林穎賢，浦云明，李傳目，曾勇進，王智謹

（集美大學 計算機工程學院，福建 廈門 361000）

0 引 言

信息時代科學技術的高速發(fā)展使計算機技術日新月異，必然帶動這一學科的教學內容不斷更新。因此，講授數(shù)據(jù)庫原理必須密切關注這個瞬息萬變的時代。數(shù)據(jù)庫新應用、新技術、新體系架構層出不窮。作為計算機科學與技術專業(yè)學生知識結構中的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫原理課程也必須改革跟進，以反映當前計算機發(fā)展的最新成果和技術。

當前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教學存在的問題主要體現(xiàn)在：知識點分散，缺乏連貫；過于側重理論，知識實際應用場景缺失；教學方法不夠靈活多樣；實驗教學單一；考核評價手段較為陳舊等?；诔晒麑蚪逃∣BE）理念和混合式教學方法，在目前高校教學改革中都有助于應用型本科工程類學生綜合素質和能力的培養(yǎng)。通過探索OBE 理念和混合式教學的結合，以學習成果為主導，利用網(wǎng)絡平臺，增加課堂、實驗、課程設計等教學環(huán)節(jié)中師生間的互動，完善學習過程評價，有利于推進數(shù)據(jù)庫原理課程教學模式改革。

1 OBE理念與混合式教學

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），是以預期學習產(chǎn)出為中心組織、實施和評價教育的結構模式[1]。在OBE 教育系統(tǒng)中，教育者必須對學生畢業(yè)時應達到的能力及水平有清楚的構想，然后設計適宜的教育結構，保證學生達到這些預期目標[2]。

混合式教學，即將在線教學和傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢結合起來的一種“線上+線下”教學。通過兩種教學組織形式的有機結合，可以把學習者由淺到深地引向深度學習。開展混合式教學的最終目的不是使用在線平臺，不是建設數(shù)字化教學資源，也不是開展花樣翻新的教學活動，而是有效提升絕大部分學生的學習深度。其核心思想在于強調學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)、交互學習以及對所學知識意義的主動建構[3]。

2 優(yōu)化課程教學內容

教育部高等學校計算機類專業(yè)教學指導委員會對數(shù)據(jù)庫原理的教學目標做出了具體要求：“數(shù)據(jù)庫原理課程以關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心，完整地講授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、基本理論和應用技術，并介紹主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的使用方法，使學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有一個全面的了解，為進一步從事數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究、開發(fā)和應用奠定基礎[4]”。針對上述教學目標要求，設計數(shù)據(jù)庫原理的教學內容。例如，在講解數(shù)據(jù)庫概述時，如果一開始就給學生講很多概念，學生很難了解這門課的學習內容。然而，通過一個案例“學生選課系統(tǒng)”，可以讓學生了解學習數(shù)據(jù)庫的目的、數(shù)據(jù)庫原理的主要學習內容和學習方法。

（1）如果要開發(fā)一個學生選課系統(tǒng)，如何考慮？從這問題引申需求分析：現(xiàn)實世界→信息世界（E-R 圖）→計算機世界（關系模式）。在后面的課程要學習如何畫數(shù)據(jù)流圖、E-R 圖；如何將E-R 圖轉換為關系模式。

（2）建好的各種關系模式（表）如何存儲？如何對它進行操作？從這問題可以引申出什么是數(shù)據(jù)庫（DB）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）。數(shù)據(jù)庫管理員（DBA），解釋它們之間相互關系。

（3）給出一張選課表，先讓學生找出該表存在什么問題？從中引申出關系數(shù)據(jù)理論問題，數(shù)據(jù)庫完整性問題、數(shù)據(jù)庫安全性問題。

（4）較優(yōu)的關系模式已設計好，如何查找、統(tǒng)計所需要的內容？

從這些問題中引申什么是SQL 語言？SQL語言能做哪些事？

通過上述教學設計，學生明白這門課學什么，把課本理論知識根據(jù)實際案例串連起來，明確學習目標，提高學生的學習興趣。根據(jù)專業(yè)需求，優(yōu)化課程教學內容，并設計課程總體教學，以適應學生的認知規(guī)律。例如，在講解第1 章關系模型時，要求小組學生進入學校圖書管理網(wǎng)站和12306 火車訂票網(wǎng)站，學會采集數(shù)據(jù)，并分析需求，找出哪些可以作為實體和屬性，畫出E-R 圖；講解第3 章SQL 語言時，要求將采集到的數(shù)據(jù)存入到Execl 文件中，并利用這章所學知識建立數(shù)據(jù)庫、建立表并保證數(shù)據(jù)庫的完整性，學生自命題完成查詢、匯總、插入和刪除等功能；講解第5 章數(shù)據(jù)庫設計，要求學生根據(jù)所學新知識，找出自己設計的E-R 圖存在的問題；講解第6 章關系理論時，要求學生分析自己設計的關系模式是不是一個好的關系模式，如果不是該如何解決？這樣，在教師引導下，通過任務驅動教學方法培養(yǎng)學生的自學能力、思考能力以及追蹤新技術的能力。作者經(jīng)過多年數(shù)據(jù)庫課程教學實踐，形成了一套行之有效的課程教學設計方案和實驗設計方案。以本科生48 學時授課為例，選用教材是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念》（第5 版），詳見表1。

表1 數(shù)據(jù)庫原理教學設計（48 學時）

3 優(yōu)化課程實驗內容

數(shù)據(jù)庫原理是一門實踐性很強的課程，在實驗內容設計上應考慮如何培養(yǎng)學生分析問題能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力。除常規(guī)的驗證性實驗外，還增加了設計性和綜合性實驗。實驗內容以設計性實驗為主，由簡單到復雜，由驗證性實驗到設計性實驗，最后通過課程設計完成小型信息管理系統(tǒng)的開發(fā)。

由于一般數(shù)據(jù)庫教材的實驗內容更新較慢，實驗指導書采用自編教材，每年都更新補充實驗內容。實驗課從第8 周開始，實驗給出的案例數(shù)據(jù)是一個完整銷售管理系統(tǒng)。根據(jù)該系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫整體的創(chuàng)建、運行、維護、應用的角度深入掌握SQL 語言。每一個實驗都相互關聯(lián)，前一個實驗沒做，就無法做下一個實驗。將理論教學與實驗課有機穿插安排，體現(xiàn)學生的認知規(guī)律，達到課堂教學收益最大化。每周完成一個實驗，每周2 學時的實驗主要由教師總結上一實驗存在的問題，解答學生提出的問題。實驗大部分內容必須通過課外時間完成。以本科生16 學時實驗為例，詳見表2。

表2 數(shù)據(jù)庫原理實驗教學設計（16 學時）

4 優(yōu)化課程設計內容

課程設計是為數(shù)據(jù)庫原理課程獨立開設的實踐性課程，其目標是加深對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、程序設計語言理論知識的理解和應用水平。通過設計實際的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用課題，進一步熟悉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操作技術，提高動手能力。OBE 強調合作式學習，通過團隊合作、協(xié)同學習等方式，使學習能力較強者變得更強，使學習能力較弱者得到提升。

大多數(shù)學校一般都在期末用一周時間完成課程設計，要求學生通過前面實驗和課程學習，自已獨立開發(fā)一個小型系統(tǒng)（如火車訂票系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、在線考試系統(tǒng)等）。從以往經(jīng)驗來看，學生一周時間很難完成一個小型系統(tǒng)的開發(fā)。因此，把課程設計提前到第13 周，每周安排要完成的任務，到第19 周集中輔導，檢查學生做的情況，教學設計詳見表3。

5 建設網(wǎng)絡教學平臺

借助互動課堂管理工具——課堂派網(wǎng)站，實現(xiàn)“線上+線下”的混合式教學，將課前預習、課堂互動、課后復習有機串聯(lián)起來。該網(wǎng)站可以實現(xiàn)對課程介紹、公告信息發(fā)布、平時小測、作業(yè)批改、發(fā)布話題討論等功能。課前以課堂派和MOOC 平臺為學習載體，PPT 課件及學習資料上傳到課堂派平臺。通過公告發(fā)布預習要求，明確教學任務的知識要點及關鍵問題，并布置課前小測題，讓學生自主學習。學生自查自主學習成效，教師可以及時了解學生預習的情況，總結學生的共性問題與個性問題，以便確定在課中知識交流階段需要重點準備的教學內容，從而提高課堂教學效果。在上課過程中也事先準備了一些綜合性題目，要求學生課堂完成，并通過手機拍照上傳到課堂派網(wǎng)站，教師可以隨機打開學生作業(yè)進行講評。課后的拓展題目讓學生獨自或以團隊形式完成，達到知識鞏固以及檢驗知識掌握程度的目的。把“學生為主體，教師為主導”的原則貫穿整個教學過程，合理設計課前、課中和課后教學策略，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

表3 數(shù)據(jù)庫原理課程設計教學設計

6 改進教學評價

課程考試是教學的必要環(huán)節(jié)，是評價、導向和激勵學生的重要手段。OBE 強調自我評價，預期成果和評價之間要達到一致性，并設定一系列的評價項目。目前，大多數(shù)高校專業(yè)課程考試以期末閉卷考試為主，重結果、輕過程，存在“一考定成敗”的問題，忽略對學生平時學習過程的考核[5]。有些課程雖引入平時成績，但沒有配套的成績構成評價標準，有些教師根據(jù)期末成績主觀評定，造成一些學生平時不認真，只要期末突擊一下就能通過。在評價教學效果階段，對學生的考核使用“過程評價+期末評價”的方式，過程評價的比重占整個評價的40%。近3 年，借助網(wǎng)絡教學平臺改進教學評價，采取課前學習、課中交流、課后小測以及實驗成績的評價，突出了OBE 中成果導向的理念。在過程性評價中增加一項加分內容，對網(wǎng)站平臺上的話題部分和上課積極回答問題的學生加分。

7 結 語

數(shù)據(jù)庫原理課程教學中結合OBE 理念和混合式教學模式，學生學習的主動性與自覺性、學生探究問題與解決問題的能力、動手的操作技能等都有很大提升，也滿足不同層次學生學習的各種需求。因而，線上線下混合式教學將成為未來大學教學模式改革的主要方向。目前難點是如何根據(jù)不同對象設計好每一堂課的教學設計，這需要教師投入更多時間和精力參與改革，學校也應多出臺鼓勵與激勵政策，讓教師有動力參與改革，更愿意將精力投入教學。這樣才能收到較好的效果，形成良性循環(huán)。