CDIO教育理念在“数据库原理与应用”课程中的应用

摘要：将CDIO教育理念引入“数据库原理与应用”课程进行教学设计和教学活动安排。采用问题驱动教学、实用案例教学及工程项目教学等多种教学方法，能让学生在扎实掌握基础知识的同时，深化其专业技能，增强其实践能力、团队协作能力、批判思考能力、综合解决问题能力、创新能力等综合能力，有利于将其培养成高素质创新型数据库工程人才。

关键词：CDIO；问题驱动；实用案例；工程项目；创新能力

作者简介：赵娅（1980-），女，河南漯河人，东北石油大学计算机与信息技术学院，讲师；薛继伟（1973-），女，黑龙江肇东人，东北石油大学计算机与信息技术学院，副教授。（黑龙江 大庆 163318）

基金项目：本文系黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目、黑龙江省高教学会高等教育科学研究“十一五”规划课题（编号：115C-844）、黑龙江省教育厅人文社会科学研究项目的研究成果。

中图分类号：G642.41     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）01- 0097-02

“数据库原理与应用”课程是培养数据库应用系统开发人员的基础，如何在该课程的教学过程中培养学生的综合素质（基础理论、专业技能、团队协作能力、批判思考能力、综合解决问题能力、创新能力等）以符合国际数据库工程师的标准，成为高校迫在眉睫需要思考的问题。

CDIO作为当今国际高等工程教育的一种创新教育理念，是近年来国际工程教育改革的最新成果。自2000年研究及应用伊始，该理念及实施体系为培养既有过硬的专业技能，又有良好综合素质的国际工程师提供了有效的保障。

笔者在深入研究、分析和探讨CDIO教育理念的内涵特征基础之上，将其引入到“数据库原理与应用”课程，进行教学设计、规划教学方案、确定教学手段、安排教学内容，以促进学生综合能力的培养。

一、CDIO教育理念简介

CDIO是麻省理工学院（MIT）和瑞典皇家工学院等四所大学从2000年起经过探索研究所创建的一套国际工程教育模式。该模式注重扎实的工程基础理论和专业知识的培养，并通过贯穿整个人才培养过程中的团队设计和实践环节的训练，从而培养既有过硬的专业技能，又有良好综合素质的国际化工程师。[1]

CDIO以构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）为主线，综合考虑了专业基础知识、个人和职业的技能、团队协作与沟通的人际技能以及在整个企业/社会环境下进行CDIO的过程。[2]它以产品从构思到最终运行的周期为学习及应用载体，为学生提供理论学习和工程实践之间相关联的真实工程情境，让学生在学习专业基础理论知识的同时，推动并促进其专业技能、团队协作能力、批判思考能力、综合解决问题能力及创新能力的培养。

二、课程现状分析

“数据库原理与应用”课程的教学目标是培养具有数据库应用系统设计与开发的基础理论知识和专业技能，同时又具备一定的综合素质，能进行团队协作开发，能思考和解决系统设计与开发过程中遇到的各种问题，并能进行一定程度思维创新的高素质创新型数据库工程人才。

该课程内容本身具有较强的抽象性，课程讲解和学习难度较大，学生的实践和应用能力有待提高，总结起来有以下一些问题。

1.授课方式

传统教学采用的是“以教师为中心”的授课方式，这种授课方式重在“教”，不以学生为主体，因此没有从学生本身出发，做到“教、学、做”一体，不利于学生对基础知识的掌握。

2.课时安排

课时安排以理论授课为主，实践为辅，这种课时安排不利于充分开展实践活动，从而影响了学生实践动手能力的提升，限制了其对专业技能的掌握。

3.实践训练

实践内容的安排以个体为单位的验证性实验为主，缺乏多人合作的设计性、综合性及创新性实验的安排，不利于学生团队协作能力、批判思考能力、综合解决问题能力及创新能力的综合培养。

三、CDIO应用于“数据库原理与应用”课程的探索

高等院校的主要培养目标是应用技能型人才，为使此类人才具备实际动手能力及创新能力，并在将来发展成为满足国际需求的创新型科技人才，高校一直秉承“做中学”的培养理念。CDIO国际工程教育理念符合高等院校的人才培养特点，这为CDIO教育理念的实施提供了条件。

针对目前课程中存在的各种问题，结合CDIO教育理念的人才培养模式，在对该课程进行反复教学研讨的基础之上，笔者考虑将CDIO教育理念引入到课程教学中来，进行教学设计和教学活动安排。将CDIO大纲的各项标准引入和渗透到课程教学中，使学生在课程学习中一方面获得基础知识，另一方面获取专业技能及各种综合能力。

1.课程教学设计

课时安排。针对课程教学中存在的课时安排问题，在规划教学内容保证理论学时的同时，增加实验学时，以保证符合CDIO实施流程的课程实践教学能顺利进行，从而达到锻炼学生专业技能、提高实践和创新能力的目的。

教学内容。根据CDIO大纲来规划教学内容，按照教学大纲的要求，将课程教学内容划分为简单基础知识、重点知识及难点知识，针对不同的知识，采用不同的教学方式来进行教学。

教学方式。由以前的以教师为中心转变为教师、学生相结合，共同完成教学任务。根据教学内容的特点进行划分，重点及难点部分采用学生自学、教师讲解、案例辅助、项目结合、实践锻炼等方式进行教学及实践，简单基础部分采用学生分组讨论、学生讲解、教师总结、辅助实验及教学效果评定等方式进行。

2.问题驱动教学

该课程的内容偏理论，学生学习起来容易感到枯燥无味。为了培养学生对课程的兴趣，提高教学效果并培养学生思考、分析及解决问题的能力，尝试采用问题驱动教学。

通过对教学内容的整理，将知识点整理为问题的形式，在教学过程中针对某个知识点提出问题，并引导学生分析问题及解决问题。例如知识点“数据查询”部分的教学，可先提出问题：如何从已知的数据中获取自己关心的某部分数据？接着引导学生分析问题，进行思考，理解“查询条件”的含义，根据要求确定查询条件，掌握查询语句的格式，最终达到解决问题的目的。

利用这种方式进行教学可以活跃课堂气氛，培养学生主动思考和解决问题的能力，让学生对所学的知识点进行深入理解和掌握，并在此过程中引导学生探究课堂外的延伸知识，为学生提供创新空间，让其在掌握基础知识的同时增强创新思维能力。

3.实用案例教学

在问题驱动教学的基础上，将学生所学的基础知识应用于实际生活中，解决一些实际问题，从而形成一些实用案例，在辅助学生理解所学知识的同时方便教师在以后的教学中反复使用。

例如使用“视图”来解决企业信息分级查看的问题。对于企业信息来说，允许所有基本信息被所有职员查询，而一些重要或机密信息，则只可以被企业高管查看或修改。这个功能除了可以在应用系统中通过设定用户权限来实现之外，也可以在RDBMS中通过“视图”来解决。基于企业的基本信息表，构建员工可查看信息视图。只从基本表提取可供所有员工查看的普通信息，一方面可以满足员工的查询需求，另一方面可保障重要或机密信息的安全性。另外可根据企业高管的不同权力，分别构建不同级别高管可查看的信息视图，从而保证信息的高度安全性。

通过这种实用案例，可以让学生更清晰明了地理解知识点的含义，在深刻掌握基本知识的同时，有助于学生将课堂所学知识应用到实际中去，增强其实践能力。

4.工程项目教学

对于该课程来说，其最终目的是让学生将所学的所有知识融合在一起并构建一个完整的数据库应用系统，而构建这样的系统往往需要团队协作完成。为了提高学生的专业技能，让其综合学习并运用基础知识，主动思考、分析和解决问题，同时为了培养其团队协作能力、综合解决问题能力及创新能力，在教学过程中引入实际工程项目，结合项目进行教学。

（1）项目构思。结合学生实际、教学内容及教学目标，选择适合学生理解力的实际工程项目，例如学校信息管理系统、企业人事档案管理系统等。此类项目和学生生活比较贴近，有助于学生理解和分析实现。一个完整的数据库管理系统的实现，涉及知识众多，任务繁杂，需要多人协作完成。教师可根据学生的能力划分小组，便于学生分工协作。

（2）项目设计。选定项目后，学生分组进行项目的需求分析，最终确定项目的主要功能，接着可进行数据库的设计。在进行数据库设计的过程中，学生通力协作，查找并学习和设计实现相关的知识内容，避免学习盲目性，同时结合教师的内容讲解、师生及生生的讨论来完成整体的设计工作。

（3）项目实施。根据设计的内容，结合数据库实施过程中的辅助知识，教师带领学生在RDBMS平台上进行数据库的实现工作。在此过程中，学生在复习巩固前面所学知识的同时，将其应用到实际的数据库实现中来解决实际问题。针对实现过程中出现的问题，教师指引学生思考问题本质、分析并解决问题，并可在解决问题的过程中研究新的实现方法。

（4）效果评定。在实施完成之后，对项目的实施结果进行验证，和企业现实数据库进行比较，评价所构建数据库的优劣性。根据数据库的优劣，评价学生的知识掌握情况及能力获取情况。

四、结束语

将CDIO教育理念引入到“数据库原理与应用”的课程教学中，结合问题驱动、实用案例、工程项目等教学方法，能让学生在扎实掌握基础知识的同时，深化其专业技能，增强其实践能力，并加强团队协作能力、批判思考能力、综合解决问题能力、创新能力等综合能力，有利于高素质创新型数据库工程人才的培养。

参考文献：

[1]杨柳,等.面向CDIO的“操作系统”教学改革探讨与实践[J].计算机教育,2009,(14):24-26.

[2]陶勇芳,商存慧.CDIO 对高等工科教育创新的启示[J].中国高等教育,2006,(11):81-83.

（责任编辑：麻剑飞）

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