基于项目的数据库原理与应用混合式教学探索

2024-01-14张月星邵湘怡

电脑与电信 2023年9期

张月星杨智邵湘怡

（湖南文理学院，湖南常德 415000）

1 引言

国内高校如火如荼的“双一流”建设，以及工程教育专业认证的大力推进，对普通本科院校的各类学科专业的改革与发展带来了全新的挑战。通信工程作为热门专业，是很多院校的必设专业，其改革与实践应与时俱进，在专业人才培养目标的指导下，研究与完善合理的专业课程体系、课程内容和教学方法是需要迫切思考的关键问题。

数据库原理与应用虽然是通信工程专业的一门限选课，但是因为其在信息领域的广泛应用及基础性作用，该课程建设对专业人才的培养目标实现具有重要的作用。北京师范大学党德鹏[1]提出的数据库原理课程线上线下混合教学，将一学期整体划分为课程导入、混合式学习、期末测试3 个阶段，在MOOC上建设线上教学资源。这种结合提高了学生的学习兴趣，线上学习理论知识，线下进行试验教学，提高了教学效果。广东外语外贸大学赵永刚[2]提出的微项目驱动数据库课程教改研究，将“微项目”与理论教育相融合，设计切合工程实践的实际场景，主要针对Access 数据库，且在非计算机类的文科类专业试点，取得了较好的效果。北方工业大学童立靖，郭峰[3]提出的基于OBE理念与同伴教学的数据库教学实践，提出一种结合OBE（成果导向教育）教学理念与同伴教学的教学模式，注重培养学生工程能力，提升学生的学习兴趣和学习效果。汉江师范学院杨庆[4]提出的大数据时代下基于应用能力培养的“金课”构建与探索，通过调研分析，挖掘数据库相关专业需求，设计应用性人才培养方案，整合教学内容，注重实践能力的培养。

通过对研究现状[5-13]进行分析发现，国内各高校在通信工程专业课的开设、各门专业课程内容的建设以及专业人才培养方案修订都还在不断的完善之中，数据库原理与应用便是其中一门。随着科学技术的不断发展，数据库的新技术不断进步，通信工程专业建设的进一步完善，要求对数据库原理与应用课程研究和实践新的教学方法和教学手段，完善课程内容建设以及设计新的实践教学环节。基于项目的线上线下混合式教学改革方面的研究成果还比较少，值得进行深入研究。

2 现有教学问题

（1）教学模式单一、缺乏多样性，教学内容缺乏工程性。按照传统的教学模型，课程设置分为理论和实验教学两部分。理论部分主要采取多媒体形式的面对面教学。这样的教学模式好处是教师把握学生的学习状态，便于根据学生的学习状态进行教学进度和难度的调整。但现状是这种教学效果难以令人满意，课堂教学存在与学生互动的方式有限、难以吸引学生注意力、时间有限、需要考虑各层级学生的知识接纳能力等问题；实践教学部分设置8个课时，学生能接触到的知识有限，主要掌握数据库管理工具的使用、数据库设计、SQL语句的使用，均由老师指导，学生独立完成。实验部分由于课时短，实验项目设置不合理等问题导致学生对于数据库的认知存在片面性。因此在“互联网+”的大环境下，单一的线下教学模式已不能很好地满足教学的需求。在调动学生学习积极性方面，线上线下融合教学模式是高校教学中一种不可阻挡的趋势。

（2）线上教学形式化，缺乏整体性。第一，虽然线上教学方式是教学改革的新趋势，存在大量的在线教育资源，如MOOC等内容丰富，但是并没有考虑不同学校以及不同学生的接受水平；第二，线上教学资源内容良莠不齐，学生很难独立判断，需要任课老师筛选及指导；第三，线上教学欠缺评价机制。以上三个方面导致线上教学工作趋于形式化。

（3）现有课程模式重理论、轻实践，没有与行业发展现状接轨。数据库原理与应用这门课程不仅仅是理论知识的灌输而应更加偏向于应用。只有懂得运用所学知识解决实际工程问题，才能说这门课程的教学是成功的。大部分教学老师已经认识到这个问题，但由于实验课时的限制，没办法做过多的改善。通常实验项目的设置也比较单一，常常使建立一个小型数据库并进行常规的SQL操作，但是工程问题是千变万化的，分析行业最新发展趋势、引入最新数据库技术、将实际工程问题引入课堂、通过项目形式贯穿等等这些环节必须同步伴随整个教学过程，实验教学必须向实战迈进，才能进一步提高课程的教学效果。

以上提出的数据库教学过程中教学模式单一、缺乏多样性，教学内容缺乏工程性，线上教学流于形式，现有课程模式重理论、轻实践等问题，说明当前教学模式已不能满足当前双一流专业和工程认证背景下高校对人才的培养目标的实施。因此，为培养学生的工程项目能力，实现人才培养目标，对数据库原理与应用进行课程教学改革刻不容缓。

3 教学内容

数据库原理与应用课程的重要特点是理论与实践并重：理论方面，课程以数据库应用场景为切入点，涉及到多个理论的学习：E-R模型、关系模型、关系代数、规范化理论以及事务的相关理论基础（图1理论教学展示）。理论知识点数量众多，且有一定的难度，学起来枯燥无味；实践方面，教学内容实用性高，直接面向应用。要求掌握数据库管理工具的使用，利用理论部分所学知识进行数据库的设计并使用SQL语言进行数据库的各种操作（图1实验教学展示）。整个学习过程要求学生能够理论联系实际，将生产生活中实际的数据库问题转换成规范的数据库并共享使用。

图1 数据库原理与应用学习方法

4 研究内容

（1）以项目为基础的教学内容建设

人才培养目标中要求学生具备工程项目能力。教学与生产应用应该是相辅相成的，教学是基础，生产应用是目的。图2项目式教学规划设计让学生接触一个完整的数据库项目，整个课程学习以项目流程为基础，贯穿理论和实践教学，让理论与实践教学相互促进。最后应用程序访问数据库这一项由于课时的限制可以作为学有余力的学生的拓展项。项目应结合生产生活中数据库应用场景、学生已有的编程能力设计，将应用场景完整地呈现在学生面前，不仅可以吸引学生的兴趣，而且可以提高学生实践能力和创新能力。

图2 项目式教学规划设计

项目设计应考虑不同层次学生的接受能力。对于学有余力的学生，应鼓励其参与复杂度更高、工程量更大的项目，同时应鼓励其对项目进行深入的研究。对于部分基础较差的同学也应参与基础项目的学习。

（2）线下线上教学综合设计

为充分调动学生的学习积极性，使学生积极参与课堂教学，增强课堂互动，在教学中引入智慧树平台是一种值得探索和实践的教学方式。智慧树平台功能强大，如可以按教学班级导入学生信息，开启见面课，具有在线点名、学生抢答、快速投票、待发活动等互动功能，提升学生课堂参与度；作业考试功能可以线上布置相关作业及进行测试；可以在“学习资源”栏共享学习资源；还具有群聊、问答、小组教学等功能。平台不仅能在现场教学最大化提升课堂效率，还能在课余时间让师生在线上保持互动。

线上教学结合项目设计与智慧树平台线上功能进行综合设计。一是筛选教学质量高、业内认可度高的线上资源分享在智慧树平台，分享的资源应结合项目设计的内容。有利于基于项目的教学顺利开展并扩展学生学习的知识面。二是利用智慧树平台开展线上作业解答、项目答疑、学习小组划分等活动，指导老师参与学生线上学习，营造良好的线上学习氛围，丰富学习途径，最终提升教学效果。

（3）现场教学规划与设计

基于以上项目内容建设和智慧树平台的引入，应重新组织现场教学，使教学内容围绕项目开展，充分利用智慧树平台，合理设计教学过程。教学设计围绕项目进行，通过教材内容的整合，精简现有教学内容。理论部分以关系数据库的基本概念、E-R模型及与关系模型的转换规则、数据库的规范化设计为主线，将讲课内容做到少而精。将SQL以及索引与视图、存储过程等概念与实际操作过程结合，突出课程的实用性和实践性。

教学考核时，除了组织考试，可以适当提高学生平时成绩的占比至40%，而学生的项目完成情况占平时成绩的50%，需要在实验课时予以展示。考试的内容也围绕学生项目过程中的知识点进行设计，同时线上参与度计入学生平时成绩，最终确保教学改革的顺利实施。