创新意识驱动下实验教学方法的探索与实践

袁丽娜

摘 要：传统的单一教学方法已经不能完全满足创新型人才培养的需求。在实验教学改革过程中，实验教学方法的改革也起着非常重要的作用。文章针对计算机相关专业方向的数据库系统原理实验课程，对实验教学方法进行不断地探索与实践。实验教学中采用了案例式教学法，启发式教学法，翻转课堂教学法，开放式教学法，助教式教学法，网络化问题式教学法和任务驱动法等多种教学方法。经实践表明，多种教学方法的综合使用使得教学效果明显提高。

关键词：创新意识；数据库系统原理实验课程；实验教学方法

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）02-0039-03

Abstract： The traditional single teaching method can't satisfy the demand of innovative talents. In the process of experimental teaching reform， the reform of experimental teaching method also plays an important role. This paper explores and practices the experimental teaching method based on the experimental course of principles of database system in computer related professional direction. Many kinds of teaching methods are adopted in the experiment teaching， including case-type teaching method， heuristic teaching method， flip classroom teaching method， the open teaching method， assistant teaching method and problem-based learning based on network， Task-driving method， and so on. It has been proved by practice that the comprehensive use of various teaching methods has greatly improved the teaching effect.

Keywords： Innovation consciousness； the experimental course of principles of database system； methods of experiment teaching

引言

教学方法改革在实验教学改革中也起着万分重要的作用。数据库系统原理实验课程是软件工程、信息工程等计算机相关专业方向的重要专业基础课程。为更好地培养具有创新意识、创新能力[1]、能主动学习和具备团队精神的创新型人才，为更好地培养学生实践能力和综合素质，传统的基于知识和技能相结合的传授型教学方法和模式已经不能完全满足需要[2]，教学方法的改革与探究已成为必然。

一、目前实验教学面临的问题

数据库系統原理课程教学总学时为68-72学时，通常一半学时为理论课，一半学时为实验课，实验课主要教学内容包括基础类实验，设计类实验，创新类实验，综合性实验等，大致16至17个实验左右[3]。实验教学改革取得一定的成效，但改革过程中，发现仍然存在以下几个问题：

1. 学生学习目标不太明确，学习兴趣没有被完全调动起来，被动学习[4]，根据老师要求，按部就班地完成实验，整体效率不高，效果不太理想。

2. 学生对于一些简单的实验基本技能掌握得还可以，但综合设计能力，创新能力，团队合作能力和沟通交流能力等还不够。

3. 创新意识薄弱[5]，思考问题不够比较浅，不够深入，不够宽广。

针对以上问题，传统的教学方法还没有从根本上解决问题，因此本文将“案例式教学”， “开放式教学”，“翻转课堂式教学”，“助教式教学”，“问题式教学”“启发式教学”，“任务驱动教学”等多种教学方法[6]引入到数据库系统原理实验教学中，经过一定的实践，取得了一定的教学成果。

二、多种教学方法的研究与实践

（一）案例式教学法

数据库系统原理是一门重要的专业基础课，案例教学有助于让学生更好地锻炼实践操作能力，提高学生对于相关课程的学习兴趣[7]。学习之初，大部分学生从来没有接触过数据库知识，从而无法了解数据库的作用地位，更不知道学习目标。所以课程最开始使用学生平时需要使用到的学校管理信息系统案例，告知学生数据库在软件开发中的作用及地位，学习数据库的目标。实验课程中，采用案例驱动，使用一个案例贯穿所有实验。所有实验都提供了案例场景、最佳实践等实践经验，采用深入浅出的方式，每个实验都具有典型性，各个实验之间具有关联性，内容循序渐进。并且配套自己根据多年的企业数据库开发经验及学校多年的数据库课程讲授经验相结合而编写的教材。案例驱动的教学方法使学生学习数据库目标明确，提升其学习乐趣及实践能力。

（二）启发式教学法

启发式教学主要是为了启发学生学习的内在兴趣，引导学生积极主动地获取和掌握知识，并在此过程中适当培养创新意识[8]。实验课程教学中，采用启发式教学需要注意几个关键问题：1.需要教师从初学者角度把握学生对数据库知识的认知结构，接受程度及方式。2. 教师需要有梯度地把握数据库知识层次，启发学生从原有的知识认知结构到新的知识认知结构的转化。3. 知识不是孤立的，是相互联系，教师需要从多方面准备，并启发学生，少精多博。4. 针对学生对知识的反馈，需要启发学生反思思考问题的思维过程，帮助学生发现错误校正错误，培养学生良好的思维习惯，时刻具备创新意识。启发式教学通常采用归纳启发，类比启发，演绎启发和实验启发等多种启发方式[9]。比如索引实验，给出一定的案例场景后，通过不同环境，创建使用索引和不创建索引，让学生进行实验，分别进行查询操作，比对查询速度，时间，得到结论。再通过启发式教学，让学生自己再构造多层次的数据环境，进行实验，再总结得出结论，并启发学生在此过程中是否有些创新想法。启发式教学法确实能更多地引起学生的好奇心，增强其学习的主动性和积极性[3]，培养创新思维。

（三）翻转课堂教学法

数据库系统原理是一门专业基础课程，为了更好地让学生掌握知识，锻炼独立思考的能力和综合素质能力，实验教学也采用了翻转课堂教学法[10]。该实验教学采用的翻转课堂教学流程，主要是在学校资料库提前给出每次实验的ppt及电子文档等多种资料，要求学生提前下载查看学习，带着问题学习做实验，课堂上教师对实验相关知识进行解答疑惑，并和学生讨论交流，学生完成实验，教师进行当场抽检，考核，最后和学生共同总结研讨，并对实验资源进行优化改进，师生协同提高。实验资源方面，实验教学内容覆盖面广，包括创建数据库，表，视图，索引等基本数据库对象，数据增删改查等基本操作，还包括存储过程、触发器等高级数据库对象应用。

（四）开放式教学法

创新的教育价值观指出，教学并不能只是教会学生能够回答问题，简单地知道结论，而是在解决问题的过程中，注重思维的锻炼，兴趣和能力的培养，以此来发现新的问题。开放式教学具有“联系性”、“主体性”和“创新性”三大特征[11]，通过一些动态的学习情境，刺激学生的学习欲望，让学生主动地获取知识及解决问题，并发挥潜能和个性，培养合作和创新精神。在数据库设计实验中，采用开放式教学，两三人为一组，在课外时间合作设计某一项目的数据库，并在课堂上各组上台解说各自设计的缘由，并接受其他同学的提问、回答和讨论，教师对每组进行总结评论，或者提出建议。事后学生可以再继续优化形成文档报告。开放式教学能全面培养学生的团队合作能力，个性化发展和创新能力培养。

（五）助教式教学法

助教式教学主要是让学生积极参与到实验教学当中。对于一些比较简单的实验，比如数据表的创建，数据的插入修改等操作实验，学生做实验前，要求实验必须课堂上完成，完成后所有同学必须通过检查过关，检查过程中还需要对学生进行提问，学生对实验问题进行解答，老师还需对学生的解答进行评判，回答正确的给予鼓励和总结，回答错误的进行纠正并举一反三。对于一些实验做的又快又好的同学，老师最先检查过关的同学，通常把他们提携为老师课堂上的助教，在课程后期参与到其他同学的实验检查过程中，履行和老师同样的职责。每节课的助教生不一定相同，都是从每节课的实验完成优秀者进行选择。助教式教学大大地激发了学生的主动学习性，表现性，大家都争当助教生，课前都提前做足了准备，也激发了学生的学习兴趣。

（六）基于网络的问题式教学法

计算机网络的飞速发展，给学校师生提供了巨大丰富的教学资源。在数据库系统原理实验中，使用了基于网络的问题式教学法。传统的问题式教学法是通过问题进行引导，把学生作为中心[12]。而引入网络资源后，不仅丰富了教学内容，也增强了学生查询教学资源的手段，学习方式更加个性化，自由化。比如触发器的应用实验课，课前把问题下发给学生，让学生自己通过书籍，网络查找相关资料获取问题答案，课堂中，学生实验验证问题答案并讨论给出实验总结及心得，最后教师对学生典型答案进行讲评总结，再举一反三完成类似实验，帮助学生牢靠掌握知识。在整个过程中，引入了基于网络资源的问题式教学法不仅培养了学生的自主能力，还锻炼了学生的实践动手能力和创新能力。

（七）任务驱动教学法

任务驱动教学法主要是以任务作为主线，教师作为主导，而学生成为真正学习的主体。任务驱动的教学形式可以使得教学环境进入情境化、任务化，而教学过程源于情境且又超越情境，将知识、技能和情感集于一体。特别是一些好的具有价值的任务驱动，能让学生解决问题的技能得到进一步提升，能对学生的思维方式产生一定的积极影响，能让学生的实践能力得到进步，促进学生的创新意识形成，培养团队合作精神。不过在设计任务过程中，还需注意任务的设计一定要考虑到学生的具体情况，可以有些小难点，但不能太难也不能太容易。任务使用到的知识点，操作技能需尽可能涉及面广且实践性强。另外还可以扩充些课外知识，培养学生的创新意识和创新能力。数据库系统原理实验课程中，在前期课程就布置了一项综合任务，图书管理系统的建设，其中建设内容包含了数据库的创建，数据表的设计及创建，数据的插入，数据的修改，数据的删除，数据的查询，触发器的应用，存储过程的应用等多个项目需求。两个同学一组，在规定的时间内需要完成相关代码，并且以文档形式表现。学习初期就给定学生这样一个贴近生活的综合任务，首先引起了学生对于数据库系统原理这门课的兴趣，提前学习，主动学习，查阅资料，不断实践，碰到问题解决问题，能激发学生的成就感，充分提高学生的学习积极性。另外，数据库系统原理和其他课程的一些联合课程设计，比如和面向对象程序设计相关课程的联合课程设计均是提前一两个月布置任务，而且根据学生的不同层次可以选择不同题目，两三个同学完成一个完整的系统项目，给出一定的项目功能需求，也可以自行增加功能。增加功能的同学会给予平时成绩的加分。课程设计完成后，每组同学还需要上台参加答辩，答辩过程中，学生会对完成任务过程中使用到的知识点及想法进行总结性的归纳，然后教师点评。任务驱动教学法将学生的学习活动和任务进行结合，让学生带着真实的任务学习，用任务来引导学生的学习兴趣及动机。

三、结束语

由于国家对于创新型人才要求越来越高，高等教育的教学方法也不能一成不变，必须不断地进行改革创新和实践，来提高学生的学习效率，锻炼学生的学习自主性，团队合作精神和创新意识，创新实践能力。本系2015年至2016年度，共获得国家级奖项35项，省级奖项15项，且学生的创新创业意识日趋增强，获得广东省大学生创新创业训练计划项目35项，出版专著3部，参与教师科研项目10项，且出现了一些创新创业的典型，如12级的张议云团队“口袋兼职”APP在大三就已经获得2000万人民币的A轮融资。且校外实习生，毕业生均获得单位的好评。

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