面向創新性學習的數據庫系統原理課程教學改革

萬常選，廖國瓊，劉喜平，劉愛紅，吳京慧

（江西財經大學 信息管理學院，江西 南昌 330013）

面向創新性學習的數據庫系統原理課程教學改革

萬常選，廖國瓊，劉喜平，劉愛紅，吳京慧

（江西財經大學 信息管理學院，江西 南昌 330013）

針對傳統的機械接受學習、灌輸式學習等維持性學習現狀，討論創新性學習的內涵和特征以及學生在學習過程中、教師在教學過程中要注重的若干方面，介紹數據庫系統原理課程的建設與教學改革歷程，探討數據庫系統原理課程教學改革實施方案。

數據庫系統原理；創新性學習；翻轉課堂；探究式教學；大作業教學

1 創新性學習的內涵

革新大學教學模式，是重塑大學教學文化的核心，并非神圣，亦非使命，而是大學和大學教師的良知良心[1]。

創新性學習是與傳統的維持性學習或機械接受學習相對應的概念，它以掌握知識為起點，以應用知識、發展知識為目標，注重學習過程和主動學習，注重培養問題求解能力，注重培養計算思維與創新性思維，以實現學習能力、實踐能力和創新能力的全面提升[2]。創新性學習的內涵主要表現在以下方面。

（1）學習目標：創新性學習以掌握前人知識為起點，以應用且發展知識為目標，注重為發展知識而掌握知識，在提高應用能力的基礎上培養創新能力。

（2）學習標準：創新性學習以建立合理的知識結構、提高應用和創新能力為標準，注重培養問題求解能力，不盲目追求掌握知識的數量，將學習能力、實踐能力和創新能力視為衡量學習成果的標準。

（3）學習內容：創新性學習在掌握結論性知識基礎上，進一步追求知識產生和發展過程，在重視結論性知識的同時，也重視方法性知識。

（4）學習態度：創新性學習以發展、批判的眼光審視一切知識，以追求真理的精神不斷探究反映客觀規律的真理，不斷探究反映真理的客觀規律，不盲目崇拜前人和權威，敢于向前人和權威挑戰，在批判、探究中深刻理解知識。

（5）學習思維：創新性學習不滿足于形式邏輯思維，注重辯證邏輯思維、發散思維、創新思維，形成思維的開放性、求異性。

（6）學習方法：創新性學習主張以探究式、討論式為主，提倡用探索和研究的方法學習，在學習中提高探索和研究能力。

（7）學習規格：創新性學習主張在必需的基本規格基礎上，側重打造人才多樣化、個性化發展環境，積極推行有利于創新人才成長的人才培養機制和評價體系。

（8）師生關系：創新性學習提倡“學為主體，教為主導”，師生之間是一種共同探究的平等合作關系。學生既是學習活動的主體和教育目的的體現者，也是學習活動的探索者和反思者。教師的任務重在引導，真正把學生置于學習的主體地位，全面履行“傳道、授業、解惑”的職責。

面向創新性學習，學生在學習過程中要注重7個轉變：①由外部控制向自我控制轉變；②由外驅動機向內驅動機轉變；③由獨自學習為主向團隊合作學習轉變；④由被動接受知識向主動構建知識轉變；⑤由重溫已有知識向應用已有知識轉變；⑥由被動回答提問向主動提出問題、探究和解決問題轉變；⑦由注重學習結果向在乎學習過程轉變。

教師在教學過程中也要注重8個轉變：①由對學生的學習負責，向讓學生對自己的學習負責轉變；②由以課本為途徑，向以教材、媒體、實踐、項目為途徑轉變；③由以傳授灌輸為方式，向提供條件讓學生尋找、發現和應用知識轉變；④由歸納分析講解知識點，向刺激思考、引發討論、學生自己歸納轉變；⑤由考核知識概念，向考核知識應用及對知識的思考思辨轉變；⑥由輸入為主，向學生產出為主轉變；⑦由重現已有知識，向激活應用已有知識轉變；⑧由依據卷面成績評分，向依據綜合表現評分轉變[3]。

2 課程建設與教學改革歷程

江西財經大學數據庫系統及應用課程分兩個學期開設，分別是數據庫系統原理和數據庫應用開發技術。其中，數據庫系統原理主要講授數據庫系統概述、關系數據庫、數據庫設計、數據庫管理等基本知識、基本理論和基本方法，共80學時（含上機實驗16學時）；數據庫應用開發技術主要講授數據庫的應用開發，包括后臺的Oracle數據庫和前臺的基于Java平臺的數據庫應用開發，共64學時（含上機實驗32學時）。

江西財經大學從1992年開始開設數據庫系統原理課程，從2000年開始加大課程建設力度。學校數據庫系統及應用課程建設與實踐經歷了如下3個階段。

1）基礎建設階段（2000—2005年）。

數據庫系統原理課程于2002年被評為校精品課程，2005年被確定為校重點建設課程。

2）完善建設階段（2006—2013年）。

數據庫系統原理課程于2006年獲得江西省優質課程稱號，數據庫應用開發技術課程于2006年被確定為校重點建設課程，數據庫系統及應用課程于2007年立項為國家精品課程，2013年立項為國家精品資源共享課；自編出版的教材《Oracle數據庫管理及應用開發教程》于2008年獲江西省第三屆普通高等學校優秀教材一等獎；自編出版的教材《數據庫系統原理與設計》《數據庫系統原理與設計實驗教程》于2010年獲得江西省第四屆普通高等學校優秀教材一等獎，于2012年獲批為第一批“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材[45]。

3）深化與推廣階段（2014年至今）。

為了更好地實現從知識傳授到引導學生發展其思維能力的轉變，數據庫系統原理課程從2014年開始實施“翻轉課堂”教學模式，并面向數據庫設計深化“創設情境、設疑激趣，提出問題、分析需求，設計模型、分析論證，反思評價、表達交流”的探究式教學實踐[610]。

3 教學改革實施方案

3.1 人才培養指導思想、教學改革目標與教學實施策略和方法

筆者提出的人才培養指導思想是：以學生成長成才為目標，以素質提升為本，以能力培養為綱，以知識傳授為目，以技能訓練為用，以教學創新為體，以興趣激發為源，開發學生潛能，增強競爭優勢，培養懂管理的信息系統人才和懂信息系統的管理人才。

圍繞上述人才培養指導思想，筆者提出的教學改革目標是：

（1）提升學生自主構建知識(概念)體系的能力——宏觀上的歸納總結能力。

（2）提升學生深入理解基本原理(含基本理論、科學思想和思維方法)的能力——微觀上的理解與思維能力。

（3）提高學生自主訓練實驗技能的能力——駕馭實驗平臺、設計實驗內容的能力。

（4）培養學生從課程所學內容中、從現實生活中發現問題、提出問題的能力以及應用所學知識分析問題、解決問題的能力——問題求解能力。

（5）訓練學生終身學習意識和能力、團隊協作精神和能力、創新精神和能力、寫作表達能力等——綜合素質。

圍繞上述人才培養指導思想和教學改革目標，以問題解決為導向，筆者提出了“六化”的鏈式教學實施策略和方法。

（1）教學設計情境化。依據教學內容，設計教學情境，引導學生進入情境、情境觸動，形成學生自己的體驗、感悟，并對教學內容產生個體獨特的學習欲望和興趣，使教學生動化。

（2）情境創設主題化。在情境創設過程中，按照課程和學生的認知特點，將教學內容有機整合，構建成一個個教學主題，使之既有明確的教學目標，也有相應的教學內容，以引導學生主動、有效地學習。

（3）主題實現項目化。在明確教學主題之后，密切聯系相關產業發展和教師的科研實際，根據學生知識與能力背景，將相關教學內容設計成若干具體的訓練項目，并按照項目的要求，組織實施教學與考核，使專業人才培養的能力目標得以實現。

（4）項目實施責任化。在項目實施過程中，注意明確責任、分工合作、團隊學習、共同提高。項目小組有指導性的成員分工安排，形成人人參與、團隊合作的共同體，培養學生的責任感。

（5）責任落實成果化。在責任落實過程中，學生個人或小組的學習成果須按大作業報告、研究報告等要求以作品的形式呈現，并在小組、班級交流。這有利于提高學生的寫作能力，達到認知系統化、有序化的目的。

（6）成果評價民主化。在成果評價過程中，組織學生對成果進行自評和互評。這樣不僅可以培養學生發現問題、思考問題和解決問題的創新能力，而且可以促使學生養成學習他人長處的良好習慣。通過自評、互評和辯論，學生的學習主體意識得到充分體現和加強，思考和解決實際問題的能力也有了很大的提高。

3.2 翻轉課堂教學模式的實施方案

數據庫系統原理課程翻轉課堂教學模式的實施方案見圖1[9]。

在翻轉課堂教學模式下，首先，學生必須在課前根據課程資源開展有效的自主學習；然后，教師在課堂上通過討論等互動手段引導學生發展思維能力，促進學生知識內化，即“翻轉課堂”，重點是發展學生的思維能力，而不是單 純地讓學生掌握知識、訓練技能。

3.2.1 翻轉課堂教學模式的課堂教學活動

1）教師串講。

教師在了解學生的自學能力和學習狀況的基礎上，可根據需要針對每一章適當安排必要的串講(導學)，目的是給學生介紹該章的核心概念、基本原理以及內容概貌，降低學生課外自主自學的難度。由于本課程安排在大三上學期，大部分學生已具備了較好的自學能力，因此筆者在該課程的實施過程中只安排了8 學時的講授(含課程導學）和串講。

2）課堂釋疑及基本知識和基本原理的討論。

學生在課前完成每一章的自主學習之后，都要向教師提出至少3個答疑問題，并需要針對提出的問題給出自己的理解和認識。這樣做的目的是：①有助于發現學生自主學習過程中存在的問題；②有助于培養學生對所學習的內容展開獨立思考，進行多向思維，并從多種角度認識同一事物；③有助于培養學生以發展和批判的眼光審視一切知識，不盲目崇拜前人和權威，在批判、探究中深刻理解知識，提升學生的創新思維。

課堂釋疑就是教師解答學生提出的答疑問題，有些問題需要教師跨章、跨課程進行關聯解答或沿著學科知識發展的歷史脈絡進行延伸解答，有時還可以開展課堂討論。本課程根據學生的自學提問安排了16課時的課堂釋疑。由于課堂時間有限，關于基本知識和基本原理本課程只安排了3個討論(共10課時)，討論的主題分別是為什么需要數據庫管理系統以及相關核心概念、數據庫概念建模的基本方法、數據管理發展前沿以及未來趨勢。

圖1 數據庫系統原理課程翻轉課堂教學模式的實施方案

3）課堂專題(大作業)討論及答辯。

應密切聯系相關產業發展和教師的科研實際，針對管理信息系統中的數據庫設計需求，按照項目的要求組織實施大作業的教學與考核，提供條件讓學生尋找、發現和應用知識，注重培養學生運用所學知識(包括學習必要的新知識)分析和解決實際問題的能力，使專業人才培養的能力目標得以實現。

學生以小組為單位完成大作業任務（數據庫設計），并根據需要由組長組織必要的課外討論，強調團隊合作，使學生能夠根據集體的需要自覺承擔和轉換自己的角色，能在參與集體活動中主動學習。圍繞大作業的階段進展，本課程在課堂上共安排了5個專題討論（含最后的大作業答辯），討論的主題及時間節點分別是：

（1）數據庫設計的選題+需求分析（第8周）。

（2）數據庫設計的需求分析+概念模型設計（第10周）。

（3）數據庫設計的概念模型+邏輯模型設計（第12周）。

（4）數據庫設計的邏輯模型+應用與安全設計（第14周）。

（5）數據庫設計（大作業）答辯（第16周）。

課堂專題討論先由各小組的學生匯報，再組織學生討論，教師參與并引導討論，最后由教師點評。由于數據庫設計內容具有逐層推進的特點，各專題討論的內容是邏輯上遞進疊加的。每次專題討論時，學生首先要介紹針對上次專題討論提出的問題進行了哪些修改和完善，再重點介紹本次專題討論的新增內容。每個課堂專題討論一般安排2次課（共4課時），每次課安排2～3個小組討論。本課程共安排了18課時的課堂專題討論。

3.2.2 翻轉課堂教學模式的教學測評活動

1）評價反饋。

教師從課外作業、實驗報告、課堂測驗、自學提問、課堂討論、大作業成果階段提交(大作業階段報告及最終報告4次、團隊合作心得3次)等方面及時了解學生的學習狀況，并針對作業、實驗、測驗中發現的問題，統一安排習題課進行講評，共安排8課時的習題課。

2）成績評定。

在學生的最終成績評定中，期末筆試考試成績和平時成績各占50%。平時成績的具體分配如下：課外作業5分、實驗報告5分、課堂測驗12分、自主學習提問8分、大作業20分(大作業報告與課堂討論15分，團隊合作心得5分)，其中，大作業報告與課堂討論面向團隊進行評分，再以成員在小組中的表現作為系數評定個人的得分；團隊合作心得(包括敘述開展團隊合作的情況，總結團隊合作的經驗，分析團隊合作中存在的問題，并要求對每個團隊成員在團隊合作中的表現、優缺點進行評價并給出評分)直接面向個人進行評分。

3.3 面向數據庫設計的探究式教學實現途徑

圍繞數據庫設計開展探究式教學，實現途徑為：創設情境、設疑激趣，提出問題、分析需求，設計模型、分析論證、反思評價、表達交流，實現途徑與實施流程見圖2[10]，重點圍繞如下4個方面開展學習。

（1）概念：通過記憶、理解（多動腦）、總結（多動手）、討論（多動嘴）、自測等手段，實現理解概念（含原理）與建構知識體系的目的。

圖2 數據庫設計探究式教學的實現途徑與實施流程

（2）需求：通過學習領域知識、理解業務（特別是財經管理領域的業務）、分析需求（業務功能、業務流程、數據需求、業務規則、性能需求）等手段，實現理解業務、分析需求的目的，培養實踐意識和觀察問題、發現問題、分析問題的能力。

（3）模型：通過建模分析（多動腦）、模型表達（多動手）、合作（團隊協作）、討論（多動嘴）、大作業等手段，實現抽象概括、建模表達的目的，培養團隊協作的精神，提高分析問題、解決問題的問題求解能力以及計算思維的素養與能力。

（4）反思：通過團隊討論(頭腦風暴)、批判、反思、探索、創新等手段，實現培養批判性思維與創新精神的目的，養成學習他人長處的良好習慣。

4 結 語

通過面向創新性學習的教學改革，筆者構建了雙主體互動式創新性學習模式，將師生雙主體互動融入教與學活動的全過程，形成了一個“以合作共生機制為保障、以教學科研互促為途徑、以師生共同提高為目標”的師生教學共同體，既有效地提高了學生學習的自覺性、主動性和積極性，又促進了教師的教學能力與專業發展。該教學方法設計了翻轉課堂教學模式的實施方案、面向數據庫設計的探究式教學的實現途徑和實施流程，提高了學生主動學習的熱情，提升了學生深入理解基本原理的能力，提升了學生自主構建知識體系的能力，提升了學生自主訓練基本技能的能力，特別提升了學生應用所學知識分析和解決應用問題的能力，提高了學生的團隊協作能力、寫作表達能力等綜合素質。

有待進一步探索和完善的地方主要有：如何解決部分學生課前自學投入不足的問題，如何破解學生課外自主學習時間太少的問題，如何指導和幫助少數自學能力較差的學生更好地適應翻轉課堂教學模式和探究式教學方法的問題。

[1] 鐘志賢. 大學教學模式革新: 教學設計視域[M]. 北京: 教育科學出版社, 2008.

[2] 萬常選, 吳京慧, 廖國瓊, 等. 數據庫系列課程中創新性學習模式的探索與實踐[J]. 計算機教育, 2009 (15): 13-15, 22.

[3] 吳京慧. 培養學生創新能力的實踐教學方式的研究[J]. 計算機教育, 2007(11): 109-112.

[4] 萬常選, 廖國瓊, 吳京慧, 等. 數據庫系統原理與設計[M]. 3版. 北京: 清華大學出版社, 2017.

[5] 吳京慧, 劉愛紅, 廖國瓊, 等. 數據庫系統原理與設計實驗教程[M]. 3版. 北京: 清華大學出版社, 2017.

[6] 萬常選, 廖國瓊, 吳京慧, 等.“數據庫系統原理”課程教材建設與教學改革: 培養“會”用數據庫的計算機應用人才[J]. 計算機教育, 2009(24): 153-157.

[7] 王珊, 薩師煊. 數據庫系統概論[M]. 5版. 北京: 高等教育出版社, 2014.

[8] 萬常選, 廖國瓊, 劉喜平, 等. 依賴約束與多值聯系的E-R建模方法[J]. 計算機教育, 2012(22): 76-82.

[9] 萬常選, 劉喜平, 廖國瓊, 等. 數據庫系統原理課程的翻轉課堂教學模式探索[J]. 計算機教育, 2015(20): 53-57, 63.

[10] 劉愛紅, 萬常選, 吳京慧, 等. 基于探究式教學的數據庫設計教學方法研究[J]. 計算機教育, 2014(4): 63-67.

1672-5913(2017)11-0019-05

G642

江西省2013年度普通本科高校卓越工程師教育培養計劃項目（贛教高字[2013]78 號）；江西省高校省級教設立項重點項目（JXJG-16-4-6）。

萬常選，男，教授，研究方向為Web數據管理、情感計算、信息檢索和數據挖掘，wanchangxuan@263.net。

萬常選

（編輯：孫怡銘）