小議CDIO工程理念在數(shù)據(jù)庫原理中的運用

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基于項目的教學(xué)設(shè)計

1.“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與發(fā)展綜述”項目。學(xué)生自己查閱資料，并對數(shù)據(jù)庫技術(shù)在某一領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行探究，撰寫綜述報告。目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)庫原理”課程的興趣，培養(yǎng)其對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域的探究興趣，訓(xùn)練其文獻(xiàn)綜述的寫作能力，是畢業(yè)設(shè)計綜述撰寫的一次訓(xùn)練，即訓(xùn)練cdio的C。

2.“基于ER模型的概念設(shè)計與邏輯設(shè)計”項目。要求學(xué)生在提供的項目實例中選擇一個，獨立進(jìn)行需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會設(shè)計步驟，掌握設(shè)計方法，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的工程性、實用性和有趣性，即訓(xùn)練CDIO的D。

3.“課程設(shè)計”項目。要求以團(tuán)隊形式選擇或自擬一個課題，遵循數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的思想完成一個完整的CDIO項目周期，包括：構(gòu)思—需求分析、設(shè)計—實施方案、實現(xiàn)—編寫代碼、運作—作品測試、展示、最后答辯、驗收文檔等。項目實施過程訓(xùn)練學(xué)生的工程意識和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，整個過程體現(xiàn)CDIO。

CDIO能力培養(yǎng)的教學(xué)實施

1.課堂教學(xué)多樣化。第一，講授教學(xué)法。對新的、有一定難度的理論知識來說，講授法是一種好方法。在講授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)、關(guān)系運算、關(guān)系規(guī)范化等內(nèi)容時，主要采用了講授法。第二，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。在概念設(shè)計、邏輯設(shè)計的教學(xué)中，先通過一個案例，應(yīng)用ERwin工具創(chuàng)建概念模型和邏輯模型，并將模型轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)庫腳本。然后給出一個簡單任務(wù)，由學(xué)生動手完成任務(wù)。第三，啟發(fā)式案例教學(xué)法。在講解數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，運用一個案例，詳細(xì)講解如何進(jìn)行需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理設(shè)計、程序編碼及調(diào)試運行。引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會設(shè)計步驟，掌握設(shè)計方法，學(xué)會評審各個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的工程性、實用性和有趣性。啟發(fā)式教學(xué)，可以幫助學(xué)生直觀地理解概念、原理和方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善學(xué)習(xí)效果。第四，團(tuán)隊教學(xué)法。以項目為主線、團(tuán)隊為小組、任務(wù)目標(biāo)為使命，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的一種教學(xué)方法。在課程設(shè)計中采用了團(tuán)隊教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生CDIO能力。

2.實踐教學(xué)層次化。第一，課內(nèi)實驗。主要是基礎(chǔ)性、設(shè)計性實驗，以SQL的基本操作為重點，涵蓋了SQLServer的安裝與配置，數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建維護(hù)，索引、視圖和約束的創(chuàng)建與維護(hù)，數(shù)據(jù)的查詢與更新等10個實驗項目，以及“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與發(fā)展綜述”項目。第二，開放實驗。主要是設(shè)計性實驗。以SQL的高級應(yīng)用為重點，涵蓋了函數(shù)操作、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、SQL編程、數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)與安全、數(shù)據(jù)庫對象的操作等10個實驗項目，以及“基于ER模型的概念設(shè)計與邏輯設(shè)計”項目。第三，課程設(shè)計。綜合性實驗。學(xué)生從項目庫中選擇或自擬一個課題，每個課題應(yīng)具有一定的綜合性和復(fù)合性，訓(xùn)練學(xué)生的工程意識和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力。

3.課程設(shè)計體會“做中學(xué)”?！盎陧椖康慕逃蛯W(xué)習(xí)”和“做中學(xué)”是CDIO的核心思想。在課程結(jié)束之后，安排數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程設(shè)計。按照數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，進(jìn)行需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、編寫代碼、調(diào)試、文檔編寫等，最終基本實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。其中特別強調(diào)數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、實體聯(lián)系模型、基本表的分析與描述和系統(tǒng)基本功能的實現(xiàn)。圖2描述了以CDIO工程教育理念的，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課程設(shè)計整體思想。課程設(shè)計采用團(tuán)隊操練的方式進(jìn)行。一個團(tuán)隊由4～5名學(xué)生組成，在每個項目實施之初，由指導(dǎo)教師指定組長，再由組長組建團(tuán)隊。在組長的帶領(lǐng)下，每個團(tuán)隊針對選定的具體課題，展開“用戶”需求分析、研究項目實施方案、進(jìn)行成員任務(wù)分派。項目實施中，團(tuán)隊成員之間要相互支持、共同討論，學(xué)會思考與傾聽別人的意見，學(xué)會交流溝通并解決問題，培養(yǎng)團(tuán)隊整體責(zé)任意識。項目完成后，團(tuán)隊要總結(jié)經(jīng)驗，查找不足，撰寫項目報告，學(xué)會提煉成果，并在全班答辯，提高邏輯思維和知識發(fā)現(xiàn)的能力。經(jīng)過課程設(shè)計訓(xùn)練之后，學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、組織管理能力、創(chuàng)新探索意識、社會責(zé)任感等得到明顯提高。

4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，而傳統(tǒng)的筆試只能測試學(xué)生對知識的掌握程度，較難體現(xiàn)學(xué)生工程、團(tuán)隊協(xié)作、交流等能力。CDIO主張不同的能力用不同的方式進(jìn)行考核，為此，在“數(shù)據(jù)庫原理”課程考核評價中，我們從以下六個方面進(jìn)行考核。（1）理論基礎(chǔ)。通過階段性小測驗、期末考試。（2）技術(shù)能力。通過完成15個實驗任務(wù)和3個課程級項目。（3）工程素質(zhì)。通過項目開發(fā)生命周期的過程實施。（4）溝通能力。通過課程中的討論和課程級項目、課程設(shè)計答辯。（5）協(xié)作能力。通過考查項目完成情況、團(tuán)隊成員的分工和任務(wù)完成情況。（6）創(chuàng)新能力。通過考查課程設(shè)計中學(xué)生在基礎(chǔ)需求上所做的擴(kuò)展和在基礎(chǔ)功能上做的擴(kuò)展及其實現(xiàn)情況。這六個方面的考核通過作業(yè)、課堂討論、實驗、項目訓(xùn)練和期末考試四種形式的考核來進(jìn)行，并按不同的權(quán)重計入最終成績。

結(jié)束語

采用CDIO模式開展“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)改革，取得了明顯的教學(xué)效果。在課程結(jié)束后，學(xué)生基本都建立起數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的思想，針對實際應(yīng)用問題，能按照數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的預(yù)定功能。通過CDIO模式的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性，培養(yǎng)了學(xué)生的工程素養(yǎng)，提高了團(tuán)隊合作能力和交流能力，較好地實現(xiàn)了課程教學(xué)的目標(biāo)。（本文作者：應(yīng)宏 單位：重慶三峽學(xué)院）