決方案。

改革前后兩學(xué)期數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)實(shí)踐比較結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，經(jīng)過基于OBE的課程混合教學(xué)模式改革后，四個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度均有提高，其中課程目標(biāo)4提高最明顯。經(jīng)過課程教學(xué)改革，學(xué)生的數(shù)據(jù)庫操作、設(shè)計(jì)分析能力均有所提高。但通過課程目標(biāo)達(dá)成度分析，可以看出課程目標(biāo)2和4較其他課程目標(biāo)達(dá)成度低，說明學(xué)生的分析設(shè)計(jì)能力還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

除課程目標(biāo)達(dá)成度分析之外，改革后開展學(xué)生問卷調(diào)查，問卷滿意度得分達(dá)到4.45，滿意度由各課程目標(biāo)各級滿意度所選人數(shù)比例加權(quán)折算成5分制再求平均分算出。轉(zhuǎn)換成百分制，整體滿意度達(dá)到89%。表明學(xué)生對課程教學(xué)滿意度較高。課程組從學(xué)生調(diào)查問卷的反饋意見中獲悉，相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目講解可以適當(dāng)增加。

依據(jù)課程目標(biāo)達(dá)成度分析及學(xué)生調(diào)查問卷反饋的分析，課程組將在下一輪教學(xué)前制訂改進(jìn)方案，并按方案實(shí)施，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

4 結(jié)語

課程組在教學(xué)中引入OBE工程教育理念，根據(jù)畢業(yè)要求，凝練課程目標(biāo)，反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，形成基于OBE理念的數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)大綱。根據(jù)改革后的教學(xué)大綱，轉(zhuǎn)變教學(xué)主體為學(xué)生，形成“案例引導(dǎo)、學(xué)生練評”的教學(xué)方式，引入多類網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)研究實(shí)踐具有課程特色的線上線下混合教學(xué)模式。經(jīng)過逐年的總結(jié)、反思、改進(jìn)，數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)效果有所提高。這項(xiàng)教學(xué)改革成果不僅可應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)，同時(shí)也可推廣到同類理論聯(lián)系實(shí)際的專業(yè)課程教學(xué)中，具有借鑒價(jià)值。

基金項(xiàng)目：江西f418b603667c24052b984afe7fbd8099省教育廳科技項(xiàng)目（GJJ12461）；2022年全國高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2022-AFCEC-407）；2021年南昌航空大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于OBE的《數(shù)據(jù)庫原理》課程線上線下混合教學(xué)模式改革實(shí)踐”（JY21101）；2021年南昌航空大學(xué)《數(shù)據(jù)庫原理》課程思政示范課程項(xiàng)目（SZ2148）。

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