OBE 理念下數據庫技術課程案例庫建設與實踐研究

邢立峰，劉景濤，蘇 娜

（河套學院，015000，內蒙古巴彥淖爾）

1 引言

教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8 號）指出聚焦新工科、新醫科、新農科、新文科建設，體現多學科思維融合、產業技術與學科理論融合、跨專業能力融合、多學科項目實踐融合，建設一批培養創新型、復合型人才的一流本科課程[1]。各大高校為深化教育改革，在課程教學改革上均邁上新階梯，其中案例庫建設成為各高校培養應用型、復合型人才的重要手段之一。而基于案例庫的案例教學法（教師以當前企業或科研工作中的具體案例，結合教學內容、教學目的來引導學生參與項目的思考、分析、討論和表達等活動，以培養學生認識問題、分析問題、解決問題的綜合能力）成為教學改革的重要內容之一，與之相對應的案例庫建設也作為核心內容被納入課程建設范疇，基于OBE 理念下的案例教學、項目學習等新方法也被廣泛應用于教學實踐，但目前我國高校案例庫建設存在以下問題。

（1）未形成完整而規范的教學案例庫。

（2）案例教學中知識點單一，關聯知識點不明確，配套資源不足。

（3）過程考核效率不高，考核形式不能真實反映學生實際水平與掌握狀況，實施成效與預期目標存在較大差距。

（4）案例缺乏示范性、創新性。

（5）學生沒有明確的學習目標及掌握標準。

本文以河套學院數據庫技術課程為例進行案例庫建設研究并進行教學實踐應用。“數據庫技術”是一門實踐性極強的課程，在各專業的課程中均有應用，該課程通過教學與實踐相結合來提高學生的動手實踐能力，是后續的軟件開發課程如java、python 等的基礎課程。然而通過對河套學院該課程的教學實踐總結及教師教學交流，得知該課程存在以下一些問題。

（1）教師在教學過程中仍以理論教學為主，案例僅作為理論學習的驗證工具，教學所用案例僅針對所講知識，故其僅注重了知識的基礎應用，雖加強了學生對于知識的理解，但與企業實際需求相距較遠。

（2）學生要加強實踐培養但受到課時緊張的限制，知識延伸、擴展、熟練應用起來較困難。

（3）數據庫及其相關課程缺乏完整規范的案例庫，出現各相關課程知識點銜接不足的現象，后續軟件開發課程在用到這些數據庫知識時，很多學生都忘記了應用與操作方法。

（4）學生主動學習能力不足，對知識的具體應用缺乏認知，缺乏對實踐問題的了解。

針對上述問題，提出基于OBE 理念下案例庫建設的方案，基于OBE 理念教師通過工程實踐案例針對學生分析問題能力、知識遷移能力、自主學習能力、實踐操作能力進行教學設計，從而培養學生較好的綜合應用能力。

2 OBE 理念下數據庫技術課程案例庫建設

2.1 OBE 教育理念

成果導向教育OBE (Outcome Based Education)是指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后取得學習成果。OBE 理念核心問題：我們想讓學生取得的學習成果是什么？我們為什么要讓學生取得這樣的學習成果？我們如何有效地幫助學生取得這些學習成果？我們如何知道學生已經取得了這些學習成果？OBE 理念要求學生通過具有挑戰性的任務，例如提出項目建議、完成項目策劃、開展案例研究和進行口頭報告等來展示他們思考、質疑、研究、決定和呈現的能力。OBE 教學理念強調成果作為目標導向，堅持以學生為中心，更加關注高階能力，例如創造性思維能力、分析和綜合信息的能力、策劃和組織能力等[2]。

2.2 案例類型的確定

CCF(中國計算機協會)將案例分為知識點型教學案例、評測型教學案例、項目型教學案例3 種類型[3]。知識點型教學案例為引導學生思考、啟發學生思維而設置的輔助理論教學的某個或某些知識點案例，如講解視圖時，以教務管理系統中每位學生輸入自己的學號出現不同的查詢結果為例切入教學，通過學生熟悉的系統引導學生思考與教學內容相關的實踐操作，激發學生的興趣，培養了學生的思維能力。

評測型教學案例用于驗證或測試學生對于理論知識的掌握情況和實踐能力，以課堂實驗或課后測試題等形式驗證學生對于理論知識的掌握情況，培養學生實踐動手能力，如河套學院應用超星學習通網絡教學平臺實施評測型教學案例教學。

項目型教學案例以綜合性知識進行設置（來源于企業或科研項目），項目案例一般會涉及到課程的各知識點或其在項目實踐中的主要階段，用于實現完整的項目需求分析、設計與實施，系統分析的探討、數據庫設計等實踐活動，如網絡考試系統、小區物業管理系統中數據庫的設計與實現等均可作為數據庫技術課程的項目型教學案例。

2.3 案例庫設計原則

案例庫設計應遵循以下原則[4]。

（1）典型性原則。案例應源于企業或工作實踐中工程領域與課程知識聯系緊密、能引導解決實際需求的關鍵問題。

（2）實用性原則。項目型教學案例讓學生真實體驗實際項目的整個過程，培養其對于項目的開發流程的認識，掌握軟件開發方法，并通過解決現實生活中的實際問題，提升學生的成就感。

（3）規范性原則。項目型教學案例應基于項目開發的規范化文檔模板，案例包含名稱、案例描述、實際需求、所用知識等，對于學生實踐能力的培養具有示范作用。

（4）關聯性原則。案例應與該課程相關的其他課程的知識點進行銜接，形成連續的、完整的教學實踐。如項目型教學案例要求學生完成管理系統輸入界面的設計、界面功能的實現等，這需要用到后期的軟件開發課程，這樣就能讓學生有連續的、完整的認知，為后續課程的學習打好基礎。

（5）層次性原則。根據學生掌握情況、學習能力、愛好程度等將案例與教學內容及目標進行難易不同的分類，可從綜合能力（A 類）、實踐能力（B 類）、基礎能力（C 類）三個層次分類設計，以保證每位學生的能力均有提升。

2.4 案例庫設計方案

2.4.1 知識點型教學案例

根據人才培養方案結合企業需求整理案例任務，基于教學大綱匯總各知識點及其課時數，建設案例庫中教學大綱要求的必需或擴展的資源。知識點型教學案例主要用于輔助理論教學，以章節為單位劃分，以便于教學資源建設與教學實施。本文以數據庫技術課程中存儲過程章節的知識點型教學案例來說明教學案例的詳細設計。其案例庫設計如表1 所示。

表1 基于教務管理系統的知識點型教學案例庫設計

表中各部分項目具體說明如下。

（1）問題描述。如進行存儲過程講解時，使用學生熟悉的教務管理系統作為案例進行模擬實施，學生輸入學號后，能查詢出其對應的選課信息如選課名稱、學分、課程成績、任課老師等，并能匯總學生選課的門數及平均成績。通過案例教學，引導學生分析、思考問題，找出其對應的理論教學知識，在實現任務時考慮到其在后續軟件開發過程中的實現方式，以及對應功能的實現方法，引導學生學習過程中注意存儲過程、視圖、條件語句等的使用；加強學生對于實踐任務的操作訓練，提高其熟練操作的能力。

（2）知識點描述。該案例涉及到數據庫中存儲過程（帶參數的存儲過程的建立、存儲過程的調用）、SQL 語言基礎（條件語句、變量）。

（3）關聯知識點。此案例關聯到數據查詢（條件查詢、分組查詢、多表連接、聚合函數）、視圖等知識點。

（4）任務要求。要求學生能寫出給定學號的學生選課信息匯總、查詢的代碼，利用視圖簡化多表查詢，利用帶有輸入參數的存儲過程實現案例要求，并能在SQL 語言環境加以實驗驗證。拓展思考以下內容：如何測試給定該學號是否在學生庫中？學號在實際教務管理系統中如何接收？匯總結果如何體現在網頁中？

（5）所用課時數。根據教學大綱本案例需要4 課時左右。

（6）案例考核形式。本案例以學習通中基礎題（平臺中的選擇題）和實驗操作的代碼形式上交。

（7）考核評價。案例任務要求分層次評價：能完成存儲過程的建立并調試無誤、正確執行即為基本達標，對應分數在60～70；在上述基礎上能利用視圖進行程序代碼的簡化即為達標良好，對應分數在70～80；在達標良好的基礎上能進行擴展代碼的編寫即為優秀，對應分數在80～90；在優秀的基礎上自學了解其與后續課程的關聯連接，即為優+，對應分數為90～100。

（8）案例說明。根據案例要求，先是能使用多表查詢實現給定學號學生的選修課程的信息檢索；使用分組查詢匯總該學號選課門數及平均成績；使用exists查詢判斷學號是否在學生庫內；使用if 語句進行條件判斷學生的等級劃分。以上內容為存儲過程的過程體，其輸入參數即為學生要查詢的給定學號，在過程體中對查詢過程使用視圖可以簡化代碼。

以上說明對應的實驗即為其評測案例內容，實驗過程中要求學生能先從基本的要求逐個完成，學生可先驗證查詢的實現過程，再將其放在存儲過程中加以調試，調試過程中能根據錯誤提示信息自己找到原因并解決問題。

（9）案例層次。根據案例涉及到的知識點容量及其難度，將案例劃分為不同的層次：只涉及1 個或2 個知識點的基礎性案例為C 級；涉及到2 個知識點以上、稍有綜合性的案例為B 級；針對具體實踐任務、涉及知識點在1 個以上的案例為A 級。此案例劃分為A 級。

2.4.2 項目型教學案例

項目型教學案例來源于工程實踐，為完成某些具體的實踐需求而設置的項目，或來源于教學或科學研究項目。本文以網絡考試系統為例說明項目型教學案例的詳細設計，具體設計方案如表2 所示。

表2 基于網絡考試系統的項目型教學案例庫設計

項目型教學案例庫各項功能說明如下。

（1）需求分析。需求分析主要訓練學生對于問題的描述、理解、解讀、與人溝通的能力，通過實踐溝通與了解，教師引導學生將任務進行分解，明確功能需求，如根據調研，了解網絡考試系統涉及到三種不同的用戶，每個用戶有不同的功能要求，具體需求分析歸納內容在此不再詳細說明。

（2）功能描述。該部分要求學生在與用戶溝通后，分析、整理出項目的各功能模塊，考核學生對于項目的表述能力、分類匯總能力等，如網絡考試系統中教師功能部分有：設置試題類型、考試命題、評閱試卷、修改密碼、成績表輸出等。

（3）數據庫設計。依據數據庫設計原理，根據需求分析功能設計，對軟件中涉及到的數據操作進行數據庫設計，完成數據庫表的設計與功能實現。此部分為數據庫技術課程中項目型教學案例庫的關鍵，也是學生進行項目訓練的主要部分，通過具體的實踐任務讓學生體驗了軟件開發的流程、軟件開發的實現過程、數據庫設計的具體操作、數據查詢與管理功能的實踐應用等，從而形成完整系統的知識體系。

（4）案例教學要點。案例教學要點主要涉及到數據庫的設計、數據查詢、存儲過程與觸發器、事務管理等內容。

（5）關聯軟件。本案例涉及到數據庫軟件（如MySQL、SQL Server）、網頁設計軟件（如Dreamweaver）、具體功能編輯軟件(如PHP、JSP、python 等)。

（6）案例層次。本案例涉及到數據庫編程、軟件開發、網頁設計等多個功能，其綜合性、應用性較強，所用周期較長，故其案例等級為A 級。

3 案例教學實踐與應用

案例教學實施對象為2020 級、2021 級數學與應用數學（大數據分析方向）專業學生，參考案例庫案例說明將傳統授課方式轉為案例教學方式，該課程的整個教學以學生實踐操作教務管理系統的體驗來構建具體場景，引導學生分析問題、找出問題之間的關系、思考解決問題的方案、實驗驗證具體操作，并以疫情防控數據庫系統為例將項目分解成多個子項目，從局部到整體逐個實踐，以加深學生對問題的理解，提高學生綜合運用知識的能力。教學流程設計如圖1 所示。

圖1 教學流程設計圖

通過在課堂實踐過程中學生對于問題的回答與問題解決方式、解決措施等方面對比分析，從學習效率、學習興趣、綜合能力提升等方面進行調查，有70%以上學生認為案例教學方式能提高學生的學習積極性，案例的綜合性幫助學生復習鞏固前面的知識，培養了學生分析問題的能力，從而提高學生綜合運用知識的能力。

為確保案例的適用性、實用性、真實性，根據學生實踐中反映出的問題，需要及時進行案例的改進與修正，并針對具體項目基于OBE 理念提出拓展[5]，加強學生對于問題的思考，促進其對于后續課程的了解。

4 結語

針對目前數據庫技術課程中案例教學實踐性不強、實用性不足等問題，采用OBE 理念下案例庫教學，可以極大解決以上問題，同時彌補課程建設資源的不足，提升學生的學習能力及綜合應用知識的能力。在應用案例庫教學實踐過程中不斷修正、改進案例，以促進數據庫技術課程教學改革。