基于OBE理念的课程混合式教学模式——以“数据库系统原理”课程为例

王海军，邱长春

(湖北第二师范学院 计算机学院，武汉 430205)

1 引言

为了培养更高端人才以及适应工业4.0智能化时代竞争力的技术基础，我国于2016年6月已加入工程教育学位互认协议，部署全面推进智能化时代人才培养战略[1]。从工程教育专业认证的角度，可以将人才培养的内涵归纳为三个方面：以学生为中心、成果导向教育以及持续改进。而成果导向教育(Outcome Based Education， OBE)则是建立结果导向思维，简单地说，就是教学设计以及具体实施应以学生的学习成果为导向，其对应的教学设计和实施目标是基于事件的结果而思考实践活动的认知加工过程，因此，需要遵循反向设计原则[2]。

2017年，湖北第二师范学院就进行工程教育专业认证的筹备工作，并将计算机科学与技术专业作为试点专业。对照工程教育专业认证的具体标准，基于广泛社会和市场调研的基础上，计算机学院确立了“以本为本”、服务区域经济和围绕产业发展需求的培养目标，并相应地重新梳理对该专业的毕业要求，建立课程考核审查和课程目标达成情况评价的基本流程，建立了计算机科学与技术专业课程与毕业要求的关联度矩阵，致力于学生创新能力以及复杂工程问题能力的培养。作为计算机科学与技术专业的一门重要专业主干课，“数据库系统原理”能够对学生的学科素养和工程实践能力的培养起到重要作用。因此，本文以“数据库系统原理”课程为例，探讨如何从工程技术人才培养的角度对该课程的教学设计进行优化，探索本专业在工程教育专业认证工作方面的新思路。

2 课程现状

2.1 课程培养目标

计算机科学与技术专业的培养目标是培养具有较强的专业能力、良好的综合素质和团队协作能力，能够运用数理知识、专业知识与工程技能的应用型人才。同时，这种专业人才应具备创新能力，能够将计算机领域的前沿技术相关成果应用于工程实践，从事本专业领域相关的系统或产品的设计、开发、测试、部署和应用。因此，培养目标可以归纳为人文素养、专业知识与能力、工程和创新能力、管理与合作能力、全球化意识和国际视野五个部分。我们还根据培养目标确定了12条毕业要求，以支撑培养目标达成并满足本专业工程认证标准。

2.2 现有的教学模式存在的问题

“数据库系统原理”课程旨在本学科学生的数据库思维，能够促进学生对数据库问题的分析能力和实践技能[3]。学生通过对课程学习，能够理解数据库系统的基本原理、掌握相关的数据库开发和设计技术，从而使学生能够深入进行数据库应用系统的开发工作。

“数据库系统原理”属于计算机科学与技术专业的核心主干课，其开设伴随本专业的成长，也导致授课教师沿袭传统的教学模式，在教学方法和教学设计方面都滞后于专业发展的要求。本课程涉及较多的理论部分知识，比如：数据模型、关系数据库、结构化查询语言、数据库表设计、并发控制、死锁、触发器等。在理论部分的技术上，还要完成数据库创建、数据库表的相关操作、查询语句的编写、视图的建立、索引的建立、存储过程、数据库的备份与恢复、综合应用设计开发等内容。学生在经过课堂学习后，需要通过大量的上机练习将理论知识应用到具体的实践中去，只有通过大量的综合实验，才能真正理解并掌握相关技术。而且，在工程项目开发中，还需要学生熟练掌握如JavaScript、python、C#、JSP等开发工具，这些不属于本课程教学的范畴，需要学生自学相关内容。此外，由于受到课程进度及学时安排的限制，本课程一般采取以教师为中心的课堂教学模式，很多教师在课程教学中对学生应用开发能力的培养关注度不够，如果按照传统考核模式，比如：纸质考试成绩占60%+平时成绩40%，偏重于理论知识的考察而忽视实际开发能力的测评，无法有效反映学生相关能力的达成情况。另外，学生考试前临时抱佛脚现象时有发生，导致学生综合性评价不准，无法真正反映学生的知识掌握程度和数据库实际开发能力。

3 基于OBE理念的课程混合式教学模式

3.1 混合式教学

以学生学习产出为中心，OBE理念更重视教育投入的回报。教学设计以及具体实施应以学生的学习成果为导向，其对应的教学设计和实施目标是基于事件的结果而思考实践活动的认知加工过程。因此，在OBE教育系统中，需要明确学生毕业时应达到的水平测度，进而对与之相适应的教学过程进行设计，以保证预期目标的实现[4]。

混合式教学能够很好契合教学设计和实施目标基于事件的结果而思考实践活动的认知加工过程这一要求。通过利用在线教学和传统教学的各自的优势，混合式教学能够将线上和线下教学很好地融合在一起，有机结合、优势互补[5]。其最大的优点是，能够引导学习者由浅到深地进行挖掘式深度学习。需要注意的是，混合式教学模式的主要目的在于有效提升绝大部分学生的学习深度，杜绝将课程建设等价于在线平台或数字化教学资源的建设或开展花样翻新的教学活动，而是着重关注学生在知识的主动探索以及交互学习方面的提高、帮助其主动其所学知识的体系化、结构化的构建[6]。

混合教学模式能够充分利用数字化和网络化教学的特点，对传统教学模式进行有益补充，有利于提升课堂教学效果和学生的学习积极性。“数据库系统原理”混合教学模式给学生更大的空间，让学生自发学习相关开发工具，融合关联性课程的教学内容，解决当前数据库相关课程在教学过程中存在的问题。再比如，利用MOOC建立混合式教学方式，在充分实现了学生的个性化学习的同时使其不受时间、空间的限制，而且其教学形式的多样有利于教学过程的组织管理，从而将授课方式从以教师为中心转变为以学生为中心。另外一方面，它能够实现碎片化教学，教师通过精炼教学视频内容，能够使学生随时参与。线上互动方便，大大提高了课堂教学的效率。

我们将本课程的混合教学模式实施体系划分为三个阶段:课前，学生线上分组学习+教师答疑;课中，项目驱动+理论精讲;课后，翻转课堂+应用实践。下面进行详细阐述：

(1)课前学生分组在线预习。通过线上资源，比如 MOOC中提供的微课视频、作业库和试题库，帮助学生提前预习新知识。在课程预习完成后，学生可以通过自我测评以了解知识点掌握情况；也可以利用分组学习，通过同学之间的互帮互助、督促探讨，消化解决小问题，难点问题则可以在后续的课中寻求老师解答解决。

(2)课中项目驱动教学。项目驱动教学是利用建构主义学习理论提出的引导学生积极参与课堂的教学方法。课中，教师和学生在课前预习的基础上，集中就实际项目进行探讨并提出具体的解决方案，这样有利于在解决实际问题的同时深化理论知识的学习。我们的课中项目驱动教学分大小班结合的方式，大班教学时主要讲解数据库基础理论，帮助学生掌握课程重点和难点，小班教学内容从理论转向具体的项目实例，以学生自主讨论为主，教师则答疑解惑。

(3)课后任务驱动学习+课外项目实践。课后由教师给每个学习小组分配具体的任务，激发学生主动收集整理学习资源，进一步发挥学生的主观能动性，刺激其产生学习兴趣。此外，学生课外可以自由选择参加专业系提供的各种实践项目，包含竞赛项目、社会项目、教师科研和课程案例，有教师专门指导，包含竞赛指导、创业指导、创新指导和科研指导。经过这些项目训练学生们的专业技能得到很大提升，对课程知识的掌握也会上一个台阶。课后学习帮助学生培养其独自探索新知识和敢于开拓进取的能力。

3.2 实验教学设计优化

作为一门实践性很强的课程，“数据库系统原理”需要充分考虑如何培养学生分析问题能力、解决问题能力和创新能力。这就要求在实验内容设计上应着力于解决复杂工程问题，提高实际应用能力为主，其课程思维导图如图1所示。除常规的验证性实验外，还应该加大设计性和综合性实验的比重，使得实验项目能够由简单到复杂，任务由浅入深，让学生在课程完成后能够独立进行小型信息管理系统的开发工作，融会贯通数据库原理的理论知识与其应用的知识体系。

图1 “数据库系统原理”课程思维导图

根据课程的知识体系，从数据库整体的创建、运行、维护、应用的角度，我们在实验教学中优选并设计了12个实验共计安排28个学时，具体见表1所示。每一个实验之间相互衔接，前继实验内容为后续实验的基础，力求学生扎实掌握每一个知识点，并且将理论教学与实验教学有机结合，一方面充分按照实践类课程在教学过程中的认知规律，以实现课堂教学收益最大化；另一方面，根据本课程的特点和人才培养的要求，通过多层面多需求的教学模式，以理论为基础、以实践为手段，提高学生面对实际工程案例发现问题、提出问题及分析问题的能力，从而达到复杂系统开发的工程化基本要求。

表1 “数据库系统原理”实验教学设计

3.3 完善评价体系

另外，根据工程教育专业认证的要求，我们还对评价体系进行适当的改进。传统的评估方式仅仅关注考核环节得分，忽视了对整个课程学习过程的全面考评。而基于工程教育认证的课程考核课程目标达成情况应该包括过程性评价和终结性评价，通过对学生的课堂表现、观察和对话，以及不同阶段的学生的自我评价和互评等形成最后的课程评价结果。我们依据反向设计理念和本课程的学习目标，设计了如表2所示的评价体系。

表2 “数据库系统原理”课程评价体系

平时作业、课堂表现、期末考核、课程报告、实验报告和项目实践的考核支持培养方案中的相关学习目标。其中平时作业、课堂讨论参与度、期末成绩这几部分考核主要属于识记、理解、应用、分析层次;实验和实践大作业的考核属于知识应用和创新层次;课程报告则属于分析、评价层次。这些考核方式既包含了对识记、理解、应用等初级认知学习的评估，也包含了对分析、评价、创造等深层次认知学习的评估。

4 结语

工程教育认证要求以学生为中心，以质量保证和质量提升为基本指导思想和出发点。本文从工程技术人才培养的角度，结合“数据库系统原理”课程培养目标，分析了在教学中普遍存在的问题，提出了针对该课程线上线下进行混合式教学的新模式，详细阐述了课前、课中和课后分别进行在线学习、项目驱动教学、任务驱动和项目实践学习等，形成一个有机渐进式的教学过程，并通过优化课程实验内容和改进评价体系。本课程的混合教学模式是一种新探索，在应用中产生了良好教学效果。该模式适合于对理论和实践均有要求的课程，能够为其他课程的建设起到借鉴作用。