工程教育理念在高职数据库设计课程中的应用

张 蓉

（江苏信息职业技术学院计算机工程系，江苏 无锡 214101）

工程教育理念在高职数据库设计课程中的应用

张 蓉

（江苏信息职业技术学院计算机工程系，江苏 无锡 214101）

高职教育的本质在于高素质技能型人才的培养，要让学生像工程师那样解决工程问题。该文以“数据库设计”课程建设为案例，在课程中采用CDIO工程的教学理念与标准，以基于“模仿／角色扮演／项目”的教学组织原则，以基于探究式问题解决的学习方式，通过对传统教学中存在的不足和改革中所遇到的困难的剖析，探索有效的课程目标、课堂设计和学习评价体系，从而促进学生在数据库设计和构造方面的工程能力的提高。

高职教育；数据库设计；工程能力

1 “数据库设计”课程的基本情况

“数据库设计”课程是江苏信息职业技术学院公共选修课程，也是计算机专业的核心课程——数据库技术课程（一般为“SQL Server数据库程序设计”课程）的先导课程。该课程培养学生设计、构建、分析和理解数据库的能力。计算机专业人才培养的目标是从事应用软件开发、维护、测试、技术服务等工作，所以应用程序设计、开发能力是专业的核心培养能力之一。世界上超过80%的计算机程序是与数据库相关的，并且数据库在很多应用程序中起到的作用往往是非常关键的，甚至可以说没有好的数据库设计，就不可能有好的应用程序项目的设计与开发，因此希望从事应用程序开发的所有学生在数据库设计和构造方面都应打下坚实牢靠的基础。

“数据库设计”课程面向数据库设计人员、应用程序创建人员、编程人员、数据库管理人员和项目经理的，旨在讲解数据库设计、规划数据库结构的方法和过程，让学生设计的数据库足够的健壮、抗错和灵活，以适应未来一定程度的变化。该课程涉及内容广泛、实践性强、解决问题的方法具有灵活性和多样性。

2 传统教育模式下“数据库设计”教学的不足

传统的高职“数据库设计”课程教学中存在以下缺陷：（1）注重概念、原理的讲解，轻视实际解决问题能力的培养。在教学时，多数教师重点偏向数据建模、数据规范化的讲授和练习，而很少向学生演示具体的如何了解用户的需求和如何提取业务规则，使学生不能掌握真实情景下数据库设计的实质，达不到工程型人才培养的目标。（2）实践教学课时比重上升，实践教学内容并没有随之丰富。经过多年的职业教育改革，高职在培养学生的实践技能方面有所提升，但是不少实践教学内容只是让学生简单、机械地重复教师或指导书讲授的内容，教师在上面手把手地教着做，学生在下面按部就班地跟着敲入代码，这样只能达到实验结果验证的目的，并不能提升学生实际的分析、解决问题的能力，很容易使学生形成思维定式，制约了学生创造力的发挥，最终对课程失去了兴趣。（3）引入课程的项目本身就存在设计上的缺陷。“数据库设计”作为一门实践性非常强的课程，在教学中一般都采用项目案例驱动教学法，但是很多高职教材中所引入的项目案例不够严谨，有的项目中所构建的数据库本身都不符合数据规范化、完整性和安全性的要求，这样的项目很不适合拿来向学生传授专业的数据库设计方面的知识。

3 “数据库设计”教学改革难点

“数据库设计”教学改革中存在两座冰山，首先，数据库的基本理论知识非常庞杂。数据库中的很多基本概念贯穿在课程的始终，这些概念的掌握对整个课程的学习有很重要的作用，如数据库、关系、元组、实体、属性、事务、约束等。然而对于这些知识点单纯的课堂理论讲述比较枯燥并难以为学生理解和接受。另外，建立真实的业务需求环境难。要让学生实质性地掌握数据库设计技术就必须让他们参与到真实或模拟真实情景下的数据库应用项目的开发设计中去，构建这样的情景让学生真实地进行用户需求分析和提取业务规则仅仅依靠教师个体力量还是非常困难的。

4 “数据库设计”教学改革措施

以上分析了“数据库设计”课程的传统教学不足和改革难点，针对这些不足和难点，通过反思—实践—再反思—再实践这样不断的教学摸索，我们依照CDIO工程教育理念［1-2］探索出了以下的教学改革措施：

4.1 提高教师的工程实践能力和教学能力

要培养出工程型的学生，首先必须要有工程型的教师［3］，在CDIO（Conceive构思—Design设计—Implement实现—Operate运作）改革的12条标准中，标准9和标准10这两项标准就对教师提出了要求。如果期望教师教授给学生个人和人际交往能力以及产品、生产流程和系统构建的能力，那么教师本身就应该具有这些能力，并且最好是在工程实践的背景下提高这些能力。所以教师在教授“数据库设计”课程之前必须要有企业项目设计经验并且不断利用各种资源学习先进的教学理念和教学方法，这样才能做到“学高为师”。我院每年都会选派各个专业教师，特别是青年教师深入大中型企业工程实践一年。通过企业工程实践不仅提升了教师的工程实践能力，同时还开拓青年教师的科研视野、提升青年教师的教学科研水平、加强学校与企业的联系。

4.2 运用模仿／角色扮演／项目推进式教学

CDIO改革是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的四大能力（即工程基础知识、个人能力和人际团队能力和工程系统能力）。其愿望是培养有专业技能、有社会意识和有企业家敏锐性的工程师［4］。它是“做中学”和“基于项目教育和学习”（Project based education and learning）的集中概括和抽象表达。鉴于CDIO的理念，“数据库设计”课程在教改之后的教学主要由三个模块组成，每个模块教学的场所也是不同的：

模块一是让学生在实验室通过模仿和角色扮演活动来自主探究有关数据库应用系统的主题知识。该模块的主要目的是引导学生对应用程序、应用程序的类型、应用程序的界面、数据库、数据库的类型、数据库管理系统、数据类型、数据操作（插入、更新、删除、查询）、数据约束和数据安全这些比较抽象的知识有一个感性的认识。学生扮演不同的应用程序关键用户去实际操纵、使用5～6个不同的应用程序，这种扮演某个角色的活动可以帮助学生从用户的角度去看待应用程序，并且获得对某个问题的见解。为了保证学生拥有不同的用户体验，选用的应用程序应具有多样性，应该既有B／S架构的也有C／S架构的，即有单机版的也有网络版的，后台数据库既有Excel的也有Access或SQL Server的。

模块二是案例驱动式的课堂讨论教学，在多媒体教室完成。学生在教师的指导下通过分析一个完整的数据库设计案例，来全面地学习数据库设计的全过程和常用技术，掌握如何了解用户需求、如何构建数据模型、如何提取业务规则、如何规范化合优化和如何设计数据库以支持软件应用程序。课堂中要求学生基于问题解决来分析案例并解决对应的练习。为了使学生感兴趣并保持活跃，建议教学中还可以添加来源于个人经历和学生兴趣范围内的新示例。本模块也可以安排学生互换地进行角色扮演，常见角色有项目经理、数据库设计师、执行负责人、客户负责人、客户代表、唱反调的人、助手等。学生只要遵守活动指导中提出的要求，他们就可以创造性地扮演自己的角色。活动之后需要做一个简短的汇报。在讨论的过程中，教师可以通过观察和提问给学生提出挑战，让他们进一步思考。也可以引导学生把虚拟的情况与真实世界进行比对，并让他们参与到后面的研究和项目中去。

模块三是融入各项能力培养的团队设计，主要实践场所从机房、教室走向了真实的业务需求环境。具体教学实施是要求5～6个学生组成一个团队，参与一个实际的应用程序的数据库设计项目中，团队中的人员承担不同的角色，分工协作，共同完成这个项目任务。项目的选题也应具备可操作性、多样性和挑战性，使得设计由模仿型变为思考型，通过项目锻炼学生的实践能力，提升学生的团队合作能力和沟通能力。项目课题的搜集有多种途径，首选的是学生比较熟悉的业务需求环境，例如：图书馆管理系统、校园电子商务平台、大学生宿舍管理系统、大学生俱乐部网上平台等，这样无论是了解用户需求还是调研业务规则都是容易操作实现的。同时我们还开拓了其他的项目来源途径，例如：建立学校与企业的合作关系，了解企业的需求，将企业一线急需解决的设计问题引入到课程项目设计中；从往届毕业设计的题目中选出合适的数据库设计部分作为项目课题；并鼓励学生设计他们个人觉得有用的数据库和数据库应用程序；结合每年的国家、省、市级大学生创新计划主题寻找一些题目作为设计项目。

4.3 建立多样化、分层次的学习评价体系

由于CDIO是一种产品导向的教学模式，课程也被视为产品，所以评价本身也是需要评价和与时俱进的。显而易见，评价服务于不同的目的，而不单是进行等级划分。通过评价工具而获得的信息可以用于一个教学系列的诊断，也可用于另一个教学系列的课程设计；可用于教学改革的进步，也可用于项目的评估和学生定位。要保证课程实践教学体系的良性运行，必须建立起一套易于操作的评价机制，对实践教学中涉及的各项能力进行有效评价。有效的评价应采用不同的方法来衡量学生的专业知识、个人自身能力、团队合作能力、建造产品和系统的能力。本课程的考核方式包括三种评价技术，具体应用见表1：

表1 数据库设计课程教学评价设计Tab.1 Teaching evaluation design of database design course

第一种传统评价方法，要求学生通过对信息进行辨认而证明其对数据库基础概念“通晓程度”（familiarity）。一般在教学模块一中通过课堂问答和单元作业对学生进行评价。

第二种传统评价方法，学生通过提供不连续的或是特定的信息片断证明其对某一概念的“了解程度”（awareness）。这种方法主要用于对教学模块二案例分析的评价。

第三种基于表现的评价，要求学生通过对信息以及技能的应用证明其“示范理解程度”。这种方法使学生置身于问题解决情境中，这种情境不能被复制，但是能够反映教育所发生的真实情境。在整个教学中这种评价方法贯穿始终，需要注意的是采用此评价方法要严格定义所使用的技术和所遵循的程序，强调评价的可操作性。

5 结束语

我们进行工程教育改革，目的不单是培养学生树立产品导向的工程师价值观，更希望学生在掌握课程所要求掌握的知识的同时，发展其自发解决实践中工程问题的可能性。简言之，加强可迁移的核心能力的培养，以及问题解决能力、批判思维等高水平思维技能的培养。高职教育的目标应当是广而不是深［5］，因此在未来的教学中我们要更加重视理论知识的系统学习；要更加从全局出发，面向职业群、针对学生的特点来设计课程；要更加重视人的综合素质的培养，对学生实施完全的教育。

［1］ 李曼丽.用历史解读CDIO及其应用前景［J］.清华大学教育研究，2008，29（5）：78-81.

［2］ 林凤，李正.美国高等工程教育的历史沿革与发展趋势［J］.理工高教研究，2007，26（5）：37-38.

［3］ 李颖，马筱聪，高殿荣.CDIO改革环境下青年教师培养问题的研究［J］.教学研究，2010，33（4）：38-40.

［4］ 顾学雍.联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索［J］.高等工程教育研究，2009（1）：11-23.

［5］ 朱芝洲.高职教育的职业化倾向与反思［J］.中国高教研究，2009（4）：73-74.

Application of Engineering Education Theory in Database Design Course in Higher Vocational Colleges

ZHANG Rong
（Department of Computer Engineering，Jiangsu College of Information Technology，Wuxi 214101，China）

The essence of vocational education is to train high-quality skillful talents，to make students as engineers to solve engineering problems.“Database Design Course”is taken as the case，in the course teaching，CDIO engineering is the teaching philosophy and standards，“Imitate／Role-playing／Project”is the teaching principles of organization，and the manner of learning based on inquiry-based problem resolution，by analysis of the shortcomings of the traditional teaching and the difficulties encountered in the reform，to explore effective curriculum objectives，instructional design and learning evaluation system，thereby to promote the improvement of students in the engineering capabilities of design and construction of the database.

high vocational education；database design；engineering capabilities

G 712

A

1671-7880（2012）02-0041-04

2012-02-20

张 蓉（1980— ），女，江苏宿迁人，讲师，硕士，研究方向：计算机应用技术。