赵慧敏 李雪梅 徐克圣

（大连交通大学 软件学院，辽宁 大连 116028）

基于CDIO模式的数据库原理与应用课程教学改革方法研究

赵慧敏 李雪梅 徐克圣

（大连交通大学 软件学院，辽宁 大连 116028）

数据库原理与应用课程是计算机科学与技术、软件工程等专业的专业基础课，它具有知识点繁多又与实际结合紧密的特点。传统的教学方式中，偏重于理论教学，导致自学能力不是很强的学生对相关知识的系统性掌握能力及数据库设计和开发能力较差。借鉴CDIO工程教育模式的理念，根据数据库课程的特点及重要性，从教学内容设计、教学方法改善及考核方式等方面入手，提出基于CDIO模式的数据库原理与应用课程教学改革方法，以“案例”驱动为导向，将本课程的各个知识点依次衔接，使学生在学习过程中能够深入理解和掌握数据库的基本知识和理论体系、数据库设计和开发的方法及数据库系统的管理方法，使学生在构思、设计、实现、运作几个方面得到整体训练。

CDIO模式；教学改革；数据库课程

一、背景

数据库技术的发展是以计算机技术的发展为基础的。随着计算机软硬件技术的快速发展，数据库技术已经成为计算机技术的重要分支。由于数据库能够组织、存储、获取和处理数据，亦即它是所有信息系统的核心，因此它成为一个国家信息化程度的重要标志。近年来，随着web应用的普及和大数据时代的到来，数据库技术的重要作用愈加明显。

数据库原理与应用作为计算机和软件工程等专业的专业基础课程，是数据库应用系统开发的基础。课程具有理论基础强、实践应用性突出、学科间知识综合性明显、前沿新技术发展迅速等特征。但受到实际教学条件的限制及考核方式的影响，该课程的实践教学内容较为空洞和非系统化，使学生缺少对实际项目的感性认识，往往课程结束之后仍然没有掌握数据库设计及开发的主要思想和方法。因此本项目针对课程教学中存在的问题，探索数据库课程的教学改革，具有重要的意义。

二、方法介绍

2000年10月，由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所工程大学组成跨国组合，经过4年的探索研究后提出了CDIO工程教育理念并成立了CDIO国际合作组织[1]。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate）4个英文单词的缩写。“构思”指明确客户的需求，考虑技术、企业战略和制度等因素，不断改进技术和商业计划；“设计”指制订开发的产品系统所需的各种计划、图纸和算法；“实现”指把设计转变为产品的过程，包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证；“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰[2]。

作为一种国际工程教育的通用模式，CDIO工程教育模式的基本理念是以工程项目为载体，让学生参与工程项目从研发到运行的整个生命周期过程，实现将理论知识转化到实践应用的过程。在数据库课程的实践教学环节可以借鉴CDIO工程教育模式的理念和方法，遵循CDIO“做中学”的原则设计

实践环节的教学，使学生通过项目实践，增强解决实际问题的能力，能够相互支持、共同讨论与进步。因此研究基于CDIO工程教育模式的数据库课程教学改革与实践，具有十分重要的意义。

三、基于CDIO工程教育模式的教学内容设计

将CDIO工程教育模式体现在数据库原理与应用的教学中，就是通过案例设计，将本课程的各个知识点依次衔接，使学生在教学过程中掌握数据库的基本知识、数据库设计和开发的方法及数据库系统的管理方法，使学生得到在构思、设计、实现、运作几个方面的整体训练。

由于实际的项目案例一般比教学中的示例复杂，为了使学生能够更好的理解和掌握相关知识和方法，可以将一个实际项目拆分成多个逻辑上相对完整的子课题。这样的方式可以使学生有一个循序渐进的学习过程，理解课程知识点与实践案例的相关性，并通过对子课题任务的分析、理解和实现，掌握实际项目的设计及实现方法。为实现如上所述的教学目标，将数据库的教学内容重新设计为以下二个层次：

第一层次：根据数据库教学大纲和各知识点的实际情况，重新规划理论教学内容。对于数据库的发展历史、现状及趋势，数据库系统的基本概念等知识点，在课堂讲授知识主线的基础上，鼓励学生通过图书馆、网络等教学资源，进一步加深对这些教学内容的理解，培养学生查阅文献、提炼和总结知识点的能力；针对关系代数、关系规范化理论等难以理解和较抽象的知识体系采用以教师讲授为主的方式，在讲授过程中充分利用多媒体教学的优势，开发能够演示这些较抽象的运算及推导过程的小案例，使学生加深理解运算及推导的过程；对于数据库设计及SQL查询语言、数据库的完整性、安全性、并发性操作等教学内容，充分体现“做中学”及以“项目案例”为载体的理念，以案例开发过程为驱动来安排教学的内容，加强互动教学机制，调动学生的学习自主性，从而提高学生的实际应用能力。

第二层次：通过课程设计环节进一步进行项目案例设计及数据库应用能力的训练过程，以期在实践教学中进一步提升学生的数据库设计与开发能力。通过预设的典型项目案例库，以小组的形式组织学生选题，在选题的过程中考虑学生自身对知识的理解程度及兴趣导向，并通过调查、沟通等方式明确每个小组所选项目的功能需求、完整性需求及安全性需求等。在数据库设计及开发过程中的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、程序编码及调试运行等阶段，使学生在实践中进一步掌握数据库设计、开发的一般步骤和方法，并进一步掌握对数据库系统进行管理的技能，同时培养学生的团队协作及可持续学习的能力。

四、基于CDIO的教学评价方法

学生在学习的过程中，不仅注重对所学知识的掌握程度，也很关注课程的考核方式，好的考核方式不仅能增强教学的效果，而且也能够提高学生的学习积极性，较准确的区分出学生对知识的掌握程度和水平，起到事半功倍的作用。传统的数据库教学评价大都采用期末考试的形式，这种评价形式过于单一，很难做到客观公正的评价学生的学习效果，更不能达到在教学过程中激励学生，提高学生学习积极性的目的。为了巩固教学的效果，激励学生在学习过程中的主观能动性，将数据库课程的考核方式改为如表1所示的方式。

表1 数据库原理与应用课程考核项目表

五、结束语

在数据库课程的教学改革中实施CDIO的教学模式，明确“项目导向、案例和任务驱动”教学法在教学中的重要作用，建立基于CDIO工程教育模式的“教、学、做”一体的新型教学模式，能够有效地激发学生的学习热情，提高学生解决实际问题的能力。同时以“案例”为载体来组织教学，能够使学生在毕业后更好地适应软件开发相关的工作。这种教学模式也可以应用于计算机科学与技术、软件工程等专业的其他课程教学过程中。同时其他专业方向可根据自身发展特点，应用CDIO教学模式，为社会培养CDIO工程教育模式人才，具有较高的应用价值。

[1]赵楷，张琳琳，张振宇，等.基于CDIO的《软件工程》实践课程教学改革与探索[J].现代计算机：专业版，2012（26）.

[2]王硕旺，洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式：基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009（4）：116-120.

[3]张晨霞.任务驱动教学法在数据库技术课程中的应用[J].教育与职业，2009（12）：141-142.

Database principle and application is a professional basic course of computer science and technology, software engineering and so on.It has the characteristics of various knowledge points and a close combination with reality.In the traditional teaching mode,it has a strong bias towards theory teaching,which makes students who are not good at self-study have a poor mastery of related knowledge system and weak database design and developing ability. According to the characteristics and the importance of the database courses,the concept of CDIO engineering education mode is introduced to propose teaching method reform of database principle and application from the teaching content design,teaching methods improvement,assessment methods and so on.Driven by case teaching,various knowledge points in this course are connected in turn in order to make students understand and grasp the basic knowledge and theory system of database,database design and development method and management methods of database system in the learning process,so that students can obtain overall training in conception,design,implementation and operation in the future.

CDIO mode;teaching reform;database course

G642

A

2096-000X（2016）23-0132-02

赵慧敏（1977-），博士，副教授，研究方向：智能控制与故障诊断，数据库技术。