基于任務驅動法與拼圖法的數據庫課程小組項目實踐改革

張曉豐，祝 娜，李正欣，車 敏

（空軍工程大學 裝備管理與無人機工程學院，陜西 西安 710051）

0 引 言

數據庫課程是諸多工學專業本科生都要學習的一門重要的信息技術類課程，該課程理論性和綜合性強。課程教學中通常安排一定的學時組織學生開展課程項目實踐，通常涵蓋從模型設計、數據對象定義、SQL語句到應用系統開發的全過程，是學生深入理解和掌握課程知識的關鍵環節之一。

由于課程項目實踐涵蓋范圍廣、工作量大、技術要求高，單個學生完成一個項目實踐的全過程具有很大的難度。教學實踐中，通常把學生分為若干個小組，各小組的所有成員共同完成一個項目。這樣，既可以鍛煉學生的實踐動手能力，又可使學生完整地體驗項目實踐的全過程。但在傳統的組織模式下，學生小組完成課程項目實踐的效果通常不夠理想，主要表現有：（1）項目完成度低：由于項目實踐綜合性強、技術要求高，學生缺乏綜合運用的經驗，整體概念還比較模糊，往往不知如何下手，普遍比較迷茫；實踐中遇到技術問題后，需要花費很多時間和精力去解決，也容易產生挫敗感。（2）實踐收獲感弱：課程項目實踐在能力提升方面發揮的作用不夠，基礎弱的學生在實踐中往往主動或被動“邊緣化”，能力沒有得到鍛煉；基礎好的學生匹配不到適合自身能力的任務，感覺“吃不飽”。這些原因導致課程項目實踐整體效果不佳。

1 小組課程項目實踐效果產生原因分析

在小組開展課程項目實踐中，雖然存在諸多不足，但對于加深數據庫系統的理解、提高動手能力等仍然非常重要。因此，需要針對傳統模式下存在的問題進行研究，以改進和提高其效果。分析數據庫課程的特點、傳統模式下課程項目實踐組織模式、學生基礎與教學實際等方面的因素，加以梳理并繪制相關關系，得到如圖1所示的關聯圖。

圖1 課程項目實踐效果不佳原因分析圖

從圖1可以看出，課程項目實踐綜合性強、業務問題多，學生需要了解較多的領域知識、解決很多技術問題；學生缺乏開發經驗，加之以粗放的組織方式等，使得實踐中學生缺乏整體感、方向感；數據庫課程內容覆蓋范圍廣，總學時有限，課程實踐學時受限，進一步加大了課程項目實踐的難度；開放式選題使得各小組遇到的業務問題多樣，教師指導、解答這些問題需要花費大量時間；各小組遇到的技術問題又存在大量重復現象，分散式指導往往使得教師也要花費不少時間解答一些本質上相差不大的問題；組織方式、學生基礎等因素相互作用，分散了學生投入的精力、教師指導的精力，使得最終項目完成度低。

此外，傳統組織模式下，少數優秀的學生“挑大梁”、其他學生“打醬油”的情況較為普遍，學生整體的深入參與度低。

2 基于任務驅動法與拼圖法的改革舉措

要提高課程項目實踐的效果，需要解決上述問題。顯然，課程內容覆蓋廣、總學時有限，是數據庫課程的基本性質，短期內無法改變。為此，基于任務驅動法與拼圖法，并從項目選題設置、組織模式、考核模式等多方面著手進行改革。

2.1 改開放式選題為半開放式選題

由學生小組完全自主選擇實踐項目的題目，有利于調動學生的積極性，但開放式選題帶來了多樣的業務問題與技術問題，本質上增加了實踐的難度。若由教師指定一兩個題目，有助于提高項目的完成度，但實踐結果容易出現“千篇一律”的情況，不利于體現各小組的區分度。

為此，設置若干個候選項目供小組從中選擇，這樣使學生整體需要了解的業務領域范圍受控，避免教師和學生精力因為業務需求方面的問題過于分散。同時，每個項目設置兩個層級的要求：一是必須達到的基本要求，二是若干項自主選擇實現的要求。

以圖書管理信息系統為例，該課程項目實踐必須要實現的基本要求是：具備圖書入庫、出庫、借閱、歸還以及未歸還圖書查詢等功能。自主選擇的要求有：讀者管理功能、圖書損壞丟失管理功能、圖書續借功能、不同類型讀者借閱期限不同的功能、圖書分類統計功能等。各小組可以自主選擇其中的一項或幾項來完成。由此形成的半開放式候選項目，題目范圍有限，限定了業務范圍，實現程度可以自主確定，為優秀學生與小組留出了提升空間。

2.2 應用任務驅動法分解項目實踐任務

任務驅動法是基于建構主義理論的一種教學方法，它在能激發學生學習動機的情境下，把教學任務設計成一個或多個具體的任務，并組織學生完成任務，學習者在完成一個個具體任務的過程中構建自己的知識體系。

應用任務驅動法主要解決學員在實踐中缺乏整體感、方向感的問題。具體來講，按照任務驅動法把項目分解為應用需求分析、數據庫表與視圖設計、存儲過程與觸發器設計、索引設計、軟件功能設計、軟件功能實現等子任務，并將各子任務進一步分為更小的任務，明確每個任務的目標、要求，并以任務指導書的形式固化下來。為更好地建立整體感，在課程項目實踐之前，首先介紹項目實踐的總體安排，講清項目的應用背景、主要任務、任務劃分與注意事項，使學生建立課程項目實踐的整體概念。整個過程如圖2所示。

圖2 任務驅動法實施過程

2.3 應用拼圖法促成技術問題解決

拼圖法是美國教育家和社會學家Elliot Aronson于1978年提出的一種教學方法，1986年Slavin教授進行了發展和完善。

應用拼圖法，由各小組中負責相同或相近任務的學生組成一個“專家組”，共同研究如何實現負責的任務，之后進行交流共享，從而降低學習難度。這樣幫助解決課程項目實踐技術要求高但實踐時間少的矛盾。具體的應用過程如圖3所示。每個小組明確需求分析、表與視圖設計、存儲過程設計、觸發器設計、軟件功能設計、軟件界面設計等子任務的負責人；各小組中負責相同子任務的學生形成一個“專家組”；在課程項目實踐實施過程中，按照項目進度，“專家組”成員一起研究解決完成對應子任務涉及的技術問題。在“專家組”各成員掌握了足夠的知識與技能后，返回所在小組，帶領和指導所在小組完成對應的子任務。

圖3 拼圖法教學模式

實施過程中，教師加強對“專家組”的技術指導，同時提供更豐富、多樣的學習資源，諸如數據庫設計指南、開發工具幫助、教學視頻等，減少學生在資料搜集上的時間消耗，提高技術問題解決的效率。

2.4 實施多元化考核，增強學生個體與小組動力

為更好應對學生基礎不一的實際，減少小組實踐中學生投入與效果“兩極分化”的情況，對學生小組、學生個體進行多元化考核。

多元化考核，既考察學生實踐的結果，也考察實踐過程中的學習精神、合作態度等，促進學生在提高技能的同時，以更積極、開放的姿態融入小組合作學習。同時，既考察學生小組的實踐成果，也考察小組實踐中學生個體的工作。最終，每個學生的考核成績由小組評價結果（主要依據小組之間的互評給出）、小組內部評價結果共同組成。

為避免組員只掌握所在“專家組”對應技術的情況，可以實施任意抽取組員匯報或復現實踐過程等方式，促進小組內的交流與學習；為避免學生評價缺乏區分度的情況，限定小組評價優良的比例、組內評價優良等各等級的比例，督促各學生更好地承擔起自己在小組內的任務，指導學生依據實踐過程、最終結果等做出客觀評價。

3 課程項目實踐教學改革的效果

我校《數據庫技術及應用》課程從2019年開始逐步基于任務驅動法、拼圖法進行項目實踐改革，組織學生小組圍繞半開放式選題進行課程項目實踐，應用任務驅動法分解細化實踐內容，應用拼圖法助力技術問題解決，開展小組與個體的多元化考核。經過實際檢驗，該課程項目實踐效果有了較大提高，主要表現在以下方面：

（1）學生實踐投入精力增加。應用任務驅動法把任務分解為多個具體的子任務，激發了學生實踐興趣；應用拼圖法，組建學生“專家組”，共同完成實踐任務、解決技術問題等，促進了學生之間的交流。實施多元化考核，增強了學生實踐的動力。

（2）實踐完成度提高。任務驅動法增強了實踐中的方向感，學生小組完成一個半開放的項目時，范圍和難度更加可控，利于小組實踐項目的完成。應用拼圖法，提高了技術問題研究解決的效率；教師提供學習資源，降低了搜索信息的時間消耗，提高了教師指導、學生學習的效率。

（3）學生綜合素質得到了鍛煉。“專家組”共同研究技術問題，有利于增強學生的信心；交流研討環節鍛煉了學生表達能力，優秀學生的帶動作用也能得到更好的發揮；拼圖法、多元化考核等促進了合作意識、團隊意識的養成。

4 結 語

基于任務驅動法與拼圖法開展的數據庫課程項目實踐，有效地調動了學生小組與學生個體的積極性，提高了實踐與實踐指導的效率，提高了課程教學效果，促進了學生能力的全面培養，在類似課程實踐中可以借鑒應用。