基于工程教育專業認證的數據庫課程教學改革

周建平，吳文煌，陳業斌

(安徽工業大學 計算機科學與技術學院，安徽 馬鞍山 243032)

工程教育專業認證是由專業認證機構對高等教育工程類專業實施的第三方評估認證，旨在為工業界培養高質量的技術人才。工程教育專業認證的基本理念為成果導向、以學生為中心、持續改進。這些理念對于促進高等學校專業建設和教學改革、提高工程類專業人才培養質量極具現實意義。自1989年以來，隨著《華盛頓協議》的問世，工程教育專業認證受到了國內外高校的廣泛關注，并為工程教育、工程師資格的國際互認奠定了良好基礎。

數據庫是計算機類專業不可或缺的核心基礎課程，通常開設于大學第四學期。在教育部下達的《關于進一步加強高等學校計算機基礎教學的意見》中，強調要抓好重點基礎課程的建設，要求當代大學生應“具備利用數據庫技術對信息進行管理、加工和處理的意識與能力，用以解決本專業領域中的問題”。為提高課程教學質量、促進學生能力培養，本文圍繞工程教育專業認證的基本理念，從課程目標、教材建設、教學模式、考評方式四個方面對數據庫課程教學的不足之處進行了分析，并在此基礎上對深化這門課程教學改革的途徑進行了初步探討。

一、專業認證對數據庫課程教學的要求

對計算機科學與技術、軟件工程、信息系統與信息管理等專業而言，數據庫是一門至關重要的基礎課程。該課程涉及數據庫系統基本理論、結構化查詢語言(SQL)及其應用、數據建模與數據庫設計、數據庫管理系統開發等，知識繁雜、概念抽象、綜合性與實踐性強，給教學工作帶來了艱巨的挑戰。按照工程教育專業認證的基本理念，數據庫課程教學應遵循反向設計原則，著力于實現三個轉變，即：教學內容從“教什么”到“學什么”的轉變，根據對學生的畢業要求來確定課程目標和教學材料；教學模式從“怎么教”到“怎么學”的轉變，強調學生的主體地位，注重知識建構的創新性、實踐性、自主性和開放性；考核評價從“教得怎么樣”到“學得怎么樣”的轉變，采用多元、立體、注重過程、關注個體的發展性評價方式。

二、數據庫課程教學存在的問題

隨著計算機技術及應用的快速發展，對數據庫課程的教學要求在不斷提高。然而，長期以來，該課程教學一直存在如下幾個問題：

(一)課程目標問題

在試行工程教育專業認證之前，計算機類專業培養方案對學生的專業能力和綜合素質的認定標準往往不夠明確具體。這導致數據庫課程目標措辭過于籠統、缺乏層次性和可操作性，不利于持續改進。此外，由于在數據庫課程目標定位這一環節的疏誤，與之相應的教學評價機制可能存在一定的缺陷，進而難以科學準確、客觀公正地衡量教學效果和教學質量。

(二)課程教材問題

教材是學生獲取知識的主要來源，一本好的教材可以為課程學習提供強有力的保障。現有數據庫課程的教材對數據庫的一些核心內容(譬如SQL的查詢功能)的闡述往往不夠細致全面，所依托的管理系統版本普遍較低、功能不夠完善，這嚴重影響了學生的學習效果。此外，上機實驗是數據庫課程的一個重要環節。而一些數據庫教材對實驗內容的編排有所欠缺。

(三)教學模式問題

當前，數據庫課程通常采用以教師為中心的傳統教學模式。課程教學以教師講授為主，注重“教”而忽視了“學”。即便教師在知識灌輸上付出再多的努力，由于學生只是被動地消化、理解，甚至機械地記憶數據庫的概念、理論、方法和技能，這種教學模式將不可避免地導致學生的學習主觀能動性低、學習交流互動氛圍差，因而難以培養其創新意識、發散思維和工程觀念。

(四)考核評價問題

關于數據庫課程學習狀況的考核評價，國內大多數高校以期末考試成績為主，雖然可能參考平時成績，但由于缺乏與之配套的、明確合理的過程性評定標準，致使平時成績分數常常有失公允。由于平時成績所占比例過低，導致一些學生忽視平時學習，考前才“臨時抱佛腳”，進而在一定程度上存在“高分低能”現象。此外，在考核評價過程中，由于對學生主體地位的忽視，導致其參與程度不足，不利于其認知能力的發展。

三、深化數據庫課程教學改革的途徑

圍繞工程教育專業認證的基本理念，在教學實踐中，針對數據庫課程教學存在的問題，通過以下途徑開展教學改革：

(一)明確課程目標

以成果為導向的專業培養方案是確定課程目標的主要依據。在專業培養方案中，將工程教育認證標準所規定的12條畢業要求分解為具體的、易衡量的指標點。課程教學目標的確定，應基于課程體系，對相關指標點提供強支撐。對數據庫課程而言，可依據指標點2-3、3-1、8-2，確定與之相應的3個課程目標(見表1)，并在此基礎上對教學內容和學時分配進行調整和優化。

表1 畢業要求指標點與課程目標的關聯

(二)加強教材建設

在教育部關于《普通高等教育本科教材建設的若干意見》中，鼓勵高等學校根據教學需要建設高質量的教材。數據庫是一門專業基礎課程，擔負著傳授數據庫理論與實踐知識的重任。首先，圍繞該課程中重要的基礎知識，應進行系統深入的闡述。譬如，可將單表查詢、多表查詢、數據庫常用對象從SQL概論部分中分拆出來，作為獨立的章節進行詳細介紹，以便讓學生對這些重要知識點有更好的認識和理解。其次，考慮到數據庫軟件的市場占有率，對于SQL以及PL/SQL等基礎知識的編寫，應立足于廣為流行的關系型數據庫管理系統平臺(譬如Oracle 11g)。再次，在數據庫教材中，不僅要配置大量的實例和練習，還應提供精心設計的實驗內容，以幫助學生對所學知識加深理解、鞏固掌握。

(三)革新教學模式

近年來，大規模開放在線課程MOOC及小型限制性在線課程SPOC等相關網絡教學平臺的快速發展，為計算機類課程的教學模式改革提供了良好的環境。與MOOC相比，SPOC提供了一種可持續發展的競爭模式，在成本、學習體驗等多個方面具有明顯的優勢。為貫徹落實以學生為中心的教育理念，充分調動學生學習的積極性、及時掌握學生的學習狀況，可依托超星泛雅等SPOC平臺建設線上教學資源，開展線上線下混合式數據庫課程教學。

1.線上教學資源建設。混合式教學中的線上學習需要有優質、豐富的網絡教學資源。在SPOC平臺上，教師應上傳精心制作的數據庫課程教學視頻。視頻材料不僅要包含對教學內容重難點的剖析講解，還應涉及知識點的補充和拓展，以便對該課程有濃厚興趣的學生加深學習。此外，在教學過程中，教師應對SPOC平臺上的數據庫課程習題庫、單元測試題等相關教學資料不斷予以更新完善。

2.混合式教學設計。混合式教學模式的教學設計一般應涵蓋課前學習、課堂教學、課后復習三個模塊(見圖1)。在數據庫課程的課前學習環節，可要求學生通過SPOC平臺進行教學視頻自學，完成并提交教師布置的前測作業，以形成對知識點的感性認識。在數據庫課程的課堂教學環節，教師可在對前測作業情況分析點評的基礎上，導入新課并對教學重、難點進行講解，而后通過課堂討論、隨堂練習、教學小結加深學生對知識點的理性認識。在數據庫課程的課后復習環節，教師可要求學生通過完成課后作業，結合網上答疑，幫助學生實現所學知識的鞏固提升。

圖1 教學過程示意圖

(四)完善考評方式

根據工程教育專業認證的基本理念，對數據庫課程學習情況的考核評價應以促進學生發展為宗旨，通過多種渠道、采取多種形式，在不同學習情境下，考查學生理解掌握、綜合運用知識的水平與能力。為促進學生全面發展，課程考核評價應關注學生高階思維能力的發展，關注學習過程，關注評價主體的多元化和評價方式的多樣化，并側重于質性評價。針對線上線下混合式教學，可圍繞以下四個方面對數據庫課程的學習情況進行考核評價：

1.形成性評價。通過SPOC平臺對學生的數據庫課程的平時學習過程進行記錄，內容包括線上資源學習表現、線下任務完成情況、課堂學習表現以及線上線下測試情況。在此基礎上，將學生的所得積分折算為學生的平時成績，以使平時學習情況可量可測。

2.終結性評價。終結性評價主要通過期末閉卷考試方式完成，重點考查學生數據庫知識目標和能力目標的達成情況。在卷面創新題型和題目中，主觀題占比應不少于80%，且要體現試題的挑戰度。

3.綜合性評價。主要通過大作業形式完成，一人一題，側重考查學生的專業素養以及在數據庫系統分析、設計、實現和技術創新等方面的能力，并要求學生通過答辯獲取成績。

4.目標達成度評價。通過形成性評價、終結性評價、綜合性評價所得的各項數據對數據庫課程目標的達成度進行評價，并對評價結果予以深入分析，提出相應的持續改進措施。

四、結語

隨著計算機技術及應用的飛速發展，對數據庫課程的教學要求在不斷提高。深化數據庫課程教學改革，既非常必要，又十分迫切。基于工程教育專業認證的數據庫課程教學改革，應秉承成果導向、以學生為中心、持續改進這三個基本理念，在明確課程目標的基礎上，加強教材建設，革新教學模式，完善考核評價方式。