梁艷華，潘銀松，2，黨慶一

（1.重慶大學城市科技學院電氣信息學院，重慶 永川 402167；2.重慶大學光電工程學院，重慶　400030）

“工程化”的應用型人才培養(yǎng)模式在計算機教學中的應用

梁艷華1，潘銀松1，2，黨慶一1

（1.重慶大學城市科技學院電氣信息學院，重慶 永川 402167；2.重慶大學光電工程學院，重慶400030）

將工程的理念應用到《數據庫原理及應用》課程的教學中，對其進行“工程化"改造，形成“1+2+5+4+3”教學體系，明確課程教學目標，重構教學內容，給出教學過程，并將效果評價機制滲透到教學的各個環(huán)節(jié)，形成循環(huán)往復的教學過程，以加強學生對工程的構建、協(xié)調和掌控能力。

應用型人才培養(yǎng)；“工程化“改造；教學體系

應用型人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)、加強專業(yè)基礎教育的同時，培養(yǎng)適應現代化建設需要的，能夠直接解決實際問題的，具有創(chuàng)新精神和責任意識的高級應用型人才［1］。為適應應用型人才培養(yǎng)的目標，計算機專業(yè)眾多從教者打破了傳統(tǒng)的教育教學方式，進行了廣泛而深入的教育教學改革，如出現了“企業(yè)主導型”、“能力中心的課程開發(fā)型”、“資格證書體系推動型”、“工業(yè)訓練中心型”、“CDIO的工程教育”等教學模式［2］［3］。其中，CDIO的工程教育模式即“工程化”教育模式是教學改革的最新成果，得到了從教者尤其是計算機專業(yè)從教者的普遍認可，并逐步推廣到具體的教學中?！肮こ袒钡慕逃Ｊ揭援a品從研發(fā)到運行的生命周期過程為載體，使學生通過主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，以培養(yǎng)學生對工程的構建、協(xié)調和掌控能力［3］。

《數據庫原理及應用》課程是高等學校計算機專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，對其進行合理的教學改革，以達到較好的教學效果，具有重要意義。將“工程化”理念應用到課程的教學中，對其進行“工程化”改造，以工程項目為中心，制定明確的教學目標，以教師和學生為主體，進行教學的實施，同時注重教學層次的把握，在教學效果上引入多種效果評價機制，形成了一個以培養(yǎng)學生工程化能力為核心的新教學體系，從而滿足應用型人才培養(yǎng)的要求。

1 新教學體系

以“信息管理系統(tǒng)”工程從研發(fā)到運行的生命周期過程為載體，將此課程的教學體系設計為：“一個教學目標、二個教學主體、五個教學過程、四個教學層次、三個評價機制”，即“1+2+5+4+3”的教學模式［4］。教學目標指導整個的教學體系構建，為其教學明確目的；教學過程即整個教學的實施及運作；教學效果評價機制說明以什么樣的方法來評估教學效果。整個教學體系從設計環(huán)節(jié)改革教學內容，從實施、運作環(huán)節(jié)創(chuàng)新教學過程與層次，并將教學效果評價機制滲透到各個環(huán)節(jié)，循環(huán)往復，形成集教學目標、教學主體、教學過程、教學層次、教學效果于一體的新教學體系。

2 新教學體系組成要素說明

“1”是指一個教學目標，根據“工程化”理念，確定課程的教學目標，即培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(yè)家敏銳性的數據庫工程師，增強學生的“工程化”能力及大系統(tǒng)掌控能力。根據此教學目標，全面調整該課程的教學體系，充實教學內容，改進教學方法，把“工程化”教學作為人才培養(yǎng)的核心任務之一，全面體現“工程化”能力和職業(yè)素質培養(yǎng)的思路，讓學生能力得到全面發(fā)展，以適應計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。

“2”是指教學的兩個主體，即學生和教師。在“工程化”教學過程中，應充分發(fā)揮學生的主體地位，擺脫傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方式，同時，學生要獲取“工程化”知識，則要求教師既要有扎實的理論知識，也要有良好的“工程”化知識。教師應在學生的學習初期進行一定的指導或點撥，使工程進度順利進行，起到教師主體地位的作用。

“5”是指五個教學過程，以“信息系統(tǒng)的開發(fā)和設計”工程為主線，將整個教學過程分為5個階段，每個階段對應一定的工程實施階段，并制定教學目標，使學生最終完成“信息系統(tǒng)的開發(fā)與設計”，實現信息系統(tǒng)的基本功能，如數據的輸入、修改、刪除及查詢等。

“4”是指在教學過程中學生所形成的四個學習層次：初始級、基礎級、專業(yè)級和應用開發(fā)級。初始級指學生擁有一定的學習能力，但缺乏專業(yè)知識；基礎級指學生擁有一定量的專業(yè)知識，但其自主的學習能力較差；專業(yè)級，學生系統(tǒng)地掌握了專業(yè)知識，熟悉工程化的學習過程，能綜合運用專業(yè)知識分析和解決一般實際問題，學習過程是獨立自主的；應用開發(fā)級，學生具有一定的實踐經驗，能運用工程化方法主動進行項目的開發(fā)，并能獨立解決出現的問題，能夠對專業(yè)知識進行創(chuàng)新。

“3”是指三個教學效果評價機制。這里的教學效果評價機制，指教師為了掌握學生的學習情況，依據教學內容所制定的衡量學生學習效果的策略。根據評價機制所處教學過程的階段，將其分為基礎知識評價機制、實踐能力評價機制、“工程化”能力評價機制。將評價機制貫穿整個教學過程，并循環(huán)往復，有利于檢測教學過程的完成情況，及時發(fā)現學生的薄弱環(huán)節(jié)，并進一步強化練習，從而達到較好的教學效果。

3 基于“工程化”的教學內容設計

確定了課程的教學體系后，以“工程化”思想為指導，對“數據庫原理及應用”課程的教學內容進行設計。

基于如下兩個方面進行規(guī)劃和設計：一是“工程化”方法及其牽引的相關知識和基本素養(yǎng)。二是信息管理系統(tǒng)相關技術及其應用，如數據的查詢、更新及數據的安全性與完整性等。其教學內容設計如圖1所示。

圖1 課程教學內容設計

課程內容分為六個教學模塊，即數據庫基礎知識、數據模型及數據庫系統(tǒng)、關系數據庫及其標準語言SQL，數據庫的安全性與完整性，信息管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)及數據庫編程及其實現［5］。教學內容以“工程化”方法為牽引，覆蓋了信息管理系統(tǒng)開發(fā)和設計所涉及的所有知識點，如數據庫系統(tǒng)的設計原則和方法；信息管理系統(tǒng)的主要功能及實現方法；數據庫的安全性和完整性等。

4 基于“工程化”的教學過程

在教學過程中，以工程——“信息系統(tǒng)的開發(fā)與設計”為主進行教學活動，將其分為5個階段。工程項目的需求分析為第一階段，其教學目標為：根據興趣確定工程的應用領域，并明確工程的各個環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的主要功能。工程項目的后臺數據庫設計為第二階段，其教學目標為：對領域信息進行分析，對數據庫進行設計，并以數據的形式存儲在數據庫中。第三個階段為工程項目的模塊設計及程序流程分析，要求學生能夠設計前臺用戶界面，對其系統(tǒng)中的關鍵模塊進行數據流程的設計。第四、五階段分別為系統(tǒng)具體實現，系統(tǒng)展示、總結與評價，主要完成系統(tǒng)的具體實現及展示。

在教學過程中，為了更好的掌握學生的學習進度，將學生按照其知識能力劃分四個能力層次，如上所述，各個能力等級反應了學生在教學過程中不同發(fā)展階段的不同特征和學習內容的需求。為了更好的對比學生各能力等級的水平及特點，對于每個能力等級，從能力水平特征、能力穩(wěn)定性、對應的教學過程等三方面進行歸納和總結，如表1所示。

表1 學生能力層次水平及特點

一般的，學生均具備初始級能力特征，但其后續(xù)能力是不可預測的。在基礎級，學生基本適應工程化的學習過程，能夠在教師的幫助下依據應用領域的需要進行需求分析和簡單的設計；在專業(yè)級，學生基本熟悉工程化方法，并能獨立進行學習；應用開發(fā)級的學生能夠根據工程的需要自發(fā)的進行系統(tǒng)開發(fā)和設計，并優(yōu)化自身的知識體系和專業(yè)技能，是課程的最終目標。

5 教學方法及教學效果評價

“工程化”理念下的教學方法與傳統(tǒng)教學有很大的不同，其教學過程各階段并不是獨立的，而是緊密聯系、層次遞進的，教學的組織也不能僅僅局限在課堂教學，在其教學過程中應采取“講授法”、“討論法”、“談話法”、“演示法”、“引導法”等多種教學方法，對其教學過程的各個階段，應引入多種評價機制，并循環(huán)往復，以達到較好的教學效果。僅以此課程中教學內容“信息管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)”為例，給出其引入評價機制后的教學過程。其教學組織思路如圖2所示。

圖2 一個“工程化”教學過程案例

此“工程化”教學過程案例，具體的教學過程簡要敘述如下：首先提出現實生活中信息管理系統(tǒng)的實際應用，提問“信息管理系統(tǒng)的數據存儲方式”，討論“數據存儲方式的合理性”，講解“數據庫系統(tǒng)開發(fā)的方法和步驟”及系統(tǒng)設計原則，發(fā)揮學生的主體作用，使學生設計所選應用領域的后臺數據庫，最后演示與講評。為了使教師更好的掌握學生的學習情況，在后期教學過程中，引入教學效果評價機制，并反饋到前期教學過程，形成循環(huán)往復的過程。針對學生的教學效果評價機制，可采用教師提問評估、集體測試及學生間的互評等多種方法，但在評價中，要考慮到學生的個體差異，靈活運用，既要達到掌握學生學習情況的目的，又要顧及到學生的感受，使整個教學順利、愉快的進行下去。這種將教學效果評價機制滲透到教學的各個方面的方法，能夠考慮到學生的個體差異，可以使教師及時、準確的發(fā)現學生的問題，從而及時引導，達到較好的教學效果。

“工程化”方法，不僅僅適用于此門課程，培養(yǎng)學生的現代工程能力也是其他計算機專業(yè)課程的核心任務之一，在其他課程中運用“工程化”理念組織教學，并逐步培養(yǎng)學生的現代工程能力，從而形成整個專業(yè)的教學體系，是下一步教學改革的目標。

［1］司淑梅.應用型本科教育實踐教學體系研究［D］.長春:東北師范大學，2006:2-5.

［2］梁艷華，劉宗行，蔡學敬.項目教學法在應用型人才培養(yǎng)中的實踐研究［J］.九江學院學報（自然科學版），2013 （1）:115-117.

［3］陳啟元，任勝兵，胡志剛.工科大學生CDIO能力成熟度評估與改進體系研究［J］.中國高等教育，2009（8）:31-33.

［4］廖志芳，胡志剛，任勝兵，等.軟件工程CDIO“五位一體”實踐教學體系［J］.計算機教育，2010（11）:128-131.

［5］王珊，薩師煊.數據庫系統(tǒng)概論［M］.北京:高等教育出版社，2006:1-3.

責任編輯：張隆輝

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1672-2094（2015）01-0144-03

2014-10-31

本文系重慶市重點教改項目《電氣信息類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐》（編號：0824058）研究成果之一。

梁艷華（1981-），女，內蒙古赤峰人，重慶大學城市科技學院計算機教研室講師，碩士。研究方向：數據庫技術的教育研究。潘銀松（1963-），男，重慶人，重慶大學光電工程學院教授，博士，碩士生導師。研究方向：系統(tǒng)和信息獲取及處理技術的教學和研究。

黨慶一（1982-），男，山東青島人，重慶大學城市科技學院講師，碩士。研究方向：計算機數學的教學與研究。