微课在“数据库系统原理课程设计”中的应用研究*

■钟颖莉 玄萍 杨艳 （黑龙江大学计算机科学技术学院）

微课在“数据库系统原理课程设计”中的应用研究*

■钟颖莉 玄萍 杨艳 （黑龙江大学计算机科学技术学院）

“微课”是近年来出现的一种新型的教学资源，通过详细分析“微课”的特点，提出将“微课”融入“数据库系统原理课程设计”实践教学中，设计了基于微课的实践教学模式和考核方法。该实践教学模式能有效地解决目前实践教学的弊端，提高教师的教学效果和学生的学习效率。

微课；数据库系统原理课程设计；实践教学；教学模式

一 引言

随着移动互联网技术、智能设备的迅速发展和普及，教育资源逐渐变得开放、共享和多元化，学生获取知识的途径、学习资源的类型、教师的教学方式等都发生着巨大的变化[1]。“微课”作为一种新型的教学模式也逐渐走进了高校的教学课堂。“微课”以其内容短小精悍、信息清晰明确、易于资源分享和传输等特点深受教师和学生的喜爱[2]。

“微课”的雏形是美国爱荷华大学LeRoy A.McGrew教授提出的60秒课程[3]和英国纳皮尔大学T.P.Kee提出的一分钟演讲[4]。现今热议的“微课”概念是2008年由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师和在线服务经理David Penrose提出的[5]。他提出建设微课程的五步骤：罗列教学核心概念；写15～30秒的介绍和总结，为核心概念提供上下文背景；录制时长为1～3分钟的视频；设计引导学生阅读或探索课程知识的课后任务；将教学视频与课程任务上传到课程管理系统[6]。在国内，自2010年广东省佛山市教育局胡铁生针对现有教育信息资源利用率低的现状，率先提出“微课”概念。随着国内外“微课”实践的不断丰富和相关研究的逐步深化，人们对“微课”的认识也越来越深刻、全面，其概念内涵也在不断发展、丰富[7]。“微课”作为传统课堂教学的有益补充，逐渐应用在高校的各门课程教学中。

本文分析了目前“数据库系统原理课程设计”实践教学中存在的若干问题，提出在实践教学中充分利用“微课”这种新型教学资源，并设计了基于“微课”的实践教学模式，从而解决原有实践教学模式的弊端，提高学生的学习效率、自主学习能力、实践能力以及创新能力等。

二 微课的概念及特点

“微课”，又名“微课程”，是“微型视频网络课程”的简称，它是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点（重点、难点、疑点、考点等）或教学环节（学习活动、主题、实验、任务等）而设计开发的一种情景化和支持多种学习方式的在线视频课程资源。“微课”不同于传统单一的教学资源类型，它的核心内容是课堂教学视频的精炼，不仅包括课堂设计、教学课件、设计任务、素材等常规教学内容，还包括学生反馈及教师点评等辅助教学资源。因此，“微课”是将各种教学资源以一种特定的组织关系和呈现方式构建的一个半结构化、主题式的资源单元[8]。它具有如下几方面的特点。

1 教学内容精简，主题清晰明确

“微课”主要是针对某个学科知识点，或者是某个教学环节进行教学设计，相对于传统课堂所要完成复杂众多的教学内容，达成多个教学目标而言，“微课”的教学目标相对单一，教学内容更加精炼，教学主题更加清晰明确，能有效展示教学过程中的重点和难点问题。

2 资源整合情景化

“微课”是以课堂教学视频为核心进行教学设计，并将教案、学案、教学素材和课件、教师教学反思、学生反馈评价及学科教师互动点评等多种资源整合成一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造了一个与具体教学活动紧密结合、真实情境化的“微教学资源环境”。教师和学生在这种具体的、典型案例化的教与学情境中能达到“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的培养并实现教学观念、技能、风格的模仿、迁移和提升，从而快速提高教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，也有助于提升学生的学习兴趣和学习效率。

3 教学资源短小，便于应用

“微课”视频的时间较短，一般为5～8分钟左右（最长不宜超过10分钟）。“微课”的资源容量也较小，加上与教学主题配套的教学设计、教学课件、教学反思及专家点评等资源也只有几十兆。学生既可以流畅地在线观看“微课”课例，查看教案课件和教师点评信息，也可灵活方便地将其下载保存到各种移动设备中进行自主学习[9]。

三 “数据库系统原理课程设计”实践教学中存在的问题

“数据库系统原理”课程是计算机科学与技术专业本科学生的一门重要的专业基础课，数据库系统原理在学生的知识结构中占据着核心的地位。“数据库系统原理课程设计”作为其实践环节也是至关重要的，它是学生配合数据库系统原理课程进行综合能力培养的实践课程。该课程的目标是使学生加深数据库管理系统的基本概念和基本知识以及实现技术的理解，培养数据库应用系统的设计和开发能力，在实践过程中提高学生的动手能力、创新意识和团队精神。为将来设计数据库、学习和使用各种数据库开发工具、从事数据库管理工作、开发新型数据库系统打下良好的基础。但是根据多年的教学和实践经验，发现在“数据库系统原理课程设计”实践过程中依然存在以下主要不足之处。

1 实践内容抽象，学生理解困难

“数据库系统原理课程设计”要求学生完成一个数据库应用系统中后台数据库的设计以及实现一个数据库管理系统原型。数据库设计理论和数据库管理系统内部实现机制是理论教学中的重点也是难点。虽然在实践教学过程中，教师会反复给学生讲解系统设计的思想和程序开发的方法，但是学生对于理论课程的内容理解不深入，导致其在实践过程中举步维艰。

2 实践学时较少，指定时间内部分学生完不成实践任务，难以保证质量

“数据库系统原理课程设计”学时压缩，由原来的60学时压缩为45学时到现在的36学时。实践课上，教师要演示SQL语句的使用，数据库设计的实例和数据库管理系统的模块构建；学生要完成系统的设计、编码和调试，36学时的实践时间明显不够。另外学生的理解能力和编程能力也各不相同，这必然导致一部分学生在规定时间内不能完成实践内容，并形成恶性循环，最终放弃实践课程。

3 实践教学模式单一

“数据库系统原理课程设计”的实践课堂上，对于验证型实践内容，教师演示具体操作步骤，学生按照教师要求逐步验证。对于设计型和综合型实践内容，教师给出系统功能模块设计思想和设计方法，甚至给出底层存储文件的数据结构。学生只能被动接受，不能积极参与到实践教学中，无法调动学生学习的主动性和创造性[10]，导致学生面对新的应用需求无法独立完成系统的设计与实现，不能学以致用。

4 师生之间缺少交互

“数据库系统原理课程设计”是大班授课制。每个班级一般都有将近九十人，由任课教师和一名实验教师组织上机实践。由于学生人数较多，时间有限，教师很难兼顾到所有学生，另外根据多年的实践经验，发现大部分学生不愿意与教师面对面进行交流，教师与学生之间缺少必要的沟通。这必然导致在实践过程中，基础较好的学生一直忙于实践，而基础薄弱的学生显得很无助，难以保证实践质量。

5 实践考核模式单一

“数据库系统原理课程设计”的考核方式是学生演示每一个实践项目，教师检查运行结果，并根据运行的结果提问，学生做出相应回答。课程结束时上交综合设计文档，教师以程序检查结果和提交的综合设计文档给出学生实践成绩。但是，在实践过程中普遍存在拷贝现象，学生将别人写好的程序运行给教师看，甚至综合设计文档也直接抄袭，导致教师对于实践能力强的学生能给出合理成绩，对于实践能力弱的学生很难做出客观的评价和给出实践成绩[11]。

四 微课在“数据库系统原理课程设计”中的应用研究

“数据库系统原理课程设计”内容包括三个方面。①针对教学内容的关系代数及SQL语句部分，要求学生在Oracle数据库上建库并使用SQL语句完成各种数据库操作，从而深入理解关系代数的定义，熟练掌握SQL语句的使用。②针对数据库理论及数据库设计部分的教学内容，要求学生设计并实现一个数据库应用系统的后台数据库。通过数据库应用系统的实例来巩固教学环节中数据库设计技术和方法。③针对数据库实现部分的教学内容，安排《数据库管理原型系统实现》这一实践项目，将数据库管理原型系统的设计与实现贯穿于整个教学过程中，使学生通过实际动手实现数据库管理系统来深入领会数据库实现技术。数据库管理原型系统实现是“数据库系统原理课程设计”的重点和难点问题，占整个课程设计分数的80%。该部分内容要求以数据库管理系统架构为指导，使用构建技术分块设计和实现各个组成部分。其主要功能模块包括：数据库语言编译模块、数据库定义及操作模块、索引的创建与删除模块、查询处理模块、数据库保护模块[12]。

“微课”是针对某一学科知识点或教学环节而设计的，而数据库管理原型系统是以功能模块为基本单元进行实践，符合“微课”的基本特点。通过对“微课”的特点和“数据库系统原理课程设计”实践的重点内容分析，我们发现“微课”这种教学模式能很好的应用在数据库管理原型系统实现的实践教学中。我们可以将整个实践过程分为如下几个阶段：实践课前的准备阶段、实践课前的传递阶段、实践课上的内化阶段、实践课后的巩固阶段[13]及实践课的考核阶段。

1 实践课前的准备阶段

首先，教师根据数据库管理原型系统的实践内容，将每一个功能模块作为一个“微课”单元，把实践内容分成：数据库语言编译功能、数据库定义及操作功能、索引的创建及删除功能、查询处理功能、数据库保护功能五个微单元。然后根据每一个微单元的实践内容制作微视频，由于自主学习的时间过长会使学生产生厌倦心理，微视频的时间控制在15分钟之内。每一个微视频包括的内容为，教师讲授每一个功能模块的设计要点及实践过程中容易出现的问题，往届学生设计的优秀模块展示。最后，针对每个微单元的实践内容设计自主实践任务单。实践任务单分为教师部分和学生部分，其中教师部分应包含实践指南、问题设计。实践指南包括实践内容、达成目标、实践方法建议等。对于能力较强的学生可以通过实践指南明确实践内容，进行自主学习，为实践课做好充足的准备；对于能力较弱的学生可以通过实践方法建议，尝试自主学习。问题设计是把传统的知识点灌输转化为任务驱动、问题导向的自主学习的关键。把实践的重点和难点转化为问题提出来，使学生在解决问题的同时理解实践的重点和难点内容[14]。学生部分包含实践开发环境、数据库管理原型系统架构、功能模块介绍、所需相关理论知识、算法描述、程序流程图、测试用例与实践结果。

2 实践课前的传递阶段

教师将学生分为若干组，每组8人，这样便于学生之间更好的交流，解决实践中出现的问题。每组学生均需要完成全部实践内容，组内按照系统功能模块对学生进行任务划分[15]。学生利用课余时间在规定时间内观看实践项目相关的微视频及自主实践任务单中教师部分的内容，做好充分的预习，设计好实践方案，完成实践任务单中学生部分的实践开发环境、数据库管理原型系统架构、功能模块介绍、所需相关理论知识、算法描述、程序流程图部分。

3 实践课上的内化阶段

学生根据自己设计的实践方案进行实践项目的具体实施，在具体实施过程中出现问题可以与教师、同学进行面对面的交流，改进并完善自己的实践项目，完成自主实践任务单中学生部分的测试用例与实践结果部分。教师根据在线平台上收集的学生问题进行实践讲解，针对实践过程中学生随时出现的疑问进行个性化的实践指导。

4 实践课后的巩固阶段

学生在实践课堂上完成全部的实践内容及自主实践任务单后，根据五个自主实践任务单及设计心得完成“数据库系统原理课程设计”综合文档。教师根据学生的课前、课中、课后的表现给出客观评价，并将优秀的学生作品上传到在线平台展示。

5 实践课的考核阶段

打破了传统的以实践结果和综合设计文档给出实践成绩的方式。实践课堂上每50个学生配一个实践指导教师，保证实践指导和考核的顺利进行。每个实践项目，学生需在规定时间内完成每一个实践项目及自主实践任务单，达到考核标准中规定的实践项目的分值，成绩达到及格以上方可进行下一个实践项目。教师的考核分为课前、课中和课后。课前考核以学生与教师在在线平台上的交流次数和自主实践任务单的完成情况为主要评价指标；课上对每个实践小组的每项实践项目都按照实践讲义规定的内容和步骤逐一检查，同时查看自主实践任务单中测试用例与实践结果的完成情况。课后考核以学生上交的综合设计文档为主要评价依据。这样教师可以更为客观地给出最终的实践成绩。

五 结论

本文在深入分析“数据库系统原理课程设计”实践教学中存在问题的基础上，提出了新的实践教学模式。由于研究尚处于起步阶段，目前仅应用在本校计算机科学技术专业实验班，下一步将研究结果逐步应用在本校计算机科学技术专业和软件工程专业的本科生教学中，继续发展与完善微课在“数据库系统原理课程设计”实践教学中的应用。

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G642

A

1008-2549(2017)10-0089-03

黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目（2016B02）。