黃志成

(廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息資源中心, 廣東 廣州 511450)

職業(yè)技術(shù)教育

數(shù)據(jù)庫課程之移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究

黃志成

(廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息資源中心, 廣東 廣州 511450)

為了在時(shí)間和空間上提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可用性,不受或少受硬件設(shè)施、場地、開放時(shí)間、管理等對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的限制,提升實(shí)驗(yàn)操作的智能評價(jià)水平,基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。該平臺可以對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行智能評價(jià),并實(shí)時(shí)反饋評價(jià)結(jié)果。平臺投入實(shí)際教學(xué)以來,收集了完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析和討論。通過對數(shù)據(jù)庫課程的使用分析表明,該移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺提高了實(shí)驗(yàn)操作的效率,促進(jìn)了移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

移動實(shí)驗(yàn)； 實(shí)驗(yàn)分析； 數(shù)據(jù)庫課程； SQL評測

4G移動網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展、大屏高性能手機(jī)的流行,激發(fā)了人們對移動學(xué)習(xí)的熱情和關(guān)注度。具有便捷性、跨時(shí)空性、移動性、泛在性等特點(diǎn)的移動學(xué)習(xí)正成為未來教育的趨勢之一[1]。截至2016年12月,中國網(wǎng)民使用手機(jī)上網(wǎng)的比例為95%,而使用臺式計(jì)算機(jī)上網(wǎng)的比例只有60%,手機(jī)正不斷擠占計(jì)算機(jī)的使用[2]。據(jù)報(bào)道,72%的在校學(xué)生明確接受移動學(xué)習(xí)[3],39%的高校具有移動教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但學(xué)生在移動學(xué)習(xí)中以看為主[4],缺乏操作性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。

傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著硬件設(shè)施不足的問題,并受到場地、開放時(shí)間和管理等方面的限制,學(xué)生不便于在課余時(shí)間進(jìn)行自主、探究式學(xué)習(xí)。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室[5]是一個(gè)可行的解決辦法,并且國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行很多有關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)的研究和平臺開發(fā)[6-8]。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境在一定程度上拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間,但仍然受到計(jì)算機(jī)終端和有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制。

融合移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺在時(shí)間和空間上極大地拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué),能夠彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。開展基于移動實(shí)驗(yàn)平臺[9]的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文以計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程為例,探索進(jìn)行移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,并對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的數(shù)據(jù)作了分析研究。

1 移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺開發(fā)

1.1 平臺開發(fā)

移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺主要包括教學(xué)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)操作評測和互動交流3個(gè)功能模塊,如圖1所示。其中,實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)智能評測、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析是系統(tǒng)的核心功能模塊。

圖1 平臺功能模塊

移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺分為前端和后端：前端為移動App,后端為Web服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫。為了使用的友好性,平臺也支持普通網(wǎng)頁端。用戶登錄App后,選擇實(shí)驗(yàn)題目并按要求提交實(shí)驗(yàn)操作SQL語句,平臺執(zhí)行SQL語句并對執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行智能評測,即時(shí)反饋結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師起輔導(dǎo)和監(jiān)控作用。平臺運(yùn)行過程如圖2所示。

圖2 平臺運(yùn)行過程示意圖

移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺設(shè)有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)環(huán)境數(shù)據(jù)庫。用戶的所有實(shí)驗(yàn)操作均基于實(shí)驗(yàn)環(huán)境數(shù)據(jù)庫,以防止用戶的實(shí)驗(yàn)操作給平臺數(shù)據(jù)庫造成破壞。平臺支持的SQL實(shí)驗(yàn)操作有查詢、插入、更新、刪除等,涵蓋了常用的數(shù)據(jù)庫SQL操作知識點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)頁,移動App在開發(fā)難度、界面設(shè)計(jì)、安全登錄、認(rèn)證加密等方面要復(fù)雜許多。

1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及題庫開發(fā)

移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的運(yùn)行依賴于實(shí)驗(yàn)題庫。實(shí)驗(yàn)題庫基于實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文開發(fā)的移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺是一個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫SQL實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),管理人員可設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)題庫。

設(shè)計(jì)題庫前,要先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是一個(gè)簡單的學(xué)生成績數(shù)據(jù)庫,包含Student、Teacher、Course和Score數(shù)據(jù)表。所有數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)及樣例數(shù)據(jù)在平臺公布,但學(xué)生無法得知真實(shí)的數(shù)據(jù)。學(xué)生需要自行分析數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系。

教師需要把數(shù)據(jù)庫課程進(jìn)行重新梳理,根據(jù)教學(xué)計(jì)劃細(xì)化為若干個(gè)微型、簡短的知識點(diǎn),一個(gè)知識點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。知識點(diǎn)間要松散,便于學(xué)習(xí)者在碎片化時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。目前已為移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺設(shè)計(jì)了91個(gè)小實(shí)驗(yàn),包含查詢、插入、更新、刪除等類型,基本涵蓋了常用的數(shù)據(jù)庫SQL操作,能滿足課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。

2 移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的應(yīng)用

移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺經(jīng)過不斷修正和完善,已建成網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室并提供全天24小時(shí)開放服務(wù)。該平臺已應(yīng)用在2015級計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)1班(全班53人)的“數(shù)據(jù)庫高級應(yīng)用”課程教學(xué)上。根據(jù)移動學(xué)習(xí)特點(diǎn),優(yōu)化了移動環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略[10-11],加強(qiáng)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)引導(dǎo),并開展教學(xué)競賽。

考慮到手機(jī)App的持有情況和學(xué)生的接受度,同時(shí)也為了對比不同終端的使用情況,教師并沒有強(qiáng)制學(xué)生使用手機(jī)App進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而是移動端和網(wǎng)頁端并存。經(jīng)過了完整的學(xué)期教學(xué)實(shí)踐,實(shí)驗(yàn)平臺積累了18 463條實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù),為教學(xué)分析提供了良好的數(shù)據(jù)源。

3 移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

3.1 調(diào)查問卷分析

為了解學(xué)生對移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的使用情況和移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,進(jìn)行了一項(xiàng)匿名調(diào)查。調(diào)查的問題和調(diào)查結(jié)果如下。

(1) 實(shí)驗(yàn)平臺接受度。學(xué)生對移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的接受度為90.91%,絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)同移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺。

(2) 移動端使用情況。學(xué)生使用手機(jī)App進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的比例為62.49%,使用PC機(jī)網(wǎng)頁端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的比例為37.51%。學(xué)生使用手機(jī)移動端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的比例相對較高。學(xué)生傾向于使用手機(jī)做實(shí)驗(yàn)的最主要的原因是可以隨時(shí)做實(shí)驗(yàn)(86.96%)、登錄和實(shí)驗(yàn)方便(69.57%)。學(xué)生提出手機(jī)做實(shí)驗(yàn)存在的問題包括App有時(shí)不穩(wěn)定(73.91%)、不適合邊做實(shí)驗(yàn)邊上網(wǎng)查閱參考資料(56.52%)、手機(jī)屏幕太小和輸入不方便(47.83%)等。手機(jī)在屏幕、輸入體驗(yàn)方面確實(shí)不如計(jì)算機(jī)好,但在移動性、便捷性方面明顯優(yōu)于計(jì)算機(jī),教學(xué)平臺的移動化是今后的趨勢。

(3) 移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)接受度。學(xué)生對移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的看法是:符合趨勢(56.82%)、喜歡(15.91%)、無所謂(15.91%)、沒必要(11.36%)。大多數(shù)學(xué)生對數(shù)據(jù)庫課程開展移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)表現(xiàn)出積極、認(rèn)可態(tài)度,只有很少部分學(xué)生持否定態(tài)度。

(4) 移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)對自身能力提升。學(xué)生認(rèn)為移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)使自身能力提升:很大(11.36%)、較大(36.36%)、一般(36.36%)、極小(13.64%)、沒有(2.27%)。經(jīng)過學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)后,絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為自己有提高。

3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)不同粒度對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制圖表,結(jié)果如圖3—圖5所示。

(1)每周的實(shí)驗(yàn)情況趨勢和對比見圖3。從圖3可知,周一是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間,所以數(shù)值較高,其余時(shí)間較平穩(wěn)地在人均提交20～45次之間,全體學(xué)生在課堂之外的時(shí)間比較平均地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。“用戶數(shù)值”顯示某學(xué)生在全周實(shí)驗(yàn)情況,曲線在“全體平均”之上表明該學(xué)生比其他學(xué)生更積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖3 每周的實(shí)驗(yàn)次數(shù)對比曲線

(2) 各教學(xué)周的實(shí)驗(yàn)情況趨勢和對比如圖4所示。圖4 表明,學(xué)生在2—5周較為積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其他時(shí)間有所減少,是由于前期完成了較為容易的實(shí)驗(yàn),所以提交率較高,而后期較難的實(shí)驗(yàn)提交率較低。在19周時(shí)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)提交高峰,與臨近期末考試有關(guān)。

圖4 各教學(xué)周的實(shí)驗(yàn)次數(shù)對比曲線

(3) 全天各時(shí)段不同終端的實(shí)驗(yàn)次數(shù)趨勢和對比如圖5所示(為突出課外時(shí)間的數(shù)據(jù),這里隱去了數(shù)據(jù)量較大的10:00—11:00的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)段)。圖5顯示,移動端和Web端的趨勢大致相同。學(xué)生最集中使用Web端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是19:00,最集中使用移動端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是23:00。在06:00—09:00,移動端和Web端數(shù)值均呈現(xiàn)大幅度上升,然而在20:00以后,Web端和移動端呈現(xiàn)截然相反的趨勢。20:00以后,學(xué)生逐漸減少使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而改用更加便捷的移動設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在早晨和深夜時(shí)段更傾向于使用移動設(shè)備進(jìn)行持續(xù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),移動端的使用率較Web端高。

圖5 不同終端的各時(shí)段實(shí)驗(yàn)次數(shù)對比曲線

(4) 教學(xué)決策支持。移動實(shí)驗(yàn)平臺的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”模塊提供按星期、周、月等幾種粒度統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并生成學(xué)生個(gè)體與全體平均數(shù)據(jù)的比較曲線走勢圖。教師可通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)掌握學(xué)生總體實(shí)驗(yàn)情況,并適時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略；學(xué)生也可以查看自己的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)圖,在了解自己的情況的同時(shí),也了解到全體平均情況,適時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

此外,教師還可應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的挖掘,以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱含的信息[12]。

4 結(jié)語

在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)中引入移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),取得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,并得到大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。針對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示,移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺得到充分應(yīng)用,提高了實(shí)驗(yàn)操作的效率,促進(jìn)了移動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展,是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。

References)

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Research on mobile experimental teaching practice of Database course

Huang Zhicheng

(Information Resource Center, Guangdong Women’s Polytechnic College, Guangzhou 511450, China)

In order to improve the usability of the experimental teaching in time and space, not to be limited or less limited by the facilities, the field, the opening time and the management of the experimental teaching, and to raise the intelligent evaluation level of the experimental operation, a mobile experimental teaching platform is developed on the basis of the mobile Internet technology. This platform can intelligently evaluate the experimental operation and feedback the evaluation results in real time. Since the platform is put into practice, the complete experimental teaching data are collected, and these data are statistically analyzed and discussed. The analysis of the Database course shows that the mobile experimental teaching platform improves the efficiency of the experimental operation and promotes the development of the mobile experimental teaching.

mobile experiment； experimental analysis； database course； SQL evaluation

TP311；G642

: A

: 1002-4956(2017)09-0146-04

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.036

2017-02-09

全國教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃課題(166242869)；廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院2016年度教育教學(xué)改革項(xiàng)目(JGB201602)

黃志成(1981—),男,廣東廣州,碩士,高級實(shí)驗(yàn)師,主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘、信息化教學(xué).

E-mail:zchuang@gdfs.edu.cn