數(shù)據(jù)庫原理跨校修讀學(xué)分課程教學(xué)模式與實(shí)踐研究*

王玨 吳瓊 羅海艷 徐靜 金莉

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 沈陽 110866

0 引言

數(shù)據(jù)庫原理是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科二年級學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，共3 學(xué)分50 學(xué)時(shí)。學(xué)生選修該門課前，須完成離散數(shù)學(xué)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)。本課程以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為核心，分基本知識與關(guān)系模型、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)四個(gè)模塊。主要內(nèi)容包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念、數(shù)據(jù)模型；關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言SQL，關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化；關(guān)系數(shù)據(jù)理論，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法和步驟；數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制等。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本理論、技術(shù)和方法，熟練使用SQL 語言在某一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作；掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法和步驟，具有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的基本能力。該課程于2020 年以超星泛雅平臺(tái)為依托，啟動(dòng)跨校修讀學(xué)分教學(xué)改革，經(jīng)過3年的探索與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

1 研究背景

數(shù)據(jù)庫原理課程的部分概念較為抽象不易理解，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師作為課程的主導(dǎo)者進(jìn)行知識的講授，學(xué)生被動(dòng)地聽課。學(xué)習(xí)態(tài)度端正、自控力強(qiáng)的學(xué)生，能夠認(rèn)真聽課；但對于部分自控力較差或?qū)τ谥爸R點(diǎn)掌握不好的學(xué)生，他們很難一節(jié)課一直保持注意力集中。針對上述問題，筆者嘗試過課上提問、討論等方式，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，但收效甚微。究其原因是學(xué)生的課程參與度不高，一方面，教師應(yīng)努力提升授課趣味性，另一方面，也應(yīng)想辦法提升學(xué)生的課堂參與度。若要徹底解決該問題，需要教師改變理念、改變思維、改變習(xí)慣，讓啟發(fā)式探討、互動(dòng)式交流以及探究式討論融入授課過程中，最大限度地引導(dǎo)學(xué)生參與到課程學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生作為課程的主角，教師作為課堂的引導(dǎo)者、組織者。

“互聯(lián)網(wǎng)”深入各行各業(yè)，高等教育領(lǐng)域也不例外[1]。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使學(xué)習(xí)不再受時(shí)空的限制。在這樣的背景下，2014年5 月，遼寧省教育廳辦公室發(fā)布《關(guān)于開展普通本科高校大學(xué)生在線學(xué)習(xí)跨校修讀學(xué)分試點(diǎn)高校申報(bào)工作的通知》（遼教辦發(fā)〔2014〕105 號）[2]，決定選擇部分普通本科高校開展大學(xué)生在線學(xué)習(xí)、跨校修讀學(xué)分試點(diǎn)工作。跨校修讀學(xué)分，是指學(xué)生不離開學(xué)校通過網(wǎng)絡(luò)修讀非本校開設(shè)的課程，且所獲得的學(xué)分得到本校認(rèn)可的新型教學(xué)模式。開展試點(diǎn)工作后，省級精品開放課程資源能夠得到充分利用，探索建立大學(xué)生跨校修讀課程、高等學(xué)校間互認(rèn)學(xué)分的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)管理制度，推動(dòng)課堂教學(xué)模式改革，提高教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量亟須提上日程。在遼寧省教育廳的支持下，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院嘗試對數(shù)據(jù)庫原理課程實(shí)施改革，以超星泛雅平臺(tái)上的共享精品課資源為依托，學(xué)生課下進(jìn)行概念性知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)、測試，課上進(jìn)行重難點(diǎn)知識的講解，針對應(yīng)用性知識進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂，幫助學(xué)生內(nèi)化知識，打破傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。

2 實(shí)施方案

跨校修讀學(xué)分課程的教學(xué)過程由以教師為中心轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為中心，為達(dá)到更好的教學(xué)效果，教師課前需要對課程內(nèi)容進(jìn)行梳理。按照學(xué)校數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)大綱，數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)內(nèi)容主要有十章。這十章內(nèi)容按照學(xué)生知識接受的難易程度，分為三類，一類是概念性知識，學(xué)生很容易接受；一類是應(yīng)用性知識，難度適中；一類是重難點(diǎn)知識，學(xué)生接受起來有難度。按照這三類知識對各章進(jìn)行分組，根據(jù)難易程度，進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)[3]，如表1 所示。數(shù)據(jù)庫原理課程選擇大連東軟信息學(xué)院錄制的遼寧省精品資源共享課數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用的教學(xué)視頻作為線上資源，該課程視頻完整，所涉及的知識點(diǎn)幾乎覆蓋數(shù)據(jù)庫原理課程的所有知識點(diǎn)，并且講解生動(dòng)細(xì)致，授課過程中的實(shí)例演示使用Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫，與學(xué)校實(shí)驗(yàn)課程使用的數(shù)據(jù)庫一致。

表1 互動(dòng)式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式不同，跨校修讀學(xué)分的教學(xué)模式引入翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂中知識的傳授是由教師推送的視頻完成的，學(xué)生通過學(xué)習(xí)視頻來獲取知識。視頻的時(shí)長、有無趣味性以及互動(dòng)性決定了學(xué)生對知識的接受程度，因此教師在選擇或錄制視頻時(shí)，一定要注意視頻的時(shí)長、有無趣味性以及互動(dòng)性。學(xué)生學(xué)習(xí)視頻后，會(huì)完成教師布置的問題和測試，從而找出自己有問題的知識點(diǎn)，通過超星泛雅平臺(tái)的討論模塊進(jìn)行師生、生生討論，由此，學(xué)生對模糊的知識點(diǎn)漸漸清晰。課堂中，以小組為單位對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行講解，學(xué)生和教師對所講解的內(nèi)容進(jìn)行提問和討論，教師根據(jù)課前討論板塊以及課上討論環(huán)節(jié)，定位學(xué)生沒有理解的知識點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)深入的講解。教師在課上有針對性地對學(xué)生的疑點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，學(xué)生帶著疑問在課堂上與教師、同學(xué)進(jìn)行討論，提高了聽課效率。課后，教師推送測試和作業(yè)，幫助學(xué)生內(nèi)化、鞏固知識點(diǎn)。以對數(shù)據(jù)庫完整性內(nèi)容進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂為例，詳述翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施過程。

2.1 課前

課前學(xué)習(xí)的主要目的是傳遞知識。教師在課前通過超星泛雅平臺(tái)向?qū)W生推送在線課程資源和思考題，學(xué)生基于移動(dòng)端、PC 端學(xué)習(xí)教師指定的課前學(xué)習(xí)資料，觀看教學(xué)視頻、閱讀主題背景資料、完成課前在線測試、參加主題討論并回答思考題等。教師通過在線課程平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)、收集學(xué)習(xí)問題并進(jìn)行課前答疑。

問題引導(dǎo)。基于學(xué)生已掌握的知識，教師向?qū)W生提出能引出本節(jié)課知識點(diǎn)的問題，例如“什么是數(shù)據(jù)完整性”“有哪些完整性”“在SQL Server中如何定義完整性約束”“在對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)，違反了完整性約束DBMS 如何處理”。將超星泛雅平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的教學(xué)視頻第二章SQL 語言中第2.3 小節(jié)數(shù)據(jù)約束以及電子版教材第5 章數(shù)據(jù)庫完整性推送給學(xué)生。

觀看視頻及學(xué)習(xí)推送資料。學(xué)生在課下觀看教師推送的教學(xué)視頻，并閱讀相關(guān)資料，通過超星泛雅平臺(tái)及QQ 等進(jìn)行反饋，解決教師之前提出的相關(guān)問題，將不懂的知識甄別出來。這個(gè)環(huán)節(jié)是翻轉(zhuǎn)教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可稱為第一次知識內(nèi)化[4]。

2.2 課中

課中進(jìn)行問題解決環(huán)節(jié)。教師收集學(xué)生不懂的問題，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)匯報(bào)，教師與學(xué)生在課堂上討論、互動(dòng)，解決這些問題，并鼓勵(lì)小組之間通過競賽等方式積極參與解決。教師在學(xué)生匯報(bào)及學(xué)生討論中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生沒有掌握的知識，進(jìn)行講解梳理。對于數(shù)據(jù)完整性部分，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對參照完整性理解不夠，特別是如何顯示的定義參照完整性的違約策略，學(xué)生普遍沒有掌握。教師在課堂中使用學(xué)生課程數(shù)據(jù)庫中的選課表，進(jìn)行參照完整性違約策略定義的演示，幫助學(xué)生掌握相應(yīng)知識。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上，通過教師講解、師生討論獲得“正確概念”。這個(gè)環(huán)節(jié)，可稱為第二次知識內(nèi)化。

2.3 課后

課后鞏固階段通過延伸學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠進(jìn)行知識應(yīng)用。教師通過超星泛雅平臺(tái)向?qū)W生布置后期學(xué)習(xí)任務(wù)，推送測試題，針對重難點(diǎn)知識布置作業(yè)及實(shí)驗(yàn)，對已學(xué)習(xí)過的課程內(nèi)容和知識點(diǎn)的掌握程度進(jìn)行跟蹤和評價(jià)，并通過超星泛雅平臺(tái)的討論板塊組織課程內(nèi)容和知識點(diǎn)的討論。

3 實(shí)施效果

數(shù)據(jù)庫原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，著重培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解以及運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。以往只有期末考試、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)及考勤成績，不能反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為了能更準(zhǔn)確地評估教學(xué)效果，學(xué)院建立了多元化、過程化的課程考核體系，采用過程性成績與期末考試按比例相結(jié)合的辦法，其中過程性成績包括視頻學(xué)習(xí)、線上測試、線上作業(yè)、線下實(shí)驗(yàn)、單元測試以及簽到等。

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)2018、2019、2020 級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫原理課程均采用跨校修讀學(xué)分教學(xué)模式。2018 級學(xué)生的考核方式采用考查方式，2019、2020 級學(xué)生采用閉卷考試方式。在此，將2019、2020 級學(xué)生數(shù)據(jù)庫原理課程的考試成績進(jìn)行對比，2020 級90 分以上學(xué)生占比16.42%，高于2019 級學(xué)生。2020 級學(xué)生的平均成績?yōu)?0.5 分，高于2019 級學(xué)生的平均成績74.7 分。從考試結(jié)果可以看出，隨著跨校修讀學(xué)分教學(xué)方式的不斷調(diào)整，教學(xué)效果不斷提高。

4 體會(huì)

經(jīng)過三輪的數(shù)據(jù)庫原理跨校修讀教學(xué)改革實(shí)踐，對基于跨校修讀模式下的線上線下混合式教學(xué)模式有以下體會(huì)。第一，線上線下混合的教學(xué)模式，能夠?yàn)榫o張的理論學(xué)時(shí)節(jié)省時(shí)間。數(shù)據(jù)庫原理課程的理論課只有40 學(xué)時(shí)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，需要在這40 個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)講授10 章內(nèi)容，時(shí)間比較緊，對于難點(diǎn)知識教師往往不能很好地展開深入的講解。而線上線下混合式教學(xué)模式，將課程中的知識點(diǎn)分成概念性知識、應(yīng)用性知識以及重難點(diǎn)知識。對于概念性的知識，學(xué)生只需要記憶以及淺層次的理解，通過自主觀看教學(xué)視頻完全可以掌握，教師在課堂上可以略去概念性知識的講解，用更多的時(shí)間講解應(yīng)用性知識以及重難點(diǎn)知識。第二，翻轉(zhuǎn)課堂在一定程度上提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、獨(dú)立性。要使翻轉(zhuǎn)課堂最大限度地發(fā)揮作用，學(xué)生需要在課前進(jìn)行獨(dú)立、自主的學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識盲區(qū)，并通過探索盡力解決。學(xué)生解決不了的問題，可以通過線上、線下師生、生生討論以及教師的講解獲得解決。第三，教師的專業(yè)能力得到提升。在線上線下混合式教學(xué)模式下，教師的角色由課堂的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者。在新的教學(xué)模式下，教師需要在總體上對課程的知識脈絡(luò)進(jìn)行梳理，對教學(xué)視頻進(jìn)行篩選，斟酌課程的引導(dǎo)問題，掌控生生、師生討論，進(jìn)行課堂組織，這些教學(xué)活動(dòng)均需要教師通過實(shí)踐不斷進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到更好的效果。

雖然跨校修讀學(xué)分教學(xué)模式有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些問題。第一，任務(wù)點(diǎn)的學(xué)習(xí)無法監(jiān)控。任務(wù)點(diǎn)內(nèi)容在播放，學(xué)生有可能并沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)，而是在做其他事情。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能夠顯示任務(wù)點(diǎn)的播放進(jìn)度，但不能保證學(xué)生真正投入其中。第二，網(wǎng)上測驗(yàn)以及作業(yè)存在雷同現(xiàn)象。第三，線上討論及翻轉(zhuǎn)課堂不能保證所有學(xué)生都積極參與。總的說來，還需要繼續(xù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、自覺性及積極性，使學(xué)生充分意識到自己是學(xué)習(xí)的主體，知識并不能簡單地由教師傳授，需要學(xué)生用批判性思維整合、加工已有信息，從而形成個(gè)性化的知識體系[5]。

5 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)的發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的不斷豐富，為跨校修讀學(xué)分的教學(xué)模式提供了基礎(chǔ)。跨校修讀學(xué)分的教學(xué)模式打破了高校間的校際壁壘，更好地共享了精品教學(xué)資源，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，摒棄了以教師為主體的填鴨式教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的自主式學(xué)習(xí)方式，這種教學(xué)方式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能。三輪的數(shù)據(jù)庫原理跨校修讀學(xué)分教學(xué)改革實(shí)踐表明，基于跨校修讀學(xué)分的教學(xué)模式提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。