数据驱动的数据库课程混合式教学模式创新

摘要：教育现代化环境下，大数据与信息技术已成为推动教育改革的重要引擎。为切实达到数据驱动的“精准化教与个性化学”，本文以数据库课程的改革为例，基于成果导向，深度融合信息化技术，以数据驱动教学模式的优化，构建了一套以学生为中心、精准化数据导学的六段式混合教学模式和多能力评价体系，教学实践表明，学习效果提升理想。

关键词：数据驱动；个性化学习；六段式混合式教学；数据库；教学改革

随着“互联网+”与大数据时代的到来，数据库系统已经成为现代信息系统的核心与基础，数据库课程在信息技术相关专业中的地位日益重要，已经成为计算机基础教育的重要组成部分，对于培养具有计算思维和创新能力的时代新人作用重大。

随着数据密集型科学的快速发展，数据成了驱动社会创新发展、综合竞争的重要指标，也成为教育研究和利用的主要对象［1］。在教育信息化、数字化发展的环境下，为适应当代大学生开放的、个性化的学习需求，满足信息化时代对人才信息素养的需要，本课程团队以学生为中心，以信息技术为支撑，立足学科特色，打造线上+线下混合式教学模式，面向人工智能+教育，在数据驱动、技术赋能的教学转变与教学优化方面进行了有效的研究与探索，形成了一套信息化数据赋能的精准化混合式教学模式。

1教学现状分析

随着信息化技术的发展与数字化教学的普及，学生的学习需求与能力要求也在随之变化。目前，很多高校数据库课程已采用了混合式教学，并在一定程度上提高了教学质量，但也普遍存在“精准化教与个性化学”难以有效落实的问题。（1）教学设计缺少目标导向，多为基于内容导向，导致线上学习与线下讲授的角色定位并非以学生能力和兴趣为设计主线［2］，无法促进教学模式的本质性优化。（2）对于学生真实的认知水平，教师在实际教学设计中并未精准掌握并实现量化。（3）教学与专业松耦合，理论与实践脱节，课程改革与教学创新的实效性并不高。（4）教学评价模式单一，无法对学生的学习能力和知识水平全面客观评价，阻碍以学生为中心的教学理念的有效实施。（5）已有的课程资源不能有效对接本校学生学习实际，不利于自主学习。

教育现代化环境下，为适应以新工科为代表的能力培养需要和以学生为中心的教学理念转变，课程改革需要与现代信息技术深度融合，以推进课程体系的重构、教学模式的优化和教学方法的革新，满足以学生为中心的教学需求，真正实现“精准教、个性学”。

2数据优化课程目标

分析课程困境，以目标和成果为导向、以学习数据为驱动，对课程目标进行重构：通过对数据库技术系统化的学习和实践，实现对学生的数据管理信息化引导和程序设计思维的过渡，掌握利用数据库技术解决问题的方式和方法，并有能力面对大数据、“人工智能+”等新兴应用。教学设计从学生需求和学习结果出发进行逆向设计，实现从传授知识结论到培养专家思维的教学范式转变，适应新型教学形态的发展。

3数据驱动教学范式

混合式教学是指依托信息技术、以在线教学代替部分线下教学的教学模式，它相对于传统单一的教学模式而言更具有灵活性与便捷性。信息技术以其高速度、数字化等特点为高校混合式教学模式的构建提供了技术支撑［3］。

基于混合式教学，聚焦“精准化教”难题，通过大数据分析技术进行高效的学情分析，获取各学科对数据库人才能力的需求指标，实现以学定教，定向定制教学大纲、细化知识目标、能力目标与情感目标，从课程体系、教学模式、教学方法、考核评价等方面进行实证性的改革。面向“个性化学”难题，通过引入多种信息化工具实现智慧型教学，布局多种在线资源建设，满足学生的个性化需求、设计定向型的分层次翻转课堂任务，实现不同能力学生的主动性学习。

3.1基于数据的学习行为分析

将MOOC、超星学习通等信息化工具融入课程教学设计过程，以数据驱动教学改革。数据驱动的目的在于因材施教，通过对学生进行大数据分析，发现学生的优点、特长，从而实施精准培养［4］。

（1）依托MOOC平台，建设具有我校特色的数据库线上课程，对接学生实际需求，为学生提供在线学习与测试、交流讨论、扩展阅读等多种学习活动，并不断优化和改进线上资源，与时俱进地引入领域新知识和前沿技术。

（2）引入学习通信息化工具，布局在线学习资源，为学生提供学习任务和学习推送；利用其丰富的学习活动方式，创设多种教学情境，打造形式多样、深入生动的师生互动，实现高效课堂学习过程，帮助学生完成知识的内化与迁移。

通过对MOOC和学习通产生的学习过程数据进行统计分析，建立数字化的学习行为模型，作為学情分析的有利支撑，为后续混合式教学各环节的高效推进提供支持。

3.2混合式教学改革

OBE的成果导向教育作为一种先进的教育理念，是高等工程教育改革的正确方向［5］。因此，基于目标导向，以反向设计为原则，以学生需求为目标，实施线上/线下联动+课内/课外互动相结合的教学模式，打造无边界课堂学习环境，并通过多重任务翻转课堂设计，实现“知识活起来、课堂动起来、思维跃起来”的全新混合式教学模式，确保真正实现以学生为中心的教学。

规范混合式教学流程，进行六段式混合式教学改革。将教师、学生、信息化工具与在线资源及评价机制有机融合，细化混合式教学的不同阶段，规范混合式教学流程，通过“明确教学目标→细化课前导学→实施翻转课堂→进行实践测试→开展评价反馈→推送拓展活动”六个教学环节，实现混合式教学设计。每个环节配有对应的信息化工具助力教学过程的高效实施。

（1）结合MOOC实施精准化的课前导学。定期根据MOOC+学习通的统计分析数据对学生学习行为进行量化分析，以此动态调整学生群体分类，以便因材施教。根据量化结果完成学情分析、以学定教，确定知识、能力和素质目标，进而为学生制定精准化、精细化的课前预习单、定向推送在线学习资源，学生在课前通过MOOC完成自学任务、进行小组讨论、完成对基本知识的认知与储备。

（2）融合学习通打造多层次任务的翻转课堂。针对本课程课时少、实践任务重的问题，实行分层的多重任务式翻转课堂教学模式。根据学生的分层、分组，制订个性化的学习方案。依据学习通信息化工具的统计数据，将学生划分为“巩固基础型、强化提升型、能力拓展型”，定向实施不同深度和广度的教学。依据不同群体学生的最近发展区制定相应的翻转学习任务，学生根据个人能力实现适合自身的翻转案例，并向学习同伴展示学习成果。多层任务的翻转课堂聚焦了学生学习动力和潜力的开发，为各层级学生搭建了跨越最近发展区的支架［6］，满足了不同学生的学习需求。利用学习通丰富多样的活动元素，如选人、评分、投票等设计教学互动，为学生创设生动的交流情境。课堂活动中，注重引导学生采用计算思维的有關概念和方法来思考、解决问题［7］。鼓励学生在分析、解决问题的过程中主动学习和探索，引发对问题解决的深层理解。

（3）利用微信群实现反馈式的课后练学。学生通过翻转课堂完成知识的内化与迁移，课后通过微信群推送调研问卷，及时获取课堂反馈，并根据反馈结果定制后续的实践练习和测试题，帮助学生将理论与实践高度结合，通过实践的检验实现知识的灵活运用与迁移。

（4）丰富拓展题与创新训练。为锻炼学生的再学习能力、团队协作能力以及创新实践能力，利用微信定期推送拓展题，结合学习通的在线测试与“打榜”功能实现拓展题“打榜”，激励学生进一步实践创新，实现能力的提升，进一步储备提升解决复杂工程问题的能力。

3.3评价体系改革

根据课程实践性强的特点，采用在线测试平台作为实验教学和机考的工具，改革传统实践教学方式和考试模式。重视过程化的阶段性学习成果，提升过程化考核在总评成绩的比例（过程化考核占比50%），以此为标准构造多元化的能力评价体系（见下表），对学生进行全面、客观的评价。

4六段式混合式教学组织与实施

基于掌握基础知识、强化应用能力、培养创新意识、提升综合素质四个层次，进行教学内容的选择与设置。通过采用线上/线下联动、课堂内外互动的方式保证师生之间的紧密联系。在此基础上实施六段式混合式教学，通过课前、课中和课后任务，完成教学组织与实施。每个阶段的教学环节依托不同的信息化工具：利用MOOC实施线上学习，基于学习通发布课程资源、实施学习活动，通过QQ班群发布课程通知、进行交流讨论。

4.1明确教学目标

根据MOOC+学习通的教学过程数据，将学生分层与分组，建立分层化的学习群体和同伴学习小组，形成师生紧密联系的教学共同体。通过学情分析确定教学目标，设计精细化的导学任务，包括自学指南、小组和个人任务、学习反馈与智能推送。

4.2细化课前导学

学生根据课前导学单完成个性化的自主式学习与合作式学习，准备翻转课堂活动。

4.3实施翻转课堂，实现探究式学习

（1）教师引导：根据教学内容，以任务驱动、启发式教学的形式引入知识点，创设生动多样化的教学情境。

（2）多任务翻转课堂：采用进阶式设计任务引导学生设计具有难度梯度的翻转任务，普通任务面向全体学生翻转，拔高任务面向有能力的学生翻转。课堂上，针对难度不同的学习任务，通过在不同能力的群体随机选人的方式实现翻转任务。

（3）组间讨论，组间互评：利用学习通的分组功能和互评方式进行互评与分组讨论，实现生生高效互动。

（4）教师点评，师生互动：利用学习通的主题讨论与投屏展示功能辅助教师进行点评和总结，实现高效互动型教学。

4.4进行实践测试

完成定制实践任务，目的是实现举一反三和能力提升。

4.5开展评价反馈

发放问卷获取反馈，并以此作为下阶段学情分析的基础数据。

4.6推送拓展活动

课后，根据教师的个性化推送完成练习与巩固，实现个性化学习。

混合式教学体现了教学过程中学生的主体地位和教师的主导作用。在教学实施中发现，课前导学任务设计对于有效推进后续教学活动、实现精准化教学与个性化学习十分重要。教师必须通过精准、科学、有效的学情分析实现以学定教，完成教学内容设置。对于知识点的导入方式、不同难度级别的翻转任务以及对学生各项能力指标的考查等项目，教师都要进行精心而细致的设计。开展混合式教学的最终目的是有效提升绝大部分学生的学习深度，其核心在于强调学生对知识的主动探索、交互学习及主动建构［8］。教师要善于鼓励学生进行自主学习与实践，引导学生善于发现问题、强化计算思维与创新思维，实现从“做中学”。

5教学效果与评价

每学期选择占比约30%的班级进行混合式试点教学，因为试点班和普通班总评成绩构成比例不同，所以仅以期末机考卷面成绩进行比较分析。在最近一学期的期末机考中，试点班的优秀率和良好率与普通班相比有明显提升，不及格率显著改善，见下图。由此可说明，在执行混合式教学后，在机考试题难度相当的条件下，学生考试成绩的及格率以及优秀率得到不同程度的提升和改善；混合式教学除了能培养学生自主学习习惯之外，教学效果也可以达到课程要求；同时也表明学生能够接受这种教学形式，教学效果良好。

试点班与普通班期末考试成绩分布比例图

课程结束后，以问卷的方式调查学生对教学实施情况的满意度，发放问卷172份，收回163份，评价为满意以上的问卷占比93%，其中非常满意占比64%。调查结果说明该教学方式得到了绝大多数学生的认可。随着社会信息化水平的不断提高，学生的学习方式和个性化需求也随之发生着变化，对混合式教学接受度越来越高。规范有效的混合式教学设计不仅可以有效对接学生的个性化学习需求，同时也助力多种能力的进阶。

结语

教育现代化模式下的教学改革既是应时代之需，也是应学生发展之需。信息技术为实现教学的精准化与协同化提供了重要助力，为解决混合式教学实践过程中的实际困难，课程团队立足线下、依托线上，将信息技术与教学过程紧密耦合，以成果为导向，坚持以人为本的教育理念，注重学生知识、能力、素质的全面培养和高阶思维的训练，提出了六段式的混合式教学模式，规范了混合式教学的流程，并根据各类信息化工具教学过程的数据，深入总结经验、实现教学迭代。未来，信息技术将继续进行优质信息资源与教学改革的深度融合，增强教学特色，改善学生的学习体验并不断提升教学效果。

参考文献：

［1］杨现民，骆娇娇，刘雅馨，等.数据驱动教学：大数据时代教学范式的新走向［J］.电化教育研究，2017，38（12）：1320+26.

［2］金石，王璐露，宛敏.线上线下混合式教学的反思与策略优化［J］.中国大学教学，2022，387（11）：7277.

［3］肖银洁，吕宏山.教育数字化赋能高校教学新形态的风险审视与纾解路向［J］.大学教育科学，2023，198（02）：2432+92.

［4］杨宗凯.高等教育数字化转型的路径探析［J］.中国高教研究，2023，355（03）：14.

［5］李志义，朱泓，刘志军，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革［J］.高等工程教育研究，2014（02）：2934+70.

［6］王文静.维果茨基“最近发展区”理论对我国教学改革的启示［J］.心理学探新，2000（02）：1720.

［7］肖锋，辛大欣，耿朝阳.计算思维培养为核心的教学模式研究与实践——以“数据库原理与应用”课程为例［J］.现代教育技术，2015，25（07）：4955.

［8］林颖贤，浦云明，李传目，等.基于OBE理念的数据库原理课程混合式教学模式［J］.计算机教育，2020（07）：6265.

基金项目：全国高等院校计算机基础教育研究会2021年教研项目（2021AFCEC461）；西安邮电大学2021年教改项目——混合式学习环境下基于三导向、六环节的数据库类课程教学创新及学习评价研究（JGA202109）；西安邮电大学2022年校级教改项目（KSJH202202、YJGJ2022042）

作者简介：白琳（1980—），女，漢族，陕西西安人，硕士，副教授，研究方向：智能信息处理。