應(yīng)用工程教育方法改革思考范文

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摘要：

實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑之一，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程教學(xué)過(guò)程中存在的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐能力之間脫節(jié)的問(wèn)題，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用案例教學(xué)方法，在案例中突出了一個(gè)問(wèn)題多種解法，并將相關(guān)課程中涉及的多種知識(shí)融為一體，拓寬學(xué)生知識(shí)的深度與廣度，真正提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：

實(shí)踐教學(xué)；案例驅(qū)動(dòng)；工程教育；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

一、引言

數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用是目前各高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，也是我校計(jì)算機(jī)學(xué)院核心課程之一，與UML、Java、JavaWeb技術(shù)等其他課程有著緊密的聯(lián)系。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用的主要目標(biāo)之一就是開發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，所以數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用是一門強(qiáng)調(diào)實(shí)踐類的課程，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑之一。由于學(xué)生沒(méi)有對(duì)較為復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)及開發(fā)實(shí)踐體驗(yàn)，為了讓學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)還要提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題與創(chuàng)新的能力，因此在教學(xué)過(guò)程中引入案例教學(xué)法來(lái)連接已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題中的運(yùn)用，引發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)化學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的行為，增強(qiáng)學(xué)生自我引導(dǎo)的學(xué)習(xí)技巧，增強(qiáng)知識(shí)的遷移，使學(xué)生能學(xué)以致用［1］。傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)很容易被定位成僅僅使學(xué)生完成教師布置的項(xiàng)目和對(duì)理論知識(shí)更深入的理解，而往往忽視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，這不僅與素質(zhì)教育及全面發(fā)展的教育理念不相符合，與人才市場(chǎng)的需求也存在明顯的差距［2］。針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)目前存在的問(wèn)題，基于多年從事數(shù)據(jù)庫(kù)及軟件工程的一線教學(xué)與實(shí)踐輔導(dǎo)，不斷對(duì)實(shí)踐類課程進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新并精心組織實(shí)施，積累了一些經(jīng)驗(yàn)與一系列的改革方法，從多方位教學(xué)相結(jié)合、案例教學(xué)、教材資源整合形成標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行教學(xué)改革探索，以適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。實(shí)踐表明案例教學(xué)法比口述與文字?jǐn)⑹瞿芨行нB接知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用，能更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，使數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程發(fā)揮實(shí)踐應(yīng)有的作用，提高了學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型及社會(huì)發(fā)展緊缺型人才的目的，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

二、課程內(nèi)涵及現(xiàn)狀分析

（一）課程內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用是與操作系統(tǒng)、UML、Java、Web技術(shù)等課程并行開設(shè)的一門課程，學(xué)時(shí)64，其中40學(xué)時(shí)授課、24學(xué)時(shí)上機(jī)，通過(guò)2－3人／組的形式完成所選題目，以常見實(shí)際問(wèn)題為背景，研究如何運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中實(shí)際問(wèn)題的一門課程，是將數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)各組成部分如增加、刪除、修改等操作按照業(yè)務(wù)邏輯組裝成為一個(gè)完整的軟件整體所實(shí)施的改進(jìn)技術(shù)及實(shí)施方法與步驟［3］，要求學(xué)生必須對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的分析過(guò)程及其相關(guān)工具、技術(shù)有一定深度的理解和比較熟練的運(yùn)用，還要具備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的能力，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)有極大的幫助。

（二）學(xué)生缺乏經(jīng)驗(yàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)大部分理論知識(shí)都能理解，但在實(shí)踐過(guò)程中要具體應(yīng)用時(shí)常常達(dá)不到要求，顯示學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握不牢固，在相關(guān)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中存在突擊而沒(méi)有真正的掌握，有相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)開發(fā)工具的運(yùn)用還不太熟練，另外學(xué)生很缺乏開發(fā)一個(gè)比較完整的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)，對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的印象非常抽象，無(wú)法對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐過(guò)程有一個(gè)整體的把握，缺少計(jì)劃，被動(dòng)依賴?yán)蠋煹闹笇?dǎo)。

（三）缺少統(tǒng)一的規(guī)范和范例規(guī)范化包括設(shè)計(jì)過(guò)程中方法和步驟的規(guī)范化以及設(shè)計(jì)成果的規(guī)范化，在缺少范例模板的情況下，由于軟件本身具有抽象性的特點(diǎn)，學(xué)生對(duì)開發(fā)過(guò)程的管理很難駕馭，小組人員分工不合理導(dǎo)致互相推諉而影響進(jìn)度，很容易誤入歧途而走彎路。另外，不同教科書和參考資料對(duì)分析和設(shè)計(jì)工具的符號(hào)表示方法甚至一些概念的解釋上也有所差別，會(huì)給學(xué)生帶來(lái)一些負(fù)面的影響。

三、教學(xué)內(nèi)容改革

采用CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）的工程教育理念，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，完成實(shí)踐教學(xué)的改革與大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［4］。

（一）明確工程教育的目標(biāo)定位為了使相關(guān)課程如數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、UML、Java、Web技術(shù)等課程在知識(shí)體系上達(dá)到有效整合與綜合運(yùn)用，另外軟件工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)大多從事軟件開發(fā)、軟件測(cè)試等行業(yè)，所以本課程的定位目標(biāo)以職業(yè)活動(dòng)為向?qū)В伺囵B(yǎng)學(xué)生基本的專業(yè)素養(yǎng)之外，還包括綜合素質(zhì)的培養(yǎng)任務(wù)，包括：團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，組織能力，項(xiàng)目管理能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，處理問(wèn)題的方法和思維習(xí)慣等多方面素質(zhì)［5］。因此，我們要求學(xué)生分組并建立組員任務(wù)分工表（學(xué)號(hào)／姓名、任務(wù)、進(jìn)度、完成情況、貢獻(xiàn)值），把小組每個(gè)人員做的具體工作及完成的時(shí)間點(diǎn)交待清楚，提高學(xué)生們的項(xiàng)目組織、協(xié)作及管理的能力。

（二）教師指導(dǎo)工作的前瞻性與規(guī)范化在數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、UML、Java、Web技術(shù)等課程的教學(xué)過(guò)程中，教師要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的相關(guān)性及重要性，讓學(xué)生有充分的時(shí)間牢固掌握相關(guān)的理論知識(shí)并熟練運(yùn)用開發(fā)工具，做好宣傳工作，引起學(xué)生重視，調(diào)動(dòng)學(xué)生做好準(zhǔn)備工作的積極性和主動(dòng)性。另外還應(yīng)該對(duì)教師指導(dǎo)工作的內(nèi)容制定規(guī)則，包括如何組織設(shè)計(jì)小組、引導(dǎo)學(xué)生如何分工及制定進(jìn)度規(guī)劃，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)及實(shí)施階段的指導(dǎo)、總結(jié)及考核方面的規(guī)定等，詳細(xì)說(shuō)明指導(dǎo)工作的要素、重點(diǎn)、方法與步驟。例如我們明確規(guī)定考核點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、命名符合要求、連接數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行封裝、查詢功能的有效性、界面設(shè)計(jì)合理、代碼及報(bào)告格式要規(guī)范、報(bào)告內(nèi)容要完整等；規(guī)范了教師在指導(dǎo)過(guò)程中的行為和態(tài)度，提高了教師的工作效率，使教師有更多的時(shí)間和學(xué)生做更細(xì)致的溝通，為教師對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)及能力的培養(yǎng)創(chuàng)造了一定的空間。

（三）加強(qiáng)學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程的規(guī)范化訓(xùn)練學(xué)生缺乏解決具有一定規(guī)模和復(fù)雜度問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)指導(dǎo)教師的依賴性較強(qiáng)，極大地影響開發(fā)效率，另外不同參考書及資料對(duì)分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中的模型表示不盡相同，因此有必要提供具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的范例方便學(xué)生參考，如圖書借閱系統(tǒng)的用例模型（見下圖）、關(guān)系數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)（見下表）起到模板的作用，使學(xué)生對(duì)開發(fā)過(guò)程各階段要提交的成果及標(biāo)準(zhǔn)清晰明了，減少學(xué)生規(guī)范化方面的偏差，使學(xué)生把主要精力集中在設(shè)計(jì)的優(yōu)化和創(chuàng)新上面，促進(jìn)了學(xué)生能力和素質(zhì)的提高，使主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮。

四、案例設(shè)計(jì)的思路

教學(xué)案例的設(shè)計(jì)既要符合教學(xué)目標(biāo)又要具有真實(shí)性，案例的選取直接影響到教學(xué)效果及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，好的教學(xué)案例能使學(xué)生自覺(jué)地完成知識(shí)的學(xué)習(xí)及遷移過(guò)程。所以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃相關(guān)知識(shí)點(diǎn)對(duì)收集的素材有針對(duì)性地進(jìn)行了篩選，如學(xué)生熟知圖書借閱系統(tǒng)，提出問(wèn)題“如何對(duì)借閱信息進(jìn)行管理”引導(dǎo)學(xué)生思考，如何用ER圖抽象借閱信息中的學(xué)生、圖書、借閱等實(shí)體并最終轉(zhuǎn)化成如上表的關(guān)系結(jié)構(gòu)，當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)既熟悉又具有實(shí)際意義的問(wèn)題情境，便能激發(fā)學(xué)生求知的欲望和興趣，有益于學(xué)生對(duì)問(wèn)題及解決方法的探究和理解，保證后續(xù)啟發(fā)式教學(xué)方法的貫徹。另外案例要具有一定的啟發(fā)性，即案例的設(shè)計(jì)要有一定的深度，要求案例既能體現(xiàn)理論知識(shí)及其應(yīng)用，又能做到舉一反三，留給學(xué)生足夠的思維空間，如連接數(shù)據(jù)庫(kù)有多種方法，案例先給出ODBC連接數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，這種連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單，易于成功，適于初學(xué)，給學(xué)生建立起自信，同時(shí)讓學(xué)生了解連接數(shù)據(jù)庫(kù)的原理。但是這種方法限制比較大，有其缺陷，要求學(xué)生探究jdbc、開源框架hibernate及JNDIDataSource連接數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，并了解其特點(diǎn)，即使用jdbc連接是操作數(shù)據(jù)庫(kù)最直接、最快速的方式，自己添加驅(qū)動(dòng)包，出現(xiàn)錯(cuò)誤易發(fā)現(xiàn)易調(diào)試。開源框架hibernate操作方式是直接將數(shù)據(jù)庫(kù)中的表反映射成java程序中的實(shí)體，以操作實(shí)體的方式操作數(shù)據(jù)庫(kù)的表，是目前比較主流的方式，但在響應(yīng)速度方面比jdbc連接要差。DataSource方式可以提高系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的效率，因?yàn)閼?yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)每建立一次連接都要消耗系統(tǒng)的資源和時(shí)間，目前很多基于B／S的項(xiàng)目，同時(shí)訪問(wèn)的人數(shù)很多，每一個(gè)訪問(wèn)者都要調(diào)用一個(gè)連接，在這種情況下數(shù)據(jù)庫(kù)連接效率不可忽視。通過(guò)討論分析逐步給出結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，建立起探求知識(shí)的思維習(xí)慣和信心。案例還要具有一定的規(guī)范性，各階段形成的文檔要與教材標(biāo)準(zhǔn)保持一致，最終形成針對(duì)各開發(fā)階段成果的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格說(shuō)明，作為學(xué)生的參考模板，減少學(xué)生規(guī)范化方面的偏差，降低了返工率，使學(xué)生對(duì)最終提交成果的目標(biāo)很清晰，提高開發(fā)效率。

五、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)發(fā)展較快，新的理論、方法和技術(shù)還會(huì)不斷出現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容需要不斷的更新和完善，案例驅(qū)動(dòng)不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，還能培養(yǎng)他們解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)意識(shí)起到非常重要的作用，得到了學(xué)生的充分肯定。為了適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，我們將繼續(xù)探索新的教學(xué)方法，使教學(xué)水平穩(wěn)步提升，教學(xué)效果越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)：

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作者：殷旭 何玉潔 岳清 單位：北京信息科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院