摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生缺乏工程設(shè)計(jì)能力、不能滿足IT企業(yè)需求的情況，我院將CDIO工程教育模式的理念引入到數(shù)據(jù)庫課程體系，文章討論新體系的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)施過程和評(píng)價(jià)指標(biāo)。新體系解決了理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)相脫節(jié)的問題，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。
　　關(guān)鍵詞：CDIO；數(shù)據(jù)庫；課程體系；工程教育模式
　　
　　CDIO代表構(gòu)思((Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)與運(yùn)行(Operate)，它是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家下學(xué)院等4所大學(xué)在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，經(jīng)過4年的研究而得出的成果。CDIO高等工程教育模式以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)踐及運(yùn)作全過程為載體來培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，不僅包括個(gè)人的學(xué)術(shù)能力，還包括學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)能力和大系統(tǒng)掌控能力。CDIO工程教育模式(Initiative)為我們提供了一種新的教育方法，有助于解決工程教育普遍存在的問題，并可滿足學(xué)生和社會(huì)的需求。
　　數(shù)據(jù)庫課程與其他課程結(jié)合緊密，與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯技術(shù)、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)、軟件工程等課程都有密切關(guān)系，是集理論性、實(shí)用性、操作性、創(chuàng)新性于一體的綜合性課程。數(shù)據(jù)庫課程體系設(shè)置的合理與否，直接關(guān)系到本專業(yè)每個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用水平和計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力。
　　針對(duì)數(shù)據(jù)庫相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生缺乏工程設(shè)計(jì)能力、不能滿足IT企業(yè)需求的情況，我們?cè)跀?shù)據(jù)庫課程新體系中引入CDIO工程教育模式，以幫助學(xué)生建立理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。
　　
　　1　將CDIO引入數(shù)據(jù)庫課程體系的必要性
　　
　　許多大的現(xiàn)代企業(yè)，他們對(duì)年輕工程師所需的品質(zhì)要求有著驚人的相似之處。企業(yè)界要求工程師所需具備的知識(shí)、能力和態(tài)度，主要包括：了解工程基礎(chǔ)、工程設(shè)計(jì)和工程制造過程；具有工程實(shí)踐的背景；具有批判性思維和創(chuàng)造性思維、溝通能力與團(tuán)隊(duì)工作能力。
　　目前，我校數(shù)據(jù)庫課程體系的直接相關(guān)課程有：數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫程序、數(shù)據(jù)庫大型實(shí)驗(yàn)周、軟件工程、UML可視化建模。課程體系設(shè)置的不足之處主要表現(xiàn)在：培養(yǎng)方案設(shè)置的專業(yè)課程里單科性課程太多，理論分析學(xué)時(shí)過多，過分注重單學(xué)科課程的理論性和知識(shí)的系統(tǒng)性。相反，培養(yǎng)學(xué)生工程綜合能力的課程少，訓(xùn)練學(xué)生的直觀判斷力和工程經(jīng)驗(yàn)、工程意識(shí)的教學(xué)環(huán)節(jié)少，但都是以“知識(shí)點(diǎn)”的形式串接在各相關(guān)理論課程單元之間，學(xué)生很難把自己所學(xué)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。這種工程教育模式培養(yǎng)訓(xùn)練出來的學(xué)生與飛速發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)極不相適應(yīng)。因此，高校工程教育陷入怪圈：一方面產(chǎn)業(yè)界缺乏有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力強(qiáng)的大學(xué)畢業(yè)生；另一方面工科大學(xué)畢業(yè)生抱怨在學(xué)校沒有實(shí)踐機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)空洞理論，求職無門而面臨巨大的就業(yè)壓力。
　　將CDIO理念引入到數(shù)據(jù)庫課程體系教學(xué)之中，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，將理論課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，環(huán)環(huán)相扣，圍繞社會(huì)和企業(yè)的需求，將軟件工程設(shè)計(jì)方法和軟件開發(fā)技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容之中，為學(xué)生鋪墊更寬廣的職業(yè)道路。
　　
　　2　構(gòu)建基于CDIO的數(shù)據(jù)庫課程新體系
　　
　　2.1　課程新體系目標(biāo)
　　數(shù)據(jù)庫課程體系主要目標(biāo)是基于軟件工程理論，讓受教育者了解和掌握軟件開發(fā)中的方法學(xué)和工程學(xué)知識(shí)，并應(yīng)用于實(shí)踐。學(xué)生通過學(xué)習(xí)實(shí)踐掌握軟件工程的設(shè)計(jì)方法，并能應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫原理課程的學(xué)習(xí)過程中，且高效地開發(fā)軟件并進(jìn)行有效維護(hù)。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)抽象和數(shù)據(jù)建模能力、一定的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)能力、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的能力，并培養(yǎng)學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
　　
　　2.2　課程新體系的教學(xué)內(nèi)容改革
　　2.2.1　教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容的整合
　　我們將數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)、UML可視化建模和軟件工程作為集成課程，修訂了教學(xué)大綱，將理論知識(shí)、軟件工具應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來，形成理論——應(yīng)用——工程設(shè)計(jì)方法的教學(xué)主線。
　　此外，數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用中的基礎(chǔ)篇、系統(tǒng)篇與設(shè)計(jì)篇與數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)課程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)；應(yīng)用開發(fā)篇中數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概論、需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫的實(shí)施和維護(hù)同工程設(shè)計(jì)方法的軟件工程概論、軟件需求、軟件概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)；同時(shí)將軟件工程中各個(gè)階段的文檔進(jìn)行規(guī)范說明，并以UML為實(shí)例在各個(gè)階段予以講解，從而可以看出數(shù)據(jù)庫實(shí)踐開發(fā)過程中所貫穿的軟件工程理念，且在數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)中具體實(shí)現(xiàn)。具體知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　2.2.2　改革教學(xué)過程和教學(xué)方法，完善實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)
　　在教學(xué)過程中，教師不僅講授課堂理論知識(shí)，還在教學(xué)過程中，將大案例的工程設(shè)計(jì)問題以任務(wù)的形式布置給學(xué)生，學(xué)生以小組為單位，進(jìn)行合作、討論，按照軟件工程的設(shè)計(jì)步驟，分析案例中的工程任務(wù)，找出解決問題的方法，分步驟完成任務(wù)，最后形成工程設(shè)計(jì)方案。教師及時(shí)指導(dǎo)、反饋學(xué)生設(shè)計(jì)中存在的問題，并在最后選擇優(yōu)秀設(shè)計(jì)向?qū)W生展示，與科研案例進(jìn)行比較，點(diǎn)評(píng)設(shè)計(jì)中的不足之處。
　　通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。選擇小型的數(shù)據(jù)庫工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，將學(xué)生分組，每組設(shè)計(jì)一個(gè)小項(xiàng)目，教師為學(xué)生發(fā)放項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書，任務(wù)書包括項(xiàng)目需求和項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，并要求學(xué)生按照軟件工程設(shè)計(jì)方法按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中組長要組織組員進(jìn)行方案論證和軟件設(shè)計(jì)，要求撰寫需求文檔、設(shè)計(jì)文檔、技術(shù)報(bào)告、軟件使用報(bào)告。在實(shí)踐過程中，教師要和學(xué)生不斷交流，對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)過程中存在的問題，要及時(shí)反饋。在整個(gè)實(shí)踐過程結(jié)束后，教師要向?qū)W生展示成功科研項(xiàng)目，幫助學(xué)生尋找設(shè)計(jì)中存在的差距。
　　2.2.3　加強(qiáng)教學(xué)輔助環(huán)節(jié)
　　在整個(gè)教學(xué)過程中，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，為了更好地指導(dǎo)和引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，本項(xiàng)目組開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)與學(xué)習(xí)平臺(tái)，平臺(tái)包括軟件簡介、教學(xué)大綱、教學(xué)電子教案、示范案例演示、優(yōu)秀設(shè)計(jì)演示、設(shè)計(jì)小知識(shí)、小項(xiàng)目任務(wù)要求和互動(dòng)天地等內(nèi)容，為教師的課堂教學(xué)、課后指導(dǎo)和學(xué)生的在線學(xué)習(xí)提供了技術(shù)平臺(tái)。其中示范案例演示了教師的真實(shí)科研案例，給學(xué)生提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)思路，另外學(xué)生還可以參考真實(shí)科研案例中的實(shí)際文檔內(nèi)容，更加清晰地理解演示中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路；在“工程設(shè)計(jì)”的“課程設(shè)計(jì)”中給出課程設(shè)計(jì)任務(wù)的任務(wù)書以及文檔書寫規(guī)范，“設(shè)計(jì)小知識(shí)”根據(jù)學(xué)生選擇的開發(fā)語言把學(xué)生提出較多的軟件實(shí)現(xiàn)問題以示例展現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生解決設(shè)計(jì)過程中存在的問題；在“互動(dòng)天地”中與學(xué)生進(jìn)行交流，回答學(xué)生的問題，接受學(xué)生提出的建議，并在以后的課程設(shè)計(jì)教學(xué)工作中進(jìn)行改進(jìn)。
　　
　　3　建立基于CDIO的評(píng)價(jià)體系
　　
　　CDIO工程教育模式，從構(gòu)思設(shè)計(jì)到實(shí)施，最終達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)，是從具象到抽象的學(xué)習(xí)過程。CDIO有12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，包括CDIO關(guān)聯(lián)原則、CDIO的教學(xué)目標(biāo)結(jié)果、集成課程設(shè)置、工程概論、設(shè)計(jì)一制作經(jīng)驗(yàn)、CDIO的工作環(huán)境、集成化教學(xué)過程、主動(dòng)學(xué)習(xí)、教師的CDIO能力、教師的教學(xué)能力、學(xué)生CDIO能力評(píng)價(jià)和CDIO項(xiàng)目評(píng)價(jià)。該標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)及檢驗(yàn)測評(píng)項(xiàng)目，為工程教育的系統(tǒng)化提供了基礎(chǔ)。將CDIO的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)庫課程體系實(shí)際特點(diǎn)相結(jié)合，制定了著重從師資隊(duì)伍、理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的體系結(jié)構(gòu)，并將此評(píng)價(jià)過程作為CDIO項(xiàng)目的實(shí)施細(xì)則，應(yīng)用于項(xiàng)目的全過程，如表1所示。
　　
　　
　　CDIO項(xiàng)目的實(shí)施，其宗旨在于群體或個(gè)人能力的培養(yǎng)，而不只是訓(xùn)練一套未來必然過時(shí)的技術(shù)。因此，本項(xiàng)目更注重激發(fā)學(xué)習(xí)群體的學(xué)習(xí)意愿，教師由理論知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者，學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力不再由考試分?jǐn)?shù)單一體現(xiàn)。通過本項(xiàng)目，有效地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣，在CDIO過程中反復(fù)不斷地強(qiáng)化了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)價(jià)值觀、個(gè)人學(xué)習(xí)觀、個(gè)人學(xué)習(xí)態(tài)度以及以軟件產(chǎn)品為導(dǎo)向的認(rèn)知習(xí)慣。
　　
　　4　結(jié)論
　　
　　針對(duì)數(shù)據(jù)庫課程體系教學(xué)中存在的問題，我們提出了引入CDIO工程教育模式到數(shù)據(jù)庫課程體系教學(xué)過程中，依據(jù)CDIO工程教育模式的集成課程設(shè)置等標(biāo)準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)庫課程體系的教學(xué)大綱修訂，建立了理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)方法之間的聯(lián)系；將科研軟件產(chǎn)品的大案例作為理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)聯(lián)系的紐帶，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)、合作型教學(xué)和討論式教學(xué)等教學(xué)方法，使學(xué)生能把抽象的理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來。以小項(xiàng)目為課程設(shè)計(jì)任務(wù)，采用軟件工程的設(shè)計(jì)方法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了指導(dǎo)和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練；以教學(xué)和學(xué)習(xí)網(wǎng)站為輔助平臺(tái)，輔助學(xué)生快速提高設(shè)計(jì)能力和編程能力，提出教師評(píng)價(jià)與多種形式的學(xué)生評(píng)價(jià)體系，并制定了CDIO評(píng)價(jià)與實(shí)施細(xì)則。
　　新體系很好地解決了理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)相脫節(jié)的問題，很好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。經(jīng)過兩次數(shù)據(jù)庫教學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐，證明了成果的可行性實(shí)踐、有效性和可推廣性。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]施國萍，唐治中，CDIO教學(xué)改革新思考[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2009(17)：83－85.
　　[2]康全禮，陸小華，熊光晶，CDIO大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2008(12)：15－18.
　　[3]莊哲民，沈民奮.基于CDIO理念的1級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].高等工程教育研究，2008(6)：19－22.
　　[4]張?jiān)?，況立群，韓燮.與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學(xué)新模式[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2009(9)：69－70.
　　[5]鐘金明，李苑玲.基于CDIO理念的工程教育實(shí)踐教學(xué)改革初探[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009(12)：67－69.
　　[6]馬曉梅，張劍飛，喬付.CDIO模式下高等工程教育的改革與探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2010(6)：132－134.
　　
　　(編輯：姚彥