基于OBE教育理念的NoSQL數據庫應用課程改革

一、引言

隨著萬物互聯時代的到來，各類數據大多以非結構化形式出現，比如社交平臺的動態內容，運動類APP采集的數據等，這對數據的存儲技術提出了更高要求。而NoSQL數據庫更適合處理此類數據，并且提供了高效、可擴展的存儲功能。NoSQL數據庫正逐漸成為信息數據管理的重要工具[，因此本科生應當熟悉NoSQL數據庫技術并能進行開發應用。為了順應技術的發展，大部分本科院校均開設了NoSQL數據庫應用課程，并引人OBE（Outcomes-basedEducation）教育理念，旨在幫助學生在盡快掌握NoSQL數據庫技術的基礎上，提高學習興趣和教學質量。袁燕妮等學者對新工科背景下的NoSQL數據庫課程建設進行了實踐[2，給該課程的教學改革探索提供了很好的參考。

二、課程教學現狀

NoSQL數據庫是選修專業課程，目前基本教學現狀如下：

教學任務較重：NoSQL數據庫種類比較多，常見的有MongoDB和Redis等。每種NoSQL數據庫技術涵蓋的理論層面比較廣泛，包括各種不同的數據模型、架構和操作命令[3]。這也意味著需要講授的內容較豐富，而教學時間是有限的，任課老師需要取舍教學內容，提取核心知識，讓學生能更好地掌握主流NoSQL數據庫的技術。教學資源有限：在教學領域，NoSQL數據庫的應用環境和項目等資源相對匱乏[4]。若課程中搭建一個合適教學的實踐環境會面臨如硬件的限制和時間成本等挑戰。網絡上的NoSQL數據庫應用案例較為繁雜，涉及較多的開發技術，這會使學生不易理解，也不能突出NoSQL數據庫技術的作用。

課程銜接問題：該課程的前置課程講解的是關系型數據庫SQL的相關知識，了解到學生對于SQL數據庫知識的掌握程度存在差異，這勢必會影響后續課程的學習。如何把控教學進度和難度以達到分層教學的目標，使不同基礎的學生都能有所收獲，這對教師來說是一個考驗。

NoSQL和SQL數據庫的內容存在較大差異：NoSQL數據庫在處理數據比較靈活，而SQL數據庫則存在一些約束檢查，保證數據的可靠性。

三、OBE教育理念

OBE教育理念的核心是以學生為本，以成果為導向進行反向設計課程，如圖1所示。OBE教育理念將教學的重點聚焦于“學生產出”，以課程的階段性成果推動學生朝著最終的課程目標努力，注重培養實踐能力，這契合學生學情和本課程的教學需求。

為了適應OBE教育理念，對該課程進行了課程目標、教學內容和教學手段的更新[5]。

四、融合OBE教育理念的課程改革

（一）課程目標的確立

通過了解NoSQL數據庫應用人才的需求，由課程組確定課程目標。本課程目標將知識和綜合能力有效融合，以培養學生熟練應用NoSQL數據庫的職業素養為主要目的，最終要求學生開發一套基于NoSQL數據庫的管理系統，根據開發過程的貢獻度和答辯演示效果來判定是否達到課程目標。

（二）教學內容的設計

在基于OBE教育理念的教學模式中，教學內容是實現課程目標的主要支撐。該課程共有48學時，每章內容相既互獨立又前后有關聯。教師需要提煉各章節的框架和重難點，使課程架構支撐起知識目標。課程的教學內容按照NoSQL數據庫概念、基本操作、數據庫模式設計和數據庫系統開發的思路層層遞進。第1章通過對比關系型數據庫，遷移學習NoSQL數據庫的概念；第2＼～6章通過應用場景的介紹，引出數據模型的設計原理、特點和操作方法；第7章、第8章學習如何使用開發語言去訪問和操作NoSQL數據庫，為項目實訓打好基礎。

（三）教學形式的實踐

為了貫徹OBE教育理念，本課程利用學習通教學平臺進行正向教學實施。

1.前測與預習

在開課前，教師在超星學習通平臺上創建線上班級，提前發布相關的章節資料，以供學生預習。教師可以在課前設置一些測評，以檢驗學生的預習情況，進而了解

學生在該章節方面的學習差異性。結合前測的測評結果，教師可以調整課堂教學的重點，爭取有針對性教學。

2.課程內容導入

課程內容導入方法包括問題導入、遷移比較導入等。合適的導人方法可以幫助學生更快跟上教學思路。本課程一般從小場景入手，引導學生思索方案，進而引出新章節內容。例如，NoSQL數據庫在物流訂單系統中的使用，如何將常見的業務抽象成數據模型，以此引出數據模型的設計。

3.參與式學習

為了使學生能更好地參與到課堂中，教學過程中主要通過以下兩種方式來驅動學生參與到課堂中。

（1）項目驅動

課堂上，教師分模塊拆解一個物流項目，講解數據庫核心代碼和演示效果，引導學生熟悉業務代碼并思考其優劣性。學生在理解案例代碼的基礎上，獨立實踐解決類似業務需求。課程的期末考核是以項目形式進行。由2＼～4名學生組隊來完成，組員可以就項目的選題，開發過程中的問題進行分析、討論和研究，各司其職完成項目的開發和答辯。這種考核方式不但可以讓學生相互學習，使他們對知識理解得更加深刻，還可以增強團隊意識。

（2）教學互動

為了改變以往被動聽課的局面[8，每節課都要求學生在規定時間內獨立完成實操練習。教師根據任務完成的情況給出評價，要求學生進行二次修正，形成學習閉環。教師可以通過學習通上的智慧課堂模塊進行互動，主要活動包括選人答題、搶答和主題討論等。選人答題可以檢驗學生聽課效果；搶答可以極大提升學生的課堂學習主動性。如果學生對案例有不同的見解，教師可通過遠程工具投放學生電腦屏幕，將演示的舞臺交給學生，鍛煉學生的表達能力。教師還可以利用學習通的討論區及時分享資料和討論問題。學生也可以就疑惑點與教師進行溝通交流。這種方式打破了學時的限制，有效滿足了學生持續學習的需求。

4.課程考核

本課程建立了多角度的期末考核評價方式[，所依據的評分細則如圖2所示。在需求分析階段，主要考查學生對用戶需求的分析是否合理；在數據結構設計階段，考查所設計的數據模型是否能保證數據的最終一致性；在開發實施階段，評估各功能模塊的實現情況。同時對項目報告的規范性提出了嚴格要求，修改報告的過程可以協助學生對整個項目進行梳理，培養學生整理歸納材料的能力。教師依據項目報告內容的結構邏輯和規范程度等方面作出最終評價。

五、教學成效與持續改進

在OBE教育理念的指導下，本課程在學習通平臺上分享了總時長240分鐘的學習視頻、32個文檔資料和60個其他形式資料，另外總共創建了任務點55個，發布了69道隨堂測驗題。學習通上分享的資料能滿足部分學生課外探究的需要，擴寬知識視野。而隨著課程建設的推進，期末考核的選題也變得越來越豐富，下一步可以創建優秀的項目案例庫。學習通平臺統計了3月到7月學習活動的數據，包括訪問章節資料、瀏覽課程資料等。從月份維度看，學習活動數近似正態分布，一個月內最高達1063個。同時，學生的日活躍時間在3月到7月之間，每天活躍在68分鐘以上，表明學生在課外每天投入該課程的學習時間較多。

從圖3可知，該課程的學習穩定性不容樂觀，尤其是7月結課，數據就開始下滑。部分學生只是為了通過考核而學習，沒有養成終身學習的習慣。所以課程一旦結束，部分學生便失去了學習動力，課程資源被閑置，這是課程后續建設所面臨的挑戰。

六、結束語

本課程引入了基于OBE的教育理念，因材施教，確定合理的教學內容，采用科學有效的教學模式，強化了學習過程的監控，建立了多角度期末考核機制，對NoSQL數據庫應用的課程建設進行了探索。實踐證明了學生對NoSQL數據庫的學習興趣提升了，數據庫應用能力得到了培養。整體來看，此次的探索取得了一定的成績。但隨著NoSQL數據庫技術的發展和新技術的不斷涌現，授課內容要與時俱進。下一階段將從AI工具擴展課程案例、學生自主講解案例和提倡以考證促學的理念等方面進一步深化教學改革，繼續提高學生的學習主動性，培養學生終身學習的意識。

作者單位：王周 郝慧君陳偉賀國棟溫州商學院

參考文獻

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