工程認證背景下數據庫原理線上線下混合式教學模式探索與實踐

張磊 汪粼波

摘要：工程教育專業認證（簡稱工程認證）是目前國際上占主導地位的一種工程教育質量保障制度，其核心內涵是“以學生為中心”“以成果為導向”“以持續改進為目標”。隨著信息技術的不斷發展，應運而生的線上和線下混合教學模式是一種“以學生為中心”，并將傳統的線下課堂教學和在線課堂教學有機融合在一起的新型教學模式?；诖?，文章展開了工程認證背景下數據庫原理線上線下混合式教學模式探索與實踐。具體來說，首先給出了工程認證背景下數據庫原理線上和線下混合式課程的建設目標；接著重點介紹了數據庫原理線上和線下混合式教學模式探索與實踐；最后，結合工程認證的要求，具體給出數據庫原理課程的達成情況分析以及課程改進措施。

關鍵詞：工程教育認證；混合式教學模式；數據庫原理課程

中圖分類號：G642.0? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）31-0174-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

工程認證的核心內涵是“以學生為中心”“以成果為導向”“以持續改進為目標”[1]，圍繞這一核心內涵進行工程教育研究和改革，是目前我國高校工科類專業發展的主要趨勢[2]。隨著信息技術的不斷發展，線上和線下的混合教學模式應運而生。具體來說，該模式是一種“以學生為中心”，利用現代化的教學工具以及互聯網新型技術，將傳統的線下面授教學和在線課堂教學有機融合的新型教學模式?；旌鲜浇虒W模式可以充分調動學生學習的積極性，使得學生能夠有效、全面地獲取并掌握專業知識，進而提高解決實際問題的能力[3-4]?？梢?，線上和線下混合式教學模式剛好切合工程教育認證的核心內涵，有利于提高學生的學習興趣和創新能力，提高教學效率，保證教學質量，為培養創新型、應用型和綜合型工程人才提供了一種有效手段。

為了響應中國工程教育認證的需求，本校軟件工程專業積極申請認證，并在2018年正式通過專業認證。針對本校軟件工程專業中的數據庫原理這門專業核心課，本文開展了工程認證背景下的線上線下混合式教學模式探索與實踐。具體來說，本文首先給出了工程認證背景下數據庫原理線上線下混合式課程建設目標；然后從四個方面（課前準備、課堂教學、課后鞏固、最終考核）具體介紹了數據庫原理課程線上線下混合式教學模式探索與實踐；接著給出數據庫原理課程達成情況分析以及課程改進措施；最后給出小結。

1 工程認證背景下數據庫原理線上線下混合式課程建設目標

數據庫原理是軟件工程專業的一門專業必修課，是本科學生的必修課程。在計算機系統中，數據庫技術是現代軟件技術的重要支撐，是諸多研究方向如分布數據庫、并行數據庫、管理信息系統、決策支持系統、數據挖掘等課程的基礎。

通過本課程的學習，目的是使學生全面系統地掌握數據庫系統的原理、基本概念和數據庫設計理論及方法，使學生具有使用、設計和維護一個一般數據庫系統的基本能力。本課程的建設目標有三個，具體如下：

課程目標-1：能夠掌握關系模型的數據結構、數據操縱、存儲結構以及約束條件，做到利用關系代數、SQL語言針對具體問題進行分析并給出正確的查詢、更新、控制等操作。課程目標-1對應工程認證畢業指標點1.4：能夠將軟件工程知識與數學、自然科學知識用于專業工程問題解決方案的比較與綜合。

課程目標-2：能夠掌握關系數據庫管理系統的查詢處理和優化、恢復技術并發控制等技術，并做到根據這些技術有效判斷具體所設計的數據庫系統的性能，合理地設計數據庫系統。課程目標-2對應工程認證畢業指標點3.2：能夠針對特定軟件需求，完成單元（部件）的設計。

課程目標-3：能夠做到正確地利用需求分析方法分析軟件開發復雜工程問題，利用數據庫概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計等方法有效設計系統軟件。課程目標-3對應工程認證畢業指標點4.1：能夠基于自然科學和軟件工程相關科學原理，通過抽象和形式化方法，分析軟件工程領域復雜工程問題的解決方案。

2 數據庫原理課程線上線下混合式教學模式探索與實踐

在本門線上線下混合式課程的教學過程中，以優慕課作為網絡平臺，創建數據庫原理在線網絡課程。課前準備階段通過錄制微課視頻為主、公開慕課視頻為輔，制作相關PPT并上傳教學所需資料；課堂教學階段采用線上和線下混合模式，線下主要講授重難點、線上主要發起簽到和隨堂小測驗等；課后鞏固階段主要發布章節作業、發布章節小測驗等環節完成課程的教學；最后對本門課程采用線上和線下相結合的考核評價。具體實施方案如圖1所示。

2.1 課前準備

對于教師來說，對于每次課程的重點錄制微課視頻，錄制視頻時間7～12分鐘，時間不宜過長，否則學生的精力無法集中。同時也制作相應的PPT，輔助微課的學習。為了幫助學生更深地理解所學知識點，對于學有余力的同學，提供網上一些公開的慕課視頻供其進一步地學習。本課程主要以優慕課作為網絡平臺，創建數據庫原理在線網絡課程，上傳微課視頻、PPT以及公開慕課視頻。為了驗證同學們的預習效果，當同學們完成相關知識點的視頻學習之后，教師會在平臺上發布視頻內容小測驗，并且學生的測驗成績最終納入到課程考核當中，以此來督促學生認真學習。對于學生來說，登錄網絡平臺，可以通過手機端或者電腦端查看通知，下載預習的相關資料，完成線上視頻和PPT的學習，如果遇到什么問題，可以在討論區進行留言討論。當學生完成線上學習之后，可以點擊視頻內容的小測驗以驗證學習效果。

2.2 課堂教學

對于教師來說，上課之前，在平臺上發起簽到，及時掌握學生的到課情況，對于那些經常不到的同學予以重點關懷，激勵他們對數據庫原理的興趣，并且督促他們完成學習。另外，通過對學生課前視頻小測試的分析和總結，可以得到學生對知識點的整體掌握情況，這樣老師可以提前知道學生的薄弱點在什么地方。在課堂上，老師重點講授學生掌握比較薄弱的知識點，并對討論區提到的一些共性問題進行答疑和總結。為了驗證學生的課堂學習效果并且提高學生的專注力，教師可以發布一些隨堂小測驗，并且測驗成績最終納入到課程考核當中。對于學生來說，通過平臺完成簽到，帶著預習過程中存在的問題來聽課，積極參加課堂討論，并且通過手機完成隨堂小測驗，和老師進行有效互動。

2.3 課后鞏固

對于教師來說，在每一章上完之后，在平臺上發布章節作業任務，并且給出作業截止上傳時間。為了督促學生完成課后作業，在截止時間中期和前一天提醒沒有提交作業的學生名單。當學生完成作業之后，授課老師會安排助教及時批改，并且分析出學生對這一章節的知識點的掌握情況，后面在答疑環節中重點對薄弱點進行講解和鞏固。同時，為了驗證學生對這一章節的學習效果，平時作業完成提交之后，教師發布章節小測試，并且測驗成績最終納入課程考核當中。對于學生來說，通過網絡平臺，查看作業，完成章節作業并且在規定的時間內上傳平臺。在做作業的過程中，學生可以在平臺中進行提問討論。最后完成章節小測驗，驗證自己對這一章節的學習效果。

2.4 最終考核

根據本門線上和線下混合式課程的特點，本課程采用線上和線下考核相結合的考核評價體系來合理有效地評價學生的學習效果。具體來說，線上考核包括評價課前視頻測驗的完成情況、課堂學生簽到以及隨堂測驗的情況、課后章節作業的完成情況、章節測驗的情況以及線上參與討論的情況。對于線下考核主要包括期中考試和期末考試的情況。各部分所占比例如下：平時成績包含課后作業、各種測驗成績、討論情況占總成績的30%，主要考核對課堂知識點的復習、理解和掌握程度；期中成績占總成績的20%，考核內容為課程所學知識點，考試形式為閉卷；期末考試占總成績的50%，考核整個學期的課程學習效果，考試形式為閉卷。

3 數據庫原理課程達成情況分析以及課程改進措施

本文采用之前提出的面向產出的課程目標達成情況評價機制[5]，通過對工程認證背景下的數據庫原理課程的達成情況進行深入分析，進而給出課程的具體改進措施。

3.1 達成情況分析

本達成情況分析評價的對象是21級軟件工程專業某一班級的學生，共60人。評價依據為《軟件工程專業課程目標達成評價實施辦法》和《數據庫原理教學大綱》，本課程支撐畢業要求指標點1.4、3.2和4.1。表1 給出了該課程教學目標達成情況評價表，從該表當中可以看到，三個課程目標的均值都超過了期望閾值（設置為0.7） ，換句話說，本課程所支撐的三個畢業要求指標點均達到期望要求。除此之外，通過對每個目標的達成情況進行單獨分析，發現課程目標-1有18.33%的同學沒有達到期望值，課程目標-2和課程目標-3分別有35%和1.67%的同學沒有達到期望值。具體情況如表1。

1） 課程目標-1平均值達到期望，有11名同學沒有達到期望分數。期末試卷中支撐課程目標-1的是第一、二、三大題，考察內容涉及關系代數、SQL操縱、關系模式和數據庫安全性等基礎內容。從平時和期末的考核結果來看，大多數同學能夠理解并掌握數據庫原理中的一些重要概念和理論，并基于這些知識分析給定的應用問題。沒有達到目標期望的同學，在期末試卷中的主要問題集中在對SQL和關系代數的掌握不夠牢固，不能正確把握如何從基本理論出發理解和分析給定的復雜工程問題。

2） 課程目標-2平均值達到期望，有21名同學沒有達到期望分數。相比較其他兩個課程目標，該課程目標未達成的人數較多。期末試卷中支撐課程目標-2的是第六和第七題，考察內容涉及數據庫恢復技術并發控制等相關應用問題，從平時和期末的考核結果來看，大部分同學掌握了數據庫恢復和并發控制技術的相關內容，為今后構建具有特定需求的軟件系統打下了良好的基礎。沒有達到期望的同學，在期末試卷中的問題主要集中在故障影響的判定及可串行化調度的理解上，反映出他們對相關知識點有一定的認識，但無法根據所學知識去分析具體應用問題，設計和建模能力有所不足，需要進一步加強學習。

3） 課程目標-3平均值達到期望，有1名同學沒有達到期望分數。期末試卷中支撐課程目標-3的是第四和第五題，考察內容涉及數據庫概念結構、邏輯結構設計和數據庫范式及優化理論，從平時和期末的考核結果來看，絕大部分同學能夠做到正確地根據需求分析軟件工程領域復雜工程問題，能夠進行采用數據庫概念結構設計、邏輯結構設計，以及優化的方法設計正確的方案。沒有達到期望值的同學的數據庫設計結構均存在一定的問題，表明這部分同學尚不能將數據庫原理的相關模型應用到對實際工程問題的分析，無法利用相關工具對軟件工程領域的復雜工程問題進行正確識別、表達、解析與研究。

3.2 課程改進措施

根據對上述課程目標平均達成情況和各課程目標達成情況分析，結果表明雖然絕大多數同學達成了課程學習目標，但仍有相當一部分學生沒有達成預期的課程目標，這一方面反映出學生對數據庫基礎概念和理論的學習不夠深入，另一方面也反映出在教學活動中對具體知識點的應用實踐教學存在不足。因此，在今后的教學中仍需繼續改進教學方法和教學內容，提升全體學生的學習效果，培養他們運用數據庫原理的相關知識解決應用問題的能力。具體改進措施如下：

1） 部分同學在關系代數、SQL操作及安全性應用題中存在失分，表明對數據庫原理的基礎知識理解不夠深入，應用所學解決實際工程問題的能力有所不足。這一部分學生存在學習主動性不足的問題、學習止于課本的相關內容，沒有就具體的應用問題進行拓展練習。在今后的教學中需增強課程內容的趣味性，提升學生學習的積極性，同時在課程內容安排上，增加各具體知識點相關應用問題的分析和講解，同時配備更多的應用問題課后練習，鼓勵同學們多進行知識點相關應用問題的演練，提升解決實際問題的能力。

2） 較多同學對數據庫恢復和并發控制技術概念理解不夠，不能準確理解數據庫系統中并發控制的基本問題及基于封鎖機制的并發控制策略和措施。后期教學中強化數據庫恢復和并發控制技術的講解與討論，通過加強課外在線討論和答疑，提高學生理解和分析數據庫管理系統性能的能力。

3） 本次考試的試題難度適中，試卷雖覆蓋了課程大綱所包含的主要知識點的應用考核，但側重點仍在運用基本概念和原理解釋與分析實際應用中的問題，對數據庫系統的設計和研究相關綜合性應用題考核力度不夠。因此在今后的教學中可進一步融入數據庫系統設計、開發和研究中的具體問題，增加課程內容的深度，鍛煉學生的知識運用能力，同時在考核中增加考核的難度，更好地考核學生的學習效果。

4） 通過對數據庫原理課程線上線下混合式教學的探索與實踐，發現有許多的資源需要后期不斷地補充和完善，比如課前視頻小測驗的題庫、課中隨堂測驗的題庫、課后章節作業的題庫以及章節測驗的題庫、微課視頻以及PPT等。

4 結束語

在目前工程認證的背景下以及混合式教學的逐步興起，本文首先給出了工程認證背景下數據庫原理線上和線下混合課程的建設目標；接著從課前準備、課堂教學、課后鞏固、最終考核四個方面具體介紹了本課程混合式教學模式的探索與實踐情況；最后，針對軟件工程專業學生，具體給出數據庫原理課程達成情況分析，通過分析找出教學過程中可能存在的問題，并給出合理的課程改進措施。

參考文獻：

[1] 付華，任書霞，于剛，等.工程教育認證理念下的新工科專業課程體系的構建[J].教育教學論壇，2020（16）：275-276.

[2] 高新勤，陸馨，王浩.以工程教育認證為抓手推進“一流專業” 建設[J].大學教育，2020，9（11）：63-66.

[3] 余惠蘭.線上線下混合式“金課” 建設路徑研究[J].教育評論，2019（10）：21-25.

[4] 馬麗，董悅麗，孫斌，等.高校數據庫原理與應用課程線上線下混合式教學的研究與實踐[J].計算機教育，2020（7）：58-61.

[5] 張磊，章程，汪粼波，等.工程認證背景下面向產出的課程質量評價機制——以數據庫原理課程為例[J].電腦知識與技術，2023，19（13）：164-167.

【通聯編輯：光文玲】