“数据库系统原理”混合式教学设计与实现
摘要：本文针对“数据库系统原理”课程高水平的教学资源无法得到有效应用、学生学习自主性不强、传统的教学课堂无法得到即时反馈和互动性严重不足、实践教学无法得到监控等问题，提出了通过引入国内知名高校高质量MOOC教学资源开设SPOC课程，利用雨课堂教学工具开展课程智慧教学，并采用EDUCODER平台进行实践教学，根据教学内容设计不同形式的混合教学方式，提高了学生的学习效率、学习质量、自学能力、学习满意度。
关键词：混合式教学;教学设计;智慧教学;SPOC
中图分类号：G434 文献标识码：A? 论文编号：1674-2117（2021）06-0087-03
随着MOOC（massive open online course，大规模在线开放课程）的不断发展，目前互联网上有关数据库技术的教学资源比较丰富。据统计，在中国大学MOOC网有关数据库的在线课程有近50门。但是，如何利用好相关的教学资源和平台来开展混合式教学，是一个不得不面临的问题。本文以理论和实践要求均比较高的“数据库系统原理”课程为例，探索了如何开展线上线下混合教学研究。
● 存在的主要问题
1.过度的翻转教学造成部分学生的基础知识不扎实
目前，翻转教学的普遍做法是“课前学生看视频+课上小组讨论汇报+教师重难点讲解及点评”。然而，对于“数据库系统原理”这类理论性较强的课程使用这种完全翻转的教学形式对地方性本科院校的学生是否合适，是值得研究的问题。
通过调查，这种形式对于985、211的学生而言，也许有很好的促进作用，但对于部分地方性本科院校的学生而言未必有效，由于其学习自主性较差，学生“抱大腿”的情况比较严重，都指望小组特别优秀的同学去完成，其他同学跟着混个成绩就可以。这样容易造成学生基础理论知识不够扎实，甚至比传统教学更差的效果。
2.高水平的教学资源无法得到有效利用
网上优质的相关教学资源比较丰富，但是如何有效地利用这些课程资源开展教学是个值得思考的问题。在使用的过程中，部分教师没有很好地学习和研究网上的教学课程，往往在平台上建立一个SPOC，然后照抄照搬照转网上教学资源，发布给学生学习和讨论，自己仅当“二传手”，没有结合实际情况对MOOC课程进行本地化改造，造成了学生学习效果比较差。
3.实践教学无法得到有效监控
数据库系统原理是一门实践性比较强的课程，学生需要完成大量的课程实验。由于学生的实验报告量比较大，对于教师而言，要完成这些实验报告的批阅需要付出大量的劳动。而个别学生由于自觉性不够，抄袭实验报告的事情时有发生，但教师无法实时监控学生的实验情况。
4.传统课堂教学无法得到即时反馈
在传统的教学过程中，困扰教师最多的问题之一，就是无法及时获知学生的学习效果，也就无法做进一步的分析和改进。
● 混合式教学设计
1.利用MOOC平台构建SPOC并对教学资源进行本地改造
可在中国大学MOOC网上，选择优质的教学课程建设SPOC课程。本课程选用的是中国人民大学王珊老师负责的《数据库系统概论》（基础篇）（高级篇）这门国家级精品开放课程来建设SPOC课程。这门课程采用的是KINGBASE数据库系统，但市场使用SQL SERVER的比较多，所以增加了相关视频。由于MOOC对时间有要求，教学视频一般限于5～15分钟，内容比较精炼，学生难以理解到位，可以结合一些实例录制视频进行补充。
2.利用雨课堂教学工具将线上线下教学有机结合
在实施过程中可以使用雨课堂来完成相关工作。它借助微信和 PowerPoint将线上和线下，课堂和课外紧密结合起来，实现师生良好的互动，是推动翻转课堂和混合式教学的有利工具。[1]可以通过雨课堂建立班级和分组，课前发布预习要求和练习，课中利用该工具发布练习题到学生手机即时了解学生的情况，课后发布相关的作业。
3.根据教学内容设计不同程度的翻转教学形式
根据课堂规模和实施手段，翻转课堂可以分为以下几种形式：小规模的完全翻转、大规模的轻量级翻转、小規模的混合式学习。[2]一般情况下，原理性极强、概念比较多的课程建议采用轻量级翻转，以教师讲授为主、学生看视频为辅，并在教学过程中借助雨课堂等智慧教学工具通过弹幕、限时答题等形式及时掌握学生对所讲内容的理解情况。[3]
4.使用EDUCODR平台进行实践教学
在实践教学过程中，可以采用EDUCODER平台进行，EDUCODER实训平台是国防科技大学研制的一款计算机教学实训平台，能够实时在线评测和调试，支持对学员的综合性能力评价，是可自动生成综合性学习实验报告的实训平台。[4]教师可以在平台上引用其他教师的实训项目，也可以自建，然后把实训项目发送给学生，让学生按要求完成，系统会自动评阅和统计成绩，这样能极大地提高工作效率，还可以通过后台了解学生的学习状态及学习效果。
● 教学实施
1.课前
课前，教师要制作预习PPT。预习PPT其实是一份预习任务清单，主要包含本节课的学习目标、重点难点、MOOC视频学习、讨论问题、EDUCOEDER实验内容，并设置预习习题了解学生的预习情况。预习题不宜设计得过于复杂，主要以基础知识为主，同时教师收集学生在预习中所遇到的问题，做好课堂教学设计，针对重点难点进行教学。可以利用雨课堂制作预习PPT并发布给学生。学生课前预习的任务课时一般控制在1课时左右。如果学生课前不自学，则可以通过设置惩罚机制让学生为自己的不学“买单”。[5]
2.课中
在课堂教学过程中，首先针对学生在预习中出现的问题进行讲解，根据课程需要选择教师讲授不是小组课堂汇报，然后教师点评及讲解，特别是对重点难点内容进行讲解。在上课的过程中，教师可以每隔10分钟左右通过雨课堂发布习题让学生用手机即时完成，或通过弹幕方式让学生参与讨论。教师可以通过大屏幕及时反馈学生的答案或观点，并对有问题的地方进行讲解，课程结束前可以根据雨课堂提供的针对学生学习数据对学生学习情况的定性和定量分析[6]进行本次课程总结。
3.课后
课后，可以根据学习的情况重看视频，查缺补漏。同时，想要真正学好数据库的理论知识，做到灵活应用，学生还需要通过课后作业及上机实验的方式，进行强化训练，教师可以通过雨课堂发布习题和实验要求，让学生课后完成并上交。教师也可以利用MOOC平台或雨课堂讨论组开展课后讨论或答疑，但要注意的是，雨课堂的讨论并不纳入得分统计，而中国大学MOOC网中学生讨论是会纳入学生学习数据统计的，所以可以将二者结合，获取学生的学习数据。
4.实践教学设计
实验教学可以采用EDUOCDER平台来进行，该平台的优点是可以利用平台本身的大量案例进行实验教学，学生可以在平台上进行线上实验并且及时得到反馈。教师在上实验课时，可以让学生登录平台进行实验，并实时查看学生的答题情况，针对学生存在的问题及时进行讲解，同时还可以把学生的测试成绩进行保存。该平台的缺点是灵活性不够，要设计自己的教学实验还是比较烦琐。如果教师的时间足够，可以申请加入中国人民大学王珊老师负责的《数据库系概论》MOOC课程的实验支持平台，在这个平台上教师可以很好地设计自己的实验项目。
5.融合课程思政
在教学过程中教师还要思考如何挖掘课程中的思政元素，加强与专业课程教学融合，通过精心的教学设计，加强学生的思想教育，达到“润物细无声”效果。例如，在讲解数据库恢复技术的时候，可以让学生查看有关美国“9·11事件”的资料和视频，让学生思考为什么世贸大厦的数据被毁后，德意志银行能够很快恢复业务运行，而纽约银行数月后只能破产清盘。通过这个例子让学生了解数据库恢复的重要性，同时也反思恐怖主义给人类带的灾害，培养学生正确的世界观。
6.考核
由于采用了多平台多形式的教学方式，教学考核的方式就显得尤为重要，如可采用过程性评价和总结性评价相结合的方法来进行。使用平台的好处就是，所有教学过程的所有数据都会被保留，非常方便进行形成性评价，如可以从雨课堂中下载学生的课堂教学数据，从中国大学MOOC上下载学生参与网上学习的数据，从EDUCODER上下载学生进行实验的数据，然后把这些数据综合起来按一定的比例作为总评成绩。本课程采用的就是20%（签到、课前中后测试、讨论、MOOC学习）+20%实验（线上实验+设计实验）+60%期末考试成绩的方式。
● 实施效果
通过对所在教学班级（76人）的满意度调查，数据表明绝大部分学生认可了教师的混合式的教学组织形式和使用智慧教学工具进行教学，课程也培养了自己的思维和动手能力，课程思政教育探索也取得了一定的成效。
参考文献：
[1]韩淼.基于慕课和雨课堂的高校思政课混合式教学——以“毛泽东思想和中国特色社會主义理论体系概论”慕课为例[J].现代教育技术，2018，28（07）：65-70.
[2]朱桂萍，于歆杰.“电路原理”MOOC资源的多种应用形式实践[J].电气电子教学学报，2017，39（03）：6-9.
[3]朱桂萍，于歆杰.基于翻转课堂的主动学习促进策略[J].中国大学，2018（05）：29-32.
[4]张红梅，拓明福，赵永梅，等.混合式教学在大学计算机基础教学中的应用探索[J].计算机工程与科学.2019（41）：170-173.
[5]苏小红，王甜甜，张羽.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017（07）：54-62.
[6]袁景凌，巩晶，张霞，等.以学生为中心的MOOC+“在线课堂”组织与实践[J].计算机教育，2020（08）：14-17.
作者简介：陈作聪，理学硕士，教授。
基金项目：海南热带海洋学院2020年校级教育教学改革研究项目“融入‘思政元素的计算机类专业课程的教学设计研究——以‘数据库系统原理为例”（编号：RHYszjg2020-01），中国高校计算机教育MOOC联盟线上线下混合式教学改革项目“数据库系统原理”（编号：B190057）。
