“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”雙語互動教學(xué)模式研究

古海云 任 蕾

(上海海事大學(xué) 信息工程學(xué)院， 上海 201306)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是電子商務(wù)和其他基于Web應(yīng)用程序的重要組成部分，是企業(yè)操作和決策支持應(yīng)用程序的核心，有成千上萬的組織和數(shù)以百萬計的個人在使用數(shù)據(jù)庫[1]。“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”作為計算機(jī)和信息管理類專業(yè)的核心專業(yè)必修課，課程的特點(diǎn)包括：理論性強(qiáng)、專有名詞概念眾多；實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性高、應(yīng)用范圍廣；技術(shù)發(fā)展迅速，教學(xué)內(nèi)容需要及時更新等[2-4]。因此，很多教師都選擇采用由業(yè)內(nèi)資深學(xué)者編著的國外經(jīng)典教材。相關(guān)雙語教學(xué)論文中，都探討了用英語講授重要概念和術(shù)語，技術(shù)細(xì)節(jié)和案例解析時可輔以中文，有利于應(yīng)對學(xué)生英語水平參差不齊的問題[2-6]。

專業(yè)課程的雙語教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生更直接地學(xué)習(xí)經(jīng)典理論知識，并接觸最新的技術(shù)資料，英語只是專業(yè)內(nèi)容的載體和教學(xué)的工具，而不應(yīng)該成為教和學(xué)的阻礙。尤其在當(dāng)前專業(yè)課學(xué)時壓縮的大背景下，針對原版教材內(nèi)容廣、信息量大的特點(diǎn)，如何在有限學(xué)時內(nèi)完成既定的教學(xué)目標(biāo)，并達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，還需要教師根據(jù)具體課程和學(xué)生的特點(diǎn)，不斷改進(jìn)和調(diào)整教學(xué)方法。

本文基于“雨課堂”在線互動教學(xué)平臺，充分利用手機(jī)端APP和校園網(wǎng)環(huán)境，設(shè)計并實(shí)踐了“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”課程的雙語互動教學(xué)模式，有效提高了學(xué)習(xí)成效。同時，在線調(diào)查結(jié)果表明，九成以上的學(xué)生對“雨課堂”互動教學(xué)模式表示支持和贊同。

1 課程簡介

在上海海事大學(xué)信息工程學(xué)院電子工程系，“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”(Database Technology)是一門為電子信息工程和通信工程專業(yè)大二學(xué)生開設(shè)的專業(yè)選修課程，共32學(xué)時，其中包括6學(xué)時課內(nèi)實(shí)驗。在課時非常有限的情況下，與計算機(jī)和信息管理專業(yè)的數(shù)據(jù)庫類核心專業(yè)課不同，本課程并不要求學(xué)生深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫理論，而是以實(shí)用性為導(dǎo)向，通過實(shí)例和互動教學(xué)方式，幫助學(xué)生快速理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念和術(shù)語，熟悉主流DBMS軟件的使用，掌握SQL語言的基本命令，并了解E-R建模和數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法。

首先，教材選擇問題。數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的教材、實(shí)驗指導(dǎo)書和工具書版本眾多，通過多方比較，本課程選擇了原版國外經(jīng)典教材《Database Concepts》，該書基本概念和專業(yè)術(shù)語表述規(guī)范，理論講解由淺入深，并包含大量workbench指導(dǎo)和項目實(shí)踐，非常適合作為數(shù)據(jù)庫的入門教材。同時，教材作者David M. Kroenke在Pearson出版社網(wǎng)站上，為全球教師提供了豐富的教學(xué)資源。

其次，課堂實(shí)例演示方面。本課程主要以教材章節(jié)順序為主線，但在不同的教學(xué)階段，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，分別使用3種主流DBMS軟件做課堂演示，比如：

(1)在第1章“Getting Started”和第2章“The Relational Model”階段，使用Microsoft Access演示對示例數(shù)據(jù)庫的操作，Access直觀的圖形化界面，使學(xué)生更容易入門；

(2)在第3章“Structured Query Language”的授課過程中，使用Microsoft SQL Server，更適合學(xué)習(xí)SQL命令的編寫、調(diào)試和驗證；

(3)在第4章“Data Modeling and the E-R Model”和第5章“Database Design”階段，使用MySQL進(jìn)行課堂演示，其EER diagram模型分析工具非常適合學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建模。

另外，結(jié)合自編的實(shí)驗指導(dǎo)手冊，3次實(shí)驗課“DBMS的基本操作”“SQL語言編程設(shè)計”和“學(xué)生選課系統(tǒng)設(shè)計”要求分別使用Microsoft Access、Microsoft SQL Server和MySQL來完成。保證學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程，熟練掌握以上三種主流DBMS軟件的基本使用方法。

同時，我們采用了清華大學(xué)的“雨課堂”在線互動教學(xué)平臺，力求在有限的課時內(nèi)，高效完成教學(xué)目標(biāo)。“雨課堂”是一款由清華大學(xué)和學(xué)堂在線于2016年4月發(fā)布的基于PowerPoint和微信公眾號平臺開發(fā)的新型智能課堂互動教學(xué)工具，其特色是簡單易用，完全免費(fèi)[7]。圖1所示為集成于PowerPoint中的“雨課堂”菜單界面。教師不需要改變原有PPT課件和備課習(xí)慣，只需在原有課件中增加互動內(nèi)容，就可以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)前、中、后三個階段與學(xué)生的良好互動。具體方式包括：課前采用發(fā)布課程公告的方式為學(xué)生推送預(yù)習(xí)任務(wù)和專業(yè)術(shù)語表等參考資料；課堂上采用推送互動問題、開啟彈幕討論、隨機(jī)點(diǎn)名等功能，增強(qiáng)課堂互動性，提高學(xué)生參與度；課后發(fā)布測驗試卷、實(shí)踐課題、課程資源等，并可進(jìn)行在線答疑。同時，“雨課堂”提供教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，方便教師掌握學(xué)生總體和個人學(xué)習(xí)情況，合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)度和方法。

圖1 PowerPoint中的“雨課堂”菜單界面

最后，關(guān)于雙語教學(xué)中討論較多的學(xué)生英語水平問題。在電信18級本課程的第一節(jié)課上，教師完成課程簡介之后，利用“雨課堂”的投票題，把如圖2(a)所示的問題，推送到學(xué)生手機(jī)端。圖2(b)所示為即時統(tǒng)計結(jié)果，可見使用“雨課堂”，教師可以在1分鐘內(nèi)了解到學(xué)生的整體英語水平，其他班級的統(tǒng)計結(jié)果也呈類似分布。因此，我們認(rèn)為隨著我國英語教育水平的提高，我校工科大學(xué)生的英語聽說讀寫能力已足以適應(yīng)本課程的英語授課環(huán)境，雙語教學(xué)并不需要特意放慢教學(xué)進(jìn)度。

(a)調(diào)查問題

(b)調(diào)查結(jié)果圖2 學(xué)生英語水平調(diào)查

2 互動教學(xué)模式

2.1 課堂互動

在日常的教學(xué)過程中，專業(yè)課教師往往需要在有限的學(xué)時內(nèi)講授大量的專業(yè)知識，沒有很多時間進(jìn)行課堂提問和互動，從而忽略了學(xué)生的接受程度。長此以往，這種填鴨式教學(xué)法的弊端就會越來越明顯，很多學(xué)生對課堂提問保持沉默，甚至完全跟不上教學(xué)進(jìn)度。為了解決上述問題，并且不占用過多學(xué)時，我們采用“雨課堂”在PPT中適時插入互動問題。講課過程中，每隔20 min左右，推送一個互動問題，設(shè)定倒計時1 min收集答案，能有效地集中學(xué)生注意力。同時，“雨課堂”可以即時統(tǒng)計所有學(xué)生的答案，方便教師針對性地講解出錯較多的問題，比單獨(dú)提問的效率要高得多，學(xué)生也覺得更易于接受。

在設(shè)計“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”的課堂互動問題時，我們較多地使用了基本概念相關(guān)的選擇題，幫助學(xué)生及時理解基本概念，明確重要術(shù)語的含義，也有利于后續(xù)教學(xué)。比如，在講授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成時，在教師電腦上用Access打開示例數(shù)據(jù)庫，向?qū)W生展示什么是元數(shù)據(jù)，之后就可以推送如圖3(a)的問題，讓學(xué)生根據(jù)剛剛講解過的元數(shù)據(jù)定義來判斷五個選項中哪一個不是元數(shù)據(jù)，圖3(b)所示為學(xué)生提交答案的統(tǒng)計結(jié)果，可以幫助教師快速了解學(xué)生對“元數(shù)據(jù)(metadata)”這個重要術(shù)語的掌握情況。

(a)互動問題

(b)學(xué)生結(jié)果圖3 “雨課堂”互動問題及答案統(tǒng)計示例

在教師端，根據(jù)我們的經(jīng)驗，“雨課堂”目前可用的題型中，選擇題、判斷題等客觀題更適合高效的課堂互動；主觀題往往需要學(xué)生用較長時間在手機(jī)上輸入答案，教師逐一批改，不適合課時緊張的專業(yè)課堂。因此，講課時涉及到主觀問題的環(huán)節(jié)，比如表格規(guī)范化、E-R建模、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等階段的項目分析部分，還是要適時采用課堂提問的方式，可以采用“雨課堂”的隨機(jī)點(diǎn)名系統(tǒng)來抽取學(xué)生回答，有助于活躍課堂氣氛。

在學(xué)生端，“雨課堂”也提供了互動反饋的功能。教師只要開啟“雨課堂”授課，教師電腦上演示的PPT課件頁面就會同步到學(xué)生手機(jī)屏幕，一方面有利于在大教室中，每個學(xué)生根據(jù)自己的情況微調(diào)學(xué)習(xí)節(jié)奏，另一方面，學(xué)生有疑問的地方，可以通過點(diǎn)擊該頁對應(yīng)的“不懂”按鈕，提醒教師哪些內(nèi)容需要著重講解。

2.2 教學(xué)資源共享

本課程以實(shí)用性為主，涉及到的3種DBMS軟件的基本安裝使用指導(dǎo)手冊、示例數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫開發(fā)項目資料、實(shí)驗指導(dǎo)書，以及多媒體課件和參考書等教學(xué)資源，有需要提前共享給學(xué)生的，可以通過“雨課堂”的發(fā)布公告功能，把課程資源的云存儲鏈接發(fā)送到學(xué)生手機(jī)端，供學(xué)生下載。

2.3 學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布

本課程面向大二年級的電子信息工程和通信工程專業(yè)學(xué)生，是他們的第一門雙語專業(yè)課程。盡管所選教材易于理解、面向應(yīng)用，非常適合數(shù)據(jù)庫技術(shù)的入門學(xué)習(xí)，但需要閱讀較多的英文資料，對初學(xué)者仍然有可能造成壓力。為此，我們建議學(xué)生做課前預(yù)習(xí)，包括熟悉相關(guān)術(shù)語、閱讀重點(diǎn)章節(jié)等。課前預(yù)習(xí)任務(wù)可采用“雨課堂”的課件發(fā)布功能，把術(shù)語表和重點(diǎn)章節(jié)制作成手機(jī)課件上傳并發(fā)布，如圖4(a)所示。

(a)術(shù)語表示例

(b)試卷示例

(c)試卷發(fā)布示例圖4 “雨課堂”課前預(yù)習(xí)任務(wù)和課后作業(yè)發(fā)布示例

本課程的課后作業(yè)以實(shí)際上機(jī)操作任務(wù)為主，可采用“雨課堂”新建試卷功能，用主觀題來描述作業(yè)要求，通過上傳試卷和試卷發(fā)布功能來完成作業(yè)布置，例如圖4(b)所示的作業(yè)為第一章課后，要求學(xué)生練習(xí)Access Workbench部分內(nèi)容，并把自己的個人信息添加到客戶表中，提交所生成報表的截屏圖片作為答案。通過設(shè)置考試截止時間來控制作業(yè)的提交時限，考試時長可設(shè)為不限時，如圖4(c)所示。學(xué)生提交后，教師端可進(jìn)行批改。

綜上所述，通過使用“雨課堂”互動教學(xué)平臺，可以方便地構(gòu)建課前預(yù)習(xí)、課堂互動、課后作業(yè)發(fā)布，以及教學(xué)資源共享的整體互動教學(xué)模式。當(dāng)然，提高教學(xué)成效的關(guān)鍵，還是在于教師需要根據(jù)課程和學(xué)生的特點(diǎn)，精心設(shè)計教學(xué)互動問題和環(huán)節(jié)，并制作相關(guān)教學(xué)資源。“雨課堂”的統(tǒng)計功能可用于分析各個環(huán)節(jié)的教學(xué)數(shù)據(jù)，讓教師更有全局觀，更有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方法和節(jié)奏。

3 課程總評

本課程總評采用“實(shí)驗10%+平時30%+期末60%”的比例進(jìn)行綜合評價。其中，30%的平時成績可以直接采用“雨課堂”互動答題、考勤和提問的積分統(tǒng)計結(jié)果；期末試卷分布為選擇題40分，簡答題20分，SQL編程題20分，數(shù)據(jù)庫設(shè)計題20分。

參加2019年12月課程在線調(diào)查的電信18級學(xué)生，期末總評成績分布如表1所示。期末考試區(qū)分度合理，總評平均成績較往年有所提高。作為學(xué)生的第一門雙語專業(yè)課，本課程幫助大部分選課學(xué)生克服了對英文原版教材和雙語專業(yè)課的畏難情緒，并熟悉了實(shí)用的專業(yè)課學(xué)習(xí)方法，希望對學(xué)生未來的專業(yè)課學(xué)習(xí)有所助益。

表1 學(xué)生期末總評成績分布

4 學(xué)生反饋

2019年12月，我們通過問卷星在線調(diào)查網(wǎng)站，設(shè)計并完成了一個簡單的“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”學(xué)生調(diào)查，問卷包括5個題目，分別調(diào)查學(xué)生對本課程的教材、實(shí)驗、教學(xué)方法等方面的意見和建議，共收集了30份有效問卷。

第1題是：“你覺得這門課有用嗎？”調(diào)查結(jié)果顯示：有33.33%的學(xué)生強(qiáng)烈希望能增加課時，40%的學(xué)生認(rèn)為很有用，20%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)該有用，只有2位同學(xué)選擇不確定。可見，通過本課程的學(xué)習(xí)，初次接觸數(shù)據(jù)庫的學(xué)生已經(jīng)深刻認(rèn)識到數(shù)據(jù)庫技術(shù)的實(shí)用性。

第2題是：“你覺得我們用的這本教材怎么樣？”調(diào)查結(jié)果顯示：36.67%的學(xué)生覺得有點(diǎn)兒難，36.66%的學(xué)生覺得很適合，另外有26.67%學(xué)生表示沒有認(rèn)真讀過教材，但并沒有學(xué)生覺得太難。可見，教材的難度是適中的，但豐富的在線教學(xué)資源，可能反而使得一部分學(xué)生懶于閱讀教材。

第3題和第4題是調(diào)查學(xué)生對“雨課堂”的接受程度，總體上，有60%的學(xué)生喜歡使用“雨課堂”，覺得省時高效，33.33%的學(xué)生覺得總比單獨(dú)被提問要好。具體到“雨課堂”的各項功能，學(xué)生的喜愛程度排行如圖5所示，課件同步到手機(jī)、課堂互動問題和及時收到通知功能受到了大部分同學(xué)的支持。

圖5 “雨課堂”各項功能的學(xué)生喜愛程度調(diào)查結(jié)果

第5題是關(guān)于課內(nèi)實(shí)驗的調(diào)查，因課內(nèi)實(shí)驗時數(shù)太少，有46.67%的同學(xué)表示雖然只有3個實(shí)驗，難度也比較合適，但在3次實(shí)驗課時內(nèi)完成仍有較大壓力，大部分同學(xué)還需要占用部分課外時間才完成實(shí)驗報告。

5 結(jié)語

通過連續(xù)三年在包括“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”“網(wǎng)絡(luò)通信”和“通信與電子信息專業(yè)英語”等課程的教學(xué)過程中，使用“雨課堂”來增強(qiáng)學(xué)生參與度，從而提高教學(xué)效率。我們經(jīng)過不斷地嘗試和改進(jìn)，把互動教學(xué)模式的各項具體措施，包括發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)、資源共享公告、推送互動問題、隨機(jī)點(diǎn)名問答、在線布置作業(yè)和答疑等，有機(jī)地結(jié)合到課前、課中、課后整個教學(xué)流程中。學(xué)生的總評成績和反饋意見都表明了這種互動教學(xué)方式是切實(shí)可行的。

尤其是在“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”和“網(wǎng)絡(luò)通信”課程的雙語教學(xué)過程中，使用“雨課堂”適時推送基本術(shù)語和概念的互動問題，可以很好地幫助學(xué)生及時理解理論知識，避免問題累積，跟上教學(xué)進(jìn)度。因此，本文提出的互動教學(xué)模式，可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)，較好地解決傳統(tǒng)雙語課堂上互動效率低的問題，同時提高了學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)生的畏難心理，使得英語真正成為學(xué)習(xí)專業(yè)知識的載體和工具。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為信息社會中各行各業(yè)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。對于學(xué)生來說，“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”課程的最大特色是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，如何做到學(xué)以致用是非常重要的。數(shù)據(jù)庫技術(shù)原理起源于歐美國家，其前沿研究成果也多發(fā)表于國際學(xué)術(shù)刊物，采用國外經(jīng)典教材的好處是可以讓入門級學(xué)生在初次接觸相關(guān)概念和術(shù)語時，理解清晰準(zhǔn)確，不會受到不同譯本的干擾。但另一方面，教材中的一些示例數(shù)據(jù)庫所包含的國外商業(yè)規(guī)則，對我國學(xué)生來說可能會有些陌生，這就需要教師在備課時，注意增加與學(xué)生的日常生活經(jīng)驗更貼近的數(shù)據(jù)庫示例，比如校園管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、網(wǎng)購管理系統(tǒng)等。我們也期待，越來越多的高校教師在線共享教學(xué)資源，交流教學(xué)經(jīng)驗。