胡瑞娟 李珠峰

摘要：針對目前NoSQL數據庫課程教學中存在的教學方法單一、學習主動性難以調動等問題，在闡述分析BOPPPS模型理論基礎上，將課堂引入、教學目標、課前測試、參與式學習和課堂評估和課堂總結等六個環(huán)節(jié)應用于NoSQL數據庫課程教學設計和課堂實踐中，使用思維導圖實現對NoSQL數據庫課程知識的記憶、歸納和學習，使得抽象的知識以直觀、符合人類思維的方式展現出來。結果表明，BOPPPS模型和思維導圖相結合的教學模式能有效提高學生的學習興趣、提升教學效果。

關鍵詞：教學方法;BOPPPS模型;NoSQL數據庫

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）18-0109-03

1 引言

BOPPPS是加拿大諸多學校流行的一種教學模式，它是以建構主義和交際法為理論依據推出的以學員為中心的導學互動模式[1]。思維導圖又叫心智圖、腦圖，是一種運用全腦的可視化思維方法，由英國記憶之父、腦力開發(fā)專家Tony Buzan提出，運用各種圖文并茂的方式把復雜抽象的知識及其相互關系用隸屬或相關的層級圖表現出來。將BOPPPS教學模式和思維導圖結合并合理有效地應用到NoSQL數據庫課程教學中，使學生全方位參與課堂學習，變被動學習為主動學習，同時促進學生發(fā)散思維并在學習過程中進行思維整理和學習效果反饋，提升課堂教學效果。

2 NoSQL數據庫課程教學中存在的問題

目前NoSQL數據庫課程教學大多依然采用傳統的教學模式，教學內容由教師使用PPT課件和板書方式講解，學生被動聽，這種方式的教學存在以下特點：

一是教師講，學生聽。

采用傳統的教學模式，教師會按照課程教學實施計劃分配的學時和提前準備好的教學內容進行授課，這在一定程度上限制了教師的教學，容易造成“滿堂灌”，出現以教師為主體，學生充當“聽眾”的現象，學生始終按著教師講解的思路去理解問題、記憶知識，難以獨立思考、自主解決問題，這種教學模式不易調動學生學習積極性。

二是PPT課件不易于表示課堂內容的邏輯結構。

NoSQL數據庫是一門綜合了不同種非關系型數據庫的專業(yè)課程，其理論性和實踐性都很強，課程內容不僅涉及NoSQL數據庫的基本概念、原理，還涉及各類Shell操作。PPT課件是以線性的方式大部分以文字形式描述和展示授課內容，格式相對單一，不方便學生對授課內容總體的把握。這種方式的授課使學生不能很快很好地理解瑣碎知識點和整體知識之間的關系，學習效率不高。

3 BOPPPS模型理論內涵和意義

BOPPPS 模型將課堂教學環(huán)節(jié)依次分為六個階段：課堂引入（Bridge-in）、教學目標（Learning-Objective）、課前測試（Pre-test）、 參 與 式 學習（Participatory Learning）、課堂評估（Post-assessment）和課堂總結（Summary）[2]。

BOPPPS模型各階段的主要任務見表1。

從BOPPPS模型六個階段的主要任務可以看出，其核心在于以學生為中心，整個課堂需要關注學生的需求，從課前測試學生預習知識的情況到課堂參與式學習再到評估學生對于本堂課知識的掌握以及最后的總結，無不從學生參與課堂的角度出發(fā)，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力。BOPPPS模型提供的基本框架與思維導圖結合在課堂的運用，一方面可以幫助教師了解學生的學習情況，更為合理地把握教學環(huán)節(jié)，調整教學內容和方式方法，設計有效地參與式教學活動;另一方面可以讓學生充當“教師”對課堂內容繪制思維導圖并總結梳理知識脈絡，成為課堂的真正主人，激發(fā)學生學習積極性，提升教學效果。

4 結合BOPPPS模型和思維導圖的NoSQL課程教學過程設計

關系型數據庫如Oracle、MySQL、SQL Server已經在數據存儲方面發(fā)揮了舉足輕重的作用，但面對大數據量的讀寫操作，其橫向擴展困難、讀寫速度慢、成本高且存儲容量有限，而隨著大數據、云計算的發(fā)展，NoSQL數據庫彌補了關系型數據庫的缺點，因此各院校的專業(yè)課程中也增開了此課程，下面闡述BOPPPS模型結合思維導圖教學法在NoSQL數據庫課程教學中的運用。

4.1 課堂引入（Bridge-in）

以NoSQL數據庫中的“NoSQL概述”一節(jié)為例，課堂首先展示一張圖片“2018數據庫系統排行”，通過該圖片展示，可以看出排在前三名的依然是關系型數據庫，而MongoDB文檔型數據庫、Redis鍵值數據庫、HBASE列族數據庫應用也十分廣泛。結合學員熟悉的關系型數據庫，提出“既然有了關系型數據庫，為什么還要用NoSQL數據庫？”等具有實際應用背景的問題來引出教學內容，同時，播放“超越——圖數據庫的夢想”視頻2分鐘讓學生了解圖數據庫是什么，這樣既讓學生直觀認識和了解了NoSQL數據庫包括圖數據庫的發(fā)展和應用場景，又大大激發(fā)了學員對本堂課的學習興趣。

4.2 教學目標（Learning-Objective）

教學目標分為課程教學目標和課堂教學目標，針對每堂課來說，教學目標包括知識目標、能力目標和素質目標，教學目標的設定要結合教學要求和學生的實際情況，一定程度上會影響教員課前準備情況和學生學習積極性。以“MongoDB概述”一節(jié)的教學為例，其教學目標主要包括以下幾點：

4.3 課前測試（Pre-test）

在進行本堂課“MongoDB概述”的學習之前，通過課堂提問的方式進行課前摸底：針對包含文章內容、評論、評論投票等的博客數據進行存儲分析，數據簡表如下，提問關系型數據庫如何設計數據模型？如何查詢Ada評論的博文的主題及作者姓名？

4.4 參與式學習（Participatory Learning）

參與式學習這一階段主要是讓學生主動參與到課堂教學過程中，近些年流行的翻轉課堂也是參與式學習的體現，強調“以學生為中心”，將傳統教學的課堂變?yōu)椤耙詫W生為主、教師為輔”的課堂，培養(yǎng)學生獨立思考和自主學習的能力[3]。

參與式學習方式有三：一是拋出一些簡單而又有啟發(fā)性的問題。結合課前測試的例子，進一步深入啟發(fā)學員思考：對比關系型數據庫對博客數據的存儲與查詢，如何使用文檔型數據庫MongoDB存儲與查詢上述表結構的博客數據？這個問題涉及了本堂課的核心重點內容：文檔型數據庫MongoDB的數據模型和相關概念以及文檔型數據與關系型數據庫的區(qū)別。這部分內容讓學生參與可以加深他們對文檔型數據庫相關知識的理解和掌握。

二是學生參與構建本堂課的思維導圖。課堂上，除了通過提問回答這種師生互動的形式，讓學生參與構建相關內容的思維導圖也是一種很好的方式。教師把預先準備好的與本堂課知識相關的思維導圖展現出來，或者在課堂上現場構建思維導圖[4]，同時讓學生也參與到構建思維導圖中來，不斷深入學習課堂知識。如圖3是以魚骨模型構建的“MongoDB概述”一節(jié)的思維導圖。

三是結合翻轉課堂，提前布置好課堂內容或綜合實例，讓學生提前預習、課下分組設計，課堂上選擇每組代表當“教師”來講解相關內容。NoSQL數據庫課程MongoDB部分安排了一次綜合實踐，學生每三人一組選擇一個特定的應用場景進行MongoDB數據模型的建立，包括集合、文檔的設計;使用MongoDB Shell操作完成模擬數據CRUD操作;使用JavaAPI連接MongoDB，編程實現CRUD操作。學生課下進行實踐，課堂上將各組的實踐進行演示和講解，其他學生可以提問。這樣學生成為課堂的主體，學生參與度和積極性很高。

4.5 課堂評估（Post-assessment）

根據本堂課設定的教學目標，設定三到五個涵蓋本堂課的基本概念、基本原理、實際應用等的不同層次問題，問題從易到難，綜合性逐層遞增，從基于課本的記憶性知識到理解性知識至脫離課本綜合分析能力，最后到實際應用。例如：MongoDB中什么是集合、文檔？包含客戶信息、訂單信息、商品信息等的電子商務數據使用MongoDB如何存儲？大家所熟悉的淘寶網中商品頁面的信息包括商品圖片、詳情、評論等是如何存儲的？通過這些問題評估學生對本堂課內容的理解和掌握程度，培養(yǎng)學生獨立思考的能力。

4.6 課堂總結（Summary）

本階段是BOPPPS的最后一個階段，簡要回顧本堂課的主要內容，理清知識脈絡，闡明重點和難點內容，此階段可以適當地插入針對性問題，開拓學生思路。思維導圖是理想的復習總結方法，學生可以將參與式學習階段繪制的思維導圖進行保存，也可以在本階段重新梳理繪制相關思維導圖，總結鞏固課堂所學知識，為課程復習積累資料。在總結階段，結合思維導圖能夠更加清晰梳理部分內容，以圖數據庫為例。

使用思維導圖對圖數據庫進行復習總結，可以清晰地展示圖數據庫全局知識和各知識點之間的脈絡關系。每小節(jié)內容所得的思維導圖都是一張分支圖，可以單獨拿出來復習，也可以放到本章相應的分支上，構建整章的知識網絡，通過對每章的思維導圖進行匯總來構建本門課程的知識網絡。

5 結語

NoSQL數據庫課程是一門理論性與實踐性結合較強的專業(yè)課程，如何調動學生學習積極性和獨立思考、分析解決問題的能力，這給教師教學和學生學習提出更高要求。在分析BOPPPS模型各階段主要任務基礎上，將BOPPPS模型和思維導圖相結合的方式應用于該課程教學中，并以“MongoDB概述”一堂課為例設計了完整的教學過程。通過在“NoSQL數據庫”課程中實踐表明，綜合運用BOPPPS模型與思維導圖相結合的方式進行課程教學，能夠有效調動學生學習積極性，取得了良好的學習效果。

參考文獻：

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【通聯編輯：王力】