創新意識驅動下實驗教學方法的探索與實踐

袁麗娜

摘 要：傳統的單一教學方法已經不能完全滿足創新型人才培養的需求。在實驗教學改革過程中，實驗教學方法的改革也起著非常重要的作用。文章針對計算機相關專業方向的數據庫系統原理實驗課程，對實驗教學方法進行不斷地探索與實踐。實驗教學中采用了案例式教學法，啟發式教學法，翻轉課堂教學法，開放式教學法，助教式教學法，網絡化問題式教學法和任務驅動法等多種教學方法。經實踐表明，多種教學方法的綜合使用使得教學效果明顯提高。

關鍵詞：創新意識；數據庫系統原理實驗課程；實驗教學方法

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）02-0039-03

Abstract： The traditional single teaching method can't satisfy the demand of innovative talents. In the process of experimental teaching reform， the reform of experimental teaching method also plays an important role. This paper explores and practices the experimental teaching method based on the experimental course of principles of database system in computer related professional direction. Many kinds of teaching methods are adopted in the experiment teaching， including case-type teaching method， heuristic teaching method， flip classroom teaching method， the open teaching method， assistant teaching method and problem-based learning based on network， Task-driving method， and so on. It has been proved by practice that the comprehensive use of various teaching methods has greatly improved the teaching effect.

Keywords： Innovation consciousness； the experimental course of principles of database system； methods of experiment teaching

引言

教學方法改革在實驗教學改革中也起著萬分重要的作用。數據庫系統原理實驗課程是軟件工程、信息工程等計算機相關專業方向的重要專業基礎課程。為更好地培養具有創新意識、創新能力[1]、能主動學習和具備團隊精神的創新型人才，為更好地培養學生實踐能力和綜合素質，傳統的基于知識和技能相結合的傳授型教學方法和模式已經不能完全滿足需要[2]，教學方法的改革與探究已成為必然。

一、目前實驗教學面臨的問題

數據庫系統原理課程教學總學時為68-72學時，通常一半學時為理論課，一半學時為實驗課，實驗課主要教學內容包括基礎類實驗，設計類實驗，創新類實驗，綜合性實驗等，大致16至17個實驗左右[3]。實驗教學改革取得一定的成效，但改革過程中，發現仍然存在以下幾個問題：

1. 學生學習目標不太明確，學習興趣沒有被完全調動起來，被動學習[4]，根據老師要求，按部就班地完成實驗，整體效率不高，效果不太理想。

2. 學生對于一些簡單的實驗基本技能掌握得還可以，但綜合設計能力，創新能力，團隊合作能力和溝通交流能力等還不夠。

3. 創新意識薄弱[5]，思考問題不夠比較淺，不夠深入，不夠寬廣。

針對以上問題，傳統的教學方法還沒有從根本上解決問題，因此本文將“案例式教學”， “開放式教學”，“翻轉課堂式教學”，“助教式教學”，“問題式教學”“啟發式教學”，“任務驅動教學”等多種教學方法[6]引入到數據庫系統原理實驗教學中，經過一定的實踐，取得了一定的教學成果。

二、多種教學方法的研究與實踐

（一）案例式教學法

數據庫系統原理是一門重要的專業基礎課，案例教學有助于讓學生更好地鍛煉實踐操作能力，提高學生對于相關課程的學習興趣[7]。學習之初，大部分學生從來沒有接觸過數據庫知識，從而無法了解數據庫的作用地位，更不知道學習目標。所以課程最開始使用學生平時需要使用到的學校管理信息系統案例，告知學生數據庫在軟件開發中的作用及地位，學習數據庫的目標。實驗課程中，采用案例驅動，使用一個案例貫穿所有實驗。所有實驗都提供了案例場景、最佳實踐等實踐經驗，采用深入淺出的方式，每個實驗都具有典型性，各個實驗之間具有關聯性，內容循序漸進。并且配套自己根據多年的企業數據庫開發經驗及學校多年的數據庫課程講授經驗相結合而編寫的教材。案例驅動的教學方法使學生學習數據庫目標明確，提升其學習樂趣及實踐能力。

（二）啟發式教學法

啟發式教學主要是為了啟發學生學習的內在興趣，引導學生積極主動地獲取和掌握知識，并在此過程中適當培養創新意識[8]。實驗課程教學中，采用啟發式教學需要注意幾個關鍵問題：1.需要教師從初學者角度把握學生對數據庫知識的認知結構，接受程度及方式。2. 教師需要有梯度地把握數據庫知識層次，啟發學生從原有的知識認知結構到新的知識認知結構的轉化。3. 知識不是孤立的，是相互聯系，教師需要從多方面準備，并啟發學生，少精多博。4. 針對學生對知識的反饋，需要啟發學生反思思考問題的思維過程，幫助學生發現錯誤校正錯誤，培養學生良好的思維習慣，時刻具備創新意識。啟發式教學通常采用歸納啟發，類比啟發，演繹啟發和實驗啟發等多種啟發方式[9]。比如索引實驗，給出一定的案例場景后，通過不同環境，創建使用索引和不創建索引，讓學生進行實驗，分別進行查詢操作，比對查詢速度，時間，得到結論。再通過啟發式教學，讓學生自己再構造多層次的數據環境，進行實驗，再總結得出結論，并啟發學生在此過程中是否有些創新想法。啟發式教學法確實能更多地引起學生的好奇心，增強其學習的主動性和積極性[3]，培養創新思維。

（三）翻轉課堂教學法

數據庫系統原理是一門專業基礎課程，為了更好地讓學生掌握知識，鍛煉獨立思考的能力和綜合素質能力，實驗教學也采用了翻轉課堂教學法[10]。該實驗教學采用的翻轉課堂教學流程，主要是在學校資料庫提前給出每次實驗的ppt及電子文檔等多種資料，要求學生提前下載查看學習，帶著問題學習做實驗，課堂上教師對實驗相關知識進行解答疑惑，并和學生討論交流，學生完成實驗，教師進行當場抽檢，考核，最后和學生共同總結研討，并對實驗資源進行優化改進，師生協同提高。實驗資源方面，實驗教學內容覆蓋面廣，包括創建數據庫，表，視圖，索引等基本數據庫對象，數據增刪改查等基本操作，還包括存儲過程、觸發器等高級數據庫對象應用。

（四）開放式教學法

創新的教育價值觀指出，教學并不能只是教會學生能夠回答問題，簡單地知道結論，而是在解決問題的過程中，注重思維的鍛煉，興趣和能力的培養，以此來發現新的問題。開放式教學具有“聯系性”、“主體性”和“創新性”三大特征[11]，通過一些動態的學習情境，刺激學生的學習欲望，讓學生主動地獲取知識及解決問題，并發揮潛能和個性，培養合作和創新精神。在數據庫設計實驗中，采用開放式教學，兩三人為一組，在課外時間合作設計某一項目的數據庫，并在課堂上各組上臺解說各自設計的緣由，并接受其他同學的提問、回答和討論，教師對每組進行總結評論，或者提出建議。事后學生可以再繼續優化形成文檔報告。開放式教學能全面培養學生的團隊合作能力，個性化發展和創新能力培養。

（五）助教式教學法

助教式教學主要是讓學生積極參與到實驗教學當中。對于一些比較簡單的實驗，比如數據表的創建，數據的插入修改等操作實驗，學生做實驗前，要求實驗必須課堂上完成，完成后所有同學必須通過檢查過關，檢查過程中還需要對學生進行提問，學生對實驗問題進行解答，老師還需對學生的解答進行評判，回答正確的給予鼓勵和總結，回答錯誤的進行糾正并舉一反三。對于一些實驗做的又快又好的同學，老師最先檢查過關的同學，通常把他們提攜為老師課堂上的助教，在課程后期參與到其他同學的實驗檢查過程中，履行和老師同樣的職責。每節課的助教生不一定相同，都是從每節課的實驗完成優秀者進行選擇。助教式教學大大地激發了學生的主動學習性，表現性，大家都爭當助教生，課前都提前做足了準備，也激發了學生的學習興趣。

（六）基于網絡的問題式教學法

計算機網絡的飛速發展，給學校師生提供了巨大豐富的教學資源。在數據庫系統原理實驗中，使用了基于網絡的問題式教學法。傳統的問題式教學法是通過問題進行引導，把學生作為中心[12]。而引入網絡資源后，不僅豐富了教學內容，也增強了學生查詢教學資源的手段，學習方式更加個性化，自由化。比如觸發器的應用實驗課，課前把問題下發給學生，讓學生自己通過書籍，網絡查找相關資料獲取問題答案，課堂中，學生實驗驗證問題答案并討論給出實驗總結及心得，最后教師對學生典型答案進行講評總結，再舉一反三完成類似實驗，幫助學生牢靠掌握知識。在整個過程中，引入了基于網絡資源的問題式教學法不僅培養了學生的自主能力，還鍛煉了學生的實踐動手能力和創新能力。

（七）任務驅動教學法

任務驅動教學法主要是以任務作為主線，教師作為主導，而學生成為真正學習的主體。任務驅動的教學形式可以使得教學環境進入情境化、任務化，而教學過程源于情境且又超越情境，將知識、技能和情感集于一體。特別是一些好的具有價值的任務驅動，能讓學生解決問題的技能得到進一步提升，能對學生的思維方式產生一定的積極影響，能讓學生的實踐能力得到進步，促進學生的創新意識形成，培養團隊合作精神。不過在設計任務過程中，還需注意任務的設計一定要考慮到學生的具體情況，可以有些小難點，但不能太難也不能太容易。任務使用到的知識點，操作技能需盡可能涉及面廣且實踐性強。另外還可以擴充些課外知識，培養學生的創新意識和創新能力。數據庫系統原理實驗課程中，在前期課程就布置了一項綜合任務，圖書管理系統的建設，其中建設內容包含了數據庫的創建，數據表的設計及創建，數據的插入，數據的修改，數據的刪除，數據的查詢，觸發器的應用，存儲過程的應用等多個項目需求。兩個同學一組，在規定的時間內需要完成相關代碼，并且以文檔形式表現。學習初期就給定學生這樣一個貼近生活的綜合任務，首先引起了學生對于數據庫系統原理這門課的興趣，提前學習，主動學習，查閱資料，不斷實踐，碰到問題解決問題，能激發學生的成就感，充分提高學生的學習積極性。另外，數據庫系統原理和其他課程的一些聯合課程設計，比如和面向對象程序設計相關課程的聯合課程設計均是提前一兩個月布置任務，而且根據學生的不同層次可以選擇不同題目，兩三個同學完成一個完整的系統項目，給出一定的項目功能需求，也可以自行增加功能。增加功能的同學會給予平時成績的加分。課程設計完成后，每組同學還需要上臺參加答辯，答辯過程中，學生會對完成任務過程中使用到的知識點及想法進行總結性的歸納，然后教師點評。任務驅動教學法將學生的學習活動和任務進行結合，讓學生帶著真實的任務學習，用任務來引導學生的學習興趣及動機。

三、結束語

由于國家對于創新型人才要求越來越高，高等教育的教學方法也不能一成不變，必須不斷地進行改革創新和實踐，來提高學生的學習效率，鍛煉學生的學習自主性，團隊合作精神和創新意識，創新實踐能力。本系2015年至2016年度，共獲得國家級獎項35項，省級獎項15項，且學生的創新創業意識日趨增強，獲得廣東省大學生創新創業訓練計劃項目35項，出版專著3部，參與教師科研項目10項，且出現了一些創新創業的典型，如12級的張議云團隊“口袋兼職”APP在大三就已經獲得2000萬人民幣的A輪融資。且校外實習生，畢業生均獲得單位的好評。

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