基于翻转课堂的数据库教学研究
中国分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）28-0169-02
一、引言
翻转课堂（Inverted Classroom），即通过重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在翻转课堂模式下：（1）学生以自主学习为主，包括课堂内和课堂外；（2）教师以协助与交流为辅，包括集体辅导与个别交流。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，这些信息需要学生在课后完成自主学习，他们可以看视频讲座、阅读功能增强的电子书、通过搜索引擎搜索不了解的知识点，还能在网络上与别的同学讨论，能在任何时候去查阅需要的材料，教师也能有更多的时间与每个人交流。
上海海洋大学根据国家海洋事业发展的需要，立足于上海的区位优势，于2010年率先在上海市开设了“空间信息与数字技术”专业。数据库原理作为空间信息与数字技术专业（以下简称数计专业）的专业必修基础课，教学大纲仅要求该课程讲述数据库的理论知识、如何存储、使用和管理数据，但数据库原理在与后续专业课程的衔接上迫切需要加入海洋相关项目的案例，引导学生使用数据库存储管理海洋数据，从数据库中发现、分析出现的海洋灾害，利用海洋为人类服务，如“风暴潮”灾害、“赤潮”灾害、海水养殖等。
二、数据库原理课程现状
数据库原理课程本身是一门理论性和实践性很强的课程，目前授课方式依然采用传统的讲台授课模式，教师课堂授课、布置课后作业，学生被动听、课后做作业，有些学生干脆抄袭作业，学生自觉参与差，教学效果一般。现阶段数计专业教学中存在的主要问题如下。
1.教材、大纲中缺失专业的海洋特色。多源、动态以及空间关联性等海洋数据特性使得其有别于传统工业数据，现有的数据库原理教材中均无海洋特色的数据，教学大纲中也对此无要求。
2.课时量有限，实践课时偏少。数据库原理总课时为48学时：讲授32学时，实践16学时。做8次实验：Create语句建库和表，单表查询，多表连接查询，子查询，数据更改，视图的定义和使用，安全管理，备份和恢复数据库。没有足够的课时完成一个完整的数据库使用的实验。
3.数据库和编程语言C#在同步开设。数据库原理和C#同一学期开设，按照课程进度，只有在学期末才涉及到编程语言和数据库的接口，学生缺乏系统训练的机会。
4.机房中软件更新落后于数据库发展。机房中安装的实验软件是SQL Server2008，实验环境能满足教学大纲的要求，但SQL Server 2012和SQL Server 2014版本已经包含混合云计算与大数据的内容，其对开阔学生的眼界、了解数据库的发展趋势很有帮助。
5.师生互动少。虽然授课教师加入了学生的QQ群、微信群，但学生在平时授课中主动性差，除了学期末答疑期间，极少有学生主动提问，师生的交互仅限课堂内有限的时间。
三、基于翻转课堂模式的数据库原理
翻转课堂要取得良好的教学效果，首先要准备具有实践指导性的教学模式，整合学习过程中的各种教学资源，为学生课前的自主学习和课上的协作学习提供服务。数据库原理课程的特点之一是理论知识点较多，侧重于实践，教师可准备一些短小精悍的视频将这些理论知识点串连起来，用实践的方式加以论证，但仅仅是抽象的理论讲解不能满足课程应用实践的要求，在课堂上教师还需要将这些理论知识点具体化。
在日常教学中，转换传统的讲授―接受的关系，学生反客为主，成为课堂的主人，而教师的角色则由“主”转换为“导”。数据库原理课程的教学模型如图1所示，整个教学过程依托学校的EOL网络教学综合平台，分课前、课堂和课后三个阶段，在这三个教学阶段中，又分为教师方和学生方。
1.课前阶段。课前，教师根据本次课的教学目标要求，整理出相关知识点和相应的测试题目，并制成“微视频”上传至EOL网络教学平台，考虑到学生的实际情况，每个知识点对应的“微视频”控制在10分钟左右；然后，教师根据知识点的掌握要求设计本次课堂的教学活动，在准备案例时，除了传统的案例，教师针对专业对数据库课程的要求，编写海洋相关项目的案例供学生学习、参考、实践，引导学生使用数据库存储管理海洋数据，从数据库中及时发现海洋灾害、进行海水养殖等。
以海洋灾害预报为例，其基本流程为：（1）通过海洋灾害数据的监测，获取数据；（2）建立一个融合后的数据库，包括温、盐、流、深，流速、流向等数据；（3）通过对数据库中的各类监测数据进行分析；（4）对分析数据进行管理；（5）对分析数据进行应用，进行灾害的应急预案生成（所以应急预案需加入数据库）；（6）灾害评估以及损失评价；（7）灾后重建。
从整个海洋灾害预报中有针对性地抽取适合教学的案例，并设置难易适度的问题，学生在充分学习“微视频”、查找相关资料、充分思考后和教师在网络平台上进行交流。
在数据库原理学习的后半阶段，教师在制作微视频、准备案例时，结合学生C#编程学习的进度，有意将C#语言和数据库链接起来，要求学生动手做一个简单但完整的程序。
2.课堂阶段。在课堂中，教师首先针对学生课前提出的问题进行解惑，或者根据学生课前理论知识测试的反馈情况，花5～10分钟有针对性地讲解相关知识点，并介绍当前数据库的发展状况。然后，教师简单介绍本课时的目标和任务，引出本次课堂需要进行研讨的知识点，同时提出若干讨论问题。学生每3～5人组成一个讨论小组，由讨论组长负责协调组员参与问题讨论和发言，学生相互交流自己对问题的认识和想法，以辩论或相互补充的方式达到组内的共识。讨论结束后，每个小组代表总结发言，其他组的成员可与其辩论或补充，教师在此过程中可适当发问，引导学生思考更深层次的问题。课堂经过翻转以后，教师不再是单纯的教授，学生也不再是被迫的接收，学生成为课堂真正的主人，学生在不断思考、不断讨论的活跃气氛中学习理论，最大限度地完成了知识内的理解和吸收。
3.课后阶段。下课后，教师通过总结学生课堂中讨论的实际情况，在网络教学平台上有针对性地布置课后作业，学生独立完成作业后，在规定的时间内将作业上传至网络教学平台，教师批阅后，针对作业中存在的问题进行总结，在该平台上适时的和学生进行讨论、辅导，使学生彻底理解本次课堂的知识点。
四、结语
将翻转课堂模式应用于“数据库原理”课程的教学，让学生成为课堂的主人，自主学习，培养学生独立思考和创新能力，更有利于实现高校人才培养与企业需求的无缝对接。同时，结合专业面向海洋需求的特点，将实际项目案例经过改进后用于教学，使学生对专业有进一步的了解，为后续的专业课程打下基础。
