基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與拼圖法的數(shù)據(jù)庫課程小組項(xiàng)目實(shí)踐改革

張曉豐，祝 娜，李正欣，車 敏

（空軍工程大學(xué) 裝備管理與無人機(jī)工程學(xué)院，陜西 西安 710051）

0 引 言

數(shù)據(jù)庫課程是諸多工學(xué)專業(yè)本科生都要學(xué)習(xí)的一門重要的信息技術(shù)類課程，該課程理論性和綜合性強(qiáng)。課程教學(xué)中通常安排一定的學(xué)時(shí)組織學(xué)生開展課程項(xiàng)目實(shí)踐，通常涵蓋從模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)對(duì)象定義、SQL語句到應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，是學(xué)生深入理解和掌握課程知識(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

由于課程項(xiàng)目實(shí)踐涵蓋范圍廣、工作量大、技術(shù)要求高，單個(gè)學(xué)生完成一個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐的全過程具有很大的難度。教學(xué)實(shí)踐中，通常把學(xué)生分為若干個(gè)小組，各小組的所有成員共同完成一個(gè)項(xiàng)目。這樣，既可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，又可使學(xué)生完整地體驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)踐的全過程。但在傳統(tǒng)的組織模式下，學(xué)生小組完成課程項(xiàng)目實(shí)踐的效果通常不夠理想，主要表現(xiàn)有：（1）項(xiàng)目完成度低：由于項(xiàng)目實(shí)踐綜合性強(qiáng)、技術(shù)要求高，學(xué)生缺乏綜合運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)，整體概念還比較模糊，往往不知如何下手，普遍比較迷茫；實(shí)踐中遇到技術(shù)問題后，需要花費(fèi)很多時(shí)間和精力去解決，也容易產(chǎn)生挫敗感。（2）實(shí)踐收獲感弱：課程項(xiàng)目實(shí)踐在能力提升方面發(fā)揮的作用不夠，基礎(chǔ)弱的學(xué)生在實(shí)踐中往往主動(dòng)或被動(dòng)“邊緣化”，能力沒有得到鍛煉；基礎(chǔ)好的學(xué)生匹配不到適合自身能力的任務(wù)，感覺“吃不飽”。這些原因?qū)е抡n程項(xiàng)目實(shí)踐整體效果不佳。

1 小組課程項(xiàng)目實(shí)踐效果產(chǎn)生原因分析

在小組開展課程項(xiàng)目實(shí)踐中，雖然存在諸多不足，但對(duì)于加深數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的理解、提高動(dòng)手能力等仍然非常重要。因此，需要針對(duì)傳統(tǒng)模式下存在的問題進(jìn)行研究，以改進(jìn)和提高其效果。分析數(shù)據(jù)庫課程的特點(diǎn)、傳統(tǒng)模式下課程項(xiàng)目實(shí)踐組織模式、學(xué)生基礎(chǔ)與教學(xué)實(shí)際等方面的因素，加以梳理并繪制相關(guān)關(guān)系，得到如圖1所示的關(guān)聯(lián)圖。

圖1 課程項(xiàng)目實(shí)踐效果不佳原因分析圖

從圖1可以看出，課程項(xiàng)目實(shí)踐綜合性強(qiáng)、業(yè)務(wù)問題多，學(xué)生需要了解較多的領(lǐng)域知識(shí)、解決很多技術(shù)問題；學(xué)生缺乏開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，加之以粗放的組織方式等，使得實(shí)踐中學(xué)生缺乏整體感、方向感；數(shù)據(jù)庫課程內(nèi)容覆蓋范圍廣，總學(xué)時(shí)有限，課程實(shí)踐學(xué)時(shí)受限，進(jìn)一步加大了課程項(xiàng)目實(shí)踐的難度；開放式選題使得各小組遇到的業(yè)務(wù)問題多樣，教師指導(dǎo)、解答這些問題需要花費(fèi)大量時(shí)間；各小組遇到的技術(shù)問題又存在大量重復(fù)現(xiàn)象，分散式指導(dǎo)往往使得教師也要花費(fèi)不少時(shí)間解答一些本質(zhì)上相差不大的問題；組織方式、學(xué)生基礎(chǔ)等因素相互作用，分散了學(xué)生投入的精力、教師指導(dǎo)的精力，使得最終項(xiàng)目完成度低。

此外，傳統(tǒng)組織模式下，少數(shù)優(yōu)秀的學(xué)生“挑大梁”、其他學(xué)生“打醬油”的情況較為普遍，學(xué)生整體的深入?yún)⑴c度低。

2 基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與拼圖法的改革舉措

要提高課程項(xiàng)目實(shí)踐的效果，需要解決上述問題。顯然，課程內(nèi)容覆蓋廣、總學(xué)時(shí)有限，是數(shù)據(jù)庫課程的基本性質(zhì)，短期內(nèi)無法改變。為此，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與拼圖法，并從項(xiàng)目選題設(shè)置、組織模式、考核模式等多方面著手進(jìn)行改革。

2.1 改開放式選題為半開放式選題

由學(xué)生小組完全自主選擇實(shí)踐項(xiàng)目的題目，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，但開放式選題帶來了多樣的業(yè)務(wù)問題與技術(shù)問題，本質(zhì)上增加了實(shí)踐的難度。若由教師指定一兩個(gè)題目，有助于提高項(xiàng)目的完成度，但實(shí)踐結(jié)果容易出現(xiàn)“千篇一律”的情況，不利于體現(xiàn)各小組的區(qū)分度。

為此，設(shè)置若干個(gè)候選項(xiàng)目供小組從中選擇，這樣使學(xué)生整體需要了解的業(yè)務(wù)領(lǐng)域范圍受控，避免教師和學(xué)生精力因?yàn)闃I(yè)務(wù)需求方面的問題過于分散。同時(shí)，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置兩個(gè)層級(jí)的要求：一是必須達(dá)到的基本要求，二是若干項(xiàng)自主選擇實(shí)現(xiàn)的要求。

以圖書管理信息系統(tǒng)為例，該課程項(xiàng)目實(shí)踐必須要實(shí)現(xiàn)的基本要求是：具備圖書入庫、出庫、借閱、歸還以及未歸還圖書查詢等功能。自主選擇的要求有：讀者管理功能、圖書損壞丟失管理功能、圖書續(xù)借功能、不同類型讀者借閱期限不同的功能、圖書分類統(tǒng)計(jì)功能等。各小組可以自主選擇其中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)來完成。由此形成的半開放式候選項(xiàng)目，題目范圍有限，限定了業(yè)務(wù)范圍，實(shí)現(xiàn)程度可以自主確定，為優(yōu)秀學(xué)生與小組留出了提升空間。

2.2 應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法分解項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是基于建構(gòu)主義理論的一種教學(xué)方法，它在能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的情境下，把教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體的任務(wù)，并組織學(xué)生完成任務(wù)，學(xué)習(xí)者在完成一個(gè)個(gè)具體任務(wù)的過程中構(gòu)建自己的知識(shí)體系。

應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法主要解決學(xué)員在實(shí)踐中缺乏整體感、方向感的問題。具體來講，按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)法把項(xiàng)目分解為應(yīng)用需求分析、數(shù)據(jù)庫表與視圖設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)過程與觸發(fā)器設(shè)計(jì)、索引設(shè)計(jì)、軟件功能設(shè)計(jì)、軟件功能實(shí)現(xiàn)等子任務(wù)，并將各子任務(wù)進(jìn)一步分為更小的任務(wù)，明確每個(gè)任務(wù)的目標(biāo)、要求，并以任務(wù)指導(dǎo)書的形式固化下來。為更好地建立整體感，在課程項(xiàng)目實(shí)踐之前，首先介紹項(xiàng)目實(shí)踐的總體安排，講清項(xiàng)目的應(yīng)用背景、主要任務(wù)、任務(wù)劃分與注意事項(xiàng)，使學(xué)生建立課程項(xiàng)目實(shí)踐的整體概念。整個(gè)過程如圖2所示。

圖2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法實(shí)施過程

2.3 應(yīng)用拼圖法促成技術(shù)問題解決

拼圖法是美國教育家和社會(huì)學(xué)家Elliot Aronson于1978年提出的一種教學(xué)方法，1986年Slavin教授進(jìn)行了發(fā)展和完善。

應(yīng)用拼圖法，由各小組中負(fù)責(zé)相同或相近任務(wù)的學(xué)生組成一個(gè)“專家組”，共同研究如何實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)的任務(wù)，之后進(jìn)行交流共享，從而降低學(xué)習(xí)難度。這樣幫助解決課程項(xiàng)目實(shí)踐技術(shù)要求高但實(shí)踐時(shí)間少的矛盾。具體的應(yīng)用過程如圖3所示。每個(gè)小組明確需求分析、表與視圖設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)過程設(shè)計(jì)、觸發(fā)器設(shè)計(jì)、軟件功能設(shè)計(jì)、軟件界面設(shè)計(jì)等子任務(wù)的負(fù)責(zé)人；各小組中負(fù)責(zé)相同子任務(wù)的學(xué)生形成一個(gè)“專家組”；在課程項(xiàng)目實(shí)踐實(shí)施過程中，按照項(xiàng)目進(jìn)度，“專家組”成員一起研究解決完成對(duì)應(yīng)子任務(wù)涉及的技術(shù)問題。在“專家組”各成員掌握了足夠的知識(shí)與技能后，返回所在小組，帶領(lǐng)和指導(dǎo)所在小組完成對(duì)應(yīng)的子任務(wù)。

圖3 拼圖法教學(xué)模式

實(shí)施過程中，教師加強(qiáng)對(duì)“專家組”的技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)提供更豐富、多樣的學(xué)習(xí)資源，諸如數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)指南、開發(fā)工具幫助、教學(xué)視頻等，減少學(xué)生在資料搜集上的時(shí)間消耗，提高技術(shù)問題解決的效率。

2.4 實(shí)施多元化考核，增強(qiáng)學(xué)生個(gè)體與小組動(dòng)力

為更好應(yīng)對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不一的實(shí)際，減少小組實(shí)踐中學(xué)生投入與效果“兩極分化”的情況，對(duì)學(xué)生小組、學(xué)生個(gè)體進(jìn)行多元化考核。

多元化考核，既考察學(xué)生實(shí)踐的結(jié)果，也考察實(shí)踐過程中的學(xué)習(xí)精神、合作態(tài)度等，促進(jìn)學(xué)生在提高技能的同時(shí)，以更積極、開放的姿態(tài)融入小組合作學(xué)習(xí)。同時(shí)，既考察學(xué)生小組的實(shí)踐成果，也考察小組實(shí)踐中學(xué)生個(gè)體的工作。最終，每個(gè)學(xué)生的考核成績由小組評(píng)價(jià)結(jié)果（主要依據(jù)小組之間的互評(píng)給出）、小組內(nèi)部評(píng)價(jià)結(jié)果共同組成。

為避免組員只掌握所在“專家組”對(duì)應(yīng)技術(shù)的情況，可以實(shí)施任意抽取組員匯報(bào)或復(fù)現(xiàn)實(shí)踐過程等方式，促進(jìn)小組內(nèi)的交流與學(xué)習(xí)；為避免學(xué)生評(píng)價(jià)缺乏區(qū)分度的情況，限定小組評(píng)價(jià)優(yōu)良的比例、組內(nèi)評(píng)價(jià)優(yōu)良等各等級(jí)的比例，督促各學(xué)生更好地承擔(dān)起自己在小組內(nèi)的任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實(shí)踐過程、最終結(jié)果等做出客觀評(píng)價(jià)。

3 課程項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)改革的效果

我?！稊?shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用》課程從2019年開始逐步基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、拼圖法進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐改革，組織學(xué)生小組圍繞半開放式選題進(jìn)行課程項(xiàng)目實(shí)踐，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法分解細(xì)化實(shí)踐內(nèi)容，應(yīng)用拼圖法助力技術(shù)問題解決，開展小組與個(gè)體的多元化考核。經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，該課程項(xiàng)目實(shí)踐效果有了較大提高，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）學(xué)生實(shí)踐投入精力增加。應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法把任務(wù)分解為多個(gè)具體的子任務(wù)，激發(fā)了學(xué)生實(shí)踐興趣；應(yīng)用拼圖法，組建學(xué)生“專家組”，共同完成實(shí)踐任務(wù)、解決技術(shù)問題等，促進(jìn)了學(xué)生之間的交流。實(shí)施多元化考核，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐的動(dòng)力。

（2）實(shí)踐完成度提高。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法增強(qiáng)了實(shí)踐中的方向感，學(xué)生小組完成一個(gè)半開放的項(xiàng)目時(shí)，范圍和難度更加可控，利于小組實(shí)踐項(xiàng)目的完成。應(yīng)用拼圖法，提高了技術(shù)問題研究解決的效率；教師提供學(xué)習(xí)資源，降低了搜索信息的時(shí)間消耗，提高了教師指導(dǎo)、學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

（3）學(xué)生綜合素質(zhì)得到了鍛煉?！皩＜医M”共同研究技術(shù)問題，有利于增強(qiáng)學(xué)生的信心；交流研討環(huán)節(jié)鍛煉了學(xué)生表達(dá)能力，優(yōu)秀學(xué)生的帶動(dòng)作用也能得到更好的發(fā)揮；拼圖法、多元化考核等促進(jìn)了合作意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)的養(yǎng)成。

4 結(jié) 語

基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與拼圖法開展的數(shù)據(jù)庫課程項(xiàng)目實(shí)踐，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生小組與學(xué)生個(gè)體的積極性，提高了實(shí)踐與實(shí)踐指導(dǎo)的效率，提高了課程教學(xué)效果，促進(jìn)了學(xué)生能力的全面培養(yǎng)，在類似課程實(shí)踐中可以借鑒應(yīng)用。