關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用；進(jìn)階式教學(xué)；思政育人；教學(xué)實踐創(chuàng)新

0 引言

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程以新工科建設(shè)為引領(lǐng)，秉承學(xué)?！敖ㄔO(shè)特色鮮明的區(qū)域性高水平應(yīng)用型大學(xué)”的辦學(xué)定位，依據(jù)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“培養(yǎng)具備良好的科學(xué)素養(yǎng)，掌握扎實的計算機(jī)專業(yè)理論知識和實踐技能”的人才培養(yǎng)要求，圍繞數(shù)據(jù)的存儲和管理，旨在使學(xué)生具備工程實踐能力和計算思維能力[1]，能夠完成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)與運維工作。該課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的必修課程，以計算機(jī)導(dǎo)論和Java語言程序設(shè)計等課程為基礎(chǔ)，為后續(xù)的JavaWeb、軟件工程、畢業(yè)設(shè)計等課程奠定基礎(chǔ)，在整個專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系中發(fā)揮著重要作用。

1 教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題

面對新工科發(fā)展和思政育人的新要求，在持續(xù)改革的過程中發(fā)現(xiàn)影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果和能力提升的問題，主要有以下幾方面。

1.1 課程融合不夠，知識缺乏廣度

原有的數(shù)據(jù)庫課程知識點和教學(xué)案例相對獨立，學(xué)生難以充分認(rèn)識各門課程之間以及各知識點之間的緊密關(guān)聯(lián)[2]，與其他課程的融合不到位，導(dǎo)致知識缺乏廣度。課程對學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)乃至謀職就業(yè)、未來長遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐作用不足。

1.2 實戰(zhàn)能力不強(qiáng)，創(chuàng)新缺乏深度

學(xué)生在就業(yè)時需要較長時間的“崗前培訓(xùn)”才能適應(yīng)工作需要，在校期間的實踐操作與社會實際工作崗位需求存在脫節(jié)，對專業(yè)知識無法達(dá)到學(xué)以致用的效果。在新工科背景下，學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力不足，崗位競爭力較弱。

1.3 學(xué)習(xí)動力不足，育人缺乏溫度

學(xué)生在知識積累和能力提升的過程中，并沒有看到技術(shù)背后的深層次內(nèi)涵，學(xué)習(xí)積極性不高，對自己的將來沒有明確的規(guī)劃。國家民族復(fù)興的責(zé)任感意識不強(qiáng)，缺少教師對學(xué)生情感價值的引領(lǐng)，育人過程缺乏溫度。

2 課程教學(xué)的創(chuàng)新思路

為解決教學(xué)中存在的上述問題，課程組從學(xué)生實際情況出發(fā)，秉承OBE教學(xué)理念，以工程質(zhì)量認(rèn)證為準(zhǔn)繩，結(jié)合新工科的新要求，將專業(yè)教育與行業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合。學(xué)校與企業(yè)深度合作，先后與安博教育集團(tuán)、青軟集團(tuán)、達(dá)內(nèi)集團(tuán)等3家知名企業(yè)開展校企合作育人模式。堅持以動手實踐為主線，以學(xué)生發(fā)展為中心，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，以評價改進(jìn)為動力，進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新實踐。依托線上的SPOC平臺、PTA實踐平臺和頭歌實踐教學(xué)平臺，以及線下的實踐基地，創(chuàng)設(shè)“混合式教學(xué)+實戰(zhàn)式學(xué)習(xí)”環(huán)境。具體的教學(xué)創(chuàng)新思路如圖1所示。

采用“實驗-實訓(xùn)-實戰(zhàn)”進(jìn)階式實踐教學(xué)體系，旨在增強(qiáng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。同時，依據(jù)該體系將教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為“基礎(chǔ)知識-數(shù)據(jù)庫操作-數(shù)據(jù)庫設(shè)計-系統(tǒng)開發(fā)-新技術(shù)”五大模塊，重塑進(jìn)階式教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)生實踐過程中，從“工匠精神、科學(xué)精神、工程倫理、職業(yè)素養(yǎng)”等4個維度結(jié)合知識點進(jìn)階式地挖掘思政元素，重建思政陣地。力爭將學(xué)生培養(yǎng)成具有扎實計算機(jī)專業(yè)理論知識和技能，具備較高實踐創(chuàng)新能力，擁有強(qiáng)烈愛國情懷的合格社會主義接班人。

3 課程教學(xué)的創(chuàng)新舉措

3.1 重構(gòu)實踐體系

“實驗-實訓(xùn)-實戰(zhàn)”進(jìn)階式教學(xué)實踐體系實現(xiàn)了由傳統(tǒng)的以教師為主體的知識傳授向以學(xué)生為中心的能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。實驗階段的主要任務(wù)是打牢基礎(chǔ)，實訓(xùn)階段是完成模擬項目，實戰(zhàn)階段則是學(xué)生完成企業(yè)工程師帶來的真實項目或教師的科研項目。

實驗階段由學(xué)生在PTA實驗輔助平臺完成驗證性實驗。教師根據(jù)實際需求設(shè)計教學(xué)案例，學(xué)生在平臺線上提交，平臺可根據(jù)結(jié)果集自動測評。這一過程既促進(jìn)了學(xué)生對專業(yè)知識的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊塘?xí)慣。實訓(xùn)階段則由學(xué)生在頭歌實踐教學(xué)平臺上完成。該平臺搭建模擬開發(fā)環(huán)境，學(xué)生可在其中完成數(shù)據(jù)庫的模擬設(shè)計開發(fā)工作。在實訓(xùn)期間，合作企業(yè)的工程師會入校，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，為學(xué)生帶來較前沿的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。實戰(zhàn)階段是學(xué)生分組完成真實項目數(shù)據(jù)庫的開發(fā)設(shè)計以及系統(tǒng)測試工作。為使學(xué)生能夠與市場需求快速接軌，學(xué)校成立了行業(yè)學(xué)院——大數(shù)據(jù)學(xué)院，并在校外建立4個實踐基地，為學(xué)生的實戰(zhàn)演練提供條件支撐。

3.2 重塑教學(xué)內(nèi)容

在新工科建設(shè)背景下，根據(jù)社會發(fā)展實際需求及后續(xù)課程所需核心技術(shù)、重點知識、主要技能，課程重塑了教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建融通的進(jìn)階式知識體系。將知識、能力、素質(zhì)目標(biāo)融入每一內(nèi)容模塊，并根據(jù)學(xué)習(xí)的深度和廣度分為理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用4個層次，形成多維度的立體化內(nèi)容體系。

在本門課程建設(shè)過程中，由課程團(tuán)隊負(fù)責(zé)人牽頭啟動了本專業(yè)的課程群建設(shè)，梳理相關(guān)課程內(nèi)容，去除重復(fù)部分，構(gòu)建課程群知識圖譜，豐富教學(xué)資源。整合后的內(nèi)容體系保證了知識的完整性。其中，基礎(chǔ)知識和數(shù)據(jù)庫基本操作通過實驗操作來驗證；數(shù)據(jù)庫設(shè)計則通過實訓(xùn)操作來模擬，模擬項目結(jié)合先修和后續(xù)課程設(shè)計；系統(tǒng)開發(fā)與新技術(shù)通過實戰(zhàn)來進(jìn)行，這一任務(wù)需要學(xué)生結(jié)合多門核心課程來完成，如前端技術(shù)、高級程序設(shè)計語言等。重塑教學(xué)內(nèi)容后，有效解決了學(xué)生難以認(rèn)識數(shù)據(jù)庫課程與其他課程之間緊密聯(lián)系的問題。

3.3 重建思政陣地

根據(jù)進(jìn)階式實踐體系和教學(xué)知識體系，從工匠精神、科學(xué)精神、工程倫理、職業(yè)素養(yǎng)等4個維度，對應(yīng)知識點進(jìn)階式地挖掘思政元素。

工匠精神主要從課程和專業(yè)特色中挖掘，如編寫代碼的嚴(yán)謹(jǐn)性，或從本專業(yè)的國內(nèi)外重大前沿課題中總結(jié)成功或失敗的案例，來強(qiáng)調(diào)工匠精神的重要性。科學(xué)精神從國內(nèi)外的科學(xué)發(fā)展歷程中尋找重大事件及科技前沿等典型案例[3]，拓寬學(xué)生視野，或?qū)⒔處煹目蒲许椖繋雽I(yè)學(xué)習(xí)，科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。工程倫理要求學(xué)生對信息安全標(biāo)準(zhǔn)等有充分的理解和認(rèn)識，建立良好的職業(yè)道德。而職業(yè)素養(yǎng)主要從專業(yè)特色中挖掘，如數(shù)據(jù)庫設(shè)計要多人分工完成，這可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神，或在教學(xué)中融入優(yōu)秀畢業(yè)生的先進(jìn)事跡，發(fā)揮榜樣的力量，激勵學(xué)生提高個人的職業(yè)素養(yǎng)。

3.4 教學(xué)創(chuàng)新實踐過程

3.4.1 精準(zhǔn)學(xué)情分析

首先對學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)的學(xué)情分析。在學(xué)期初通過對學(xué)生先修課成績的分析、所羅門學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)量表問卷調(diào)查，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)穩(wěn)定性等諸多因素，從而有針對性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。在課堂教學(xué)過程中，通過線上教學(xué)平臺記錄學(xué)生在課堂的參與度、提問情況和作業(yè)反饋等，然后利用課程學(xué)習(xí)平臺的數(shù)據(jù)，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和進(jìn)度，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)策略。

3.4.2 智慧課堂教學(xué)

在課堂上，采用智慧教學(xué)五步法[4]。首先“說一說”，由學(xué)生分享課前的預(yù)習(xí)心得，這個過程可以培養(yǎng)學(xué)生知識歸納總結(jié)能力以及語言表達(dá)能力。然后由教師“講一講”，對核心問題進(jìn)行精講和拓展。之后利用學(xué)習(xí)通“考一考”，教師可以了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，從而動態(tài)地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法。接下來是學(xué)生“做一做”，完成實驗、實訓(xùn)和實戰(zhàn)各階段的任務(wù)。例如，在基本查詢一節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生在PTA實驗平臺上完成進(jìn)階式的討論和研究，學(xué)生深度參與課堂。為使學(xué)生與實際工作需求緊密接軌，會邀請企業(yè)工程師進(jìn)課堂，或通過現(xiàn)代信息手段與工程師在云端連線，開展模擬面試或經(jīng)驗分享與交流等，這個過程可以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題的能力，積累職業(yè)素養(yǎng)。最后“想一想”，師生進(jìn)行總結(jié)和反思，有助于課程的持續(xù)改進(jìn)。

3.4.3 踐行實踐思政

在教學(xué)過程中，建立了基于遞進(jìn)知識鏈的案例式課程思政共同體，結(jié)合知識點挖掘思政元素。以下以實驗階段的SQL基本查詢?yōu)槔?，介紹課程思政自然融入教學(xué)的過程。首先梳理遞進(jìn)式的知識點，包括MySQL簡介、SELECT語句的語法、ORDER語句的用法、查詢語句的運行原理以及基本查詢的實際應(yīng)用。然后結(jié)合知識點，挖掘?qū)?yīng)的思政元素形成思政案例。接下來選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，最終使每一個思政點與思政目標(biāo)一一對應(yīng)[5]。

3.4.4 多元立體評價

采用多目標(biāo)、多方式、多主體的多元評價體系來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，涵蓋實驗、實訓(xùn)和實戰(zhàn)各個環(huán)節(jié)。階段測試一通過PTA實驗平臺完成實驗成果的檢測，階段測試二則通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)以及答辯來完成實訓(xùn)和實戰(zhàn)的考核。答辯環(huán)節(jié)由企業(yè)工程師全程參與，并依據(jù)大綱中規(guī)定的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分。最終的期末測試是對學(xué)生綜合知識運用能力的考核。這種多元評價體系能夠全面、客觀地評價學(xué)生在課程中的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。

4 課程教學(xué)的創(chuàng)新成效

“實驗-實訓(xùn)-實戰(zhàn)”進(jìn)階式實踐教學(xué)體系使學(xué)生成為最大的受益者。合作企業(yè)的工程師帶領(lǐng)學(xué)生參與真實項目開發(fā)，讓學(xué)生體驗數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的整個生命周期。學(xué)生整體能力得到快速提升，近五年在籍學(xué)生參與的以數(shù)據(jù)庫作為技術(shù)支持的創(chuàng)新科技活動獲省級以上獎勵46項，數(shù)據(jù)庫技術(shù)真正成為學(xué)生實踐創(chuàng)新的基石。

在PTA實驗輔助教學(xué)平臺上，教師團(tuán)隊根據(jù)實際項目需求設(shè)計了295個教學(xué)案例，既提高了學(xué)生數(shù)據(jù)庫編程的嚴(yán)謹(jǐn)性，又可以幫助教師有效利用現(xiàn)代信息工具輔助教學(xué)。平臺的教學(xué)案例已被國內(nèi)30余所高校所引用。團(tuán)隊教師在課程不斷建設(shè)和創(chuàng)新改革的過程中取得了眾多教學(xué)獎勵，近三年獲得省級教學(xué)技能大賽一等獎3次，二等獎1次。

5 結(jié)束語

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程通過校企合作育人模式構(gòu)建的“實驗-實訓(xùn)-實戰(zhàn)”進(jìn)階式實踐教學(xué)體系，有力支撐了課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的達(dá)成，使課程建設(shè)成為具有實踐性、創(chuàng)新性、實用性、交叉性和綜合性的新工程課程。