基于OBE理念與同伴教學的數據庫教學實踐

童立靖 郭峰

摘要：數據庫原理是計算機及相關專業的一門重要課程，傳統的以教師為主導的教學模式難以激發學生的學習興趣。本文提出一種結合OBE（Outcome Based Education）教學理念與同伴教學的教學模式，以OBE教育理念為指導，注重學生工程能力的培養，以同伴教學為教學模式，提升學生們的學習興趣與學習效果。并在北方工業大學數據庫原理課程的教學過程中進行了教學實踐，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：OBE理念;同伴教學;數據庫原理

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）10-0155-03

Abstract： Database principle is an important course for computer and related majors. The traditional teacher led teaching mode is difficult to stimulate students' interest in learning. In this paper， a database teaching mode based on OBE （Outcome Based Education） teaching concept and peer tutoring is proposed. Under the guidance of OBE education concept， it pays attention to the cultivation of students' engineering ability， and takes peer teaching as the teaching mode to enhance students' learning interest and learning effect. This teaching method is applied in the teaching process of database principle course in North China University of Technology， and good teaching effect is achieved.

Key words： OBE Concept; Peer Tutoring; Database Principle

1 引言

數據庫原理與技術是目前大多數計算機軟、硬件系統必須使用的技術與原理。數據庫管理系統是大多數計算機系統的支持軟件。特別是在大數據時代，數據庫的原理與技術也是大數據管理的關鍵技術與基石[1]。

《數據庫原理》是計算機類專業的核心課程，主要講授關系數據庫、標準查詢語言SQL、關系數據理論、數據庫編程、數據庫設計、大數據管理等內容，是數據管理系列課程的起點。由于數據庫應用的廣泛性，學生有學好數據庫的潛在動力，但是傳統的教學模式通常以“教師為中心”，采用數據庫知識點講解+上機實驗+軟件演示的授課方式，學生的學習較為被動，難以激發和維護學生的學習興趣，學生無法感受實際項目中需要面對和要解決的問題，不利于能力的培養和解決問題能力的提高[2]。

針對傳統的數據庫原理課程教學模式存在的問題， 我們在教學實踐中引入了OBE的教學理念，以及采用了同伴教學法，從教育理念、教學模式、教學手段等方面進行了積極的探索，在一定程度上提升了教學效果。

2 OBE教學理念與同伴教學法

OBE是Outcome-based Education的縮寫，中文是成果導向教育[3]。OBE教學理念是一種新興的工程教育理念，最早由斯帕蒂（Spady）給出[4]，并被國際《華盛頓協議》所采納，《華盛頓協議》是一項工程教育本科專業認證的國際互認協議。只有遵從OBE教學理念，才能完成國際工程師資格互認。OBE教學理念展開來為：以學生為中心，以成果為導向，和對教學過程要持續改進。OBE教學重點關注的是學生的學習效果，而不是課程教學的內容，能夠使得學生真正掌握基礎理論知識、具備解決此類知識所涉及的復雜工程問題的能力。

同伴教學（Peer Tutoring或Peer Instruction）由哈佛大學教授Eric Mazur提出，是指在教師的指導和培訓下，作為教學者的學生對另外一些學生進行教學，幫助與其相同或相似年級水平的同伴及低年級學生進行學習的教學形式[5]。同伴教學是學生之間相互施教、相互促進、共同受益的一種教學組織形式。由于同學之間更為熟悉，思維方式，認知水平，知識體系等各方面的相似性，使得這種方式受歡迎且有效果。

3 教學實踐及效果

在高校的計算機類課程教學實踐中，不少教師開始探索項目驅動、翻轉課堂[6]、體驗教學[7]、混合教學等教學方法與教學模式，而我們則在OBE的教學理念與同伴教學的教學模式上進行探索，為培養新工科[8]的應用型、創新型、復合型人才打下基礎。

3.1基于OBE教學理念的教學實踐

遵從OBE教學理念，我?！稊祿煸怼氛n程所支持的畢業要求指標點分別為12條中的：

問題分析：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論。

設計/開發解決方案：能夠針對復雜工程問題的具體需求，按照計算機工程的設計流程，設計出滿足特定需求的計算機軟、硬件系統，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。

使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。

項目管理：理解并掌握工程管理原理與經濟決策方法，并能在多學科環境中應用。

我們對OBE的畢業要求指標點進行各門課的細化，細化后<<數據庫原理>>課程所支持的細化后的畢業要求指標點分別為：

能認識到解決問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案;

能對本專業的一般性工程問題設計方案，構建系統框架，能對關鍵問題選擇合理算法或方法;

能掌握常用軟件開發環境、數據的分析、預測與模擬等工具;

能對一般性工程問題，選擇和應用不同開發環境和工具進行開發和實現;

能掌握計算機產業的管理及經濟決策方法。

然后，我們針對數據庫原理課程所教授的教學內容，進一步細化了課程目標，分別為：

目標1：理解與掌握數據庫的基本概念及基本原理，能認識到數據庫相關工程問題有多種方案可選擇，并會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。

目標2：理解并掌握經典的數據庫設計模型——關系模型，能從集合論的角度理解關系的結構及關系代數表達式的用法。針對給定的一個應用工程項目的數據庫設計需求，能夠構建數據庫的概念模型、邏輯模型（關系模型）、物理模型，并運用規范化設計理論及關系模式分解算法或優化方法，使得設計的關系模型符合范式要求。

目標3：對于給定的一個實際數據庫應用工程項目的需求，能夠運用數據庫設計理論、數據庫管理等方法，并綜合考慮數據安全、并發控制、數據維護成本等因素，理解并掌握數據庫的需求分析、數據庫設計、數據載入、數據測試、數據庫維護等過程。

目標4：掌握常見的數據庫管理軟件如SQL Server、Oracle、My SQL等的應用環境及基本操作，完成數據的查詢、修改、分析、統計等操作。

目標5：能對數據庫應用系統的一般性工程問題，可選擇和應用不同開發環境和工具，實現BS結構的數據庫編程及CS結構的數據庫編程，初步具備數據庫應用系統的開發能力。

在實際教學的各教學環節中，嚴格對照各教學目標與能力培養組織課堂的教學內容，實驗內容，以及考核內容。在課堂講解與教學中，更加注重理論和實際的結合，更加注重對所講知識點的理解與應用，而不是記憶，重點培養學生的各項能力。我們還對考核后的成績進行了分析，給出了各課程目標的達成度評價，及下一學年的持續改進意見。

3.2基于同伴教學的教學實踐

基于同伴教學模式，在教學過程中，我們階段性地向學生拋出一些精心設計的概念性問題。這些問題通常與常見的一些困惑與誤解有關，然后把學生分組，在組內，同學們先形成和組織自己對這些問題的答案，然后通過小組的討論合作來達成共識。小組的討論通常能夠讓學生們對概念進行解釋，并幫助那些在一開始沒有得到正確答案的小組同伴理清問題，形成正確的理解。在課堂的最后，我們組織各組學生進行最后的討論，并請各組委派代表進行基于PPT的宣講與討論。我們則在討論的過程中會適當地對概念以及概念之間的關系進行補充解釋或是拓展延伸。一些小組的演講的PPT如下圖所示：

此外，在上機實驗環節中， 我們也對學生進行分組，互為教師與學生，互相檢查代碼，指出代碼編寫的優劣，促進了學生開發能力與工具運用能力的提升。

與傳統班級教學相比，在倡導素質教育的今天，特別是對學生的能力培養方面，同伴教學具有不容忽視的優越性，同伴教學法更容易激發學習的主動性，同伴式教學給學生帶來了新的教學體驗，對當今教育改革尤其是教育教學實踐具有深遠的現實意義。

3.3 教學效果

上一年度的數據庫原理的學生評教的指標數據為，總評分為95.21分，在學院開設的86門課中，排名第27名;而在本年度，采用了OBE教學理念與同伴教學法后，數據庫原理的學生評教的指標數據為，總評分為97.94分，在學院開設的195門課中，排名第15名?？傇u分上升了2.73個百分點，排名百分比上升23.7個百分點，可見同學們對本門課程的教學改進較為認可。上一年度的教學評價數據如下圖所示，相關信息分別為排序、學期、教師編號、姓名、課堂分類、課程名稱、課程性質、合班、課堂人數、參評人數參評率、評價成績：

本年度的教學評價數據如下圖所示，相關信息分別為排序、學期、教師編號、姓名、課堂分類、課程名稱、課程性質、合班、課堂人數、參評人數參評率、評價成績：

本年度的教學評價分項數據截圖如下圖所示，相關信息分別為排序、學期、教師編號、姓名、課堂分類、指標名稱、課程名稱、課程性質、合班、應評人數、已評人數、參評率、指標得分：? ? ? ? ? ? ?此外，從期末卷面成績分析，圖6為上一年度數據庫原理的卷面成績統計，圖7為本年度的數據庫原理的卷面成績統計，從圖中可以看出，此次教學改進后，班級期末的整體平均分提高了2個百分點，同時選課同學中成績出色的學生，對于課程學習的積極性有很大提高，同時也帶動了周圍同學們的學習。可見此次教學改進有一定的教學效果。

學期結束后，學生們對課程教學理念與模式的改變普遍反映較好，對教學效果認可度也比較高。很多同學反映，通過學習數據庫原理課程，對于數據庫原理有了更加深入的理解，對于主流的數據庫技術也有了更加深入和準確的理解，也掌握了很多數據庫軟件開發中需要掌握的能力，通過數據庫原理課程的實驗，編程能力有了較大提高。

4 結論

通過教學模式的調整，由知識點灌輸變為能力培養，由教師為主導轉變為以學生為主導，通過OBE教學理念的貫徹，提升了學生的解決復雜工程問題的能力，通過同伴教學，起到了很好的示范作用，使得同學們更容易發現不足，激發進取心。

本文從OBE教學理念與同伴式教學的維度和視角探索數據庫原理課程的教學改革，在教學過程中綜合運用OBE教學理念與同伴式教學方法，形成一種適合數據庫原理課程的教學模式，為培養應用型、創新型、復合型的新工科數據庫管理與數據庫軟件開發人才起到一定的促進作用。

參考文獻：

[1] 章鳴嬛， 張璇， 郭欣， 季萌， 陳瑛. 高校的“數據庫”課程群改革與探索[J]. 微型電腦應用， 2020， 36（3）：15-18.

[2] 趙麗紅， 丁曉梅， 汪靜. 大數據背景下《數據庫原理》課程教學模式改革探討[J]. 北京印刷學院學報， 2020， 28（7）：144-146.

[3] 楊貴榮， 李亞敏， 劉洪軍. 基于OBE理念的課程項目制教學探索與實踐——以加工過程傳輸原理課程為例[J]. 大學教育， 2020（10）：46-50.

[4] 付繼林， 劉鴻宇. 基于OBE 理念的通用學術英語（ EGAP） 課程改革[J]. 教學研究， 42（4）：102-107.

[5] 蔣海英. 淺談同伴教學及其與傳統教學的差異[J]. 青年與社會，2013（11）：89-90.

[6] 程珍， 池凱凱， 李燕君， 徐利鋒. 項目驅動和翻轉課堂相融合的教學模式在Java程序設計教學中的應用[J]. 計算機教育， 2018（2）：91-94.

[7] 李肖婧， 張煒. 倫敦大學學院本科工程教育體驗教學及其啟示[J]. 高等工程教育研究， 2019（3）：87-93.

[8] 付麗君， 孫金根， 吳東升. 新工科理念下變頻控制技術課程混合式教學模式探索[J]. 大學教育， 2020（10）：102-104.

【通聯編輯：王力】