基于CDIO教育理念的數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

邱月 黃曉武

摘要：針對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)類學(xué)生在數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力不強(qiáng)的問(wèn)題，提出在數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入CDIO的教學(xué)模式和blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。通過(guò)項(xiàng)目分解、團(tuán)隊(duì)合作、網(wǎng)上在線討論、微課等方式，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，完善了當(dāng)前的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，促進(jìn)了該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目分解；團(tuán)隊(duì)合作；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）22-5255-02

1 概述

CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行，是由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)通過(guò)幾年的研究、探索和實(shí)踐建立的一種先進(jìn)的工程教育模式[1]。學(xué)生在這種模式下，往往能夠被激發(fā)出學(xué)習(xí)熱情和好奇心，并在項(xiàng)目參與過(guò)程中表現(xiàn)出自己的想法。CDIO以產(chǎn)品從構(gòu)思、研發(fā)、運(yùn)行到廢棄和再利用的全生命過(guò)程為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力，包括個(gè)人的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)、終身學(xué)習(xí)能力、交流和團(tuán)隊(duì)工作能力和在社會(huì)和企業(yè)環(huán)境下構(gòu)建產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的能力[2-3]。

目前很多高等學(xué)校在非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生中開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程，以滿足企業(yè)對(duì)信息化人才需求。然而數(shù)據(jù)庫(kù)課程在不同學(xué)科專業(yè)的能力培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)大綱存在很大差異。作為教學(xué)型財(cái)經(jīng)類大學(xué)，我校從2009年起，在所有非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生中開(kāi)設(shè)Access數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論，基本知識(shí)點(diǎn)、掌握Access數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建和使用的方法，同時(shí)也為他們通過(guò)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試（二級(jí)考試Access數(shù)據(jù)庫(kù)科目）打下一個(gè)好的基礎(chǔ)。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍缺乏分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的工程思維能力。為此我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入在工程教學(xué)領(lǐng)域中取得成功的CDIO教育模式。結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目構(gòu)思、分解、合作、網(wǎng)絡(luò)在線討論、微課等方式，來(lái)提高學(xué)生的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力。

2 基于CDIO的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，在我校許多經(jīng)管類專業(yè)中開(kāi)設(shè)。在我校歷年的全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)考試科目中，選擇Access數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)生最多。但根據(jù)近5年學(xué)生參加Access等級(jí)考試的情況分析，上機(jī)考試通過(guò)率低于理論考試通過(guò)率。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中Access課程教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容不合理，教學(xué)方法與考核方法不科學(xué)是主要原因之一。為此，我們采取了以下方法來(lái)構(gòu)建新的教學(xué)體系。

2.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重新規(guī)劃

專門(mén)編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)課教程，針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。供學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材中將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為2個(gè)部分。公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建與操作、數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建與維護(hù)、數(shù)據(jù)表的排序與索引、查詢的創(chuàng)建與操作、SQL查詢、窗體的基本操作、報(bào)表的操作、宏的創(chuàng)建與應(yīng)用、VBA代碼的編寫(xiě)等。綜合型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則是設(shè)計(jì)一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)項(xiàng)目。根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)，將學(xué)生組隊(duì)參加一個(gè)小項(xiàng)目。培養(yǎng)學(xué)生在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中的團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通協(xié)調(diào)能力、技術(shù)創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)"做中學(xué)"。例如圖書(shū)管理系統(tǒng)可以分為系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、各功能模塊的窗體設(shè)計(jì)、集成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等四部分內(nèi)容，我們?cè)陧?xiàng)目分組時(shí)可以將每個(gè)步驟分解為多個(gè)子項(xiàng)目交由不同的學(xué)生完成。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)按照 CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作4 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，項(xiàng)目組成員輪流擔(dān)任不同的角色，例如項(xiàng)目管理員、系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)員、系統(tǒng)測(cè)試員等。每組4 ～5 人，設(shè)組長(zhǎng)1人，由能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任。在整個(gè)過(guò)程中，小組各成員既要完成屬于自己的具體任務(wù)，又要相互交流、協(xié)調(diào)。最后以項(xiàng)目組為單位考核，組員在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)直接用老師和組長(zhǎng)的評(píng)分體現(xiàn)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容根據(jù)學(xué)生和專業(yè)需要不定期進(jìn)行更新，以適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，如人力資源管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)等。

2.2 實(shí)驗(yàn)課時(shí)和進(jìn)度調(diào)整

目前我校的數(shù)據(jù)庫(kù)課程一般是54課時(shí)?？傉n時(shí)相對(duì)少，而課程本身內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)跨度大，文科的學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度。而且現(xiàn)有的54課時(shí)分配是采用4節(jié)理論課+2節(jié)實(shí)踐課的方式。因此本著CDIO理念，我們將理論課時(shí)改為18課時(shí)，上機(jī)實(shí)踐36課時(shí)，并將上課地點(diǎn)從普通多媒體教室改到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心機(jī)房，教學(xué)與實(shí)踐同時(shí)進(jìn)行，學(xué)生可以在聽(tīng)完教師的理論講解后馬上進(jìn)行練習(xí)，能緊跟教師的授課思維前進(jìn)，也有足夠的時(shí)間獨(dú)立思考與實(shí)踐，避免出現(xiàn)上課內(nèi)容和上機(jī)實(shí)驗(yàn)脫節(jié)的情況。同時(shí)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際掌握程度，教師也可以在授課過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整理論授課和上機(jī)實(shí)踐的比例（上課地點(diǎn)改在實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造了客觀有利的教學(xué)環(huán)境）。針對(duì)我校目前的部分專業(yè)學(xué)生來(lái)源都是文科生，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的理解能力較差的現(xiàn)狀，我們適當(dāng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容的深度也做出合理的安排，減少了VBA編程的部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，針對(duì)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試中出現(xiàn)較多的考點(diǎn)和學(xué)生以后工作會(huì)用到的知識(shí)做了強(qiáng)化，單獨(dú)增加了應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣可以更好的幫助他們掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理。

2.3實(shí)踐教學(xué)方法改革

為配合項(xiàng)目的完成，我們的教研室的教師建立了基于blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的網(wǎng)上課程。為學(xué)生提供以網(wǎng)頁(yè)形式，集靜態(tài)圖像、課程錄像、聲音、動(dòng)畫(huà)演示等多媒體表現(xiàn)方式為一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助。發(fā)揮BB平臺(tái)互動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立學(xué)生評(píng)測(cè)系統(tǒng)，使課程的練習(xí)作業(yè)、輔導(dǎo)答疑、實(shí)驗(yàn)討論、優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源共享等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)化，為廣大師生提供零課時(shí)狀態(tài)下深度溝通交流的虛擬平臺(tái)[4]。使教師準(zhǔn)確掌握學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的接受和運(yùn)用程度，從而有針對(duì)性的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和輔導(dǎo)，達(dá)到切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平和質(zhì)量的目標(biāo)。學(xué)生每完成一次工程化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后，必須及時(shí)使用我校blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提交項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)所屬項(xiàng)目、學(xué)時(shí)、具體任務(wù)、CDIO各階段的工作總結(jié)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、存在及未解決的問(wèn)題。

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，我們還在blackboard平臺(tái)上引入了目前流行的微課視頻。在具體教學(xué)中，微課所講授的內(nèi)容呈“點(diǎn)”狀、碎片化，這些知識(shí)點(diǎn)，可以是知識(shí)解讀、問(wèn)題探討、要點(diǎn)歸納；也可以是方法傳授、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等技能方面的知識(shí)講解和展示。它短小而精悍，能滿足學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的需求，而且充分利用了學(xué)生的閑暇的小時(shí)間，使學(xué)生利用碎片化的時(shí)間增長(zhǎng)知識(shí)。學(xué)生每次學(xué)習(xí)完一個(gè)視頻，可以和同學(xué)和老師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的討論版討論，這樣就加強(qiáng)了老師和學(xué)生之間的溝通，促進(jìn)師生共同進(jìn)步和提高。同時(shí)這種方式也有利于學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生形成深度學(xué)習(xí)的思維習(xí)慣。例如第一章“數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)”中，學(xué)生對(duì)范式的概念理解和掌握關(guān)系到能否設(shè)計(jì)一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)，是重點(diǎn)亦是難點(diǎn)，所以可以通過(guò)選取具體的范式來(lái)制作微課。

2.4參加軟件企業(yè)實(shí)訓(xùn)

學(xué)校坐落在東湖高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。我們和園區(qū)內(nèi)的光谷軟件園和光谷金融港的許多軟件企業(yè)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)建立了聯(lián)系。在每學(xué)期的第15-16周，利用雙休安排學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行短期的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)帶隊(duì)老師會(huì)根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)以及企業(yè)實(shí)際需求，安排學(xué)生參加量身定制的實(shí)訓(xùn)課程。課程由軟件企業(yè)一線工程師主講，他們都具有豐富項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)大量實(shí)際項(xiàng)目案例，為學(xué)生講授最新的數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)技術(shù)，深化學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)流程。通過(guò)近2年和企業(yè)的合作，參加的學(xué)生普遍反映效果不錯(cuò)。

CDIO教育模式能否取得好的效果，優(yōu)秀的項(xiàng)目指導(dǎo)老師是一個(gè)不可忽視的關(guān)鍵因素。為了建設(shè)一支實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的師資隊(duì)伍，我們系每年都會(huì)選派一批教師到企業(yè)掛職鍛煉，親自參與企業(yè)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。這些教師回到院系后，可以利用他們?cè)趯?shí)踐中積累的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目實(shí)施。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生既具有扎實(shí)的相關(guān)技術(shù)理論知識(shí)，又有比較廣闊的工程視野，課程學(xué)習(xí)內(nèi)容緊跟業(yè)界的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)畢業(yè)可以順利進(jìn)入企業(yè)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

建立在CDIO教育理念基礎(chǔ)之上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系有效地體現(xiàn)了我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)宗旨。該模式有效地解決了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)和財(cái)經(jīng)類專業(yè)學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)工程實(shí)踐能力薄弱的問(wèn)題，提升了學(xué)生系統(tǒng)思維和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。該門(mén)課的實(shí)驗(yàn)教程因?yàn)槭褂眯Ч?，已成為普通高等教育的?guó)家級(jí)規(guī)劃教材。同時(shí)基于我?，F(xiàn)在使用的BB網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，我們也進(jìn)行了一些有益的嘗試。在整合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，通過(guò)移動(dòng)化學(xué)習(xí)等新方式加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，有利于培養(yǎng)出理論扎實(shí)、實(shí)踐能力過(guò)硬的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊宏齊.論高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何適應(yīng)學(xué)生的自主選擇要求[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2013（1）： 2-7.

[2] 肖莉. 基于CDIO理念的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[D]. 昆明：云南民族大學(xué)，2012.

[3] 謝少安. 關(guān)于大學(xué)互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)的探索與思考[J]. 教育探索，2010（1）：61-63.

[4] 葉曉輝. 基于Blackboard平臺(tái)的適時(shí)教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用研究[D]. 重慶：西南大學(xué)， 2012.

[5] 于永玲，李向. 基于CDIO的軟件學(xué)院數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 中國(guó)現(xiàn)代教育裝備， 2013（3）：38-40.