依托超星学习通平台的大数据专业“数据库原理”智慧课堂的构建

莫礼平 张美华

摘要：本文结合大数据专业人才培养的需要，在依据CDIO教育理念进行教学分析和教学设计的基础上，从课程的创建及资源建设、课堂活动的创建及使用、作业和考试的创建几个方面探索了以超星学习通平台为依托的“数据库原理”智慧课堂的构建方法，为我校大数据专业“数据库原理”课程教学过程中实施智慧课堂教学奠定了良好基础。

关键词：超星学习通平台;数据库原理;智慧课堂;教学智能化

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）18-0041-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

当今时代，大数据技术应用已成为指引各行业智能发展的风向标。为了培养大数据技术人才，教育部2016年批准北京大学、对外经济贸易大学和中南大学3所高校设置“数据科学与大数据技术专业”这一新工科专业。该专业旨在培养具备扎实的计算机科学理论知识与数学基础，具有大数据思维，具有将应用领域知识与计算机技术和大数据技术进行融合创新以解决特定环境下大數据应用工程问题的能力的高素质专门技术人才。我校于2018年被批准大数据专业招生。如何办好大数据新专业，培养符合时代需求的大数据技术专业合格人才是我校面临的一个新挑战。

近年来，随着国际工程教育改革大潮的到来，以CDIO工程教育模式为代表的工程教育改革成果得到了不断的推广应用。国内关于CDIO的本土化与再创新研究正如火如荼进行着，基于CDIO理念的工科课程教学改革研究与实践工作[1-3]得到了人们前所未有的重视。与此同时，随着无线通讯网络和智能手机等移动终端的普及使用，课堂教学智能化逐渐成为高校专业课程教学改革的重要目标。体现教学智能化的智慧课堂逐渐为人们所关注。国内诸多教师开展了智慧课堂教学模式相关研究和实践工作，并取得了显著效果[4-7]。

大数据专业课程的教学质量是体现该专业人才培养水平的重要标志。如何借鉴CDIO等先进教育教学理念，利用现代智能信息技术提高专业课程的教学质量，值得每位大数据专业课程教师深入思考。本文以CDIO理念作为教学分析与教学设计的依据，探索超星学习通平台下大数据专业的“数据库原理”课程智慧课堂的构建方法。

1 超星学习通简介

超星学习通（简称学习通）是北京超星公司基于微服务架构面向移动终端打造的一款移动学习APP。该APP除了支持超星公司拥有的海量电子资源的移动阅读功能外，还提供了智慧课堂、社交服务等功能，允许用户便捷地进行学校课程的在线教学、学校馆藏图书查阅、电子资源搜索下载、在线讨论、互动反馈等操作，是一个集知识的管理传播、课程学习、个性化专题创作和办公应用等功能为一体的在线学习平台[8]。

学习通支持Android和iOS两种移动操作系统，可通过移动终端的应用市场搜索或官方二维码扫描进行下载安装。使用学习通构建智慧课堂，主要依赖学习通提供的“课程”“资源”和“微应用”三个核心功能模块。“课程”模块用于课程的教学和管理，从“教案”“章节”“资料”“通知”“作业”“考试”“讨论”“统计”八个方面为用户提供支持。“资源”模块分“专题”、“课程”“图书”“期刊”“讲座”五个子栏目为用户提供图书、期刊等电子文献，名师讲坛、公开课等视频资源，以及有声读物等资源服务。“微应用”模块分为“推荐”“移动图书馆”“移动博物馆”“创作工具”“小程序”“互动工具”“校招就业”七个栏目，基本覆盖了教师教学、办公和学生学习所需要的全部应用。

2“数据库原理”智慧课堂的教学分析与教学设计

大数据专业学生需要从数据管理、系统开发、海量数据分析挖掘三个层面系统地掌握大数据应用典型问题的解决办法。这三个层面都离不开数据库技术。而“数据库原理”课程便是学习数据管理、数据库系统开发所涉及的数据库基础知识和关键技术和技能的重要课程。根据CDIO教育理念，工科教学要求学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行课程学习，教学不仅要关注学生学科知识的学习，更要关注学生能力、素质的提升，必须强调一体化与参与性[1]。构建工科专业课程教学的智慧课堂，需先进行教学分析和教学设计。下面以“数据库原理”课程中理论知识和实践技能并重的“数据库设计”一章为例，依据CDIO理念进行智慧课堂的教学分析和教学设计。

2.1 教学分析

构建“数据库原理”智慧课堂，旨在按照CDIO工程教育要求，利用智能手机等移动终端实现课堂教学智能化，以提高“数据库原理”课堂教学质量，帮助学生更好地掌握数据库技术理论知识和技能。据此，可设计该课程的学生分析表如表1所示。

结合课时分配，对“数据库设计”这章的内容按小节进行分割，生成表2所示的“课程一章一节一知识点”四级结构的教学内容分析表。

2.2 教学视频设计

“数据库原理”智慧课堂实施PPT讲授和学习通互动教学相结合的教学。教学视频根据教师讲授情况，主要采用PPT和旁白录音的方法制作。对应表2，“数据库设计”一章的教学内容按课时安排分为4个视频来设计。每个视频讲解1-2个小节的教学内容，时长为40分钟左右。教学视频中运用了问题引领、案例讲解、交流讨论等多种策略引导学生进行学习，讲解抽象概念时，尽量以可视化形式呈现。

2.3 学习评价设计

“数据库原理”智慧课堂的学习评价分为过程性评价和总结性评价两种。过程性评价需要给予学生及时反馈，可通过学习提供的各种课堂活动控件来实现。总结性评价主要通过期末考试来体现。

2.4 学习活动设计

基于CDIO理念的课堂教学强调学生参与性，故学习活动设计必须突出互动性。“数据库原理”智慧课堂的学习活动分为个体学习活动、人际互动活动和社会化联通活动三类，其具体设计如表3所示。个体学习活动主要包括学生个体观看教学视频、下载课程资源、完成课程练习、进行课程测试、设置个性标签、做学习笔记等。人际互动活动主要包括借助学习通的视频会议、主直播、投屏等功能及丰富的课堂活动控件进行的多种形式的课内师生互动。社会化联通活动主要包括利用微信、QQ、邮箱、博客等工具进行的实时联通与网络交流。

2.5 学习支持设计

“数据库原理”智慧课堂從面向课程视频、面向学习活动和面向评价三个方面进行课程学习支持设计。面向课程视频的学习支持，主要指利用课程教学视频、典型案例等学习资源要素进行视频学习。面向学习活动的学习支持，主要指借助学习通提供的课堂活动控件，微信、QQ等及时聊天工具，以及邮箱、博客等社会化网络交流工具，以课堂讨论、及时聊天、学习笔记、作品展示、资源共享等方式进行学习。面向评价的学习支持，主要指通过视频、文本等媒体类型对学生在线学习情况、总结性评价作品、实践作品进行评价学习。

3“数据库原理”智慧课堂的创建

结合上述教学分析和教学设计，就可依托学习通进行“数据库原理”智慧课堂的创建。下面从课程的创建及资源建设、课堂活动的创建及使用、作业和考试几个方面进行介绍。

3.1 课程的创建及资源建设

教师用户登录后，直接进入首页创建课程，输入“数据库原理”的课程名称、教师姓名，并上传课程封面图片。然后，在课程页面，进行课程的相关设置及资源建设。

（1）新建班级。每门课程需要建立一个或多个授课班级。班级创建后会自动生成二维码和邀请码。学生通过手机扫码或从学习通首页输入邀请码便可以加入班级。教师也可邀请学生加入班级。针对创建好的班级，即可进行班级教学活动的具体设置。

（2）搜索资源并对其进行收藏与导人。课程建好后，可直接通过学习通使用超星公司提供的图书、课程、专题、报纸、讲座、期刊等各种类型的海量优质教学资源进行课程建设。搜索到的资源经收藏后即可导人使用。

（3）编辑课程目录，添加课程资料。课程的章节目录可以在学习通上直接创建编辑，也可从收藏资源中导人课程名和专题名作为章节目录。课程资源的添加可以直接从本地设备、网盘添加，也可从收藏资源中导人。

3.2 课堂活动的创建及使用

学习通提供了一个活动库，以活动控件的形式支持丰富多样的课堂互动活动。在活动库页面选择一个活动控件即可创建课堂活动。每个活动都相当于一个任务，教师可以设置活动时长和完成活动获取的积分。通过点击或滑动切换，可以查看处于“未开始”、“进行中”和“已结束”状态的课堂活动。每个活动的活动详情和学生们的数据统计结果及情况反馈都可以及时查看，以便教师实时掌握课堂信息。下面介绍“数据库原理”智慧课堂需要使用的几组课堂活动控件的使用方法。

（1）“签到”控件。该控制支持教师发布不同签到模式对学生进行课堂的实时考勤。学习通支持四种签到模式：普通签到（学生收到签到消息后直接点击完成签到）、签到码签到（学生收到签到消息后输入对应的签到码完成签到）、手势签到（学生收到签到消息后，画出与教师设置相同的手势完成签到）、二维码签到（学生扫描二维码完成签到）。前两种模式基于学习通自动获取的师生间的距离来判断学生是否到课。四种模式下，教师都可以进行签到任务时长、是否推送消息、是否获取距离等选项的设置。选择某个签到模式进行设置和发布后，签到活动将出现在“进行中”的状态栏。当任务时长耗尽时，签到自动结束（教师也可以随时手动结束签到）。没有完成签到的学生则视为“缺勤”。教师可通过“已发放的签到活动”查看截至目前的签到完成情况，也可手动修改签到结果。

（2）“问卷”和“投票”控件。这两个控件用于帮助教师实时掌握学情。“问卷”支持单选题、多选题和简答题三种题型，题目可设置多道，也可添加图片。每道题的选项数量可自主设置。问卷编辑发布后，学生端即可马上参与问卷回答活动。“投票”是“问卷”的特例，只支持单选题型。教师可以打开已发布的“问卷”和“投票”，实时查看学生们回答情况的实时统计结果，并可以设置积分和任务时长等选项。

（3）“选人”和“抢答”控件的使用。“选人”支持教师随机选出一名学生完成指定任务。“抢答”用于学生抢答教师的课堂提问。教师可以根据学生抢答情况设置不同名次的分数、任务时长等选项。

（4）“主题讨论”和“话题”控件的使用。这两个控件用于支持师生针对给定主题或话题的讨论。前者要求学生在规定时间内针对教师提出的主题进行回帖讨论。教师可以编辑主题内容和要求、设置讨论时长。后者允许教师进行置顶、点赞、赞赏（发红包）操作。讨论内容会全部记录到讨论区。师生可以直接在讨论区发帖或评论。教师也可直接在讨论区管理学生的帖子和评论。

（5）“测验”控件的使用。该控件用于教师发布测验题让学生实时回答的活动，支持教师对学生回答统计结果的实时查看。教师可以进行题型（单选题、多选题、简答题）、正确答案，以及积分、任务时长等选项的设置。

（6）“直播”控件的使用。该控件用于支持教师进行远程直播，供学生多终端在线观看。教师可以设置是否允许回看、是否可以在直播同时进行讨论等选项。

除上述控件外，学习通的活动库中还提供了其他多种互动控件。在此不再详述。

3.3 作业和考试创建

通过课程页面的“作业”和“考试”，教师可以完成作业及考试内容的编辑和发布。作业的编辑过程和问卷类似，但支持更多题型（填空、判断、投票等）。编辑好的作业在发布前可以进行发放班级、完成时间，以及立即发布还是保存待发布的选项设置。考试区别于作业的地方在于，可以编辑设置每题的分数和总分。作业及试卷编辑过程中产生的每一道新题都会被记录在课程的题库中，供以后作业和试卷编辑时直接调用。此外，作业和考试内容中出现的客观题可以设置正确答案，学生完成后可由系统自动批阅。

4 结语

目前，依托不同移动学习平台的智慧课堂已正式进入校园。实践表明，通过构建和使用智慧课堂，可将传统教学模式变革为智慧教学模式，不但能够有效解决传统课堂师生互动不够、学生被动学习的困境，而且在培养学生自主学习、探索学习、智慧学习等方面具有显著效果。本文在结合CDIO教育理念进行教学分析和教学设计的基础上提出的“数据库原理”智慧课堂的构建方法，为我校大数据专业课程的教学智能化研究与实践探索了道路，对大数据专业其他课程的教学改革具有一定的指导意义和借鉴作用。

参考文献：

[1]顧佩华，胡文龙，陆小华，等，从CDIO在中国到中国的CDlO：发展路径、产生的影响及其原因研究[J].高等工程教育研究，2017（1）：24-43.

[2]李国锋，刘煜，谢邵辉.CDlO教育模式下的实践教学体系探析[J].长沙大学学报，2016，30（2）：140-142，148.

[3]俞淼.基于OBE-CDIO教育模式的成人教育课程建设[J].中国成人教育，2018（20）：86-88.

[4]孙曙辉，刘邦奇，基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[Jl-中国教育信息化，2015 （22）：21-24.

[5]祝智庭.智慧教育新发展：从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究，2016，22（1）：18-26，49.

[6]卢秋锦.基于大数据环境下的智慧课堂模式设计[Jl.中国成人教育，2019（13）：56-58.

[7]薛超群，智慧课堂教学模式研究[Jl.宁德师范学院学报（自然科学版），2018，30（1）：101-103.

[8]百度百科.超星学习通[EB/OL]. （2018-04-22）[2020-02-08l.https：//baike. baidu. com/item/% E80-/oB6a-/0850-/oE60-/0980-/09Fo-/。E5 %AD%

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[通联编辑：唐一东]

基金项目：吉首大学实验教学和现代教育技术改革与研究重点项目：基于CDIO理念的大数据专业实践学设计模式研究 （2019SYJG003）;吉首大学研究生教育教改研究项目：创新型工程教育视野下的电子信息专业硕士学位课程教学模式探索（JG2019804）;湖南省教育厅2018年教学改革研究项目：“互联网+”背景下微课在数据库应用技术课程中的研究与实 现（湘教通『2018]436号）;吉首大学2018年教学改革研究重点项目：“互联网+”时代高校数据库应用技术课程教学改革的研究与实现（2018JSUJGA17）

作者简介：莫礼平（1972-），女，工学硕士，吉首大学信息科学与工程学院，高级实验师，硕士研究生导师。