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［摘要］文章借鉴CDIO工程教育理念，采用鱼骨架图的形式设计了基于CDIO理念的“数据库原理”教学体系，突出基于项目的教育和学习。采取多样化课堂教学，启发学生理解和掌握数据库的概念、原理和方法，通过项目的开展，在实践中体验“做中学”，实施基于CDIO的考核评价模式，培养了学生的工程、团队协作、交流等能力，提高了学习兴趣，改善了学习效果。
［关键词］CDIO 数据库原理 项目设计 做中学
［作者简介］应宏（1962- ），男，重庆人，重庆三峡学院，教授，主要从事网格计算和计算机教学研究。（重庆 404100）
［课题项目］本文系2010年重庆市教育委员会高等教育教学改革研究项目“基于CDIO的软件工程专业应用型人才培养模式研究与实践”的阶段性研究成果。（项目编号：CQJW20103119）
［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］1004-3985（2013）06-0139-02
CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）的缩写，CDIO工程教育理念已经成为国际工程教育的通用模式，它以工程项目（如产品）从研发到运行的生命周期为载体，让学生主动地参与到从理论到实践的转化过程中来，是一种倡导“基于项目的教育和学习”和“做中学”的新型教学模式。CDIO既注重抽象理论知识的“教”和“学”，又强调教学过程中“做”的重要意义，充分体现“以学生为中心”的主导思想，改变了传统教学“以教师为中心”的教学模式。我们在“数据库原理”课程教学中，结合CDIO模式进行了实践探索，取得了良好的教学效果。
一、教学内容设计
数据库原理课程教学内容以原理、设计和应用为主线，我们将课程教学内容划分成与之对应的三个部分：（1）数据库原理部分涉及数据库系统概述、关系数据模型、数据库的管理（包括故障恢复技术、并发控制、完整性和安全性）等；（2）数据库设计部分涉及数据模型、实体联系模型（E-R）、建模工具ERwin、关系规范化设计、数据库设计等；（3）数据库应用部分涉及SQL语言及其操作、数据库应用系统开发、数据库新技术、数据库实验等。
通过这样的设计，教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用，学生容易理清数据库系统中各种内容之间的关系，从而凸显设计和应用，改变过去重视原理、弱视设计、忽视应用的状况。
二、基于项目的教学设计
CDIO模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践，对于一门课程的教学，倡导以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体。为此，我们设计了基于CDIO模式的“数据库原理”课程教学体系，用鱼骨架图描述，如图1所示。图的中主线是能力目标，上半部分是知识框架体系，下半部分是项目能力体系。课程围绕使学生理解数据库基本概念、掌握数据库设计技术，并能够开发完整可用的数据库应用系统这一目标，结合知识框架设计了三个课程级项目。
1.“数据库应用与发展综述”项目。学生自己查阅资料，并对数据库技术在某一领域的应用进行探究，撰写综述报告。目的是激发学生学习“数据库原理”课程的兴趣，培养其对数据库应用领域的探究兴趣，训练其文献综述的写作能力，是毕业设计综述撰写的一次训练，即训练CDIO的C。
2.“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。要求学生在提供的项目实例中选择一个，独立进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。引导学生领会设计步骤，掌握设计方法，优化各个环节，让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性，即训练CDIO的D。
3.“课程设计”项目。要求以团队形式选择或自拟一个课题，遵循数据库系统设计的思想完成一个完整的CDIO项目周期，包括：构思—需求分析、设计—实施方案、实现—编写代码、运作—作品测试、展示、最后答辩、验收文档等。项目实施过程训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力，整个过程体现CDIO。
三、CDIO能力培养的教学实施
1.课堂教学多样化。第一，讲授教学法。对新的、有一定难度的理论知识来说，讲授法是一种好方法。在讲授数据库系统概论、数据库体系结构、关系运算、关系规范化等内容时，主要采用了讲授法。第二，任务驱动教学法。在概念设计、逻辑设计的教学中，先通过一个案例，应用ERwin工具创建概念模型和逻辑模型，并将模型转化为具体的数据库脚本。然后给出一个简单任务，由学生动手完成任务。第三，启发式案例教学法。在讲解数据库设计时，运用一个案例，详细讲解如何进行需求分析、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。引导学生领会设计步骤，掌握设计方法，学会评审各个环节，让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性。启发式教学，可以帮助学生直观地理解概念、原理和方法，提高学生的学习兴趣，改善学习效果。第四，团队教学法。以项目为主线、团队为小组、任务目标为使命，以教师为主导、学生为主体的一种教学方法。在课程设计中采用了团队教学法，培养学生CDIO能力。
2.实践教学层次化。第一，课内实验。主要是基础性、设计性实验，以SQL的基本操作为重点，涵盖了SQL Server的安装与配置，数据库、数据表的创建维护，索引、视图和约束的创建与维护，数据的查询与更新等10个实验项目，以及“数据库应用与发展综述”项目。第二，开放实验。主要是设计性实验。以SQL的高级应用为重点，涵盖了函数操作、数据转换、SQL编程、数据库的恢复与安全、数据库对象的操作等10个实验项目，以及“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。第三，课程设计。综合性实验。学生从项目库中选择或自拟一个课题，每个课题应具有一定的综合性和复合性，训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力。 3.课程设计体会“做中学”。“基于项目的教育和学习”和“做中学”是CDIO的核心思想。在课程结束之后，安排数据库应用课程设计。按照数据库应用系统开发过程，进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、功能设计、数据库创建、编写代码、调试、文档编写等，最终基本实现系统的功能。其中特别强调数据流图、数据字典、实体联系模型、基本表的分析与描述和系统基本功能的实现。图2描述了以CDIO工程教育理念的，以学生为主体、教师为主导的课程设计整体思想。
课程设计采用团队操练的方式进行。一个团队由4～5名学生组成，在每个项目实施之初，由指导教师指定组长，再由组长组建团队。在组长的带领下，每个团队针对选定的具体课题，展开“用户”需求分析、研究项目实施方案、进行成员任务分派。项目实施中，团队成员之间要相互支持、共同讨论，学会思考与倾听别人的意见，学会交流沟通并解决问题，培养团队整体责任意识。项目完成后，团队要总结经验，查找不足，撰写项目报告，学会提炼成果，并在全班答辩，提高逻辑思维和知识发现的能力。经过课程设计训练之后，学生的团队合作能力、组织管理能力、创新探索意识、社会责任感等得到明显提高。
4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培养学生的多种能力，而传统的笔试只能测试学生对知识的掌握程度，较难体现学生工程、团队协作、交流等能力。CDIO主张不同的能力用不同的方式进行考核，为此，在“数据库原理”课程考核评价中，我们从以下六个方面进行考核。（1）理论基础。通过阶段性小测验、期末考试。（2）技术能力。通过完成15个实验任务和3个课程级项目。（3）工程素质。通过项目开发生命周期的过程实施。（4）沟通能力。通过课程中的讨论和课程级项目、课程设计答辩。（5）协作能力。通过考查项目完成情况、团队成员的分工和任务完成情况。（6）创新能力。通过考查课程设计中学生在基础需求上所做的扩展和在基础功能上做的扩展及其实现情况。这六个方面的考核通过作业、课堂讨论、实验、项目训练和期末考试四种形式的考核来进行，并按不同的权重计入最终成绩。
四、结束语
采用CDIO模式开展“数据库原理”课程的教学改革，取得了明显的教学效果。在课程结束后，学生基本都建立起数据库系统的思想，针对实际应用问题，能按照数据库设计的步骤进行设计，实现数据库应用系统的预定功能。通过CDIO模式的应用，激发了学生的学习积极性和兴趣，促进了学生的学习自觉性，培养了学生的工程素养，提高了团队合作能力和交流能力，较好地实现了课程教学的目标。
［参考文献］
［1］顾学雍.联结理论与实践的CDIO［J］.高等工程教育研究，2009（1）.
［2］孙浩军，孙梅，熊智.计算机专业基于课程群的EIP-CDIO项目设计［J］.计算机教育，2010（11）.
［3］应宏，徐家良.团队教学法在数据库原理课中的应用［J］.中国成人教育，2008（4）.
［4］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）.
［关键词］CDIO 数据库原理 项目设计 做中学
［作者简介］应宏（1962- ），男，重庆人，重庆三峡学院，教授，主要从事网格计算和计算机教学研究。（重庆 404100）
［课题项目］本文系2010年重庆市教育委员会高等教育教学改革研究项目“基于CDIO的软件工程专业应用型人才培养模式研究与实践”的阶段性研究成果。（项目编号：CQJW20103119）
［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］1004-3985（2013）06-0139-02
CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）的缩写，CDIO工程教育理念已经成为国际工程教育的通用模式，它以工程项目（如产品）从研发到运行的生命周期为载体，让学生主动地参与到从理论到实践的转化过程中来，是一种倡导“基于项目的教育和学习”和“做中学”的新型教学模式。CDIO既注重抽象理论知识的“教”和“学”，又强调教学过程中“做”的重要意义，充分体现“以学生为中心”的主导思想，改变了传统教学“以教师为中心”的教学模式。我们在“数据库原理”课程教学中，结合CDIO模式进行了实践探索，取得了良好的教学效果。
一、教学内容设计
数据库原理课程教学内容以原理、设计和应用为主线，我们将课程教学内容划分成与之对应的三个部分：（1）数据库原理部分涉及数据库系统概述、关系数据模型、数据库的管理（包括故障恢复技术、并发控制、完整性和安全性）等；（2）数据库设计部分涉及数据模型、实体联系模型（E-R）、建模工具ERwin、关系规范化设计、数据库设计等；（3）数据库应用部分涉及SQL语言及其操作、数据库应用系统开发、数据库新技术、数据库实验等。
通过这样的设计，教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用，学生容易理清数据库系统中各种内容之间的关系，从而凸显设计和应用，改变过去重视原理、弱视设计、忽视应用的状况。
二、基于项目的教学设计
CDIO模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践，对于一门课程的教学，倡导以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体。为此，我们设计了基于CDIO模式的“数据库原理”课程教学体系，用鱼骨架图描述，如图1所示。图的中主线是能力目标，上半部分是知识框架体系，下半部分是项目能力体系。课程围绕使学生理解数据库基本概念、掌握数据库设计技术，并能够开发完整可用的数据库应用系统这一目标，结合知识框架设计了三个课程级项目。
1.“数据库应用与发展综述”项目。学生自己查阅资料，并对数据库技术在某一领域的应用进行探究，撰写综述报告。目的是激发学生学习“数据库原理”课程的兴趣，培养其对数据库应用领域的探究兴趣，训练其文献综述的写作能力，是毕业设计综述撰写的一次训练，即训练CDIO的C。
2.“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。要求学生在提供的项目实例中选择一个，独立进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。引导学生领会设计步骤，掌握设计方法，优化各个环节，让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性，即训练CDIO的D。
3.“课程设计”项目。要求以团队形式选择或自拟一个课题，遵循数据库系统设计的思想完成一个完整的CDIO项目周期，包括：构思—需求分析、设计—实施方案、实现—编写代码、运作—作品测试、展示、最后答辩、验收文档等。项目实施过程训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力，整个过程体现CDIO。
三、CDIO能力培养的教学实施
1.课堂教学多样化。第一，讲授教学法。对新的、有一定难度的理论知识来说，讲授法是一种好方法。在讲授数据库系统概论、数据库体系结构、关系运算、关系规范化等内容时，主要采用了讲授法。第二，任务驱动教学法。在概念设计、逻辑设计的教学中，先通过一个案例，应用ERwin工具创建概念模型和逻辑模型，并将模型转化为具体的数据库脚本。然后给出一个简单任务，由学生动手完成任务。第三，启发式案例教学法。在讲解数据库设计时，运用一个案例，详细讲解如何进行需求分析、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。引导学生领会设计步骤，掌握设计方法，学会评审各个环节，让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性。启发式教学，可以帮助学生直观地理解概念、原理和方法，提高学生的学习兴趣，改善学习效果。第四，团队教学法。以项目为主线、团队为小组、任务目标为使命，以教师为主导、学生为主体的一种教学方法。在课程设计中采用了团队教学法，培养学生CDIO能力。
2.实践教学层次化。第一，课内实验。主要是基础性、设计性实验，以SQL的基本操作为重点，涵盖了SQL Server的安装与配置，数据库、数据表的创建维护，索引、视图和约束的创建与维护，数据的查询与更新等10个实验项目，以及“数据库应用与发展综述”项目。第二，开放实验。主要是设计性实验。以SQL的高级应用为重点，涵盖了函数操作、数据转换、SQL编程、数据库的恢复与安全、数据库对象的操作等10个实验项目，以及“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。第三，课程设计。综合性实验。学生从项目库中选择或自拟一个课题，每个课题应具有一定的综合性和复合性，训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力。 3.课程设计体会“做中学”。“基于项目的教育和学习”和“做中学”是CDIO的核心思想。在课程结束之后，安排数据库应用课程设计。按照数据库应用系统开发过程，进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、功能设计、数据库创建、编写代码、调试、文档编写等，最终基本实现系统的功能。其中特别强调数据流图、数据字典、实体联系模型、基本表的分析与描述和系统基本功能的实现。图2描述了以CDIO工程教育理念的，以学生为主体、教师为主导的课程设计整体思想。
课程设计采用团队操练的方式进行。一个团队由4～5名学生组成，在每个项目实施之初，由指导教师指定组长，再由组长组建团队。在组长的带领下，每个团队针对选定的具体课题，展开“用户”需求分析、研究项目实施方案、进行成员任务分派。项目实施中，团队成员之间要相互支持、共同讨论，学会思考与倾听别人的意见，学会交流沟通并解决问题，培养团队整体责任意识。项目完成后，团队要总结经验，查找不足，撰写项目报告，学会提炼成果，并在全班答辩，提高逻辑思维和知识发现的能力。经过课程设计训练之后，学生的团队合作能力、组织管理能力、创新探索意识、社会责任感等得到明显提高。
4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培养学生的多种能力，而传统的笔试只能测试学生对知识的掌握程度，较难体现学生工程、团队协作、交流等能力。CDIO主张不同的能力用不同的方式进行考核，为此，在“数据库原理”课程考核评价中，我们从以下六个方面进行考核。（1）理论基础。通过阶段性小测验、期末考试。（2）技术能力。通过完成15个实验任务和3个课程级项目。（3）工程素质。通过项目开发生命周期的过程实施。（4）沟通能力。通过课程中的讨论和课程级项目、课程设计答辩。（5）协作能力。通过考查项目完成情况、团队成员的分工和任务完成情况。（6）创新能力。通过考查课程设计中学生在基础需求上所做的扩展和在基础功能上做的扩展及其实现情况。这六个方面的考核通过作业、课堂讨论、实验、项目训练和期末考试四种形式的考核来进行，并按不同的权重计入最终成绩。
四、结束语
采用CDIO模式开展“数据库原理”课程的教学改革，取得了明显的教学效果。在课程结束后，学生基本都建立起数据库系统的思想，针对实际应用问题，能按照数据库设计的步骤进行设计，实现数据库应用系统的预定功能。通过CDIO模式的应用，激发了学生的学习积极性和兴趣，促进了学生的学习自觉性，培养了学生的工程素养，提高了团队合作能力和交流能力，较好地实现了课程教学的目标。
［参考文献］
［1］顾学雍.联结理论与实践的CDIO［J］.高等工程教育研究，2009（1）.
［2］孙浩军，孙梅，熊智.计算机专业基于课程群的EIP-CDIO项目设计［J］.计算机教育，2010（11）.
［3］应宏，徐家良.团队教学法在数据库原理课中的应用［J］.中国成人教育，2008（4）.
［4］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）.