工程认证背景下数据库原理线上线下混合式教学模式探索与实践

张磊 汪粼波

摘要：工程教育专业认证（简称工程认证）是目前国际上占主导地位的一种工程教育质量保障制度，其核心内涵是“以学生为中心”“以成果为导向”“以持续改进为目标”。随着信息技术的不断发展，应运而生的线上和线下混合教学模式是一种“以学生为中心”，并将传统的线下课堂教学和在线课堂教学有机融合在一起的新型教学模式。基于此，文章展开了工程认证背景下数据库原理线上线下混合式教学模式探索与实践。具体来说，首先给出了工程认证背景下数据库原理线上和线下混合式课程的建设目标；接着重点介绍了数据库原理线上和线下混合式教学模式探索与实践；最后，结合工程认证的要求，具体给出数据库原理课程的达成情况分析以及课程改进措施。

关键词：工程教育认证；混合式教学模式；数据库原理课程

中图分类号：G642.0      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）31-0174-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

工程认证的核心内涵是“以学生为中心”“以成果为导向”“以持续改进为目标”[1]，围绕这一核心内涵进行工程教育研究和改革，是目前我国高校工科类专业发展的主要趋势[2]。随着信息技术的不断发展，线上和线下的混合教学模式应运而生。具体来说，该模式是一种“以学生为中心”，利用现代化的教学工具以及互联网新型技术，将传统的线下面授教学和在线课堂教学有机融合的新型教学模式。混合式教学模式可以充分调动学生学习的积极性，使得学生能够有效、全面地获取并掌握专业知识，进而提高解决实际问题的能力[3-4]。可见，线上和线下混合式教学模式刚好切合工程教育认证的核心内涵，有利于提高学生的学习兴趣和创新能力，提高教学效率，保证教学质量，为培养创新型、应用型和综合型工程人才提供了一种有效手段。

为了响应中国工程教育认证的需求，本校软件工程专业积极申请认证，并在2018年正式通过专业认证。针对本校软件工程专业中的数据库原理这门专业核心课，本文开展了工程认证背景下的线上线下混合式教学模式探索与实践。具体来说，本文首先给出了工程认证背景下数据库原理线上线下混合式课程建设目标；然后从四个方面（课前准备、课堂教学、课后巩固、最终考核）具体介绍了数据库原理课程线上线下混合式教学模式探索与实践；接着给出数据库原理课程达成情况分析以及课程改进措施；最后给出小结。

1 工程认证背景下数据库原理线上线下混合式课程建设目标

数据库原理是软件工程专业的一门专业必修课，是本科学生的必修课程。在计算机系统中，数据库技术是现代软件技术的重要支撑，是诸多研究方向如分布数据库、并行数据库、管理信息系统、决策支持系统、数据挖掘等课程的基础。

通过本课程的学习，目的是使学生全面系统地掌握数据库系统的原理、基本概念和数据库设计理论及方法，使学生具有使用、设计和维护一个一般数据库系统的基本能力。本课程的建设目标有三个，具体如下：

课程目标-1：能够掌握关系模型的数据结构、数据操纵、存储结构以及约束条件，做到利用关系代数、SQL语言针对具体问题进行分析并给出正确的查询、更新、控制等操作。课程目标-1对应工程认证毕业指标点1.4：能够将软件工程知识与数学、自然科学知识用于专業工程问题解决方案的比较与综合。

课程目标-2：能够掌握关系数据库管理系统的查询处理和优化、恢复技术并发控制等技术，并做到根据这些技术有效判断具体所设计的数据库系统的性能，合理地设计数据库系统。课程目标-2对应工程认证毕业指标点3.2：能够针对特定软件需求，完成单元（部件）的设计。

课程目标-3：能够做到正确地利用需求分析方法分析软件开发复杂工程问题，利用数据库概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计等方法有效设计系统软件。课程目标-3对应工程认证毕业指标点4.1：能够基于自然科学和软件工程相关科学原理，通过抽象和形式化方法，分析软件工程领域复杂工程问题的解决方案。

2 数据库原理课程线上线下混合式教学模式探索与实践

在本门线上线下混合式课程的教学过程中，以优慕课作为网络平台，创建数据库原理在线网络课程。课前准备阶段通过录制微课视频为主、公开慕课视频为辅，制作相关PPT并上传教学所需资料；课堂教学阶段采用线上和线下混合模式，线下主要讲授重难点、线上主要发起签到和随堂小测验等；课后巩固阶段主要发布章节作业、发布章节小测验等环节完成课程的教学；最后对本门课程采用线上和线下相结合的考核评价。具体实施方案如图1所示。

2.1 课前准备

对于教师来说，对于每次课程的重点录制微课视频，录制视频时间7～12分钟，时间不宜过长，否则学生的精力无法集中。同时也制作相应的PPT，辅助微课的学习。为了帮助学生更深地理解所学知识点，对于学有余力的同学，提供网上一些公开的慕课视频供其进一步地学习。本课程主要以优慕课作为网络平台，创建数据库原理在线网络课程，上传微课视频、PPT以及公开慕课视频。为了验证同学们的预习效果，当同学们完成相关知识点的视频学习之后，教师会在平台上发布视频内容小测验，并且学生的测验成绩最终纳入到课程考核当中，以此来督促学生认真学习。对于学生来说，登录网络平台，可以通过手机端或者电脑端查看通知，下载预习的相关资料，完成线上视频和PPT的学习，如果遇到什么问题，可以在讨论区进行留言讨论。当学生完成线上学习之后，可以点击视频内容的小测验以验证学习效果。

2.2 课堂教学

对于教师来说，上课之前，在平台上发起签到，及时掌握学生的到课情况，对于那些经常不到的同学予以重点关怀，激励他们对数据库原理的兴趣，并且督促他们完成学习。另外，通过对学生课前视频小测试的分析和总结，可以得到学生对知识点的整体掌握情况，这样老师可以提前知道学生的薄弱点在什么地方。在课堂上，老师重点讲授学生掌握比较薄弱的知识点，并对讨论区提到的一些共性问题进行答疑和总结。为了验证学生的课堂学习效果并且提高学生的专注力，教师可以发布一些随堂小测验，并且测验成绩最终纳入到课程考核当中。对于学生来说，通过平台完成签到，带着预习过程中存在的问题来听课，积极参加课堂讨论，并且通过手机完成随堂小测验，和老师进行有效互动。

2.3 课后巩固

对于教师来说，在每一章上完之后，在平台上发布章节作业任务，并且给出作业截止上传时间。为了督促学生完成课后作业，在截止时间中期和前一天提醒没有提交作业的学生名单。当学生完成作业之后，授课老师会安排助教及时批改，并且分析出学生对这一章节的知识点的掌握情况，后面在答疑环节中重点对薄弱点进行讲解和巩固。同时，为了验证学生对这一章节的学习效果，平时作业完成提交之后，教师发布章节小测试，并且测验成绩最终纳入课程考核当中。对于学生来说，通过网络平台，查看作业，完成章节作业并且在规定的时间内上传平台。在做作业的过程中，学生可以在平台中进行提问讨论。最后完成章节小测验，验证自己对这一章节的学习效果。

2.4 最终考核

根据本门线上和线下混合式课程的特点，本课程采用线上和线下考核相结合的考核评价体系来合理有效地评价学生的学习效果。具体来说，线上考核包括评价课前视频测验的完成情况、课堂学生签到以及随堂测验的情况、课后章节作业的完成情况、章节测验的情况以及线上参与讨论的情况。对于线下考核主要包括期中考试和期末考试的情况。各部分所占比例如下：平时成绩包含课后作业、各种测验成绩、讨论情况占总成绩的30%，主要考核对课堂知识点的复习、理解和掌握程度；期中成绩占总成绩的20%，考核内容为课程所学知识点，考试形式为闭卷；期末考试占总成绩的50%，考核整个学期的课程学习效果，考试形式为闭卷。

3 数据库原理课程达成情况分析以及课程改进措施

本文采用之前提出的面向产出的课程目标达成情况评价机制[5]，通过对工程认证背景下的数据库原理课程的达成情况进行深入分析，进而给出课程的具体改进措施。

3.1 达成情况分析

本达成情况分析评价的对象是21级软件工程专业某一班级的学生，共60人。评价依据为《软件工程专业课程目标达成评价实施办法》和《数据库原理教学大纲》，本课程支撑毕业要求指标点1.4、3.2和4.1。表1 给出了该课程教学目标达成情况评价表，从该表当中可以看到，三个课程目标的均值都超过了期望阈值（设置为0.7） ，换句话说，本课程所支撑的三个毕业要求指标点均达到期望要求。除此之外，通过对每个目标的达成情况进行单独分析，发现课程目标-1有18.33%的同学没有达到期望值，课程目标-2和课程目标-3分别有35%和1.67%的同学没有达到期望值。具体情况如表1。

1） 课程目标-1平均值达到期望，有11名同学没有达到期望分数。期末试卷中支撑课程目标-1的是第一、二、三大题，考察内容涉及关系代数、SQL操纵、关系模式和数据库安全性等基础内容。从平时和期末的考核结果来看，大多数同学能够理解并掌握数据库原理中的一些重要概念和理论，并基于这些知识分析给定的应用问题。没有达到目标期望的同学，在期末试卷中的主要问题集中在对SQL和关系代数的掌握不够牢固，不能正确把握如何从基本理论出发理解和分析给定的复杂工程问题。

2） 课程目标-2平均值达到期望，有21名同学没有达到期望分数。相比较其他两个课程目标，该课程目标未达成的人数较多。期末试卷中支撑课程目标-2的是第六和第七题，考察内容涉及数据库恢复技术并发控制等相关应用问题，从平时和期末的考核结果来看，大部分同学掌握了数据库恢复和并发控制技术的相关内容，为今后构建具有特定需求的软件系统打下了良好的基础。没有达到期望的同学，在期末试卷中的问题主要集中在故障影响的判定及可串行化调度的理解上，反映出他们对相关知识点有一定的认识，但无法根据所学知识去分析具体应用问题，设计和建模能力有所不足，需要进一步加强学习。

3） 课程目标-3平均值达到期望，有1名同学没有达到期望分数。期末试卷中支撑课程目标-3的是第四和第五题，考察内容涉及数据库概念结构、逻辑结构设计和数据库范式及优化理论，从平时和期末的考核结果来看，绝大部分同学能够做到正确地根据需求分析软件工程领域复杂工程问题，能够进行采用数据库概念结构设计、逻辑结构设计，以及优化的方法设计正确的方案。没有达到期望值的同学的数据库设计结构均存在一定的问题，表明这部分同学尚不能将数据库原理的相关模型应用到对实际工程问题的分析，无法利用相关工具对软件工程领域的复杂工程问题进行正确识别、表达、解析与研究。

3.2 课程改进措施

根据对上述课程目标平均达成情况和各课程目标达成情况分析，结果表明虽然绝大多数同学达成了课程学习目标，但仍有相当一部分学生没有达成预期的课程目标，这一方面反映出学生对数据库基础概念和理论的学习不够深入，另一方面也反映出在教学活动中对具体知识点的应用实践教学存在不足。因此，在今后的教学中仍需继续改进教学方法和教学内容，提升全体学生的学习效果，培养他们运用数据库原理的相关知识解决应用问题的能力。具体改进措施如下：

1） 部分同学在关系代数、SQL操作及安全性应用题中存在失分，表明对数据库原理的基础知识理解不够深入，应用所学解决实际工程问题的能力有所不足。这一部分学生存在学习主动性不足的问题、学习止于课本的相关内容，没有就具体的应用问题进行拓展练习。在今后的教学中需增强课程内容的趣味性，提升学生学习的积极性，同时在课程内容安排上，增加各具体知识点相关应用问题的分析和讲解，同时配备更多的应用问题课后练习，鼓励同学们多进行知识点相关应用问题的演练，提升解决实际问题的能力。

2） 較多同学对数据库恢复和并发控制技术概念理解不够，不能准确理解数据库系统中并发控制的基本问题及基于封锁机制的并发控制策略和措施。后期教学中强化数据库恢复和并发控制技术的讲解与讨论，通过加强课外在线讨论和答疑，提高学生理解和分析数据库管理系统性能的能力。

3） 本次考试的试题难度适中，试卷虽覆盖了课程大纲所包含的主要知识点的应用考核，但侧重点仍在运用基本概念和原理解释与分析实际应用中的问题，对数据库系统的设计和研究相关综合性应用题考核力度不够。因此在今后的教学中可进一步融入数据库系统设计、开发和研究中的具体问题，增加课程内容的深度，锻炼学生的知识运用能力，同时在考核中增加考核的难度，更好地考核学生的学习效果。

4） 通过对数据库原理课程线上线下混合式教学的探索与实践，发现有许多的资源需要后期不断地补充和完善，比如课前视频小测验的题库、课中随堂测验的题库、课后章节作业的题库以及章节测验的题库、微课视频以及PPT等。

4 结束语

在目前工程认证的背景下以及混合式教学的逐步兴起，本文首先给出了工程认证背景下数据库原理线上和线下混合课程的建设目标；接着从课前准备、课堂教学、课后巩固、最终考核四个方面具体介绍了本课程混合式教学模式的探索与实践情况；最后，针对软件工程专业学生，具体给出数据库原理课程达成情况分析，通过分析找出教学过程中可能存在的问题，并给出合理的课程改进措施。

参考文献：

[1] 付华，任书霞，于刚，等.工程教育认证理念下的新工科专业课程体系的构建[J].教育教学论坛，2020（16）：275-276.

[2] 高新勤，陆馨，王浩.以工程教育认证为抓手推进“一流专业” 建设[J].大学教育，2020，9（11）：63-66.

[3] 余惠兰.线上线下混合式“金课” 建设路径研究[J].教育评论，2019（10）：21-25.

[4] 马丽，董悦丽，孙斌，等.高校数据库原理与应用课程线上线下混合式教学的研究与实践[J].计算机教育，2020（7）：58-61.

[5] 张磊，章程，汪粼波，等.工程认证背景下面向产出的课程质量评价机制——以数据库原理课程为例[J].电脑知识与技术，2023，19（13）：164-167.

【通联编辑：光文玲】