基于CDIO 理念的項目驅(qū)動教學(xué)法研究——以《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計為例

汪利琴，張佳 （長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院信息系，湖北 荊州434020）

郭麥成 （長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州434020）

CDIO 代表Conceive、Design、Implement和Operate，即構(gòu)思、設(shè)計、實施和運作，是近年來國際工程教育改革和人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式的最新研究成果。CDIO 工程教育是一種提倡 “基于項目實踐”和“在做中學(xué)”的新型教學(xué)模式，其以產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)品運行的整個生命周期為載體，以工程設(shè)計任務(wù)為導(dǎo)向，以全面培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、團隊協(xié)作能力、個人能力和工程系統(tǒng)能力為目標(biāo)，具有全面系統(tǒng)性、實踐可操作性、普遍適用性和國際先進性，育人成效顯著。因此，筆者嘗試在《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計的項目教學(xué)過程中進一步引入CDIO 工程教育理念，經(jīng)過2年多的實踐探索，取得了滿意的教學(xué)效果。

1 《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容以掌握數(shù)據(jù)庫理論和進行信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)為主線，主要包括數(shù)據(jù)庫原理基礎(chǔ)知識 （數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述、關(guān)系數(shù)據(jù)模型、實體聯(lián)系模型 （E－R）、關(guān)系規(guī)范化設(shè)計、T－SQL語言、數(shù)據(jù)表、視圖、存儲過程、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和數(shù)據(jù)庫的管理等）、軟件設(shè)計基本能力和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)項目開發(fā)的綜合能力。

基于CDIO理念的項目驅(qū)動教學(xué)設(shè)計，筆者構(gòu)建了《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容體系（見圖1）。按照CDIO 工程教育模式，一方面教師能從全局的角度和較高的層次把握相關(guān)教學(xué)內(nèi)容以及其各自的作用和地位，加強對學(xué)生的引導(dǎo)效果；另一方面讓學(xué)生以團隊的形式選擇一個項目，按照數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的思想和步驟完成包括構(gòu)思 （需求分析）、設(shè)計 （方案研究）、實現(xiàn) （編寫代碼）和運作 （系統(tǒng)測試與完善等）一個完整的CDIO 項目周期。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與實踐，幫助學(xué)生更好地理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各內(nèi)容之間的相關(guān)性，凸顯數(shù)據(jù)庫設(shè)計和應(yīng)用的重要性。

2 應(yīng)用

2．1 構(gòu)思

構(gòu)思是項目開始的第1步，學(xué)生要對選題進行充分的調(diào)研與分析，從實際需求出發(fā)，分析系統(tǒng)目標(biāo)和任務(wù)，進行設(shè)計與創(chuàng)作。傳統(tǒng)教學(xué)中，通常是教師根據(jù)項目設(shè)計方案確定實施計劃，然后把具體任務(wù)分時分段布置給學(xué)生完成，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中缺乏主動性，從而遏制了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。采用CDIO 項目驅(qū)動教學(xué)模式，則構(gòu)思就是一個很重要的任務(wù)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體和項目的主持人，負(fù)責(zé)整個設(shè)計過程，如任務(wù)書的編制、項目的時間安排、計劃實施等全部由各學(xué)習(xí)小組的多次討論與匯報來決定，最終形成自己的構(gòu)思方案；教師是項目的協(xié)助者，扮演引導(dǎo)的角色，僅提供答疑與指導(dǎo)（見圖2）。推行CDIO 項目教學(xué)，可以較大程度提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造型思維能力。

圖1 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容體系

圖2 CDIO 工程教學(xué)模式

2．2 設(shè)計

傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生往往是根據(jù)教師給定的項目要求和任務(wù)以及規(guī)劃好的功能模塊直接進行項目的實施，這樣忽視了項目的設(shè)計過程。而CDIO 項目教學(xué)建議綜合考慮學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)、興趣、習(xí)慣、特點等，將全班學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)小組，采取項目組長負(fù)責(zé)制，以小組為單位集中討論，明確設(shè)計任務(wù)與設(shè)計目標(biāo)，編寫項目計劃書。教師負(fù)責(zé)對學(xué)生編寫的計劃書進行點評，提出參考意見，學(xué)生自行修改與完善項目計劃書。同時，在CDIO 項目教學(xué)中，教師增加了方案匯報環(huán)節(jié)，學(xué)生按小組匯報項目的設(shè)計思路和方案，學(xué)生進行互評，大家共同參與，充分交流，相互啟發(fā)，最后形成共識。

2．3 實施

在學(xué)生完成了項目的設(shè)計過程后，根據(jù)項目設(shè)計方案把項目分解成若干任務(wù)，然后為每個任務(wù)安排相應(yīng)人員去實施。在項目的實施過程中，學(xué)生既獨立地完成自己的工作任務(wù)又相互之間充分地交流合作，這對于培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、組織協(xié)調(diào)能力以及團隊精神十分有利。在項目實施過程中，教師負(fù)責(zé)監(jiān)督學(xué)生，提供技術(shù)咨詢，讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性，積極完成界面設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、編碼和調(diào)試等任務(wù)。

2．4 運作

項目結(jié)束后，學(xué)生要以項目組為單位，公開展示和匯報設(shè)計思路、關(guān)鍵技術(shù)、成果、工作過程以及收獲和存在的不足等內(nèi)容。教師可以邀請在企業(yè)工作的項目經(jīng)理一起參與，對每個項目組的工作和成果進行打分、點評和指導(dǎo)。通過項目的匯報與展示，可以很好地督促學(xué)生認(rèn)真完成項目任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，從而使學(xué)生的表達(dá)能力、交流能力等得到較好的提升。最后要求學(xué)生結(jié)合自己所實際負(fù)責(zé)和參與的工作任務(wù)，從項目的構(gòu)思、設(shè)計到項目的實施、運作各階段的工作進行全面的分析并總結(jié)撰寫項目報告。

3 注意事項

1）教師需要提升自身的項目經(jīng)驗。鼓勵教師到企業(yè)進行鍛煉，深入了解企業(yè)文化，增強實際項目經(jīng)驗，同時在項目實訓(xùn)階段邀請相關(guān)企業(yè)的工程師，并引進企業(yè)真實項目進校指導(dǎo)，以便縮小課程理論與實際工作的差距。

2）學(xué)生應(yīng)充分發(fā)揮主觀能動性。教學(xué)中提倡 “自主設(shè)計、自己動手、自由探索”，鼓勵學(xué)生積極參與項目小組活動，認(rèn)真完成自身任務(wù)，同時細(xì)化項目組和個人的評價考核體系，盡可能較少 “搭順風(fēng)車”現(xiàn)象。

3）組織學(xué)生參觀軟件開發(fā)企業(yè)，建立校企合作平臺，搭建課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站。組織學(xué)生參觀和考察軟件開發(fā)企業(yè)，可以讓學(xué)生真切感受軟件工程師的工作要求和工作環(huán)境，增強學(xué)生項目參與的積極性，提高學(xué)生的認(rèn)知能力。通過校企合作，建立和項目實施相適應(yīng)的校外實訓(xùn)基地，并引進項目經(jīng)理進入課堂，提高學(xué)生參與實際項目的經(jīng)驗。建設(shè)課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，提供示范項目的具體實踐內(nèi)容和操作過程及相關(guān)視頻，可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的平臺，幫助學(xué)生快速掌握相關(guān)理論和實際操作技能，掌握項目設(shè)計與實現(xiàn)方法。

4 結(jié)語

通過詳細(xì)記錄學(xué)生每天的工作和完成任務(wù)的情況、設(shè)計方案匯報與成果展示等，可客觀、真實地考核與評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因而應(yīng)用CDIO 項目驅(qū)動教學(xué)法在進行 《數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》課程設(shè)計的實踐教學(xué)中取得了較好的教學(xué)效果。

［1］華東師范大學(xué) “未來課堂”項目研究團隊．基于 “未來課堂”的思維可視化研究 ［J］．中國信息技術(shù)教育，2013（1）：83～84．

［2］Edwards S．Nick Coopen Mind Mapping as a Teaching Resource［J］．The Chnical Teacher，2010，7 （4）：236～239．

［3］董晨，戴敏，張樺．基于CDIO 模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程實踐教學(xué) ［J］．計算機教育，2012 （9）：81～85．

［4］林澤銘，李姍姍，蔡偉鴻．基于CDIO 的計算機網(wǎng)絡(luò)課程項目設(shè)計與實踐 ［J］．計算機教育，2012 （7）：73～77．