基于MOOC的數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用核心課程建設(shè)研究

黃慧 欒晶

摘要：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程教學(xué)中，存在教學(xué)方法單一、教學(xué)資源匱乏、評(píng)價(jià)方式缺乏客觀性、人才培養(yǎng)不符合個(gè)性化需求等弊端。針對(duì)以上問(wèn)題，文章結(jié)合中國(guó)大學(xué)MOOC，豐富了課程的線上資源，對(duì)課程實(shí)行線上線下混合式教學(xué)；同時(shí)，根據(jù)線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，改變課程的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式。實(shí)踐表明，本文提出的課程建設(shè)方案能夠極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為計(jì)算機(jī)技術(shù)人才培養(yǎng)提供了理論依據(jù)和實(shí)現(xiàn)途徑。

關(guān)鍵詞：MOOC；個(gè)性化；人才培養(yǎng)；混合式教學(xué)；因材施教；過(guò)程性評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）35-0073-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：<G：＼飛翔打包文件一＼電腦2023年第三十五期＼10.03xs202335＼Image＼image1.png>

0 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門核心課程，在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)中，起到舉足輕重的作用。為了適應(yīng)新一輪產(chǎn)業(yè)變革和科技革命所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)也隨之發(fā)生了巨大的變化。新的培養(yǎng)目標(biāo)不僅要求學(xué)生具有扎實(shí)的軟件理論和軟件工程的專業(yè)知識(shí)，還要求因材施教，使學(xué)生具備一定的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[1]。

然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已無(wú)法滿足新的培養(yǎng)目標(biāo)，特別是在基于MOOC的在線學(xué)習(xí)得到充分發(fā)展的背景下，教學(xué)模式的改革以及課程建設(shè)已成為數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程的首要任務(wù)[2]。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 教學(xué)方法單一，教學(xué)資源匱乏

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)中，往往采用教師講授書(shū)本知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生被動(dòng)接受的方式進(jìn)行，而該教學(xué)方式由于學(xué)生在學(xué)習(xí)中處于被動(dòng)狀態(tài)，學(xué)習(xí)的積極性受到了極大阻礙。同時(shí)，由于教學(xué)方法的單一性，使得教學(xué)過(guò)程中，教師與學(xué)生的互動(dòng)性不強(qiáng)，教師難以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)情況。

此外，在教學(xué)資源上，僅使用了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理教材，而該門課程不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐技能。在目前已有的教學(xué)資源中，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐性要求提出較少，導(dǎo)致學(xué)生缺乏探究能力，難以將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際開(kāi)發(fā)。同時(shí)，在以往的教學(xué)中，忽略了思政教育與課程的融入，學(xué)生缺乏愛(ài)國(guó)情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)确矫娴呐囵B(yǎng)。

1.2 缺少題庫(kù)，基礎(chǔ)理論和原理難以扎實(shí)掌握

傳統(tǒng)教學(xué)中，通常選擇教材中的習(xí)題作為學(xué)生課后鞏固知識(shí)點(diǎn)的主要手段，然而，教材中的習(xí)題數(shù)量通常較少，難以達(dá)到全方位訓(xùn)練的目的。同時(shí)，這些習(xí)題未標(biāo)記難易度，難以對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教。

1.3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏“項(xiàng)目式”引導(dǎo)

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中，各知識(shí)點(diǎn)通常是一座座孤島，并未將這些知識(shí)點(diǎn)形成網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系，進(jìn)而難以將它們穿成一條線，形成清晰的知識(shí)脈絡(luò)。因此上機(jī)環(huán)節(jié)中，對(duì)應(yīng)各知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)也相互獨(dú)立，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中難以將知識(shí)形成體系。

1.4 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)缺乏客觀性，缺乏過(guò)程性評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)通常是在期末時(shí)完成一份期末試卷，教師根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。然而，通過(guò)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)不應(yīng)局限于終結(jié)性評(píng)價(jià)[3]。由于課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，單一地通過(guò)考試評(píng)價(jià)會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果有較大的片面性，難以客觀地、全面地反映一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況[4-5]。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用核心課程構(gòu)建

針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程面臨的問(wèn)題，核心課程構(gòu)建主要分為4個(gè)方面：1） 改進(jìn)教學(xué)模式，建立豐富的線上線下資源；2） 建設(shè)題庫(kù)；3） 基于“項(xiàng)目式”建設(shè)實(shí)踐指導(dǎo)手冊(cè)；4） 改革學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系。

2.1 改進(jìn)教學(xué)模式，建立豐富的線上線下資源

當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程存在教學(xué)方法單一，教學(xué)資源匱乏的問(wèn)題，課程組在中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)上創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用在線課程。該課程包含了教學(xué)視頻、教學(xué)課件、討論、單元測(cè)驗(yàn)、單元作業(yè)以及實(shí)踐作業(yè)。在教材資源建設(shè)方面，課程組編寫(xiě)了《SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與實(shí)踐教程》，除了闡述必要的原理知識(shí)，還重點(diǎn)添加了實(shí)踐環(huán)節(jié)的講述，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教材中缺乏實(shí)踐教學(xué)的不足。

課程組將課程資源與課堂相結(jié)合，采用線上線下混合式教學(xué)的新模式，課堂中，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)探索，一定程度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在思政方面，課程組主要致力于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與創(chuàng)新精神。一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息化時(shí)代的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程，可以了解數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和管理的方法，具備良好的科學(xué)精神，為未來(lái)從事計(jì)算機(jī)相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另一方面，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程，可以了解數(shù)據(jù)庫(kù)在企業(yè)管理、電子商務(wù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，了解數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。

2.2 建設(shè)題庫(kù)

課程組針對(duì)課程所有知識(shí)點(diǎn)，創(chuàng)建了習(xí)題庫(kù)。習(xí)題庫(kù)中包含了單選、多選、簡(jiǎn)答、編程以及分析題，并為每道習(xí)題設(shè)置了難、中、易標(biāo)簽。使用習(xí)題庫(kù)時(shí)，采用“推送”算法為學(xué)生推送習(xí)題，算法首先根據(jù)學(xué)生上一周期的表現(xiàn)情況（表現(xiàn)主要從MOOC平臺(tái)獲得近兩周的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)加以分析，為學(xué)生劃分類別，學(xué)生類別分為“優(yōu)”“良”“中”“差”） 進(jìn)行推薦，推薦規(guī)則如表1所示，表1中，對(duì)于標(biāo)記為“優(yōu)”的學(xué)生，推送習(xí)題時(shí)，難、中、易習(xí)題的占比分別為40%、40%和20%，習(xí)題總體難度為“難”；對(duì)于標(biāo)記為“良”和“中”的學(xué)生，推送習(xí)題時(shí)，難、中、易習(xí)題的占比分別為20%、50%和30%，習(xí)題總體難度為“中”；對(duì)于標(biāo)記為“差”的學(xué)生，推送習(xí)題時(shí)，難、中、易習(xí)題的占比分別為0%、20%和80%，習(xí)題總體難度為“易”。

其中，代碼第1行遍歷所有的學(xué)生；代碼第3行根據(jù)學(xué)生近兩周的學(xué)習(xí)情況，計(jì)算并獲取當(dāng)前學(xué)生所屬的類別；代碼4～9行根據(jù)不同的學(xué)生類別，設(shè)置習(xí)題難度占比；代碼第10行根據(jù)難度占比，獲取當(dāng)前同學(xué)的習(xí)題編號(hào)集合，并返回該集合。

2.3 基于“項(xiàng)目式”建設(shè)實(shí)踐指導(dǎo)手冊(cè)

課程組設(shè)置具體實(shí)驗(yàn)情境，將所有知識(shí)點(diǎn)貫穿于實(shí)驗(yàn)情境中。同時(shí)，將每次實(shí)驗(yàn)按邏輯順序組織編寫(xiě)實(shí)踐指導(dǎo)手冊(cè)，實(shí)驗(yàn)情境設(shè)置為學(xué)生熟悉的學(xué)校信息管理，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、創(chuàng)建及維護(hù)表、單表查詢、多表查詢、索引、視圖和TSQL、存儲(chǔ)過(guò)程、事務(wù)的創(chuàng)建、事務(wù)的并發(fā)、觸發(fā)器以及游標(biāo)，共計(jì)12個(gè)實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均基于相同的項(xiàng)目背景中，完成整套實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)，學(xué)生也體會(huì)了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的完整過(guò)程。

2.4 改革學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系

課程組改革了學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系，將“終結(jié)式”評(píng)價(jià)改為“過(guò)程性”評(píng)價(jià)。具體做法是將一學(xué)期16周的學(xué)時(shí)按周次進(jìn)行劃分，以2周為一個(gè)周期，記錄MOOC上積累的學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，主要包括：觀看視頻時(shí)間、單元測(cè)驗(yàn)和單元作業(yè)完成情況、討論參與度、出勤情況、實(shí)驗(yàn)完成情況等?；趯W(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，再根據(jù)專家排序法為各種學(xué)習(xí)行為計(jì)算權(quán)重[6]，并根據(jù)權(quán)重為每位學(xué)生評(píng)分。最后根據(jù)評(píng)分，為每位學(xué)生給出個(gè)性化建議，督促其發(fā)展。參照專家排序法，獲得的各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為權(quán)重如表2所示，其中，觀看視頻時(shí)間和出勤的權(quán)重值為0.1，單元作業(yè)、討論參與度的權(quán)重值為0.15，單元測(cè)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的權(quán)重值為0.25，所有學(xué)習(xí)行為的權(quán)重值總和計(jì)為1。

其中，代碼第1行遍歷所有的學(xué)生；代碼第3行獲取當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)；代碼第4行獲取每種行為對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；代碼第5行根據(jù)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和權(quán)重值計(jì)算當(dāng)前學(xué)生得分；代碼第6-13行，根據(jù)學(xué)生不同的得分，為學(xué)生劃分類別，分為“優(yōu)”“良”“中”“差”4個(gè)等級(jí)。代碼第14行根據(jù)學(xué)生得分生成相關(guān)學(xué)習(xí)建議。

3 課程實(shí)施與建設(shè)成效

3.1 課程實(shí)施

課程實(shí)施的過(guò)程分為課前-課中-課后3個(gè)階段。

課前為導(dǎo)學(xué)階段，教師將上課資源包含教學(xué)視頻、教學(xué)課件、討論等內(nèi)容發(fā)布到中國(guó)大學(xué)MOOC上，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主式學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的基礎(chǔ)知識(shí)以及難重點(diǎn)做到大致了解。

課中為研學(xué)階段，教師首先通過(guò)MOOC上的學(xué)習(xí)行為、提問(wèn)等方式研判學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有疑問(wèn)的環(huán)節(jié)進(jìn)行探討式學(xué)習(xí)，增強(qiáng)師生互動(dòng)；再針對(duì)課堂的難重點(diǎn)集中講解，最后通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)加深理論的理解。

課后為練學(xué)階段，根據(jù)課堂講解內(nèi)容，學(xué)生完成中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上的單元測(cè)試和單元作業(yè)，同時(shí)收集MOOC平臺(tái)上產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，調(diào)用習(xí)題推送算法，將產(chǎn)生的習(xí)題發(fā)布給學(xué)生練習(xí)，并利用聊天工具對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的疑問(wèn)進(jìn)行答疑。每?jī)芍転橐粋€(gè)周期，教師通過(guò)學(xué)生評(píng)分算法獲取學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，并獲得相關(guān)建議，教師將學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)以及建議發(fā)布給學(xué)生，對(duì)學(xué)業(yè)預(yù)警的學(xué)生進(jìn)行預(yù)警，因材施教，督促學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 建設(shè)成效

數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程目前為校級(jí)在線開(kāi)放課程，正在申報(bào)省級(jí)一流在線開(kāi)放課程。課程評(píng)價(jià)4.9分（滿分5分），已對(duì)外開(kāi)放5個(gè)學(xué)期，廣泛受到學(xué)生好評(píng)。

同時(shí)，課程組將本文提出的實(shí)施方案應(yīng)用于軟件工程專業(yè)2021級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。課程總學(xué)時(shí)為64，每周4學(xué)時(shí)，選課人數(shù)485。在MOOC上共計(jì)發(fā)布了12個(gè)知識(shí)章節(jié)，每個(gè)知識(shí)章節(jié)均設(shè)置了學(xué)習(xí)視頻、單元作業(yè)、單元測(cè)驗(yàn)和討論。

教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，課程組將學(xué)生分為實(shí)驗(yàn)組和普通組（初始成績(jī)兩組相仿），普通組實(shí)施傳統(tǒng)式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)組實(shí)施本文提出的新教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。分別跟蹤學(xué)生第4周、第8周、第12周以及第16周的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，教學(xué)結(jié)果如表3所示。

分析表3可知，在第4周時(shí)，兩組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況大體相當(dāng)，兩組同學(xué)的優(yōu)良中差比率幾乎相同。然而，隨著課程的深入，實(shí)驗(yàn)組中良好率的占比提升較快，學(xué)情較差者占比不斷縮減，優(yōu)秀率占比緩慢提升；而普通組由于采用傳統(tǒng)式教學(xué)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為不進(jìn)行過(guò)分干預(yù)的情況下，優(yōu)秀者的占比較為穩(wěn)定，但良好者的占比不斷下降，越來(lái)越多的學(xué)生加入了中等行列，同時(shí)學(xué)情較差者的比例也不斷上升。這一現(xiàn)象表明隨著課程難度的增加，若不采取措施，越來(lái)越多的學(xué)生將失去學(xué)習(xí)興趣，成績(jī)也呈現(xiàn)進(jìn)一步下降趨勢(shì)，不利于因材施教，人才的培養(yǎng)。

同時(shí)，在課程結(jié)束后，課程組對(duì)實(shí)驗(yàn)組開(kāi)展了調(diào)查問(wèn)卷，調(diào)查問(wèn)題共有兩項(xiàng)。問(wèn)題一：傳統(tǒng)教學(xué)模式和新教學(xué)模式下，哪種方式更易掌握知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣？問(wèn)題二：傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式和過(guò)程性評(píng)價(jià)方式中，哪種方式評(píng)價(jià)更為客觀，更能體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的真實(shí)水平？

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于問(wèn)題一，絕大部分學(xué)生更認(rèn)可新教學(xué)模式，認(rèn)為強(qiáng)調(diào)了個(gè)性化培養(yǎng)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)了與教師的互動(dòng)性。對(duì)于問(wèn)題二，絕大部分學(xué)生更認(rèn)可過(guò)程性評(píng)價(jià)方式，該評(píng)價(jià)方式能更為客觀，同時(shí)也更能體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。調(diào)查結(jié)果如表4、表5所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)，對(duì)《數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用》課程進(jìn)行了課程建設(shè)研究，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下混合式的教學(xué)模式，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式做了適當(dāng)改革，由過(guò)去單一的評(píng)價(jià)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)性化、過(guò)程性的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的課程建設(shè)方案，在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了師生間的互動(dòng)性，體現(xiàn)了“因材施教”的培養(yǎng)目標(biāo)。

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【通聯(lián)編輯：王 力】