劉愛華，陳 鈞

（南京工程學院 計算機工程學院，江蘇 南京 210067）

0 引言

數(shù)據(jù)庫課程對學生的理論和實踐綜合能力要求高，可以幫助學生建立初步的軟件工程概念，具有大型軟件系統(tǒng)開發(fā)的啟蒙作用。隨著近年來高等教育改革的推進，數(shù)據(jù)庫課程在提高課堂教學質(zhì)量、完善課程體系、豐富教學內(nèi)容等方面已經(jīng)做了很多卓有成效的改進，但是教學模式總體比較落后。

目前的教學現(xiàn)狀是課堂上教師講解理論知識，實驗統(tǒng)一按照指導書要求進行，課程設(shè)計是學生在規(guī)定的若干個課題中進行選擇，最后答辯驗收。這種教學模式以教師完成教學內(nèi)容為目標，所有學生按規(guī)定進度和統(tǒng)一要求進行課程學習，存在3個問題：①師生之間缺少互動和討論環(huán)節(jié)，教師需要了解學生的學習需求，根據(jù)課堂理論方面的測試和實驗環(huán)節(jié)的反饋及時調(diào)整對學生的要求，適當鼓勵，激發(fā)學生的學習潛能；②學生學習方式單一，缺少信息搜索、網(wǎng)絡(luò)學習等自主學習方式，學生積極性不高、主動性不強，課下學習時間投入不足， 影響教學效果；③評價體系單一片面，缺少完整的對整個學習過程的反饋系統(tǒng)。

OBE理念和研討式教學方法在目前高校教學改革中都有助于應(yīng)用型本科工程類學生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)?；贠BE理念對數(shù)據(jù)庫課程教學進行研討式教學改革，可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，增加課堂、實驗、課程設(shè)計等教學環(huán)節(jié)中師生間的討論、答疑、評價、督促等互動，調(diào)查學生預期目標，完善學習過程的評價層次，綜合利用教學中的硬軟件資源提高數(shù)據(jù)庫課程的教學質(zhì)量。

1 OBE理念與研討式教學

自從2013年我國成為《華盛頓協(xié)議》簽約成員，具有國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認證逐步展開。工程教育專業(yè)認證遵循3個基本理念：成果導向、以學生為中心、持續(xù)改進。成果導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE，或稱目標導向教育或需求導向教育），是以預期學習產(chǎn)出為中心來組織、實施和評價教育的結(jié)構(gòu)模式[1]。在OBE教育系統(tǒng)中，教育者必須對學生畢業(yè)時應(yīng)達到的能力及水平有清楚的構(gòu)想，然后設(shè)計適宜的教育結(jié)構(gòu)保證學生達到這些預期目標。各個學校采用的 OBE 教學法，雖然由于學科和專業(yè)特色存在一定差異，具體實施過程可能有所不同，但基本過程可以分為學生學習需求的確定、教學的實施、學習成效的評估這3個階段[2]。

研討式教學是教師和學生并重的教學方法，教師和學生都最大限度地參與教學活動，形成一種相互學習、相互提高的良性格局[3]。教師在講授中應(yīng)當不斷引導學生思考，激發(fā)學生建立起與先前知識的聯(lián)系，不斷產(chǎn)生認知沖突并在沖突中產(chǎn)生新的認知結(jié)構(gòu)，因此研討式教學需要采用有效的策略促進學生感知學習的意義，感受學習能力的提高，從而產(chǎn)生持續(xù)學習的動力。

2 OBE理念的數(shù)據(jù)庫課程研討教學模式

2.1 調(diào)研學生對數(shù)據(jù)庫課程的目標需求

在課程教學實施的第一周進行前期分析，通過問卷調(diào)查學生的專業(yè)要求、基礎(chǔ)能力和發(fā)展方向，明確學生對數(shù)據(jù)庫課程的主要目標需求。以網(wǎng)絡(luò)專業(yè)2014級兩個班學生為調(diào)研目標，48%的學生表達了希望掌握數(shù)據(jù)庫相關(guān)專業(yè)知識用于后續(xù)課程，爭取順利畢業(yè)的基本需求；37%的學生表達了希望能夠提升自己的開發(fā)、設(shè)計能力，為將來工作奠定基礎(chǔ)的開發(fā)需求；15%的學生表達了希望在學習技術(shù)的同時，培養(yǎng)思考能力、表達能力等綜合素質(zhì)的創(chuàng)新需求。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，編程基礎(chǔ)較強的軟件專業(yè)學生開發(fā)需求比例會更高，基本需求會略低；編程基礎(chǔ)較弱的數(shù)媒專業(yè)會比網(wǎng)絡(luò)專業(yè)開發(fā)需求比例更低；不同專業(yè)學生的創(chuàng)新需求一般在10%左右，反映了自主學習能力較強的學生比例不太高。

調(diào)研學生學習數(shù)據(jù)庫前期課程如Java語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習障礙，主要是理論知識與實踐應(yīng)用的脫節(jié)，畏懼困難容易放棄，學習熱情難以持久，課外學習時間不足，希望有團隊的幫助和相互分享。

分析學生對數(shù)據(jù)庫課程學習目標需求和學習障礙的量化數(shù)據(jù)，教學活動中應(yīng)采取相應(yīng)措施鼓勵學生克服學習過程中的惰性和困難，盡量保障學生達到預期的課程學習目標。

2.2 根據(jù)目標需求反向設(shè)計教學內(nèi)容

這是教學過程的關(guān)鍵階段，根據(jù)學生課程學習的目標需求，教師需基于 OBE 理念反向設(shè)計教學過程中相關(guān)環(huán)節(jié)的教學內(nèi)容。

在理論課中每一章設(shè)計核心問題，結(jié)合學生之前學習的內(nèi)容，鋪墊之后開展的學習內(nèi)容，避免學生產(chǎn)生“只見樹木不見森林”的問題，引導學生明確本章學習在整個教學活動中的作用和意義。在重點知識講解過程中，如關(guān)系代數(shù)和SQL語言的學習，根據(jù)學生目標需求設(shè)計有難度層次的問題，鼓勵學生積極思考，激發(fā)學生建立起與先前知識的聯(lián)系，讓學生意識到問題可以一步步解決，從而主動參與課堂中[4]。

重點介紹實驗課的教學內(nèi)容設(shè)計，針對3種目標需求在每個實驗環(huán)節(jié)設(shè)計出對應(yīng)難度系數(shù)的任務(wù)，分為課堂和課外完成兩部分，實驗內(nèi)容分為必做題和選做題。課堂實驗任務(wù)一般安排在相關(guān)的理論知識講解之后的兩三天或者一周以后進行，實驗課上通過實驗互動平臺系統(tǒng)發(fā)布給學生，互動平臺可以設(shè)置上傳報告的截止時間為下課時間，這樣可以了解學生的預習情況和課堂學習效果，總體難度不要大，有利于學生克服“理論知識與實踐應(yīng)用的脫節(jié)，畏懼困難容易放棄”這樣的障礙；課外實驗任務(wù)是課后針對課堂內(nèi)容的復習、拓展和后續(xù)章節(jié)的學習需要而設(shè)計，一般安排在實驗完成之后發(fā)布，3天內(nèi)完成報告上傳，總體難度有層次性，有利于學生克服“學習熱情難以持久，課外學習時間不足”這樣的障礙。

（1）課堂實驗主要內(nèi)容是以實驗指導書中的人事管理系統(tǒng)案例為主，大部分問題達到基本目標的難度，設(shè)計部分問題達到開發(fā)目標的難度，基本都是必做題。要求學生實驗課結(jié)束就上傳課堂實驗調(diào)研報告，調(diào)研報告中要有主要的實驗結(jié)果截圖、遇到的問題和解決過程，主要是鼓勵學生積極預習，主動用課堂的理論進行實踐，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生解決問題的思考能力和總結(jié)能力。

以SQL查詢語言實驗為例，大部分實驗內(nèi)容是單表查詢、連接查詢和簡單的嵌套查詢，部分綜合了連接和嵌套的題目。關(guān)鍵問題是學生不觀察實驗結(jié)果，明明是錯誤的數(shù)據(jù)，只要顯示結(jié)果就當做實驗做完。針對這個普遍現(xiàn)象，設(shè)計課堂思考題如“請觀察連接查詢?nèi)绻鄙賥here語句，數(shù)據(jù)是怎樣的？請問是做了什么運算導致這樣的結(jié)果”，學生通過觀察，發(fā)現(xiàn)連接查詢?nèi)鄙龠B接條件是做了笛卡爾乘積，數(shù)據(jù)有大量冗余。雖然課堂強調(diào)多次，但是經(jīng)過簡單的實踐和分析，不僅教會學生避免類似錯誤，更重要的是引導學生注意觀察實驗數(shù)據(jù)，分析結(jié)果數(shù)據(jù)是否正確。學會提問和思考才是提高學習能力的催化劑。有了這樣的引導，有學生就會發(fā)現(xiàn)“查詢市場部所有員工姓名和2005年1月工資明細”這一題如果用自然連接，市場部一名員工由于在2005年1月沒有發(fā)工資就不會出現(xiàn)在查詢結(jié)果中，不符合市場部所有員工的查詢要求。根據(jù)課堂的理論學習，要用左外連接才能實現(xiàn)。當然也可以設(shè)置思考題“請觀察結(jié)果中是否包含市場部所有員工”，這樣比直接提示學生用左外連接效果要好。

（2）課外實驗主要內(nèi)容是對課堂講解的教學管理系統(tǒng)案例進行解析，把重點和難點內(nèi)容安排到各個實驗環(huán)節(jié)，最后可以實現(xiàn)一個完整的數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件。部分問題達到基本目標的難度，方便學生對課堂實驗進行復習和鞏固，稱為一星題（必做題）；設(shè)計部分問題提升課堂實驗內(nèi)容，達到開發(fā)目標的難度，幫助學生進行拓展，提高他們的應(yīng)用水平，稱為二星題（選做題）；少量達到創(chuàng)新目標的難度，鼓勵學生深度思考，激發(fā)學生探求更好的解決方案，稱為三星題（選做題）。

以SQL查詢語言實驗為例，要在連接和嵌套連接的基礎(chǔ)上添加將來開發(fā)系統(tǒng)中需要的更實用的技術(shù)，培養(yǎng)學生善于實踐、勇于思考、敢于質(zhì)疑的能力。為進一步理解自身連接，設(shè)計一星題“查詢每門課程的間接先修課，注意觀察結(jié)果和教材上的結(jié)果是否相同”延續(xù)課堂問題，激發(fā)學生動手的興趣，感受“實踐出真知”的道理；設(shè)計二星題“查詢選修人數(shù)大于等于2人的課程的課程號、課程名、選修人數(shù)”，學生會發(fā)現(xiàn)分組后輸出的查詢結(jié)果是受限的，可以采用多列分組或者派生表查詢來解決；設(shè)計三星題“查詢2號課程考試成績排名為4～7名的學生的學號和成績”，為應(yīng)用系統(tǒng)中獎學金功能做好鋪墊；設(shè)計三星題“針對書上的習題‘找出每個學生超過他自己選修課程平均成績的課程號’，分析比較相關(guān)子查詢和派生表查詢兩種方法，還有其他方法嗎”，引導學生應(yīng)用視圖簡化查詢。

（3）課堂實驗和課外實驗的調(diào)研報告中都會有實驗反思部分，請學生將遇到的問題和解決的過程表達出來。如果問題是在實驗中出現(xiàn)的，并且具有代表性，那么教師盡量引導學生注意總結(jié)和整理，這是課堂教學研討環(huán)節(jié)的延伸，是教師設(shè)計問題的翻轉(zhuǎn)，學生學會提問和分享。

（4）課程設(shè)計采用團隊合作制度，課題選擇相同的5～7人為一組，從需求分析、設(shè)計用例圖和ER圖開始進行小組討論，每組給出1份以上的數(shù)據(jù)庫設(shè)計圖。項目進行中根據(jù)最終討論確認后的關(guān)系模式，每人按照目標需求分別完成自己的系統(tǒng)，既能方便學生討論，又能凸顯個性，實現(xiàn)學生“有團隊的幫助和相互分享”的希望。

2.3 根據(jù)目標需求形成層次化的評價結(jié)果

有了好的設(shè)計內(nèi)容，還需要教師對實驗調(diào)研報告中的成果進行中肯的評價，對學生提出的問題和遇到的困難進行及時回復和引導，才能鼓勵學生繼續(xù)努力或者督促有所懈怠的學生調(diào)整學習節(jié)奏。

根據(jù)學生的目標需求，結(jié)合課程的考核要求，可設(shè)計3個評價等級，分別對應(yīng)優(yōu)秀、良好、中等。完成所有必做題，滿足基礎(chǔ)目標需求，成績?yōu)橹械?；完成所有必做題和二星題，滿足開發(fā)目標需求，成績?yōu)榱己?；完成所有必做題和選做題，滿足創(chuàng)新目標需求，成績?yōu)閮?yōu)秀。如果有學生不能及時完成必做題，補做或完成效果不好，那么成績?yōu)榧案瘛?/p>

實驗給出評價其實比較容易，工作量最大的部分在于回復學生的問題，特別是要指出代碼中的問題。實驗互動平臺可以直接發(fā)送成績和教師給出的圖文回復，對于個性問題就直接回復，可以用截圖工具標識出錯誤，并用文字給出提示；對于共性問題，首次遇到就直接回復，然后匯總成一個實驗問題整理文件發(fā)到學生群，類似的問題可參考該文件，一般會有60%左右的下載量。

課程設(shè)計的評價也是根據(jù)目標需求進行問題答辯。項目驗收時每組學生一起參加，小組中選擇最佳的作品進行展示，組員既能觀摩學習，又能通過答辯了解其他同學的設(shè)計理念和實踐水平。教師提出難度系數(shù)從高到低的問題，學生可以搶答，或?qū)Υ鸢高M行補充和評價。學生認為小組合作和答辯模式能夠促進同學間的相互交流和學習，提高數(shù)據(jù)庫開發(fā)的技術(shù)能力和口頭表達能力。

2.4 分析OBE理念研討教學模式的實踐效果

網(wǎng)絡(luò)131班沒有采用OBE理念研討教學模式，網(wǎng)絡(luò)141班是采用該模式的班級中Java成績和網(wǎng)絡(luò)131差不多的班。網(wǎng)絡(luò)131和網(wǎng)絡(luò)141兩個班都是在大三上學期學習的數(shù)據(jù)庫課程，試卷分析見表1，課程設(shè)計成績分析見表2。

從試卷分析可以發(fā)現(xiàn)采用OBE理念研討式教學模式以后的優(yōu)良人數(shù)占比明顯提高，60分以下的比例明顯降低。課程設(shè)計成績中，網(wǎng)絡(luò)141班優(yōu)良比例也明顯提高，完成的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)質(zhì)量好很多。

再回顧一下課程初期調(diào)研的學習目標需求比例：48%的基本需求、37%的開發(fā)需求、15%的創(chuàng)新需求，發(fā)現(xiàn)大部分有基本需求的學生成績?yōu)?0～70分，有開發(fā)需求的學生成績?yōu)?0～80分，有創(chuàng)新需求的學生成績?yōu)?0～90分。成績和目標需求比例大致符合，再次說明學生個性目標需求對學生過程的影響，因材施教在高等教育中尤其重要。

最后調(diào)研學生對自己目標完成度和對OBE理念研討式教學模式的評價。學生的目標完成度平均為80%左右，沒有完成的原因主要是沒能按照教師的要求改變學習習慣，在課程學習中期產(chǎn)生懈怠情緒，通過教師反饋的評價和督促、課程設(shè)計團隊合作的幫助等方式，最終雖然能完成學習任務(wù)，但是已不能實現(xiàn)前期的目標。90%的學生表示能夠積極思考課外實驗的拓展內(nèi)容，采用查閱資料、同學交流等自主學習方式解決問題，能更好地鞏固課上理論知識。80%的學生認為教師將問題整理出來，學生在自己的問題得到解決的同時，也注意到其他同學的問題或者其他的解決方案，開闊了眼界。80%的學生認為采用研討教學模式，對他們來說是新奇的，大學與高中最大的不同就是要有很強的自學能力，這樣的學習模式能更好地培養(yǎng)自覺性，促使他們積極思考、主動學習。60%的學生反映如果沒有報告的硬性要求，不一定會每個星期及時復習，一般會積壓到期末再復習，沒有很好地鞏固知識點，自然掌握不好。課外作業(yè)有3天緩沖時間，可以梳理知識點。30%的學生認為由于教師能評價實驗報告，及時督促或者鼓勵的認真態(tài)度能提高他們持續(xù)完成實驗報告的熱情。

3 結(jié)語

在數(shù)據(jù)庫課程教學中結(jié)合OBE理念和研討式教學，調(diào)研學生對數(shù)據(jù)庫課程的學習目標需求，根據(jù)教學大綱的基本要求綜合學生的目標需求反向設(shè)計能促進師生研討的理論和實踐教學內(nèi)容，教學過程中利用互動平臺發(fā)布任務(wù)、及時評價學生的調(diào)研報告、反饋學生目標完成情況、鼓勵督促學生努力完成目標需求，實現(xiàn)了基于OBE理念研討教學模式的基本框架。