基于任务驱动法与拼图法的数据库课程小组项目实践改革

张晓丰，祝 娜，李正欣，车 敏

（空军工程大学 装备管理与无人机工程学院，陕西 西安 710051）

0 引 言

数据库课程是诸多工学专业本科生都要学习的一门重要的信息技术类课程，该课程理论性和综合性强。课程教学中通常安排一定的学时组织学生开展课程项目实践，通常涵盖从模型设计、数据对象定义、SQL语句到应用系统开发的全过程，是学生深入理解和掌握课程知识的关键环节之一。

由于课程项目实践涵盖范围广、工作量大、技术要求高，单个学生完成一个项目实践的全过程具有很大的难度。教学实践中，通常把学生分为若干个小组，各小组的所有成员共同完成一个项目。这样，既可以锻炼学生的实践动手能力，又可使学生完整地体验项目实践的全过程。但在传统的组织模式下，学生小组完成课程项目实践的效果通常不够理想，主要表现有：（1）项目完成度低：由于项目实践综合性强、技术要求高，学生缺乏综合运用的经验，整体概念还比较模糊，往往不知如何下手，普遍比较迷茫；实践中遇到技术问题后，需要花费很多时间和精力去解决，也容易产生挫败感。（2）实践收获感弱：课程项目实践在能力提升方面发挥的作用不够，基础弱的学生在实践中往往主动或被动“边缘化”，能力没有得到锻炼；基础好的学生匹配不到适合自身能力的任务，感觉“吃不饱”。这些原因导致课程项目实践整体效果不佳。

1 小组课程项目实践效果产生原因分析

在小组开展课程项目实践中，虽然存在诸多不足，但对于加深数据库系统的理解、提高动手能力等仍然非常重要。因此，需要针对传统模式下存在的问题进行研究，以改进和提高其效果。分析数据库课程的特点、传统模式下课程项目实践组织模式、学生基础与教学实际等方面的因素，加以梳理并绘制相关关系，得到如图1所示的关联图。

图1 课程项目实践效果不佳原因分析图

从图1可以看出，课程项目实践综合性强、业务问题多，学生需要了解较多的领域知识、解决很多技术问题；学生缺乏开发经验，加之以粗放的组织方式等，使得实践中学生缺乏整体感、方向感；数据库课程内容覆盖范围广，总学时有限，课程实践学时受限，进一步加大了课程项目实践的难度；开放式选题使得各小组遇到的业务问题多样，教师指导、解答这些问题需要花费大量时间；各小组遇到的技术问题又存在大量重复现象，分散式指导往往使得教师也要花费不少时间解答一些本质上相差不大的问题；组织方式、学生基础等因素相互作用，分散了学生投入的精力、教师指导的精力，使得最终项目完成度低。

此外，传统组织模式下，少数优秀的学生“挑大梁”、其他学生“打酱油”的情况较为普遍，学生整体的深入参与度低。

2 基于任务驱动法与拼图法的改革举措

要提高课程项目实践的效果，需要解决上述问题。显然，课程内容覆盖广、总学时有限，是数据库课程的基本性质，短期内无法改变。为此，基于任务驱动法与拼图法，并从项目选题设置、组织模式、考核模式等多方面着手进行改革。

2.1 改开放式选题为半开放式选题

由学生小组完全自主选择实践项目的题目，有利于调动学生的积极性，但开放式选题带来了多样的业务问题与技术问题，本质上增加了实践的难度。若由教师指定一两个题目，有助于提高项目的完成度，但实践结果容易出现“千篇一律”的情况，不利于体现各小组的区分度。

为此，设置若干个候选项目供小组从中选择，这样使学生整体需要了解的业务领域范围受控，避免教师和学生精力因为业务需求方面的问题过于分散。同时，每个项目设置两个层级的要求：一是必须达到的基本要求，二是若干项自主选择实现的要求。

以图书管理信息系统为例，该课程项目实践必须要实现的基本要求是：具备图书入库、出库、借阅、归还以及未归还图书查询等功能。自主选择的要求有：读者管理功能、图书损坏丢失管理功能、图书续借功能、不同类型读者借阅期限不同的功能、图书分类统计功能等。各小组可以自主选择其中的一项或几项来完成。由此形成的半开放式候选项目，题目范围有限，限定了业务范围，实现程度可以自主确定，为优秀学生与小组留出了提升空间。

2.2 应用任务驱动法分解项目实践任务

任务驱动法是基于建构主义理论的一种教学方法，它在能激发学生学习动机的情境下，把教学任务设计成一个或多个具体的任务，并组织学生完成任务，学习者在完成一个个具体任务的过程中构建自己的知识体系。

应用任务驱动法主要解决学员在实践中缺乏整体感、方向感的问题。具体来讲，按照任务驱动法把项目分解为应用需求分析、数据库表与视图设计、存储过程与触发器设计、索引设计、软件功能设计、软件功能实现等子任务，并将各子任务进一步分为更小的任务，明确每个任务的目标、要求，并以任务指导书的形式固化下来。为更好地建立整体感，在课程项目实践之前，首先介绍项目实践的总体安排，讲清项目的应用背景、主要任务、任务划分与注意事项，使学生建立课程项目实践的整体概念。整个过程如图2所示。

图2 任务驱动法实施过程

2.3 应用拼图法促成技术问题解决

拼图法是美国教育家和社会学家Elliot Aronson于1978年提出的一种教学方法，1986年Slavin教授进行了发展和完善。

应用拼图法，由各小组中负责相同或相近任务的学生组成一个“专家组”，共同研究如何实现负责的任务，之后进行交流共享，从而降低学习难度。这样帮助解决课程项目实践技术要求高但实践时间少的矛盾。具体的应用过程如图3所示。每个小组明确需求分析、表与视图设计、存储过程设计、触发器设计、软件功能设计、软件界面设计等子任务的负责人；各小组中负责相同子任务的学生形成一个“专家组”；在课程项目实践实施过程中，按照项目进度，“专家组”成员一起研究解决完成对应子任务涉及的技术问题。在“专家组”各成员掌握了足够的知识与技能后，返回所在小组，带领和指导所在小组完成对应的子任务。

图3 拼图法教学模式

实施过程中，教师加强对“专家组”的技术指导，同时提供更丰富、多样的学习资源，诸如数据库设计指南、开发工具帮助、教学视频等，减少学生在资料搜集上的时间消耗，提高技术问题解决的效率。

2.4 实施多元化考核，增强学生个体与小组动力

为更好应对学生基础不一的实际，减少小组实践中学生投入与效果“两极分化”的情况，对学生小组、学生个体进行多元化考核。

多元化考核，既考察学生实践的结果，也考察实践过程中的学习精神、合作态度等，促进学生在提高技能的同时，以更积极、开放的姿态融入小组合作学习。同时，既考察学生小组的实践成果，也考察小组实践中学生个体的工作。最终，每个学生的考核成绩由小组评价结果（主要依据小组之间的互评给出）、小组内部评价结果共同组成。

为避免组员只掌握所在“专家组”对应技术的情况，可以实施任意抽取组员汇报或复现实践过程等方式，促进小组内的交流与学习；为避免学生评价缺乏区分度的情况，限定小组评价优良的比例、组内评价优良等各等级的比例，督促各学生更好地承担起自己在小组内的任务，指导学生依据实践过程、最终结果等做出客观评价。

3 课程项目实践教学改革的效果

我校《数据库技术及应用》课程从2019年开始逐步基于任务驱动法、拼图法进行项目实践改革，组织学生小组围绕半开放式选题进行课程项目实践，应用任务驱动法分解细化实践内容，应用拼图法助力技术问题解决，开展小组与个体的多元化考核。经过实际检验，该课程项目实践效果有了较大提高，主要表现在以下方面：

（1）学生实践投入精力增加。应用任务驱动法把任务分解为多个具体的子任务，激发了学生实践兴趣；应用拼图法，组建学生“专家组”，共同完成实践任务、解决技术问题等，促进了学生之间的交流。实施多元化考核，增强了学生实践的动力。

（2）实践完成度提高。任务驱动法增强了实践中的方向感，学生小组完成一个半开放的项目时，范围和难度更加可控，利于小组实践项目的完成。应用拼图法，提高了技术问题研究解决的效率；教师提供学习资源，降低了搜索信息的时间消耗，提高了教师指导、学生学习的效率。

（3）学生综合素质得到了锻炼。“专家组”共同研究技术问题，有利于增强学生的信心；交流研讨环节锻炼了学生表达能力，优秀学生的带动作用也能得到更好的发挥；拼图法、多元化考核等促进了合作意识、团队意识的养成。

4 结 语

基于任务驱动法与拼图法开展的数据库课程项目实践，有效地调动了学生小组与学生个体的积极性，提高了实践与实践指导的效率，提高了课程教学效果，促进了学生能力的全面培养，在类似课程实践中可以借鉴应用。