基于CDIO的高校數(shù)據(jù)庫實踐教學改革與探索

周泓+劉金嶺+馮萬利

摘要：科系淮陰工學院數(shù)據(jù)庫實踐課程的教學實際，提出了基于CDIO工程教育模式的全新數(shù)據(jù)庫實踐教學模式，集教學主體、教學內(nèi)容、教學方法和教學評價為一體，并闡述了該模式的具體實施方案及成效。經(jīng)實踐證明，該教學模式能顯著提高學生的實踐能力、工程素養(yǎng)、職業(yè)能力及道德，實現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求的“無縫對接”，是高校工程教育改革之有效途徑與方法，具有良好的啟示作用與借鑒意義。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程教育；高校；實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0134-03

Reformation and Exploration of Database Practical Teaching in Colleges and Universities Based on CDIO

ZHOU Hong1， LIU Jin-ling2， FENG Wan-li3

（Department of Computer and Software Engineering， Huaiyin Institute of Technology， Huaian 223003， China）

Abstract： Considering the actual situation of database practical teaching in Huaiyin Institute of Technology， a new practical teaching model of database curriculum based on CDIO is proposed which is a set of teaching subjects， teaching contents， teaching methods and teaching evaluation. In addition， the specific implementation plan and effectiveness of this model are described. This teaching model is proved by practices that it can significantly improve students' practical ability， engineering quality， professional competence and professional ethics， achieve "the seamless connection" between talent training and enterprise demands. Therefore this practical teaching model is an effective method for engineering education reformation which has a good inspiration and reference for other colleges or universities in China.

Key words： CDIO； engineering education ； University； practical teaching

1 概述

為應(yīng)對經(jīng)濟全球化趨勢下，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對創(chuàng)新性工程人才與日俱增的需求，近年來各高校都在積極探索如何通過工程化的方法來教育、培養(yǎng)學生。而CDIO作為工程教育的先進模式，在國際上備受教育界及產(chǎn)業(yè)界之關(guān)注與推崇。該模式始于2000年，由美國MIT為首的4所國際工程院校聯(lián)合發(fā)起，旨在營造能夠體現(xiàn)理論與實踐間有機知識關(guān)聯(lián)的教學情境，以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，從構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、到運作（Operate）， 讓學生在“做中學”，進而全面培養(yǎng)學生的工程綜合能力[1]。在中國，CDIO模式自2005年由汕頭大學首次引入，至今已有試點高校57所之多，且教學成果顯著[2-3]。

2 教學改革背景

鑒于該教育模式的國際先進性、全面系統(tǒng)性及實踐可操作性，結(jié)合淮陰工學院應(yīng)用型本科院校之定位，本校數(shù)據(jù)庫教學研究小組自2011年起，將CDIO教育理念引入數(shù)據(jù)庫實踐課程，以本校計算機學科學生為研究對象，進行了一系列教學改革嘗試。2011年以前，本校計算機工程學院（現(xiàn)已更名為計算機與軟件工程學院），面向計算機學科共開設(shè)數(shù)據(jù)庫類實踐環(huán)節(jié)8個，其中課程實驗均包含于對應(yīng)的課程中，其余環(huán)節(jié)均為單開實踐課程，具體可見表1。

相較于數(shù)據(jù)庫理論課程而言，本校數(shù)據(jù)庫實踐教學相對薄弱，成為本校工程教育發(fā)展之瓶頸，其主要問題有：

1）師資隊伍的工程背景比較薄弱，缺乏一線工程實踐經(jīng)驗。

2）實踐教學中以學科知識傳授與技能訓練為主，人文教育缺位或關(guān)注不足，學生工程倫理或職業(yè)道德缺失。

3）實踐教學構(gòu)建上更關(guān)注于內(nèi)容“Content”，而忽略情境“Context”。

4）實踐教學評價機制單一、死板，無法客觀、全面地評價學生的綜合實踐能力。

3 教學改革總體規(guī)劃

實踐教學改革要解決的首要問題在于“培養(yǎng)什么樣的人”和“如何培養(yǎng)”。在“培養(yǎng)什么樣的人”方面，本次改革借鑒《CDIO教學大綱》[4]，提出了面向計算機學科的數(shù)據(jù)庫實踐教學培養(yǎng)之愿景，即“培養(yǎng)掌握深厚數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識，具備領(lǐng)導數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品或系統(tǒng)開發(fā)與運行的創(chuàng)新能力，理解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究與發(fā)展對社會的深遠影響，且擁有社會與歷史責任感的卓越工程師”，具體目標可見表2。而在“如何培養(yǎng)”方面，則以CDIO的建構(gòu)主義教育理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了以教師與學生為雙主體的一體化數(shù)據(jù)庫實踐教學體系，其中實踐環(huán)節(jié)從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合、從課堂到校外，層層遞進、環(huán)環(huán)相扣，具體架構(gòu)可見圖1。并以《CDIO標準》[5]為指導實施實踐教學改革，具體實施標準可見表3。

4 教學改革核心內(nèi)容

4.1 建設(shè)師資隊伍

為提高師資隊伍的工程能力，組織或選派教師參加各類長、短期工程培訓；開展校企合作，教師前往企業(yè)脫產(chǎn)實踐或兼職；倡導各類科研活動，以科研反哺教學；引進有工程背景的教師。

4.2 堅持素質(zhì)教育

素質(zhì)是知識、能力與態(tài)度的綜合體現(xiàn)，即素質(zhì)=知識+能力+態(tài)度。參照CDIO教育大綱，在工程教育中“知識”包括工程意識、科學思維與技術(shù)知識基礎(chǔ)等；“能力”包括問題推理及解決能力、學習及實踐能力、團隊與人際交流能力等；“態(tài)度”包括工程倫理、職業(yè)道德與社會責任感等[6]。其中“態(tài)度”為可正可負的核心因素，直接決定“素質(zhì)”好壞，只有以人文精神為引導[7]，讓學生先學做人、再學做事、最后學做學問，才能發(fā)展出人文與科學相和諧的工程價值觀，避免出現(xiàn)工程道德與倫理危機。

4.3 構(gòu)建情境教學

CDIO教育模型指出，工程類實踐中需構(gòu)建或模擬真實工程情境，讓學生在“做中學” [8]。本次教學改革將情境理念貫穿實踐各階段（如圖1），工程認知階段在課堂或認知實習中，結(jié)合真實案例模擬情境；基礎(chǔ)實踐階段將知識情境脈絡(luò)化，在實驗與課程設(shè)計中，以問題與任務(wù)為驅(qū)動打造情境；專業(yè)實踐階段結(jié)合實習及實訓環(huán)節(jié)，以項目為驅(qū)動的設(shè)計情境；創(chuàng)新實踐階段在畢設(shè)、競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等環(huán)節(jié)中，以創(chuàng)新為驅(qū)動構(gòu)建情境。

4.4 實施多元評價

本次教學改革以多元化、形成性評價替代了單一化、終結(jié)性評價。評價主體上采取以教師為主、學生為輔（包括自評與互評）、第三方（產(chǎn)業(yè)方）為補充；評價內(nèi)容上引入了人文要素，即個人態(tài)度、品德等相關(guān)評價；評價機制上，加大過程評價比重，合理設(shè)置過程各環(huán)節(jié)評價權(quán)重。

5 結(jié)論

自2011年以來，本校數(shù)據(jù)庫實踐教學改革小組依托校內(nèi)實驗實習中心、科研研究中心、校外實習基地、校企合作單位來加強工程實踐，將工程意識、工程倫理及工程過程滲透到日常教學中，開展以工程倫理為導向，以工程過程為主干，以理論知識為基石，以實踐活動為根本的數(shù)據(jù)庫相關(guān)實踐教學。

經(jīng)過四年的努力與實踐，數(shù)據(jù)庫實踐改革已達到了預(yù)期改革目標。師資方面，通過開展教師進企業(yè)工程實踐，以及與江蘇微軟技術(shù)中心、上海博為峰科技有限公司等企業(yè)合作進行教師工程項目實訓，現(xiàn)數(shù)據(jù)庫實踐教學團隊中的教師工程化率達100%。學生方面，培養(yǎng)出了一批專業(yè)基礎(chǔ)扎實、實踐能力突出、工程素養(yǎng)過硬、職業(yè)道德優(yōu)良、社會責任感強的卓越工程師。2011-2015年間，學生在校期間參與國家大學生創(chuàng)新項目5項，參與江蘇省大學生創(chuàng)新項目10項；參與申請發(fā)明專利2項，發(fā)表論文76篇，登記軟件著作9項；國家級學科競賽獲獎共計11人次，省部級學科競賽獲獎共計5人次。

從實施效果可以看出，本文所提出的基于CDIO的數(shù)據(jù)庫實踐教學改革方案卓有成效，在實踐教學中弱化“教”，強調(diào)“做”，突出“創(chuàng)”，將“做人”、“做事”與“做學問”三者合一，能夠培養(yǎng)出符合產(chǎn)業(yè)需求，品德、能力、素質(zhì)兼?zhèn)涞淖吭焦こ倘瞬?，對同類高校、同類課程的工程教育改革有一定的啟示作用。

參考文獻：

[1] Crawley E F， Malmqvist J， Ostlund S. Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach [M]. New York： Springer， 2007.

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[3] 顧佩華，等.從CDIO到EIP-CDIO：汕頭大學工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）： 12-20.

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