李弘+王建國(guó)+王曉燕

摘要：隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng)+”為探索新型教學(xué)模式提供了發(fā)展動(dòng)力與廣闊前景。文章以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，圍繞從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”核心理念的轉(zhuǎn)變，以數(shù)據(jù)庫(kù)課程為例，分析了課程現(xiàn)有教學(xué)模式中的問(wèn)題，進(jìn)而從整體課程體系重構(gòu)到單元課程教學(xué)過(guò)程、方法及個(gè)性化學(xué)習(xí)手段集成兩個(gè)層次提出了教學(xué)改革模式。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；大數(shù)據(jù)時(shí)代；數(shù)據(jù)庫(kù)課程；個(gè)性化學(xué)習(xí)

一、改革的必然性及建構(gòu)主義理論依據(jù)

（一）改革的必然性

大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互融合，為行業(yè)變革提供了發(fā)展動(dòng)力和廣闊前景。2015年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，針對(duì)教育行業(yè)明確指出，要探索新型教育服務(wù)供給方式，即基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)和教育方式。

作為最早預(yù)見(jiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的科學(xué)家，舍恩伯格在《大數(shù)據(jù)時(shí)代：學(xué)習(xí)和教育的未來(lái)》中指出當(dāng)前教育的主要問(wèn)題及大數(shù)據(jù)對(duì)改善教學(xué)效果的顯著優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.以“教”為中心，難于發(fā)揮學(xué)習(xí)者主動(dòng)性，難以進(jìn)行教育過(guò)程評(píng)價(jià)的問(wèn)題將向以“學(xué)”為中心、支持互動(dòng)反饋、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)的合作學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變。

2.因優(yōu)質(zhì)教育資源有限，教育只能以大規(guī)模批量進(jìn)行的問(wèn)題向資源無(wú)時(shí)空限制、支持個(gè)性化學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

大數(shù)據(jù)時(shí)代多樣化、在線式的教育資源的爆發(fā)性增長(zhǎng)（如慕課、學(xué)術(shù)研究網(wǎng)站、學(xué)術(shù)社交網(wǎng)絡(luò)等），在線教學(xué)交互與評(píng)價(jià)、分析，為從以教師“教”為中心到以學(xué)生“個(gè)性化學(xué)習(xí)”為中心的轉(zhuǎn)變提供支持。該轉(zhuǎn)變將推動(dòng)現(xiàn)有教學(xué)模式（即以教學(xué)理論為基礎(chǔ)的教學(xué)活動(dòng)）的改革，而以學(xué)生為中心的教育理念與建構(gòu)主義理論的宗旨契合。

（二）建構(gòu)主義理論及其發(fā)展

建構(gòu)主義的理論雛形由18世紀(jì)哲學(xué)家維柯提出，他認(rèn)為知識(shí)的認(rèn)知源于自身內(nèi)部構(gòu)建。20世紀(jì)，心理學(xué)家皮亞杰提出建構(gòu)主義理論，闡明了人類學(xué)習(xí)過(guò)程的認(rèn)知規(guī)律，即學(xué)習(xí)者可借助他人的幫助實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)。該理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，同時(shí)也說(shuō)明了學(xué)習(xí)情境即社會(huì)文化背景的重要性，即肯定了來(lái)自教師及共同學(xué)習(xí)者的指導(dǎo)和幫助作用。“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是該理論學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。

在皮亞杰理論的基礎(chǔ)上，斯騰伯格和卡茨等強(qiáng)調(diào)了個(gè)體的主動(dòng)性在建構(gòu)認(rèn)知過(guò)程中的關(guān)鍵作用。維果茨基則強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在認(rèn)知過(guò)程中的社會(huì)建構(gòu)作用，認(rèn)為個(gè)人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是在社會(huì)交互作用中通過(guò)“活動(dòng)”和“社會(huì)交往”形成的，主要體現(xiàn)在師生和生生間交流及互動(dòng)性反饋。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新形勢(shì)下，王竹立提出了新建構(gòu)主義理論，將網(wǎng)絡(luò)視為虛擬知識(shí)銀行，主張通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系，進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)與創(chuàng)造。學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，以個(gè)人興趣和需要為中心構(gòu)建蛛網(wǎng)式知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體和學(xué)習(xí)分享者，而教師是學(xué)習(xí)的共同分享者、示范者和組織者。建構(gòu)主義及其發(fā)展理論都遵循在意義建構(gòu)過(guò)程中學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的宗旨。

二、大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中最為廣泛的應(yīng)用技術(shù)，其相應(yīng)的課程是教育部計(jì)算機(jī)及信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)確定的專業(yè)基礎(chǔ)課程。盡管各高校所開(kāi)設(shè)的相關(guān)課程名稱不盡相同，但其教學(xué)目標(biāo)都是培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論、基本知識(shí)及實(shí)踐知識(shí)。該課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，要求學(xué)生在掌握數(shù)據(jù)庫(kù)基本理論的基礎(chǔ)上，具有使用數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言、依托數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、操作及開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的基本能力?，F(xiàn)有課程教學(xué)普遍采用“以教師為中心”+“灌輸式”的模式，難以激發(fā)學(xué)生的積極性，而大數(shù)據(jù)時(shí)代開(kāi)放在線式教學(xué)資源、交互手段使得現(xiàn)有課程教學(xué)模式面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

（一）“以教師為中心”的課程體系結(jié)構(gòu)不合理

“以教師為中心”的體系結(jié)構(gòu)是按照反映教師意志的、既有的教學(xué)大綱形成的。通常由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（基礎(chǔ)理論）、管理數(shù)據(jù)庫(kù)（實(shí)踐平臺(tái)）、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)（數(shù)據(jù)平臺(tái)）三部分構(gòu)成。其不合理性表現(xiàn)在以下方面。

1.先理論后實(shí)踐。課程由數(shù)據(jù)庫(kù)理論基礎(chǔ)開(kāi)始，而這部分知識(shí)相對(duì)抽象、枯燥，易使學(xué)生在課程前期就對(duì)課程失去興趣。

2.理論與實(shí)踐脫節(jié)。數(shù)據(jù)庫(kù)課程具有很強(qiáng)的理論及實(shí)踐性，但現(xiàn)有課程教學(xué)通常采用教師課上講、學(xué)生課下練或教師講一節(jié)、學(xué)生練一節(jié)的方式，課上學(xué)生因缺乏實(shí)際感受而不感興趣，實(shí)踐時(shí)學(xué)生感興趣卻無(wú)從下手。理論教學(xué)和實(shí)踐脫節(jié)使學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)缺乏積極性。

（二）現(xiàn)有課程內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程及考核評(píng)價(jià)機(jī)制不完善

1.課程內(nèi)容涉及新技術(shù)、實(shí)用案例不足。如大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)的4V特征推動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在傳統(tǒng)SQL基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了NoSQL新技術(shù)；再比如，學(xué)生從校園注冊(cè)、選課上課、成績(jī)查詢到淘寶購(gòu)物、美團(tuán)訂餐，其學(xué)習(xí)和生活情境都離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。但因存在課時(shí)限制、學(xué)生興趣不一致等問(wèn)題，使課程內(nèi)容改革不易實(shí)施。

2.在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)過(guò)程中，現(xiàn)有師生及生生間的互動(dòng)性體現(xiàn)在：面對(duì)面情緒交流、問(wèn)答、討論及上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)。其中情緒交流缺乏具體測(cè)度，問(wèn)答與上機(jī)環(huán)節(jié)的互動(dòng)涉及面小，課程中的討論環(huán)節(jié)占比少。由于缺乏互動(dòng)，教師無(wú)法了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的需求和掌握程度，無(wú)法做到有的放矢。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)課程現(xiàn)有考核評(píng)價(jià)方式還停留在“出勤”+“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”+“期末考試”的方式，最重要的期末考試又多以理論考核為主。此考核評(píng)價(jià)方式既無(wú)法反映學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平，也無(wú)法體現(xiàn)真正的教學(xué)效果。

隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的普及，學(xué)生可按照自身興趣隨時(shí)隨地獲取在線教育資源，自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。在以教師為中心、被灌輸式地接受知識(shí)和按照自身興趣、主動(dòng)式吸收知識(shí)之間，后者顯然更具吸引力。現(xiàn)有教學(xué)模式難以滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的個(gè)性化需求，學(xué)生在課堂上“流失”的現(xiàn)象將日益嚴(yán)重。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代基于建構(gòu)主義理論的課程教學(xué)改革模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（一）課程教學(xué)改革模式設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)字化教學(xué)環(huán)境及移動(dòng)終端的應(yīng)用為實(shí)時(shí)交互提供了條件，使在線測(cè)試、問(wèn)答、討論、實(shí)時(shí)交互成為可能，個(gè)性化學(xué)習(xí)成為新的學(xué)習(xí)趨勢(shì)。但這種新方式會(huì)相對(duì)削弱信息管控，造成權(quán)威缺失、信息良莠不齊的混亂狀態(tài)。因此，依據(jù)建構(gòu)主義理論，大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)模式改革一方面應(yīng)滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變；另一方面，要充分認(rèn)識(shí)到教師的引導(dǎo)監(jiān)控及師生間的分享協(xié)作作用。據(jù)此，本文設(shè)計(jì)了包括教學(xué)過(guò)程、個(gè)性化學(xué)習(xí)手段及教學(xué)方法的教學(xué)改革模式。

1.教學(xué)過(guò)程?，F(xiàn)有課程教學(xué)過(guò)程是教師按照靜態(tài)計(jì)劃的直線型過(guò)程；改革模式下的教學(xué)過(guò)程是教師及學(xué)生間圍繞子任務(wù)的動(dòng)態(tài)分支和整合的過(guò)程。其過(guò)程可分為兩個(gè)階段：預(yù)備和引入、探索交互和調(diào)整。

預(yù)備和引入階段：在預(yù)備階段，教師在開(kāi)始教學(xué)之前，分解知識(shí)點(diǎn)并分析其相互關(guān)系，通過(guò)重構(gòu)提煉出子任務(wù)并設(shè)置情境，歸納出基礎(chǔ)教學(xué)參考資源（如各類學(xué)習(xí)資料、題庫(kù)等）、規(guī)劃教學(xué)進(jìn)度節(jié)點(diǎn)；在引入階段，教師向?qū)W生說(shuō)明子任務(wù)、情境、基礎(chǔ)教學(xué)參考資源及進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，各子任務(wù)間的順序可由教師及學(xué)生協(xié)商決定。

探索交互和調(diào)整階段：學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化探索學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)與教師、學(xué)生進(jìn)行交互協(xié)作，完成對(duì)知識(shí)的個(gè)性化分支建構(gòu)過(guò)程。教師通過(guò)與學(xué)生互動(dòng)，如在線問(wèn)答（針對(duì)個(gè)別或全體學(xué)生）、題庫(kù)測(cè)試等手段，考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并綜合考慮子任務(wù)、學(xué)習(xí)效果及教學(xué)進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和共同討論，完成知識(shí)整合。此動(dòng)態(tài)分支——整合過(guò)程可根據(jù)子任務(wù)完成情況循環(huán)多次，產(chǎn)生師生及生生之間的互動(dòng)、反饋信息，根據(jù)這些信息在調(diào)整階段教師動(dòng)態(tài)調(diào)整子任務(wù)、情境、教學(xué)參考資源及教學(xué)進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，開(kāi)始下一次的分支——整合過(guò)程。

2.個(gè)性化學(xué)習(xí)手段。大數(shù)據(jù)時(shí)代新型信息技術(shù)支持下的個(gè)性化學(xué)習(xí)手段有：移動(dòng)終端、智慧教室、慕課、個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境（空間）、個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)，不同的學(xué)習(xí)手段適用范圍不同。其中，移動(dòng)終端靈活方便，適用于內(nèi)容短小的碎片化學(xué)習(xí)；智慧教室可實(shí)現(xiàn)通過(guò)多感官刺激和體驗(yàn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)，適用于需要身臨其境的主題學(xué)習(xí)；慕課為相對(duì)完整的課程，有利于完成系統(tǒng)性的個(gè)性化學(xué)習(xí)，適用于課下補(bǔ)充學(xué)習(xí)；個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境（空間）則通過(guò)登錄各類空間（個(gè)人、小組、班級(jí)），支持交流、協(xié)作和互動(dòng)，可拓展學(xué)習(xí)資源，適用于某主題的廣泛學(xué)習(xí)；個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)支持師生間的差異化定制與學(xué)習(xí)，可充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，適用于某主題的深入學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)方法。建構(gòu)主義理論的教學(xué)方法有支架式教學(xué)、拋錨式教學(xué)及隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)。不同的教學(xué)方法都包含情境設(shè)置、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和效果評(píng)價(jià)基本環(huán)節(jié)，但在核心環(huán)節(jié)及應(yīng)用中其側(cè)重點(diǎn)各有不同。

其一，支架式教學(xué)。按照學(xué)生的“最鄰近發(fā)展區(qū)”建立概念框架，即學(xué)習(xí)過(guò)程中的腳手架，通過(guò)腳手架的支撐作用不斷提升學(xué)生的智力水平。其核心環(huán)節(jié)為搭腳手架，適用于教學(xué)內(nèi)容抽象難理解情況。

其二，拋錨式教學(xué)。以真實(shí)事例或問(wèn)題為基礎(chǔ)（“錨”），進(jìn)行“實(shí)例式教學(xué)”或“基于問(wèn)題的教學(xué)”，讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)。其核心環(huán)節(jié)為確定問(wèn)題，適用于教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用直接相關(guān)情況。

其三，隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)。隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)是對(duì)同一教學(xué)內(nèi)容，在不同時(shí)間及情境下、為不同目的、用不同方式呈現(xiàn)，每次進(jìn)入都是針對(duì)問(wèn)題的不同側(cè)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)者通過(guò)多次“進(jìn)入”同一教學(xué)內(nèi)容達(dá)到對(duì)該知識(shí)內(nèi)容全面而深入的掌握。其核心環(huán)節(jié)為思維發(fā)展訓(xùn)練，適用于教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜、涉及面多的情況。

（二）數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革模式應(yīng)用

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)實(shí)踐中，從課程整體教學(xué)體系和單元課程教學(xué)兩個(gè)層次進(jìn)行改革。

1.采用隨機(jī)進(jìn)入法重構(gòu)課程體系。數(shù)據(jù)庫(kù)課程內(nèi)容復(fù)雜且涉及面廣泛，采用隨機(jī)進(jìn)入法重構(gòu)課程體系，在不同情境下對(duì)知識(shí)進(jìn)行反復(fù)滲透，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通。如圖1中所示，新的課程體系分成4個(gè)部分：第1部分以實(shí)際應(yīng)用及新技術(shù)應(yīng)用案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹(shù)立學(xué)習(xí)目標(biāo)；第2、3和4部分分別從DBMS系統(tǒng)應(yīng)用操作級(jí)（如采用企業(yè)管理器工具）、DBMS系統(tǒng)語(yǔ)句級(jí)（如SQL語(yǔ)句）、開(kāi)發(fā)工具編程（如ADO.NET編程）組織課程。這三部分課程內(nèi)容相互交叉、迭代，便于學(xué)生不斷提高對(duì)知識(shí)的掌握水平。此外，此體系將理論后置，在學(xué)生掌握應(yīng)用功能后，激發(fā)其探尋功能背后理論的積極性，取得良好的學(xué)習(xí)效果。

2.圍繞子任務(wù)集成教學(xué)過(guò)程、方法及學(xué)習(xí)手段，營(yíng)造互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)環(huán)境。以SQL SERVER中數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)表單元課程教學(xué)為例，在教學(xué)過(guò)程中的預(yù)備階段，由教師進(jìn)行教學(xué)單元分析，提出初始方案。

其一，教學(xué)單元分析，形成基本知識(shí)點(diǎn)及拓展知識(shí)點(diǎn)（體現(xiàn)差異化）?；局R(shí)點(diǎn)可包括庫(kù)——表關(guān)系、表——表關(guān)系、庫(kù)組成成分（庫(kù)中文件類型、文件存儲(chǔ)策略、文件組成成分、權(quán)限）、表組成成分（字段、表間約束、記錄）、管理庫(kù)及表（建刪改、制約）。拓展知識(shí)點(diǎn)包括庫(kù)、表及記錄的SQL操作。

其二，綜合教學(xué)方法，形成子任務(wù)、設(shè)置情境。子任務(wù)歸納為基于支架式教學(xué)法的Access數(shù)據(jù)庫(kù)（表、記錄）管理、基于拋錨式教學(xué)法的SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)管理。Access的相關(guān)學(xué)習(xí)為后者搭建支架，并以學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)管理為實(shí)例情境。

其三，提供教學(xué)資源。如聯(lián)機(jī)幫助、多媒體課件、精品課參考網(wǎng)址、教學(xué)歷史錄像、知識(shí)點(diǎn)動(dòng)畫(huà)及視頻教程、在線題庫(kù)等。

在教學(xué)過(guò)程的引入階段，圍繞子任務(wù)，教師向全體學(xué)生發(fā)布基本知識(shí)點(diǎn)，交互進(jìn)行對(duì)知識(shí)點(diǎn)的廣泛學(xué)習(xí)。在探索交互和調(diào)整階段，學(xué)生通過(guò)移動(dòng)終端、個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境（空間）、個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)等個(gè)性化學(xué)習(xí)手段進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師通過(guò)在線交互，了解學(xué)生差異化需求，有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)、按需調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度，共同討論、點(diǎn)評(píng)歸納，完成知識(shí)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分支——整合，根據(jù)在此過(guò)程中的互動(dòng)、反饋信息調(diào)整方案，提高學(xué)習(xí)效果。

總之，大數(shù)據(jù)時(shí)代，課程教學(xué)從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，教師由知識(shí)的“灌輸”者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)過(guò)程中的引導(dǎo)和互動(dòng)分享者，幫助學(xué)生通過(guò)個(gè)性化學(xué)習(xí)手段完成知識(shí)建構(gòu)。通過(guò)課程教學(xué)改革模式的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，將課堂還于學(xué)生，發(fā)揮其主動(dòng)性探索知識(shí)，解決現(xiàn)有課程教學(xué)中的問(wèn)題。

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