微課在“數據庫系統原理課程設計”中的應用研究*

■鐘穎莉 玄萍 楊艷 （黑龍江大學計算機科學技術學院）

微課在“數據庫系統原理課程設計”中的應用研究*

■鐘穎莉 玄萍 楊艷 （黑龍江大學計算機科學技術學院）

“微課”是近年來出現的一種新型的教學資源，通過詳細分析“微課”的特點，提出將“微課”融入“數據庫系統原理課程設計”實踐教學中，設計了基于微課的實踐教學模式和考核方法。該實踐教學模式能有效地解決目前實踐教學的弊端，提高教師的教學效果和學生的學習效率。

微課；數據庫系統原理課程設計；實踐教學；教學模式

一 引言

隨著移動互聯網技術、智能設備的迅速發展和普及，教育資源逐漸變得開放、共享和多元化，學生獲取知識的途徑、學習資源的類型、教師的教學方式等都發生著巨大的變化[1]。“微課”作為一種新型的教學模式也逐漸走進了高校的教學課堂。“微課”以其內容短小精悍、信息清晰明確、易于資源分享和傳輸等特點深受教師和學生的喜愛[2]。

“微課”的雛形是美國愛荷華大學LeRoy A.McGrew教授提出的60秒課程[3]和英國納皮爾大學T.P.Kee提出的一分鐘演講[4]。現今熱議的“微課”概念是2008年由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師和在線服務經理David Penrose提出的[5]。他提出建設微課程的五步驟：羅列教學核心概念；寫15～30秒的介紹和總結，為核心概念提供上下文背景；錄制時長為1～3分鐘的視頻；設計引導學生閱讀或探索課程知識的課后任務；將教學視頻與課程任務上傳到課程管理系統[6]。在國內，自2010年廣東省佛山市教育局胡鐵生針對現有教育信息資源利用率低的現狀，率先提出“微課”概念。隨著國內外“微課”實踐的不斷豐富和相關研究的逐步深化，人們對“微課”的認識也越來越深刻、全面，其概念內涵也在不斷發展、豐富[7]。“微課”作為傳統課堂教學的有益補充，逐漸應用在高校的各門課程教學中。

本文分析了目前“數據庫系統原理課程設計”實踐教學中存在的若干問題，提出在實踐教學中充分利用“微課”這種新型教學資源，并設計了基于“微課”的實踐教學模式，從而解決原有實踐教學模式的弊端，提高學生的學習效率、自主學習能力、實踐能力以及創新能力等。

二 微課的概念及特點

“微課”，又名“微課程”，是“微型視頻網絡課程”的簡稱，它是以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點（重點、難點、疑點、考點等）或教學環節（學習活動、主題、實驗、任務等）而設計開發的一種情景化和支持多種學習方式的在線視頻課程資源。“微課”不同于傳統單一的教學資源類型，它的核心內容是課堂教學視頻的精煉，不僅包括課堂設計、教學課件、設計任務、素材等常規教學內容，還包括學生反饋及教師點評等輔助教學資源。因此，“微課”是將各種教學資源以一種特定的組織關系和呈現方式構建的一個半結構化、主題式的資源單元[8]。它具有如下幾方面的特點。

1 教學內容精簡，主題清晰明確

“微課”主要是針對某個學科知識點，或者是某個教學環節進行教學設計，相對于傳統課堂所要完成復雜眾多的教學內容，達成多個教學目標而言，“微課”的教學目標相對單一，教學內容更加精煉，教學主題更加清晰明確，能有效展示教學過程中的重點和難點問題。

2 資源整合情景化

“微課”是以課堂教學視頻為核心進行教學設計，并將教案、學案、教學素材和課件、教師教學反思、學生反饋評價及學科教師互動點評等多種資源整合成一個主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的“主題單元資源包”，營造了一個與具體教學活動緊密結合、真實情境化的“微教學資源環境”。教師和學生在這種具體的、典型案例化的教與學情境中能達到“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的培養并實現教學觀念、技能、風格的模仿、遷移和提升，從而快速提高教師的課堂教學水平、促進教師的專業成長，也有助于提升學生的學習興趣和學習效率。

3 教學資源短小，便于應用

“微課”視頻的時間較短，一般為5～8分鐘左右（最長不宜超過10分鐘）。“微課”的資源容量也較小，加上與教學主題配套的教學設計、教學課件、教學反思及專家點評等資源也只有幾十兆。學生既可以流暢地在線觀看“微課”課例，查看教案課件和教師點評信息，也可靈活方便地將其下載保存到各種移動設備中進行自主學習[9]。

三 “數據庫系統原理課程設計”實踐教學中存在的問題

“數據庫系統原理”課程是計算機科學與技術專業本科學生的一門重要的專業基礎課，數據庫系統原理在學生的知識結構中占據著核心的地位。“數據庫系統原理課程設計”作為其實踐環節也是至關重要的，它是學生配合數據庫系統原理課程進行綜合能力培養的實踐課程。該課程的目標是使學生加深數據庫管理系統的基本概念和基本知識以及實現技術的理解，培養數據庫應用系統的設計和開發能力，在實踐過程中提高學生的動手能力、創新意識和團隊精神。為將來設計數據庫、學習和使用各種數據庫開發工具、從事數據庫管理工作、開發新型數據庫系統打下良好的基礎。但是根據多年的教學和實踐經驗，發現在“數據庫系統原理課程設計”實踐過程中依然存在以下主要不足之處。

1 實踐內容抽象，學生理解困難

“數據庫系統原理課程設計”要求學生完成一個數據庫應用系統中后臺數據庫的設計以及實現一個數據庫管理系統原型。數據庫設計理論和數據庫管理系統內部實現機制是理論教學中的重點也是難點。雖然在實踐教學過程中，教師會反復給學生講解系統設計的思想和程序開發的方法，但是學生對于理論課程的內容理解不深入，導致其在實踐過程中舉步維艱。

2 實踐學時較少，指定時間內部分學生完不成實踐任務，難以保證質量

“數據庫系統原理課程設計”學時壓縮，由原來的60學時壓縮為45學時到現在的36學時。實踐課上，教師要演示SQL語句的使用，數據庫設計的實例和數據庫管理系統的模塊構建；學生要完成系統的設計、編碼和調試，36學時的實踐時間明顯不夠。另外學生的理解能力和編程能力也各不相同，這必然導致一部分學生在規定時間內不能完成實踐內容，并形成惡性循環，最終放棄實踐課程。

3 實踐教學模式單一

“數據庫系統原理課程設計”的實踐課堂上，對于驗證型實踐內容，教師演示具體操作步驟，學生按照教師要求逐步驗證。對于設計型和綜合型實踐內容，教師給出系統功能模塊設計思想和設計方法，甚至給出底層存儲文件的數據結構。學生只能被動接受，不能積極參與到實踐教學中，無法調動學生學習的主動性和創造性[10]，導致學生面對新的應用需求無法獨立完成系統的設計與實現，不能學以致用。

4 師生之間缺少交互

“數據庫系統原理課程設計”是大班授課制。每個班級一般都有將近九十人，由任課教師和一名實驗教師組織上機實踐。由于學生人數較多，時間有限，教師很難兼顧到所有學生，另外根據多年的實踐經驗，發現大部分學生不愿意與教師面對面進行交流，教師與學生之間缺少必要的溝通。這必然導致在實踐過程中，基礎較好的學生一直忙于實踐，而基礎薄弱的學生顯得很無助，難以保證實踐質量。

5 實踐考核模式單一

“數據庫系統原理課程設計”的考核方式是學生演示每一個實踐項目，教師檢查運行結果，并根據運行的結果提問，學生做出相應回答。課程結束時上交綜合設計文檔，教師以程序檢查結果和提交的綜合設計文檔給出學生實踐成績。但是，在實踐過程中普遍存在拷貝現象，學生將別人寫好的程序運行給教師看，甚至綜合設計文檔也直接抄襲，導致教師對于實踐能力強的學生能給出合理成績，對于實踐能力弱的學生很難做出客觀的評價和給出實踐成績[11]。

四 微課在“數據庫系統原理課程設計”中的應用研究

“數據庫系統原理課程設計”內容包括三個方面。①針對教學內容的關系代數及SQL語句部分，要求學生在Oracle數據庫上建庫并使用SQL語句完成各種數據庫操作，從而深入理解關系代數的定義，熟練掌握SQL語句的使用。②針對數據庫理論及數據庫設計部分的教學內容，要求學生設計并實現一個數據庫應用系統的后臺數據庫。通過數據庫應用系統的實例來鞏固教學環節中數據庫設計技術和方法。③針對數據庫實現部分的教學內容，安排《數據庫管理原型系統實現》這一實踐項目，將數據庫管理原型系統的設計與實現貫穿于整個教學過程中，使學生通過實際動手實現數據庫管理系統來深入領會數據庫實現技術。數據庫管理原型系統實現是“數據庫系統原理課程設計”的重點和難點問題，占整個課程設計分數的80%。該部分內容要求以數據庫管理系統架構為指導，使用構建技術分塊設計和實現各個組成部分。其主要功能模塊包括：數據庫語言編譯模塊、數據庫定義及操作模塊、索引的創建與刪除模塊、查詢處理模塊、數據庫保護模塊[12]。

“微課”是針對某一學科知識點或教學環節而設計的，而數據庫管理原型系統是以功能模塊為基本單元進行實踐，符合“微課”的基本特點。通過對“微課”的特點和“數據庫系統原理課程設計”實踐的重點內容分析，我們發現“微課”這種教學模式能很好的應用在數據庫管理原型系統實現的實踐教學中。我們可以將整個實踐過程分為如下幾個階段：實踐課前的準備階段、實踐課前的傳遞階段、實踐課上的內化階段、實踐課后的鞏固階段[13]及實踐課的考核階段。

1 實踐課前的準備階段

首先，教師根據數據庫管理原型系統的實踐內容，將每一個功能模塊作為一個“微課”單元，把實踐內容分成：數據庫語言編譯功能、數據庫定義及操作功能、索引的創建及刪除功能、查詢處理功能、數據庫保護功能五個微單元。然后根據每一個微單元的實踐內容制作微視頻，由于自主學習的時間過長會使學生產生厭倦心理，微視頻的時間控制在15分鐘之內。每一個微視頻包括的內容為，教師講授每一個功能模塊的設計要點及實踐過程中容易出現的問題，往屆學生設計的優秀模塊展示。最后，針對每個微單元的實踐內容設計自主實踐任務單。實踐任務單分為教師部分和學生部分，其中教師部分應包含實踐指南、問題設計。實踐指南包括實踐內容、達成目標、實踐方法建議等。對于能力較強的學生可以通過實踐指南明確實踐內容，進行自主學習，為實踐課做好充足的準備；對于能力較弱的學生可以通過實踐方法建議，嘗試自主學習。問題設計是把傳統的知識點灌輸轉化為任務驅動、問題導向的自主學習的關鍵。把實踐的重點和難點轉化為問題提出來，使學生在解決問題的同時理解實踐的重點和難點內容[14]。學生部分包含實踐開發環境、數據庫管理原型系統架構、功能模塊介紹、所需相關理論知識、算法描述、程序流程圖、測試用例與實踐結果。

2 實踐課前的傳遞階段

教師將學生分為若干組，每組8人，這樣便于學生之間更好的交流，解決實踐中出現的問題。每組學生均需要完成全部實踐內容，組內按照系統功能模塊對學生進行任務劃分[15]。學生利用課余時間在規定時間內觀看實踐項目相關的微視頻及自主實踐任務單中教師部分的內容，做好充分的預習，設計好實踐方案，完成實踐任務單中學生部分的實踐開發環境、數據庫管理原型系統架構、功能模塊介紹、所需相關理論知識、算法描述、程序流程圖部分。

3 實踐課上的內化階段

學生根據自己設計的實踐方案進行實踐項目的具體實施，在具體實施過程中出現問題可以與教師、同學進行面對面的交流，改進并完善自己的實踐項目，完成自主實踐任務單中學生部分的測試用例與實踐結果部分。教師根據在線平臺上收集的學生問題進行實踐講解，針對實踐過程中學生隨時出現的疑問進行個性化的實踐指導。

4 實踐課后的鞏固階段

學生在實踐課堂上完成全部的實踐內容及自主實踐任務單后，根據五個自主實踐任務單及設計心得完成“數據庫系統原理課程設計”綜合文檔。教師根據學生的課前、課中、課后的表現給出客觀評價，并將優秀的學生作品上傳到在線平臺展示。

5 實踐課的考核階段

打破了傳統的以實踐結果和綜合設計文檔給出實踐成績的方式。實踐課堂上每50個學生配一個實踐指導教師，保證實踐指導和考核的順利進行。每個實踐項目，學生需在規定時間內完成每一個實踐項目及自主實踐任務單，達到考核標準中規定的實踐項目的分值，成績達到及格以上方可進行下一個實踐項目。教師的考核分為課前、課中和課后。課前考核以學生與教師在在線平臺上的交流次數和自主實踐任務單的完成情況為主要評價指標；課上對每個實踐小組的每項實踐項目都按照實踐講義規定的內容和步驟逐一檢查，同時查看自主實踐任務單中測試用例與實踐結果的完成情況。課后考核以學生上交的綜合設計文檔為主要評價依據。這樣教師可以更為客觀地給出最終的實踐成績。

五 結論

本文在深入分析“數據庫系統原理課程設計”實踐教學中存在問題的基礎上，提出了新的實踐教學模式。由于研究尚處于起步階段，目前僅應用在本校計算機科學技術專業實驗班，下一步將研究結果逐步應用在本校計算機科學技術專業和軟件工程專業的本科生教學中，繼續發展與完善微課在“數據庫系統原理課程設計”實踐教學中的應用。

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G642

A

1008-2549(2017)10-0089-03

黑龍江大學新世紀教育教學改革工程項目（2016B02）。