數(shù)據(jù)庫課程中的PBL_CDIO教學(xué)模式改革探討

曾喜良　任劍　高海波　徐紅

摘 要： 為了改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)模式，文章以數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程為基礎(chǔ)，提出以PBL問題為引導(dǎo)的CDIO項目式教學(xué)模式，對該課程模式應(yīng)用的方式方法以及存在的問題進(jìn)行了探討。實(shí)踐證明，該模式注重學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識，提高學(xué)生數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)庫課程； PBL； CDIO； 項目式教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）08-70-03

Discussion on the reform of PBL_CDIO teaching mode in database course

Zeng Xiliang， Ren Jian， Gao Haibo， Xu Hong

（Hunan University of International Economic， Changsha， Hunan 410205）

Abstract： In order to change the teaching mode of the traditional database course， this paper， based on the database technology course， puts forward the CDIO project teaching mode guided by the PBL （Problem-Based Learning） problem， and probes into the ways and methods of the application of the course pattern and the existing problems. The practice proves that the mode pays attention to the students' creative thinking and creative ability training， can effectively mobilize the students' learning initiative， cultivate the students' team cooperation consciousness， and improve the students' application ability of database technology.

Key words： database course； PBL； CDIO； project teaching

0 引言

近年來，隨著大學(xué)計算機(jī)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革的不斷深入，大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程體系在培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用和創(chuàng)新能力、計算思維及輔助專業(yè)學(xué)習(xí)的作用日漸突出。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程作為該體系中的一員，既是軟件工程、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等后續(xù)主干基礎(chǔ)課的先行課，也是金融會計、電子商務(wù)、物流管理等非計算機(jī)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)用性和綜合性。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識，完成小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工作，讓學(xué)生具有一定的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。但目前的教學(xué)存在著教學(xué)單元目標(biāo)不明確、理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)且沒有連貫性、教學(xué)方法單調(diào)、考核方式單一等問題，培養(yǎng)的學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)盲目、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力缺乏、項目實(shí)踐能力不強(qiáng)。

1 數(shù)據(jù)庫課程

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一門計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課，主要由數(shù)據(jù)庫基本原理、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)三個部分組成。如今知識越來越呈現(xiàn)出跨學(xué)科、綜合化的趨勢，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程正是一門綜合性很強(qiáng)的課程，它除了涉及數(shù)據(jù)庫原理及基本技術(shù)和操作外，還涉及軟件工程、程序設(shè)計、算法、管理信息系統(tǒng)等方面的理論和技術(shù)。要想達(dá)到好的教學(xué)效果，就要在教學(xué)內(nèi)容和組織方式上有所革新，從內(nèi)容的選擇、組織和呈現(xiàn)方式上尋找新的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提高項目實(shí)踐能力，以勝任企業(yè)應(yīng)用型人才的崗位。同時，課程必須具有時代特征，使新知識、新概念的形成建立在學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的基礎(chǔ)上，內(nèi)容需反映學(xué)生的知識需求。除此之外，課程講授還應(yīng)處理好理論抽象性與現(xiàn)實(shí)復(fù)雜性的關(guān)系，既要系統(tǒng)闡述該課程的基本理論及基礎(chǔ)知識，又要積極探討數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)踐問題，保持教學(xué)內(nèi)容理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合[1]。

2 PBL_CDIO模式

1969年，美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)PBL（Problem-Based Learning）模式，目前已成為國際上較流行的一種教學(xué)方法。以此類教學(xué)法出名的包括荷蘭頂級大學(xué)馬斯特里赫特大學(xué)等世界著名院校。該模式是在教學(xué)過程中以問題為中心，以問題的解決為主線，由教師進(jìn)行問題情境的創(chuàng)設(shè)及問題學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)行（Operate）四個步驟的英文縮寫。以美國工程院院士Edward F.Crawley教授為首，由四所大學(xué)合作組成跨國研究小組，于2004年共同創(chuàng)立的工程教育改革模式[3]。CDIO以項目開發(fā)的生命周期為載體，讓學(xué)生進(jìn)行主動的、實(shí)踐的、協(xié)作式的學(xué)習(xí)，在理論知識、專業(yè)技能、職業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、溝通表達(dá)能力和競爭意識等多個方面獲得全面的訓(xùn)練和提高。

課程組以數(shù)據(jù)庫課程為研究對象，構(gòu)建了以問題為引導(dǎo)、以項目為載體的PBL_CDIO教學(xué)模式。即將課程所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都以某工程項目設(shè)計為主線，根據(jù)項目周期分模塊設(shè)定問題，整個教學(xué)和學(xué)習(xí)過程形成一個有機(jī)聯(lián)系的整體，同步開展項目實(shí)踐教學(xué)。下面對模式的實(shí)施步驟和存在的問題進(jìn)行探討。

3 數(shù)據(jù)庫課程中的PBL_CDIO教學(xué)模式改革

實(shí)施PBL_CDIO項目教學(xué)時，教師按照教學(xué)周歷和項目進(jìn)度完成每一個模塊或階段學(xué)習(xí)任務(wù)，每一階段又按照PBL模式問題提出、分析、解決和遷移四個步驟。即針對教學(xué)項目提出問題，分析和解決問題，然后要求各小組針對自選項目按照CDIO過程進(jìn)行問題遷移，并分析和解決問題，實(shí)現(xiàn)項目的構(gòu)思、設(shè)計和代碼實(shí)現(xiàn)。

3.1 加強(qiáng)教師工程教育能力培訓(xùn)，提升教師改革素質(zhì)

PBL_CDIO作為一種開放式的教學(xué)模式，對教師自身的素質(zhì)和教學(xué)技巧都有很高的要求，要求教師對本專業(yè)、本課程的內(nèi)容熟練掌握，以及扎實(shí)掌握相關(guān)學(xué)科知識；具備提出問題、解決問題的能力、靈活運(yùn)用知識的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力和良好的組織管理能力，要善于調(diào)動學(xué)生積極性、寓教于樂、控制課堂節(jié)奏等技巧。這就需要加強(qiáng)教師工程教育能力培訓(xùn)，提升教師素質(zhì)，提升其專業(yè)理論與技能教學(xué)能力，制訂合理可行的改革計劃。具體措施上，一是明確教師責(zé)任，加強(qiáng)校企合作，為教師創(chuàng)造到相應(yīng)企業(yè)鍛煉的機(jī)會，引入工程實(shí)踐案例，加強(qiáng)“雙師型”教師隊伍建設(shè)；二是引導(dǎo)教師努力為企業(yè)和學(xué)生創(chuàng)業(yè)發(fā)揮作用，企業(yè)導(dǎo)師，學(xué)生創(chuàng)業(yè)者等，并為此制訂合理的師資、培訓(xùn)、經(jīng)費(fèi)計劃等。

3.2 制訂問題為引導(dǎo)的項目式課堂教學(xué)組織方案

將PBL模式和CDIO模式相結(jié)合組織課堂教學(xué)。即在數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)組織中，將課程所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都以某工程項目設(shè)計為主線，根據(jù)項目周期分模塊設(shè)定任務(wù)目標(biāo)和問題，整個教學(xué)和學(xué)習(xí)過程形成一個有機(jī)聯(lián)系的整體，同步以CDIO工程理念開展項目實(shí)踐。通過問題引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性；通過項目角色仿真，運(yùn)用所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題。內(nèi)容有分模塊問題的設(shè)置、項目輔助課堂教學(xué)、小組自主探究學(xué)習(xí)、項目任務(wù)分配、項目構(gòu)思設(shè)計與實(shí)施、項目運(yùn)作演示等環(huán)節(jié)的設(shè)計[4]。

3.3 借力校企合作，共同制訂實(shí)踐實(shí)訓(xùn)組織方案

雖有項目輔助課堂教學(xué)，學(xué)生從中學(xué)到了知識和經(jīng)驗(yàn)，但并沒有真正地動手去做。按照CDIO 理念，構(gòu)建“階梯式”實(shí)踐教學(xué)體系，包括如課程基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、課程綜合性設(shè)計、研究創(chuàng)新性實(shí)訓(xùn)[5]，同時選擇相適應(yīng)的項目，與輔助教學(xué)項目系統(tǒng)的學(xué)習(xí)同步進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，以知識結(jié)構(gòu)為組織形式，采用基于工作過程的教、學(xué)、做一體化教學(xué)形式，加強(qiáng)學(xué)生動手實(shí)踐和工程應(yīng)用能力，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和團(tuán)隊合作精神。使學(xué)生真正參與到項目的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和運(yùn)行的全過程。實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合，模擬與實(shí)戰(zhàn)結(jié)合，學(xué)校與企業(yè)結(jié)合，切實(shí)提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力與團(tuán)隊協(xié)作能力，進(jìn)一步加深對學(xué)科知識的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能。

3.4 建設(shè)教學(xué)資源平臺

以工程項目完整性實(shí)施為目標(biāo)，圍繞主題靈活多樣建設(shè)立體式課堂和課外教學(xué)資源。包括課堂輔助教學(xué)項目和實(shí)踐工程項目的選擇、素材建設(shè)、教學(xué)大綱、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)大綱等。從知識、能力與情感角度分階段設(shè)立教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建各階段的教學(xué)任務(wù)及所需教學(xué)資源，并在后期的教學(xué)和實(shí)踐過程中逐步積累和完善教學(xué)資源。

3.5 改革考核評價形式

考核方法以評價學(xué)生應(yīng)用技能為中心，考試不再是主要形式，而是以以工程項目的完成過程及效果為主要手段，過程評價、表現(xiàn)評價與總結(jié)評價相結(jié)合，從學(xué)生成長記錄、教學(xué)測驗(yàn)、作品展示、答辯等多維度綜合評價學(xué)生的理論基礎(chǔ)、技術(shù)能力、工程素質(zhì)、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

4 存在的問題

PBL_CDIO教學(xué)的成功開展，除了對教師素質(zhì)和教學(xué)技巧有很高的要求，同時也需要學(xué)生的主動配合，從準(zhǔn)備資料開始，就要結(jié)合項目去查閱大量的文獻(xiàn)資料，并積極與其他同學(xué)交流溝通，大家齊心協(xié)力。我們的學(xué)生由于長期接受“填鴨式”教育，對傳統(tǒng)教育模式形成了一定的依賴性，缺乏主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的積極性和能力，部分學(xué)生只滿足于獲取好的“分?jǐn)?shù)”，所以對PBL教學(xué)改革形式會覺得太“花費(fèi)”時間，這也是一種依賴于以往教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方法的表現(xiàn)，因此，學(xué)生也應(yīng)從自身出發(fā)，完成角色轉(zhuǎn)換，從被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人。除此之外，完整完成工程項目實(shí)踐訓(xùn)練需依托校企合作、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究基地，這些都需要進(jìn)一步完善。

5 結(jié)束語

本文以數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程為基礎(chǔ)，構(gòu)建以PBL問題為引導(dǎo)的CDIO項目教學(xué)模式，對實(shí)施步驟和存在的問題進(jìn)行探討。課程組通過在相關(guān)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程中初步實(shí)踐，證明該模式能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作意識，提高項目實(shí)踐能力。該模式目前需要研究和解決的是課程中理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)實(shí)施中比例最佳平衡點(diǎn)的問題、教師模式創(chuàng)新的積極性和教學(xué)質(zhì)量的評價激勵問題；該模式的研究目前主要集中在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程，課程類型存在一定的限制，下一步的研究工作將探討跨學(xué)科跨專業(yè)課程中PBL_CDIO模式教學(xué)，希望以點(diǎn)帶面，對其他課程教學(xué)模式改革也能提供一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)（References）：

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