數據庫應用與開發課程的翻轉課堂主動式教學實踐

洪 欣

（華僑大學 計算機科學與技術學院，福建 廈門 361021）

0 引言

傳統的教學方式以教師的課堂講授為主，教學模式單一，學生被動學習，隨著計算機技術和網絡的興起，傳統的教學方式日漸受到挑戰，已經不能適應時代的發展，如何利用網絡技術，結合線上及線下教學活動，應用新的教學形態，更好地組織教學成為非常重要的環節。

傳統的教學方式以內容教學為主，由于教學模式的限制，學生的應用和實踐能力的培養較為欠缺，這種教學模式較容易導致許多高分低能的學生。另一方面學生的應用和實踐需要學時的支持，在教學內容需要完成的情況下，教師往往難以取舍，最后不得不通過課堂教學完成教學任務。隨著網絡技術的發展，在線課程將許多課堂教學的內容以短視頻的方式呈現，教師可以將教學內容的講授延伸至網絡，課堂教學時就可以采用翻轉課堂的方式，提高學生的應用和實踐能力。

1 目前教學方式分析

傳統的教學方式是以教師講授為驅動的教學模式，教師以教學任務為目標展開教學活動，形式主要是老師課堂板書，學生坐在教室里聽課；期末通常采用卷面考試的方式進行。傳統的教學方式的優點在理論教學方面具有一定的優勢，可以通過老師的講解，將知識的架構較好地呈現出來，缺點是教學過程缺乏師生互動，學生被動學習容易走神，偶爾的提問很難提起學生的學習興趣，長時間的保持坐姿，容易產生疲勞，從而大大影響教學效果。往往老師講得情緒激昂，學生在下面做各種小動作。同時傳統的教學形式單一，學習形式缺乏維度，另一方面對學生的評價也偏于單一，卷面考試很難全面地評價一個學生對知識的掌握程度，尤其是工程類帶有實踐特性的課程，采用試卷考試并不能評價學生真實的實踐能力。

主動式教學模式更強調學生的自主學習和互相學習，課堂的主人不再是教師，而是學生。在主動式模式中學生組成各種團隊，一起根據學習任務展開學習，課堂的教學形式非常靈活，學生之間形成多個自主學習中心展開學習，這一方式可以極大調動學生的學習積極性，教師不再是教學的主體，而是教學的支持者，主要負責在學生的學習團體中答疑解惑，組織各種團隊展開學習。首先學生接受學習任務，第二步由教師以隨機方式組織學習小組，學習的材料可以是文檔、視頻、圖像等多種類型的信息。在學生學習討論的過程中，教師負責答疑解惑，幫助后進的學生和學習小組。最后通過多維度的評價體系，評價學生的學習效果。

主動式的教學模式把教學的形態由單一維度擴展到多維度，學生成為課堂的主人，教師處于輔助地位。學生在類似游戲的過程中獲取知識。傳統的教學模式關注的是低層級的學習能力，僅限于記憶（remember）和理解（understand），而對于主動式教學模式更關注高級學習能力的培養，諸如應用、分析、評價、創造等高階的學習能力。在工程類的課程中主動式的教學模式具有比傳統教學更好的優勢，它可以有效解決傳統教學在實踐性強的工程類課程中，對學生的實踐能力的培養缺乏有效手段和評價系統的問題[1]。

由于在線課堂的興起，一方面學生可以通過網路進行課程學習，自我安排學習時間；另一方面對教師的課堂教學形成了挑戰。如何結合線上以及線下的教學內容展開活動，就成為一個值得探討的話題。教學過程中最重要的便是答疑解惑，傳統教學方式由于課時限制，無法展開更深入的教學活動。

2 主動式教學課程設計

以計算機類數據庫應用與開發課程為例，本課程的目標是培養學生的數據庫理論水平和實踐能力，以往傳統教學方法很難提高學生的動手實踐能力。采用主動式教學模式具有更好的效果[2]。主動式教學模式的核心是T—P—S（Think-Pair-Share）思考—配對—分享。采用的課程設計以學生學習目標為導向進行翻轉設計[3]，從學習目標逆向推導教學內容，采用的課程設計方法為UBD（Backward Design），教學設計分成4個主要步驟。

（1）訂立課程的學習目標。該學習目標是對學生能力的培養目標，而不是技能的培養目標。例如數據庫應用與開發課程的培養目標是培養學生交流能力，以及在項目中與人合作的能力。

（2）設定課程的評價體系。主要用來設定課程如何評價學生的學習程度。例如，數據庫應用與開發課程采用項目作業來完成對學生學習的評價。

（3）設計課程活動和學習內容。這部分內容較為豐富，包含課程的教學內容和課堂組織的設計[4-6]。

①教學內容設計。設計的每一項教學內容需要包含以下要素：誰Who、行為Behavior、條件Conditions、達成度Degree。這部分的設計需要注意的是，目標要設計得大，達到該目標的每個實現步驟要設計的小，逐步推進，不斷改進，達成度反向設計（Backward Design），根據要達成的目標反向設計教學內容。以數據庫應用與開發的實驗為例進行教學內容設計，見表1 。

表1 實驗教學內容設計

②教學評價體系設計。根據上一個步驟設計的教學內容，制定每一項內容的教學評價內容，用于評價學生對教學內容的掌握程度。常用的課程評價體系可以采用達成度評價（Rubrics Evaluation）等評價體系，見表2。

③主動式教學課堂布局。主動式教學的教室布局更為靈活，通常教師可以組織不同的分組和不同的分組布局，教室的桌椅通常可以靈活調整。學生在不同的課程項目中，通常要與不同的隊友合作，一方面避免小團體的形成，另一方面可以加強同學們感情交流，增強互助學習的氛圍。

表2 數據庫應用與開發實驗評價標準 分數

④課堂教學活動和課堂教學組織設計。課堂教學活動圍繞學生的小組學習和討論展開，在團隊組織過程中，可以采用數值分組（number pears）、鄰座配對 (shoulder partner)等方式對學生進行隨機分組。

（4）課堂表現評價。不同學生在課堂活動中的表現和貢獻是有差異的，為了公平給出學生的表現分數，可以在小組成員之間進行個人貢獻度互評，在小組間進行組間貢獻度互評，見表3。其中個人貢獻度互評采用表4的評價指標，由小組成員對除自己以外的組員表現進行評分，并填寫在小組互評表中；組間貢獻度互評采用表5的評價指標，由各組成員對除了本組以外的小組進行評分，并且填寫在組間互評表中。通過匯總小組互評表與組間互評表的成績，統計分數從而獲得學生的課堂活動表現的評價分數。

通過采用主動式教學設計對課程進行重新設計，課程的目標和內容更為清晰，采用的教學方式更為靈活，可以極大地激活學生的學習能動性，學習方式更為豐富和立體。主動式教學比傳統教學模式更強調學生的自主學習和互助學習，對于學生能力的評價更為多維也更為客觀，是一種非常適合于工程學科實踐類課程的教學模式。

表3 小組匯總表-組間互評及個人互評

表4 個人評價指標

表5 小組評價指標

3 數據庫應用與開發主動式課堂教學實踐

3.1 一分鐘討論（one minute paper）

在第一次課堂教學中采用隨機分組討論的方式，采用一分鐘討論模式(one minute paper)獲得調查學生的知識背景及對課堂教學組織的意向。提出4個問題：①你對數據庫的認識；②你已經學到的數據庫的內容；③你希望學些什么；④你希望的學習方式。學生分組討論并為每個問題分別寫出一條討論結果。由①—②問題可以了解到學生已經有一點數據庫的基本知識，由第③個問題可以了解到學生希望學習更深入的內容，由第④點可以了解學生希望以課堂講授+實踐的方式展開教學活動。這樣的方式正是主動式學習的教學方法的優勢所在。

3.2 數值分組（number pears）

學生循環報數，例如分成5個組，學生報數數值從1～5循環，數值相同的同學分為一組。最后一組根據實際情況微調，以保證所有的組人數相當。然后根據學習內容分給不同的組進行分組討論學習，在學習結束之后，以組為單位報告學習成果。

例如在數據庫應用與開發課程的“數據庫設計的范式”部分的課程內容教學時，教師將范式的原理簡要概括，然后給每個組分配一個范式內容的學習，學生在分組學習討論的過程中教師在中間走動，幫助學生組織討論，并解答學生在學習過程中的疑問。

學生小組學習結束后，進行小組答辯，答辯過程中，本組同學負責共同回答其他小組的提問，并根據各自在組內學習的貢獻課程設計的評分表4進行組內互評，其他小組的同學在聽取答辯后負責提問，并根據答辯小組的答辯情況和回答問題的情況，采用評分表5進行組內互評。

4 結語

采用主動式教學方式后，課堂的活躍度增加了，學生慢慢地適應了新的教學形態，并且從團體學習和討論中得到了更多的收獲，教學形式較之于傳統單一的教學方式更為豐富。主動式學習方式的是一種立體式的教學模型，其特點在于要求學生在課堂教學之前有足夠的教學內容的預習和準備，學生需要提前自學課程的相關內容和材料，這些材料可以是文檔、課件以及線上的課程視頻，知識的學習以線上學習為主，課堂教學主要解決學習的難點及知識的應用等方面的問題，以及培養團隊協作的能力。另一方面，由于教學活動中需要保留小組學習討論的時間，對課堂學時的安排和組織就顯得尤為重要，教師需要具有一定的經驗來調動學生討論的熱情，以及把控分組討論的時間。由于課堂活動的展開，課堂教學學時相應減少，這里就需要在線課程的支持。本課程已經建立了數據庫應用與開發省級在線教學平臺，因此可以為本課程主動式教學的展開提供基礎的技術支持。