劉麗杰+高軍+張強(qiáng)

摘要：根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的特點(diǎn)及重要性，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)三個(gè)方面入手，提出基于CDIO理念的數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐思路，采取多樣化的課堂教學(xué)方式，啟發(fā)學(xué)生理解和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、原理和方法，并通過(guò)項(xiàng)目的開(kāi)展，在實(shí)踐中體驗(yàn)“做中學(xué)”，從而增加學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)庫(kù)原理；CDIO；做中學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）15-0076-02

在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中，數(shù)據(jù)庫(kù)課程是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的核心課程，它在課程之間起著承上啟下的重要作用。如今，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛且深入，它已經(jīng)不僅僅局限于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理，而是在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域基本都能看到數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的影子。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在飛速發(fā)展，與之相關(guān)的新思想和新概念也在不斷涌現(xiàn)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)課程在教學(xué)方面的發(fā)展卻要緩慢許多。由于數(shù)據(jù)庫(kù)理論課程中涉及到的概念較為抽象且難以理解，一些學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程初期基本就失去了學(xué)習(xí)的興趣，到后面的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐時(shí)便會(huì)非常費(fèi)力，更談不上數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐能力的提高了。而當(dāng)今社會(huì)的用人需求是具有分析問(wèn)題能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的人才，但是現(xiàn)在的大學(xué)生的這些能力都普遍缺乏。如何使學(xué)生能夠適應(yīng)社會(huì)需求，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用能力，已成為數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革的核心問(wèn)題。

一、數(shù)據(jù)庫(kù)課程中存在的問(wèn)題

數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的原理和基礎(chǔ)概念有一個(gè)較清晰、全面的了解，并在此基礎(chǔ)上提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；另一方面使學(xué)生更深層次地了解數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)、組織和結(jié)構(gòu)，從而能夠適應(yīng)從事復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工作的需求。而在數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)模式中，通常會(huì)存在以下一些問(wèn)題。

1.理論概念較多，抽象晦澀。數(shù)據(jù)庫(kù)課中有大量的概念和原理，尤其是在課程的前部分，學(xué)生往往覺(jué)得概念抽象，難以理解，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系又少，因此逐漸對(duì)課程學(xué)習(xí)失去了興趣。

2.課程教學(xué)相對(duì)獨(dú)立。數(shù)據(jù)庫(kù)課程主要講解的是原理和概念，應(yīng)用極少，在講解時(shí)與語(yǔ)言課程聯(lián)系不大，知識(shí)點(diǎn)零散、不系統(tǒng)，學(xué)生對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的把握也不成體系，零散的知識(shí)點(diǎn)使學(xué)生掌握起來(lái)更難，且容易忘記。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)課程也缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練。

3.課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)零散。實(shí)踐環(huán)節(jié)包括課堂實(shí)驗(yàn)和課后課程設(shè)計(jì)兩大部分，課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)多為驗(yàn)證性的導(dǎo)向，沒(méi)有項(xiàng)目導(dǎo)向或者任務(wù)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容，缺少創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)[1]；課程設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程缺乏具體的項(xiàng)目或任務(wù)指導(dǎo)，又由于學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中只注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練，忽視了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通的能力。

二、面向CDIO的數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)改革

針對(duì)上述問(wèn)題，我們借鑒了現(xiàn)在非常流行的CDIO的教育模式，其中C為Conceive，意為構(gòu)思，D為Design，表示設(shè)計(jì)，I為Implement，表示實(shí)現(xiàn)，O為Operate，表示運(yùn)作。把“基于項(xiàng)目或任務(wù)學(xué)習(xí)”的理念貫穿到整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)的過(guò)程，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)進(jìn)行改革。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于CDIO模式的數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)體系[2]，如下頁(yè)圖1所示。

在圖中給出了以案例驅(qū)動(dòng)為核心的教學(xué)組織模式，課堂講解中原理部分主要講解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、系統(tǒng)概述和規(guī)范化理論，實(shí)驗(yàn)也主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主；設(shè)計(jì)部分主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和模型設(shè)計(jì)，這部分的實(shí)驗(yàn)主要是基于“案例”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；應(yīng)用部分則主要是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)；實(shí)踐部分就是以基于“案例”的課程設(shè)計(jì)為主。無(wú)論是在課堂教學(xué)還是在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐部分，都將“案例”貫穿始終，將CDIO模式的“做中學(xué)”[3]理念應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，將抽象的理論知識(shí)應(yīng)用到具體的實(shí)踐中來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其指導(dǎo)思想如下所述。

1.課堂教學(xué)中對(duì)于不同的知識(shí)點(diǎn)采取不同的教學(xué)方法。對(duì)于新的，難度較大的，抽象不好理解的理論知識(shí)最好采用教師講授的方法，這樣便于學(xué)生理解。在講授數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)概述、規(guī)范化理論、關(guān)系運(yùn)算和關(guān)系模型時(shí)主要采用了講授法；在概念模型和邏輯模型的教學(xué)中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，首先設(shè)計(jì)一個(gè)案例，通過(guò)PowerDesigner工具來(lái)生成概念模型CDM，再利用PowerDesigner工具將CDM自動(dòng)轉(zhuǎn)化成物理數(shù)據(jù)模型PDM，使學(xué)生進(jìn)一步理解概念模型、邏輯模型和物理模型的含義；在講解SQL語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們采用啟發(fā)式案例教學(xué)，將傳統(tǒng)的學(xué)生信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)講解基本知識(shí)點(diǎn)，且一邊講解知識(shí)點(diǎn)一遍分析案例，使學(xué)生更加透徹地理解數(shù)據(jù)庫(kù)的概念和原理，進(jìn)一步掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)技術(shù)[4]；同時(shí)，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在課程開(kāi)始前先將學(xué)生每4、5個(gè)人分為一組，每一組分配一個(gè)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目主要來(lái)源于項(xiàng)目案例庫(kù)。案例庫(kù)中的項(xiàng)目主要從學(xué)生的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和教師的項(xiàng)目中獲取，并在每個(gè)學(xué)期結(jié)束時(shí)將積累的新案例充實(shí)到案例庫(kù)中。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”為核心。CDIO集中體現(xiàn)了“做中學(xué)”的原則和“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的學(xué)習(xí)模式，而在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將整個(gè)案例貫穿其中，剛好符合CDIO的設(shè)計(jì)思想和原則。數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)驗(yàn)主要包括課堂實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)驗(yàn)證和綜合應(yīng)用的過(guò)程。根據(jù)在課堂教學(xué)中采用的任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方法，將學(xué)生分成若干組，每一組分配一個(gè)不同的項(xiàng)目，由于在實(shí)驗(yàn)中又分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)），要求每個(gè)學(xué)生都必須自己獨(dú)立完成，而綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則按照每一組不同的項(xiàng)目?jī)?nèi)容給出不同的實(shí)現(xiàn)要求，每一組的成員要一起相互協(xié)調(diào)、相互合作來(lái)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。課程設(shè)計(jì)是在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程學(xué)完之后的實(shí)踐課程部分，一般安排1～2周的時(shí)間，目的是使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、原理和技術(shù)，然后將理論與實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)建模工具和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，規(guī)范、科學(xué)地完成一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，從而強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)、提高其實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)其設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的能力[5]。

三、考核方法

課程的考核標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生非常關(guān)心的問(wèn)題，也是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，對(duì)學(xué)生具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用。因此學(xué)期初就需要建立一套便于考核的方式，以此來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)能夠有條不紊地進(jìn)行下去。在CDIO思想的指導(dǎo)下，根據(jù)項(xiàng)目和主體不同，我們給出不同的考核結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。由于數(shù)據(jù)庫(kù)課程包括數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程和數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，因此在考核時(shí)應(yīng)分別給予不同的考核內(nèi)容。在數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程中，最后的總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和期末卷面成績(jī)，其中平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，包括平時(shí)課堂出勤、課堂作業(yè)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)；期末卷面成績(jī)占總成績(jī)的70%，采取筆試的形式。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)又是單獨(dú)的一門課，按照設(shè)計(jì)結(jié)果給出優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格等成績(jī)。考核標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)學(xué)生平時(shí)的表現(xiàn)情況、設(shè)計(jì)完成情況和設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫情況給出的總成績(jī)，其中答辯成績(jī)占50%、課程設(shè)計(jì)報(bào)告占20%、平時(shí)的課堂表現(xiàn)占30%[5]。

四、結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)據(jù)庫(kù)的整個(gè)課程教學(xué)中引入CDIO教學(xué)模式，以“案例”貫穿整個(gè)課程教學(xué)的始終，將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析和解決的能力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以“案例”為核心的教學(xué)試驗(yàn)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，在課堂學(xué)習(xí)中大部分同學(xué)帶著問(wèn)題來(lái)聽(tīng)課，能夠更好地理解并掌握課程知識(shí)，并能夠靈活運(yùn)用到實(shí)踐教學(xué)課程中。由于采用的是項(xiàng)目分組，避免了學(xué)生之間的抄襲，尤其是實(shí)踐環(huán)節(jié)，在提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的同時(shí)也鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。然而，數(shù)據(jù)庫(kù)的課程教學(xué)改革仍在繼續(xù)，雖然暫時(shí)取得了一定成果，但培養(yǎng)方案實(shí)施效果需要綜合一個(gè)周期，后續(xù)還需要不斷改革、探索、完善課程教學(xué)，尤其是實(shí)踐教學(xué)，以期達(dá)到CDIO的教育改革目標(biāo)。

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