面向CDIO的項目驅動Access數據庫課程教改研究

王 巖，孟亞坤，張 斌，朱世敏，張重陽

（東北大學秦皇島分校計算中心，河北 秦皇島 066004）

0 引言

基于項目的學習法起源于美國，起初是用于建筑和工程中，后續得到發展、擴展。基于項目的學習法在具體教學操作中貫徹了 CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）的教育理念，成為實踐中的教學理論依據。項目教學的應用研究目前多應用于特定的教學單元，針對一門課程的教學研究較少，值得進一步研究。

1 國內外研究現狀

最早提及項目學習概念的是美國教育家杜威，他明確了項目學習的思想是讓學生通過實際活動去學習，并認為知識只有通過行動才能獲得。目前基于項目學習，在國外是應用較多的教學模式[1]。

2017年4月27日至28日，2017CDIO工程教育聯盟會議在浙江大學城市學院召開。本次會議由CDIO工程教育聯盟、中國高等教育學會工程教育專業委員會、全國地方高校卓越工程教育校企聯盟主辦，浙江大學城市學院承辦。來自全國“985”、“211”等100余所高校和單位的600余名專家學者和代表參加會議。

目前，研究人員通過不同角度對Access數據庫教學進行改革，在理論研究方面，商、劉側重于研究理論與應用結合的數據庫教學改革[1,2]；隨著慕課的發展，項目驅動在教學改革的滲透，研究人員進行探索性研究，取得了不少該方向的研究成果[3,4]；而結合理論，實踐教學是實驗課程的重點教授目的，因此基于上述理論研究，將理論教學與實際相結合，并通過該方式提高學生的學習興趣，以取得良好的教學效果[2]。

2 面向CDIO的Access數據庫教學過程

根據教學內容進行模塊劃分，分為應用需求：涉及學習內容；數據存儲：涉及表的建立；界面設計：涉及窗體建立；實際操作：涉及查詢、宏、VBA基礎。

2.1 多級任務規劃的衍生教學內容設計

在第一步教學內容逐步的完成過程中，進行分段、進階式教學內容的設計。

基礎學習階段：教師選取某個系統成品作為案例，將案例剖析，逐個分解，劃分為實驗內容對應的表、查詢、宏和窗體建立等內容，從宏觀到微觀進行講解，讓學生有完整、系統的學習體驗。

內容擴展階段：在第一階段的基礎上，根據劃分內容的講解，進行內容的進一步深入，例如，對于表的建立，可以橫向引申出針對“學生管理系統”、“旅游網系統”的表進行比較；講解查詢時，相似功能的查詢，例如，“菜品選擇查詢”和“圖書選購查詢”進行對比，以加深知識塊內容的理解及應用。

綜合實操階段：本階段將教授對象由學生個體轉化為學習小組，由教師提供題目，學生自主完成一個系統的建立。從系統前期設計、系統建立到系統維護，在整個過程中，不斷強化學生的知識應用能力。

2.2 結合網絡學習平臺教學方式為復線完善教學過程

利用網絡學習平臺在數據庫技術實驗課程的應用過程如圖1所示。

在具體操作中，針對學生專業、興趣不同的問題，通過兩方面得到解決：①可以通過提前釋放部分教學內容讓學生提前了解基礎的學習內容；②通過討論區的交流，可以讓同學之間通過交流促進內容的理解，提高學生學習興趣。

課前前期學習：在課程開始之前，教師在網絡上提供該課程的教學資源，學生自主選擇學習方式。首先，學生通過“數據庫技術實驗課程網上學習課堂”，總覽該平臺提供的全部教學資源，對課程有一個整體的認識。其次，學生通過觀看網絡教學平臺教學視頻學習第一階段教師需要講解相關的案例的知識點內容。

圖1 面向CDIO的數據庫技術實驗課程新教學模式中教學流程圖Fig.1 Teaching flow chart in new teaching mode of CDIO oriented database technology experiment course

課中自我學習結合小組討論學習：在課程進行中，根據講解內容，教師將學生分成協作小組，以小組為單位完成具體的系統實驗。在規定時間內，每個小組需將小組的實訓成果上傳到“數據庫技術實驗課程網上學習課堂”中，系統評測機制會根據評價體系給出小組成績，教師再結合小組答辯成績給出最后的總評成績[3]。

課后鞏固及拓展：在本課程結束之后，學生還可以通過“數據庫技術實驗課程網上學習課堂”上的參考資料，繼續深入學習數據庫技術的相關知識，拓展自己的數據庫技術技能。

3 項目驅動的 Access數據庫的教學設計-學生選課管理系統

3.1 模塊結構設計

模塊結構是指將程序或系統按照功能或其他原則劃分為若干個具有一定獨立性和大小的模塊，每個模塊具有某方面的功能。模塊結構圖可以反映系統的控制層次，展現出各模塊之間的數據傳遞與信息。根據課程內容安排及參考本文第3節設置，安排學生完成學生選課管理系統的模塊結構如圖2所示。

圖2 學生選課系統模塊結構圖Fig.2 Module structure of student course selection system

3.2 功能描述

高校的學生選課管理系統是以數據庫視圖為基礎，按照不同的功能進行相應的視圖數據的分級管理，系統具有錄入登記、單值和多值、精確和模糊查詢的功能，報表顯示功能，方便學生進行信息檢索和數據分析，提高學生管理的效率[4]。

3.3 數據表設置

該數據庫包含3個數據表，分別為學生信息表、課程信息表、學生選課信息表。表間關系如圖3所示。

圖3 學生選課系統數據表關系圖Fig.3 Data table relation diagram of student course selection system

三個表之間實現一對多關系，并且實施參照完整性，級聯更新相關字段和級聯更新相關記錄；設置各表的數據類型和屬性，并且創建主鍵和索引，最后輸入數據。

3.4 過程說明

3.4.1 自動運行的宏

打開Access，自動彈出消息框“歡迎進入學生選課管理系統”，點擊確認后彈出登錄頁面。

3.4.2 窗體及報表設計

登錄窗體設計：在登錄頁面輸入正確的用戶名和密碼并按確認鍵后進入主頁面“菜單導航”。

學生信息查詢及修改選項卡設計：在學生信息窗體中點擊各按鈕，實現對姓名、學號、性別、聯系方式等各種信息進行查詢，修改等功能。

課程信息查詢及修改選項卡設計：在課程信息窗體中點擊各按鈕，實現對課程名稱、課程代碼等各種信息進行查詢，修改等功能。

學生選課登記窗體：通過下一項記錄等按鈕選擇需選課學生姓名及對應的學號，在下方選項組按鈕選擇課程并保存至學生選課信息記錄表當中。

報表設計：與主頁面窗體建立聯系，實現對所有選課學生信息及按系別分類查詢學生選課信息的功能。

在學生選課管理系統設計中，數據庫是否完整，直接影響信息系統的開發進程以及整個系統的安全性和運行性能。在整個設計過程中，都滲透數據庫安全及嚴謹的關聯操作說明，讓學生更了解數據庫學習的重點和深層次表現。

在完成上述第二階段的任務學習，尤其是課程設計的基礎上，本模塊的設置更滿足了學生的學習需求。通過整個課程的學習，學習之余，學生更愿意認真學習老師精心準備的資料，并且愿意與有相同愛好的同學共同探討。教師在教授學生既定內容的同時，可以為這類學生安排深層次的提高內容，進一步安排學習任務，讓學生以及團隊合作者共同完成[5]。

4 結論

面向CDIO的項目驅動Access數據庫課程研究為了達到面向 CDIO和教學理念的一體化教學要求，并將項目建設理念，有針對性地設計課程教學內容和互動方式，將理論學習與實踐訓練有機地結合起來，激發學生對Access數據庫學習的興趣，切實增強學生的工程意識、工程能力、就業素質和綜合分析和解決問題的能力，以適應社會對工程技術人才新要求。