數據驅動的數據庫課程混合式教學模式創新

摘要：教育現代化環境下，大數據與信息技術已成為推動教育改革的重要引擎。為切實達到數據驅動的“精準化教與個性化學”，本文以數據庫課程的改革為例，基于成果導向，深度融合信息化技術，以數據驅動教學模式的優化，構建了一套以學生為中心、精準化數據導學的六段式混合教學模式和多能力評價體系，教學實踐表明，學習效果提升理想。

關鍵詞：數據驅動；個性化學習；六段式混合式教學；數據庫；教學改革

隨著“互聯網+”與大數據時代的到來，數據庫系統已經成為現代信息系統的核心與基礎，數據庫課程在信息技術相關專業中的地位日益重要，已經成為計算機基礎教育的重要組成部分，對于培養具有計算思維和創新能力的時代新人作用重大。

隨著數據密集型科學的快速發展，數據成了驅動社會創新發展、綜合競爭的重要指標，也成為教育研究和利用的主要對象［1］。在教育信息化、數字化發展的環境下，為適應當代大學生開放的、個性化的學習需求，滿足信息化時代對人才信息素養的需要，本課程團隊以學生為中心，以信息技術為支撐，立足學科特色，打造線上+線下混合式教學模式，面向人工智能+教育，在數據驅動、技術賦能的教學轉變與教學優化方面進行了有效的研究與探索，形成了一套信息化數據賦能的精準化混合式教學模式。

1教學現狀分析

隨著信息化技術的發展與數字化教學的普及，學生的學習需求與能力要求也在隨之變化。目前，很多高校數據庫課程已采用了混合式教學，并在一定程度上提高了教學質量，但也普遍存在“精準化教與個性化學”難以有效落實的問題。（1）教學設計缺少目標導向，多為基于內容導向，導致線上學習與線下講授的角色定位并非以學生能力和興趣為設計主線［2］，無法促進教學模式的本質性優化。（2）對于學生真實的認知水平，教師在實際教學設計中并未精準掌握并實現量化。（3）教學與專業松耦合，理論與實踐脫節，課程改革與教學創新的實效性并不高。（4）教學評價模式單一，無法對學生的學習能力和知識水平全面客觀評價，阻礙以學生為中心的教學理念的有效實施。（5）已有的課程資源不能有效對接本校學生學習實際，不利于自主學習。

教育現代化環境下，為適應以新工科為代表的能力培養需要和以學生為中心的教學理念轉變，課程改革需要與現代信息技術深度融合，以推進課程體系的重構、教學模式的優化和教學方法的革新，滿足以學生為中心的教學需求，真正實現“精準教、個性學”。

2數據優化課程目標

分析課程困境，以目標和成果為導向、以學習數據為驅動，對課程目標進行重構：通過對數據庫技術系統化的學習和實踐，實現對學生的數據管理信息化引導和程序設計思維的過渡，掌握利用數據庫技術解決問題的方式和方法，并有能力面對大數據、“人工智能+”等新興應用。教學設計從學生需求和學習結果出發進行逆向設計，實現從傳授知識結論到培養專家思維的教學范式轉變，適應新型教學形態的發展。

3數據驅動教學范式

混合式教學是指依托信息技術、以在線教學代替部分線下教學的教學模式，它相對于傳統單一的教學模式而言更具有靈活性與便捷性。信息技術以其高速度、數字化等特點為高?；旌鲜浇虒W模式的構建提供了技術支撐［3］。

基于混合式教學，聚焦“精準化教”難題，通過大數據分析技術進行高效的學情分析，獲取各學科對數據庫人才能力的需求指標，實現以學定教，定向定制教學大綱、細化知識目標、能力目標與情感目標，從課程體系、教學模式、教學方法、考核評價等方面進行實證性的改革。面向“個性化學”難題，通過引入多種信息化工具實現智慧型教學，布局多種在線資源建設，滿足學生的個性化需求、設計定向型的分層次翻轉課堂任務，實現不同能力學生的主動性學習。

3.1基于數據的學習行為分析

將MOOC、超星學習通等信息化工具融入課程教學設計過程，以數據驅動教學改革。數據驅動的目的在于因材施教，通過對學生進行大數據分析，發現學生的優點、特長，從而實施精準培養［4］。

（1）依托MOOC平臺，建設具有我校特色的數據庫線上課程，對接學生實際需求，為學生提供在線學習與測試、交流討論、擴展閱讀等多種學習活動，并不斷優化和改進線上資源，與時俱進地引入領域新知識和前沿技術。

（2）引入學習通信息化工具，布局在線學習資源，為學生提供學習任務和學習推送；利用其豐富的學習活動方式，創設多種教學情境，打造形式多樣、深入生動的師生互動，實現高效課堂學習過程，幫助學生完成知識的內化與遷移。

通過對MOOC和學習通產生的學習過程數據進行統計分析，建立數字化的學習行為模型，作為學情分析的有利支撐，為后續混合式教學各環節的高效推進提供支持。

3.2混合式教學改革

OBE的成果導向教育作為一種先進的教育理念，是高等工程教育改革的正確方向［5］。因此，基于目標導向，以反向設計為原則，以學生需求為目標，實施線上/線下聯動+課內/課外互動相結合的教學模式，打造無邊界課堂學習環境，并通過多重任務翻轉課堂設計，實現“知識活起來、課堂動起來、思維躍起來”的全新混合式教學模式，確保真正實現以學生為中心的教學。

規范混合式教學流程，進行六段式混合式教學改革。將教師、學生、信息化工具與在線資源及評價機制有機融合，細化混合式教學的不同階段，規范混合式教學流程，通過“明確教學目標→細化課前導學→實施翻轉課堂→進行實踐測試→開展評價反饋→推送拓展活動”六個教學環節，實現混合式教學設計。每個環節配有對應的信息化工具助力教學過程的高效實施。

（1）結合MOOC實施精準化的課前導學。定期根據MOOC+學習通的統計分析數據對學生學習行為進行量化分析，以此動態調整學生群體分類，以便因材施教。根據量化結果完成學情分析、以學定教，確定知識、能力和素質目標，進而為學生制定精準化、精細化的課前預習單、定向推送在線學習資源，學生在課前通過MOOC完成自學任務、進行小組討論、完成對基本知識的認知與儲備。

（2）融合學習通打造多層次任務的翻轉課堂。針對本課程課時少、實踐任務重的問題，實行分層的多重任務式翻轉課堂教學模式。根據學生的分層、分組，制訂個性化的學習方案。依據學習通信息化工具的統計數據，將學生劃分為“鞏固基礎型、強化提升型、能力拓展型”，定向實施不同深度和廣度的教學。依據不同群體學生的最近發展區制定相應的翻轉學習任務，學生根據個人能力實現適合自身的翻轉案例，并向學習同伴展示學習成果。多層任務的翻轉課堂聚焦了學生學習動力和潛力的開發，為各層級學生搭建了跨越最近發展區的支架［6］，滿足了不同學生的學習需求。利用學習通豐富多樣的活動元素，如選人、評分、投票等設計教學互動，為學生創設生動的交流情境。課堂活動中，注重引導學生采用計算思維的有關概念和方法來思考、解決問題［7］。鼓勵學生在分析、解決問題的過程中主動學習和探索，引發對問題解決的深層理解。

（3）利用微信群實現反饋式的課后練學。學生通過翻轉課堂完成知識的內化與遷移，課后通過微信群推送調研問卷，及時獲取課堂反饋，并根據反饋結果定制后續的實踐練習和測試題，幫助學生將理論與實踐高度結合，通過實踐的檢驗實現知識的靈活運用與遷移。

（4）豐富拓展題與創新訓練。為鍛煉學生的再學習能力、團隊協作能力以及創新實踐能力，利用微信定期推送拓展題，結合學習通的在線測試與“打榜”功能實現拓展題“打榜”，激勵學生進一步實踐創新，實現能力的提升，進一步儲備提升解決復雜工程問題的能力。

3.3評價體系改革

根據課程實踐性強的特點，采用在線測試平臺作為實驗教學和機考的工具，改革傳統實踐教學方式和考試模式。重視過程化的階段性學習成果，提升過程化考核在總評成績的比例（過程化考核占比50%），以此為標準構造多元化的能力評價體系（見下表），對學生進行全面、客觀的評價。

4六段式混合式教學組織與實施

基于掌握基礎知識、強化應用能力、培養創新意識、提升綜合素質四個層次，進行教學內容的選擇與設置。通過采用線上/線下聯動、課堂內外互動的方式保證師生之間的緊密聯系。在此基礎上實施六段式混合式教學，通過課前、課中和課后任務，完成教學組織與實施。每個階段的教學環節依托不同的信息化工具：利用MOOC實施線上學習，基于學習通發布課程資源、實施學習活動，通過QQ班群發布課程通知、進行交流討論。

4.1明確教學目標

根據MOOC+學習通的教學過程數據，將學生分層與分組，建立分層化的學習群體和同伴學習小組，形成師生緊密聯系的教學共同體。通過學情分析確定教學目標，設計精細化的導學任務，包括自學指南、小組和個人任務、學習反饋與智能推送。

4.2細化課前導學

學生根據課前導學單完成個性化的自主式學習與合作式學習，準備翻轉課堂活動。

4.3實施翻轉課堂，實現探究式學習

（1）教師引導：根據教學內容，以任務驅動、啟發式教學的形式引入知識點，創設生動多樣化的教學情境。

（2）多任務翻轉課堂：采用進階式設計任務引導學生設計具有難度梯度的翻轉任務，普通任務面向全體學生翻轉，拔高任務面向有能力的學生翻轉。課堂上，針對難度不同的學習任務，通過在不同能力的群體隨機選人的方式實現翻轉任務。

（3）組間討論，組間互評：利用學習通的分組功能和互評方式進行互評與分組討論，實現生生高效互動。

（4）教師點評，師生互動：利用學習通的主題討論與投屏展示功能輔助教師進行點評和總結，實現高效互動型教學。

4.4進行實踐測試

完成定制實踐任務，目的是實現舉一反三和能力提升。

4.5開展評價反饋

發放問卷獲取反饋，并以此作為下階段學情分析的基礎數據。

4.6推送拓展活動

課后，根據教師的個性化推送完成練習與鞏固，實現個性化學習。

混合式教學體現了教學過程中學生的主體地位和教師的主導作用。在教學實施中發現，課前導學任務設計對于有效推進后續教學活動、實現精準化教學與個性化學習十分重要。教師必須通過精準、科學、有效的學情分析實現以學定教，完成教學內容設置。對于知識點的導入方式、不同難度級別的翻轉任務以及對學生各項能力指標的考查等項目，教師都要進行精心而細致的設計。開展混合式教學的最終目的是有效提升絕大部分學生的學習深度，其核心在于強調學生對知識的主動探索、交互學習及主動建構［8］。教師要善于鼓勵學生進行自主學習與實踐，引導學生善于發現問題、強化計算思維與創新思維，實現從“做中學”。

5教學效果與評價

每學期選擇占比約30%的班級進行混合式試點教學，因為試點班和普通班總評成績構成比例不同，所以僅以期末機考卷面成績進行比較分析。在最近一學期的期末機考中，試點班的優秀率和良好率與普通班相比有明顯提升，不及格率顯著改善，見下圖。由此可說明，在執行混合式教學后，在機考試題難度相當的條件下，學生考試成績的及格率以及優秀率得到不同程度的提升和改善；混合式教學除了能培養學生自主學習習慣之外，教學效果也可以達到課程要求；同時也表明學生能夠接受這種教學形式，教學效果良好。

試點班與普通班期末考試成績分布比例圖

課程結束后，以問卷的方式調查學生對教學實施情況的滿意度，發放問卷172份，收回163份，評價為滿意以上的問卷占比93%，其中非常滿意占比64%。調查結果說明該教學方式得到了絕大多數學生的認可。隨著社會信息化水平的不斷提高，學生的學習方式和個性化需求也隨之發生著變化，對混合式教學接受度越來越高。規范有效的混合式教學設計不僅可以有效對接學生的個性化學習需求，同時也助力多種能力的進階。

結語

教育現代化模式下的教學改革既是應時代之需，也是應學生發展之需。信息技術為實現教學的精準化與協同化提供了重要助力，為解決混合式教學實踐過程中的實際困難，課程團隊立足線下、依托線上，將信息技術與教學過程緊密耦合，以成果為導向，堅持以人為本的教育理念，注重學生知識、能力、素質的全面培養和高階思維的訓練，提出了六段式的混合式教學模式，規范了混合式教學的流程，并根據各類信息化工具教學過程的數據，深入總結經驗、實現教學迭代。未來，信息技術將繼續進行優質信息資源與教學改革的深度融合，增強教學特色，改善學生的學習體驗并不斷提升教學效果。

參考文獻：

［1］楊現民，駱嬌嬌，劉雅馨，等.數據驅動教學：大數據時代教學范式的新走向［J］.電化教育研究，2017，38（12）：1320+26.

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［4］楊宗凱.高等教育數字化轉型的路徑探析［J］.中國高教研究，2023，355（03）：14.

［5］李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］.高等工程教育研究，2014（02）：2934+70.

［6］王文靜.維果茨基“最近發展區”理論對我國教學改革的啟示［J］.心理學探新，2000（02）：1720.

［7］肖鋒，辛大欣，耿朝陽.計算思維培養為核心的教學模式研究與實踐——以“數據庫原理與應用”課程為例［J］.現代教育技術，2015，25（07）：4955.

［8］林穎賢，浦云明，李傳目，等.基于OBE理念的數據庫原理課程混合式教學模式［J］.計算機教育，2020（07）：6265.

基金項目：全國高等院校計算機基礎教育研究會2021年教研項目（2021AFCEC461）；西安郵電大學2021年教改項目——混合式學習環境下基于三導向、六環節的數據庫類課程教學創新及學習評價研究（JGA202109）；西安郵電大學2022年校級教改項目（KSJH202202、YJGJ2022042）

作者簡介：白琳（1980—），女，漢族，陜西西安人，碩士，副教授，研究方向：智能信息處理。