嚴曉龍　王秀友　馮瑩瑩　趙莎莎

摘 要：基于前沿軟件項目開發(fā)模式，細化工程化案例環(huán)節(jié)，采用多案例并行驅動“線上+線下”課程混合式教學創(chuàng)新。優(yōu)化教學互動形式，落實以學生為中心，重構學生小組結構，提高學生解決問題的效率；豐富教師和學生的多元評價角色，加強評價后的跟蹤反饋機制，縮小層次性差異；思政元素隱式融入課程案例，實現(xiàn)知識技能培養(yǎng)和育人育德高度統(tǒng)一。基于該模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程的有效整合和重構，培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫領域復合型人才。

關鍵詞：混合教學；多案例驅動；課程思政；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）04-0115-04

當下數(shù)據(jù)庫技術更新速度迅猛，人工智能、辦公信息系統(tǒng)等領域持續(xù)發(fā)展[1]。由于數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)管理領域中所發(fā)揮的重要作用，所以一直以來作為我國本科高校軟件工程、網(wǎng)絡工程等專業(yè)的核心課程。而如何確保計算機類專業(yè)課程的與時俱進，為國家培養(yǎng)適應現(xiàn)代化社會發(fā)展的高專業(yè)素質數(shù)據(jù)庫人才，是當下本科教學的重要課題[2]。

此外，數(shù)據(jù)庫課程的專業(yè)技能集成度高，因此需要結合計算機學科的前沿發(fā)展，直擊傳統(tǒng)計算機專業(yè)課程教學痛點，構建數(shù)據(jù)庫教學新模式[3]。

1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫課程教學現(xiàn)狀和痛點

數(shù)據(jù)庫課程具有典型的跨學科特點，技能綜合應用要求高，學習難度大[4]。而我國本科高校受限于學期課時短、授課內(nèi)容滯后等因素，導致傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫課程授課痛點明顯。

（1）實際工程項目開發(fā)經(jīng)驗匱乏，學生綜合實踐能力較弱。數(shù)據(jù)庫課程的理論課時（54課時）明顯多于上機實踐課時（18課時），過分重視理論類知識傳授，導致學生缺乏實踐實訓的能力鍛煉。即使在上機實踐環(huán)節(jié)，學生也通常以單兵作戰(zhàn)的形式進行實操練習，結對式和團隊式項目開發(fā)參與機會較少，導致團隊協(xié)作開發(fā)意識不足。

（2）授課內(nèi)容滯后于當前專業(yè)領域發(fā)展，學生成果轉化率低。傳統(tǒng)授課內(nèi)容和前沿軟件開發(fā)割裂性高，課程案例設計較為陳舊，且各個案例之間相互獨立，導致學生無法對數(shù)據(jù)庫開發(fā)流程形成系統(tǒng)性認識，學習思維缺乏連貫性，難以應對實際大中型項目中遇到的各種問題，學習成果的轉化率較低。

（3）評價反饋機制不健全，無法通過評價真正衡量學生專業(yè)水平。評價標準忽視參評全面性，通常以教師為主體來決定學生的過程性評價和終結性評價，學生無法真正投入評價角色，導致評價結果存在教師主觀性較強的問題。此外，忽視評價結果對學生的反饋跟進。傳統(tǒng)的評價結果主要作為學生成績優(yōu)劣的依據(jù)，缺少后續(xù)對不同層次學生的針對性補強和跟蹤，導致學生個體間差異難以縮小。

（4）思政元素與實際生活結合度低，學生缺少學習主動性和專業(yè)認同。傳統(tǒng)課程教學側重于專業(yè)知識講解，課程案例和思政元素的結合方式較為生硬，存在刻意拔高、脫離實際的現(xiàn)象，導致學生無法切實提升專業(yè)認同感，樹立科學的價值觀。

2 基于多工程案例的混合教學模式構建策略

結合當前實際軟件公司項目開發(fā)流程，對課程內(nèi)容進行重構，構建多工程仿真項目案例混合式課程教學策略。針對目前教材案例較為陳舊割裂的缺點，結合實際設計工程案例，使學生在學習過程中可以全局性理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全貌，提高學生的實戰(zhàn)應用水平和高階創(chuàng)新思維。在教學過程中，以工程化案例為主線、教師為主導、學生為主體為原則，并在基礎實踐環(huán)節(jié)之外增設開放性問題，學生以5-7人的現(xiàn)代程序員組進行團隊協(xié)作，激發(fā)學生的協(xié)同合作和解決問題的能力；在過程性評價上，采用教師為主、學生為輔的評價原則，從功能效果、項目完成度、開發(fā)用時等多方面對學生成績予以評定，細化形成性評價和終結性評價；通過對課程目標、內(nèi)容和模式等方面深化改革，充分體現(xiàn)立德樹人的教育本質，加強課程中的思想政治教育，構建“思政+專業(yè)”的課程教學案例。

2.1 多工程化案例并行提升學生項目開發(fā)能力

由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫教學上機課時少，導致學生存在知識轉化率低等問題[5，6]。本課程合理調整教學順序，基于當前主流項目開發(fā)流程，設計多套工程化案例，將其貫穿整個學期的理論教學、上機實踐和線上拓展學習。本學期授課案例如圖1所示。

在理論教學環(huán)節(jié)，緊跟數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢并結合抗疫大環(huán)境，提出一套實用的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)工程案例用于課程講解。從用戶調研和需求分析，到軟件結構設計，直至最終的運行驗收，細化設計多層次任務節(jié)點使得學生可以從軟件開發(fā)角度，掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從無到有的構建流程。

在上機實踐環(huán)節(jié)，結合當前脫貧攻堅大形式，提出一套貧困農(nóng)戶信息管理系統(tǒng)用于實踐練習。學生通過實戰(zhàn)操練，實現(xiàn)知識轉化。其中，上機授課和自主實踐按照1：1分配，將教師對項目任務的解析和框架梳理，與學生自主實踐有機融合。此外在自主實踐環(huán)節(jié)中，以“從實戰(zhàn)出發(fā)，教師主導，學生主體”為原則，模擬用戶需求和實際項目需求，基于當下軟件開發(fā)主流的現(xiàn)代程序員組，學生以5-7人組成現(xiàn)代程序員組，每組按照學生能力和意愿進行職能分工，每組分級設置項目經(jīng)理、組長和程序員，模擬真實開發(fā)流程，激發(fā)學生協(xié)同合作意識，鼓勵成員分散決策，提升團隊協(xié)作能力。

在線上拓展環(huán)節(jié)，針對網(wǎng)購行業(yè)發(fā)展規(guī)模日益壯大的趨勢，設置物流數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)項目，供學生在課后進行獨立開發(fā)以自主思考和動手能力。對不同層級模塊根據(jù)教學進度、工作量和技術難度等因素實行任務分組，保證大部分項目任務開發(fā)難度適中的同時，部分模塊任務具備高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，增強學生創(chuàng)新思維。

2.2 圍繞學生“線上+線下”分級調整教學任務

針對數(shù)據(jù)庫邏輯性和抽象性較強的特點，在課前、課中和課后進行線上線下多方面教學手段的豐富，強化學生主體地位。教學模式如圖2所示。

在課前，學生在超星學習通、MOOC等線上平臺實現(xiàn)知識預習和互動討論；在課中，利用多媒體授課和超星學習通等線上軟件，實時收集學生提出的知識難點和問題，采用“分組討論+組間辯論+師生互動”方式，突出課堂教學中問題發(fā)現(xiàn)的及時性，主張第一時間遇到問題，第一時間解決問題；在課后，將課堂講解的工程案例和重難點通過超星學習通上傳，實現(xiàn)資源共享，使學生在課中沒有消化的內(nèi)容通過課后的線上學習進行二次鞏固。

在設計課程結構時，將課程知識和項目案例實踐任務劃分為基礎篇、強化篇、綜合篇和系統(tǒng)優(yōu)化篇。學生可以結合自身知識掌握情況，在線上選擇不同難度的階段任務。其中系統(tǒng)優(yōu)化階段是面向大型數(shù)據(jù)庫開發(fā)項目的系統(tǒng)級進階拓展，該階段充分體現(xiàn)教學內(nèi)容的階段性和挑戰(zhàn)性。通過自主選擇項目案例實踐，學生可以以數(shù)據(jù)庫技術為中心，對多門相關開發(fā)技術（網(wǎng)頁設計、ASP等）進行串并聯(lián)，提升綜合開發(fā)水平。

2.3 合理豐富教師和學生的評價角色，構建過程性評價體系

本課程的過程性評價體系采用“現(xiàn)場測評+線上互評+跟蹤反饋”相結合的方式，以教師團隊和學生小組實現(xiàn)評價構成。

首先，學生的定位從“被動參與”向“主動投入”轉化。學生在所屬小組內(nèi)實行成員互評，從學生角度對成員的實操能力、溝通合作能力、創(chuàng)新能力、知識掌握程度等多方面予以評價，使形成性評價結果更加全面、客觀；學生對自身以自評報告的形式完成自評總結，促進學生養(yǎng)成自主反思。由于數(shù)據(jù)庫課程理論和實踐并重的特點，增加實踐環(huán)節(jié)所占課程終結性評價的比重，保證綜合評價結果的平衡性。

其次，教師的角色從“單一授課者”向“多角色”轉化。評價教師從傳統(tǒng)的單一主講教師評定，轉變?yōu)椤耙灾髦v教師為主、教學團隊為輔”的多教師參評模式。作為“用戶代表”，教師對學生提交的線下和線上任務和作業(yè)，進行產(chǎn)品使用感受、問題反饋、回歸修改完成度等多方面評價；作為“項目負責人”，對學生實際項目開發(fā)中的諸多因素，比如開發(fā)用時、任務點覆蓋數(shù)、模塊質量等進行量化打分；作為“授課者”，對學生的三維目標進行測評與量化，重視過程性評價的科學性。

在評價權重上，過程性評價體系以教師評價為主，學生評價為輔。其中，學生評價部分基于組內(nèi)學生溝通合作更多的情況，加大組內(nèi)同學互評分數(shù)占比，組間互評次之；利用學生自評報告，培養(yǎng)學生自主反思能力和個人方向規(guī)劃意識，自評部分占比最少。教師評價部分，“用戶”“項目負責人”和“授課者”作為三種觀察視角對學生多角度測評，其中由于“授課者”更多、更近的與學生交流互動，主觀感受更加真實，其對學生的測評量化分數(shù)占比相對更多。過程性評價標準如表1所示。

最后，加強評價后的跟蹤反饋機制。對學生的過程性評價結果予以量化分層，對于評價結果較差（第三梯隊）的學生，對其提交項目作品進行針對性返工重改，深層挖掘根本原因，促進其提升專業(yè)能力；對于評價結果良好（第二梯隊）的學生，分析整體共性特點，升級高階能力；對評價結果優(yōu)異（第一梯隊）的學生，進行采樣式隨機抽查，分析此類學生對課程高階認知的水準和高度，為后續(xù)進階挑戰(zhàn)項目和企業(yè)實踐提供依據(jù)。對學生按照專業(yè)能力、素質水平和個人意愿進行專業(yè)方向規(guī)劃，并開展向學科競賽和企業(yè)實踐進行輻射，實現(xiàn)成果轉化。最后，根據(jù)學科競賽獲獎情況和企業(yè)評價對課程評價機制進行迭代調整。

2.4 思政元素隱式融入課程案例，培養(yǎng)高素質人才

從學生日常學習和生活出發(fā)，緊密結合當下時代熱點，在教學過程中，將思政先進事跡帶入教學，對課程案例予以重新設計，形成“思政+專業(yè)”的課程教學案例。使得課程思政具體化、形象化，以培養(yǎng)具有大國工匠精神、肩負時代使命的復合型數(shù)據(jù)庫人才。

例如，在數(shù)據(jù)庫設計章節(jié)構建了抗疫有“數(shù)”思政案例。課前，通過觀看國家防疫視頻，使學生深刻理解抗擊疫情的時代使命；課中，通過醫(yī)院數(shù)據(jù)庫實戰(zhàn)項目開發(fā)，培養(yǎng)學生規(guī)范設計素養(yǎng)，增強課程感染力與實效性；課后，將項目部分模塊交付學生完成，激發(fā)學生的自我挑戰(zhàn)精神和高階思維，并通過互動討論“顧斐團隊優(yōu)化新冠基因模型”的抗疫事例，塑造學生的工匠精神和服務社會的使命感，實現(xiàn)全景式思政教育。

“思政+專業(yè)”高度結合的教學案例重構，避免了傳統(tǒng)課程思政說教式灌輸，充分體現(xiàn)立德樹人的教育本質，做到教學工作的潤物無聲。使得學生從根本上認同專業(yè)學習的價值所在，產(chǎn)生積極正向的影響，學生在學習專業(yè)知識的同時，傳承和創(chuàng)新中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提升學生的專業(yè)素質和職業(yè)認同感，并樹立其積極向上的國家觀、民族觀、歷史觀、文化觀，時刻保持對學科研究高度的責任感和使命感。

3 基于多工程案例的數(shù)據(jù)庫課程混合教學模式的教學效果

基于多工程化案例驅動的數(shù)據(jù)庫混合教學模式已在2個學年中分別對我校計算機專業(yè)的2個班級進行實踐運用，并在實際教學過程中不斷完善和調整教學思路，以達到良好的教學效果。通過學生線上課程評價以及線下課堂的具體表現(xiàn)，這種基于工程化案例驅動的教學目標達成度較高。學生普遍反映基于案例、理論實踐并重、模塊化教學的方式，“有效培養(yǎng)項目開發(fā)的宏觀意識”，貼合當下的多套案例教學使得原本晦澀難懂的數(shù)據(jù)庫體系結構變得“直觀、易于理解”。實踐環(huán)節(jié)采用現(xiàn)代程序員組的分組開發(fā)模式，提升了學生的高階創(chuàng)新意識和溝通協(xié)作能力。

基于多工程化案例驅動的線上線下混合教學模式拓寬了學生的學習渠道，對比往年采用傳統(tǒng)教學，學生考試成績有較大幅度提高。以采用了該教學模式的軟件工程班（教改班）和傳統(tǒng)課堂面授方式的計算機科學與技術班（傳統(tǒng)班）為例：教改班的數(shù)據(jù)庫原理考試平均分和數(shù)據(jù)庫課程設計綜合實踐得分，均明顯高于傳統(tǒng)班，如圖3所示。

成績標準差作為反映數(shù)據(jù)集離散程度的重要衡量指標，數(shù)值越小說明班級整體成績的穩(wěn)定性越好。通過兩組專業(yè)班級的成績標準差對比，教改班的成績標準差均明顯小于傳統(tǒng)班，即整體知識掌握能力優(yōu)于后者，如圖4所示。

此外，學生利用超星學習通、長江雨課堂等網(wǎng)絡教學平臺上的數(shù)據(jù)庫課程資源、實驗任務及項目代碼，構建的計算機設計作品（網(wǎng)購平臺、手機App等）質量有明顯提升，對自主性設計數(shù)據(jù)庫項目的熱情也顯著提高，項目開發(fā)的多樣性較之往年有所豐富。實踐證明，基于該模式的教學目標達成度較高，且對于該課程也形成了良性的可持續(xù)迭代。

4 結語

通過實際教學的實踐運用，基于多工程化案例驅動的數(shù)據(jù)庫線上線下混合式教學獲得了良好的教學收益。該模式始終遵循“兩性一度”標準，重構課程內(nèi)容，采用線上線下混合教學真正做到以學生為中心；構建多角色評價反饋體系，教師、學生等多方參與評價，重構評價標準，豐富評價形式，真正做到評建結合；“思政+專業(yè)”的課程教學案例設計與重構，可以保證學生在知識與能力得到培育的同時，樹立正確價值觀和專業(yè)認同感。通過學生線上課程評價以及線下課堂的具體表現(xiàn)，該教學模式獲得了良好的教學收益。由于“新工科”對計算機專業(yè)的全新要求，改革傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫課程結構，加強學生專業(yè)能力和團隊協(xié)作能力，結合時代熱點培養(yǎng)學生思政意識，將成為未來課程改革的大趨勢。

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參考文獻：

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收稿日期：2023-01-27

基金項目：教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（220601363062820）；安徽省質量工程教學團隊項目（2020jxtd191）；阜陽師范大學信息工程學院質量工程校級項目（2021FXJY04）；安徽省產(chǎn)學研橫向項目（2019FXGHK1）；安徽省校企合作實踐教育基地（2019sjjd81）；教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（202002155040）；安徽省質量工程教學團隊項目（2021jxtd215）；安徽省高校教學研究項目（2020jyxm1422）