新工科背景下工程管理專業數據庫原理課程教學模式探索

譚毅 陳麗梅 丁志坤 李昇翰

摘? 要? 結合新工科背景下培養具有工程實踐和創新能力的新工科人才需求，探索“學生主體、教師主導、實訓協同”的教學改革模式。為了更貼合工程管理專業背景，教學中采取線上線下結合的教學模式，探索以設計和實現工程項目管理數據庫系統為導向的項目驅動式教學設計和小型漸進式項目實訓實踐，在新工科背景下，建設好數據庫原理課程，培養具有工程實踐能力和創新能力的新工科人才

關鍵詞? 新工科；工程管理；數據庫原理；線上線下結合的教學模式；項目驅動式教學；小型漸進式項目實訓實踐

中圖分類號：G642.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）24-0082-06

1? 新工科背景下大學生能力培養要求

自2017年開始，教育部積極推進新工科建設，鼓勵高校探索更多樣化和個性化的人才培養模式，提高學生在新經濟環境下的核心競爭力[1-2]。同時，大數據時代對復雜數據管理能力的需求不斷增強，更加凸顯學習并掌握數據理論和管理技術的作用[3-4]。

面向建筑工業智能化和學科交叉融合的新趨勢，培養具備工程管理基礎知識、實踐能力、創新能力和團隊意識的新型工科人才，成為新工科背景下對工程管理專業學生能力培養的新要求[5-6]。在此背景下，不僅要求工程管理專業學生具備工程管理相關知識，也對學生利用新技術解決和分析問題的能力提出新的考驗[7]。

數據庫原理是培養學生上述能力的一門重要課程。數據庫技術在企業信息化建設中已被廣泛應用，數據庫原理課程旨在培養學生的動手能力和創新思維[8]，要求學生掌握數據庫技術的理論知識和實踐操作技能。為達到新工科背景下對高素質新型工程管理人才的培養要求，需要重新定位數據庫原理課程目標，要求授課教師具有新的教學理念，改革傳統的教學模式，加強和改進教學過程設計，針對工程管理專業的特殊性，通過集成工程管理知識與數據庫技術管理知識，使數據庫原理課程更好地與工程管理專業結合。

2? 工程管理專業數據庫原理課程存在的問題

2.1? 重理論，輕實踐

從考核方式看，深圳大學土木與交通工程學院的數據庫原理課程總課時為36課時，考核方式仍偏重于理論知識，其中課堂發言占10%，小作業占20%，小組大作業占20%，期末閉卷考試占50%，難以有效考核學生的實操能力和解決問題的能力。從教學方式看，在傳統的數據庫原理課程教學中以教師講授、學生被動學習的方式為主，不利于調動學生學習的主動性；從教學效果看，教學理論與實踐不能有機結合，課程不夠系統化，學生在遇到實際問題的時候不能獨立分析和解決。

2.2? 脫離工程管理專業背景

當前數據庫課程教學以數據庫設計流程和結構化查詢語言SQL為主，在教學過程中沒有結合工程管理專業進行實驗設置。學生不能理解這門課程在工程管理專業領域的具體應用，很難體會本門課程在工程應用中發揮的作用。因此，需要集成工程領域知識和技術領域知識，通過整合式實踐和研究實踐對學生進行啟迪和激發。

2.3? 教學效果反饋不及時

傳統課程學習的教學效果反饋以期末測驗、作業情況或少部分學生主動向教師反映為主，在教學內容晦澀難懂、學生跟不上教學進度等情況下，教師難以掌握學生學習狀況，不能及時依據學生的學習狀況和效果調整教學進度與內容，教學效果受到一定影響。

2.4? 大作業流于形式

在大作業課程任務安排上，以往的課程大作業往往安排在課堂教學后期，集中兩到三周的時間進行。這個時間段往往是期末集中復習時間，也是其他科目安排大作業的時間。傳統的課程學習多以大作業為主要的考核目標，任務重、時間緊，學生難以集中精力完成課程項目，多以敷衍應付的態度完成任務，導致提交的項目報告質量較低。

3? 新工科背景下數據庫原理課程教學模式探索

3.1? 調整教學目標和要求

此次探索將形成以工程管理項目為導向的數據庫課程教學模式，將一個綜合性的工程管理項目貫穿課程，集成線上線下教學，以項目案例為驅動，加強實訓實踐，讓學生通過線上自學、小組討論、項目實踐等方式查缺補漏，循序漸進地掌握數據庫原理相關理論知識，并利用Access完成數據庫的創建和優化，以此激發學生的學習興趣，提高學生自主學習的能力，培養學生團隊協作的能力。

3.2? 優化教學大綱和教學計劃

選取深圳大學土木與交通工程學院2019級工程管理的兩個班學生（約60人）作為試點對象，進行為期18周的數據庫原理課程教學。教學大綱以《數據庫系統概念》（原書第6版）為參考，全面系統地介紹數據庫系統的管理技術。同時，在調整教學目標的基礎上，結合教學經驗、課程知識重難點以及學生的學習進度，優化“學生主體、教師主導、實訓協同”的實訓實踐教學體系，如圖1所示。

3.3? 以項目為導向的教學方案設計

3.3.1? 線上線下結合的教學模式

學生基于教師在學習通平臺上發布的線上教學資源，通過線上自學、師生互動、小組討論、大作業實踐等方式進行學習和查缺補漏，同時依據教學進度完成設計任務。教師依據平臺線上學習的監控數據以及學生在學習過程中的問題，掌握學生學習情況并合理地進行教學調整。在線下教學環節，教師主要根據學生線上學習情況進行重點知識講解和補充，階段性考查學生作業任務以及大作業完成情況，并通過學生的評價進行教學調整與總結。教學模式框架如圖2所示。

3.3.2? 項目驅動式教學設計

項目驅動式教學法“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”，將一個綜合性項目融入教學內容并貫穿課程始終，根據項目流程安排教學內容和指導[9]，做到“教、學、做合一”[10]。項目選擇應具有實戰意義、足夠綜合小型、體現漸進性[11]，項目主題內容必須可分解并能合理融合知識點[12]。該教學方法應用在綜合性和實踐性較強的課程，如算法分析、數據庫應用等，獲得很好的教學效果[13]，而數據庫原理也是這樣一門課程。

在實踐教學中，為了更貼合工程管理專業背景，基于深圳市投資項目在線審批監管平臺，簡化梳理建設項目中參與方的關系，重新設計和優化教學大綱和教學計劃，以政府投資項目管理系統的設計與實現作為課程教學案例項目，將其改造為符合教學要求的內容，嵌入課程教學的知識章節中，使學生能夠全面系統地學習并創建一個完整的數據庫。系統功能如圖3所示。

本課程所設計的迷你型政府投資項目管理系統按使用者分類，主要功能是查詢業主（政府）所投資的項目，能夠幫助業主及項目所涉及的各個參與方和利益相關方查詢與管理項目。該系統能夠讓政府了解項目進度信息、管理項目各個參與方的資質、民眾對項目的意見等情況；能夠讓普通民眾了解政府所投資的項目信息，進行監督和民意反映；能夠讓項目參與方更新項目進展。系統管理員管理項目信息和用戶信息，滿足不同項目和不同用戶的信息更改等操作。

1）在教學過程中，教師先導入項目，講解項目的現實背景、功能需求以及可能涉及的關鍵技術、難點等，然后演示政府投資項目管理數據庫，為學生完整展現該項目管理系統實現的功能。在講授時，將教學項目劃分成子項目，引導學生理解數據庫設計中規范化理論知識。

2）引導學生了解和分析該項目用戶的需求，弄清系統要達到的目標和實現的功能，思考該系統的不足并考慮今后可能的擴充和改變。要求學生在需求分析子項目完成后進行成果交流，并提交相應的實訓作業成果。基于完成的內容，在數據庫設計教學過程中進一步介紹如何運用數據庫管理系統提供的數據定義及操作語言等，引導學生掌握ER圖（Entity-Relationship Diagram）以及關系模式的轉換，完成實訓中關于管理系統概念設計、邏輯設計和物理設計的內容。

3）在進行Access數據庫管理系統的實操環節時，學生可通過在線學習相關操作，如建表、增刪改查等命令，學會簡單的SQL語句。教師線下直接進行操作演示，對重難點進行解答。

3.3.3? 小型漸進式項目實訓實踐? 大作業實訓內容選擇與工程管理專業緊密相關的工程項目管理系統，將其按照功能模塊細分為獨立的子數據庫系統，學生分組完成的子數據庫建立后可合成為一個較完整的工程項目管理數據庫。工程項目管理系統主要模塊如表1所示。通過項目驅動的方式激發學生的學習興趣與熱情，學生能夠更深入地理解數據庫原理如何應用于工程管理專業。學生自由組隊，每組三人，小組分組選擇一項內容，如成本管理、計劃進度、質量安全管理等；根據數據庫設計流程制定項目開發計劃，在了解項目背景、明確用戶需求的基礎上，利用Access設計并建立一個不少于五個主體的數據庫。大作業要求同步課堂教學進度，按照數據庫設計的步驟提供符合要求的階段性成果并進行匯報展示。

4? 基于項目的漸進式教學效果

4.1? 教學考核

學生成績考核基于“考核環節多樣化、評價對象多元化”的理念，多樣化的課程考核標準更能科學和客觀地反映學生的學習效果。結合過程考核與結果考核，平時成績以學習通平臺系統評分以及課堂參與度為標準，占10%，小作業占15%，實訓大作業占40%，期末閉卷考試占35%。結合團隊考核與個人考核評價指標，實訓作業以項目實施過程中小組成員互相評價、各任務階段性完成情況以及最終項目的成果呈現進行綜合評分，團隊得分和小組個人評分所得平均分為個人實訓分數，以此減少部分學生“摸魚劃水”的團隊作業現象，提高學生的積極性、主動性和創造性。

4.2? 教學效果評價

為了充分評估本次教學效果和學生體驗效果，課程組對深圳大學土木與交通工程管理專業2017級（已修）、2018級（已修）、2019級（在修）數據庫原理課程的學生開展問卷調查，共回收有效問卷79份，結果如圖4所示。

問卷結果表明，學生總體上對以項目為導向的任務驅動式教學改革持支持的態度，教學改革評價的平均分達到4.61分（滿分為5分），其中68%的學生給整體教學改革5分（滿分為5分）。對于以完成政府投資項目管理系統數據庫設計為主線的任務驅動式教學法，91%的學生認為具有實戰意義，能激發學習興趣和熱情，其余學生持中等態度；92%的學生認為教學內容改革增加了數據庫原理與工程管理專業之間的課程聯系，更有利于了解數據庫原理課程在工程管理專業的具體應用。對于線上線下結合的教學模式，持接受態度的學生所占比例達到98.7%；與原實訓作業自由選取項目相比，57%的學生認為以設計工程項目管理數據庫作為實訓作業非常合理，能夠貼合工程管理專業背景，另有29%的學生認為比較合理。

了解學生對課程教學改革的看法和建議過程中，得到學生的積極反饋，例如：學生希望課程設計能夠調動主動學習積極性，建議考試多一些實操內容、結合其他專業領域知識等；在團隊大作業部分，部分學生反饋希望有措施杜絕或減輕小組成員“劃水”的情況。

4.3? 教學效果分析

通過該教學模式改革，取得較好的教學效果。

4.3.1? 教學氛圍明顯活躍

通過線上課外學習進行知識積累，學生對課堂教學內容有了更深的理解。在線下教學過程中，學生積極討論數據庫系統功能的適用性，并對教學所采取的案例項目進行討論評價，提出改進意見。課堂教學與討論相結合的教學模式能夠激發學生的學習熱情、批判思維和探索熱情，學生熱烈討論、積極參與，教學氛圍明顯活躍。

4.3.2? 學生綜合能力有所提升

以項目為導向的教學模式讓學生注重邊學習邊實踐的過程，促使學生思考項目的意義、可行性以及如何以用戶為導向設計數據庫系統。增加大作業的過程性考核，由于限制小組人數，團隊中每個成員都承擔相應的任務量，促進學生積極主動參與大作業項目，各小組均以較高的質量完成項目大作業。從課堂教學氛圍和期末成績來看，學生對相關知識點的掌握以及軟件操作的能力明顯提升。

4.3.3? 學習效果明顯增強

通過線上線下結合的混合式教學模式，培養學生進行課前學習、課后預習的習慣，同時激勵學生利用網上資源查找和閱讀相關資料，自學Access系統。從作業完成情況和期末成績來看，數據庫原理課程及格率達到100%，作業完成率達到97%，四次階段性作業成績平均分為87分，其中60～79分2人，80～100分44人。學生對數據庫原理課程改革的效果評價很好，很多學生表示該課程改革有助于更好地理解相關的專業知識。

5? 結束語

結合新工科背景下對高校人才的培養需求以及工程管理專業數據庫原理課程教學現狀，在教學實踐過程中積極整合現有教學資源，通過學生的反饋不斷進行教學模式和教學方法的改進，在新工科背景下建設數據庫原理課程，培養更多具有數據管理思維和工程能力的專業人才。

5.1? 教學改革主要特色

1）緊密結合工程管理專業背景；

2）項目驅動式教學、理論教學和實踐教學有機結合；

3）實訓實踐同步教學進度，具有小型漸進式的特點。

5.2? 教學實踐中存在的挑戰與問題

1）如何將項目更好地融入課程內容；

2）如何調動學生積極參與課題與大作業的積極性；

3）如何有效監督學生學習進度以及任務完成情況。

數據庫原理課程線上線下結合的教學模式，結合實際案例的項目驅動式教學導案設計，以及小型漸進式項目實訓實踐的融合，突出理論與實踐并重的教學核心理念，在遵循“學生主體、教師主導、實訓協同”的教學原則下，將數據庫原理課程與工程管理專業相關知識結合，增強工程管理專業學生對數據庫知識的理解與應用。通過數據庫原理教學改革，充分調動學生學習的積極性，培養學生的團隊合作能力和綜合學習能力，有效地提高教學質量，增強教學效果。

參考文獻

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作者：譚毅，深圳大學中澳BIM與智慧建造聯合研究中心、深圳大學土木與交通工程學院院長助理，助理教授，研究方向為工程管理信息智能化相關研究（如BIM、Digital Twin等）；陳麗梅，深圳大學中澳BIM與智慧建造聯合研究中心、深圳大學土木與交通工程學院，研究方向為工程管理信息智能化；丁志坤，深圳大學中澳BIM與智慧建造聯合研究中心、深圳大學土木與交通工程學院建設管理與房地產系副主任，教授，研究方向為房地產及建設；李昇翰，通信作者，深圳大學中澳BIM與智慧建造聯合研究中心、深圳大學土木與交通工程學院，講師，研究方向為可持續建筑（518060）。