项目驱动型混合教学模式的实践—以数据库应用系统设计与开发为例

葛瀛龙

（杭州电子科技大学 信息工程学院，浙江 杭州 310012）

0 引 言

当今开放式的教育高度融合了信息技术，突破了制约教育发展的时空、地域限制，课堂空间延伸到了网络所能覆盖的任何一个场所。翻转课堂式（Flipped Classroom或Inverted Classroom）[1]以及慕课（massive open online courses，MOOC）[2]等新型教学模式的出现改变了传统课堂“教与学”的关系，教学模式再也不局限于传统的课堂讲授和面对面实体教室学习模式，而是向线上网络学习和线下传统课堂学习结合起来“E（e-Learning）+ C（Classroom）”的方向发展，该教学模式强调“以学生为中心”，它的关键元素——“微课”的应用极大提高了学生学习的自由度。学生可以根据自己制定的计划在不同时间自主选择课程内容，即使所选课程讲授时间发生重复，也可以随时访问储存在远程服务器中的教师讲课内容，查看教学视频课件，完成电子作业并在线考试。教师的教学方式从单纯的面对面授课，发展为课堂讲授和在线答疑结合、以工程项目为导向、学生汇报成果教师参与点评的方式。因此在这样的教学活动中，学生成为教学主体，其教学活动的中心也不再是教师的“教”，而是学生的“学”，他们的学习热情和主动性大大提高。

混合式教学模式在国外已经被广泛采用。早在2001年，美国密歇根商学院提出了一套用名为“PRAJA”的平台技术增强学习成效的教学方式，并在后来的教学中证实了这套教学方式有益于增强学生的学习效果。印度NIIT公司认为混合式学习是一种全新的学习方式，包括面对面实体教室学习、数字化在线学习和自定步调学习等。在国内的混合教学模式改革和应用中，复旦大学最早实行新型的“混合教学模式Blending Learning”，在大数据与信息传播等众多课程中首先试水。

在混合教学模式的关键元素——“微课”的建设方面，国内也有较多理论，部分院校及教育机构花费了大量人力物力完成一些课程的微课制作，但真正将微课运用到课堂教学中的并不多，在整体的教学模式设计，特别是课堂教学组织方面，大多是按照传统的教学大纲和“老师授课，学生听课”的固定模式进行教学，有些甚至是课程视频的简单堆积，特别是工程应用型教学缺少灵活性，无法达到应有的教学效果。“项目驱动型混合教学模式”是以工程案例为主线，融合微视频、电子课件、在线测验等教学手段，形成学生和教师有机结合并互动的教学模式，见表1。

表1 项目驱动型混合教学模式与普通微课教学模式的比较

1 数据库应用系统设计与开发课程简介

数据库技术在企业信息化建设中已被广泛应用，该技术相关课程不但要求理解数据库理论知识，而且更强调实践操作技能的掌握。课程以培养动手能力强、有创新思维和肯吃苦耐劳的工程应用型人才为主旨，由计算机相关专业开设这门专业核心课程，它使学生在掌握数据库基本原理与使用基础上，能进一步理解现代数据库知识，掌握主流数据库系统的应用和数据库建模设计。数据库应用系统设计与开发课程分为3部分，第1部分主要讲述数据库基础理论知识，要求学生掌握数据库基本概念、关系数据库理论、SQL语句创建及应用等；第2部分引入一个典型的数据库管理系统，讲述如何管理数据库系统，要求学生掌握数据库创建、备份、还原、日常维护等；第3部分以典型的管理信息系统为例，讲述了在应用系统中数据库的构架、数据库模式设计、存储过程设计等。

2 课程现有教学模式评析

图1 课程教学进程图

文献[3]提出在数据库技术课程教学中采用基于项目驱动的教学模式，将该模式融入了实训教学体系结构中。教师进行引导和监督，学生以团队方式完成项目，初步确立以学生为主体的教学思路。文献[4]提出将启发式的项目驱动案例教学模式应用到高级数据库技术课程的教学中，有助于学生掌握现代主流数据技术的理论知识，提高数据库应用开发能力和实践动手能力，缩短在校生在实践应用能力方面与社会需求之间的差距，提高就业竞争力。文献[5]提出了基于计算思维能力培养的数据库课程知识体系和课程思维框架，以“知识内化”为核心来引导教学过程，强调学生思维训练的培养。以上的优秀教学模式无一例外都是围绕学生主体展开的。

3 新教学模式在课程中的实施过程

项目驱动型混合教学模式按照教学进程可分为策划期、酝酿期和实现期。根据教学进程中实施活动又可以分为课堂外教师、课堂内教师和学生（课堂外）3种类型。

3.1 策划期

在该阶段，教师要对本课程的大纲进行梳理，按照章节点的关系整理知识点，每个知识点除了有重要程度和难度的描述，还有组成明细，该明细应类型不同而呈现不同内容，对于“知识面”而言，组成明细罗列了学习该知识面需要掌握的内容及自检习题，对于“知识点”而言，组成明细罗列了掌握该知识点所需要学习的知识要点，这一阶段需要将每个知识点细化为知识要点，每个知识要点可以花费5～8分钟 讲解完成。

通过对大纲的梳理和教学素材的设计，可以让教师明确该课程的整个知识体系。在完成大纲梳理后，需要设计工程型的教学案例作为贯穿课程知识点的主线，本课程中的案例可以是某管理信息系统的数据库设计和建模方案。案例内容包括系统业务分析、数据库逻辑设计、数据库物理设计、创建表、DML语句应用、备份还原和优化等。教师整理课程的理论和实践知识点，将理论和实践知识点融合为案例，并以此制作微视频，每个微视频都是一个“案例需求”，通过提出“案例需求”吸引学生思考问题，观看微视频，并促进其学习理论知识点以解决问题。

策划期的最后阶段是根据组成明细中的知识要点来录制微视频，每个视频时间不能超过8分钟，力求在有限时间内描述知识要点，这样学生不会觉得学习太累，还可支持在移动设备上学习，学生可以利用零散时间来学习这些知识要点。视频中不仅仅是讲解PPT和操作演示，还应具备一些更加生动的 fl ash演示来强化知识要点的内容，用一些简单动漫画来说明问题，并将微视频、教学课件、习题等教学素材存放到辅助学习的软件平台上，真正体现“课堂翻转”的意义。

3.2 酝酿期

这个阶段是师生交互最为频繁的时期，知识点的学习犹如酒的发酵过程，循环往复的酝酿，为最后阶段的实战型项目作充分的准备。该阶段首先要对知识点进行一次归类，为实现“因材施教”和“因人而异”的教学方法，设计3种套餐的配置，以适合不同程度的学生。

3.2.1 基本型套餐

该类型套餐包括本课程大纲中要求掌握且难度为易和中的知识点，例如数据库系统理论知识和范式、关系数据库模型和运算、SQL语言、数据库备份还原等，但是不包括大纲中要求理解或者难度为难的知识点，如数据库建模、查询优化等。该套餐适合大部分没有学过数据库相关知识的学生。

3.2.2 提高型套餐

这个套餐将直接涉及数据库应用方面的知识，包括数据库管理系统（以Oracle数据库为例）的学习，如Oracle数据库的体系结构、自动和手动安装、Oracle数据库日常维护、灾备等知识点。通过该套餐的学习可以使学生掌握某种常用数据库管理系统的应用。该套餐适合完成预备期中数据库基础知识相关知识面上的自检习题并答对80%以上习题，并且学会了数据库系统概论方面的知识，对数据库有一定了解的学生。

3.2.3 精英型套餐

该类型套餐将带领学生直接切入数据库设计方面的知识，例如管理信息系统建模、存储过程编程、查询优化等。该套餐学习前提是完成预备期中数据库基础知识和数据库应用相关知识面上的自检习题，并答对80%以上的习题。选择此套餐的学生已经自学过数据库知识，并能熟练使用某个数据库管理系统，他们不但通晓数据库理论知识，而且熟练使用数据库管理系统进行数据库建模，他们更需要实战经验和工程案例的设计思路。

教师在课堂上详细讲述3类套餐的内容，学生完成知识面的自检习题后，根据自己的实际情况选择套餐，在教师处登记学习的套餐类型，然后由教师组织学生进行知识点的学习，学习途径可以是自学知识要点视频、完成自检习题，或者在已经掌握某些知识点的基础上学习关联的知识点，或者结合视频和教师讲座来学习知识点。在学习过程中，学生在辅助学习的软件平台中提出疑问，教师及时释疑并提出新问题来引导学生学习知识点。通过以上循环迭代过程最终完成所有知识点的学习，酝酿期结束。

3.3 实现期

这个阶段是教师检验教学效果，学生评价自己学习成果的阶段。首先由教师拟定几个工程项目的需求和背景介绍，项目最终要求学生完成数据库设计说明书并制作PPT展示成果。然后教师指导学生进行分组，5人一组，一个教学班7～8组，10个工程项目选题，每组选择一个题目，给出固定时间来完成选题。学生通过前面的酝酿期已经学会了本课程相关知识点，将运用所学的知识点到所选的工程项目中，完成工程项目并展示成果。按照小组来完成选题的方式可以有效锻炼学生的团队协作能力，团队中可以有4种不同角色：①项目经理，完成项目需求分析，督促团队完成工程项目；②数据库设计工程师（可以有两人），完成项目的数据库分析与设计；③数据库部署工程师，将数据库设计工程师的成果发布到某数据库管理系统中；④文档工程师，完成数据库设计说明书的撰写和PPT展示文档的制作；⑤验证工程师，负责项目功能验证，将数据库设计和真实需求进行逐一验证。

以上5种角色各司其职，一起协作完成选题。最后在项目验收阶段，每个团队代表展示成果，由教师验收项目并评定成绩，成绩可以作为本课程最终成绩之一。

期末成绩可以由3部分组成：第1部分是以上的团队项目验收成绩；第2部分为平时成绩，该成绩反映了学生平时学习课程的情况，教师根据每个学生学习进度给予平时成绩；第3部分是小测验平均成绩，小测验系统是基于Android的移动平台开发，学生可以将平台的客户端安装在自己手机上，也可以通过学校电脑打开网址方式进入测验系统。测验内容由教师指定，并出题组卷，将组好的试卷发布到小测验系统上，选定该教师及该课程的学生就可以下载该试卷进行答题，答完题递交试卷后，系统会给出成绩，类似于传统方式小学生的作业或者随堂考试。教师根据每个学生每次小测验的成绩获得小测验的平均成绩。

4 项目驱动型混合教学模式实施效果

数据库应用系统设计与开发课程采用新教学模式在我校实施了3年，共有1 400名学生和5位教师参与，师生对这种前所未有的授课方式产生了浓厚的兴趣。

4.1 以学生为中心的教学模式确立

在“项目驱动型混合教学模式”中，学生拥有完全的自主学习性，再也不是传统课堂上被动接受知识的方式，他们可以根据自己学习的程度选择学习套餐，掌握学习时间和进度。教师的大部分工作是制作寓教于乐的微视频，指导课堂教学活动，释疑和评定学生作品。所有的教学活动都是围绕“如何让学生更好地掌握知识”，而不是“为了应付老师而学习”或者“为了学习而学习”开展的。

4.2 教学手段形散而神不散

在“项目驱动型混合教学模式”中，教学手段呈现多元化的趋势，各种教学手段层出不穷，学生可以通过在线微视频方式学习知识点，可以在线提问并获得解答，可以组团参与工程项目的锻炼，可以参加在线考试，甚至利用自己的移动设备完成课外作业等。整个教学过程都是有组织的，由工程案例驱动，分阶段完成所有知识点的学习。

4.3 课堂内外多种模式混合

在教学进程图中，不难发现课外活动量超过了课内活动量。首先，教师备课不再是传统的书本和教案，而是制作微视频、选择案例、编排教学进程，这需要教师花费更多的课外时间查找素材以便制作更好的视频，完成更多的工程应用型项目。其次在课堂内，教师主要以解决工程案例中的问题来引导学生学习课程，着重告诉学生“该学什么，怎么学”，回答学生在学习微视频中遇到的疑问，为学生作品及演示评定成绩。学生根据教师在课堂内提出的学习进程自我组织学习、自评等，还可充分利用自己的零碎时间学习。最终的考评结果可以多种方式混合，较能反映学生的学习情况，这样的学习方式深得学生喜爱。

5 结 语

项目驱动型混合教学模式深度融合了先进的信息技术，从根本上改变了课堂的授课方式，实现了以学生为中心的教学模式，其中的微视频、在线测试、移动端课外作业、工程案例等教学元素不是简单的堆砌，而是按照事先计划的教学进程分步骤嵌入到教学大纲中。该教学模式在数据库应用系统设计与开发课程上经过3年多的实施，已具备一套完整的教学体系，受到了师生的赞赏，特别是教师的备课更有针对性，学生学习的主动性大大增强。先进的信息技术可以协助我们改革教学模式和教学方法，然而要实现“教学相长”还是需要教学工作者花费更多的精力去设计寓教于乐的教学元素和个性化学习套餐，按部就班推进教学进程。今后的教学任务主要集中在为本模式添置更多的教学元素，制作更通俗易懂的微视频。