新工科背景下數據庫原理及應用課程的“三合三融”教學創新實踐

白彥輝 張巍娜 段宏偉 鄒妍

摘要：針對應用型本科院校數據庫原理及應用課程教學中存在的教學內容與后續需求關聯不緊密、教學過程與思政育人融合不深入、教學活動對實踐創新支撐不充分等痛點問題，圍繞數據存儲、處理和管理，探索出在數據的優化和驅動下，通過線上線下、課內課外、校內校外三方面緊密結合的創新舉措，實現將知識融通、思政育人、實踐創新三方面融入本課程人才培養中，賦能學生對數據庫應用的綜合能力。經過教學實踐，基于“數據賦能”的“三合三融”創新模式已成為推動課程混合式教學持續建設的重要源動力。

關鍵詞：數據庫原理及應用;三合三融;知識融通;思政育人;實踐創新

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）18-0169-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

2017年教育部正式推出新工科建設計劃，2018 年教育部全面推進新工科、新醫科、新農科、新文科建設，其中新工科建設的基本內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[1]。2021年是“十四五”開局之年，全面振興本科教育攻堅戰已進入了收官階段， 2022年將開啟高質量本科教育的“三新”即打造新形態、深化新教改、提升新質量的轉型階段。

在當前新工科浪潮的推動下，培養計算機專業學生解決復雜工程問題的能力成為教育核心，但同時也要加強德育素質的培養，為新興產業輸出德學兼修、德才兼備的高素質工程人才[2]。本文選擇計算機科學與技術專業數據庫原理及應用課程作為教學創新與實踐的主戰場，圍繞數據存儲、處理和管理，培養學生數據工程實踐能力、數據計算思維能力，具備數據庫綜合應用中的優化意識，提高大型數據庫的綜合應用水平。

2 教學中的“痛點”問題

2.1 教學內容與后續需求關聯不緊密

數據庫技術為軟件開發提供了后臺數據支撐，數據庫原理及應用課程是后續Java Web、軟件工程等課程的重要基礎，但原來的課程各自為政，學生不能充分認識各課程之間的緊密關聯。如何安排教學內容滿足本專業后續課程的需要，構建融通的知識體系。

2.2 教學過程與思政育人融合不深入

傳統的教學過程中，教師注重知識傳授和專業技能培養，對學生的價值引領不夠深入，專業課程育人效果不明顯。如何引導學生看到技術背后的深層次內涵，圍繞工科專業的育人特色，挖掘課程中蘊涵的思政元素，發揮專業課程育人的主渠道作用？

2.3 教學活動對實踐創新支撐不充分

傳統教學活動中學生緊緊圍繞做題與考試，學生的實踐創新能力不足，在就業時需要較長的“崗前培訓”才能適應就業。如何利用線上教學平臺和校企合作的培養模式組織教學活動，激發學生的學習興趣，讓學生更多地了解工作崗位需求，服務于實踐創新。

3 課程教學的創新理念

針對上述在教學中發現的痛點問題，本課程秉承以“學習為中心，問題導向，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[3]，通過線上線下、課內課外、校內校外三方面緊密結合的創新舉措，實現將知識融通、思政育人、實踐創新三方面融入本課程人才培養中，憑借教學和實踐平臺的數據進行精準教研，通過數據優化和驅動實現真正的數據賦能教學。“三合三融”創新模式已成數據庫原理及應用課程建設的重要動力。

3.1 重構并優化教學內容，知識融通形成多維度立體結構

在新工科建設背景下，根據社會發展實際需求及后續課程所需核心技術、重點知識、主要技能，構建融通的知識體系。知識、技能、情感價值目標融合在每一內容模塊，并且根據學習的深度和廣度分為理論、方法、技術和應用四個層次，形成多維度的立體化內容魔方。整合后的內容魔方保證知識體系的完整性，既考慮到學生謀職就業，又面向學生未來的長久發展，更有效解決了學生不能認識到數據庫課程與其他課程之間的緊密聯系的教學痛點。

3.2 構建“246”課程思政教學模式，思政育人深化專業內涵

課程通過課堂教學理念、模式、內容與方法的探索與創新，尋求最優的專業知識德融點。經過多年的實踐，逐步凝練出“246”課程思政教學模式。“2”是指緊抓課內和課外兩個教育陣地，實現教師自我成長和學生參與式課程思政。“4”是指從科學精神、生態文明、職業素養和工匠精神等四個維度挖掘思政元素。“6”是指通過“確定目標-分解知識點-挖掘思政元素-形成思政案例-選擇教學方法-進行評價反思”六個步驟進行課程思政教學設計[4]，實現思政育人與數據庫專業內容緊密關聯。

3.3 設計基于信息技術教學流程，多平臺支撐實現實踐創新

通過多平臺支撐重構基于信息技術的教學流程，課前教師在SPOC平臺上為學生提供配套的教學資源;課中教師利用PTA實踐平臺或學習通App使學生深度參與課堂，及時反饋學習成效，適時邀請企業工程師做實訓，分享實戰經驗，培養學生基本實戰技能和創新意識;課后通過平臺反饋的學生學習數據進行進一步評價反思，使課程持續改進。

4 課程教學的設計與實施過程

課程全過程設計思路是，課前教師通過數據進行充分的學情分析，確定教學目標，優化教學內容，準備線上配套課程資源，學生根據線上資源，預習后填寫“亮考幫”學習記錄單。在課堂組織階段，教師按照BOPPPS教學模式，充分利用現代信息工具組織豐富多彩的課堂活動，引導學生進行參與式學習，通過對學習成效數據分析后及時調整教和學，使課程持續改進。將數據作為整個教學過程的重要決策來源，實現真正數據賦能教學。

下面以最近一期授課的班級為例，詳細介紹教學實施過程。

4.1 學情分析，指導課綱

為了進行學情分析，通過問卷星給學生下發學習動機和所羅門學情分析問卷，依據問卷的數據分析以及學生先修課程的成績分析，來明確學生的學習基礎、學習動機、學習穩定性等諸多因素，從而有針對性地調整策略。

4.2 線上預習，提升能力

對于線上學習部分，學生要根據教師下發的任務單及留白思考的問題，結合線上資源進行預習，填寫“亮考幫”學習記錄單和完成課前測試，培養了學生自主學習、勤于思考、發現問題、知識歸納和總結的能力。

4.3 線下教學，學生主體

線下教學采用BOPPPS教學模式，通過問題導入吸引學生興趣，在明確目標后，通過前測了解學生預習情況，然后進入以學生為主體的參與式學習中，接下來進行后測鞏固，最后進行總結反思。

4.4 課后拓展，高階探索

實踐平臺設計具有一定難度的挑戰性任務，實現課后拓展，培養學生解決復雜問題的能力[5]，實現高階性探索。通過平臺學生學習情況的統計數據，掌握學生的學習效果。通過創建不同難度的題目集，可以照顧到學生的發展差異，實現分層教學。

4.5 特色思政，潤物無聲

首先明確含有思政要求的學習目標，然后根據分解的知識點挖掘思政元素制作思政案例，切入適當的教學方法保證本節課思政目標的達成，形成基于遞進知識鏈的案例式課程思政共同體。

4.6 多元評價，數據賦能

課程整體建成基于多目標（知識目標，能力目標，價值目標）、多方式（過程與結果相結合，線上與線下相結合，主觀與客觀相結合，理論與實踐相結合）、多主體（學生自評，生生互評，教師評價，平臺評價）的評價體系。

5 課程教學創新成果、推廣價值

5.1 學生學習效果全面提升

利用平臺數據顯示，絕大多數學生積極利用SPOC進行學習，剛結束的第四期平臺數據顯示，學生的學習次數達到12033次，參與互動人數1107人次，對章節平均學習次數432次，學生的最終學習成績跟學習次數和學習時長有正相關性。

根據問卷統計分析，學生整體對基于SPOC的三合三融線上線下混合式教學模式表示滿意。

期末卷面成績對比發現，進行教學改革實踐的教學班及格率、平均分明顯高于傳統教學班。

5.2 學生實踐創新能力提升

數據庫原理及應用課程的教學創新給學生在數據庫專業方向發展帶來了動力，2021年一位同學憑借扎實的數據庫專業技術成為某省政務云開發和驗收工作的大項目經理，帶領團隊圓滿完成任務，并收到該省網絡安全和信息化委員會辦公室的表揚信，成為在讀學生身邊的榜樣。自2018年以來，學生以數據庫作為技術支持參與的創新科技活動，獲得省以上獎勵的有30余項，數據庫技術真正成為學生實踐創新的基石。

5.3 教師教研水平明顯提高

教學團隊成員積極進行教學研究和實踐，近五年發表相關教改論文10余篇，教材及著作共3部，主持參與省級教改項目5項，主持參與自治區科研項目5項。一位教師獲得省級教壇新秀榮譽稱號，一位教師獲得首屆省級課程思政教學設計大賽一等獎，團隊分別獲得首屆和第二屆全國教師教學創新大賽省級二等獎和一等獎。

5.4 推廣價值

團隊教師多次在校內和校外分享教學經驗，受益教師千余名，起到了引領和示范的作用。本課程在PTA實驗輔助教學平臺上設計的教學案例，被國內20余所高校所引用。課程思政設計的“246”教學模式，也得到很多專家和老師的認可，學校有多個院部都在積極實踐中，具有較大的推廣價值。

6 結束語

經過多年的創新探索和實踐，“三合三融”的教學模式實現了從傳統課堂向智慧課堂，知識課堂向能力課堂，灌輸課堂向實踐課堂，封閉課堂向開放課堂的轉變，學生的綜合能力大幅提升，教師的教學水平也明顯提高，取得了非常顯著的教學效果。未來要在大數據與人工智能支持下，對教學策略研究做進一步探索。

參考文獻：

[1] 張玉，鞠全勇，牟福元，等.基于“建筑電氣與智能化”專業的新工科研究與實踐[J].教育教學論壇，2019（33）：164-165.

[2] 夏小云，李紹燕，朱蓉，等.新工科背景下計算機類課程思政教學研究與實踐[J].計算機教育，2020（8）：75-78.

[3] 郭鐵梁，王奎奎，孫雪，等.信號與系統課程線上線下混合式微課教學的研究與實踐——以梧州學院為例[J].梧州學院學報，2021，31（3）：60-66.

[4] 白彥輝，段宏偉.工程教育專業認證背景下課程思政教學探索與實踐——以數據庫原理及應用課程為例[J].赤峰學院學報（自然科學版），2022，38（1）：109-113.

[5] 趙磊，彭國軍，劉丹，等.網絡攻防賽導向的軟件安全課程創新性與實踐性建設[J].計算機教育，2019（7）：163-167.

【通聯編輯：謝媛媛】