OBE视角下数据库系统原理课程教学改革研究*

张佳佳 王娟

贵州民族大学 贵阳 550025

0 引言

OBE（Outcome Based Education，成果教育导向），是基于学习产出以保证学生通过教育后所获得的学习成果为量化目标的教育方法[1]，同时也是工程教育本科专业学位《华盛顿协议》的基础框架。自我国2016年加入《华盛顿协议》以来，OBE理念被广泛应用在支撑面向工程教育专业认证的课程教学改革中。

数据库系统原理是计算机大类方向的一门专业核心课程，由于课程存在理论知识多且抽象难理解，实践作业多不易掌握等特点，一直是计算机大类课程教学改革的重点之一。下文拟结合OBE视角分析数据库课程教学改革。

1 OBE理念解析

1.1 OBE与传统教学的区别

OBE理念与传统教学相比，侧重于以下范式的改变。

1.1.1 以学生为中心的学习方式

传统的课堂教学，老师按照知识点顺序一个个讲解，学生被动地听，学生获取的是浅层的知识结构。OBE理念中以学生为中心的学习方式提倡以清晰的学习成果为导向，贯穿教学环节的每个内容和任务都是为达到成果服务的，学生在学习过程中除了获取基础知识和必要技能外，更重要的是培养将所学应用于实际的能力。学生持久的学习动机在完成成果后的满足感中获得。该理念下对教师提出的要求更高，教师不再是知识的唯一传授者，教师应转变为优质课程资源的开发者、发现者和建构者。根据毕业生反馈及社会评价，重新优化和调整课程知识框架和各模块的学习目标，并寻找优秀的在线学习资源，建成符合毕业要求的课程体系。

1.1.2 以成果为导向的教育理念

OBE理念中的成果指的是学生最终取得的学习结果，是学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力[2]。成果具有这些特征：成果不仅仅是学生掌握的知识和技能，更重要的是能力的获得，强调的是培养学生适应未来工作生活所需的实际经验；成果并非当下知识的表面获取，而应该内化到学生大脑深处变成永久性知识。一旦确定成果，学校就能组织教师、教学资源、教学手段反向设计课程的各个阶段，并针对各个阶段成果进行评价。

2 OBE框架

OBE框架包含以下4个部分。

1）学习成果：课程成果描述学生最终期望实现什么目标，应该按布鲁姆目标分类理论进行清晰表述，同时转化为具体的量化指标进行直接或间接测评。这部分与专家收集的技能、信息和行为有关。

2）课程目标：课程目标可在学生毕业后3～5年通过跟踪调查和用人单位问卷调查进行评估，从评估中获得的信息可作为制定现行课程目标的依据。定义课程目标可以充分考虑合作企业、学生、家长、校友、行政部门等教育利益相关者的意见。

3）毕业生属性：OBE的核心是毕业生属性，毕业生应具备12个方面的属性，其中最重要的属性有将数学、科学、工程知识应用于复杂工程问题的解决能力；问题分析能力；设计复杂工程问题的解决方案；具备实验设计、数据分析和信息合成能力；团队协作交流能力；独立和终身学习的意识。

4）评价：OBE关注的是课程及学习效果的评价，采用多元化、有梯次的评价标准分别对学习成果、课程目标、毕业生属性进行评估。

3 基于OBE的数据库系统原理课程教学改革总体设计

OBE遵循的是反向设计原则,数据库系统原理课程教学改革总体设计应根据外部需求（行业、职场需求）和内部需求（学校、学生、教师的期望）先设计培养目标，由培养目标确定毕业要求，由毕业要求重新调整教学活动及教学评价，最终达到持续改进教学的目的。以软件工程专业数据库课程教学改革为例进行分析。

3.1 重构数据库课程教学目标

传统的课程教学目标一般是根据布鲁姆认知模型设计的，他把认知类型分为记忆、理解、应用四个层面。大部分课程学生学完之后都只达到了应用层面，无法具备分析能力、创造能力和思辨能力，而OBE强调的是目标要有挑战性，标准要有挑战性。在设计教学目标时不要停留在学生的舒适区，而应该让他从舒适区里跳出来，跳到最近发展区里，实现自我能力的提升。因此将数据库课程教学目标进行调整以实现三维目标（知识、能力和素养目标），见表1。同时建立课程教学目标与软件工程专业毕业要求指标点的映射关系[3]，目的是使数据库课程的教学任务清晰明了，如表2所示。

表1 课程教学目标

表2 教学目标与毕业要求的映射关系

3.2 调整教学内容

3.2.1 调整理论和实践内容

课程教学目标调整为三维目标后，课程教学内容相应要做出调整，目的是支撑课程教学目标的达成，因此舍弃数据库基本理论里较难或不常用的内容，将其调整为4个模块，共计48学时。模块1主要从数据库系统组成、数据库技术的发展阶段、数据模型等方面进行介绍，重点是数据模型的三要素及E-R图的抽象方法。模块2主要介绍数据库设计的6个阶段、规范化理论，并结合实际案例，讲解项目开发中如何设计一个合理、规范和高效的数据库。模块3主要介绍结构化查询语言SQL，重点讲解数据查询，配合MySQL数据库管理系统进行实践操作。模块4从多角度介绍数据库安全与优化的方式，包括用户权限、事务、视图、索引、函数、存储过程、触发器等内容，重点讲解多用户事务管理。

在课程的实践操作方面，调整为三个部分，共计32学时：数据库管理系统的基本操作、数据库设计、SQL语言的操作。第一部分的实践操作以验证型实验为主，要求学生掌握MySQL的安装与配置。第二部分数据库设计以综合型实验为主，给出具体的应用场景题目（如电子商务网站），要求学生掌握抽象概念模型以及设计数据库表，避免数据冗余和异常。第三部分以验证型实验和综合型实验为主，要求学生掌握SQL语言的操作，包括数据定义、数据操作、数据控制3个部分。这3部分的实验设计难度层层递进，知识点相互交织。验证型实验要求每个学生独立完成，综合型实验学生自主组队，每组3～4人相互协作完成一个项目。

3.2.2 增加选修内容

结合实际工作中要求的技能，在教学内容上增加内容。1）分表技术和分区技术。这两种技术解决数据量达到百万级时执行查询操作变慢的问题。2）Linux环境下MySQL的配置和部署。主要讲解Linux环境搭建、MySQL的安装和配置。3）MySQL多实例部署及主从复制。包括在一台服务器上如何部署多个MySQL服务，如何从主服务器上将数据复制到另一台或多台从服务器上，主从复制能提高数据库的可用性和负载能力。

3.3 更新教学模式

OBE理念认为新的教学手段能提高学生的学习能力[4]。数据库课程因为学时有限，无法覆盖所有知识点及实操技能，因此充分利用信息化手段开展线上+线下混合教学模式。线上发布预先录制好的课程视频、拓展知识点资料、课后作业、测试等资源，学生提前安排时间进行自学。观看线上资料时遇到问题可提前标注好，课堂上向教师提问。课后不懂的也可以反复观看视频，学习能力强的学生可以线上自学拓展知识的资料。

数据库理论线下课堂则开展教学活动，如设计互动式的课堂、对话式的课堂、研讨式的课堂。在教学过程中采用改进后的BOPPPS教学模式，将每堂课设计成课前、课中、课后三个阶段。课前线上自学并提前发布课前测试，通过测试总结存在的问题，并在课堂上针对性的讲解知识点；课中阶段采取案例导入→成果导向→参与式学习→课后测试→归纳总结的方式进行教学；课后开展学生的反思拓展活动，如创新创业项目融会贯通、撰写报告等形式。这类螺旋式思维迭代活动的目的是让学生从知识的简单获取上升到知识内化，真正做到OBE理念中的以学生为中心。

3.4 建设教学资源

教学资源对数据库课程开展线上+线下混合教学起到重要的辅助作用，建设教学资源应从教材和自主学习资源两方面入手，选取课程教材时应注意分析教材的优缺点以及是否适合地方院校学生的学情。由于数据库课程具有理论和实验学时各占一半的特点，更适合选取教学内容以项目化工作案例型的形式组织的教材。自主学习资源建设包括电子资源和学术期刊两部分，电子资源除了MOOC上的资源，还可以选择大学生感兴趣的B站、抖音上与专业相关的教学资源，也可以推送与课程紧密相关的、关注学科前沿的公众号给学生，在线实验资源可以从虚拟仿真实验中选取优质的资源。OBE的理念是培养学生的能力本位，学生未来有可能读硕士、博士，因此，要提供学生未来发展能够适用的拓展资源。如增加本专业领域典型的学术期刊，期刊的选择应该有递进性，从普通期刊到北大核心期刊、南大核心期刊、国外期刊都要有。学术期刊能够让学生们了解到实证研究、规范研究、案例研究这些写作方式，培养学生毕业论文写作和思维能力。

3.5 改进教学评价

教学评价是OBE理念的重要环节，对于数据库课程，应建立一个闭环评价系统[5]，包括课程综合评价和每堂课的课堂评价。在评价过程中充分利用线上平台如MOOC、超星学习通等，发布作业、实验、讨论帖、视频、单元测试、项目设计及开发等内容，其中单元测试、实验成绩从理论和实践两个角度将学习成果量化。在线平台学习时长、讨论帖回帖数量是对学习态度的评价，项目设计开发及组内评价是对创造能力和创新思维的评价。除了项目设计开发和组内评价需要人工评分以外，其他项均由平台自动记录。将三维教学目标和每一项活动结合，采取诊断性评价、形成性评价、总结性评价的方法设置评价指标，见表3。

表3 教学评价方案

在课程结束后发放调查问卷给学生和毕业生填写，目的是通过学生的反馈了解培养目标达成情况，并调整课程教学内容、实践内容、教学方法等，最终达到课程的持续性改进。

4 结束语

本文通过分析OBE的内涵，提出在数据库系统原理课程教学改革中融入OBE理念中的以学生为中心、以目标为导向的思路。在课程教学目标、课程内容、教学手段、教学评价几方面给出了具体措施。该教学改革方案一定程度上丰富了数据库课程教改的内容，也为计算机专业的实践类课程教学改革提供了借鉴思路。