基于OBE理念与同伴教学的数据库教学实践

童立靖 郭峰

摘要：数据库原理是计算机及相关专业的一门重要课程，传统的以教师为主导的教学模式难以激发学生的学习兴趣。本文提出一种结合OBE（Outcome Based Education）教学理念与同伴教学的教学模式，以OBE教育理念为指导，注重学生工程能力的培养，以同伴教学为教学模式，提升学生们的学习兴趣与学习效果。并在北方工业大学数据库原理课程的教学过程中进行了教学实践，取得了良好的教学效果。

关键词：OBE理念;同伴教学;数据库原理

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）10-0155-03

Abstract： Database principle is an important course for computer and related majors. The traditional teacher led teaching mode is difficult to stimulate students' interest in learning. In this paper， a database teaching mode based on OBE （Outcome Based Education） teaching concept and peer tutoring is proposed. Under the guidance of OBE education concept， it pays attention to the cultivation of students' engineering ability， and takes peer teaching as the teaching mode to enhance students' learning interest and learning effect. This teaching method is applied in the teaching process of database principle course in North China University of Technology， and good teaching effect is achieved.

Key words： OBE Concept; Peer Tutoring; Database Principle

1 引言

數据库原理与技术是目前大多数计算机软、硬件系统必须使用的技术与原理。数据库管理系统是大多数计算机系统的支持软件。特别是在大数据时代，数据库的原理与技术也是大数据管理的关键技术与基石[1]。

《数据库原理》是计算机类专业的核心课程，主要讲授关系数据库、标准查询语言SQL、关系数据理论、数据库编程、数据库设计、大数据管理等内容，是数据管理系列课程的起点。由于数据库应用的广泛性，学生有学好数据库的潜在动力，但是传统的教学模式通常以“教师为中心”，采用数据库知识点讲解+上机实验+软件演示的授课方式，学生的学习较为被动，难以激发和维护学生的学习兴趣，学生无法感受实际项目中需要面对和要解决的问题，不利于能力的培养和解决问题能力的提高[2]。

针对传统的数据库原理课程教学模式存在的问题， 我们在教学实践中引入了OBE的教学理念，以及采用了同伴教学法，从教育理念、教学模式、教学手段等方面进行了积极的探索，在一定程度上提升了教学效果。

2 OBE教学理念与同伴教学法

OBE是Outcome-based Education的缩写，中文是成果导向教育[3]。OBE教学理念是一种新兴的工程教育理念，最早由斯帕蒂（Spady）给出[4]，并被国际《华盛顿协议》所采纳，《华盛顿协议》是一项工程教育本科专业认证的国际互认协议。只有遵从OBE教学理念，才能完成国际工程师资格互认。OBE教学理念展开来为：以学生为中心，以成果为导向，和对教学过程要持续改进。OBE教学重点关注的是学生的学习效果，而不是课程教学的内容，能够使得学生真正掌握基础理论知识、具备解决此类知识所涉及的复杂工程问题的能力。

同伴教学（Peer Tutoring或Peer Instruction）由哈佛大学教授Eric Mazur提出，是指在教师的指导和培训下，作为教学者的学生对另外一些学生进行教学，帮助与其相同或相似年级水平的同伴及低年级学生进行学习的教学形式[5]。同伴教学是学生之间相互施教、相互促进、共同受益的一种教学组织形式。由于同学之间更为熟悉，思维方式，认知水平，知识体系等各方面的相似性，使得这种方式受欢迎且有效果。

3 教学实践及效果

在高校的计算机类课程教学实践中，不少教师开始探索项目驱动、翻转课堂[6]、体验教学[7]、混合教学等教学方法与教学模式，而我们则在OBE的教学理念与同伴教学的教学模式上进行探索，为培养新工科[8]的应用型、创新型、复合型人才打下基础。

3.1基于OBE教学理念的教学实践

遵从OBE教学理念，我校《数据库原理》课程所支持的毕业要求指标点分别为12条中的：

问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

设计/开发解决方案：能够针对复杂工程问题的具体需求，按照计算机工程的设计流程，设计出满足特定需求的计算机软、硬件系统，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

我们对OBE的毕业要求指标点进行各门课的细化，细化后<<数据库原理>>课程所支持的细化后的毕业要求指标点分别为：

能认识到解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案;

能对本专业的一般性工程问题设计方案，构建系统框架，能对关键问题选择合理算法或方法;

能掌握常用软件开发环境、数据的分析、预测与模拟等工具;

能对一般性工程问题，选择和应用不同开发环境和工具进行开发和实现;

能掌握计算机产业的管理及经济决策方法。

然后，我们针对数据库原理课程所教授的教学内容，进一步细化了课程目标，分别为：

目标1：理解与掌握数据库的基本概念及基本原理，能认识到数据库相关工程问题有多种方案可选择，并会通过文献研究寻求可替代的解决方案。

目标2：理解并掌握经典的数据库设计模型——关系模型，能从集合论的角度理解关系的结构及关系代数表达式的用法。针对给定的一个应用工程项目的数据库设计需求，能够构建数据库的概念模型、逻辑模型（关系模型）、物理模型，并运用规范化设计理论及关系模式分解算法或优化方法，使得设计的关系模型符合范式要求。

目标3：对于给定的一个实际数据库应用工程项目的需求，能够运用数据库设计理论、数据库管理等方法，并综合考虑数据安全、并发控制、数据维护成本等因素，理解并掌握数据库的需求分析、数据库设计、数据载入、数据测试、数据库维护等过程。

目标4：掌握常见的数据库管理软件如SQL Server、Oracle、My SQL等的应用环境及基本操作，完成数据的查询、修改、分析、统计等操作。

目标5：能对数据库应用系统的一般性工程问题，可选择和应用不同开发环境和工具，实现BS结构的数据库编程及CS结构的数据库编程，初步具备数据库应用系统的开发能力。

在实际教学的各教学环节中，严格对照各教学目标与能力培养组织课堂的教学内容，实验内容，以及考核内容。在课堂讲解与教学中，更加注重理论和实际的结合，更加注重对所讲知识点的理解与应用，而不是记忆，重点培养学生的各项能力。我们还对考核后的成绩进行了分析，给出了各课程目标的达成度评价，及下一学年的持续改进意见。

3.2基于同伴教学的教学实践

基于同伴教学模式，在教学过程中，我们阶段性地向学生抛出一些精心设计的概念性问题。这些问题通常与常见的一些困惑与误解有关，然后把学生分组，在组内，同学们先形成和组织自己对这些问题的答案，然后通过小组的讨论合作来达成共识。小组的讨论通常能够让学生们对概念进行解释，并帮助那些在一开始没有得到正确答案的小组同伴理清问题，形成正确的理解。在课堂的最后，我们组织各组学生进行最后的讨论，并请各组委派代表进行基于PPT的宣讲与讨论。我们则在讨论的过程中会适当地对概念以及概念之间的关系进行补充解释或是拓展延伸。一些小组的演讲的PPT如下图所示：

此外，在上机实验环节中， 我们也对学生进行分组，互为教师与学生，互相检查代码，指出代码编写的优劣，促进了学生开发能力与工具运用能力的提升。

与传统班级教学相比，在倡导素质教育的今天，特别是对学生的能力培养方面，同伴教学具有不容忽视的优越性，同伴教学法更容易激发学习的主动性，同伴式教学给学生带来了新的教学体验，对当今教育改革尤其是教育教学实践具有深远的现实意义。

3.3 教学效果

上一年度的数据库原理的学生评教的指标数据为，总评分为95.21分，在学院开设的86门课中，排名第27名;而在本年度，采用了OBE教学理念与同伴教学法后，数据库原理的学生评教的指标数据为，总评分为97.94分，在学院开设的195门课中，排名第15名。总评分上升了2.73个百分点，排名百分比上升23.7個百分点，可见同学们对本门课程的教学改进较为认可。上一年度的教学评价数据如下图所示，相关信息分别为排序、学期、教师编号、姓名、课堂分类、课程名称、课程性质、合班、课堂人数、参评人数参评率、评价成绩：

本年度的教学评价数据如下图所示，相关信息分别为排序、学期、教师编号、姓名、课堂分类、课程名称、课程性质、合班、课堂人数、参评人数参评率、评价成绩：

本年度的教学评价分项数据截图如下图所示，相关信息分别为排序、学期、教师编号、姓名、课堂分类、指标名称、课程名称、课程性质、合班、应评人数、已评人数、参评率、指标得分：             此外，从期末卷面成绩分析，图6为上一年度数据库原理的卷面成绩统计，图7为本年度的数据库原理的卷面成绩统计，从图中可以看出，此次教学改进后，班级期末的整体平均分提高了2个百分点，同时选课同学中成绩出色的学生，对于课程学习的积极性有很大提高，同时也带动了周围同学们的学习。可见此次教学改进有一定的教学效果。

学期结束后，学生们对课程教学理念与模式的改变普遍反映较好，对教学效果认可度也比较高。很多同学反映，通过学习数据库原理课程，对于数据库原理有了更加深入的理解，对于主流的数据库技术也有了更加深入和准确的理解，也掌握了很多数据库软件开发中需要掌握的能力，通过数据库原理课程的实验，编程能力有了较大提高。

4 结论

通过教学模式的调整，由知识点灌输变为能力培养，由教师为主导转变为以学生为主导，通过OBE教学理念的贯彻，提升了学生的解决复杂工程问题的能力，通过同伴教学，起到了很好的示范作用，使得同学们更容易发现不足，激发进取心。

本文从OBE教学理念与同伴式教学的维度和视角探索数据库原理课程的教学改革，在教学过程中综合运用OBE教学理念与同伴式教学方法，形成一种适合数据库原理课程的教学模式，为培养应用型、创新型、复合型的新工科数据库管理与数据库软件开发人才起到一定的促进作用。

参考文献：

[1] 章鸣嬛， 张璇， 郭欣， 季萌， 陈瑛. 高校的“数据库”课程群改革与探索[J]. 微型电脑应用， 2020， 36（3）：15-18.

[2] 赵丽红， 丁晓梅， 汪静. 大数据背景下《数据库原理》课程教学模式改革探讨[J]. 北京印刷学院学报， 2020， 28（7）：144-146.

[3] 杨贵荣， 李亚敏， 刘洪军. 基于OBE理念的课程项目制教学探索与实践——以加工过程传输原理课程为例[J]. 大学教育， 2020（10）：46-50.

[4] 付继林， 刘鸿宇. 基于OBE 理念的通用学术英语（ EGAP） 课程改革[J]. 教学研究， 42（4）：102-107.

[5] 蒋海英. 浅谈同伴教学及其与传统教学的差异[J]. 青年与社会，2013（11）：89-90.

[6] 程珍， 池凯凯， 李燕君， 徐利锋. 项目驱动和翻转课堂相融合的教学模式在Java程序设计教学中的应用[J]. 计算机教育， 2018（2）：91-94.

[7] 李肖婧， 张炜. 伦敦大学学院本科工程教育体验教学及其启示[J]. 高等工程教育研究， 2019（3）：87-93.

[8] 付丽君， 孙金根， 吴东升. 新工科理念下变频控制技术课程混合式教学模式探索[J]. 大学教育， 2020（10）：102-104.

【通联编辑：王力】