創(chuàng)新意識驅(qū)動下“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

鎮(zhèn)麗華

（南通大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇 南通 226000）

0 引言

在全球化、知識化的時代背景下，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是國家提升競爭力的必然要求。 高校肩負(fù)人才培養(yǎng)與人才輸送的重任， 只有積極投身教學(xué)改革實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、工程應(yīng)用型人才是應(yīng)對國際競爭與挑戰(zhàn)的必然舉措。近年來，國家工程教育專業(yè)認(rèn)證工作持續(xù)推進(jìn)， 部分高校已成功將工程教育認(rèn)證理念引入教育教學(xué)中， 有效提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。工程教育尤其強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此，為培養(yǎng)創(chuàng)新型、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，高校需要從多個方面著手，不斷變革工程教育的方式與手段，引導(dǎo)學(xué)生勤于思考、舉一反三，提高創(chuàng)新能力與工程實(shí)踐能力， 以應(yīng)對將來實(shí)際工程中的復(fù)雜問題。 本文旨在通過創(chuàng)新“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式來促進(jìn)工程教育，以達(dá)到提升學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新思維水平的目的。

1 課程特征與實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的一門核心課程， 在課程體系中占有極其重要的地位。 課程的教學(xué)目標(biāo)是要通過課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生具備一定的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和開發(fā)能力，同時也為后續(xù)結(jié)合高級程序設(shè)計語言開發(fā)各類信息管理系統(tǒng)做準(zhǔn)備。 作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，很多知識點(diǎn)的掌握需要建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來加深對理論知識的理解，在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中提升工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維水平。

南通大學(xué)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程教學(xué)計劃64 學(xué)時，其中理論46 學(xué)時，實(shí)驗(yàn)18 學(xué)時，雖然已經(jīng)采用“理論+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式，但教學(xué)效果并不理想，主要表現(xiàn)為：一是重理論、輕實(shí)驗(yàn)，在沒有實(shí)踐環(huán)節(jié)的前提下，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù)仍低于理論學(xué)時的1/2， 遠(yuǎn)不足以拓展學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力；二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡單，知識點(diǎn)單一且缺乏連貫性，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，教師先對知識點(diǎn)進(jìn)行講解、操作與演示，學(xué)生再對該知識點(diǎn)自行操作驗(yàn)證，這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定的教學(xué)模式加上有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時導(dǎo)致部分動手能力較強(qiáng)的學(xué)生綜合能力得不到訓(xùn)練；三是缺乏量化考核指標(biāo)，目前實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考核仍然以實(shí)驗(yàn)報告為主，但針對單一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)報告基本千篇一律都是實(shí)驗(yàn)過程性截圖，鮮有創(chuàng)新性思考內(nèi)容，更談不上創(chuàng)新拓展設(shè)計，實(shí)驗(yàn)成績差異度不大。

因此， 要在18 個有限實(shí)驗(yàn)學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生既掌握好各實(shí)驗(yàn)知識要點(diǎn)， 又能提高創(chuàng)新綜合應(yīng)用能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革就成為勢在必行的任務(wù)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路

2.1 運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動法，加強(qiáng)知識點(diǎn)的連貫性

教學(xué)過程以學(xué)生最為熟悉且易于理解的“學(xué)籍管理系統(tǒng)”項(xiàng)目案例為驅(qū)動貫穿整個課程的各個知識點(diǎn)中，建立起與生活經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)理論與應(yīng)用的有效結(jié)合。 線下實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中學(xué)生根據(jù)興趣選擇一個企業(yè)級項(xiàng)目， 將18 個實(shí)驗(yàn)學(xué)時用于完成從需求分析到概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計，再到數(shù)據(jù)庫的實(shí)施，最后運(yùn)行與維護(hù)的整個數(shù)據(jù)庫開發(fā)流程。 可以采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式完成整個項(xiàng)目， 以4～5 人為一個團(tuán)隊(duì)，根據(jù)個人特長進(jìn)行分工， 同時確定一名負(fù)責(zé)人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。 通過這樣的方式讓學(xué)生較早接觸到企業(yè)級數(shù)據(jù)庫開發(fā)場景，一方面有利于學(xué)生舉一反三，更系統(tǒng)地將所學(xué)知識點(diǎn)聯(lián)系起來進(jìn)行鞏固；另一方面也有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

2.2 采用線上線下混合教學(xué)方式，“擴(kuò)充”實(shí)驗(yàn)學(xué)時

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中， 教師處于主導(dǎo)地位，從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計、執(zhí)行到完成都是由老師來完成，學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)， 因而導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。 因此，教學(xué)改革中筆者采用線上線下混合教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高實(shí)驗(yàn)效率。 課前，教師將知識點(diǎn)及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)任務(wù)推送給學(xué)生，同時通過資料共享的形式將操作教學(xué)視頻發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺（課堂派），方便學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，由學(xué)生在理論課之后、 實(shí)驗(yàn)課之前先完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師針對學(xué)生在完成任務(wù)的過程中反饋的問題可以在線上統(tǒng)一答疑。 線下的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)仍以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生完成綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓更多的學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來提高分析問題、解決問題的能力。 線上線下的混合方式在無形中彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)學(xué)時不足的問題， 也為學(xué)生提供了更廣闊的學(xué)習(xí)平臺。

2.3 鼓勵參加課外項(xiàng)目，積極運(yùn)用所學(xué)知識

要實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)僅靠教學(xué)計劃學(xué)時是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此鼓勵學(xué)生在課后跨專業(yè)、跨學(xué)科組隊(duì)積極參與各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃訓(xùn)練項(xiàng)目、科技競賽、科研活動等，以期通過在這些賽事活動平臺中運(yùn)用課堂所學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新與團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。 學(xué)生在項(xiàng)目開展的過程中還能了解行業(yè)的發(fā)展動態(tài)、拓展知識面，有益于未來的就業(yè)。

2.4 制定合理的考核機(jī)制，提高評價的科學(xué)性

因?yàn)椴捎镁€上線下混合實(shí)驗(yàn)方式，所以考核環(huán)節(jié)也由“線上+線下”兩部分組合而成。 線上主要考核學(xué)生視頻學(xué)習(xí)打卡和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作業(yè)完成情況。 線下采取小組匯報+答辯的考核方式， 小組委派一名成員向全班介紹項(xiàng)目以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計的思路， 展示項(xiàng)目成果。 教師依據(jù)項(xiàng)目中涉及的數(shù)據(jù)庫知識點(diǎn)對小組成員提問， 通過學(xué)生的回答判斷項(xiàng)目設(shè)計中是否有亮點(diǎn)、知識點(diǎn)是否熟悉、團(tuán)隊(duì)協(xié)作是否順暢等，進(jìn)行合理全方位的考核。 這種考核方式不但能考核學(xué)生對理論知識點(diǎn)的掌握，還能考核動手實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力，提升了評價的科學(xué)性。

3 特色亮點(diǎn)

3.1 開放性

開放性主要體現(xiàn)為選題的開放性和實(shí)驗(yàn)過程的開放性。 以往由教師確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題的模式不利于調(diào)動學(xué)生的積極性和發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)性。 改革中由學(xué)生按照興趣方向自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再根據(jù)項(xiàng)目需求制定設(shè)計方案、選擇技術(shù)路線來達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)。 再者，以往實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较掠捎谑菃我粚?shí)驗(yàn)內(nèi)容，所以教師會規(guī)定每節(jié)實(shí)驗(yàn)課必須完成的任務(wù)，改革中因?yàn)閷?shí)驗(yàn)項(xiàng)目為綜合型項(xiàng)目， 因此學(xué)生可以自由設(shè)置和調(diào)控實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度， 只需保證學(xué)期結(jié)束前完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)報告，滿足了學(xué)生的個性化實(shí)驗(yàn)需求。

3.2 工程性

線下實(shí)驗(yàn)的選題以企業(yè)級項(xiàng)目為主線，強(qiáng)調(diào)與工程實(shí)際問題相結(jié)合，這種模式踐行了“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程的培養(yǎng)目標(biāo)，將知識點(diǎn)融入項(xiàng)目開發(fā)的各個階段中，理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生能在總體上把握課程重要知識點(diǎn)的同時學(xué)以致用，根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計環(huán)節(jié)對應(yīng)的知識點(diǎn)，幫助學(xué)生鞏固理論知識，提升工程實(shí)踐能力。

4 效果分析

為了驗(yàn)證改革效果， 在題量和難度相當(dāng)?shù)那疤嵯拢?筆者選取了南通大學(xué)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)2019 級和2020 級兩屆學(xué)生的“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程期末成績進(jìn)行比較分析。 其中，2019 級采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，2020 級為改革試驗(yàn)?zāi)昙墸?兩屆期末成績對比如圖1 所示。 由圖1 可知，2020 級成績有了顯著提升，不及格人數(shù)比例明顯減少，由原來的54.55%驟減到23.81%，高分段人數(shù)比例有所提高，90 分以上人數(shù)比例由1.82%增加到11.11%，70～79 分、80～89 分兩個分?jǐn)?shù)段人數(shù)比例提升也較明顯，可見，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有助于強(qiáng)化學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握，促進(jìn)成績的整體提升。

圖1 期末成績對比圖

5 結(jié)語

對“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，牽涉多方因素，如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)學(xué)時、實(shí)驗(yàn)開展方式等，需要不斷從實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化教學(xué)效果。 本研究針對現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，從項(xiàng)目驅(qū)動、線上線下混合、鼓勵參加課外科技活動、制定合理的評價機(jī)制4 個方面進(jìn)行了改革與探索。 效果表明，這種教學(xué)模式在引導(dǎo)學(xué)生掌握理論知識的同時，也能有效培養(yǎng)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、分析與解決問題的能力。 在改革中也遇到一些問題，如實(shí)驗(yàn)過程開放模式因缺乏過程性監(jiān)督，容易導(dǎo)致一些本就積極性不高的團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度拖拉，最后應(yīng)付考核倉促完成，實(shí)驗(yàn)效果難以保證，因此，還需要進(jìn)一步探索改革過程，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型人才、更好促進(jìn)學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)而努力。