基于建構主義的數據庫實驗教學設計

一 引言

大學生自主創新性強，尤其在實驗教學環節中，以教師為中心的傳統教學模式不能把學生的認知主體作用很好地體現出來。建構主義學習理論認為學生是認知的主體，提倡在教師指導下的、以學生為中心的學習，在建構主義學習環境下，教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大的變化。近年來，教育技術領域的專家們進行了大量的研究與探索，力圖建立一套能與建構主義學習理論以及建構主義學習環境相適應的全新的教學設計理論與方法體系。盡管這種理論體系的建立是一項艱巨的任務，并非短期內能夠完成；但其基本思想及主要原則已日漸明朗，并已開始實際應用于指導基于多媒體和互聯網的建構主義學習環境的教學設計。

二 支架式教學法和拋錨式教學法

在建構主義的教學模式下，目前已開發出的、比較成熟的教學方法主要有支架式教學法、拋錨式教學法、隨機進入教學法等。

支架式教學也被稱為“鷹架教學”，指學生在學習一項新的技能時，通過提供足夠的支援來提升學生學習能力的教學準備。就如建筑工人所采用的腳手架一樣，鷹架教學模式只是暫時用來輔助學生的工具，到不需要的時候便會移走。對于操作性較強的計算機實驗課來說，在使用一個新的軟件之前，教師必須對最基本的知識和軟件操作做講解和示范，起到一定的引導作用，這樣學生才能在此基礎上進一步自己構建知識。

拋錨式教學法也被稱為“實例式教學”或“基于問題的教學”，這種教學要求建立在真實問題的基礎上。拋錨式教學由這樣幾個環節組成：（1）創設情境：使學習能在和現實情況基本一致或相類似的情境中發生。（2）確定問題：在上述情境下，選出與當前學習主題密切相關的真實性事件或問題作為學習的中心內容。選出的事件或問題就是“錨”，這一環節的作用就是“拋錨”。（3）自主學習：不是由教師直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題，而是由教師向學生提供解決該問題的有關線索，并特別注意發展學生的“自主學習”能力。（4）協作學習：討論、交流，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學生對當前問題的理解。（5）效果評價：由于拋錨式教學的學習過程就是解決問題的過程，由該過程可以直接反映出學生的學習效果。因此，對這種教學效果的評價不需要進行獨立于教學過程的專門測驗，只需在學習過程中隨時觀察并記錄學生的表現即可。

三 數據庫實驗教學設計

針對數據庫實驗教學的特點，將支架法和拋錨法相結合。下面以2學時數據庫實驗“SQL單表查詢”教學設計為例，具體說明建構主義在數據庫實驗教學中的應用。

1．教學目標

使學生了解查詢分析器的使用，掌握基本的查詢語句。

2．學生學習狀態分析

本節課的教學對象是大學二年級學生，剛剛接觸有關數據庫的理論，對于理論課堂上學習的抽象的關系模型較難理解。在本節課前學生已經掌握了數據庫和表的建立以及記錄的輸入，對于表的基本形態有了較感性的認識，在此基礎上把理論課中學習的SQL語句應用到實際的數據庫表查詢中，可以有助于對課堂理論內容的理解。

3．課前準備

本節課需要在計算機實驗室完成，教師機的所有操作可通過投影儀展示給學生。課前需要為學生準備名為“學生數據庫”的數據庫文件，里面包含學生表、課程表、成績表等供學生練習的現成文件，表中已填充好實例。提供這個數據庫文件可避免學生在建表和添加實例上花費太多時間，而把重點放在對本節內容的學習上。這個數據庫文件放在實驗室網絡共享文件夾中，可讓學生自行下載后導入到學生機上。

4．教學過程設計

第一部分：教師通過投影儀在教師機上向學生演示查詢分析器的使用方法。

【設計思路】作為本節實驗中練習查詢語句的基礎，學生需首先掌握查詢語句的運行環境，即查詢分析器的基本操作。這部分內容屬于軟件的基本操作，學生自主學習效果較差，適合由教師直接將操作要點講解并演示，即“提供支架”。

第二部分：練習單表查詢SQL語句。

第一，導入。為了記錄同學們的各門課程的成績信息，學校通常建立數據庫統一管理。那么，我們如何能從眾多成績數據中查找到所需的數據呢？顯然一條一條地來翻閱數據是很低效的，想要快速地查找到所需數據可以使用SQL查詢語句。

【設計思路】通過學生比較熟悉的課程成績來激發學生的興趣，讓學生體會到數據庫在現實生活中的實際應用，即“創設情境”。

第二，設置查詢任務。任務：在成績表中查詢00142號課程成績小于60分的同學學號。

【設計思路】查詢成績是與當前學習主題密切相關的真實性事件，可作為“錨”。這一環節實際上是在確定問題，即“拋錨”。

第三，分析查詢需求。在本題中，同學們可按照以下的思路來思考：最終輸出的學號字段對應什么關鍵字；在成績表中查詢應對應什么關鍵字；限制的兩個條件在where語句中是“與關系”還是“或關系”。同時請注意書寫SQL語句的語法，尤其是在查詢分析器中，字符類型的數據必須用單引號引起來，想一想本題中都有哪些字符型數據；所有的標點符號都應用英文輸入下的半角符號，如本題中的單引號。

【設計思路】這部分內容適合由學生自主學習，不是由教師直接告訴學生應采用什么查詢語句，而是由教師向學生提供解決該問題的有關線索，提示學生解決問題的關鍵點，讓學生獨立思考。這一部分很關鍵，既要讓學生發揮主觀能動性自主學習，又要給學生適當的提示，引導學生，兩者之間要有合適的度，這需要了解學生的理論知識掌握程度，通過經驗來衡量。

第四，學生交流。同學們可分組討論該題的解決方法并進行上機調試。比較不同方法的優劣，最終選取一種最好的方法，寫在實驗報告中。

【設計思路】通過學生之間的討論，激發學生的創造力，加深學生對問題的理解，這個過程即“協作學習”。

第五，檢查。觀察學生討論及上機調試的情況，可參與學生討論，解答學生問題。

【設計思路】這一部分是本次教學的收尾部分，是評價本次教學效果優劣的重要依據，也是積累教學經驗的重要手段。通過總結本次教學，進行效果評價。

以上五個環節中，可重復（2）（3）（4）進行任務二、任務三的練習。如可布置任務二：在學生表中查詢年齡在18到20之間的同學的學號和姓名；任務三：在課程表中查詢“數據庫原理”課程的學時數。

課后總結：記錄本節實驗內容學生掌握情況，分析需要改進之處，總結教后感。

四 結束語

實驗證明，利用多媒體和網絡環境，將建構主義中的支架法和拋錨法相結合應用到數據庫實驗教學中，縮短了從理論學習和實踐應用的距離，調動了學生學習積極性，有助于培養學生獨立思考問題、主動研究問題的能力。同時，也激發了學生的學習興趣，促進了學生動手實踐能力的提高，取得了較好的實驗教學效果。

參考文獻

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〔責任編輯：李錦雯〕