面向创新性学习的数据库系统原理课程教学改革

万常选，廖国琼，刘喜平，刘爱红，吴京慧

（江西财经大学 信息管理学院，江西 南昌 330013）

面向创新性学习的数据库系统原理课程教学改革

万常选，廖国琼，刘喜平，刘爱红，吴京慧

（江西财经大学 信息管理学院，江西 南昌 330013）

针对传统的机械接受学习、灌输式学习等维持性学习现状，讨论创新性学习的内涵和特征以及学生在学习过程中、教师在教学过程中要注重的若干方面，介绍数据库系统原理课程的建设与教学改革历程，探讨数据库系统原理课程教学改革实施方案。

数据库系统原理；创新性学习；翻转课堂；探究式教学；大作业教学

1 创新性学习的内涵

革新大学教学模式，是重塑大学教学文化的核心，并非神圣，亦非使命，而是大学和大学教师的良知良心[1]。

创新性学习是与传统的维持性学习或机械接受学习相对应的概念，它以掌握知识为起点，以应用知识、发展知识为目标，注重学习过程和主动学习，注重培养问题求解能力，注重培养计算思维与创新性思维，以实现学习能力、实践能力和创新能力的全面提升[2]。创新性学习的内涵主要表现在以下方面。

（1）学习目标：创新性学习以掌握前人知识为起点，以应用且发展知识为目标，注重为发展知识而掌握知识，在提高应用能力的基础上培养创新能力。

（2）学习标准：创新性学习以建立合理的知识结构、提高应用和创新能力为标准，注重培养问题求解能力，不盲目追求掌握知识的数量，将学习能力、实践能力和创新能力视为衡量学习成果的标准。

（3）学习内容：创新性学习在掌握结论性知识基础上，进一步追求知识产生和发展过程，在重视结论性知识的同时，也重视方法性知识。

（4）学习态度：创新性学习以发展、批判的眼光审视一切知识，以追求真理的精神不断探究反映客观规律的真理，不断探究反映真理的客观规律，不盲目崇拜前人和权威，敢于向前人和权威挑战，在批判、探究中深刻理解知识。

（5）学习思维：创新性学习不满足于形式逻辑思维，注重辩证逻辑思维、发散思维、创新思维，形成思维的开放性、求异性。

（6）学习方法：创新性学习主张以探究式、讨论式为主，提倡用探索和研究的方法学习，在学习中提高探索和研究能力。

（7）学习规格：创新性学习主张在必需的基本规格基础上，侧重打造人才多样化、个性化发展环境，积极推行有利于创新人才成长的人才培养机制和评价体系。

（8）师生关系：创新性学习提倡“学为主体，教为主导”，师生之间是一种共同探究的平等合作关系。学生既是学习活动的主体和教育目的的体现者，也是学习活动的探索者和反思者。教师的任务重在引导，真正把学生置于学习的主体地位，全面履行“传道、授业、解惑”的职责。

面向创新性学习，学生在学习过程中要注重7个转变：①由外部控制向自我控制转变；②由外驱动机向内驱动机转变；③由独自学习为主向团队合作学习转变；④由被动接受知识向主动构建知识转变；⑤由重温已有知识向应用已有知识转变；⑥由被动回答提问向主动提出问题、探究和解决问题转变；⑦由注重学习结果向在乎学习过程转变。

教师在教学过程中也要注重8个转变：①由对学生的学习负责，向让学生对自己的学习负责转变；②由以课本为途径，向以教材、媒体、实践、项目为途径转变；③由以传授灌输为方式，向提供条件让学生寻找、发现和应用知识转变；④由归纳分析讲解知识点，向刺激思考、引发讨论、学生自己归纳转变；⑤由考核知识概念，向考核知识应用及对知识的思考思辨转变；⑥由输入为主，向学生产出为主转变；⑦由重现已有知识，向激活应用已有知识转变；⑧由依据卷面成绩评分，向依据综合表现评分转变[3]。

2 课程建设与教学改革历程

江西财经大学数据库系统及应用课程分两个学期开设，分别是数据库系统原理和数据库应用开发技术。其中，数据库系统原理主要讲授数据库系统概述、关系数据库、数据库设计、数据库管理等基本知识、基本理论和基本方法，共80学时（含上机实验16学时）；数据库应用开发技术主要讲授数据库的应用开发，包括后台的Oracle数据库和前台的基于Java平台的数据库应用开发，共64学时（含上机实验32学时）。

江西财经大学从1992年开始开设数据库系统原理课程，从2000年开始加大课程建设力度。学校数据库系统及应用课程建设与实践经历了如下3个阶段。

1）基础建设阶段（2000—2005年）。

数据库系统原理课程于2002年被评为校精品课程，2005年被确定为校重点建设课程。

2）完善建设阶段（2006—2013年）。

数据库系统原理课程于2006年获得江西省优质课程称号，数据库应用开发技术课程于2006年被确定为校重点建设课程，数据库系统及应用课程于2007年立项为国家精品课程，2013年立项为国家精品资源共享课；自编出版的教材《Oracle数据库管理及应用开发教程》于2008年获江西省第三届普通高等学校优秀教材一等奖；自编出版的教材《数据库系统原理与设计》《数据库系统原理与设计实验教程》于2010年获得江西省第四届普通高等学校优秀教材一等奖，于2012年获批为第一批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材[45]。

3）深化与推广阶段（2014年至今）。

为了更好地实现从知识传授到引导学生发展其思维能力的转变，数据库系统原理课程从2014年开始实施“翻转课堂”教学模式，并面向数据库设计深化“创设情境、设疑激趣，提出问题、分析需求，设计模型、分析论证，反思评价、表达交流”的探究式教学实践[610]。

3 教学改革实施方案

3.1 人才培养指导思想、教学改革目标与教学实施策略和方法

笔者提出的人才培养指导思想是：以学生成长成才为目标，以素质提升为本，以能力培养为纲，以知识传授为目，以技能训练为用，以教学创新为体，以兴趣激发为源，开发学生潜能，增强竞争优势，培养懂管理的信息系统人才和懂信息系统的管理人才。

围绕上述人才培养指导思想，笔者提出的教学改革目标是：

（1）提升学生自主构建知识(概念)体系的能力——宏观上的归纳总结能力。

（2）提升学生深入理解基本原理(含基本理论、科学思想和思维方法)的能力——微观上的理解与思维能力。

（3）提高学生自主训练实验技能的能力——驾驭实验平台、设计实验内容的能力。

（4）培养学生从课程所学内容中、从现实生活中发现问题、提出问题的能力以及应用所学知识分析问题、解决问题的能力——问题求解能力。

（5）训练学生终身学习意识和能力、团队协作精神和能力、创新精神和能力、写作表达能力等——综合素质。

围绕上述人才培养指导思想和教学改革目标，以问题解决为导向，笔者提出了“六化”的链式教学实施策略和方法。

（1）教学设计情境化。依据教学内容，设计教学情境，引导学生进入情境、情境触动，形成学生自己的体验、感悟，并对教学内容产生个体独特的学习欲望和兴趣，使教学生动化。

（2）情境创设主题化。在情境创设过程中，按照课程和学生的认知特点，将教学内容有机整合，构建成一个个教学主题，使之既有明确的教学目标，也有相应的教学内容，以引导学生主动、有效地学习。

（3）主题实现项目化。在明确教学主题之后，密切联系相关产业发展和教师的科研实际，根据学生知识与能力背景，将相关教学内容设计成若干具体的训练项目，并按照项目的要求，组织实施教学与考核，使专业人才培养的能力目标得以实现。

（4）项目实施责任化。在项目实施过程中，注意明确责任、分工合作、团队学习、共同提高。项目小组有指导性的成员分工安排，形成人人参与、团队合作的共同体，培养学生的责任感。

（5）责任落实成果化。在责任落实过程中，学生个人或小组的学习成果须按大作业报告、研究报告等要求以作品的形式呈现，并在小组、班级交流。这有利于提高学生的写作能力，达到认知系统化、有序化的目的。

（6）成果评价民主化。在成果评价过程中，组织学生对成果进行自评和互评。这样不仅可以培养学生发现问题、思考问题和解决问题的创新能力，而且可以促使学生养成学习他人长处的良好习惯。通过自评、互评和辩论，学生的学习主体意识得到充分体现和加强，思考和解决实际问题的能力也有了很大的提高。

3.2 翻转课堂教学模式的实施方案

数据库系统原理课程翻转课堂教学模式的实施方案见图1[9]。

在翻转课堂教学模式下，首先，学生必须在课前根据课程资源开展有效的自主学习；然后，教师在课堂上通过讨论等互动手段引导学生发展思维能力，促进学生知识内化，即“翻转课堂”，重点是发展学生的思维能力，而不是单 纯地让学生掌握知识、训练技能。

3.2.1 翻转课堂教学模式的课堂教学活动

1）教师串讲。

教师在了解学生的自学能力和学习状况的基础上，可根据需要针对每一章适当安排必要的串讲(导学)，目的是给学生介绍该章的核心概念、基本原理以及内容概貌，降低学生课外自主自学的难度。由于本课程安排在大三上学期，大部分学生已具备了较好的自学能力，因此笔者在该课程的实施过程中只安排了8 学时的讲授(含课程导学）和串讲。

2）课堂释疑及基本知识和基本原理的讨论。

学生在课前完成每一章的自主学习之后，都要向教师提出至少3个答疑问题，并需要针对提出的问题给出自己的理解和认识。这样做的目的是：①有助于发现学生自主学习过程中存在的问题；②有助于培养学生对所学习的内容展开独立思考，进行多向思维，并从多种角度认识同一事物；③有助于培养学生以发展和批判的眼光审视一切知识，不盲目崇拜前人和权威，在批判、探究中深刻理解知识，提升学生的创新思维。

课堂释疑就是教师解答学生提出的答疑问题，有些问题需要教师跨章、跨课程进行关联解答或沿着学科知识发展的历史脉络进行延伸解答，有时还可以开展课堂讨论。本课程根据学生的自学提问安排了16课时的课堂释疑。由于课堂时间有限，关于基本知识和基本原理本课程只安排了3个讨论(共10课时)，讨论的主题分别是为什么需要数据库管理系统以及相关核心概念、数据库概念建模的基本方法、数据管理发展前沿以及未来趋势。

图1 数据库系统原理课程翻转课堂教学模式的实施方案

3）课堂专题(大作业)讨论及答辩。

应密切联系相关产业发展和教师的科研实际，针对管理信息系统中的数据库设计需求，按照项目的要求组织实施大作业的教学与考核，提供条件让学生寻找、发现和应用知识，注重培养学生运用所学知识(包括学习必要的新知识)分析和解决实际问题的能力，使专业人才培养的能力目标得以实现。

学生以小组为单位完成大作业任务（数据库设计），并根据需要由组长组织必要的课外讨论，强调团队合作，使学生能够根据集体的需要自觉承担和转换自己的角色，能在参与集体活动中主动学习。围绕大作业的阶段进展，本课程在课堂上共安排了5个专题讨论（含最后的大作业答辩），讨论的主题及时间节点分别是：

（1）数据库设计的选题+需求分析（第8周）。

（2）数据库设计的需求分析+概念模型设计（第10周）。

（3）数据库设计的概念模型+逻辑模型设计（第12周）。

（4）数据库设计的逻辑模型+应用与安全设计（第14周）。

（5）数据库设计（大作业）答辩（第16周）。

课堂专题讨论先由各小组的学生汇报，再组织学生讨论，教师参与并引导讨论，最后由教师点评。由于数据库设计内容具有逐层推进的特点，各专题讨论的内容是逻辑上递进叠加的。每次专题讨论时，学生首先要介绍针对上次专题讨论提出的问题进行了哪些修改和完善，再重点介绍本次专题讨论的新增内容。每个课堂专题讨论一般安排2次课（共4课时），每次课安排2～3个小组讨论。本课程共安排了18课时的课堂专题讨论。

3.2.2 翻转课堂教学模式的教学测评活动

1）评价反馈。

教师从课外作业、实验报告、课堂测验、自学提问、课堂讨论、大作业成果阶段提交(大作业阶段报告及最终报告4次、团队合作心得3次)等方面及时了解学生的学习状况，并针对作业、实验、测验中发现的问题，统一安排习题课进行讲评，共安排8课时的习题课。

2）成绩评定。

在学生的最终成绩评定中，期末笔试考试成绩和平时成绩各占50%。平时成绩的具体分配如下：课外作业5分、实验报告5分、课堂测验12分、自主学习提问8分、大作业20分(大作业报告与课堂讨论15分，团队合作心得5分)，其中，大作业报告与课堂讨论面向团队进行评分，再以成员在小组中的表现作为系数评定个人的得分；团队合作心得(包括叙述开展团队合作的情况，总结团队合作的经验，分析团队合作中存在的问题，并要求对每个团队成员在团队合作中的表现、优缺点进行评价并给出评分)直接面向个人进行评分。

3.3 面向数据库设计的探究式教学实现途径

围绕数据库设计开展探究式教学，实现途径为：创设情境、设疑激趣，提出问题、分析需求，设计模型、分析论证、反思评价、表达交流，实现途径与实施流程见图2[10]，重点围绕如下4个方面开展学习。

（1）概念：通过记忆、理解（多动脑）、总结（多动手）、讨论（多动嘴）、自测等手段，实现理解概念（含原理）与建构知识体系的目的。

图2 数据库设计探究式教学的实现途径与实施流程

（2）需求：通过学习领域知识、理解业务（特别是财经管理领域的业务）、分析需求（业务功能、业务流程、数据需求、业务规则、性能需求）等手段，实现理解业务、分析需求的目的，培养实践意识和观察问题、发现问题、分析问题的能力。

（3）模型：通过建模分析（多动脑）、模型表达（多动手）、合作（团队协作）、讨论（多动嘴）、大作业等手段，实现抽象概括、建模表达的目的，培养团队协作的精神，提高分析问题、解决问题的问题求解能力以及计算思维的素养与能力。

（4）反思：通过团队讨论(头脑风暴)、批判、反思、探索、创新等手段，实现培养批判性思维与创新精神的目的，养成学习他人长处的良好习惯。

4 结 语

通过面向创新性学习的教学改革，笔者构建了双主体互动式创新性学习模式，将师生双主体互动融入教与学活动的全过程，形成了一个“以合作共生机制为保障、以教学科研互促为途径、以师生共同提高为目标”的师生教学共同体，既有效地提高了学生学习的自觉性、主动性和积极性，又促进了教师的教学能力与专业发展。该教学方法设计了翻转课堂教学模式的实施方案、面向数据库设计的探究式教学的实现途径和实施流程，提高了学生主动学习的热情，提升了学生深入理解基本原理的能力，提升了学生自主构建知识体系的能力，提升了学生自主训练基本技能的能力，特别提升了学生应用所学知识分析和解决应用问题的能力，提高了学生的团队协作能力、写作表达能力等综合素质。

有待进一步探索和完善的地方主要有：如何解决部分学生课前自学投入不足的问题，如何破解学生课外自主学习时间太少的问题，如何指导和帮助少数自学能力较差的学生更好地适应翻转课堂教学模式和探究式教学方法的问题。

[1] 钟志贤. 大学教学模式革新: 教学设计视域[M]. 北京: 教育科学出版社, 2008.

[2] 万常选, 吴京慧, 廖国琼, 等. 数据库系列课程中创新性学习模式的探索与实践[J]. 计算机教育, 2009 (15): 13-15, 22.

[3] 吴京慧. 培养学生创新能力的实践教学方式的研究[J]. 计算机教育, 2007(11): 109-112.

[4] 万常选, 廖国琼, 吴京慧, 等. 数据库系统原理与设计[M]. 3版. 北京: 清华大学出版社, 2017.

[5] 吴京慧, 刘爱红, 廖国琼, 等. 数据库系统原理与设计实验教程[M]. 3版. 北京: 清华大学出版社, 2017.

[6] 万常选, 廖国琼, 吴京慧, 等.“数据库系统原理”课程教材建设与教学改革: 培养“会”用数据库的计算机应用人才[J]. 计算机教育, 2009(24): 153-157.

[7] 王珊, 萨师煊. 数据库系统概论[M]. 5版. 北京: 高等教育出版社, 2014.

[8] 万常选, 廖国琼, 刘喜平, 等. 依赖约束与多值联系的E-R建模方法[J]. 计算机教育, 2012(22): 76-82.

[9] 万常选, 刘喜平, 廖国琼, 等. 数据库系统原理课程的翻转课堂教学模式探索[J]. 计算机教育, 2015(20): 53-57, 63.

[10] 刘爱红, 万常选, 吴京慧, 等. 基于探究式教学的数据库设计教学方法研究[J]. 计算机教育, 2014(4): 63-67.

1672-5913(2017)11-0019-05

G642

江西省2013年度普通本科高校卓越工程师教育培养计划项目（赣教高字[2013]78 号）；江西省高校省级教设立项重点项目（JXJG-16-4-6）。

万常选，男，教授，研究方向为Web数据管理、情感计算、信息检索和数据挖掘，wanchangxuan@263.net。

万常选

（编辑：孙怡铭）