小議CDIO工程理念在數(shù)據庫原理中的運用
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基于項目的教學設計
1.“數(shù)據庫應用與發(fā)展綜述”項目。學生自己查閱資料，并對數(shù)據庫技術在某一領域的應用進行探究，撰寫綜述報告。目的是激發(fā)學生學習“數(shù)據庫原理”課程的興趣，培養(yǎng)其對數(shù)據庫應用領域的探究興趣，訓練其文獻綜述的寫作能力，是畢業(yè)設計綜述撰寫的一次訓練，即訓練cdio的C。
2.“基于ER模型的概念設計與邏輯設計”項目。要求學生在提供的項目實例中選擇一個，獨立進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計。引導學生領會設計步驟，掌握設計方法，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)，讓學生在學習過程中體驗到數(shù)據庫應用系統(tǒng)設計的工程性、實用性和有趣性，即訓練CDIO的D。
3.“課程設計”項目。要求以團隊形式選擇或自擬一個課題，遵循數(shù)據庫系統(tǒng)設計的思想完成一個完整的CDIO項目周期，包括：構思—需求分析、設計—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。項目實施過程訓練學生的工程意識和數(shù)據庫應用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，整個過程體現(xiàn)CDIO。
CDIO能力培養(yǎng)的教學實施
1.課堂教學多樣化。第一，講授教學法。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)據庫系統(tǒng)概論、數(shù)據庫體系結構、關系運算、關系規(guī)范化等內容時，主要采用了講授法。第二，任務驅動教學法。在概念設計、邏輯設計的教學中，先通過一個案例，應用ERwin工具創(chuàng)建概念模型和邏輯模型，并將模型轉化為具體的數(shù)據庫腳本。然后給出一個簡單任務，由學生動手完成任務。第三，啟發(fā)式案例教學法。在講解數(shù)據庫設計時，運用一個案例，詳細講解如何進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理設計、程序編碼及調試運行。引導學生領會設計步驟，掌握設計方法，學會評審各個環(huán)節(jié)，讓學生在學習過程中體驗到數(shù)據庫應用系統(tǒng)設計的工程性、實用性和有趣性。啟發(fā)式教學，可以幫助學生直觀地理解概念、原理和方法，提高學生的學習興趣，改善學習效果。第四，團隊教學法。以項目為主線、團隊為小組、任務目標為使命，以教師為主導、學生為主體的一種教學方法。在課程設計中采用了團隊教學法，培養(yǎng)學生CDIO能力。
2.實踐教學層次化。第一，課內實驗。主要是基礎性、設計性實驗，以SQL的基本操作為重點，涵蓋了SQLServer的安裝與配置，數(shù)據庫、數(shù)據表的創(chuàng)建維護，索引、視圖和約束的創(chuàng)建與維護，數(shù)據的查詢與更新等10個實驗項目，以及“數(shù)據庫應用與發(fā)展綜述”項目。第二，開放實驗。主要是設計性實驗。以SQL的高級應用為重點，涵蓋了函數(shù)操作、數(shù)據轉換、SQL編程、數(shù)據庫的恢復與安全、數(shù)據庫對象的操作等10個實驗項目，以及“基于ER模型的概念設計與邏輯設計”項目。第三，課程設計。綜合性實驗。學生從項目庫中選擇或自擬一個課題，每個課題應具有一定的綜合性和復合性，訓練學生的工程意識和數(shù)據庫應用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力。
3.課程設計體會“做中學”。“基于項目的教育和學習”和“做中學”是CDIO的核心思想。在課程結束之后，安排數(shù)據庫應用課程設計。按照數(shù)據庫應用系統(tǒng)開發(fā)過程，進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、功能設計、數(shù)據庫創(chuàng)建、編寫代碼、調試、文檔編寫等，最終基本實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。其中特別強調數(shù)據流圖、數(shù)據字典、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，以學生為主體、教師為主導的課程設計整體思想。課程設計采用團隊操練的方式進行。一個團隊由4～5名學生組成，在每個項目實施之初，由指導教師指定組長，再由組長組建團隊。在組長的帶領下，每個團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、進行成員任務分派。項目實施中，團隊成員之間要相互支持、共同討論，學會思考與傾聽別人的意見，學會交流溝通并解決問題，培養(yǎng)團隊整體責任意識。項目完成后，團隊要總結經驗，查找不足，撰寫項目報告，學會提煉成果，并在全班答辯，提高邏輯思維和知識發(fā)現(xiàn)的能力。經過課程設計訓練之后，學生的團隊合作能力、組織管理能力、創(chuàng)新探索意識、社會責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)學生的多種能力，而傳統(tǒng)的筆試只能測試學生對知識的掌握程度，較難體現(xiàn)學生工程、團隊協(xié)作、交流等能力。CDIO主張不同的能力用不同的方式進行考核，為此，在“數(shù)據庫原理”課程考核評價中，我們從以下六個方面進行考核。（1）理論基礎。通過階段性小測驗、期末考試。（2）技術能力。通過完成15個實驗任務和3個課程級項目。（3）工程素質。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、課程設計答辯。（5）協(xié)作能力。通過考查項目完成情況、團隊成員的分工和任務完成情況。（6）創(chuàng)新能力。通過考查課程設計中學生在基礎需求上所做的擴展和在基礎功能上做的擴展及其實現(xiàn)情況。這六個方面的考核通過作業(yè)、課堂討論、實驗、項目訓練和期末考試四種形式的考核來進行，并按不同的權重計入最終成績。
結束語
采用CDIO模式開展“數(shù)據庫原理”課程的教學改革，取得了明顯的教學效果。在課程結束后，學生基本都建立起數(shù)據庫系統(tǒng)的思想，針對實際應用問題，能按照數(shù)據庫設計的步驟進行設計，實現(xiàn)數(shù)據庫應用系統(tǒng)的預定功能。通過CDIO模式的應用，激發(fā)了學生的學習積極性和興趣，促進了學生的學習自覺性，培養(yǎng)了學生的工程素養(yǎng)，提高了團隊合作能力和交流能力，較好地實現(xiàn)了課程教學的目標。（本文作者：應宏 單位：重慶三峽學院）