依托超星學習通平臺的大數據專業“數據庫原理”智慧課堂的構建

莫禮平 張美華

摘要：本文結合大數據專業人才培養的需要，在依據CDIO教育理念進行教學分析和教學設計的基礎上，從課程的創建及資源建設、課堂活動的創建及使用、作業和考試的創建幾個方面探索了以超星學習通平臺為依托的“數據庫原理”智慧課堂的構建方法，為我校大數據專業“數據庫原理”課程教學過程中實施智慧課堂教學奠定了良好基礎。

關鍵詞：超星學習通平臺;數據庫原理;智慧課堂;教學智能化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）18-0041-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

當今時代，大數據技術應用已成為指引各行業智能發展的風向標。為了培養大數據技術人才，教育部2016年批準北京大學、對外經濟貿易大學和中南大學3所高校設置“數據科學與大數據技術專業”這一新工科專業。該專業旨在培養具備扎實的計算機科學理論知識與數學基礎，具有大數據思維，具有將應用領域知識與計算機技術和大數據技術進行融合創新以解決特定環境下大數據應用工程問題的能力的高素質專門技術人才。我校于2018年被批準大數據專業招生。如何辦好大數據新專業，培養符合時代需求的大數據技術專業合格人才是我校面臨的一個新挑戰。

近年來，隨著國際工程教育改革大潮的到來，以CDIO工程教育模式為代表的工程教育改革成果得到了不斷的推廣應用。國內關于CDIO的本土化與再創新研究正如火如荼進行著，基于CDIO理念的工科課程教學改革研究與實踐工作[1-3]得到了人們前所未有的重視。與此同時，隨著無線通訊網絡和智能手機等移動終端的普及使用，課堂教學智能化逐漸成為高校專業課程教學改革的重要目標。體現教學智能化的智慧課堂逐漸為人們所關注。國內諸多教師開展了智慧課堂教學模式相關研究和實踐工作，并取得了顯著效果[4-7]。

大數據專業課程的教學質量是體現該專業人才培養水平的重要標志。如何借鑒CDIO等先進教育教學理念，利用現代智能信息技術提高專業課程的教學質量，值得每位大數據專業課程教師深入思考。本文以CDIO理念作為教學分析與教學設計的依據，探索超星學習通平臺下大數據專業的“數據庫原理”課程智慧課堂的構建方法。

1 超星學習通簡介

超星學習通（簡稱學習通）是北京超星公司基于微服務架構面向移動終端打造的一款移動學習APP。該APP除了支持超星公司擁有的海量電子資源的移動閱讀功能外，還提供了智慧課堂、社交服務等功能，允許用戶便捷地進行學校課程的在線教學、學校館藏圖書查閱、電子資源搜索下載、在線討論、互動反饋等操作，是一個集知識的管理傳播、課程學習、個性化專題創作和辦公應用等功能為一體的在線學習平臺[8]。

學習通支持Android和iOS兩種移動操作系統，可通過移動終端的應用市場搜索或官方二維碼掃描進行下載安裝。使用學習通構建智慧課堂，主要依賴學習通提供的“課程”“資源”和“微應用”三個核心功能模塊。“課程”模塊用于課程的教學和管理，從“教案”“章節”“資料”“通知”“作業”“考試”“討論”“統計”八個方面為用戶提供支持。“資源”模塊分“專題”、“課程”“圖書”“期刊”“講座”五個子欄目為用戶提供圖書、期刊等電子文獻，名師講壇、公開課等視頻資源，以及有聲讀物等資源服務。“微應用”模塊分為“推薦”“移動圖書館”“移動博物館”“創作工具”“小程序”“互動工具”“校招就業”七個欄目，基本覆蓋了教師教學、辦公和學生學習所需要的全部應用。

2“數據庫原理”智慧課堂的教學分析與教學設計

大數據專業學生需要從數據管理、系統開發、海量數據分析挖掘三個層面系統地掌握大數據應用典型問題的解決辦法。這三個層面都離不開數據庫技術。而“數據庫原理”課程便是學習數據管理、數據庫系統開發所涉及的數據庫基礎知識和關鍵技術和技能的重要課程。根據CDIO教育理念，工科教學要求學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行課程學習，教學不僅要關注學生學科知識的學習，更要關注學生能力、素質的提升，必須強調一體化與參與性[1]。構建工科專業課程教學的智慧課堂，需先進行教學分析和教學設計。下面以“數據庫原理”課程中理論知識和實踐技能并重的“數據庫設計”一章為例，依據CDIO理念進行智慧課堂的教學分析和教學設計。

2.1 教學分析

構建“數據庫原理”智慧課堂，旨在按照CDIO工程教育要求，利用智能手機等移動終端實現課堂教學智能化，以提高“數據庫原理”課堂教學質量，幫助學生更好地掌握數據庫技術理論知識和技能。據此，可設計該課程的學生分析表如表1所示。

結合課時分配，對“數據庫設計”這章的內容按小節進行分割，生成表2所示的“課程一章一節一知識點”四級結構的教學內容分析表。

2.2 教學視頻設計

“數據庫原理”智慧課堂實施PPT講授和學習通互動教學相結合的教學。教學視頻根據教師講授情況，主要采用PPT和旁白錄音的方法制作。對應表2，“數據庫設計”一章的教學內容按課時安排分為4個視頻來設計。每個視頻講解1-2個小節的教學內容，時長為40分鐘左右。教學視頻中運用了問題引領、案例講解、交流討論等多種策略引導學生進行學習，講解抽象概念時，盡量以可視化形式呈現。

2.3 學習評價設計

“數據庫原理”智慧課堂的學習評價分為過程性評價和總結性評價兩種。過程性評價需要給予學生及時反饋，可通過學習提供的各種課堂活動控件來實現。總結性評價主要通過期末考試來體現。

2.4 學習活動設計

基于CDIO理念的課堂教學強調學生參與性，故學習活動設計必須突出互動性。“數據庫原理”智慧課堂的學習活動分為個體學習活動、人際互動活動和社會化聯通活動三類，其具體設計如表3所示。個體學習活動主要包括學生個體觀看教學視頻、下載課程資源、完成課程練習、進行課程測試、設置個性標簽、做學習筆記等。人際互動活動主要包括借助學習通的視頻會議、主直播、投屏等功能及豐富的課堂活動控件進行的多種形式的課內師生互動。社會化聯通活動主要包括利用微信、QQ、郵箱、博客等工具進行的實時聯通與網絡交流。

2.5 學習支持設計

“數據庫原理”智慧課堂從面向課程視頻、面向學習活動和面向評價三個方面進行課程學習支持設計。面向課程視頻的學習支持，主要指利用課程教學視頻、典型案例等學習資源要素進行視頻學習。面向學習活動的學習支持，主要指借助學習通提供的課堂活動控件，微信、QQ等及時聊天工具，以及郵箱、博客等社會化網絡交流工具，以課堂討論、及時聊天、學習筆記、作品展示、資源共享等方式進行學習。面向評價的學習支持，主要指通過視頻、文本等媒體類型對學生在線學習情況、總結性評價作品、實踐作品進行評價學習。

3“數據庫原理”智慧課堂的創建

結合上述教學分析和教學設計，就可依托學習通進行“數據庫原理”智慧課堂的創建。下面從課程的創建及資源建設、課堂活動的創建及使用、作業和考試幾個方面進行介紹。

3.1 課程的創建及資源建設

教師用戶登錄后，直接進入首頁創建課程，輸入“數據庫原理”的課程名稱、教師姓名，并上傳課程封面圖片。然后，在課程頁面，進行課程的相關設置及資源建設。

（1）新建班級。每門課程需要建立一個或多個授課班級。班級創建后會自動生成二維碼和邀請碼。學生通過手機掃碼或從學習通首頁輸入邀請碼便可以加入班級。教師也可邀請學生加入班級。針對創建好的班級，即可進行班級教學活動的具體設置。

（2）搜索資源并對其進行收藏與導人。課程建好后，可直接通過學習通使用超星公司提供的圖書、課程、專題、報紙、講座、期刊等各種類型的海量優質教學資源進行課程建設。搜索到的資源經收藏后即可導人使用。

（3）編輯課程目錄，添加課程資料。課程的章節目錄可以在學習通上直接創建編輯，也可從收藏資源中導人課程名和專題名作為章節目錄。課程資源的添加可以直接從本地設備、網盤添加，也可從收藏資源中導人。

3.2 課堂活動的創建及使用

學習通提供了一個活動庫，以活動控件的形式支持豐富多樣的課堂互動活動。在活動庫頁面選擇一個活動控件即可創建課堂活動。每個活動都相當于一個任務，教師可以設置活動時長和完成活動獲取的積分。通過點擊或滑動切換，可以查看處于“未開始”、“進行中”和“已結束”狀態的課堂活動。每個活動的活動詳情和學生們的數據統計結果及情況反饋都可以及時查看，以便教師實時掌握課堂信息。下面介紹“數據庫原理”智慧課堂需要使用的幾組課堂活動控件的使用方法。

（1）“簽到”控件。該控制支持教師發布不同簽到模式對學生進行課堂的實時考勤。學習通支持四種簽到模式：普通簽到（學生收到簽到消息后直接點擊完成簽到）、簽到碼簽到（學生收到簽到消息后輸入對應的簽到碼完成簽到）、手勢簽到（學生收到簽到消息后，畫出與教師設置相同的手勢完成簽到）、二維碼簽到（學生掃描二維碼完成簽到）。前兩種模式基于學習通自動獲取的師生間的距離來判斷學生是否到課。四種模式下，教師都可以進行簽到任務時長、是否推送消息、是否獲取距離等選項的設置。選擇某個簽到模式進行設置和發布后，簽到活動將出現在“進行中”的狀態欄。當任務時長耗盡時，簽到自動結束（教師也可以隨時手動結束簽到）。沒有完成簽到的學生則視為“缺勤”。教師可通過“已發放的簽到活動”查看截至目前的簽到完成情況，也可手動修改簽到結果。

（2）“問卷”和“投票”控件。這兩個控件用于幫助教師實時掌握學情。“問卷”支持單選題、多選題和簡答題三種題型，題目可設置多道，也可添加圖片。每道題的選項數量可自主設置。問卷編輯發布后，學生端即可馬上參與問卷回答活動。“投票”是“問卷”的特例，只支持單選題型。教師可以打開已發布的“問卷”和“投票”，實時查看學生們回答情況的實時統計結果，并可以設置積分和任務時長等選項。

（3）“選人”和“搶答”控件的使用。“選人”支持教師隨機選出一名學生完成指定任務。“搶答”用于學生搶答教師的課堂提問。教師可以根據學生搶答情況設置不同名次的分數、任務時長等選項。

（4）“主題討論”和“話題”控件的使用。這兩個控件用于支持師生針對給定主題或話題的討論。前者要求學生在規定時間內針對教師提出的主題進行回帖討論。教師可以編輯主題內容和要求、設置討論時長。后者允許教師進行置頂、點贊、贊賞（發紅包）操作。討論內容會全部記錄到討論區。師生可以直接在討論區發帖或評論。教師也可直接在討論區管理學生的帖子和評論。

（5）“測驗”控件的使用。該控件用于教師發布測驗題讓學生實時回答的活動，支持教師對學生回答統計結果的實時查看。教師可以進行題型（單選題、多選題、簡答題）、正確答案，以及積分、任務時長等選項的設置。

（6）“直播”控件的使用。該控件用于支持教師進行遠程直播，供學生多終端在線觀看。教師可以設置是否允許回看、是否可以在直播同時進行討論等選項。

除上述控件外，學習通的活動庫中還提供了其他多種互動控件。在此不再詳述。

3.3 作業和考試創建

通過課程頁面的“作業”和“考試”，教師可以完成作業及考試內容的編輯和發布。作業的編輯過程和問卷類似，但支持更多題型（填空、判斷、投票等）。編輯好的作業在發布前可以進行發放班級、完成時間，以及立即發布還是保存待發布的選項設置。考試區別于作業的地方在于，可以編輯設置每題的分數和總分。作業及試卷編輯過程中產生的每一道新題都會被記錄在課程的題庫中，供以后作業和試卷編輯時直接調用。此外，作業和考試內容中出現的客觀題可以設置正確答案，學生完成后可由系統自動批閱。

4 結語

目前，依托不同移動學習平臺的智慧課堂已正式進入校園。實踐表明，通過構建和使用智慧課堂，可將傳統教學模式變革為智慧教學模式，不但能夠有效解決傳統課堂師生互動不夠、學生被動學習的困境，而且在培養學生自主學習、探索學習、智慧學習等方面具有顯著效果。本文在結合CDIO教育理念進行教學分析和教學設計的基礎上提出的“數據庫原理”智慧課堂的構建方法，為我校大數據專業課程的教學智能化研究與實踐探索了道路，對大數據專業其他課程的教學改革具有一定的指導意義和借鑒作用。

參考文獻：

[1]顧佩華，胡文龍，陸小華，等，從CDIO在中國到中國的CDlO：發展路徑、產生的影響及其原因研究[J].高等工程教育研究，2017（1）：24-43.

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[5]祝智庭.智慧教育新發展：從翻轉課堂到智慧課堂及智慧學習空間[J].開放教育研究，2016，22（1）：18-26，49.

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[7]薛超群，智慧課堂教學模式研究[Jl.寧德師范學院學報（自然科學版），2018，30（1）：101-103.

[8]百度百科.超星學習通[EB/OL]. （2018-04-22）[2020-02-08l.https：//baike. baidu. com/item/% E80-/oB6a-/0850-/oE60-/0980-/09Fo-/。E5 %AD%

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[通聯編輯：唐一東]

基金項目：吉首大學實驗教學和現代教育技術改革與研究重點項目：基于CDIO理念的大數據專業實踐學設計模式研究 （2019SYJG003）;吉首大學研究生教育教改研究項目：創新型工程教育視野下的電子信息專業碩士學位課程教學模式探索（JG2019804）;湖南省教育廳2018年教學改革研究項目：“互聯網+”背景下微課在數據庫應用技術課程中的研究與實 現（湘教通『2018]436號）;吉首大學2018年教學改革研究重點項目：“互聯網+”時代高校數據庫應用技術課程教學改革的研究與實現（2018JSUJGA17）

作者簡介：莫禮平（1972-），女，工學碩士，吉首大學信息科學與工程學院，高級實驗師，碩士研究生導師。