基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗教學改革研究

余遠波　黃旭　林加論

摘? 要? 創(chuàng)新項目是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要載體，盡管目前大學生創(chuàng)新活動項目來源有多種，但通過課程綜合實驗培育學生自選項目尚待深入探討。以數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗為例，從創(chuàng)新能力成長線的視角，輔導學生組建小組、凝練項目，項目驅動完成綜合實驗，并在多門課程綜合實驗中實踐，為后續(xù)創(chuàng)新教育活動提供項目來源。

關鍵詞? 創(chuàng)新教育；綜合實驗；創(chuàng)新教育與專業(yè)課程融合

中圖分類號：G642.423? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）03-0140-04

0? 引言

創(chuàng)新是一個國家經(jīng)濟、社會和文化進步的重要驅動力，而大學的主要職責是在教育過程中對學生立體化地進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升學生的創(chuàng)新能力[1]。應用型本科專業(yè)建設過程中，要適應經(jīng)濟和社會發(fā)展，以實踐教學為核心，培養(yǎng)具有較強實踐能力的高素質創(chuàng)新性應用型人才。海南醫(yī)學院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)為醫(yī)療衛(wèi)生健康領域培養(yǎng)信息技術研發(fā)和服務的應用型人才，學生就業(yè)去向主要是醫(yī)院信息中心、醫(yī)療軟件研發(fā)企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生管理等，這些崗位對實踐能力、創(chuàng)新能力有較高的要求，需要挖掘和充實各類專業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源，在傳授專業(yè)知識過程中加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。

目前，國內(nèi)針對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進行“教科產(chǎn)創(chuàng)賽”多維融合[2]、學科競賽驅動[3]、產(chǎn)教融合[4]等創(chuàng)新教育改革。我國高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)教育的發(fā)展模式主要有課程體系主導模式、創(chuàng)業(yè)師資主導模式和實踐平臺主導模式[5]。近些年，學生通過申請各級大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目、參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、中國大學生計算機設計大賽等一系列舉措，有效地鍛煉、提升學生創(chuàng)新能力。學生創(chuàng)新能力“成長線”在實踐過程中“起點”的重要載體之一是創(chuàng)新項目。

創(chuàng)新項目的種類有多種，常見的學生創(chuàng)新項目來源主要有教師科研課題、企業(yè)項目和學生自選項目等，其中，學生自選項目與學生個人興趣結合密切，對項目可持續(xù)發(fā)展至關重要。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力來源于個體強烈的探究興趣，發(fā)生在與實踐聯(lián)系密切的切身體驗中[6]。因此，學生自選的創(chuàng)新項目是大學生創(chuàng)新項目的重要形式之一，經(jīng)過多年實踐檢驗，通過專業(yè)課程綜合實驗進行培育是行之有效的途徑。

本文以在數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗中組建團隊、結合實際應用凝練創(chuàng)意項目為例，探索如何培育學生小組自選項目，驅動完成課程綜合實驗，并以此項目為后續(xù)申報大創(chuàng)等一系列創(chuàng)新教育活動提供項目來源。

1? 課程綜合實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫原理與應用課程的綜合實驗教學對象是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)本科二年級的學生，教學目標要求學生在掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念的基礎上，能熟練使用SQL語言在某一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上進行數(shù)據(jù)庫操作；掌握數(shù)據(jù)庫設計方法和步驟，具有設計數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的基本能力。課程的實驗在部分章節(jié)有實訓實驗和綜合實驗，本文主要討論課程綜合實驗。針對專業(yè)培養(yǎng)目標，數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗的教學與其他課程相比既有共性問題，又有獨特性問題。主要存在以下問題。

1）低年級學生對醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)社會實踐不足，學生學習主動性差，導致理論和實踐難以結合，教學內(nèi)容和專業(yè)聯(lián)系不緊密[7]，課程綜合實驗選題的行業(yè)相關度不足。結合實踐是基于實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的應用性實踐教學改革的重要途徑[8]，實踐可以激發(fā)學生的學習主動性，使學生從學習的被動者變?yōu)檎n堂的主動者，更好地實現(xiàn)以學生為中心的教學[9]。此外，學生缺少必要的選題指導和實地調(diào)研，選題質量不高。

2）學生在組建團隊、凝練創(chuàng)意時經(jīng)驗不足、遇到的困難多。很多學生團隊意識不足，不敢也不知道如何組建團隊，在凝練創(chuàng)意的過程中缺乏引導，缺少行之有效的方法，教師需要及時為學生提供專業(yè)的指導和幫助。

3）與相關課程綜合實驗缺少協(xié)同。各門專業(yè)課程綜合實驗各自為戰(zhàn)，不能協(xié)同引導學生團隊把一個選題在多門課程綜合實驗中實踐。

4）課程綜合實驗結束后，缺少對學生自選項目在其他創(chuàng)新教育活動的繼續(xù)指導，項目的可持續(xù)發(fā)展欠缺。

2? 在課程中開展創(chuàng)新教育的主要措施

從學生創(chuàng)新能力在大學階段的“成長線”視角，以學生自選的創(chuàng)新項目培育階段和成長階段為“時間線”，在數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗中以創(chuàng)新項目培育為重要“起點”，如圖1所示。

2.1? 從大學生創(chuàng)新項目培育和成長路線圖的視角重視課程綜合實驗選題

第一次課，向學生講解如何在課程綜合實驗中做好選題工作，強調(diào)選題工作在創(chuàng)新項目成長中的重要性，并以往屆學生在該門課程綜合實驗中所做項目為例進行講解，使學生充分認識到選題對項目長期發(fā)展的重要性。數(shù)據(jù)庫原理與應用課程開設在大學二年級，該課程的綜合實驗很適合開展創(chuàng)新項目培育，要求選題既體現(xiàn)專業(yè)特色又結合學生自己的興趣，選定題目后，指導學生進行數(shù)據(jù)庫設計。

2.2? 從創(chuàng)新項目成長各階段需要能力互補的角度做好團隊組建

在數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗課程中需要進行人員分工，在創(chuàng)新項目成長的各階段對團隊中個人的專業(yè)技術能力、講演能力、文字表達能力、溝通能力等多種能力都有要求，因此，能力互補、志趣相投的團隊成員將有利于團隊應對項目各階段對各項能力的需求。

2.3? 結合專業(yè)特色，重視調(diào)研，從項目創(chuàng)新性的角度凝練選題

項目的創(chuàng)新性在大學生創(chuàng)新性實驗項目、計算機設計大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”比賽等創(chuàng)新類項目和活動中的重要性不言而喻。在課程綜合實驗項目的選題過程中，要求學生小組就醫(yī)療衛(wèi)生健康領域相關問題開展頭腦風暴，選定選題的方向，要求學生課余時間查閱文獻、專利、軟件等，要求學生向所選題目應用的場景進行實地調(diào)研，充分挖掘用戶的需求并創(chuàng)造性地提出解決方案。從課程綜合實驗的成效看，從項目創(chuàng)新性的角度凝練選題對提升學生選題質量行之有效。

2.4? 在多門課程綜合實驗中實踐，為創(chuàng)新項目成長打基礎

創(chuàng)新項目對專業(yè)能力的需求是多方面的，引導學生將同一個選題在程序設計、軟件工程等課程中進行實踐，既能提高各課程實驗課的效果，又能提升創(chuàng)新項目的發(fā)展水平。鼓勵學生在綜合實驗項目的基礎上，參與創(chuàng)意集市等創(chuàng)新教育活動進一步凝練選題，申報各級大創(chuàng)、參加比賽等一系列創(chuàng)新教育活動。實際上，只有一部分數(shù)據(jù)庫原理與應用課程綜合實驗選定的項目能在多門課程綜合實驗或其他創(chuàng)新教育活動中實踐，主要原因是選題質量不高、學生團隊合作出現(xiàn)問題等。

3? 課程綜合實驗教學改革的措施

探索創(chuàng)新教育與專業(yè)課程的融合方式，教師在課程綜合實驗中指導學生自選項目并在課程中實踐，具體實施過程做到“理論結合實踐、課內(nèi)與課外、多門課程協(xié)同”。

3.1? 組建團隊、遴選項目

綜合實驗項目要求學生以小組的形式完成，團隊的組建采用自愿組隊的方式，每3～4人組建一個小組并選定一名組長，由組長負責本組的組織協(xié)調(diào)工作。組建小組主要有兩種形式：一種是先有創(chuàng)意再組隊；另一種是先組隊再尋找創(chuàng)意。在組建團隊期間需要注意以下兩點。

第一，兩種形式都鼓勵學生選題階段理論聯(lián)系實際，課余時間根據(jù)小組的意愿到學校的附屬醫(yī)院門診、病房、藥房、醫(yī)技等部門進行實地調(diào)研，教師充分尊重學生的興趣和意愿并引導學生發(fā)現(xiàn)和凝練適合小組的綜合實驗項目。

第二，學生小組在凝練綜合實驗項目時，由于調(diào)研不充分和缺少經(jīng)驗等原因，經(jīng)常出現(xiàn)項目不符合數(shù)據(jù)庫課程綜合實驗要求的情況，如項目內(nèi)容偏多或偏少等，因此，凝練選題階段，教師應及時指導各小組深入調(diào)研、充分交流以確定適合的項目。

3.2? 實施過程

在課程開課之初，理論授課時講解數(shù)據(jù)庫設計方法和基本步驟，引導學生思考小組選題，舉例分析用戶的需求與提供的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)之間的聯(lián)系，讓學生重點理解和識別實體、屬性和聯(lián)系并熟練畫出E-R圖，培養(yǎng)學生利用數(shù)據(jù)庫技術分析問題的意識，端正學生對綜合實驗的認識，提升學生主觀能動性。

組隊選題階段，要求學生自由組隊并通過實地調(diào)研確定綜合實驗項目，邀請部分小組講解選題過程和實施計劃。課程實驗與理論課授課交叉進行，教師指導學生組隊、選題以提高選題質量，用往屆優(yōu)秀作品樹立榜樣，引導學生如何發(fā)現(xiàn)、論證選題的創(chuàng)意并挑戰(zhàn)有難度的選題，實驗中引導學生小組討論交流、分工協(xié)作。

在做綜合實驗（大作業(yè)）過程中，要求小組有分工、合作。以小組為單位完成實驗報告，要求給出數(shù)據(jù)庫設計各個階段的詳細設計報告以及系統(tǒng)的主要功能和使用說明；提交數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的源程序；寫出收獲與體會，包括已解決和尚未解決的問題、進一步完善的設想等；寫清楚分工與合作情況。

完成綜合實驗后，經(jīng)過小組互評和指導教師評分后，邀請綜合實驗評價為“優(yōu)秀”的小組匯報、展示與交流。

在實際教學中，安排12學時用于綜合實驗項目，與學生建立課程交流群以方便課后交流討論，教師及時跟蹤各項目進度并答疑解惑。

數(shù)據(jù)庫原理與應用課程的綜合實驗結束后，與后續(xù)相關課程的綜合實驗協(xié)同，引導學生團隊在多門專業(yè)課程的綜合實驗中進行項目多角度實踐、完善項目，促進學生明晰項目的發(fā)展，鼓勵學生在綜合實驗項目的基礎上申報各級大創(chuàng)、參加比賽等一系列創(chuàng)新教育活動，學生自選項目的不斷完善驅動學生創(chuàng)新能力的提高。

4? 教學改革的特色與成效

通過自頂向下的設計，將一個完整系統(tǒng)的設計有機地化解到不同階段的不同實踐課程當中，能夠把各門實踐課程內(nèi)容關聯(lián)起來，有助于學生系統(tǒng)觀的形成。課程綜合實驗項目的改革不僅可以推動實踐教學的改革，而且可以推進相關理論課程的改革，使理論課程的知識更加契合工程實際需要和實踐學科新發(fā)展的需要。學生自選項目在多門課程綜合實驗中實踐，使學生可以將主要精力放在自選項目的設計與實現(xiàn)上。

經(jīng)過幾年的教學實踐，探索專業(yè)教育與創(chuàng)新教育有機融合，重視創(chuàng)新團隊組建，強調(diào)選題創(chuàng)新性，形成課程（專業(yè)課程的綜合性實驗）、項目（大創(chuàng)項目）、活動（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類比賽）的相互促進機制，學生在實踐能力、系統(tǒng)觀和創(chuàng)新能力方面取得了一定的進步。

以數(shù)據(jù)庫原理與應用課程為例，經(jīng)過多年的開課實踐和不斷完善，學生自主學習能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力等方面得到鍛煉和提升。課題組成員輔導學生組成團隊、凝練選題、完成課程綜合設計，部分學生團隊在課程實驗的基礎上參與各種創(chuàng)新活動，近五年學生獲得國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目3項；“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽國賽銅獎3項；中國大學生計算機作品賽國賽二等獎2項、三等獎3項、軟件著作權3項、申請專利2項、發(fā)表論文8篇等。

5? 結束語

在大學生低年級專業(yè)基礎課綜合實驗中培育學生自選創(chuàng)新項目，并在多門課程綜合實驗中實踐，能夠提高課程綜合實驗的效果，是專業(yè)教育與創(chuàng)新教育融合的實踐，也是培養(yǎng)應用型人才創(chuàng)新實踐能力的關鍵。以人才需求為導向，突出應用型專業(yè)的優(yōu)勢與特色，捋順專業(yè)課程的綜合實驗與學生知識結構和創(chuàng)新實踐的邏輯關系，增強專業(yè)教師隊伍指導學生的能力，優(yōu)化課程實踐教學方案，不斷培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型的人才。

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