基于CDIO教育理念的数据库课程实验教学改革研究

摘要：针对非计算机专业类学生在数据库课程教学中出现的数据库应用能力不强的问题，提出在数据库课程实验教学中引入CDIO的教学模式和blackboard网络教学平台。通过项目分解、团队合作、网上在线讨论、微课等方式，将理论教学和实践教学环节紧密结合，完善了当前的的实验教学体系，促进了该课程实验教学水平的提高。

关键词：项目分解；团队合作；网络教学平台

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）22-5255-02

1 概述

CDIO代表构思、设计、实现、运行，是由麻省理工学院等四所大学通过几年的研究、探索和实践建立的一种先进的工程教育模式[1]。学生在这种模式下，往往能够被激发出学习热情和好奇心，并在项目参与过程中表现出自己的想法。CDIO以产品从构思、研发、运行到废弃和再利用的全生命过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力，包括个人的科学和技术知识、终身学习能力、交流和团队工作能力和在社会和企业环境下构建产品、过程和系统的能力[2-3]。

目前很多高等学校在非计算机专业的学生中开设数据库应用课程，以满足企业对信息化人才需求。然而数据库课程在不同学科专业的能力培养目标和教学大纲存在很大差异。作为教学型财经类大学，我校从2009年起，在所有非计算机专业的学生中开设Access数据库应用课程。通过实验课程使学生更好地理解数据库的基本理论，基本知识点、掌握Access数据库的创建和使用的方法，同时也为他们通过计算机等级考试（二级考试Access数据库科目）打下一个好的基础。但在实际教学过程中笔者发现，学生普遍缺乏分析问题和解决问题的工程思维能力。为此我们在数据库实验教学中引入在工程教学领域中取得成功的CDIO教育模式。结合学校现有的blackboard网络教学平台，通过数据库项目构思、分解、合作、网络在线讨论、微课等方式，来提高学生的数据库应用能力。

2 基于CDIO的数据库实践教学体系构建

数据库应用作为一门专业基础课程，在我校许多经管类专业中开设。在我校历年的全国计算机等级考试二级考试科目中，选择Access数据库的学生最多。但根据近5年学生参加Access等级考试的情况分析，上机考试通过率低于理论考试通过率。造成这种现象的原因是多方面的，其中Access课程教学手段和教学内容不合理，教学方法与考核方法不科学是主要原因之一。为此，我们采取了以下方法来构建新的教学体系。

2.1 实验项目重新规划

专门编写了实验课教程，针对不同专业学生特点设计不同实验内容。供学生使用的实验指导教材中将实验项目分为2个部分。公共基础实验的主要内容包括数据库的创建与操作、数据表的创建与维护、数据表的排序与索引、查询的创建与操作、SQL查询、窗体的基本操作、报表的操作、宏的创建与应用、VBA代码的编写等。综合型实验内容则是设计一个小型的数据库系统项目。根据不同专业的学生特点，将学生组队参加一个小项目。培养学生在项目开发过程中的团队合作能力、沟通协调能力、技术创新能力、设计开发能力、发现问题和解决问题的能力，实现"做中学"。例如图书管理系统可以分为系统分析与设计、数据库设计、各功能模块的窗体设计、集成数据库系统等四部分内容，我们在项目分组时可以将每个步骤分解为多个子项目交由不同的学生完成。

项目设计按照 CDIO的构思、设计、实现、运作4 个环节进行，项目组成员轮流担任不同的角色，例如项目管理员、系统分析设计员、系统测试员等。每组4 ～5 人，设组长1人，由能力较强的学生担任。在整个过程中，小组各成员既要完成属于自己的具体任务，又要相互交流、协调。最后以项目组为单位考核，组员在团队中的表现直接用老师和组长的评分体现。项目内容根据学生和专业需要不定期进行更新，以适应信息产业发展的趋势，如人力资源管理系统、客户关系管理系统、设备管理系统、质量管理系统等。

2.2 实验课时和进度调整

目前我校的数据库课程一般是54课时。总课时相对少，而课程本身内容多，知识点跨度大，文科的学生学习起来有一定的难度。而且现有的54课时分配是采用4节理论课+2节实践课的方式。因此本着CDIO理念，我们将理论课时改为18课时，上机实践36课时，并将上课地点从普通多媒体教室改到实验教学中心机房，教学与实践同时进行，学生可以在听完教师的理论讲解后马上进行练习，能紧跟教师的授课思维前进，也有足够的时间独立思考与实践，避免出现上课内容和上机实验脱节的情况。同时根据教学内容和学生实际掌握程度，教师也可以在授课过程中动态调整理论授课和上机实践的比例（上课地点改在实验室，创造了客观有利的教学环境）。针对我校目前的部分专业学生来源都是文科生，对数据库的理解能力较差的现状，我们适当对实践教学进度和内容的深度也做出合理的安排，减少了VBA编程的部分实验环节，针对计算机等级考试中出现较多的考点和学生以后工作会用到的知识做了强化，单独增加了应用型实验内容，这样可以更好的帮助他们掌握数据库原理。

2.3实践教学方法改革

为配合项目的完成，我们的教研室的教师建立了基于blackboard网络教学平台的网上课程。为学生提供以网页形式，集静态图像、课程录像、声音、动画演示等多媒体表现方式为一体的实验教学辅助。发挥BB平台互动性强的优势，建立网络数据库，建立学生评测系统，使课程的练习作业、辅导答疑、实验讨论、优质学习资源共享等实验活动网络数据库化，为广大师生提供零课时状态下深度沟通交流的虚拟平台[4]。使教师准确掌握学生对实验教学内容的接受和运用程度，从而有针对性的进行实验教学和辅导，达到切实提高实验课教学水平和质量的目标。学生每完成一次工程化实验项目之后，必须及时使用我校blackboard网络教学平台提交项目实验报告。项目实验报告的内容主要包括实验所属项目、学时、具体任务、CDIO各阶段的工作总结、实验内容、存在及未解决的问题。

为了提高学生的学习效率，我们还在blackboard平台上引入了目前流行的微课视频。在具体教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是知识解读、问题探讨、要点归纳；也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解和展示。它短小而精悍，能满足学生随时随地学习的需求，而且充分利用了学生的闲暇的小时间，使学生利用碎片化的时间增长知识。学生每次学习完一个视频，可以和同学和老师在网络教学平台的讨论版讨论，这样就加强了老师和学生之间的沟通，促进师生共同进步和提高。同时这种方式也有利于学生个性化的学习，提高学习兴趣，促使学生形成深度学习的思维习惯。例如第一章“数据库基础”中，学生对范式的概念理解和掌握关系到能否设计一个好的数据库，是重点亦是难点，所以可以通过选取具体的范式来制作微课。

2.4参加软件企业实训

学校坐落在东湖高新技术开发区，是部级高新技术产业开发区。我们和园区内的光谷软件园和光谷金融港的许多软件企业和培训机构建立了联系。在每学期的第15-16周，利用双休安排学生到企业进行短期的项目实训。实训带队老师会根据学生所学专业以及企业实际需求，安排学生参加量身定制的实训课程。课程由软件企业一线工程师主讲，他们都具有丰富项目实战经验。通过大量实际项目案例，为学生讲授最新的数据库的开发技术，深化学生对数据库开发流程。通过近2年和企业的合作，参加的学生普遍反映效果不错。

CDIO教育模式能否取得好的效果，优秀的项目指导老师是一个不可忽视的关键因素。为了建设一支实践动手能力强的师资队伍，我们系每年都会选派一批教师到企业挂职锻炼，亲自参与企业的项目开发。这些教师回到院系后，可以利用他们在实践中积累的开发经验，指导学生团队的项目实施。这样培养出来的学生既具有扎实的相关技术理论知识，又有比较广阔的工程视野，课程学习内容紧跟业界的发展趋势，未来毕业可以顺利进入企业工作。

3 结束语

建立在CDIO教育理念基础之上的实验教学课程体系有效地体现了我校应用型人才培养宗旨。该模式有效地解决了理论教学与实践教学脱节和财经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。该门课的实验教程因为使用效果好，已成为普通高等教育的部级规划教材。同时基于我校现在使用的BB网络教学平台，我们也进行了一些有益的尝试。在整合网络教学资源的基础上，通过移动化学习等新方式加深学生对教学内容的理解，激发了学生自主学习的兴趣，有利于培养出理论扎实、实践能力过硬的优秀人才。

参考文献：

[1] 熊宏齐.论高校实验教学如何适应学生的自主选择要求[J]. 实验技术与管理， 2013（1）： 2-7.

[2] 肖莉. 基于CDIO理念的应用型创新人才培养模式研究[D]. 昆明：云南民族大学，2012.

[3] 谢少安. 关于大学互动教学设计的探索与思考[J]. 教育探索，2010（1）：61-63.

[4] 叶晓辉. 基于Blackboard平台的适时教学模式构建与应用研究[D]. 重庆：西南大学， 2012.

[5] 于永玲，李向. 基于CDIO的软件学院数据库课程教学改革与实践[J]. 中国现代教育装备， 2013（3）：38-40.