人工智能专业“数据库技术”课程翻转课堂教学研究

时间：2024-05-04

彭辉，张群慧

(湖南科技职业学院，湖南长沙 410004)

0 引言

2018年4月，教育部制定了《高等学校人工智能创新行动计划》，对高校发展人工智能技术提出了具体目标。在此背景下，各大院校先后开设了人工智能专业，拉开了人工智能人才培养的序幕。为更好地服务于人工智能专业的教学，有必要对人工智能专业课的教学进行探讨。文章以人工智能专业的专业平台课——“数据库技术”为例，介绍一种应用多平台的翻转课堂教学方案。

1 数据库课程简介

人工智能专业属于计算机大类专业，课程由人工智能专业平台课和专业核心课程组成。在人工智能的核心专业课程中，许多都以“数据库技术”为课程基础来开展教学，例如：“程序设计基础”涉及数据库编程，需要学习者掌握数据库的查询SQL语句、存储过程、存储函数功能；“数据分析与特征工程”中的数据预处理，需要学习者掌握多表查询中内连接、外连接等相关知识。由此可见，数据库课程是许多专业课的前导课程，数据库课程的教学效果直接影响学生后续专业课程的学习。

根据人工智能专业的课程规划，选取当前被广泛使用的MySQL数据库作为教学数据库，并将数据库课程的教学内容划分为8个部分：数据库基础知识及开发环境搭建、数据库及表结构的设计、数据的增删改操作、数据查询SQL语句、视图及索引、关系数据库模型设计、数据库编程及数据库管理等内容，具体内容如图1所示。

图1 数据库技术知识结构

在实际的教学过程中，需按照从简单到复杂的学习过程，确定授课计划。首先，从安装数据库管理软件开始，让学生对数据库管理系统有个基本认识；其次，按照数据库及表结构创建→数据的插入、修改、删除→表数据查询→虚拟表(视图)操作的流程来介绍数据库的基础知识、掌握SQL语句的编写与应用；再次，从软件开发流程的角度，给学生讲授数据库模型的规划与设计，让学生掌握如何设计一个合理的数据库模型，并对数据库模型进行规范化处理；从次，介绍数据库编程基础知识，引导学生掌握存储过程、存储函数及触发器的工作原理及定义方式；最后，对整个数据库的管理进行介绍，旨在让学生掌握数据库的用户管理、权限管理、数据库备份与还原等相关知识。

2 翻转课堂

翻转课堂也叫“逆序教学”，是一种起源于美国的新型教学模式[1]，对教师和学生有如下要求：(1)教师需要掌握先进的信息技术，并在课程开始前要预先录制好教学视频并上传到在线学习平台，并配备相关的讨论、问题及作业。(2)学生带着老师的提问，自主学习教材、观看在线课程视频，并根据线上课程内容完成相关作业及讨论。(3)课堂上，以学生为主体，教师为主导，充分发挥老师答疑和解惑的作用，并通过项目案例实战，让学生自己动手，将所学知识应用到问题解决场景中，提高学生的问题解决能力[2]。翻转课堂整合了线上平台和线下教育资源，将学习主动权交给学习者，有效地提高了学生学习的主动性和积极性[3]。

3 数据库课程翻转课堂教学方案

3.1 超星学习通线上学习平台

超星学习通线上学习平台是集泛在学习和混合式教学为一体的新一代网络学习及教学平台。该平台提供丰富的慕课、精品课程建设资源，并可以提供教学资源的在线展示(包括文字展示、图片展示、电子书籍阅读窗口、PPT播放、视频播放等)。同时，为教师提供学生的学情管理(任务点的学习情况)、课堂管理(签到、白板、投票和抢答等功能)、作业管理、考试管理等多方面功能。基于此平台，教师的教学突破了传统教学的限制，可以跨时空地为学生提供24 h在线教学服务。

3.2 EduCoder实训平台

EduCoder实训平台是国内新型开放的在线实践教学平台，也是国家、省级精品课程建设平台。该平台将开源的项目资源、课程知识点及实验平台进行整合，学生直接登录系统后即可进行学习和做实验。该平台与超星学习通的区别在于：EduCoder平台以实践案例为依托，以完成实践案例为目标将知识点进行组织分解。学生在完成知识的学习后，可以在该平台上进行项目实践，通过实践，能快速地检验学习者的学习效果，并通过闯关练习的方式，引导学生按知识脉络进行自主学习和练习。

更重要的是，教师可以根据课程的特点定制开发自己的实训案例。学生通过教师提供的课程邀请码，即可加入该实训课程。学生完成实训任务后，所有的实验数据都记录在平台上，教师可以通过查看实验报告了解学生在实验过程中存在的问题，进行有针对性的辅导。