PBL/CDIO教學(xué)模式在數(shù)據(jù)庫課程中的研究與應(yīng)用

李　　絮，劉爭艷

（阜陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽236041）

PBL/CDIO教學(xué)模式在數(shù)據(jù)庫課程中的研究與應(yīng)用

李絮，劉爭艷

（阜陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽236041）

摘要：通過分析PBL和CDIO的教學(xué)模式，探索一種將兩者相融合的教學(xué)模式，即PBL/CDIO教學(xué)模式，并針對數(shù)據(jù)庫課程，從課堂教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)和課堂之外等多個方面探討了PBL/CDIO教學(xué)模式的基本架構(gòu)和實(shí)施策略.實(shí)踐證明，基于PBL/CDIO模式的教學(xué)改革能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，取得良好的教學(xué)效果.

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

PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)模式是在教學(xué)過程中以問題為中心，以問題解決為主線，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)，使學(xué)生在問題解決的過程中實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作交流和解決問題的能力.PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，將學(xué)習(xí)與更大的任務(wù)或問題掛鉤，使學(xué)生投入于問題中，同時強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過學(xué)生的自主探究和合作來解決問題，從而形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力［1］.

CDIO教學(xué)模式是一種全新的國際化工程教育模式，是國際工程教育改革的最新成果，代表著構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）.CDIO強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的全過程為載體，讓學(xué)生在這一過程中能夠以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來學(xué)習(xí)工程，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、實(shí)際動手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及工程管理能力［2］.CDIO的工程教育理念重視學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，符合教學(xué)改革的指導(dǎo)思想和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo).

數(shù)據(jù)庫課程是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用.它既是軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等后續(xù)主干基礎(chǔ)課的先行課，也是電子商務(wù)、物流管理等非計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)用性.該課程旨在通過理論與實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生理解關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的有關(guān)概念，掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基本操作，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，具備一定的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力.

鑒于此，探索將PBL和CDIO相融合的教學(xué)模式，即PBL/CDIO教學(xué)模式，嘗試在數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)過程中構(gòu)建PBL/CDIO教學(xué)模式，旨在通過問題引導(dǎo)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，通過工程教育，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生動手實(shí)踐和工程能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生未來就業(yè)的競爭力.

1　PBL/CDIO教學(xué)模式的基本架構(gòu)

PBL/CDIO教學(xué)模式采用基于PBL的課堂式教學(xué)與基于CDIO的項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合方式.基于PBL的課堂式教學(xué)主要包括明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)問題情境、以項(xiàng)目輔助課堂教學(xué)，自主探究學(xué)習(xí)幾個環(huán)節(jié)，基于CDIO的項(xiàng)目式教學(xué)主要包括成立學(xué)習(xí)小組、分配項(xiàng)目任務(wù)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施、項(xiàng)目匯報演示幾個環(huán)節(jié).同時，在課堂教學(xué)之外，PBL/CDIO教學(xué)模式下教師還應(yīng)該積極利用網(wǎng)絡(luò)資源，開展網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，學(xué)生應(yīng)該積極參與課程相關(guān)類競賽活動以及實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)工作.PBL/CDIO的具體架構(gòu)見圖1.

圖1　PBL/CDIO教學(xué)模式基本架構(gòu)

2　PBL/CDIO教學(xué)模式的實(shí)施策略

2.1基于PBL和CDIO組織課堂式教學(xué)

數(shù)據(jù)庫課程理論知識點(diǎn)眾多，在課堂教學(xué)過程中，應(yīng)該首先讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，即在講解知識點(diǎn)之前先使學(xué)生清楚需要學(xué)習(xí)什么.接下來就是如何使學(xué)生快樂的主動學(xué)習(xí)、探索和創(chuàng)新，這需要教師的積極引導(dǎo).教師基于PBL和CDIO的教學(xué)理念，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，合理恰當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)問題情境，并選擇能夠貫徹整個課程的實(shí)際項(xiàng)目，以問題為中心，以項(xiàng)目為主線，講解具體理論知識點(diǎn)及其實(shí)際應(yīng)用.同時，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，獨(dú)立解決問題.其中問題設(shè)計(jì)及項(xiàng)目選擇至關(guān)重要，其好壞直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，通常設(shè)計(jì)的問題要能夠引出課程相關(guān)概念和原理，且難度適中，選擇的項(xiàng)目要具有實(shí)用價值，功能完善，且利于學(xué)生理解［3］.在學(xué)生尋求問題解決的過程中，教師應(yīng)及時給以答疑解惑，幫助學(xué)生真正理解和掌握理論知識點(diǎn).表1為基于PBL和CDIO組織數(shù)據(jù)庫課程課堂教學(xué)的一個應(yīng)用案例.

表1　　基于PBL和CDIO組織數(shù)據(jù)庫課程課堂教學(xué)的應(yīng)用案例

2.2基于CDIO組織項(xiàng)目式教學(xué)

利用“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”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”.為了切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)際動手與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，按照CDIO理念，采用以項(xiàng)目為導(dǎo)向，以任務(wù)為驅(qū)動的方法，與“學(xué)生成績管理系統(tǒng)”的學(xué)習(xí)同步進(jìn)行，選擇類似的項(xiàng)目組織項(xiàng)目式教學(xué)，主要采取以小組協(xié)作的方式完成項(xiàng)目的開發(fā)任務(wù).項(xiàng)目式教學(xué)的具體實(shí)施如下：（1）成立學(xué)習(xí)小組，根據(jù)學(xué)生的能力和特點(diǎn)，對學(xué)生按4~6人為一組進(jìn)行分組，并選取綜合能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長，負(fù)責(zé)項(xiàng)目組成員的分工協(xié)調(diào)、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施、監(jiān)督和匯報等工作.（2）分配項(xiàng)目任務(wù)，教師可以提供若干個項(xiàng)目供學(xué)生選擇，也可由學(xué)生自主確定感興趣的項(xiàng)目，確定項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)后，在組長的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下對小組成員進(jìn)行分工，明確各自任務(wù)，并制定項(xiàng)目進(jìn)度表，項(xiàng)目需求分析及設(shè)計(jì)方案，再由教師進(jìn)行審核.（3）項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，小組成員按照各自的任務(wù)，利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)等信息資源，積極查找資料，開展小組討論，在組長的帶領(lǐng)下共同協(xié)作完成任務(wù).教師根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度表，對項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)督和檢查，在項(xiàng)目實(shí)施過程中若遇到困難，教師應(yīng)及時給以引導(dǎo)和啟發(fā)，使小組成員最大程度地自主完成項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)［4］.（4）項(xiàng)目匯報演示，在規(guī)定的時間，要求各小組對完成的項(xiàng)目進(jìn)行匯報交流，匯報內(nèi)部包括展示項(xiàng)目成果，介紹項(xiàng)目總體功能與設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目實(shí)施過程中遇到的困難及解決辦法、以及小組成員各自任務(wù)的完成情況等多個方面.教師根據(jù)匯報情況，從項(xiàng)目完成的復(fù)雜度、完整性和界面美觀性等多個方面對項(xiàng)目進(jìn)行綜合考量和評價，并選出優(yōu)秀的小組作品進(jìn)行展示［5］.

2.3課堂之外

為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，課堂之外，積極開展和加強(qiáng)與課程相關(guān)的一些工作.

（1）開展網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè).借助我校Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，積極開展數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，將課程與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的整合，以期達(dá)到激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣和教師輔助教學(xué)的目的.通過網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享、強(qiáng)化師生教學(xué)互動、探索數(shù)字化教學(xué)的模式和方法，從而達(dá)到提高課程教學(xué)質(zhì)量的目的.

（2）承辦課程相關(guān)類競賽活動.為了給學(xué)生提供更好的動手實(shí)踐環(huán)境，可創(chuàng)建多個軟硬件資源優(yōu)越、設(shè)備齊全且功能先進(jìn)的創(chuàng)作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，依托該實(shí)驗(yàn)室，積極承辦各類專業(yè)競賽活動，例如全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、安徽省挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)大賽等.通過開展此類競賽活動，學(xué)生積極參與，查找資料，熱烈討論，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，完善了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，提升了學(xué)生的動手實(shí)踐與交流協(xié)作能力.

（3）加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)工作.筆者所屬院校相當(dāng)重視實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，目前已與多家企業(yè)簽訂合作培養(yǎng)協(xié)議，建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，例如上海尚觀、南京東軟、合肥達(dá)內(nèi)、科大訊飛等.學(xué)生利用第3學(xué)年暑期，由教師帶領(lǐng)進(jìn)入基地進(jìn)行為期6到8周的專業(yè)實(shí)訓(xùn)，在這一過程中，學(xué)生真正接觸到企業(yè)項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行，進(jìn)一步加深了對學(xué)科知識的認(rèn)知，豐富了知識領(lǐng)域，開拓了視野，提升了學(xué)生的CDIO工程能力及未來就業(yè)的競爭力［6］.

3　　結(jié)語

為適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)的目標(biāo)和社會與企業(yè)對人才的需求，高校應(yīng)積極開展教學(xué)改革的研究與實(shí)踐，不斷借鑒新的教學(xué)方法、教學(xué)模式和教育理念，對數(shù)據(jù)庫課程進(jìn)行一系列的改革和探索.筆者在數(shù)據(jù)庫課程的實(shí)際教學(xué)過程中，將PBL和CDIO思想相融合，探索PBL/CDIO教學(xué)模式在課程中的具體應(yīng)用，采用以問題為中心，以項(xiàng)目為主線的課堂教學(xué)，同時同步開展項(xiàng)目式教學(xué)，課堂之外，開展網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)、課程競賽活動及實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)工作.通過這些改革舉措，有效地培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題和協(xié)作完成任務(wù)的能力，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和適應(yīng)社會的綜合素養(yǎng)，教學(xué)效果顯著.

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［2］姜大志.CDIO工程教育模式下的主動式項(xiàng)目驅(qū)動學(xué)習(xí)［J］.汕頭大學(xué)學(xué)報，2012，28（4）：80-82.

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［4］李珍香，陳維興.CDIO模式在微機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)課程中的應(yīng)用［J］.中國民航大學(xué)學(xué)報，2012，30（4）：54-56

［5］王璐，彭馨儀，董亞則，等.CDIO在Java課程教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.吉林省教育學(xué)院學(xué)報，2012，28（8）：57-59.

［6］李絮，劉爭艷，張巖.CDIO工程教育模式在“Delphi程序設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用探討［J］.阜陽師范學(xué)院學(xué)報，2013，30（2）：100-102.

（責(zé)任編輯：歐愷）

中圖分類號：G820.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-5348（2015）08-0083-04

［收稿日期］2015-05-07

［基金項(xiàng)目］阜陽師范學(xué)院教學(xué)研究基金項(xiàng)目（2014JYXM36）；阜陽師范學(xué)院教學(xué)研究基金項(xiàng)目（2013JYXM38）.

［作者簡介］李絮（1983-），女，安徽宿州人，阜陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院講師，碩士；研究方向：計(jì)算機(jī)教育，智能優(yōu)化.

Research and Application of PBL/CDIO Educational Model in the Database Course

LI Xu，LIU Zheng-yan
（School of Computer and Information Engineering,Fuyang Teachers College,Fuyang 236041,Anhui,China）

Abstract：Based on the analysis of PBL and CDIO teaching model，a new teaching model that PBL/CDIO is to be explored in this paper.For the database course,the basic framework and implementation strategy of PBL/ CDIO teaching model are discussed.It is mainly from several aspects,such as classroom teaching,projects teaching and outside the classroom.Practice has proved that the teaching reform based on the PBL/CDIO model stimulate effectively enthusiasm for learning,improves students'ability of engineering practice and teamwork, and achieves good teaching effect.

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