基于MOOC的数据库系统原理课程混合式教学设计与实践

吴 岩，沈记全，唐朝生，王 岩，赵 珊

（河南理工大学 计算机科学与技术学院，河南 焦作 454000）

0 引言

教育部 2015 年发布的《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》指出，将加快推进适合我国国情的在线开放课程和平台建设，促进课程应用，加强组织管理。因此，越来越多的高校加入到在线课程平台的建设队伍[1]。近年来，MOOC不断发展与完善，借助MOOC推进信息技术与课程教学的深度融合，开展混合式课程教学成为高校教育者主要研究和实践的方向。

所谓混合式教学，是一种将传统课堂面授与现代网络云端自主学习相结合的新型综合教学模式，通过将在线教学和传统教学两种教学模式有机融合，把学生从传统被动接受式的学习环境中引入到自主式的学习氛围里，继而促进学生学习能力的提升[2]。混合式教学不仅是形式上的在线学习与面对面讲授的混合，还包括不同教学模式、学习环境、学习方法和评价方式等深层次上的混合。在实际的教学过程中，教师应结合专业培养目标的要求和课程知识内容的特点，对混合式教学进行精心设计[3]。

1 课程概况

数据库技术是计算机科学领域中的一项重要技术，是信息基础设施建设的重要基础。数据库系统原理课程系统完整地讲述数据库系统的基本原理、开发方法及关键技术，通过课程的学习，培养学生分析问题及解决问题的综合能力，培养学生利用数据库技术解决专业问题的“意识”、利用数据库技术对信息进行加工利用的“素养”和积极探索新技术、新方法的“理念”。

数据库系统原理是一门理论联系实际、应用性很强的课程，一般采用课堂理论授课与上机实践相结合的教学模式。相对于其他程序设计类课程，该课程知识量大、理论性较强、概念抽象繁多、不易理解，学生课堂听课积极性不高；而且课程授课学时有限，不利于学生课堂消化吸收。此外，课程理论内容和实践内容不完全对应，学生在学习过程中较为迷茫，往往导致学习效果不佳。因此，需要利用网络平台拓展学生学习环境，探索以“学”为中心、以“学习成效”为导向的混合式教学模式。

2 基于MOOC的混合式教学设计

2.1 教学内容设计与安排

课程遵循“通俗、实用、实践”教学理念，着眼于应用系统开发，通过案例引入数据库的基本概念及原理，将各知识点贯穿于系统开发全过程，使学习者明确“存在什么问题”“知识点可以解决什么问题”“如何解决问题”，从而形成完整的数据库知识学习体系。教学内容设计思路如图1所示。

图1 教学内容设计思路

根据数据库课程知识体系化的特征以及在线开放课程知识内容碎片化学习的要求，将教学内容划分为48个基本教学知识点（见表1）。教师根据各个知识点的难易程度以及学生专业培养目标，合理进行线上线下的教学安排。

2.2 教学活动过程组织

在混合式教学活动实施过程中，将丰富的在线学习资源和线下资源进行有机结合，合理地融合MOOC平台、课堂（或机房）、课下3个学习场景，形成全方位互动的学习体验[4]，最大限度地发挥教师的引导作用、学生的学习自主性和反馈作用，其总体架构如图2所示。

2.2.1 课前知识传递与自主接收

首先，教师在MOOC平台发布课程教学大纲和学习指南，使学生对课程内容及要求有整体的了解和认识；其次，教师按周发布课程教学视频、PPT、项目案例、实验指导书、操作录屏等资源，围绕知识点内容发起讨论，提出与接下来课程相关的任务要求，让学生带着问题进行自主学习；再次，学生对所学内容进行总结，在MOOC平台讨论区参与问题讨论，并在教师答疑区提出自学过程中遇到的问题；最后，教师分析参与讨论的情况，回答学生问题，并整理学生提出的共性问题，有针对性地准备课堂教学。

2.2.2 课堂知识内化与深度互动

在课堂授课中，教师首先根据本节课知识内容进行提问，检验学生自主学习的效果；然后进行知识串讲，并根据MOOC平台中知识点测试的完成情况，对学生掌握薄弱的知识内容进行重点讲解，对之前收集到的学生问题进行详细回答，解决学生自主学习过程中的疑惑，同时使学生进一步梳理知识脉络，增强对知识的正确理解。另外，教师可邀请部分知识掌握较好的学生上台讲解，向其他学生分享自己对课程内容的理解，对于学生讲述不够准确和完善的部分，教师再进行纠正和补充说明。除此之外，课堂上教师可组织小组进行话题讨论，对MOOC平台讨论区中大家意见不一致、认识不清的问题进行现场讨论，鼓励学生发表自己的看法。教师也可根据授课内容的特点，有计划地做好小组任务安排，在课堂上组织小组汇报学习成果。例如，在讲授数据库设计这部分内容时，可安排学生进行分组设计，要求学生在完成MOOC平台自主学习后，由小组合作来完成某一应用领域的数据库系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。教师在课堂上随机抽取小组进行现场PPT汇报，被抽中的小组展示本组构建的ER模型以及关系模式的设计结果，并接受其他学生的质疑和提问。通过成果汇报展示，学生可相互评判，辨别优劣，在交流中增进对知识的理解，提高逻辑分析与实践应用能力。

表1 教学知识点

图2 基于MOOC的混合式教学组织过程

2.2.3 课后知识巩固与适度拓展

课程结束后，学生需完成MOOC平台中的单元测试题，以检验基础知识的掌握水平。除此之外，教师可针对重难点知识布置课后作业，课后作业的内容及答题形式与MOOC平台中单元测试题要有所区别，应侧重于对问题分析、解决能力的检验。一般来说，对于关系代数、规范化理论、数据模型设计等知识，教师可设置应用题、综合分析题，对于SQL语言、完整性约束、数据库安全管理等知识，可布置实践操作任务。在此阶段，教师要充分考虑学生在学习主动性、知识吸收能力等方面的差异，为不同能力层次的学生提供适当的拓展资源，鼓励学生进行问题探究，指导学生针对数据库应用领域问题进行综合分析、方案设计、系统实现。通过多元化、多层次的巩固训练，强化学生对知识的理解与掌握，锻炼学生解决复杂工程问题的综合能力。

2.3 学习效果评价

结合教学活动的实施，课程采取过程评价与结果评价相结合、教师评价与学生评价相结合的方式，全面评价学生对知识的掌握程度和综合应用能力。构建学习效果评价体系见表2。

在课前学习环节，教师根据MOOC平台中学生视频观看情况统计、知识点测试成绩等数据，对每位学生进行量化打分。在课堂学习环节，对于小组协作完成的学习任务，教师给出评分标准，每个小组根据成果展示情况对其他小组进行评价，并提出书面评价意见，教师收集每组给出的评价成绩，求其平均值，作为每组成果展示的成绩。为了准确评价每位学生在小组协作中的表现，由小组成员之间进行互评，对互评成绩求其平均值，作为小组个体成员的表现成绩。在课后学习环节，综合考虑作业、实验、单元测试的完成情况进行打分。在课程结束后，教师组织期末结课考试，并要求学生在规定时间内完成MOOC平台期末测试题（MOOC平台以单选题、多选题、判断题为主），主要考核学生对基本概念、基本原理的掌握情况；期末结课考试采用线下闭卷考试形式（以数据库模型构建、规范化理论应用、SQL语言编程等为主要内容），考查学生对实际问题的综合分析、设计、实现能力。通过两种方式的综合考核，能够较全面的对学生基础知识掌握情况与问题解决能力进行综合评价。

表2 学习效果评价体系

从以上评价体系可以看出，该评价体系与课程教学组织活动紧密结合，涵盖了学生学习的全过程，体现了对学生能力形成各环节的考核，一方面促使学生提高自主学习意识、激发学习主体能动性，另一方面也使学生的团队协作、沟通表达能力得到锻炼。

3 实施效果评估

对混合式教学模式的实施效果主要从学生的考试成绩和学生对课程的认可度两个方面进行评估[5]。

首先，对相同教师所授同专业2015级156人（采用传统课堂教学）、2016级184人（采用混合式教学）的成绩数据进行分析。为避免考核体系中不同成绩构成因素的影响，只抽取期末结课考试成绩数据进行分析。两次期末结课考试均采用闭卷考试，题型一致，难度相当。通过分析得出，相较于传统教学模式，采用混合式教学模式学生平均成绩高出11分，最低分高出23分，各阶段成绩分布情况见表3。由表3可以看出，混合式教学模式下学生整体成绩明显提升。由此可见，结合MOOC平台采用混合式教学能够在保障高质量教学水平的同时，有效提升基础薄弱学生的学习效果，相对于传统课堂教学具有显著的优势。

表3 两种教学模式学生各阶段成绩分布统计表 %

其次，从学生对混合式学习方式对其自身能力培养方面的认可度进行评价。学期结束后，对学生进行网络问卷调查。根据统计分析，80%的学生喜欢线上线下混合式教学模式；86%的学生认为传统课堂有必要与在线学习相结合；92%的学生认为混合式教学有助于激发学习积极性与自主性；78%的学生认为该课程有助于提高知识归纳和总结能力；84%的学习者认为该平台有助于加强对所学知识的巩固。

4 结语

目前，河南理工大学在计算机科学与技术、网络工程、软件工程、物联网工程、信息管理与信息系统专业中开设数据库系统原理必修课程，每年学习人数达700人左右。为激发学生学习主动性，提高课程学习效果，课程组于2018年进行在线开放课程建设，获得河南省精品在线开放课程项目支持，并在中国大学MOOC平台上线运行。课程组利用MOOC平台，在校内课程授课中开展混合式教学，从教学内容设计、教学过程组织、学习效果评价3个方面进行研究与实践。

数据库系统原理课程的混合式教学将传统课程与MOOC平台有机结合，通过精心安排教学内容，有效组织线上线下教学活动，合理构建学习效果评价体系，以自主学习、协作学习、探究学习为目标进行课程教学设计，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学生和教师之间的互动深度，提升了学生对知识的综合运用能力。同时，混合式教学模式对教师也提出了更高的要求，教师要不断创新，根据授课对象特点，采用更丰富的课堂教学形式，合理组织教学活动，并充分利用雨课堂、蓝墨云等其他辅助教学平台，进行师生深度互动，进一步提高教学活动效率和课程实施效果。