摘要：數(shù)據(jù)庫課程是計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的核心課程，也是軟件工程專業(yè)開發(fā)類課程群中一門重要的課程，它與具體應(yīng)用結(jié)合密切。而傳統(tǒng)教學(xué)側(cè)重于理論講解，輕視數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)的傳授，這樣的教學(xué)方式對于自主學(xué)習(xí)能力不是很強(qiáng)的二本院校學(xué)生來說效果較差，使大多數(shù)學(xué)生在數(shù)據(jù)庫方面的應(yīng)用能力不強(qiáng)。文章探討將CDIO教學(xué)模式引入數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)后所采取的一系列教學(xué)改革方案，以達(dá)到高效地組織數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的目的。
　　關(guān)鍵詞：CDIO；數(shù)據(jù)庫；實踐能力；分組教學(xué)；案例庫
　　
　　數(shù)據(jù)庫課程在計算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)課程體系中處于核心的位置，它對課程之間的銜接有著承上啟下的作用，是一門理論性和實踐性很強(qiáng)的課程。學(xué)習(xí)該課程的目的是使學(xué)生理解數(shù)據(jù)庫的基本原理，能夠自己或配合團(tuán)隊進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，從而掌握如何在實際的項目中使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
　　該課程在以前主要側(cè)重于數(shù)據(jù)庫原理部分的講解，對于數(shù)據(jù)庫的具體實踐內(nèi)容涉及較少，教學(xué)效果不太理想。學(xué)生往往是學(xué)完了數(shù)據(jù)庫，仍然不知道數(shù)據(jù)庫是什么，如何在具體的項目中使用數(shù)據(jù)庫。為了解決這個問題，考慮到二本院校學(xué)生的接受能力，我們借鑒了近年來國際上流行的CDIO(Conceive 構(gòu)思、Design 設(shè)計、Implement 實現(xiàn)、Operate 運(yùn)作)工程教育模式，貫徹“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的理念，對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革。無論是在課堂教學(xué)還是在實驗和課程設(shè)計教學(xué)中，都以案例為核心組織教學(xué)和實踐內(nèi)容，將“做中學(xué)”的理念滲透到數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使整個學(xué)習(xí)過程充滿挑戰(zhàn)性和實用性。
　　1教學(xué)的重點及難點
　　數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)包括課堂教學(xué)、實驗和課程設(shè)計三個部分。課堂教學(xué)主要是介紹相關(guān)數(shù)據(jù)庫原理和現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實驗教學(xué)則主要是驗證所學(xué)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，課程設(shè)計則是綜合利用所學(xué)數(shù)據(jù)庫知識自主進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)。在課堂教學(xué)中，原理的學(xué)習(xí)對學(xué)生來說是枯燥的，也就成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。數(shù)據(jù)庫實驗和課程設(shè)計則屬于實踐類的課程，這方面內(nèi)容相對具體，學(xué)生通過動手實踐可以很快地掌握相關(guān)知識。但這部分內(nèi)容在傳統(tǒng)設(shè)置中往往比較零散，沒有形成一個完成的實踐體系。學(xué)生可以掌握局部的知識，但對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局建立不起完整的概念，導(dǎo)致很難完成數(shù)據(jù)庫的課程設(shè)計內(nèi)容。
　　同時，數(shù)據(jù)庫實踐在整個軟件開發(fā)實踐類課程教學(xué)方案中處于重要的、承上啟下的地位，如表1所示。
　　可見，只有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)打好了，才能有效地進(jìn)行后續(xù)的軟件工程、軟件測試以及其他軟件開發(fā)類課程的實驗及課程設(shè)計。同時可以提高最后一學(xué)年實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。因此，數(shù)據(jù)庫實踐教學(xué)，從狹義角度出發(fā)，其重點應(yīng)集中在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和應(yīng)用；從全局的角度出發(fā)，通過實踐教學(xué)應(yīng)該使學(xué)生建立起數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體概念，只有有效地做到了這一點，才能保證學(xué)生進(jìn)行規(guī)范、正確、有效的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和應(yīng)用。
　　2基于CDIO的教學(xué)改革方案
　　CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，目前已經(jīng)成為國際工程教育的通用模式。CDIO工程教育模式是“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)，以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識和運(yùn)用知識解決問題能力、終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、交流能力和大系統(tǒng)掌控能力[1-3]。cfde4fcbdc2442a47efeb5214bd77dd7db72b1e3e2c2e9b7bcd9ba2f834980e3
　　我們在數(shù)據(jù)庫課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中都借鑒了CDIO的思想，圖1展示了整個數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的組織思路，可以看出課程教學(xué)的每個環(huán)節(jié)都圍繞著案例展開。
　　課堂上對案例進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)，實驗中實現(xiàn)每個案例對應(yīng)的題目，數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計中仿照案例對所分配項目的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和系統(tǒng)進(jìn)行簡單實現(xiàn)，軟件工程課程設(shè)計中進(jìn)行項目的完整設(shè)計(需求、概要和詳細(xì))以及具體實現(xiàn)，所有這些工作都是在教學(xué)案例庫的支持下實現(xiàn)的，學(xué)生在完成相應(yīng)的工作后，從案例庫中查找合理的解決方案，并將自己的工作結(jié)果與案例庫中的作對比，找出自己的不足。此外，學(xué)生在課程設(shè)計中完成的新項目，也可以充實到教學(xué)案例庫中，供學(xué)生和教師參考。下面將詳細(xì)描述案例在數(shù)據(jù)庫教學(xué)每個環(huán)節(jié)中的使用。
　　2.1基于案例的課堂教學(xué)
　　課堂教學(xué)是整個數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的第一個環(huán)節(jié)，我們將案例滲透到課堂教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，以傳統(tǒng)的學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)講解基本知識點，然后聯(lián)系實際中使用的“畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)”的設(shè)計與開發(fā)，講解知識點在實際中的應(yīng)用。這些知識點包括概念模型設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)SQL、規(guī)范化理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫編程以及事務(wù)相關(guān)內(nèi)容。同時，采用分組教學(xué)模式。即在課程教學(xué)開始前將學(xué)生按照3～5人的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，并為每個組分配不同的項目，這些項目來源于項目案例庫?？紤]到學(xué)生目前的認(rèn)知能力和知識水平，我們將項目案例庫中的若干案例挑出來，主要從功能需求、數(shù)據(jù)管理需求和信息安全需求三個方面盡可能清晰地描述每個案例，使每個小組看到案例描述就能清楚地知道自己應(yīng)該完成的工作。這種做法可以有效地縮短學(xué)生在明確案例需求方面花費(fèi)的時間，使他們把主要的精力放在數(shù)據(jù)庫設(shè)計上，從而突出了數(shù)據(jù)庫課程的重點。
　　課后作業(yè)的布置也采用分組形式，每組的作業(yè)知識點相同，但是具體的作業(yè)內(nèi)容根據(jù)項目不同也有所不同。對普遍出錯的知識點在習(xí)題課上集中講解，對個別組出現(xiàn)的個別錯誤則采用課下答疑的方式解決。通過這種方式可以加強(qiáng)和學(xué)生的交流，幫助學(xué)生鞏固知識點，使他們更加正確地把握案例，最終引導(dǎo)他們設(shè)計出合理的數(shù)據(jù)庫，從而為后面的實驗和課程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
　　2.2基于案例的實驗教學(xué)及課程設(shè)計
　　課堂教學(xué)側(cè)重于知識點的講解，而實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)則是學(xué)生鞏固所學(xué)知識的過程。因此，在實驗和課程設(shè)計的過程中，要求學(xué)生采用分組的形式完成任務(wù)。每個組進(jìn)行的實驗內(nèi)容和課程設(shè)計內(nèi)容都和分配的項目相關(guān)，組間互不相同。其中的實驗分為驗證型實驗和綜合設(shè)計型試驗。前者涉及到知識點的基本知識，所以要求組內(nèi)每個成員獨立完成；而后者是將所學(xué)知識點的綜合應(yīng)用，所以組內(nèi)成員要在組長的協(xié)調(diào)下共同完成。
　　為了避免實驗和課程設(shè)計內(nèi)容上的重復(fù)，我們將最后一個綜合設(shè)計型實驗和課程設(shè)計結(jié)合起來，課程結(jié)束時完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計，在下個學(xué)期開始的課程設(shè)計中進(jìn)行系統(tǒng)的具體功能實現(xiàn)。這樣可以完成實驗和課程設(shè)計的有機(jī)結(jié)合。
　　課程設(shè)計時要求每個組重新規(guī)范自己的數(shù)據(jù)庫設(shè)計結(jié)果，組內(nèi)成員根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫設(shè)計進(jìn)行各自功能模塊的開發(fā)，最終完成一個完整的系統(tǒng)。這樣可以使每個學(xué)生都能得到全面的鍛煉，避免個別學(xué)生投機(jī)取巧。課程設(shè)計成績評定主要先根據(jù)每個組完成系統(tǒng)的總體情況進(jìn)行等級評定，然后根據(jù)組內(nèi)每人所做的工作進(jìn)行所在等級范圍內(nèi)的微調(diào)，個人成績的評定主要是通過答辯的形式來確定的。
　　2.3數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計與軟件工程課程設(shè)計的有機(jī)結(jié)合
　　數(shù)據(jù)庫課程在整個課程體系中并不是孤立的，所以其課程設(shè)計應(yīng)該與隨后進(jìn)行的軟件工程課程設(shè)計有機(jī)地結(jié)合起來。它們側(cè)重點雖有不同，但是之間又有密切的聯(lián)系。在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計中，我們?yōu)槊拷M提供詳細(xì)的需求分析和功能概要設(shè)計，讓學(xué)生只進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和系統(tǒng)功能的簡單實現(xiàn)；而在隨后的軟件工程課程設(shè)計中，要求兩組之間互相交換題目，重新進(jìn)行需求分析和概要設(shè)計(功能概要設(shè)計和數(shù)據(jù)庫概要設(shè)計)，完成系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計，補(bǔ)充對方組在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計中實現(xiàn)的程序。這種結(jié)合方式使得每門課程都能突出自己的重點，同時課程間的知識點又能夠被緊密結(jié)合起來，最終能夠幫助學(xué)生理清課程之間的聯(lián)系，盡快掌握課程重點。
　　
　　2.4教學(xué)案例庫的建設(shè)
　　在前面提到每個小組都分配相應(yīng)的項目，然后分組進(jìn)行作業(yè)、實驗和課程設(shè)計。這些措施的順利實施對任課教師提出了嚴(yán)格的要求。每位任課教師都需要非常清楚每個項目的整體情況，并且在授課前規(guī)劃好每個項目在每個知識點上的作業(yè)內(nèi)容、實驗內(nèi)容和課程設(shè)計內(nèi)容。在實際中，我們將這些內(nèi)容建設(shè)成案例庫，并在每個學(xué)期結(jié)束時將積累的新案例充實到案例庫中。案例庫中新案例的獲取主要是從學(xué)生的實訓(xùn)項目、教師自己做的項目以及合作企業(yè)的模擬項目中獲取。獲取的內(nèi)容包括：案例背景、案例需求、案例功能概要設(shè)計、案例詳細(xì)設(shè)計、案例實現(xiàn)代碼和案例測試用例。當(dāng)然這些內(nèi)容一開始可能不完整、不規(guī)范，需要教師不斷規(guī)范和充實。案例庫中每個案例的內(nèi)容目前構(gòu)成如圖2所示。
　　3考核方式
　　傳統(tǒng)的純筆試考核方式只能體現(xiàn)學(xué)生對理論知識的掌握程度，很難體現(xiàn)學(xué)生的實踐能力。因此，我們在CDIO思想的指導(dǎo)下改革了數(shù)據(jù)庫課程的考核機(jī)制。整個考核包括平時成績和期末成績兩部分。其中，平時成績占最終總成績的40%，包括平時作業(yè)和實驗成績。由于作業(yè)和實驗都是分組完成的，所以，在平時考核中又分為個人作業(yè)、團(tuán)隊作業(yè)和個人實驗三個部分。個人作業(yè)主要以理論學(xué)習(xí)內(nèi)容為主，雖然每個組內(nèi)成員要單獨完成所分配項目的作業(yè)題目。如果組內(nèi)成員相互抄襲，則降低該組所有成員的成績。團(tuán)隊作業(yè)主要以數(shù)據(jù)庫設(shè)計部分的內(nèi)容為主，組內(nèi)成員相互討論形成一份數(shù)據(jù)庫設(shè)計文檔。個人實驗主要以標(biāo)準(zhǔn)SQL的驗證、數(shù)據(jù)庫編程為主，要求獨立完成。團(tuán)隊共同完成的綜合設(shè)計型實驗不作為數(shù)據(jù)庫課程的考核指標(biāo)，而是放到課程設(shè)計中來評定。期末考試采用機(jī)試方式，以選擇、簡答和應(yīng)用題的形式考核基本理論知識，最終占總成績的60%。
　　數(shù)據(jù)庫課程及其課程設(shè)計的考核項目明細(xì)表如表2所示?？梢钥闯鰯?shù)據(jù)庫課程設(shè)計的考核從團(tuán)隊設(shè)
　　計和個人開發(fā)兩個方面進(jìn)行評價，各占50%。這種方式可以充分發(fā)揮團(tuán)隊合作在最終成績中的重要作用，也可以突出個人的能力，能夠得到學(xué)生的廣泛認(rèn)可。
　　4結(jié)語
　　在數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中引入CDIO教學(xué)模式，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維，是提供學(xué)生解決問題能力的有效途徑。同時以“案例”為載體來組織教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程充滿挑戰(zhàn)性和實用性，能夠使學(xué)生在畢業(yè)后更好地適應(yīng)軟件開發(fā)相關(guān)的工作。在課堂教學(xué)中，為了實現(xiàn)組內(nèi)分配的項目，大部分學(xué)生帶著問題來聽課，學(xué)習(xí)的主動性增強(qiáng)了；分組作業(yè)、實驗和課程設(shè)計也有效地避免了學(xué)生之間的抄襲，增加了學(xué)生之交流的機(jī)會，也在無形中鍛煉了他們的團(tuán)隊合作能力。為了保證基于CDIO的教學(xué)方案的順利推進(jìn)和良好的教學(xué)效果，我們建立了教學(xué)案例庫，從多個角度分析、充實案例內(nèi)容，為日常教學(xué)的各個環(huán)節(jié)提供了很好的案例支持。同時，在CDIO模式的指導(dǎo)下改革了課程的考核方式，突出了實踐能力在最終考核中的重要位置，實現(xiàn)了平時考核和期末考核，團(tuán)隊考核和個人考核的有機(jī)結(jié)合。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 查建中. 論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J]. 高等工程教