基于知识图谱的“ 三层级、五路径” 数据库课程混合教学模式

数据库原理与技术课程作为计算机类、电子信息类等专业的重要基础课程，对于培养学生的数据管理与处理能力、信息系统设计与开发能力具有重要意义 [1]。然而，传统的教学方式往往侧重于理论知识的传授，忽视了实践能力和创新能力的培养，导致学生在面对复杂问题时缺乏解决实际问题的能力 [2][3]。在教育领域，知识图谱展现出巨大的应用潜力。本文旨在将知识图谱理论融入数据库课程教学中，帮助学生更好地理解和掌握知识之间的关联性，激发学生的学习兴趣，提升学习效果。

1 数据库课程存在的问题

1.1 传统线性教学的知识割裂

在传统数据库课程教学中，教师往往按照教材的章节顺序进行线性授课，导致学生难以形成完整的知识体系 [4][5]。其次，各个知识点之间缺乏联系和整合，使得学生在学习过程中难以将所学知识融会贯通[6]。此外，知识割裂可能导致学生在面对实际问题时，无法灵活运用所学知识进行解决[7]。

1.2 学生认知负荷与高阶能力培养失衡

数据库课程涉及大量抽象概念和复杂操作，学生在学习过程中可能面临较大的认知负荷 [8]。其次，教师往往过于注重基础知识的灌输，而忽视了对学生高阶能力的培养，而高阶能力培养失衡可能使学生在未来的职业生涯中缺乏竞争力，难以适应快速变化的行业需求[9]。

1.3 学生个性化发展路径缺失

在数据库课程中，这种单一的教学模式可能导致部分学生在学习过程中感到枯燥乏味，难以激发其学习兴趣和积极性 [10]。其次，数据库是一门实践性很强的课程，但现有的教学资源和实践机会往往有限，难以满足所有学生的个性化需求。

2 基于知识图谱的“ 三层级、五路径” 混合教学模式设计

本文以知识图谱为核心框架，设计课前、课中和课后三个层级的教学模式。三层级学习框架，即课前层级、课中层级与课后层级，旨在通过知识图谱技术的运用，促进学生自主学习能力的形成与深化。

（1）课前层级：预习引导与个性化准备

在课前层级，知识图谱作为教师预习任务发布与学生学习引导的重要工具，发挥着至关重要的作用。首先根据课程内容，精心构建知识图谱，确保图谱能够全面覆盖课程大纲的核心知识点，同时揭示知识点间的内在联系。

（2）课中层级：多元化教学策略与深度互动

课中层级是知识传授与技能培养的关键环节。问题引导策略鼓励学生主动思考，通过提出与图谱知识点相关的问题，激发学生的探索欲和求知欲；图形动画则利用视觉化的优势，将抽象概念具象化，帮助学生克服理解障碍；类比分析通过比较不同知识点之间的相似性，加深学生对知识间逻辑关系的理解；实际应用环节强调理论与实践的结合，通过案例分析、模拟操作等形式，提升学生的问题解决能力；理论前沿介绍学科最新研究成果或未来趋势，拓宽学生的知识视野，激发其学习兴趣和创新意识。

（3）课后层级：复习巩固与持续学习课后层级是知识内化与能力提升的重要阶段。学生利用知识图谱进行复习，不仅能回顾课中学习的内容，还能通过图谱的关联推荐，发现相关或进阶知识点，构建更加完整的知识体系。

在教学实施过程中，以问题引导启思维、图形动画助理解、类比分析明义理、实际应用强互动、理论前沿拓新知为核心，通过多元化教学手段，全面激活学生的学习潜能，促进其综合素质的全面发展。问题引导启思维，激发内在动力，培养批判性思维。图形动画助理解，直观呈现，降低认知门槛。类比分析明义理：贴近生活，深化理解。实际应用强互动，实践出真知，提升综合能力。理论前沿拓新知，拓宽视野，激发创新精神。

通过介绍数据库领域的最新进展、前沿技术或未来趋势，激发学生的好奇心与探索欲，鼓励他们关注行业动态，培养创新精神与终身学习意识。组织专题讲座、研讨会等活动，邀请行业专家或学者与学生面对面交流，为学生提供更多了解学科前沿、拓展知识视野的机会。组织学生开展前沿主题研讨活动。

3 结论

基于知识图谱的“三层级、五路径”混合教学模式在数据库课程中的应用，有效解决了传统教学中存在的问题，显著提升了学生的认知发展、创新能力，激发了学生的学习兴趣，促进知识的系统化和个性化学习。

参考文献：

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