“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”混合式教學(xué)設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：本文針對“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”課程高水平的教學(xué)資源無法得到有效應(yīng)用、學(xué)生學(xué)習(xí)自主性不強、傳統(tǒng)的教學(xué)課堂無法得到即時反饋和互動性嚴(yán)重不足、實踐教學(xué)無法得到監(jiān)控等問題，提出了通過引入國內(nèi)知名高校高質(zhì)量MOOC教學(xué)資源開設(shè)SPOC課程，利用雨課堂教學(xué)工具開展課程智慧教學(xué)，并采用EDUCODER平臺進(jìn)行實踐教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計不同形式的混合教學(xué)方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)質(zhì)量、自學(xué)能力、學(xué)習(xí)滿意度。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);教學(xué)設(shè)計;智慧教學(xué);SPOC

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）06-0087-03

隨著MOOC（massive open online course，大規(guī)模在線開放課程）的不斷發(fā)展，目前互聯(lián)網(wǎng)上有關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學(xué)資源比較豐富。據(jù)統(tǒng)計，在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)庫的在線課程有近50門。但是，如何利用好相關(guān)的教學(xué)資源和平臺來開展混合式教學(xué)，是一個不得不面臨的問題。本文以理論和實踐要求均比較高的“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”課程為例，探索了如何開展線上線下混合教學(xué)研究。

● 存在的主要問題

1.過度的翻轉(zhuǎn)教學(xué)造成部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識不扎實

目前，翻轉(zhuǎn)教學(xué)的普遍做法是“課前學(xué)生看視頻+課上小組討論匯報+教師重難點講解及點評”。然而，對于“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”這類理論性較強的課程使用這種完全翻轉(zhuǎn)的教學(xué)形式對地方性本科院校的學(xué)生是否合適，是值得研究的問題。

通過調(diào)查，這種形式對于985、211的學(xué)生而言，也許有很好的促進(jìn)作用，但對于部分地方性本科院校的學(xué)生而言未必有效，由于其學(xué)習(xí)自主性較差，學(xué)生“抱大腿”的情況比較嚴(yán)重，都指望小組特別優(yōu)秀的同學(xué)去完成，其他同學(xué)跟著混個成績就可以。這樣容易造成學(xué)生基礎(chǔ)理論知識不夠扎實，甚至比傳統(tǒng)教學(xué)更差的效果。

2.高水平的教學(xué)資源無法得到有效利用

網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)的相關(guān)教學(xué)資源比較豐富，但是如何有效地利用這些課程資源開展教學(xué)是個值得思考的問題。在使用的過程中，部分教師沒有很好地學(xué)習(xí)和研究網(wǎng)上的教學(xué)課程，往往在平臺上建立一個SPOC，然后照抄照搬照轉(zhuǎn)網(wǎng)上教學(xué)資源，發(fā)布給學(xué)生學(xué)習(xí)和討論，自己僅當(dāng)“二傳手”，沒有結(jié)合實際情況對MOOC課程進(jìn)行本地化改造，造成了學(xué)生學(xué)習(xí)效果比較差。

3.實踐教學(xué)無法得到有效監(jiān)控

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理是一門實踐性比較強的課程，學(xué)生需要完成大量的課程實驗。由于學(xué)生的實驗報告量比較大，對于教師而言，要完成這些實驗報告的批閱需要付出大量的勞動。而個別學(xué)生由于自覺性不夠，抄襲實驗報告的事情時有發(fā)生，但教師無法實時監(jiān)控學(xué)生的實驗情況。

4.傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法得到即時反饋

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，困擾教師最多的問題之一，就是無法及時獲知學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也就無法做進(jìn)一步的分析和改進(jìn)。

● 混合式教學(xué)設(shè)計

1.利用MOOC平臺構(gòu)建SPOC并對教學(xué)資源進(jìn)行本地改造

可在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)上，選擇優(yōu)質(zhì)的教學(xué)課程建設(shè)SPOC課程。本課程選用的是中國人民大學(xué)王珊老師負(fù)責(zé)的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》（基礎(chǔ)篇）（高級篇）這門國家級精品開放課程來建設(shè)SPOC課程。這門課程采用的是KINGBASE數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，但市場使用SQL SERVER的比較多，所以增加了相關(guān)視頻。由于MOOC對時間有要求，教學(xué)視頻一般限于5～15分鐘，內(nèi)容比較精煉，學(xué)生難以理解到位，可以結(jié)合一些實例錄制視頻進(jìn)行補充。

2.利用雨課堂教學(xué)工具將線上線下教學(xué)有機結(jié)合

在實施過程中可以使用雨課堂來完成相關(guān)工作。它借助微信和 PowerPoint將線上和線下，課堂和課外緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)師生良好的互動，是推動翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)的有利工具。[1]可以通過雨課堂建立班級和分組，課前發(fā)布預(yù)習(xí)要求和練習(xí)，課中利用該工具發(fā)布練習(xí)題到學(xué)生手機即時了解學(xué)生的情況，課后發(fā)布相關(guān)的作業(yè)。

3.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計不同程度的翻轉(zhuǎn)教學(xué)形式

根據(jù)課堂規(guī)模和實施手段，翻轉(zhuǎn)課堂可以分為以下幾種形式：小規(guī)模的完全翻轉(zhuǎn)、大規(guī)模的輕量級翻轉(zhuǎn)、小規(guī)模的混合式學(xué)習(xí)。[2]一般情況下，原理性極強、概念比較多的課程建議采用輕量級翻轉(zhuǎn)，以教師講授為主、學(xué)生看視頻為輔，并在教學(xué)過程中借助雨課堂等智慧教學(xué)工具通過彈幕、限時答題等形式及時掌握學(xué)生對所講內(nèi)容的理解情況。[3]

4.使用EDUCODR平臺進(jìn)行實踐教學(xué)

在實踐教學(xué)過程中，可以采用EDUCODER平臺進(jìn)行，EDUCODER實訓(xùn)平臺是國防科技大學(xué)研制的一款計算機教學(xué)實訓(xùn)平臺，能夠?qū)崟r在線評測和調(diào)試，支持對學(xué)員的綜合性能力評價，是可自動生成綜合性學(xué)習(xí)實驗報告的實訓(xùn)平臺。[4]教師可以在平臺上引用其他教師的實訓(xùn)項目，也可以自建，然后把實訓(xùn)項目發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生按要求完成，系統(tǒng)會自動評閱和統(tǒng)計成績，這樣能極大地提高工作效率，還可以通過后臺了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)效果。

● 教學(xué)實施

1.課前

課前，教師要制作預(yù)習(xí)PPT。預(yù)習(xí)PPT其實是一份預(yù)習(xí)任務(wù)清單，主要包含本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點難點、MOOC視頻學(xué)習(xí)、討論問題、EDUCOEDER實驗內(nèi)容，并設(shè)置預(yù)習(xí)習(xí)題了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。預(yù)習(xí)題不宜設(shè)計得過于復(fù)雜，主要以基礎(chǔ)知識為主，同時教師收集學(xué)生在預(yù)習(xí)中所遇到的問題，做好課堂教學(xué)設(shè)計，針對重點難點進(jìn)行教學(xué)。可以利用雨課堂制作預(yù)習(xí)PPT并發(fā)布給學(xué)生。學(xué)生課前預(yù)習(xí)的任務(wù)課時一般控制在1課時左右。如果學(xué)生課前不自學(xué)，則可以通過設(shè)置懲罰機制讓學(xué)生為自己的不學(xué)“買單”。[5]

2.課中

在課堂教學(xué)過程中，首先針對學(xué)生在預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解，根據(jù)課程需要選擇教師講授不是小組課堂匯報，然后教師點評及講解，特別是對重點難點內(nèi)容進(jìn)行講解。在上課的過程中，教師可以每隔10分鐘左右通過雨課堂發(fā)布習(xí)題讓學(xué)生用手機即時完成，或通過彈幕方式讓學(xué)生參與討論。教師可以通過大屏幕及時反饋學(xué)生的答案或觀點，并對有問題的地方進(jìn)行講解，課程結(jié)束前可以根據(jù)雨課堂提供的針對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的定性和定量分析[6]進(jìn)行本次課程總結(jié)。

3.課后

課后，可以根據(jù)學(xué)習(xí)的情況重看視頻，查缺補漏。同時，想要真正學(xué)好數(shù)據(jù)庫的理論知識，做到靈活應(yīng)用，學(xué)生還需要通過課后作業(yè)及上機實驗的方式，進(jìn)行強化訓(xùn)練，教師可以通過雨課堂發(fā)布習(xí)題和實驗要求，讓學(xué)生課后完成并上交。教師也可以利用MOOC平臺或雨課堂討論組開展課后討論或答疑，但要注意的是，雨課堂的討論并不納入得分統(tǒng)計，而中國大學(xué)MOOC網(wǎng)中學(xué)生討論是會納入學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計的，所以可以將二者結(jié)合，獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

4.實踐教學(xué)設(shè)計

實驗教學(xué)可以采用EDUOCDER平臺來進(jìn)行，該平臺的優(yōu)點是可以利用平臺本身的大量案例進(jìn)行實驗教學(xué)，學(xué)生可以在平臺上進(jìn)行線上實驗并且及時得到反饋。教師在上實驗課時，可以讓學(xué)生登錄平臺進(jìn)行實驗，并實時查看學(xué)生的答題情況，針對學(xué)生存在的問題及時進(jìn)行講解，同時還可以把學(xué)生的測試成績進(jìn)行保存。該平臺的缺點是靈活性不夠，要設(shè)計自己的教學(xué)實驗還是比較煩瑣。如果教師的時間足夠，可以申請加入中國人民大學(xué)王珊老師負(fù)責(zé)的《數(shù)據(jù)庫系概論》MOOC課程的實驗支持平臺，在這個平臺上教師可以很好地設(shè)計自己的實驗項目。

5.融合課程思政

在教學(xué)過程中教師還要思考如何挖掘課程中的思政元素，加強與專業(yè)課程教學(xué)融合，通過精心的教學(xué)設(shè)計，加強學(xué)生的思想教育，達(dá)到“潤物細(xì)無聲”效果。例如，在講解數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)的時候，可以讓學(xué)生查看有關(guān)美國“9·11事件”的資料和視頻，讓學(xué)生思考為什么世貿(mào)大廈的數(shù)據(jù)被毀后，德意志銀行能夠很快恢復(fù)業(yè)務(wù)運行，而紐約銀行數(shù)月后只能破產(chǎn)清盤。通過這個例子讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的重要性，同時也反思恐怖主義給人類帶的災(zāi)害，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀。

6.考核

由于采用了多平臺多形式的教學(xué)方式，教學(xué)考核的方式就顯得尤為重要，如可采用過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方法來進(jìn)行。使用平臺的好處就是，所有教學(xué)過程的所有數(shù)據(jù)都會被保留，非常方便進(jìn)行形成性評價，如可以從雨課堂中下載學(xué)生的課堂教學(xué)數(shù)據(jù)，從中國大學(xué)MOOC上下載學(xué)生參與網(wǎng)上學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，從EDUCODER上下載學(xué)生進(jìn)行實驗的數(shù)據(jù)，然后把這些數(shù)據(jù)綜合起來按一定的比例作為總評成績。本課程采用的就是20%（簽到、課前中后測試、討論、MOOC學(xué)習(xí)）+20%實驗（線上實驗+設(shè)計實驗）+60%期末考試成績的方式。

● 實施效果

通過對所在教學(xué)班級（76人）的滿意度調(diào)查，數(shù)據(jù)表明絕大部分學(xué)生認(rèn)可了教師的混合式的教學(xué)組織形式和使用智慧教學(xué)工具進(jìn)行教學(xué)，課程也培養(yǎng)了自己的思維和動手能力，課程思政教育探索也取得了一定的成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓淼.基于慕課和雨課堂的高校思政課混合式教學(xué)——以“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”慕課為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018，28（07）：65-70.

[2]朱桂萍，于歆杰.“電路原理”MOOC資源的多種應(yīng)用形式實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2017，39（03）：6-9.

[3]朱桂萍，于歆杰.基于翻轉(zhuǎn)課堂的主動學(xué)習(xí)促進(jìn)策略[J].中國大學(xué)，2018（05）：29-32.

[4]張紅梅，拓明福，趙永梅，等.混合式教學(xué)在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].計算機工程與科學(xué).2019（41）：170-173.

[5]蘇小紅，王甜甜，張羽.基于大班翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)模式探索與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2017（07）：54-62.

[6]袁景凌，鞏晶，張霞，等.以學(xué)生為中心的MOOC+“在線課堂”組織與實踐[J].計算機教育，2020（08）：14-17.

作者簡介：陳作聰，理學(xué)碩士，教授。

基金項目：海南熱帶海洋學(xué)院2020年校級教育教學(xué)改革研究項目“融入‘思政元素的計算機類專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計研究——以‘?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理為例”（編號：RHYszjg2020-01），中國高校計算機教育MOOC聯(lián)盟線上線下混合式教學(xué)改革項目“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”（編號：B190057）。