基于CDIO教育理念的数据库课程实验设计

逯燕玲，戴 红，侯 爽

（北京联合大学 应用文科综合实验教学中心，北京 100191）

数据库技术应用日益广泛深入，与社会生活的各个领域息息相关，为适应国家“以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展”的需要，高等学校普遍面向非计算机专业开设数据库课程，以满足国家信息化建设人才需求。但社会对高校不同学科专业的人才培养在知识结构、信息技术应用能力与素养上的需求是有差异的，因此，数据库课程在不同学科专业的教学目标和应用能力培养既有共性，又存在很大差异。而数据库技术不仅内容广泛，而且技术发展迅速，在涵盖理论、技术和应用的同时，数据库新思想、新概念和新技术不断涌现，高等学校数据库课程的教学内容在一定程度上落后于数据库技术发展，尤其对人文社科类专业学生的数据库工程实践能力和数据库系统应用能力培养不够，学生普遍缺乏实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，不能满足企事业单位信息化建设的用人需求。如何使人文社科类专业的学生掌握数据库应用能力，是数据库课程教学改革亟待解决的关键问题。

1 基于CDIO教育理念设计数据库应用能力结构

地方本科高等学校的办学定位是培养应用型人才，在地方高校中的人文社科类专业中数据库课程承担着培养具有较强的数据库技术应用能力、具有与专业结合的实践创新精神的应用型人才的任务。数据库技术本身属于一种工程技术，课程内容本身具有较强的理论性和抽象性特点，讲解和学习难度较大，对学生工程实践要求高。实验教学不仅可以补充、深化和拓展理论教学，还可以加深学生对数据库理论知识的理解，从而培养学生数据库工程实践能力、团队合作精神和数据库系统应用能力。

CDIO代表构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运行（operate），作为国际上普遍认可的工程教育理念，它以产品从研发到运行的生命周期全过程为载体，以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验，让学生掌握从构思、设计、实现到运行的全过程所必须拥有的工程实践能力、个人专业基本能力、人际交流能力和系统综合应用能力[1－2]。引入CDIO教育理念强化数据库技术应用能力培养，以企事业单位信息化建设实际岗位为着眼点，以培养数据库技术的应用能力为主线，面向人文社科类专业设计培养学生的CDIO能力结构，如图1所示。在此基础上进行理论和实验教学方面的改革与创新，在数据库课程的教学过程中强调工程项目实践全生命周期的教育，着眼于能力培养与知识的教、学、做过程的关联，而不是只专注于数据库技术的理论知识[3－4]。

图1 数据库课程CDIO能力结构框图

2 构建基于CDIO的数据库课程体系

2.1 理论与实践相融合的课程体系

为使CDIO工程教育理念在数据库课程教学中得以体现，坚持理论联系实际地构建基于CDIO的数据库课程体系，注重由单纯的传授理论知识转向能力培养，尤其强调培养学生数据库技术应用能力。以数据库理论知识、技术应用能力、信息素养和人际交往能力培养为核心，构建理论教学、实验教学、素质拓展三位一体的课程体系，如图2所示。

图2 基于CDIO的数据库课程体系

将CDIO教育理念的各项标准引入和渗透到课程教学过程中，以全面提升学生的CDIO能力为目标，倡导“做中学”、“学中做”，让知识技能的讲授服务于数据库技术应用能力和学生个人综合素质的培养[5－6]。在理论课堂教学中采用边讲、边实验、边讨论的灵活方式，强调“精讲多练”，引导学生对实验项目展开构思，以多练、多实践使学生成为课堂上的“主动者”；在实验教学过程中坚持以实际项目为导向，提倡学生体验式自主学习教学模式，以解决各专业实际问题为背景，将数据库项目的构思、设计、实施和运用贯穿于整体训练，让学生从解决问题出发，强调分析问题、探索实践和解决问题的能力培养，激发和训练学生主动学习的兴趣、动手实践探索的精神和掌握解决问题的途径。

基于CDIO的数据库课程体系对于学生来说，重点是以共同完成小组项目等形式强化学生个人综合素质和数据库技术应用能力培养，将不同专业的教育与数据库系统的整体认识统一起来，通过“团队合作性学习”，锻炼学生的个人能力、团体交流能力以及数据库系统的运用和调控能力，特别是跨专业组建团队，更有利于实践“工作情境模拟教学法”，可以使学生将不同学科的基本原理和数据库技术放到具体的环境制约之中，从而达到拓展学生个人综合素质的目标[7]。

2.2 “多层次递进式”实验项目设计

在理论知识、实验教学和素质拓展三位一体的课程体系中，实验项目设计是关键。基于CDIO的数据库实验教学，从构思阶段的数据库概念设计开始，经历数据库设计和实施阶段，以实际数据处理工作以及信息化建设项目全生命周期的实验项目为载体整合数据库知识，重在培养分析问题、解决问题的能力和数据库系统的运用与调控能力[8－9]。

CDIO实验项目划分为三级，一级项目以学生所在专业实际问题为背景，引导学生自主研究，通过需求分析构思、逻辑结构和物理设计、数据库实施和运行，全面培养学生的综合应用能力，同时促进实践创新精神的发展；二级项目以数据库综合设计“任务”为驱动，引导学生理清问题实质，确定结构和解决问题的方法，注重数据库理论知识和技术的综合运用，培养学生对关联知识的理解与应用、团体交流合作能力以及实践探索精神；三级项目以基础或验证型实验项目使学生验证、理解、巩固并掌握基本教学内容[10]。

以基础验证型、综合设计型、实践创新型三层次实验方案组成的递进式实验教学体系如图3所示[11]。在课程教学过程中，以基础验证型实验项目为载体引导学生自主地、循序渐进地学习；以综合设计型实验为突破口，将“工作情境模拟教学法”引入实验课程，引导学生结合本专业实际问题完成数据库应用系统“大项目”，激发学生学习兴趣和实践探索精神，引导学生团体交流合作，从选题开始，经构建框架、设计到制作调试完成，使学生将所学知识贯穿起来，提高学生的实战能力和综合运用知识的能力。

图3 “多层次递进式”实验教学体系框图

3 结束语

建立在CDIO教育理念基础之上、包含“三层次递进式”实验教学的数据库课程体系，有效地体现了应用型人才培养宗旨，三级实验项目的开展让学生充分体验“构思—设计—实现—运行”的全过程，有效地解决了理论教学与实践教学脱节和人文社科类专业学生数据库工程实践能力薄弱的问题，提升了学生系统思维和独立解决问题的能力[12]。在课程教学过程中，通过建立教学资源库和网络交流平台，为培养应用数据库技术解决实际问题的人才发挥了重要作用。

（References）

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