基于OBE理念的《数据库技术与应用》课程教学改革探索

2019-10-18刘泽星奎晓燕刘卫国

软件导刊 2019年9期

刘泽星奎晓燕刘卫国

摘要：针对传统教学方法形式单一、学生学习被动等弊端，在《数据库技术与应用》课程中引入成果导向教育（OBE）理念。从教学内容优化、教学模式改进与教学考核评价机制完善等方面进行教学改革探索，以学生为中心、学习成果为导向，采用开放式教学模式，设计课堂教学组织开展方式。教学改革实践表明，以成果为导向的教学能够有效调动学生学习主动性，突出实践能力和创新思维培养，提升教育教学质量。

关键词：《数据库技术与应用》;成果导向教育;开放式教学模式;评价机制;教学改革

DOI：10. 11907/rjdk. 191798 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2019）009-0221-04

Explorations of Teaching Reform of Database Technology and

Applications Course Based on OBE

LIU Ze-xing，KUI Xiao-yan，LIU Wei-guo

（School of Computer Science，Central South University，Changsha 410083，China）

Abstract： Aiming at the shortages of traditional teaching methods， the teaching idea of OBE is introduced to database technology and applications course. The authors carried out explorations and practice of teaching reform for database technology and applications course in respect to optimizing the teaching contents， improving the teaching methods and the teaching evaluation，with students as the center and outcome as the guidance， designed the way of classroom organization and development by adopting the open teaching mode.Teaching reform practice has proved Outcomes-based education may effectively mobilize students' learning initiative， highlight the cultivation of practical ability and innovative thinking， and enhance the quality of teaching.

Key Words： database technology and applications; outcome-based education; open teaching methods; evaluation mechanism; teaching reform

0 引言

近年来，数据库和網络通信技术迅速发展，在数据管理、人工智能、电子商务、金融贸易、事务管理等领域得到广泛应用，数据库技术已成为信息社会数据管理的重要方式，因此大学生应具备利用数据库技术对信息进行管理、加工和处理的意识与能力，以解决专业领域中的问题。目前数据库课程既是计算机专业核心课程，也成为许多非计算机专业必修课程。数据库课程强调理论与应用结合，因此教学方法应针对其理论性与实践性并重的特点进行设计，充分调动学生学习主动性，培养创新实践能力。教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》指出，教育信息化的发展要以学习方式和教育模式创新为核心[1]。教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》中关于创新人才培养模式意见指出应创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学[2]。为改进传统教学方法的不足，数据库系列课程改革内容涵盖较广，包括课程教学理念、教学内容、教学模式、教学方法、课程体系构建和课程建设规划等。在《数据库技术与应用》课程中顺应现实需求，与时俱进地更新教育理念，引入新的教学模式和方法，在帮助学生正确理解、掌握相关知识点的基础上，提高学习兴趣，着重发挥学生创造性思维和主观能动性，有效提高教学质量。

1 《数据库技术与应用》课程教学现状

《数据库技术与应用》已作为重要的公共课程被列入本科生培养方案。课程设立的目的是使学生全面掌握数据库系统基本概念、基本原理和方法，具备使用数据库技术解决实际数据管理问题的能力。目前数据库课程教学以教师课堂讲授为主，并采用学生实验验证的方法，这种教学方法比较注重学生对课程基础知识的掌握，对数据库技术在项目开发过程中的综合应用缺乏系统训练，学生虽能理解基本概念，但很难在具体项目实践中完整应用所学知识进行综合设计及开发。另外，考核评价体系不够全面。该课程采用的考核方式是“平时成绩×40%+期末考试成绩×60%”，平时成绩大多由考勤、作业和几次测验成绩构成，期末考核重点在于学生对概念、原理、语法的掌握情况，导致部分学生学习兴趣不高，不重视学习过程，考前背题库资料应付考试。从整个课程教学过程看，传统考核方式没有重视过程考核，对学生动手能力、团队合作意识、沟通表达能力等方面的培养和考核比较薄弱。可见，在实际教学中课程教学模式还应进一步完善，如何结合专业特点和需求组织实施教学，使学习目的更明确、学习积极性更高，还需进行更多探索。

2 OBE理念

成果导向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念最早由学者William Spady提出，是以学习成果为导向的教育理念。Spady[3]定义OBE是“清楚地关注和组织教育系统中的每件事，使之围绕着一个根本的目标，以确保所有学生在未来生活中能够获得成功”。可见，OBE是以成果为导向，组织、实施和评价教育的教育。基于成果的教育指在一个教育系统中，最重要的事是所有学生在学习经历结束后能够成功地做什么、获得什么成果。其中“成果”不单纯指学生的成绩分数，还指学习过程结束后学生真正拥有的能力。

OBE在理念上是一种“以学生为本”的教育哲学，在实践上是一种聚焦于学生受教育后获得什么能力和能够做什么的培养模式。OBE理念核心是：以学生为中心，成果导向和持续改进。OBE教育理念要求教学设计和教学实施的目标是学生通过教育最后取得的学习成果。教学设计应围绕“以学生为中心”的教学思想开展教学活动，将学习主动权交给学生，学生在学习活动结束时能够获得预期结果。在教学设计上要把传统传输型教学模式向以学生为中心的主动学习型教学模式转变，教学设计需强调学生在教学中的中心地位，充分体现“以人为本”的教学理念，强调知识创新性和实践性[4]。

综上所述，本文在教学中引入OBE理念，以成果为导向，引导学生设定学习目标，以学生为中心，采用基于项目成果的开放式教学模式组织实施教学，努力激发学生内在学习原动力，同时在学习过程中突出学生应用能力和创新思维培养。

3 《数据库技术与应用》课程教学模式改革与实践

在《数据库技术与应用》课程教学改革实践中以OBE教育理念引领贯穿整个教学过程，从4个方面采取具体措施：制定切实可行的教学目标、优化课程教学内容、改进教学模式与建立多维考核评价机制。

3.1 基于OBE理念的教学目标与课程教学内容设定整合

基于OBE理念，确立明确的教学目标：课程教学应着眼于学生在整个学习过程结束后真正拥有的能力，而不仅是学期末课程考试成绩。OBE一般采用先确定教学计划最终成果的设计方法，其余单元及学习活动阶段成果的设计均来自最终成果[5]。这是一个自顶向下的设计过程，在课程学习初期即以最终成果与课程具体各阶段成果引导学生设定合理的学习目标，期待学生都能达成自我实现。不同专业学生学习数据库技术的目的不同，因此，课程教学应根据教学对象所学专业因材施教，引导学生将数据库技术应用领域的数据管理与设定的学习目标有效融合[6-7]。OBE教育教学理念强调学生的学习成果，要求教师以学习成果为导向反向设计教学活动和评价标准，优化教学内容，探索有效的教学方法，重视学生学习效果[8-9]。OBE实现过程和设计过程是互为逆向的正向实施[10]。教师根据课程教学进度同步安排学生学习相关知识和文献，收集与其专业相关的数据管理问题和对数据库技术应用的需求。在数据库实现阶段，学生首先自行选定或设计一个专题数据库项目，为每个专题项目设计并建立一个数据库;在应用系统实现阶段，针对已建立的数据库设计和实现应用系统;最后以实现项目数据库应用系统作为最终学习成果。在学习过程中，学生由教师引导，以最终学习成果项目驱动，按照课程知识学习进度依次推进并获得各阶段学习成果。在每一阶段学习成果实现过程中，学生课后可与小组同伴探讨、在课堂上进行师生研讨，并反复修正和添加系统功能，持续改进直至完善整个应用系统。图1描述了基于OBE的课程学习最终成果、各学习阶段成果的设计和实现过程，在各阶段分别通过教学目标、教学内容、教学实施和学习评价保障实施获得相应阶段成果[11]。

在課程教学内容方面，教师准确分析数据库课程培养目标及知识结构要求，了解国内外数据库技术和计算机技术发展趋势，在正确认识课程体系特点的基础上，科学提炼课程内容，使课程知识体系适应时代发展需求。《数据库技术与应用》课程基础内容包括五大模块：数据库技术概论及最新发展、数据库的管理、数据库对象管理、数据库安全管理、数据库应用开发。在教学组织过程中可以引导学生从最熟悉的学校教务系统、图书借阅管理系统及日常生活中常见的网络购物平台数据库管理应用系统进行学习。以网络购物平台为例，通过对电商平台购物查找筛选商品的过程，分析并掌握数据库数据内容及商品信息组织，引入数据表、关系、查询、索引、视图;通过实际购物操作过程中购物车商品的添加或删除后结算的总金额变化，说明存储过程、触发器等数据库对象的管理;通过购物车结算与在线支付等操作理解数据库安全机制。教学内容不再刻板地以纯理论方式授课，代之以通过用户购物的需求和真实体验为载体，让学生更深刻地理解数据库应用系统原理、设计和实现方法，使学生在掌握数据库设计原理和开发方法的基础上，针对自行选定的数据库项目，正确设计数据表，灵活、恰当地添加其它相关数据库对象，最终完整地构建一个数据库应用系统，从而实现各自设定的课程学习成果目标。

教学过程采用多种教学方式及内容保障学习成果，以更弹性的方式配合学生个性需求，让学生有机会以多种方式进行有目的的学习并证明其学习成果。课题组为此开发了立体教学资源，包括微课视频、课件、习题库、实验指导、案例等。学生可以根据教学进度安排在课前观看微课视频预习新知识。微课导学可以实现“先教后学”向“先学后导”的转变。学生根据自身认知特点自主安排视频观看速度和进程。课堂上教师根据学习情况精讲和点拨解惑，学生在教师指导下展示学习成果，互动讨论交流，提升学习质量。课后学生根据学习任务进行同步实践和强化训练。这种“先学后导”的教学促进了学生个体学习自主性和学习过程自觉参与，提高了课堂上生生互动、师生互动频度和效果。

3.2 开放式教学模式

传统课堂教学模式的教学活动和教学结构均以教师为中心，知识传递发生在课上，学生是知识的被动接受者，这在一定程度上阻碍了学生学习积极性和创新思维的发展。在课程教学改革实践中开展了启发式、探究式、讨论式教学，重视过程评价，探索建立以学生为中心的开放式教学新模式[12]。

课堂采用开放式教学模式，具体从教学内容开放、课堂组织开放和教学评价开放等方面进行组织。教学内容基于教材但不拘泥于课本案例，可以结合学生专业领域的数据库应用案例和实际生活中的数据库管理系统展开讨论，如交通设备管理系统、学生会管理系统、社团物资信息管理系统等;课堂组织开放指教学不限于教师讲解，包括设置专题并开展师生和生生交流讨论。在传统课堂上教师是主角，在开放式教学模式中教师应根据课堂具体内容选择教师和学生的主客体位置，比如在阶段性研讨和总结汇报中学生可以成为主体，充分展现其学习程度[13]。教学评价开放包含教师对学习过程、阶段性和总结性评价，还应纳入学生自我评价和生生互评。

教学组织分为3个阶段进行：知识学习、合作探究和成果汇报。基于OBE教育理念，最终获得的成果将以学生的优秀作品即数据库应用系统表现。教学安排为首先进行课前准备，由学生利用微课视频自主学习相关进度的知识;课堂上教师通过问答环节了解学生自学情况，精讲相关知识点，小组合作学习方式使学生可以获得团队帮助、分享交流学习成果。小组一般由5-6人组成，对需求分析、概念模型和详细设计进行小组讨论，形成可行完善的数据库设计报告。按照教学周历和项目进度完成各阶段学习任务，教师按照问题提出、分析、解决和迁移4个步骤，针对教学项目提出问题、分析问题、解决问题并组织课堂，并要求各小组成员按照不同阶段目标需求分别完善自己的系统[14-15]。老师从课程内容的传授者转变为学生学习的引导者，形成“以学生为中心”的个性化课堂，加大课堂交流互动频度，既可实现学习目标，同时也延伸课内知识，扩展学生学习思维。

3.3 多维考核评价机制和教学效果

基于OBE理念，建立多维考核评价方式[16-17]。建立以学习成果为核心的评价办法[18-19]，包含教师及其它评价方式，设置评价比重，对学生更科学、更全面地进行评价。教师评价的方式保留考勤、作业、实验、期中期末考试等评价形式，设置该部分评价占平時成绩的30%。另外，加强过程考核，加入设计项目阶段性和总结性成果汇报评价，该部分评价占平时成绩的30%。通过阶段性学习报告对已学课程进行实践总结，可和同学分享交流学习成果，激发学习积极性。学习之初即设定预期学习成果专题数据库管理应用系统，在整个学习过程中由成果导向，步步推进，理论联系实际，学以致用，达到培养学生以计算思维思考解决实际数据管理问题的目的。

多维评价方式的关键是在核评价机制中引入学生评价。首先，引入学生自我评价，学生对于自己各项表现和能力进行评价，并给出量化分数;其次，引进小组学生之间的互评，学生互评既能够提供评价的另一个维度，又有助于学生相互激励学习。多维评价方式需要在教学实践中寻求各个维度的权重，既达到引导学生自主积极学习实现学习目标，又形成以培养学生应用能力和创新素质为首要任务的课程教学效果客观评价。在实际教学过程中，设置平时成绩的20%在课程结束时由同学自评，20%由学习小组组内互评，自评和互评包括学习态度、学习过程、学习效果等具体内容。自评和互评对小组合作学习起导向与激励促进作用，小组内呈现出互动、互助、互勉、互进局面，从而积极推进学习成果项目的实现。

近两年的教学改革实践表明，《数据库技术与应用》课程教学引入OBE教育理念，采用开放式教学法卓有成效，班级在期末全校统考中取得了较好成绩，在课程设计中涌现出许多创新性设计，如学生设计实现的“社区居民医学调查数据管理系统” 等成果有较高实际应用价值。后期跟踪调查显示，有一部分学生将课程学习设定的目标项目进一步拓展延伸，申报并完成了创新创业项目。可见，基于OBE理念的教学突出了实践、创新和计算思维能力培养，学有所用，知行合一，有助于实现教育教学目标[20]。

4 结语

传统课堂以教师为中心，以知识传授为主要任务。这种学习模式仍然停留在知识被动接受和识记阶段，抑制了学生主观学习能动性的发挥，不利于培养创新型人才。新时代国家和社会对人才的需求与学校“双一流”建设定位的需要，使高等教育实现从知识课堂向能力课堂转变尤为紧迫。OBE是一种突出实践和创新能力培养的教育理念，笔者在《数据库技术与应用》课程引入了基于OBE成果导向的教育理念，因材施教，与专业紧密结合设定可行教学目标优化课程教学内容，并采用开放式教学模式，建立了多维考核评价机制。从实际教学改革效果来看取得了一定成绩，下一阶段可从项目任务优化设置、课程教学案例库开发、可视化课程管理系统内容完善、竞赛实验平台搭建等方面进行系统化教学改革。

参考文献：

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