数据库应用与开发课程的翻转课堂主动式教学实践

洪 欣

（华侨大学 计算机科学与技术学院，福建 厦门 361021）

0 引言

传统的教学方式以教师的课堂讲授为主，教学模式单一，学生被动学习，随着计算机技术和网络的兴起，传统的教学方式日渐受到挑战，已经不能适应时代的发展，如何利用网络技术，结合线上及线下教学活动，应用新的教学形态，更好地组织教学成为非常重要的环节。

传统的教学方式以内容教学为主，由于教学模式的限制，学生的应用和实践能力的培养较为欠缺，这种教学模式较容易导致许多高分低能的学生。另一方面学生的应用和实践需要学时的支持，在教学内容需要完成的情况下，教师往往难以取舍，最后不得不通过课堂教学完成教学任务。随着网络技术的发展，在线课程将许多课堂教学的内容以短视频的方式呈现，教师可以将教学内容的讲授延伸至网络，课堂教学时就可以采用翻转课堂的方式，提高学生的应用和实践能力。

1 目前教学方式分析

传统的教学方式是以教师讲授为驱动的教学模式，教师以教学任务为目标展开教学活动，形式主要是老师课堂板书，学生坐在教室里听课；期末通常采用卷面考试的方式进行。传统的教学方式的优点在理论教学方面具有一定的优势，可以通过老师的讲解，将知识的架构较好地呈现出来，缺点是教学过程缺乏师生互动，学生被动学习容易走神，偶尔的提问很难提起学生的学习兴趣，长时间的保持坐姿，容易产生疲劳，从而大大影响教学效果。往往老师讲得情绪激昂，学生在下面做各种小动作。同时传统的教学形式单一，学习形式缺乏维度，另一方面对学生的评价也偏于单一，卷面考试很难全面地评价一个学生对知识的掌握程度，尤其是工程类带有实践特性的课程，采用试卷考试并不能评价学生真实的实践能力。

主动式教学模式更强调学生的自主学习和互相学习，课堂的主人不再是教师，而是学生。在主动式模式中学生组成各种团队，一起根据学习任务展开学习，课堂的教学形式非常灵活，学生之间形成多个自主学习中心展开学习，这一方式可以极大调动学生的学习积极性，教师不再是教学的主体，而是教学的支持者，主要负责在学生的学习团体中答疑解惑，组织各种团队展开学习。首先学生接受学习任务，第二步由教师以随机方式组织学习小组，学习的材料可以是文档、视频、图像等多种类型的信息。在学生学习讨论的过程中，教师负责答疑解惑，帮助后进的学生和学习小组。最后通过多维度的评价体系，评价学生的学习效果。

主动式的教学模式把教学的形态由单一维度扩展到多维度，学生成为课堂的主人，教师处于辅助地位。学生在类似游戏的过程中获取知识。传统的教学模式关注的是低层级的学习能力，仅限于记忆（remember）和理解（understand），而对于主动式教学模式更关注高级学习能力的培养，诸如应用、分析、评价、创造等高阶的学习能力。在工程类的课程中主动式的教学模式具有比传统教学更好的优势，它可以有效解决传统教学在实践性强的工程类课程中，对学生的实践能力的培养缺乏有效手段和评价系统的问题[1]。

由于在线课堂的兴起，一方面学生可以通过网路进行课程学习，自我安排学习时间；另一方面对教师的课堂教学形成了挑战。如何结合线上以及线下的教学内容展开活动，就成为一个值得探讨的话题。教学过程中最重要的便是答疑解惑，传统教学方式由于课时限制，无法展开更深入的教学活动。

2 主动式教学课程设计

以计算机类数据库应用与开发课程为例，本课程的目标是培养学生的数据库理论水平和实践能力，以往传统教学方法很难提高学生的动手实践能力。采用主动式教学模式具有更好的效果[2]。主动式教学模式的核心是T—P—S（Think-Pair-Share）思考—配对—分享。采用的课程设计以学生学习目标为导向进行翻转设计[3]，从学习目标逆向推导教学内容，采用的课程设计方法为UBD（Backward Design），教学设计分成4个主要步骤。

（1）订立课程的学习目标。该学习目标是对学生能力的培养目标，而不是技能的培养目标。例如数据库应用与开发课程的培养目标是培养学生交流能力，以及在项目中与人合作的能力。

（2）设定课程的评价体系。主要用来设定课程如何评价学生的学习程度。例如，数据库应用与开发课程采用项目作业来完成对学生学习的评价。

（3）设计课程活动和学习内容。这部分内容较为丰富，包含课程的教学内容和课堂组织的设计[4-6]。

①教学内容设计。设计的每一项教学内容需要包含以下要素：谁Who、行为Behavior、条件Conditions、达成度Degree。这部分的设计需要注意的是，目标要设计得大，达到该目标的每个实现步骤要设计的小，逐步推进，不断改进，达成度反向设计（Backward Design），根据要达成的目标反向设计教学内容。以数据库应用与开发的实验为例进行教学内容设计，见表1 。

表1 实验教学内容设计

②教学评价体系设计。根据上一个步骤设计的教学内容，制定每一项内容的教学评价内容，用于评价学生对教学内容的掌握程度。常用的课程评价体系可以采用达成度评价（Rubrics Evaluation）等评价体系，见表2。

③主动式教学课堂布局。主动式教学的教室布局更为灵活，通常教师可以组织不同的分组和不同的分组布局，教室的桌椅通常可以灵活调整。学生在不同的课程项目中，通常要与不同的队友合作，一方面避免小团体的形成，另一方面可以加强同学们感情交流，增强互助学习的氛围。

表2 数据库应用与开发实验评价标准 分数

④课堂教学活动和课堂教学组织设计。课堂教学活动围绕学生的小组学习和讨论展开，在团队组织过程中，可以采用数值分组（number pears）、邻座配对 (shoulder partner)等方式对学生进行随机分组。

（4）课堂表现评价。不同学生在课堂活动中的表现和贡献是有差异的，为了公平给出学生的表现分数，可以在小组成员之间进行个人贡献度互评，在小组间进行组间贡献度互评，见表3。其中个人贡献度互评采用表4的评价指标，由小组成员对除自己以外的组员表现进行评分，并填写在小组互评表中；组间贡献度互评采用表5的评价指标，由各组成员对除了本组以外的小组进行评分，并且填写在组间互评表中。通过汇总小组互评表与组间互评表的成绩，统计分数从而获得学生的课堂活动表现的评价分数。

通过采用主动式教学设计对课程进行重新设计，课程的目标和内容更为清晰，采用的教学方式更为灵活，可以极大地激活学生的学习能动性，学习方式更为丰富和立体。主动式教学比传统教学模式更强调学生的自主学习和互助学习，对于学生能力的评价更为多维也更为客观，是一种非常适合于工程学科实践类课程的教学模式。

表3 小组汇总表-组间互评及个人互评

表4 个人评价指标

表5 小组评价指标

3 数据库应用与开发主动式课堂教学实践

3.1 一分钟讨论（one minute paper）

在第一次课堂教学中采用随机分组讨论的方式，采用一分钟讨论模式(one minute paper)获得调查学生的知识背景及对课堂教学组织的意向。提出4个问题：①你对数据库的认识；②你已经学到的数据库的内容；③你希望学些什么；④你希望的学习方式。学生分组讨论并为每个问题分别写出一条讨论结果。由①—②问题可以了解到学生已经有一点数据库的基本知识，由第③个问题可以了解到学生希望学习更深入的内容，由第④点可以了解学生希望以课堂讲授+实践的方式展开教学活动。这样的方式正是主动式学习的教学方法的优势所在。

3.2 数值分组（number pears）

学生循环报数，例如分成5个组，学生报数数值从1～5循环，数值相同的同学分为一组。最后一组根据实际情况微调，以保证所有的组人数相当。然后根据学习内容分给不同的组进行分组讨论学习，在学习结束之后，以组为单位报告学习成果。

例如在数据库应用与开发课程的“数据库设计的范式”部分的课程内容教学时，教师将范式的原理简要概括，然后给每个组分配一个范式内容的学习，学生在分组学习讨论的过程中教师在中间走动，帮助学生组织讨论，并解答学生在学习过程中的疑问。

学生小组学习结束后，进行小组答辩，答辩过程中，本组同学负责共同回答其他小组的提问，并根据各自在组内学习的贡献课程设计的评分表4进行组内互评，其他小组的同学在听取答辩后负责提问，并根据答辩小组的答辩情况和回答问题的情况，采用评分表5进行组内互评。

4 结语

采用主动式教学方式后，课堂的活跃度增加了，学生慢慢地适应了新的教学形态，并且从团体学习和讨论中得到了更多的收获，教学形式较之于传统单一的教学方式更为丰富。主动式学习方式的是一种立体式的教学模型，其特点在于要求学生在课堂教学之前有足够的教学内容的预习和准备，学生需要提前自学课程的相关内容和材料，这些材料可以是文档、课件以及线上的课程视频，知识的学习以线上学习为主，课堂教学主要解决学习的难点及知识的应用等方面的问题，以及培养团队协作的能力。另一方面，由于教学活动中需要保留小组学习讨论的时间，对课堂学时的安排和组织就显得尤为重要，教师需要具有一定的经验来调动学生讨论的热情，以及把控分组讨论的时间。由于课堂活动的展开，课堂教学学时相应减少，这里就需要在线课程的支持。本课程已经建立了数据库应用与开发省级在线教学平台，因此可以为本课程主动式教学的展开提供基础的技术支持。