基于CDIO教育理念的數據庫課程實驗設計

逯燕玲，戴 紅，侯 爽

（北京聯合大學 應用文科綜合實驗教學中心，北京 100191）

數據庫技術應用日益廣泛深入，與社會生活的各個領域息息相關，為適應國家“以信息化帶動工業化，發揮后發優勢，實現社會生產力的跨越式發展”的需要，高等學校普遍面向非計算機專業開設數據庫課程，以滿足國家信息化建設人才需求。但社會對高校不同學科專業的人才培養在知識結構、信息技術應用能力與素養上的需求是有差異的，因此，數據庫課程在不同學科專業的教學目標和應用能力培養既有共性，又存在很大差異。而數據庫技術不僅內容廣泛，而且技術發展迅速，在涵蓋理論、技術和應用的同時，數據庫新思想、新概念和新技術不斷涌現，高等學校數據庫課程的教學內容在一定程度上落后于數據庫技術發展，尤其對人文社科類專業學生的數據庫工程實踐能力和數據庫系統應用能力培養不夠，學生普遍缺乏實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，不能滿足企事業單位信息化建設的用人需求。如何使人文社科類專業的學生掌握數據庫應用能力，是數據庫課程教學改革亟待解決的關鍵問題。

1 基于CDIO教育理念設計數據庫應用能力結構

地方本科高等學校的辦學定位是培養應用型人才，在地方高校中的人文社科類專業中數據庫課程承擔著培養具有較強的數據庫技術應用能力、具有與專業結合的實踐創新精神的應用型人才的任務。數據庫技術本身屬于一種工程技術，課程內容本身具有較強的理論性和抽象性特點，講解和學習難度較大，對學生工程實踐要求高。實驗教學不僅可以補充、深化和拓展理論教學，還可以加深學生對數據庫理論知識的理解，從而培養學生數據庫工程實踐能力、團隊合作精神和數據庫系統應用能力。

CDIO代表構思（conceive）、設計（design）、實施（implement）、運行（operate），作為國際上普遍認可的工程教育理念，它以產品從研發到運行的生命周期全過程為載體，以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程的理論、技術與經驗，讓學生掌握從構思、設計、實現到運行的全過程所必須擁有的工程實踐能力、個人專業基本能力、人際交流能力和系統綜合應用能力[1－2]。引入CDIO教育理念強化數據庫技術應用能力培養，以企事業單位信息化建設實際崗位為著眼點，以培養數據庫技術的應用能力為主線，面向人文社科類專業設計培養學生的CDIO能力結構，如圖1所示。在此基礎上進行理論和實驗教學方面的改革與創新，在數據庫課程的教學過程中強調工程項目實踐全生命周期的教育，著眼于能力培養與知識的教、學、做過程的關聯，而不是只專注于數據庫技術的理論知識[3－4]。

圖1 數據庫課程CDIO能力結構框圖

2 構建基于CDIO的數據庫課程體系

2.1 理論與實踐相融合的課程體系

為使CDIO工程教育理念在數據庫課程教學中得以體現，堅持理論聯系實際地構建基于CDIO的數據庫課程體系，注重由單純的傳授理論知識轉向能力培養，尤其強調培養學生數據庫技術應用能力。以數據庫理論知識、技術應用能力、信息素養和人際交往能力培養為核心，構建理論教學、實驗教學、素質拓展三位一體的課程體系，如圖2所示。

圖2 基于CDIO的數據庫課程體系

將CDIO教育理念的各項標準引入和滲透到課程教學過程中，以全面提升學生的CDIO能力為目標，倡導“做中學”、“學中做”，讓知識技能的講授服務于數據庫技術應用能力和學生個人綜合素質的培養[5－6]。在理論課堂教學中采用邊講、邊實驗、邊討論的靈活方式，強調“精講多練”，引導學生對實驗項目展開構思，以多練、多實踐使學生成為課堂上的“主動者”；在實驗教學過程中堅持以實際項目為導向，提倡學生體驗式自主學習教學模式，以解決各專業實際問題為背景，將數據庫項目的構思、設計、實施和運用貫穿于整體訓練，讓學生從解決問題出發，強調分析問題、探索實踐和解決問題的能力培養，激發和訓練學生主動學習的興趣、動手實踐探索的精神和掌握解決問題的途徑。

基于CDIO的數據庫課程體系對于學生來說，重點是以共同完成小組項目等形式強化學生個人綜合素質和數據庫技術應用能力培養，將不同專業的教育與數據庫系統的整體認識統一起來，通過“團隊合作性學習”，鍛煉學生的個人能力、團體交流能力以及數據庫系統的運用和調控能力，特別是跨專業組建團隊，更有利于實踐“工作情境模擬教學法”，可以使學生將不同學科的基本原理和數據庫技術放到具體的環境制約之中，從而達到拓展學生個人綜合素質的目標[7]。

2.2 “多層次遞進式”實驗項目設計

在理論知識、實驗教學和素質拓展三位一體的課程體系中，實驗項目設計是關鍵。基于CDIO的數據庫實驗教學，從構思階段的數據庫概念設計開始，經歷數據庫設計和實施階段，以實際數據處理工作以及信息化建設項目全生命周期的實驗項目為載體整合數據庫知識，重在培養分析問題、解決問題的能力和數據庫系統的運用與調控能力[8－9]。

CDIO實驗項目劃分為三級，一級項目以學生所在專業實際問題為背景，引導學生自主研究，通過需求分析構思、邏輯結構和物理設計、數據庫實施和運行，全面培養學生的綜合應用能力，同時促進實踐創新精神的發展；二級項目以數據庫綜合設計“任務”為驅動，引導學生理清問題實質，確定結構和解決問題的方法，注重數據庫理論知識和技術的綜合運用，培養學生對關聯知識的理解與應用、團體交流合作能力以及實踐探索精神；三級項目以基礎或驗證型實驗項目使學生驗證、理解、鞏固并掌握基本教學內容[10]。

以基礎驗證型、綜合設計型、實踐創新型三層次實驗方案組成的遞進式實驗教學體系如圖3所示[11]。在課程教學過程中，以基礎驗證型實驗項目為載體引導學生自主地、循序漸進地學習；以綜合設計型實驗為突破口，將“工作情境模擬教學法”引入實驗課程，引導學生結合本專業實際問題完成數據庫應用系統“大項目”，激發學生學習興趣和實踐探索精神，引導學生團體交流合作，從選題開始，經構建框架、設計到制作調試完成，使學生將所學知識貫穿起來，提高學生的實戰能力和綜合運用知識的能力。

圖3 “多層次遞進式”實驗教學體系框圖

3 結束語

建立在CDIO教育理念基礎之上、包含“三層次遞進式”實驗教學的數據庫課程體系，有效地體現了應用型人才培養宗旨，三級實驗項目的開展讓學生充分體驗“構思—設計—實現—運行”的全過程，有效地解決了理論教學與實踐教學脫節和人文社科類專業學生數據庫工程實踐能力薄弱的問題，提升了學生系統思維和獨立解決問題的能力[12]。在課程教學過程中，通過建立教學資源庫和網絡交流平臺，為培養應用數據庫技術解決實際問題的人才發揮了重要作用。

（References）

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