基于“SPOC+PTA”的數據庫原理及應用課程教學創新研究與實踐

白彥輝 段宏偉 張巍娜 鄒妍

摘要：數據庫原理及應用課程是計算機專業的核心課程，針對傳統教學中存在的痛點問題，教學團隊經過多年的迭代實踐和反思，采取教學手段信息化、教學策略靶向化、教學內容體系化、課程評價立體化等措施，突出校企合作的辦學特色，課堂采用“智慧教學五步法”，真正實現以學生為中心，在課程的持續改進中，收到了非常好的教學效果。

關鍵詞：數據庫原理及應用;師生角色;教學互動;課程評價

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）01-0015-03

1 背景

我國自2016年起逐步建立了國際實質等效的工程教育專業認證體系，提出的《中國工程教育認證協會工程教育認證標準》已逐漸成為我國各高校工程類專業建設的基準[1]。“以學生為中心，以成果為導向，持續改進”是工程教育專業認證的核心理念，工程教育理念在整個教育過程中起到了導向、改進和管理等至關重要的作用[2]。近幾年智慧教學工具如雨后春筍般出現，雨課堂、學習通、慕課堂等很快走進課堂，成了老師和學生溝通的橋梁，智慧教學工具的出現潛移默化地引領了教學方法方式的改革[3]。智慧教學工具的出現、智能手機的普及，為高校教學提供了新的技術手段和硬件支持，我們在教學過程中把在線課程的優勢與傳統課堂相結合，學生既要有線上的學習部分，又有線下學習的內容，并且在教學設計、教學過程、教學內容和課程評價等環節中充分體現“以學生為中心”的教學理念，配合創新的教學方法，不僅體現了課程革命，也體現了教與學過程的革新。

2 教學中存在的“痛點”

數據庫原理及應用課程作為高校計算機類專業的核心課程，其實踐性很強，對高層次應用型、技術型人才的培養意義重大。在產業轉型升級的新型人才需求下，本門課程在傳統教學模式下，凸顯出很多亟待解決的問題。

2.1 教師單向傳授知識，學生學習缺乏主動性

使用傳統的教師單向講授方式，教師對教學課件過于依賴，缺少教師與學生的互動，課堂沉悶，不能引起學生的學習興趣。學生對疑難問題可能隨著課件播放和教師的演示一掃而過，難求甚解。傳統教學模式教學手段單一，缺乏對學生自主學習的引導，導致學生學習主動性差，總是盲目、消極、被動地學習，無法體現以學生為中心的教學理念。

2.2 忽視學生學情分析，未能真正實現分層教學

在持續的教學改革中發現，無論教師如何努力工作，也很難實現學生成績的普遍提升，分析原因發現傳統的教學模式忽視了學生學情分析，包括學生學習風格的分析、學生學習動機的分析以及先修課成績的分析，生搬硬套一些教學模式，不能符合我校學生的實際情況，未能實現分層教學和因材施教。

2.3 學生綜合實踐能力不足，與市場實際需求有差距

傳統教學中，實踐教學通常以模仿性、驗證性實驗為主，創新性、綜合性實驗不足;沒有運用實驗教學平臺，學生不能很好地理解理論知識在實踐工作環境中的應用，很難真正培養學生的動手操作能力、項目實施能力以及運用數據庫系統解決實際問題的能力，與市場的實際需求有差距。

2.4 課程評價重形式輕改進，沒有全面反映育人目標

原有的課程總評成績雖然采用了多階段測試，但是不能體現對學生的學習過程和學習動態的綜合評價。學生養成了應付課堂教學、考前集中突擊的不良學習習慣，這樣的評價體系不能支撐對學生的知識、能力、素質綜合考核的目標，更重要的是，這些評價結果并沒有被深度分析并用于改進教學，導致未能充分發揮教學評價的診斷和改進作用。

3 教學改革的設計與實施

為了解決教學中存在的上述問題，本課程從我校學生實際情況出發，進行求真務實地探索，秉承以“學習中心，成果導向，持續改進”的教學理念，提升課程的高階性，突出課程的創新性，增加課程的挑戰度，重新構造教學內容，實現教師和學生多方位互動，加強對學生學習行為的研究和個性化指導服務，總結出“以學生發展為根本，以學習產出為導向，以教學資源為基礎，以信息技術為支撐，以教學方法為保障，以多元評價為改進”的教學模式，教學設計思路如圖1所示。

3.1 明確課程目標

依據工程教育專業認證標準以及本專業畢業要求指標點的要求，對照“兩性一度”的標準，制定了本課程的知識目標、能力目標和素質目標。

1）知識目標

能描述數據管理相關概念;使用數據庫標準語言SQL語言;運用關系數據庫的規范化理論以進行數據庫系統設計;能說明數據庫系統安全的保護措施。

2）技能目標

根據軟件開發的需要，使用數據庫設計和開發工具，進一步搭建和維護復雜業務的關系型數據庫系統，培養學生團隊溝通協作能力、解決復雜問題的綜合能力，提高大型數據庫的綜合應用水平。

3）情感價值觀目標

培養學生綜合分析問題能力、實踐與創新能力、深度學習與自主學習的能力。通過學生對數據庫相關技術的研究和學習，培養學生追求卓越的精神、刻苦鉆研的品質、強烈的責任心、嚴謹規范的職業素養，具備較強的就業能力。

3.2 學生學情分析

學情分析是“以學生為中心、因材施教”的基礎，也是教學策略選擇和教學活動設計的落腳點。本文以我最近一次授課的班級為例，對學生的學情進行分析。

1）學習風格分析

通過問卷星下放所羅門學習風格問卷，對于問卷結果進行科學的分析，最終確定學生的學習風格。通過分析，這個班學生喜歡集體工作，喜歡學習事實，擅長記住他們看到的，喜歡圖片、圖表和流程圖，喜歡按部就班地學習。

2）學習動機分析

通過問卷星下放學習動機量表問卷，調查結果顯示該班級11人學習動機較強，15人動機中等，2人動機較弱。

3）預備知識和能力分析

課前分析學生先修課的成績分布，計算機基礎平均83.8分，高級語言程序設計平均分74.1分，成績折線圖如圖2所示，通過成績折線圖可以分析出掌握哪些學生學習基礎較好，哪些學生學習基礎尚可，哪些學生學習基礎較差。通過調查和成績分析發現，該班學生學習能力穩定性一般，部分學生兩科成績差距大，說明學生學習狀態不穩定。經過調查，分析出學生學習的主要問題是學習自制力不高，容易受到外界環境的影響，尤其是學習基礎較差的學生是關注的重點。

3.3 教與學的創新設計

本課程采用線上線下混合式教學模式，在教學內容、教學手段、教學策略和課程評價等方面，進行了創新實踐探索。

1）教學內容體系化

根據社會需求，用人單位走訪以及對優秀畢業生調查，定期更新教學內容，打破從前以知識為中心，重新整理碎片化的知識點，結合本校學生的學習特點，以產出為導向形成適合我校學生學習的知識體系[4-5]。

2）教學手段信息化

結合現代化信息技術，重構了師生角色，教師變成學生學習的設計者、指導者和學習伙伴，學生變成學習過程中的主宰者，引導學生從被動學習轉變為主動學習，由知識學習提升到問題解決。

本課程主要依托泛雅網絡教學平臺（SPOC）組織教學。為了最大程度上做到因材施教，在SPOC上準備了針對不同層次學生的學習任務和學習資料，以滿足不同層次學生的需要。課程組錄制了43個通俗易懂的微課視頻，以案例導入并配合客戶端運行效果，供學生預習和后期鞏固知識點時使用。另外精心設計制作了46個教學課件，題庫中有1475道不同難易程度的習題，58份課外拓展資料，47份圖書內頁和5本電子書。

超星學習通是線下課堂活動開展的主要支撐工具，利用課堂測試、搶答、選人和分組任務等，調動學生學習積極性，并通過平臺數據可以動態記錄和評價學生的學習效果。

采用PTA實驗輔助教學平臺，提高了學生的實踐操作能力，對學生的綜合分析能力和編程能力都提出了更高的要求，讓課程達到高階性。

另外，還融入中國大學MOOC網、微信公眾號、問卷星、百科園考試系統等，使先進的信息化工具與教學深度融合。

3）教學策略靶向化

針對不同的教學目標，結合不同的學情，采用不同的教學策略。對于知識目標主要采用以教師講授為主（線上教師教學視頻和線下教師精講），并配合記筆記、討論、小測試等教學活動，實現學生對教學內容的理解、提煉;對于能力目標主要通過線下完成，學生在PTA上完成教師根據實際需求設計的隨堂案例，并采用分組任務完成數據庫設計，使理論聯系實際，做到學以致用;對于素質目標一方面教師布置一些高階性的復雜問題讓學生通過查閱資料進行探究、思考，培養學生的信息素養;另一方面教師不斷挖掘課程中的思政元素，在教學過程中潤物無聲地思政育人，培養學生優秀的職業素養。

4）課程評價立體化

為了檢驗學生學習的真實性和有效性，構建了將過程與結果、線上與線下、理論與實踐、主觀與客觀相結合的多元立體的評價體系，科學地評價學生學習效果，提高實踐操作能力的考核，體現挑戰性和高階性。總成績中包含了學生線上學習的表現（如出勤、音視頻、作業、訪問數、討論、任務點等）、PTA實驗輔助教學平臺日常的練習和測試、數據庫設計開發并撰寫數據庫設計說明書和答辯、綜合知識的無紙化考核。將過程化考核跟結果性考核相結合，激勵了學生的創作熱情，更真切全面地反映學生的知識、實踐能力和素養的水平，最終較好地達成本課程的知識、能力和素質目標。

4 教學特色與創新

4.1 教學特色

1）亦師亦友的師生關系

培養良好的師生關系，是開展教學活動的感情基礎，全身心地投入，關愛學生，會讓學生因為愛上老師而愛上這門課，正所謂“親其師而信其道”，教學活動安排特別順暢。

2）邊講邊練的教學手段

由于計算機類課程具有很強的實操性，所以上課地點全部選擇在專業機房，教師精講，學生多練，結合現代信息技術，教學效果顯著。

3）校企合作的培養模式

校企合作的人才培養模式改革在學校起到了引領和示范作用，本門課在授課中嵌入項目經理帶來的實訓項目，使學生了解社會需求，提高實踐技能，把知識真正做到學以致用。

4）線上線下的混合模式

基于“SPOC+MOOC+PTA”的線上線下混合教學模式，真正做到以學生為中心，豐富的教學資源滿足了不同層次學生的需求。

4.2 教學創新

1）實施“智慧教學五步法[6]”和學生做助教的助學方法，激發學生學習熱情

教學過程中實施“智慧教學五步法”，融入課程思政元素，實現線上、線下混合教學。學生線上做好充分的預習，課堂上采用 “說一說、考一考、講一講、練一練、想一想”的教學方法，既發揮了教師引導、監控教學過程的主導作用，又充分體現了學生作為學習主體的主動性、 積極性與創造性，使課堂變得輕松活躍。

課后選學生做助教幫助教師評閱作業，一方面學生為了勝任助教工作，自己會主動把知識弄懂，變被動學習為主動;另一方也增強了師生關系，學生覺得被選做助教是老師對自己的信任，讓學生有獲得感和幸福感，增強了學好這門課的信念，同時也培養了學生認真對待工作的責任感。

這兩種方法，可以改變傳統教學中教師單向傳授知識的不足，彌補 MOOC 教學對教學過程監管弱化的缺陷，實現教學過程的全程掌控，有利于學生個性化學習，提高教學效率。教學形式具有創新性，有推廣價值。

2）充分利用信息技術，根據學生的學習特征，實現分層教學

本課程基于我校泛雅網絡教學平臺的SPOC配套教學資源，融合中國人民大學《數據庫系統概論》MOOC中的部分理論教學內容，實現分層教學，滿足不同層次學生的不同需求。讓能力強的學生可以走得更遠，學習到更多內容，讓我校學生享受和一流高校學生同樣的教學資源。讓基礎弱的學生可以走得更扎實，不受時間空間的限制，可以隨時隨地、利用碎片化時間完成學習，做到因材施教，提高學習效率。

3）產出為導向，與社會實際需求接軌，強化學生實踐能力和綜合素質的培養

為了強化學生的實踐能力，在教學中引入實踐教學平臺PTA，把SQL基礎語言在平臺上進行測試和提交，對學生的實踐能力提出了更高一層次的要求。同時考慮產出導向的教學理念，結合社會實際需求，要求學生分組完成數據庫設計工作，同時嵌入兩次合作企業工程師的綜合實訓，做到學以致用，與社會實際需求接軌，提高了學生分析問題、溝通表達的能力，增強了學生的社會責任感、民族認同感、自豪感和使命感，讓教學實現高階性。

4）構建多元立體的教學評價體系，全面反映學生學習成果，利用數據分析持續改進

充分利用信息化工具，更加注重學生的過程性評價，關注學生動態的學習情況，改變學生應付課堂教學、考前集中突擊的不良學習習慣。同時，注重考核的多樣性，實時記錄學生的實踐情況，極大地提高了學生實踐動手能力和分析解決問題的能力，尤其是分組完成數據庫設計工作，培養了學生團隊協作能力，激發了學生的創新意識和實踐的積極性，更是讓學生體會到了成就感，撰寫設計說明書培養了學生文字表達能力，答辯過程鍛煉了學生的語言表達能力。在學期末對學生的成績進行總結性評價，結果用于評價教學目標達成度分析及下輪課程改進的參考。

5 教學效果與反思

課程開設20年來，從未停止改革和創新的腳步，已完成三輪完整的線上線下的混合式教學，下面針對上學期2019級云計算班的教學效果進行全面分析，其結果對改進今后課程教學具有重要參考價值。

5.1 學生線上學習情況分析

數據顯示絕大多數學生積極利用SPOC進行學習，學生對章節平均學習次數432次，最高學習次數1059次，最低訪問次數213次。觀看視頻平均時長385分鐘，最長673分鐘，最短14.8分鐘。本門課程學習成績最高的學生，是學習次數和學習時長最多的學生，還有一名學生學習次數為852次，學習時長是606分鐘，他的先修課成績并不高，只有61分，但是數據庫的成績為83分，說明學習能力低的學生是可以通過增加學習時間提高學習效果。最終學習成績最低的兩名學生，都是學習次數較少的學生，今后要更多關注。

本學期共完成簽到24次，全勤20次，無曠課情況，病假7人次，事假2人次，出勤情況良好。課堂活動包括課堂測試（24次）、分組任務（3次）、搶答（20次）、選人（72次）、學生評價（1次）。

5.2 學生期末成績分析

本課程的線上線下混合教學模式，取得了很好的教學效果，得到了廣大學生和同行教師的一致認可。下面列出的是相同教師所授相同專業學生的成績數據進行分析，2019級學生在考核更全面難度更大的情況下，相較于傳統教學模式，采用混合式教學模式學生平均成績高出4.06分。

5.3 學生評教結果

通過問卷調查反饋，學生中有87.5%表示對線上線下混合式教學模式非常滿意;83.9%的學生對本課程的師資隊伍非常好，能滿足專業教學;91.1%的學生認為任課教師的工作態度表示非常好;82.1%的學生認為本門課程在教學過程中師生信息反饋渠道非常好;76.8%的學生認為該門課程的網上教學資源豐富，可以滿足不同層次學生學習的要求;82.1%的學生對該門課程對實踐能力培養的效果非常滿意;80.3%的學生認為采用SPOC+PTA等信息技術有助于加強對所學知識的鞏固;75% 的學生認為混合式教學有助于激發學習積極性與自主性。

5.4 督導評教結果

學校督導對數據庫教學團隊教師的教學水平都給予了較高的評價，認為本門課程采用線上線下混合式教學模式，突出以學生為中心的教學理念，結合現代化信息工具如學習通、PTA等輔助教學，以產出為導向設計教學目標，課后注重總結和反思，能夠保證課程持續改進，建議主講教師在校內上公開課，并將教學模式推廣。

6 結束語

經過多年實踐，教師團隊取得了一些成績，如獲得首屆全國高校教師教學創新大賽省級二等獎，校級在線教學設計大賽一等獎，校級課程思政教學設計大賽一等獎，同時指導學生參加計算機設計大賽獲得國家級二等獎，中國高校計算機大賽-團體程序設計天梯賽省級二等獎，大學生程序設計競賽省級三等獎等榮譽。

教學團隊針對本門課程改革不斷迭代更新，對教學過程進行分析、反思和改進，根據不同學生，選擇匹配的教學策略，分層教學，多元評價，讓所有學生在原有基礎上都得到發展，培養學生創新性思維，真正實現以學生為中心，培養出具有使命擔當，愛國情懷的優秀學生。

參考文獻：

[1] 孫桓五，張琤.基于工程教育專業認證理念的地方高校工科專業建設實踐[J].中國大學教學，2017（11）：39-42，53.

[2] 屠菁.工程教育專業認證背景下的“金課”建設——以數據庫原理與應用課程為例[J].計算機教育，2020（6）：47-53.

[3] 高有濤.智慧教學工具在高等教育課堂教學改革中的作用[J].科教導刊，2021（21）：4-6，79.

[4] 李輝.數據庫系統原理及MySQL應用教程[M].2版.北京：機械工業出版社，2019.

[5] 王珊，薩師煊.數據庫系統概論[M].5版.北京：高等教育出版社，2019.

[6] 于洪濤.基于雨課堂的高校智慧教學五步法探究——以“網絡教育應用”課程為例[J].現代教育技術，2018，28（9）：54-58.

【通聯編輯：謝媛媛】

收稿日期：2021-09-16

基金項目：2021年赤峰學院教育教學研究項目：工程教育專業認證背景下基于“SPOC+PTA”的線上線下混合式教學模式構建研究（項目編號：JYXMY202137）

作者簡介：白彥輝（1978—），女，天津人，副教授，碩士，研究方向為數據庫技術、非經典數理邏輯與模糊集應用;段宏偉（1972—），女，內蒙古赤峰人，副教授，碩士，研究方向為計算機應用技術、計算機教育;張巍娜（1980—），女，河北人，副教授，碩士，研究方向為數據庫技術、計算機教育;鄒妍（1983—），女，內蒙古赤峰人，副教授，碩士，研究方向為數據挖掘、文本分析及知識圖譜領域。

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