梁興柱 周華平

摘要：研究了當前高校中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課程教學現(xiàn)狀，分析了理論和實踐教學中存在的問題，針對這些問題提出了借鑒CDIO工程教育模式的優(yōu)點，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課程進行教學改革，使學生在基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)的構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作等階段得到全面鍛煉和提高。

關鍵詞：數(shù)據(jù)庫；工程教育模式；教學改革

中圖法分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）24-0109-02

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課程是理論結(jié)合實際，綜合性較強的計算機專業(yè)必修課，在很多其他工科專業(yè)中也作為選修課。旨在讓學生開發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本過程和方法并，理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、原理和方法。授課內(nèi)容主要包括：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、關系模型、關系代數(shù)，SQL、規(guī)范化設計理論，數(shù)據(jù)庫設計和數(shù)據(jù)庫保護等。培養(yǎng)學生具備分析問題并能進行數(shù)據(jù)庫設計的能力，熟練掌握SQL編程技術(shù)，具備數(shù)據(jù)庫編程的能力，能夠使用ODBC或者其他語言來進行數(shù)據(jù)庫應用程序的設計的能力[1]。

CDIO工教育模式代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程師必須具備的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和整個CDIO全過程能力以逐級細化的方式表達出來，使工程教育改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性。CDIO體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學性和先進性的統(tǒng)一，代表了當代工程教育的發(fā)展趨勢[2]。

1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論教學現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論在計算機專業(yè)中具有重要的作用，但是當前高校的教學并未及時跟進時代的發(fā)展，其主要問題有：

（1）師資隊伍工程經(jīng)驗匱乏。好的教學效果必須有好的師資隊伍保證，高校中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課程的師資隊伍的一般具備較強的理論，但是工程基礎比較薄弱，缺乏一線項目實踐經(jīng)驗。

（2）實踐教學中學生團隊協(xié)作意識薄弱。教學中很少組織團隊模式的培養(yǎng)，數(shù)據(jù)庫課程設計中學生一般都是單人一組，沒有協(xié)作。通過分組更能營造組內(nèi)、組間的互助競爭條件，增加學生協(xié)作交流的意識，提高團隊能力。

（3）教學內(nèi)容和企業(yè)需求脫節(jié)?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)及相關企業(yè)基本都采用工程化的合作開發(fā)方式，遵循軟件工程思想研發(fā)項目和產(chǎn)品，而在高校的數(shù)據(jù)庫教學中，大多數(shù)課后作業(yè)、上機實踐以及課程設計，和企業(yè)需要的人才相背離。

（4）教學評價考核機制無法客觀、全面評價學生的能力。現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論考核模式，注重書本知識點的理解，忽略知識的拓展和動手操作能力?，F(xiàn)有考核只是單純的期末考試，在理論考試中也無法考核學生的應用和解決問題能力。通過必要課程的教學改革，將課程的理論和實踐教學有機融合，提高教學效率。

當前高校工程教育困境在于：企業(yè)缺乏有實踐經(jīng)驗和動手能力強的學生，工科大學學生抱怨缺少實踐機會，學習理論枯燥，就業(yè)壓力大[3]。因此，有必要將工程教學領域中CDIO理念引入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論等課程教學。

2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)概論教學改革方法

2.1 提高師資隊伍的工程能力

為適應工程教育人才培養(yǎng)要求，貫徹CDIO教學理念，高校組織或選派教師參加各類長、短期工程培訓。深度開展校企合作，教師前往企業(yè)學習。近年來，我院高度重視師資隊伍的工程教育能力建設，提高教師的教育教學質(zhì)量、科學研究水平及工程能力，加大骨干教師、青年教師的工程能力和項目實踐培養(yǎng)力度，有效地滿足了人才培養(yǎng)需要。在學校和學院的大力支持下，學院和上海、杭州、蘇州等多家互聯(lián)網(wǎng)公司建立校企合作，教師通過工程化的實踐鍛煉，了解行業(yè)管理、工程實踐技能，提升自己的項目開發(fā)能力，使得支持CDIO工程教育的教師的隊伍穩(wěn)步提高。

2.2加強課程教學資源建設

由安徽理工大學校級重大教學改革研究項目、本科專業(yè)核心課程項目支持，利用校園網(wǎng)實現(xiàn)教學資源共享，開發(fā)數(shù)據(jù)庫教學資源平臺，將課件、實驗、課設題目和要求、案例項目作品等各種資源上傳到教學平臺，方便學生下載學習[4]。具體的數(shù)據(jù)庫教學資源平臺包括：

（1）教學資源管理模塊。教學可以按照媒體類型、分類信息、顯示教學資源庫的列表內(nèi)容，顯示內(nèi)容包括縮略圖、資源名稱、資源類型、資源大小、下載次數(shù)。

（2）教學資源上傳下載模塊?？梢圆榭唇虒W資源的詳細信息并預覽教學資源，可對資源進行評論。限制IP范圍內(nèi)下載教學資源，用戶可以上傳自己的資源，對教學資源可控。

（3）統(tǒng)計分析資源模塊。統(tǒng)計信息包括資源數(shù)量統(tǒng)計，按照媒體類型統(tǒng)計，點擊統(tǒng)計，下載統(tǒng)計，用戶上傳統(tǒng)計。對教學資源統(tǒng)計后進行一定的量化分析，提高教學資源使用效率。

（4）教學資源處理模塊。對教學視頻進行自動處理，生成可在線觀看的流媒體資源。對上傳的WORD、PDF等文本進行自動加工處理，生成可在線觀看的swf文件。

（5）學習管理模塊。主要涉及課程公告、布置作業(yè)、課程論壇、在線答疑等功能。

2.3編寫配套的實訓教材

教材是學內(nèi)容的載體，教材的編寫和校本教材的開發(fā)，要依據(jù)崗位能力和職業(yè)技能鑒定標準，理論教材內(nèi)容的選取應注重實用和理論相結(jié)合[4]。兼顧知識擴展性，選用經(jīng)典教材《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）》。實驗教材內(nèi)容必須根據(jù)CDIO要求，參照相關的13條標準，選用或自編工程項目強的教材，理論實際緊密結(jié)合，以“做”為主，根據(jù)學生的認知特點和相關的職業(yè)資格標準選取教學內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論實驗我們采用自編教材，主要內(nèi)容包括：

實驗1 SQL Server的安裝與服務器管理、數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理；

實驗2數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建與管理、視圖的操作與管理；

實驗3數(shù)據(jù)查詢與更新；

實驗4數(shù)據(jù)庫安全管理、數(shù)據(jù)庫備份與恢復；

實驗5存儲過程的實現(xiàn)、觸發(fā)器的實現(xiàn)；

實驗6 綜合實驗1——教務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計；

實驗7 綜合實驗2——Web購物系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計；

實驗8 綜合實驗3——圖書借閱系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計。

2.4基于CDIO四個階段的課設教學改革

根據(jù)CDIO四個階段，應用到整個數(shù)據(jù)庫課設教學中[5]，具體按四個階段實施。

（1）Conceive構(gòu)思階段。按照能力水平不同劃分4-5人的學習小組，教師引導學生在實際項目案例中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)團隊建立分析問題的思路，各個小組長分配任務，完成初始資料整理。提出項目解決方案和構(gòu)思過程。

（2）Design設計階段?；诠こ添椖壳捌诘臉?gòu)思，進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的E-R模型設計、邏輯和物理結(jié)構(gòu)設計，教師進行評價，反復修改、審核后確定最后模型和設計結(jié)構(gòu)。

（3）Implement實現(xiàn)階段?；诠こ添椖康那耙浑A段的設計結(jié)果，將數(shù)據(jù)庫物理設計的成果轉(zhuǎn)換成DDL語句，創(chuàng)建表、視圖、索引等，在基表上運行DML命令，并進行各種查詢功能測試。測試數(shù)據(jù)模擬真實環(huán)境的業(yè)務，驗證設計是否存在缺陷等。

（4）Operate運作階段?；陧椖壳捌诘膶崿F(xiàn)成果，結(jié)合C#、Delphi等易實現(xiàn)的高級語言，設計項目應用程序的各類界面，編寫代碼進行驗證與測試，記錄存在的問題并分析原因，各小組組內(nèi)討論和反復改進。在項目結(jié)束時，演示和答辯。教師和其他組組長對項目進行考核。

3 結(jié)論

經(jīng)過幾年探索與實踐，我校數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論教學改革達到了預期目標。師資方面，通過和企業(yè)合作進行教師工程項目實訓，教學團隊中的教師具備豐富工程經(jīng)驗；學生方面，培養(yǎng)的學生項目經(jīng)驗扎實、工程素養(yǎng)過硬。具備較好的工程項目基礎的學生在校期間多次參與國家大學生創(chuàng)新項目，參與安徽省大學生創(chuàng)新項目，參加國家級、省部級學科競賽多次獲獎。

從最終的培養(yǎng)效果可以看，基于CDIO的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論教學改革應用方案很有成效，培養(yǎng)學生的工程設計能力，將理論與實踐環(huán)環(huán)相扣，圍繞互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的實際需求，將CDIO教育融入教學，培養(yǎng)了學生數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)能力，深受學生和企業(yè)認可。

參考文獻：

[1] 王珊，薩師煊. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）[M]. 北京：高等出版社，2014.

[2] CDIO簡介. http：//www.chinacdio.stu.edu.cn/Detail.aspx？id=30&type;=channel.

[3] 鐘金明，李苑玲. 基于CDIO理念的工程教育實踐教學改革初探[J]. 實驗科學與技術(shù)， 2009（12）：67-69.

[4] 劉麗娟，蔣澤林. 基于CDIO模式的數(shù)據(jù)庫實驗教學改革方案研究[J]. 內(nèi)江科技，2014（5）：146-147.

[5] 邱勝海，高成沖，等. 基于CDIO模式的數(shù)據(jù)庫課程實驗項目設計[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備，2012（24）：43-45.

【通聯(lián)編輯：王力】