基于翻轉課堂的“網絡數據庫系統”教學模型研究*

羅智勇　唐遠新　朱維成　齊宏卓

隨著云計算、移動互聯網以及物聯網等新技術的不斷成熟，信息技術在教育教學過程中發揮著越來越重要的作用。根據《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》[1]的文件精神，各工科院校的計算機專業紛紛利用最新的信息技術，建立以學生自主學習為主，教師輔助學習的教學模式，通過使用啟發式、討論式、探究式等教學手段，開展發展性評價體系，從而提高教學質量的方式方法。翻轉課堂的教學模式恰到好處的將信息技術與傳統授課融合成一體，實現了發展規劃的要求。

網絡數據庫系統是一門面向實際應用的課程，它具有很強的理論性和技術實踐性。將“翻轉課堂”的教學模式應用到傳統的網絡數據庫系統教學過程中，不僅可以提高教學效率，而且還可以提高學生的自學能力。通過這種教學方式，學生可在授課前自主學習相關理論，在課中教師的指導下研討并實現真實的網絡數據庫開發項目，這將大幅度提高他們的技能水平和創新能力，從而無縫的實現工科院校培養適合社會需求的網絡數據庫方向人才的目標。

一 翻轉課堂

1 翻轉課堂的內涵

翻轉課堂（Flipped Classroom）就是教師借助網絡平臺上傳教學視頻等學習資源，學生需在課前自行下載并觀看該教學資源，通過查找相關資料完成并提交對知識點的理解，在課堂上教師將通過啟發式、討論式和探究式等教學活動，完成與學生的互動交流和協作探究從而強化知識和技能的訓練，部分文獻[2]又將該教學模式稱為“顛倒課堂”。翻轉課堂通過將知識，傳授與知識內化的顛倒，將知識傳授移到課前完成，知識內化則安排在課堂中完成。[3]

翻轉課堂具有學生自主學習且為教學主體、教師成為導師、師生互動交流、學生不會因為缺席而導致知識點遺漏、教學資源及知識點永久保留、學生全部參與教學且可獲得活動個性化訓練等主要特點[4]。

2 翻轉課堂的研究現狀

翻轉課堂最早是由美國“林地公園”高中的化學教師Aaron Sams和Jon Bergmann提出[5]并應用的，隨后他們發現該教學模式比傳統授課效果要好很多。這種教學模式很快在美國甚至各發達國家的教育界中流行起來，并于2011年被加拿大《環球郵報》雜志評為影響課堂教學的重大技術變革[6]。

目前，我國教育界學者在這種教學模式方面的研究也越來越多。2012年楊剛等人詳細闡述了十大“翻轉課堂”精彩案例[7];張金磊等人在研究國外教學案例的基礎上，提出了翻轉課堂常見的幾種教學模型[8];曾貞等人討論了翻轉課堂的特征和常見的問題，給出了個別教學成功的典型案例[9];馬秀麟等人將翻轉課堂應用到大學信息技術公共課的教學過程中，得出該教學模式對知識點的內化和提高學生技能水平確有幫助的結論[10];2014年周霞、金鑫、申華等人[11-13]將翻轉課堂應用到各自院校的數據庫課程的教學活動中，初步完成了教學案例和架構的設計工作，但他們仍存在翻轉課堂進一步應用和教學案例不夠細化等具體問題，需要更為細致的研究。總之，從目前的文獻表明，我國翻轉課堂的研究和應用主要集中在中小學教育，而在工科院校尤其是針對計算機專業具體課程的教育教學活動中應用的成果較少，需要廣大教育工作者的研究和教學方法的補充。

二傳統網絡數據庫系統教學的現狀

1 教學方式的問題

網絡數據庫技術是計算機編程人員所具備的一項基本技能。目前，我國各工科院校的計算機專業均普遍開設了網絡數據庫系統課程[14]。通過走訪和問卷調查發現，傳統“網絡數據庫系統”教學主要存在以下幾方面的問題。

（1）教學內容不夠新穎，缺乏對實際動手能力方面的培養。

（2）教學手段和形式不夠生動、過于陳舊，不能激發學生主動參與學習的興趣。

（3）教學實踐和實驗學時不夠，無法對每個學生進行個性化教育。

（4）現有教學資源的利用不夠徹底，新的信息技術沒有應用到教學中來。

2 學生學習的特點

由于網絡數據庫系統是專業基礎課程，因此選修這門課程的學生通常為大二學生。通過問卷調查及談話等方法發現，這一時期的學生在學習網絡數據庫系統課程時存在如下特點[15]。

（1）計算機專業技能水平差異巨大。大二的學生在計算機專業技能方面有了一定的基礎，但在總體上還存在技能水平的巨大差異。少數學生可以熟練使用計算機的辦公軟件、網絡環境甚至進行軟件開發;絕大多數學生計算機技能水平只局限于網絡操作，不能進行更深一步的軟件開發;少數學生由于家庭等經濟方面的原因，很少或從未操作過計算機。

（2）技能知識學習興趣參差不齊。與其他專業的學生相比，計算機專業的學生對計算機技能水平的學習興趣差異較為明顯。有些學生已經意識到了計算機技術尤其是數據庫技術對他們的專業、生活和未來的就業所起到的作用。因此，他們具有很濃厚的學習興趣，能夠做到積極主動且舉一反三最終達到融會貫通。

三 翻轉課堂的網絡數據庫系統教學模型

1 模型設計

當前，支持翻轉課堂的模型眾多，筆者根據文獻[15]所提供的模型并結合網絡數據庫系統課程及本專業學生的特點，確定了本門課程改革的教學模型如圖1所示。

圖1網絡數據庫系統教學模型

圖1將課程的教學活動分為課前、課中和課后三個部分。課前，師生各自具有不同的教學任務，教師主要負責歸納教學資料，重點錄制教學視頻，通過網絡教學平臺上傳至網絡環境中，學生則登錄網絡教學平臺，下載并自學相關的學習資料，總結匯總問題，及時與教師在線交流，消化理解網絡數據庫技術的相關理論知識;課中，教師輔導學生完成具體網絡數據庫系統開發案例的創建過程，為每個學生確定具體問題并創建獨立探究、交流學習和程序展示的機會，方便學生更加深入的理解和掌握網絡數據庫開發的相關技術;課后，教師利用網絡教學平臺完成對學生的評價點撥，學生則及時給出意見反饋，教師進一步督促學生復習，鞏固知識點的掌握。

2 網絡平臺構建

網絡數據庫系統課程教學改革所采用的網絡教學平臺結構如圖2所示。該結構是一個B/S模式下的三層結構，分別對應著表示層、功能層和數據層。其中功能層是由教師功能界面和學生功能界面組成，是教學平臺的核心，也是翻轉課堂得以成功實施的技術保障，用于完成師生信息傳遞的功能;數據層為功能層服務，是存放翻轉課堂所用到各類教學資源的所在地，包括學生基本信息、學生學習記錄、師生在線交流記錄、教學資源視頻信息和習題答案等;表示層則是師生登錄教學平臺的方式，主要是通過WEB瀏覽器進行登錄。

圖2網絡教學平臺結構

3 教學過程設計

從圖1可知，網絡數據庫系統課程實施“翻轉課堂”的授課方式，其過程設計主要分成三個方面，分別是課前設計、課中設計和課后設計。

（1）課前設計。課前設計是本課程教學改革實施的前提保障，因此這一階段要求教師和學生都利用業余時間進行必要的課前預備。教師應提前歸納下次課所需要的教學資料，提供一些視頻資料、PPT課件、知識點明細表和必要的參考書等資源，通過網絡教學平臺上傳至網絡環境中，并給出必要的自學說明。教師為學生提供的教學資源一般分為兩個級別，分別是基礎類級別和擴展類級別，以滿足不同素質學生的學習要求。在上傳的教學資料中，視頻資料為核心，要求教師根據每次課的教學目標制定1至3個視頻資料，每個視頻資料介紹一個網絡數據庫開發技術的知識點或介紹一個數據庫開發案例，并配置一個關鍵點說明文檔，以方便學生自學。筆者使用的視頻資料制作軟件為“屏幕錄制專家”，因為該軟件具有免費、制作簡單、錄制的圖像聲音清晰等優點。當教學資源上傳完畢后，教師利用QQ群向學生發布通知，讓他們及時登錄網絡教學平臺下載自學。學生根據視頻資料所配置的關鍵點說明文檔，結合教師發布的其它輔助的學習資料進行自學。學生總結學習到的知識點，記錄發現的問題，并將這些自學記錄及時匯總至小組長。小組長于開課前一天將這些記錄反饋給教師，接受教師的考核和分析，以便確定課程講授中的案例和重點。

（2）課中設計。課中設計是本課程教學改革實施的關鍵，要求學生和教師密切配合，充分發揮“學生主導、教師輔助”的新型教學思想。因此，該階段分成以下四個步驟進行，本文假設每次課程進行90分鐘。

教師先用15分鐘歸納總結本次課程的教學重點和難點，對學生自學情況的考核分進行通報，展示評分細則，布置本次課程的教學案例，給出案例實現的最終目標。

學生自主完成教師布置好的案例任務，預計需要50分鐘。期間，學生可向教師提出某些數據庫開發的具體問題，由教師指導學生獨立完成。

學生展示程序作品，預計需要15分鐘。由學生主講，全面展示其開發的程序作品，介紹關鍵命令或技術的實現過程，教師和其他學生參與評價和討論相關技術，確定作品是否可進行優化以及如何優化等問題，從而更進一步讓學生理解網絡數據庫開發技術和其自身所存在的不足，課下加以完善。

教師總結本次課程的開展情況，預計需要10分鐘。教師根據課程的開展和學生的表現情況對課程進行全面總結，進一步提升本次課程的授課重點，對優秀學生進行表揚，對怠課學生進行批評，給出本次課程的考核結果和下次課程的時間規劃。

（3）課后設計

課后設計階段是學生在理解和掌握網絡數據庫開發相關技術后的一個固化過程，也是十分重要的一個環節。因此，該階段的設計主要分為意見反饋、評價點撥和鞏固練習三個方面。

意見反饋。由學生完成對本次課程的意見評價，給出優點和不足以及改進建議，將這些意見通過網絡教學平臺上傳給教師，教師匯總后進行分析，完成對今后課程開展的優化工作。

評價點撥。學生將課中未完成或需優化的程序作品課下完成，上傳至網絡環境中。教師下載點評，將評價上傳給學生，學生在教師的點撥下進一步理解網絡數據庫開發的相關技術和知識點。

鞏固練習。由教師上傳本次課程全部知識點的習題，由學生下載練習，進一步加強和鞏固所理解的知識點。

四 教學模型實施效果分析

1 實驗過程

本課程的教學改革是采用傳統班和實驗班同步進行的授課方式，其對象是計算機專業大二學生，每班學生人數為30人。在授課前分別對學生進行了問卷調查，其調查結果如表1所示。

表1學生計算機基本素質統計表

表1的內容顯示，傳統班和實驗班的學生在網絡數據庫系統的相關理論和技能水平方面基本相同，幾乎都剛剛接觸網絡數據庫。

在近四個月的教學過程中，筆者對傳統班采用“教師授課為主，學生練習為輔”的教學方法，對實驗班則采用本文所用的“翻轉課堂”教學方法。期末考試成績、問卷調查和教師自身感受等方面顯示，采用“翻轉課堂”的授課方式，其學生在掌握理論知識、技能技術及學習興趣等方面都明顯優于傳統的授課方式。

2 成績對比分析

將傳統班和實驗班的學生期末考試成績由高至低進行比較，得出成績對比圖如圖3所示。經計算，傳統班的平均成績為71.6，實驗班的平均成績為75.23。實驗班的平均成績比傳統班的平均成績高出3.63分。

圖3 傳統班與實驗班成績對比圖

若將傳統班與實驗班學生期末成績按分數段人數百分比進行統計對比，則其對比圖如圖4所示。由圖可知，傳統班五個分數段人數百分比分別為：0%、36.67%、23.33%、30%、10%;實驗班五個分數段人數百分比分別為：10%、33.33%、36.67%、10%、10%。實驗班的優秀率高于傳統班10%，良好率幾乎相當，中等率高于傳統班13.34%，而及格率降低20%，實驗班的總體成績明顯優于傳統班。

圖4 成績分數段人數百分比對比圖

成績對比分析結果顯示，基于翻轉課堂的授課方式更有利于學生掌握網絡數據庫系統的理論知識和提高其解決具體問題的技能水平。

3 問卷調查分析

期末考試結束后，筆者分別向傳統班和實驗班發放了30份問卷調查，其目的是想通過調查了解學生學習本門課程的滿意度及意見建議。通過匯總調查表，發現傳統班的學生大多數希望采用“翻轉課堂”的授課方式，而實驗班的學生則幾乎完全認可了這種授課方式。實驗班的學生普遍認為，采用這種授課方式可以充分調動他們的學習積極性，增加了與教師交流的機會，學到了許多網絡數據庫開發的實用技術，增強了開發程序的信心，體會到了技術交流的快樂。在調查問卷中，部分學生也對“翻轉課堂”的授課方式提出了三點建議。其一是希望教師及時上傳教學資料，以便學生能更早的安排業余時間進行自學。其二是希望教師延長學生程序作品的展示時間，增加學生之間的課堂交流，教師多給予學生程序作品正面的點評和鼓勵。其三是進一步改進網絡教學平臺，增大其帶寬，減少網絡延長。

參考文獻

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