基于多工程案例的数据库课程混合教学模式的改革研究

严晓龙　王秀友　冯莹莹　赵莎莎

摘 要：基于前沿软件项目开发模式，细化工程化案例环节，采用多案例并行驱动“线上+线下”课程混合式教学创新。优化教学互动形式，落实以学生为中心，重构学生小组结构，提高学生解决问题的效率；丰富教师和学生的多元评价角色，加强评价后的跟踪反馈机制，缩小层次性差异；思政元素隐式融入课程案例，实现知识技能培养和育人育德高度统一。基于该模式，实现数据库课程的有效整合和重构，培养数据库领域复合型人才。

关键词：混合教学；多案例驱动；课程思政；数据库

中图分类号：G642  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2023）04-0115-04

当下数据库技术更新速度迅猛，人工智能、办公信息系统等领域持续发展[1]。由于数据库在数据管理领域中所发挥的重要作用，所以一直以来作为我国本科高校软件工程、网络工程等专业的核心课程。而如何确保计算机类专业课程的与时俱进，为国家培养适应现代化社会发展的高专业素质数据库人才，是当下本科教学的重要课题[2]。

此外，数据库课程的专业技能集成度高，因此需要结合计算机学科的前沿发展，直击传统计算机专业课程教学痛点，构建数据库教学新模式[3]。

1 传统数据库课程教学现状和痛点

数据库课程具有典型的跨学科特点，技能综合应用要求高，学习难度大[4]。而我国本科高校受限于学期课时短、授课内容滞后等因素，导致传统数据库课程授课痛点明显。

（1）实际工程项目开发经验匮乏，学生综合实践能力较弱。数据库课程的理论课时（54课时）明显多于上机实践课时（18课时），过分重视理论类知识传授，导致学生缺乏实践实训的能力锻炼。即使在上机实践环节，学生也通常以单兵作战的形式进行实操练习，结对式和团队式项目开发参与机会较少，导致团队协作开发意识不足。

（2）授课内容滞后于当前专业领域发展，学生成果转化率低。传统授课内容和前沿软件开发割裂性高，课程案例设计较为陈旧，且各个案例之间相互独立，导致学生无法对数据库开发流程形成系统性认识，学习思维缺乏连贯性，难以应对实际大中型项目中遇到的各种问题，学习成果的转化率较低。

（3）评价反馈机制不健全，无法通过评价真正衡量学生专业水平。评价标准忽视参评全面性，通常以教师为主体来决定学生的过程性评价和终结性评价，学生无法真正投入评价角色，导致评价结果存在教师主观性较强的问题。此外，忽视评价结果对学生的反馈跟进。传统的评价结果主要作为学生成绩优劣的依据，缺少后续对不同层次学生的针对性补强和跟踪，导致学生个体间差异难以缩小。

（4）思政元素与实际生活结合度低，学生缺少学习主动性和专业认同。传统课程教学侧重于专业知识讲解，课程案例和思政元素的结合方式较为生硬，存在刻意拔高、脱离实际的现象，导致学生无法切实提升专业认同感，树立科学的价值观。

2 基于多工程案例的混合教学模式构建策略

结合当前实际软件公司项目开发流程，对课程内容进行重构，构建多工程仿真项目案例混合式课程教学策略。针对目前教材案例较为陈旧割裂的缺点，结合实际设计工程案例，使学生在学习过程中可以全局性理解数据库系统全貌，提高学生的实战应用水平和高阶创新思维。在教学过程中，以工程化案例为主线、教师为主导、学生为主体为原则，并在基础实践环节之外增设开放性问题，学生以5-7人的现代程序员组进行团队协作，激发学生的协同合作和解决问题的能力；在过程性评价上，采用教师为主、学生为辅的评价原则，从功能效果、项目完成度、开发用时等多方面对学生成绩予以评定，细化形成性评价和终结性评价；通过对课程目标、内容和模式等方面深化改革，充分体现立德树人的教育本质，加强课程中的思想政治教育，构建“思政+专业”的课程教学案例。

2.1 多工程化案例并行提升学生项目开发能力

由于传统数据库教学上机课时少，导致学生存在知识转化率低等问题[5，6]。本课程合理调整教学顺序，基于当前主流项目开发流程，设计多套工程化案例，将其贯穿整个学期的理论教学、上机实践和线上拓展学习。本学期授课案例如图1所示。

在理论教学环节，紧跟数据库发展趋势并结合抗疫大环境，提出一套实用的医院信息管理系统工程案例用于课程讲解。从用户调研和需求分析，到软件结构设计，直至最终的运行验收，细化设计多层次任务节点使得学生可以从软件开发角度，掌握数据库系统从无到有的构建流程。

在上机实践环节，结合当前脱贫攻坚大形式，提出一套贫困农户信息管理系统用于实践练习。学生通过实战操练，实现知识转化。其中，上机授课和自主实践按照1：1分配，将教师对项目任务的解析和框架梳理，与学生自主实践有机融合。此外在自主实践环节中，以“从实战出发，教师主导，学生主体”为原则，模拟用户需求和实际项目需求，基于当下软件开发主流的现代程序员组，学生以5-7人组成现代程序员组，每组按照学生能力和意愿进行职能分工，每组分级设置项目经理、组长和程序员，模拟真实开发流程，激发学生协同合作意识，鼓励成员分散决策，提升团队协作能力。

在线上拓展环节，针对网购行业发展规模日益壯大的趋势，设置物流数据管理系统开发项目，供学生在课后进行独立开发以自主思考和动手能力。对不同层级模块根据教学进度、工作量和技术难度等因素实行任务分组，保证大部分项目任务开发难度适中的同时，部分模块任务具备高阶性、创新性和挑战性，增强学生创新思维。

2.2 围绕学生“线上+线下”分级调整教学任务

针对数据库逻辑性和抽象性较强的特点，在课前、课中和课后进行线上线下多方面教学手段的丰富，强化学生主体地位。教学模式如图2所示。

在课前，学生在超星学习通、MOOC等线上平台实现知识预习和互动讨论；在课中，利用多媒体授课和超星学习通等线上软件，实时收集学生提出的知识难点和问题，采用“分组讨论+组间辩论+师生互动”方式，突出课堂教学中问题发现的及时性，主张第一时间遇到问题，第一时间解决问题；在课后，将课堂讲解的工程案例和重难点通过超星学习通上传，实现资源共享，使学生在课中没有消化的内容通过课后的线上学习进行二次巩固。

在設计课程结构时，将课程知识和项目案例实践任务划分为基础篇、强化篇、综合篇和系统优化篇。学生可以结合自身知识掌握情况，在线上选择不同难度的阶段任务。其中系统优化阶段是面向大型数据库开发项目的系统级进阶拓展，该阶段充分体现教学内容的阶段性和挑战性。通过自主选择项目案例实践，学生可以以数据库技术为中心，对多门相关开发技术（网页设计、ASP等）进行串并联，提升综合开发水平。

2.3 合理丰富教师和学生的评价角色，构建过程性评价体系

本课程的过程性评价体系采用“现场测评+线上互评+跟踪反馈”相结合的方式，以教师团队和学生小组实现评价构成。

首先，学生的定位从“被动参与”向“主动投入”转化。学生在所属小组内实行成员互评，从学生角度对成员的实操能力、沟通合作能力、创新能力、知识掌握程度等多方面予以评价，使形成性评价结果更加全面、客观；学生对自身以自评报告的形式完成自评总结，促进学生养成自主反思。由于数据库课程理论和实践并重的特点，增加实践环节所占课程终结性评价的比重，保证综合评价结果的平衡性。

其次，教师的角色从“单一授课者”向“多角色”转化。评价教师从传统的单一主讲教师评定，转变为“以主讲教师为主、教学团队为辅”的多教师参评模式。作为“用户代表”，教师对学生提交的线下和线上任务和作业，进行产品使用感受、问题反馈、回归修改完成度等多方面评价；作为“项目负责人”，对学生实际项目开发中的诸多因素，比如开发用时、任务点覆盖数、模块质量等进行量化打分；作为“授课者”，对学生的三维目标进行测评与量化，重视过程性评价的科学性。

在评价权重上，过程性评价体系以教师评价为主，学生评价为辅。其中，学生评价部分基于组内学生沟通合作更多的情况，加大组内同学互评分数占比，组间互评次之；利用学生自评报告，培养学生自主反思能力和个人方向规划意识，自评部分占比最少。教师评价部分，“用户”“项目负责人”和“授课者”作为三种观察视角对学生多角度测评，其中由于“授课者”更多、更近的与学生交流互动，主观感受更加真实，其对学生的测评量化分数占比相对更多。过程性评价标准如表1所示。

最后，加强评价后的跟踪反馈机制。对学生的过程性评价结果予以量化分层，对于评价结果较差（第三梯队）的学生，对其提交项目作品进行针对性返工重改，深层挖掘根本原因，促进其提升专业能力；对于评价结果良好（第二梯队）的学生，分析整体共性特点，升级高阶能力；对评价结果优异（第一梯队）的学生，进行采样式随机抽查，分析此类学生对课程高阶认知的水准和高度，为后续进阶挑战项目和企业实践提供依据。对学生按照专业能力、素质水平和个人意愿进行专业方向规划，并开展向学科竞赛和企业实践进行辐射，实现成果转化。最后，根据学科竞赛获奖情况和企业评价对课程评价机制进行迭代调整。

2.4 思政元素隐式融入课程案例，培养高素质人才

从学生日常学习和生活出发，紧密结合当下时代热点，在教学过程中，将思政先进事迹带入教学，对课程案例予以重新设计，形成“思政+专业”的课程教学案例。使得课程思政具体化、形象化，以培养具有大国工匠精神、肩负时代使命的复合型数据库人才。

例如，在数据库设计章节构建了抗疫有“数”思政案例。课前，通过观看国家防疫视频，使学生深刻理解抗击疫情的时代使命；课中，通过医院数据库实战项目开发，培养学生规范设计素养，增强课程感染力与实效性；课后，将项目部分模块交付学生完成，激发学生的自我挑战精神和高阶思维，并通过互动讨论“顾斐团队优化新冠基因模型”的抗疫事例，塑造学生的工匠精神和服务社会的使命感，实现全景式思政教育。

“思政+专业”高度结合的教学案例重构，避免了传统课程思政说教式灌输，充分体现立德树人的教育本质，做到教学工作的润物无声。使得学生从根本上认同专业学习的价值所在，产生积极正向的影响，学生在学习专业知识的同时，传承和创新中华优秀传统文化，提升学生的专业素质和职业认同感，并树立其积极向上的国家观、民族观、历史观、文化观，时刻保持对学科研究高度的责任感和使命感。

3 基于多工程案例的数据库课程混合教学模式的教学效果

基于多工程化案例驱动的数据库混合教学模式已在2个学年中分别对我校计算机专业的2个班级进行实践运用，并在实际教学过程中不断完善和调整教学思路，以达到良好的教学效果。通过学生线上课程评价以及线下课堂的具体表现，这种基于工程化案例驱动的教学目标达成度较高。学生普遍反映基于案例、理论实践并重、模块化教学的方式，“有效培养项目开发的宏观意识”，贴合当下的多套案例教学使得原本晦涩难懂的数据库体系结构变得“直观、易于理解”。实践环节采用现代程序员组的分组开发模式，提升了学生的高阶创新意识和沟通协作能力。

基于多工程化案例驱动的线上线下混合教学模式拓宽了学生的学习渠道，对比往年采用传统教学，学生考试成绩有较大幅度提高。以采用了该教学模式的软件工程班（教改班）和传统课堂面授方式的计算机科学与技术班（传统班）为例：教改班的数据库原理考试平均分和数据库课程设计综合实践得分，均明显高于传统班，如图3所示。

成绩标准差作为反映数据集离散程度的重要衡量指标，数值越小说明班级整体成绩的稳定性越好。通过两组专业班级的成绩标准差对比，教改班的成绩标准差均明显小于传统班，即整体知识掌握能力优于后者，如图4所示。

此外，学生利用超星学习通、长江雨课堂等网络教学平台上的数据库课程资源、实验任务及项目代码，构建的计算机设计作品（网购平台、手机App等）质量有明显提升，对自主性设计数据库项目的热情也显著提高，项目开发的多样性较之往年有所丰富。实践证明，基于该模式的教学目标达成度较高，且对于该课程也形成了良性的可持续迭代。

4 结语

通过实际教学的实践运用，基于多工程化案例驱动的数据库线上线下混合式教学获得了良好的教学收益。该模式始终遵循“两性一度”标准，重构课程内容，采用线上线下混合教学真正做到以学生为中心；构建多角色评价反馈体系，教师、学生等多方参与评价，重构评价标准，丰富评价形式，真正做到评建结合；“思政+专业”的课程教学案例设计与重构，可以保证学生在知识与能力得到培育的同时，树立正确价值观和专业认同感。通过学生线上课程评价以及线下课堂的具体表现，该教学模式获得了良好的教学收益。由于“新工科”对计算机专业的全新要求，改革传统数据库课程结构，加强学生专业能力和团队协作能力，结合时代热点培养学生思政意识，将成为未来课程改革的大趋势。

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参考文献：

〔1〕温金梅.信息化背景下体验式心理培训对教师发展模式的牵引[J].北京师范大学学报（自然科学版），2015，51（02）：212-216.

〔2〕徐悦竹，杨悦，王宇华等.“思政+”背景下的数据库原理课程教育模式探析[J].计算机教育，2019， 17（11）：16-19.

〔3〕李雁翎，李鹏谊.知识的内化：计算思维的培养与数据库教学[J].中国大学教学，2013，2（07）：33-35.

〔4〕类骁.“新工科”背景下数据库课程的教学探索与实践[J].教育现代化，2019，13（27）：201-203.

〔5〕冯东华，邵航.案例教学下数据库技术课程改革与实践[J].教育现代化，2018，12（03）：51-52.

〔6〕车蕾，崔巍，王晓波，等.数据库实践类课程体系优化方案研究[J].中国电力教育.2013，29（34）：154-155.

收稿日期：2023-01-27

基金项目：教育部产学合作协同育人项目（220601363062820）；安徽省质量工程教学团队项目（2020jxtd191）；阜阳师范大学信息工程学院质量工程校级项目（2021FXJY04）；安徽省产学研横向项目（2019FXGHK1）；安徽省校企合作实践教育基地（2019sjjd81）；教育部产学合作协同育人项目（202002155040）；安徽省质量工程教学团队项目（2021jxtd215）；安徽省高校教学研究项目（2020jyxm1422）