基于CDIO的数据库原理与应用课程探索

　　摘要：分析非计算机专业的数据库原理与应用课程的现状与尚存问题，提出构建基于CDIO的一体化课程设计方案，包括模块化的理论课程授课体系、项目式实验内容设计、任务驱动的习题课设计和阶段性的考核体系。该方案使得数据库原理与应用课程设计更加合理，进一步提高学生的工程实践能力。
　　关键词：CDIO；数据库原理；一体化；课程设计
　　作者简介：陈廷斌，男，副教授，研究方向为供应链、物流；鲁艳霞，女，副教授，研究方向为数据库、物流。
　　1背景
　　CDIO代表构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运行(operate)[1]。它提出了系统的能力培养、全面的实施指导以及实施过程和结果检验标准，为高等院校培养实践创新人才提供了指南和实施方向[2]。CDIO系统地提出了具有可操作性的12条标准，并有相应的培养大纲。
　　数据库技术是计算机应用的重要基础，具有广阔的应用领域[3]。随着Internet技术的迅速发展，数据库技术也已经成为各高校计算机相关专业和业务应用的必修课程。但是，数据库原理与应用课程中相关概念和思想比较抽象，尤其是三级模式和二级映像、关系代数、数据库设计等部分，更是难以掌握。
　　随着信息技术和数据库技术的快速发展，数据库的应用范围越来越广泛。数据库原理与应不仅仅是计算机专业的主干课程，同时也是信息管理与信息系统、电子商务、物流管理、物流工程、人力资源等非计算机专业的主干课程之一，因此，对课程的建设与探索势在必行。
　　2数据库原理与应用课程现状分析
　　数据库原理与应用课程是一门理论与实践相结合的课程。一般包括数据库原理、数据库设计和系统应用三部分。原理是基础，设计和应用是提高，它们相辅相成、互相促进[4]。随着社会对学生技能操作的
　　
　　要求，现在的数据库课程已经不再是传统的理论课程，而是更偏向于社会需求的应用课程。然而在目前数据库课程教学过程中，还存在以下问题。
　　1) 填鸭式的理论教学。
　　大部分数据库原理与应用相关教材基本上都是依据教学内容，以知识体系为顺序组织编排。然而在介绍理论基础时，教师往往忽视了学生学习的能动性，只是填鸭式地“教”，往往会使得一部分同学由于学科的限制和理解的偏差，在学习过程中未取得较好的效果，甚至打消了学习积极性。
　　2) 被动的实验课程。
　　在实验中，学生不明确实验目的，实验内容不清楚，考核中实验课也没有一定的比例等[5]。在实验课堂上，学生往往根据老师布置的实验任务，逐项进行练习，缺乏主动思考和讨论的过程。
　　3) 缺乏动力的习题课程。
　　在习题课上，经常会发现布置的作业学生并未完成，或者由于沟通和表达能力有限，即使对习题有较好的认识，学生也不愿意上台与大家分享。因此，习题课的效果仍有待进一步提高。
　　4) 机械式的考试过程。
　　传统的考试模式通常以期终理论考试成绩作为对学生最终评分的主要依据，虽然有时中间会增加期中考试，但是仍然会造成学生为考试过关而学，不注重自身综合能力的提高。
　　5) 缺乏整体性学习和实践。
　　学生学完课程后只是掌握了几个孤立的知识点和一种软件的基本操作，不会设计和评价具体的数据库系统，无法完成预定的教学目标。
　　3基于CDIO的一体化课程设计
　　3.1模块化的理论课程授课体系
　　数据库原理与应用课程主要介绍数据库系统的基本概念和基本理论，主要包括数据管理的发展过程、数据库系统的组成结构、关系代数、基本SQL语句的使用、关系规范化理论、数据库设计、数据库并发机制、数据库安全管理等内容。
　　CDIO更加强调对课程的设计，因此，对于非计算机专业来说，数据库原理与应用课程根据专业不同，会产生不同的教学内容。往往同样的大纲内容对不同专业的效果也可能完全相同。因此，在课程设计时，我们将数据库课程的理论知识分解为以下几个模块，如表1所示，根据学生的能力和专业性质进行选取。
　　
　　表1数据库理论知识模块分解
　　3.2项目式实验内容设计
　　CDIO工程教育理念就是要以教学实践全过程来培养学生的工程能力，此能力不仅包括学科知识，而且包括学生的个人能力、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力。以项目设计为主线，完整地、有衔接地贯穿于整个本科教学阶段，可以使学生得到构思、设计、实现、运作的整体训练。通过项目设计可以将整个课程体系有机地、系统地结合起来。
　　根据CDIO工程教育理念，我们在数据库原理与应用实验内容方面进行了探索与重新设计。所有的项目均为团队合作项目，学生在项目进行的过程中学习探索，综合应用知识，锻炼团队精神，学习基本项目组织、管理，培养CDIO能力。
　　数据库原理与应用课程要求学生在学习数据库原理的基础上，从实用的角度掌握数据库设计、使用与维护的思路和方法。
　　根据课程要求和CDIO理念，实验指导思想设计如下：
　　1) 学生在教师指导下，通过讨论确定某超市采购系统、图书馆书籍管理系统、某小区物业管理系统、仓储管理系统、某电器配送管理系统等五个项目。
　　2) 根据教师要求，每4～6人组成一个团队，每个学生团队选择一个项目进行学习、设计、实验开发。
　　3) 学生结合所学的数据库基本知识和对特殊业务的理解，进一步通过Google、Baidu等查找资料，拟定设计方案。
　　4) 根据教师指导，学生选择合适的数据库管理系统，实施自己的数据库设计方案。
　　5) 对学生实验效果评估。
　　主要实验内容如表2所示。
　　
　　表2数据库实验内容设计
　　3.3任务驱动的习题课设计
　　在习题课上，往往会发现学生过多依赖于教师讲授，忽视了自身能动性的发挥。因此教师应根据习题课内容，事先布置任务。通过指定、鼓励等措施调动学生上习题课的积极性。在习题课程上，不要局限于每道题的标准答案和习题内容，更多是对学生做题思路的引导。尤其是对于有特定思想和解题方案的同学给予精神鼓励。CDIO理念强调团队工作和交流，可以通过发言的方式鼓励学生将自己和本小组的解题思路与别人分享，从而也锻炼学生的沟通与表达能力。
　　3.4阶段性的考核体系
　　根据CDIO工程教育标准11——学生考核。强调应该考核学生的个人能力，包括人际交往能力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识等。
　　
　　为了更好地加强实践性教学环节，改善理论与实际脱节问题，改变传统的考试方式，课程考核应注重考察学生的综合能力和素质。考核改革的创新点在于将传统的理论考核变为日常考核、实验考核、期中考核和期末考核四个环节。其中，日常考核和实验考核为形成性考核，期中考核和期末考核为终结性考核，如表3所示。通过各个环节的相配合，实现培养学生实际动手能力和应用能力的最终目标。
　　表3数据库原理与应用考核环节设计
　　1) 日常考核。
　　日常考核主要通过教师的正常教学过程，来考察学生的学习态度和效果。主要分出勤情况、课堂表现、作业完成情况三个部分。课堂表现主要考察学生上课的态度和认真程度，计入平时成绩，占总成绩的5%；出勤情况由授课教师随堂记录，并计入平时成绩，占总成绩的10%；作业主要包括平时的小作业和数据库设计的作业，在数据库设计方面，需要学生提交相关的设计文档，共占总成绩的15%。
　　2) 实验考核。
　　实验课考核主要考察学生实验课的表现情况和实验完成情况。考核内容主要为SQL Server的安装与基本管理、数据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言以及数据库的设计。主要以完成实验课内容为主，考核时间随实验课进行。每次实验课结束，授课教师对学生实验情况以及实验报告给予评定，并在教学手册上记载成绩。实验课总成绩占期末总成绩的10%。
　　
　　3) 期中考核。
　　期中考核主要考核学生对关系数据库标准语言
　　
　　的掌握情况，占总成绩的20%。
　　4) 期末考核。
　　期末考核主要考察学生对数据库的综合理解和知识的掌握，占总成绩的50%。考核内容为整个理论年学期的所有授课内容。考核形式为笔试，采用闭卷，题型包括选择题、判断题、简答题、数据库设计题等。
　　4结语
　　笔者探讨了在CDIO工程教育理念下如何对数据库原理与应用课程进行重新设计。通过对课程的重新设计，使学生更加明确各自专业所需要的数据库理论知识，提高了学习的主动性。课程单元项目的设计，使90%以上的学生能够明确自己对实验知识的掌握还有哪些欠缺，从而在后续学习时有努力的方向。同时，通过考核环节的设计提高了考核的真实性和公平性。今后在课程项目设计方面，还需要更加注重贴近企业的真实数据，这将我们的下一步工作。
　　
　　参考文献：
　　[1]