前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇数据库课程设计报告范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:项目开发能力;教学过程;实施方法;考核方法
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一,也是应用最广泛的技术之一,已成为计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要基础。当前,计算机的计算模式已由单用户发展到主从式或主机/终端式结构、C/S结构、B/S结构,进而发展到了Web服务与网络计算时代,而数据库及其技术一直是它们的后台与基础。
当前国内软件产业发展迅速,为了增强学生的就业竞争能力,必须全面培养学生的软件项目开发能力,以适应时代的发展。学生在大学四年学习中,不仅应该掌握一定的理论与技术知识,而且应该树立管理理念,建立项目工程思维观念。
数据库课程设计是学生实践数据库理论知识,真正掌握数据库应用系统开发技能所必须的学习环节,目的在于培养学生面对大量而复杂的数据管理要求时,具备分析问题和解决问题的能力。我们于2004年完成对数据库课程设计的教学方法改革,不仅在教学手段(包括课程设计的实施过程、考核方法等)上进行了体系化和规范化,而且与“软件工程”课程结合,对两门课程的实践教学环节进行了整合。
通过两课整合的课程设计,不仅使学生在理解数据库理论的基础上,实际动手开发一个实际的应用系统,而且培养学生应有的团队协作、自主管理、主动学习、创新思维、综合运用、动手实践等能力,使课程设计真正成为学生验证理论的“实验场”,成为开发学生潜力、培养实战能力的“战场”,成为体验项目开发过程的“运动场”。
2数据库课程设计的教学方案
2.1基本内容
学生运用已学数据库理论思想和数据库设计理念,具体设计一个实用小型数据库应用系统。开发设计过程按以下顺序进行――自选课题研究方向,调查用户需求,总结归纳数据流程,分析性能,书写需求分析及总体设计报告(包括数据流图、数据字典、数据库概念模型、逻辑模型、系统功能模块),完成应用系统的开发,汇报设计成果(包括撰写设计报告、系统验收、结果汇报),在这一系列工作中树立学生项目开发管理思想,培养学生的综合素质。
2.2进度安排
为使学生充分感受数据库系统开发的全过程,安排课程设计进度如下。
2.2.1前期准备阶段
该阶段主要任务是理解数据库、数据模型和数据库系统的基本概念;掌握数据库的概念模型、数据模型及数据
库系统的设计方法;进而确立自选课程设计题目,并依据软件工程中项目需求调研方法进行系统需求调研,绘制系统数据流程,提出系统要解决的问题。该阶段成果主要包括3份报告。
(1) 系统需求分析报告:包括采用的工程开发模型,数据流图和数据字典,系统功能。
(2) 数据库信息要求报告:对数据库中要存储的信息及语义进行详细描述,对数据约束和数据之间的关联进行详细描述。
(3) 数据库的操作和应用要求报告:详细描述数据库的数据操作要求、处理方法和处理流程,画出系统功能划分的模块图。
2.2.2基本操作阶段
主要任务是掌握数据库系统的基本操作,包括SQL语言的应用以及利用DBMS的工具进行数据库定义、维护、查询及掌握数据库安全性、数据完整性和并发控制技术等基本操作,初步设计系统测试数据,并能够正确解决实际遇到的问题。该阶段的成果包括一套系统数据表、关系以及基本数据。
2.2.3技术提高阶段
该阶段要求学生不仅掌握书本上的内容,而且还需要自学一些数据库系统开发新技术和相关知识。主要任务是掌握数据库备份和恢复技术以及有关的数据转换、复制、传送和数据库系统编程技术。该阶段成果为新技术交流讨论资料。
2.2.4设计完成验收阶段
该阶段教师通过3种方式对学生设计的应用系统进行全面验收:系统运行测评、分小组成果汇报和上交课程设计报告。
2.3全程指导原则
在课程设计进行过程中教师仅从宏观上把握一系列原则,让学生自己有更大的可选范围,实践时间长,紧密结合应用,实现了在课程设计中全面培养项目开发能力的目标,体现了新课程教学理念。在方案实施中严格要求学生从理论出发,与实际项目结合,从而提高他们项目开发的综合能力。
2.4评分原则
2.4.1根据数据库系统总体结构对系统从三方面进行评测
数据库原理、数据库应用和数据库设计三部分有机地联系起来形成数据库系统的总体结构,因此对课题设计的评测也从这三方面着手,达到对数据库系统的主要内容和框架的评测。
(1) 数据库原理部分:主要评测学生在数据库的数据结构设计、数据库系统总体设计以及数据库安全保护方面完成的工作。
(2) 数据库设计部分:主要评测学生如何将现实系统的数据通过某种数据模型组织起来,并利用DBMS系统提供的功能,完成结构及其约束的建立。
(3) 数据库应用部分:主要评测现实系统业务逻辑的实现,即通过某种应用模式(C/S模式、B/S模式)和某些(个)程序设计语言、开发技术和工具,在数据库设计以及DBMS平台支持的基础上,实现现实系统的业务功能,为用户提供友好和人性化的业务操作界面。
该环节的目的是使学生对于理论课中涉及的内容和自学内容进行综合实践以达到对它们之间关系的清晰理解,实现理论与实际的紧密结合。
2.4.2严格把关和考核,确保每一名学生在课程设计中得到实实在在的锻炼
由于课程是在学生第七学期开设,并且贯穿整个学期,很多学生面临考研或其他一些毕业前的事务,为了防止有些学生对课程设计任务敷衍了事,我们对课程设计的考核方法进行了详细规划,实施过程考核,而不是结果考核。具体考核步骤主要分为以下几个方面。
(1) 开题阶段:在第1~3周进行,要求每组写一份开题报告,包括课题内容、建立的需求分析及总体设计、小组成员任务分配、具体时间分配计划等,审验合格后方可进行系统开发。
(2) 中期检查:在第8~9周开展,根据计划表检查学生开发进度,纠正问题,督促学生按计划开展课程设计。
(3) 系统验收:在第13周进行,学生演示系统,说明和解释运行效果。考查的重点:每名学生是否完成了分配的任务以及任务量的多少、完成情况等。通过该阶段以后方可进入答辩阶段。
(4) 答辩:在第14周进行,每组学生指派一名代表进行陈述,然后进入教师提问环节(可提问小组中任何一名学生,为了鼓励学生参与提问,凡是提问的学生可以获得成绩加分)。考查的重点:陈述是否清晰、回答问题是否正确。
(5) 课程设计报告:报告的编写是考查一个学生总结工作,撰写科技论文的能力。考查的重点:报告是否内容完整、充实,条理是否清楚,格式是否符合科技文章规范。
以上各个方面考查的结果,进行汇总和综合评判,最后得出评分。
3数据库课程设计的创新点
3.1整合课程
目前在我国项目管理人员奇缺,大多数项目负责人在技术上能独当一面,而项目管理方面的知识缺乏,并且普遍存在着“重技术,轻管理”的思想,因此导致项目开发效率低、花费大。我们在课程设计中结合软件工程课程中学习的项目开发管理思想,对整个课程设计任务进行全面管理与实施,树立工程概念,培养团队合作精神。主要从以下几个方面强调管理理念。
(1) 认真执行需求分析与需求管理。
(2) 合理制订时间执行计划,记录与分析时间分配效果,积累时间分配经验。
(3) 个人分工明确,团队合理协作,通过全过程管理理念的贯彻,提高学生的管理能力,培养学生团队合作进行项目开发的素质。
同时各项目小组在课程设计的各个阶段还需填写阶段性报告,包括项目开发计划、小组角色的职责、需求规格说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、项目开发日志等。
通过全过程管理理念的贯彻,提高学生的管理能力,培养学生团队合作进行项目开发的素质。
3.2丰富选题
教师推荐部分设计题目供学生选择,学生也可以自拟题目课题。但是课题的选择要由教师把关,主要依据以下几个原则。
(1) 随着Internet和Intranet的普及,网络数据库应用需求越来越广泛,因此课题注重开发基于B/S或C/S结构的网络数据库系统,以适应时代需要。
(2) 选题要求学生尽量选择实际需求的题目,这样学生不仅可以走出“象牙塔”,通过调查走访,了解国内计算机应用发展的状况,开阔眼界,而且在开发一个真实项目中,带来求学的动力,激发自主学习的渴望以及创造力。
(3) 对于虚拟题目,要求学生切合实际需要,符合发展潮流。
3.3工具多样
市场实际可用的编程开发工具与日俱增,且不断更新,为此在课程设计中,对于学生到底选择哪种开发工具,不做过多限制,鼓励学生自主选择,使学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行系统开发,一方面锻炼他们自学的能力,另一方面也让学生成为项目开发的决策者,这种“主人翁”意识使得他们变被动学习为主动学习,实践证明学生自主学习的积极性和主动性直接决定了项目开发的成与败。
实际运作中教师会随时了解开发工具的发展形势,提出指导性意见,使学生根据选题“量身订做”工具,避免所选工具“大材小用”;跟上当前发展方向,实践技术“与时俱进”。同时,要求学生以讲座形式分类介绍所用新的开发工具,讲解自己学习新开发工具之后的体会,通过这种研究性的学习方式,避免学生重复学习、盲目学习,同时打开眼界,更加广泛了解技术发展局势。
3.4彰显个性
在完成数据库应用系统基本功能的基础上,鼓励学生运用安全技术、多媒体技术和美术功底等突出系统特色,完善系统性能,培养学生综合运用知识和创新的素质。
主要在以下几方面做进一步要求。
(1) 强调系统中信息安全保护的实现,把理论课中关于“数据库安全保护”的教学内容应用到所开发的系统中,学以致用。
(2) 用户界面友好、设计合理、画面优美反映系统设计人员的审美意识,强调色彩的协调,布局的合理,操作的方便。
(3) 各组之间允许选题相同,但必须突出本组特色,使学生通过竞争,努力发挥个人特长和创新意识。
3.5理论联系实际
系统的评测按照数据库系统的总体结构进行,从而达到对数据库系统的主要内容和框架进行评测,使学生对于理论课中涉及的内容和自学内容进行综合实践,以达到对它们之间关系的清晰理解,实现了理论与实际的紧密结合。
3.6过程评测
课程设计分阶段,每阶段设有检查与评估,既做到及时指导,又确保督促每一名学生在课程设计中得到实实在在的锻炼。考核依据环节的特点进行不同形式的考评,不仅培养学生的语言表达能力、编写技术文档、科技论文的能力,而且可以发现有组织能力的人才。
4实践效果
依据汇总的五轮评测统计表格可以看到,学生在课程设计中,学习积极性高涨,开发出来的系统形式多样,有单机版、C/S或B/S结构的网络版,甚至C/S和B/S结合的网络版,使用的数据库管理系统从小型DBMS,如VFP、ACCESS到大型DBMS,如SQL Server、Oracle等,前台开发工具从传统的Delphi、VB到先进的.Net、Java等,学生们普遍乐于挑选新工具、新技术,积极检索学习资料,参与网上BBS技术论坛,相互讨论,全面体验网络学习环境的乐趣。各组学生除了完成系统应具备的功能外,都在努力突出系统性能特色,完善系统功能,发挥本组同学的特长。各组开发的系统基本符合课程设计总目标的要求,并有几个系统成为他们工作后继续研究的方向。
通过数据库课程设计,表现出大部分学生具备参与一个项目开发的基本能力,并使他们动手实践、自主学习、积极创新等科学素质得到很好的培养,反映出课程设计大大提高了学生综合应用所学知识的素质,说明我们培养的学生具备终生学习的能力,能够适应社会发展的需要。
5小结
学习是人生的一个环节,就业是大学学习后的现实目标。面对严峻的就业形势,培养学生的实际动手人力,提升他们的竞争能力,是教师的责任。在课程教学过程中不断探索新方法,开展课程教学过程的改革,是教师的必须任务。这里所做的数据库课程设计改革,意在与大家共同探讨如何帮助学生摆脱“没有工作经验”难于就业的尴尬局面。
参考文献:
[1] 钱雪忠. 数据库原理及技术课程设计[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 苗雪兰. 数据库系统原理及应用教程[M]. 北京:机械工业出版社,2004.
[3] (美)Stephen R.Schach.面向对象软件工程[M]. 黄林鹏,等译.北京:机械工业出版社,2008.
[4] 张海藩. 软件工程[M]. 北京:人民邮电出版社,2006.
The Training for Students’ Project Developing Ability in Database Course Design
WANG Yan-hong, ZHANG Xiao-li, JIANG Xiang-gang
(Department of Computer Science and Technology, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
关键词:组织管理;数据库;课程设计;教学模式
0 前言
国内计算机类和经管类部分涉及信息管理的专业均开设了《数据库应用课程设计》课程。而按我国学科分类,信息管理与信息系统、电子商务专业归属管理类,这些专业是以经济、管理理论为基础的,在这些专业的计算机、数据库等技术类课程的课程设计中不仅要在技术上覆盖本课程要求的知识点,把握课程体系主脉,而且还强调以管理和经济等理论为基础,以及强调对国家制定的行业信息标准的正确理解和应用。因此,经管类专业数据库应用课程设计应在满足组织管理目标和信息需求的前提下,以国家信息标准规范为设计依据来指导数据库应用课程设计。
1 问题的提出
1.1 国内外同类工作的现状与存在问题分析
目前国内各高等院校经管类信息管理与信息系统、电子商务等专业对此实践环节的教学大多是参照工科院系的做法实施,主要存在以下问题:
(1)重技术轻经管,忽略对组织的经济和管理内容的渗透
经管类信息管理与信息系统、电子商务等专业往往参照工科相关专业的做法,数据库应用课程设计以覆盖课程知识、展现数据库设计过程并通过此过程使学生掌握数据库设计和实施的设计过程和方法为目的,侧重于技术实现和细节,而忽略组织的经济、管理过程对信息的需求和规范。
(2)以巩固理论为主,缺乏课程间的关联和应用拓展
《数据库应用课程设计》一直以来固守完成本课程的理论知识巩固,放大课程作业量,将知识点串联后自成一体为宗旨,缺乏在专业层面上,把相关课程(包括管理学、经济和计算机语言等)关联起来的综合应用。
(3)以虚构项目为主,缺乏对企业信息需求的更准确把握
教学过程采用以项目为导向的教学模式,在课程设计环节, 由指导教师为学生提出一个基于数据库的软件开发项目, 以项目贯穿于整个课程设计教学过程的始终, 整个教学过程由项目中的任务来驱动。然而由于各种因素的限制, 所采用的项目大多是 "模拟式"项目,而"模拟式"项目不是实际工程所需要的项目, 一般由指导教师给出虚构的项目名称,按功能需求或要求进行模块划分等, 然后让学生模拟其功能进行开发。 如"学生成绩管理系统"、"图书管理系统"等即是常用于设计的题目,而对其内容是否符合实际应用则考虑较少。
(4)不完全符合经管类专业培养目标
在这种虚构的"模拟式"项目的驱动下, 虽然学生的综合知识和技能得到了一定训练, 但并不完全符合经管类专业"培养具有经济、管理基础知识;熟练掌握现代信息技术和信息管理与信息系统的理论、方法,能从事信息管理以及信息系统分析、设计、开发、管理和规划等方面工作的复合型专门人才"的培养目标。
2 解决方案
为了从根本上解决上述问题,笔者认为,以组织管理为目标的经管类专业数据库应用课程设计教学模式应采用以下解决方案。
2.1修正课程设计指导思想
重新研究数据库应用课程设计指导思想、要求和目标,在覆盖课程知识点前提下,修订出适合经管类专业的《数据库应用课程设计》指导书。充分利用学校实践教学、教学合作单位和老师科研项目,实现从"假、大、空"设计方式向符合实际应用型设计的转变,真正做到结合组织管理目标和信息规范进行数据库设计,将技术与管理并重的思想落到实处。
2.2增加实地调查环节
要抓好数据库应用课程设计实践环节,增加实地调查,可用资源除了实践教学基地、校企合作单位外,还可以通过学校设备供应商、外协加工制造厂等单位部门。通过采取多层次的合作,为学生短期实践提供良好的条件和环境,让学生更多的参与社会实践, 了解企业信息系统的实际构成、运作特点和所起的作用,了解实际业务流程和信息需求,在实践中培养他们的实用技能。对企业常规信息系统(如人事管理、资产管理、进销存系统、网上商店等)进行实地调查,形成调查报告,并作为下一步数据库课程设计的依据, 以切实解决企业经济、管理目标融入数据库设计过程的问题。
2.3引入行业信息规范和国家信息标准
将行业管理规范、国家信息标准和信息安全法规、政策与标准融入数据库设计中,扩展数据库设计的范围,将组织管理的实际信息需求与信息标准和信息安全相结合,设计出既满足企业发展需求,又符合法规、政策与标准的数据库,为进一步毕业设计奠定基础。
例如,学生在交警队实习,了解或构建机动车管理系统,则需按照GA23《机动车驾驶证管理信息代码》、GA24《机动车登记信息代码》、GA329《全国道路交通管理信息数据库规范》等数据管理规范进行信息结构构建,同遵守《机动车登记规定》和《机动车驾驶证申领和使用规定》中对各种业务的流程规定。
3 实施方案
再好的解决方案都需要与之配套的实施办法,才能将问题的解决方案落到实处。经我校数据库课程团队调查研究,我们认为,本方案的实施应从教学内容调整、资源融合、激励机制、效果评价四个方面入手,解决当前《数据库应用课程设计》教学中存在的问题,同时也为其它实践类课程改革进行有益的探索。
3.1教学内容调整
对前驱和后继课程进行适当调整,理顺课程间的衔接关系,重新定位《数据库应用课程设计》教学方法、手段、过程和目标,融入企业需求、信息标准、规范和信息安全的内容,确定本课程面向实际应用的指导思想。
例如,经管类信息管理与信息系统、电子商务专业在进行《数据库应用课程设计》前,应掌握至少一门计算机程序设计语言,修完《数据库原理与应用》、《管理学原理》、《管理信息系统》等课程。
3.2教学资源融合
教学方法、手段、过程和目标的调整,需要重新配备相应的教学资源为之服务,与以往不同的是,除校内教学资源外,更重要的是校内行政管理部门、校外企业、合作办学单位、校外教学基地及老师关系单位等都是良好的可利用资源。这些资源的合理利用,使课程设计能面向一个实实在在的组织,针对实际的组织目标和具体的业务流程,这种教学模式一方面提高了学生学习的积极性和责任感,另一方面赋予了课程设计更切实际的意义。
3.3教学激励机制
由于课程设计过程的调整,从"假、大、空"设计方式转为面向具体的实际组织业务,势必增加老师工作量,老师联系其关系单位和落实短期实习同样会花费时间和精力。因此,院系两级教学管理部门要对课程实践中,老师所做的工作给予认可,并量化为老师的教学工作量,加入年终考核中,才能有效地调动老师参与教学改革、实践教学及其活动的积极性。
3.4教学效果评价
对于教学效果的评价,应改变以往仅根据设计报告书面内容评定成绩的单一评价方式,采用结构评分方式,从调研过程、需求报告、设计过程、功能实现、设计答辩等几方面综合考核。对单项优秀的课程设计学生给予物质和精神上的奖励,设计方案被实习单位采纳的还可得到来自单位的资助,也为更深入的研究和设计提供了基础,同时能进一步激发学生的学习、研究热情。
4 结束语:
在实施《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和教育部"高校本科教学质量与改革工程"意见的今天,教学改革的目标就是充分利用各种资源,提高本科教学质量。为使学生形成达到培养目标的综合能力,本文提出经管类数据库课程设计的新教学模式。通过改革教学模式和加强过程管理, 数据库课程设计一定会取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]侯素芳,任艳频.电子技术课程设计内容改革的研究与实践[J].实验室研究与探索,2012.01
[2]陈代武,彭智朝,李曾妍.基于校企联合的计算机网络工程课程设计[J].计算机教育,2012.05
[关键词]CDIO 数据库原理 项目设计 做中学
[作者简介]应宏(1962- ),男,重庆人,重庆三峡学院,教授,主要从事网格计算和计算机教学研究。(重庆 404100)
[课题项目]本文系2010年重庆市教育委员会高等教育教学改革研究项目“基于CDIO的软件工程专业应用型人才培养模式研究与实践”的阶段性研究成果。(项目编号:CQJW20103119)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)06-0139-02
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)的缩写,CDIO工程教育理念已经成为国际工程教育的通用模式,它以工程项目(如产品)从研发到运行的生命周期为载体,让学生主动地参与到从理论到实践的转化过程中来,是一种倡导“基于项目的教育和学习”和“做中学”的新型教学模式。CDIO既注重抽象理论知识的“教”和“学”,又强调教学过程中“做”的重要意义,充分体现“以学生为中心”的主导思想,改变了传统教学“以教师为中心”的教学模式。我们在“数据库原理”课程教学中,结合CDIO模式进行了实践探索,取得了良好的教学效果。
一、教学内容设计
数据库原理课程教学内容以原理、设计和应用为主线,我们将课程教学内容划分成与之对应的三个部分:(1)数据库原理部分涉及数据库系统概述、关系数据模型、数据库的管理(包括故障恢复技术、并发控制、完整性和安全性)等;(2)数据库设计部分涉及数据模型、实体联系模型(E-R)、建模工具ERwin、关系规范化设计、数据库设计等;(3)数据库应用部分涉及SQL语言及其操作、数据库应用系统开发、数据库新技术、数据库实验等。
通过这样的设计,教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用,学生容易理清数据库系统中各种内容之间的关系,从而凸显设计和应用,改变过去重视原理、弱视设计、忽视应用的状况。
二、基于项目的教学设计
CDIO模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践,对于一门课程的教学,倡导以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体。为此,我们设计了基于CDIO模式的“数据库原理”课程教学体系,用鱼骨架图描述,如图1所示。图的中主线是能力目标,上半部分是知识框架体系,下半部分是项目能力体系。课程围绕使学生理解数据库基本概念、掌握数据库设计技术,并能够开发完整可用的数据库应用系统这一目标,结合知识框架设计了三个课程级项目。
1.“数据库应用与发展综述”项目。学生自己查阅资料,并对数据库技术在某一领域的应用进行探究,撰写综述报告。目的是激发学生学习“数据库原理”课程的兴趣,培养其对数据库应用领域的探究兴趣,训练其文献综述的写作能力,是毕业设计综述撰写的一次训练,即训练CDIO的C。
2.“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。要求学生在提供的项目实例中选择一个,独立进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。引导学生领会设计步骤,掌握设计方法,优化各个环节,让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性,即训练CDIO的D。
3.“课程设计”项目。要求以团队形式选择或自拟一个课题,遵循数据库系统设计的思想完成一个完整的CDIO项目周期,包括:构思—需求分析、设计—实施方案、实现—编写代码、运作—作品测试、展示、最后答辩、验收文档等。项目实施过程训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力,整个过程体现CDIO。
三、CDIO能力培养的教学实施
1.课堂教学多样化。第一,讲授教学法。对新的、有一定难度的理论知识来说,讲授法是一种好方法。在讲授数据库系统概论、数据库体系结构、关系运算、关系规范化等内容时,主要采用了讲授法。第二,任务驱动教学法。在概念设计、逻辑设计的教学中,先通过一个案例,应用ERwin工具创建概念模型和逻辑模型,并将模型转化为具体的数据库脚本。然后给出一个简单任务,由学生动手完成任务。第三,启发式案例教学法。在讲解数据库设计时,运用一个案例,详细讲解如何进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、程序编码及调试运行。引导学生领会设计步骤,掌握设计方法,学会评审各个环节,让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性。启发式教学,可以帮助学生直观地理解概念、原理和方法,提高学生的学习兴趣,改善学习效果。第四,团队教学法。以项目为主线、团队为小组、任务目标为使命,以教师为主导、学生为主体的一种教学方法。在课程设计中采用了团队教学法,培养学生CDIO能力。
2.实践教学层次化。第一,课内实验。主要是基础性、设计性实验,以SQL的基本操作为重点,涵盖了SQL Server的安装与配置,数据库、数据表的创建维护,索引、视图和约束的创建与维护,数据的查询与更新等10个实验项目,以及“数据库应用与发展综述”项目。第二,开放实验。主要是设计性实验。以SQL的高级应用为重点,涵盖了函数操作、数据转换、SQL编程、数据库的恢复与安全、数据库对象的操作等10个实验项目,以及“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。第三,课程设计。综合性实验。学生从项目库中选择或自拟一个课题,每个课题应具有一定的综合性和复合性,训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力。
3.课程设计体会“做中学”。“基于项目的教育和学习”和“做中学”是CDIO的核心思想。在课程结束之后,安排数据库应用课程设计。按照数据库应用系统开发过程,进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、功能设计、数据库创建、编写代码、调试、文档编写等,最终基本实现系统的功能。其别强调数据流图、数据字典、实体联系模型、基本表的分析与描述和系统基本功能的实现。图2描述了以CDIO工程教育理念的,以学生为主体、教师为主导的课程设计整体思想。
课程设计采用团队操练的方式进行。一个团队由4~5名学生组成,在每个项目实施之初,由指导教师指定组长,再由组长组建团队。在组长的带领下,每个团队针对选定的具体课题,展开“用户”需求分析、研究项目实施方案、进行成员任务分派。项目实施中,团队成员之间要相互支持、共同讨论,学会思考与倾听别人的意见,学会交流沟通并解决问题,培养团队整体责任意识。项目完成后,团队要总结经验,查找不足,撰写项目报告,学会提炼成果,并在全班答辩,提高逻辑思维和知识发现的能力。经过课程设计训练之后,学生的团队合作能力、组织管理能力、创新探索意识、社会责任感等得到明显提高。
4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培养学生的多种能力,而传统的笔试只能测试学生对知识的掌握程度,较难体现学生工程、团队协作、交流等能力。CDIO主张不同的能力用不同的方式进行考核,为此,在“数据库原理”课程考核评价中,我们从以下六个方面进行考核。(1)理论基础。通过阶段性小测验、期末考试。(2)技术能力。通过完成15个实验任务和3个课程级项目。(3)工程素质。通过项目开发生命周期的过程实施。(4)沟通能力。通过课程中的讨论和课程级项目、课程设计答辩。(5)协作能力。通过考查项目完成情况、团队成员的分工和任务完成情况。(6)创新能力。通过考查课程设计中学生在基础需求上所做的扩展和在基础功能上做的扩展及其实现情况。这六个方面的考核通过作业、课堂讨论、实验、项目训练和期末考试四种形式的考核来进行,并按不同的权重计入最终成绩。
四、结束语
采用CDIO模式开展“数据库原理”课程的教学改革,取得了明显的教学效果。在课程结束后,学生基本都建立起数据库系统的思想,针对实际应用问题,能按照数据库设计的步骤进行设计,实现数据库应用系统的预定功能。通过CDIO模式的应用,激发了学生的学习积极性和兴趣,促进了学生的学习自觉性,培养了学生的工程素养,提高了团队合作能力和交流能力,较好地实现了课程教学的目标。
[参考文献]
[1]顾学雍.联结理论与实践的CDIO[J].高等工程教育研究,2009(1).
[2]孙浩军,孙梅,熊智.计算机专业基于课程群的EIP-CDIO项目设计[J].计算机教育,2010(11).
中图分类号:G642
摘要:针对普通高等院校工程能力培养过程中实效性差的问题,提出以学生工程实践能力培养为主的自主学习模式和一种渐进式工程能力培养的训练模式,以C语言编程能力训练和数据库工程能力培养为例,从课程的教学模式和方式上进行探索与实践,通过案例驱动编程能力的训练和“初步体验、独立项目实践、从业实践与实训”的渐进式实践教学模式,达到学生工程应用能力的培养目标。
关键词:自主学习;工程能力培养;渐进式;案例教学
0 引言
近年来,我国高等教育规模快速扩大,高等工程教育培养规模已经跃居世界第一,但培养学生的质量和工程素质一直存在问题。现行工程教育模式中存在一些共性问题,如在教学过程中存在重理论教学、轻工程实践、重过程形式、轻能力培养、评价考核机制不科学等问题。普通院校的学生普遍存在基础差和自学能力弱等问题。
浙江传媒学院电子信息学院电子信息工程专业的培养方案中,计算机工程应用能力是该专业的能力培养目标之一。为此我们在多年课程教学实践的基础上,针对计算机工程实践能力的培养,建立高级语言程序设计(C语言)、数据结构、Java语言程序设计、数据库技术与应用的计算机类课程群,以增强工程意识、提高工程素养和工程实践能力为具体目标,以培养学生的自主学习能力为根本宗旨,以4门课为基础提出以学生实践为主的自主学习模式和渐进式工程能力培养训练模式,就整个教与学的管理过程及评价机制开展深入的探索与实践。
1 以学生实践为主的自主学习模式
教学改革的目标是力图实现本科教学模式的3个转变——以教为主向以学为主转变、以课堂教学为主向课内外结合转变、以结果评价为主向结果与过程评价结合转变,这3个转变归结起来就是以能力提升为最终目的。因此,我们对高级语言程序设计(C语言)的教学模式进行大胆改革,探索以学生实践为主的自主学习模式。
高级语言程序设计(c语言)主要讲授程序设计语言的基本知识和程序设计方法,使学生了解高级程序设计语言的结构,掌握程序设计的思想和方法以及基本的程序设计过程和技巧,具备初步的分析问题和利用计算机求解问题的能力。目前,高级语言程序设计(C语言)课程的教学模式仍然是重教轻学和重理论轻实践,教学内容的组织也往往是以语法知识为主线,考试内容偏重语言而不是编程,而编程能力的培养只能通过加强实践达到。
1.1 强化实践教学。激发学生自主学习
传统的课程教学都是采用教师在课堂上讲授知识,学生课后做作业,然后进行几次课内实验的模式。对于这种学习模式,学生只是被动地接受知识,而要掌握c语言程序设计必须进行大量的编程练习。针对传统高级语言程序设计教学模式的弊端,我们彻底改变原来以理论教学和教师讲授为主的教学模式并将其转变为以学生实践为主的自主学习模式,将目前高级语言程序设计(C语言)的64总学时(其中理论44学时,实验20学时)改为96学时(周学时为6学时,课内实验4学时,课外实验2学时);全部采用实验课授课模式,将教学地点从教室移至实验室,不再进行理论授课,而是由学生自学理论知识,然后上机编程,通过这种形式迫使学生自主学习。
学生在每次上实验课前或在课余时间都要自学实验所要求的理论知识,在课内实验中,根据教师给出的实验指导书验证案例,对案例进行改写,进而模仿案例完成实验要求的内容。对于程序中出现的语法等问题,我们要求学生自行查书或资料解决。实验过程中,我们要求每名学生自主完成实验内容,但在整个学习过程中每个班可分成若干个学习小组,小组成员在课内外可合作学习,相互交流讨论和解决问题,一方面提高学习效率并开拓思路,另一方面也可培养团队合作能力,遇到疑难问题时再由教师答疑。
实验平台可采用任一C语言的开发工具,鼓励学生采用在线判题系统(Online Judge,简称OJ),为学生自主学习提供一个更好的平台,学生可利用OJ系统在课内外随时学习。教师也可通过分析学生提交的程序实现代码,发现学生学习过程中存在的问题,及时了解学生对知识的理解和掌握情况,同时也有利于学生间形成互相竞争的机制和一种良好的学习氛围。另外,课程还提供网络和视频教学平台,便于学生更好地进行自主学习。
学生通过自学和进行大量的上机训练,逐步熟悉并掌握c语言的基本语法和使用,具备基本的C语言编程能力。通过这种方式,学生变被动学习为主动学习,很快适应大学的学习方法,培养了独立解决问题的能力、进行程序设计的兴趣和学习专业的兴趣。
1.2 以案例驱动教学,转变教师角色
在传统的教学模式中,教师始终充当主角,大多数教师都会精心组织教学内容,想方设法将知识传授给学生,但事实上,学生在课堂上却往往感到枯燥无味,收效甚微,而在实验课上面对编程题又无从下手,因此教师必须改变观念。授人以鱼不如授人以渔,教师应当更多地承担引导角色,改变教学模式,令学生变为主角,变被动学习为主动学习。
课程教学完全是以学生上机实验自主学习为主,但要在教师的引导下进行。在整个教学过程中,教师拟作2~3次课的讲授,一是为整个课程作入门铺垫,主要介绍课程的教学目标、学习方法、课程概论、课程主要知识点、程序设计思想以及程序的基本结构,使学生了解课程的要求以及课程的教学组织形式,了解C语言程序课程概况;二是讲解如何上机调试程序,让学生掌握判断和定位错误,学会分析、解决错误和测试程序的方法;三是对课程学习过程进行控制并进行总结归纳。
在整个教学过程中,教师要能及时了解学生的学习进展情况,在实验课开始时检查学生的预习情况,在实验过程中适当给予提示或帮助学生答疑,在每次实验课程结束后略加小结,然后布置下一次的实验要求。最重要的是教师要精心设计实验案例和实验课程组织方案,给出能利于并引导学生自学的实验指导书。
实验内容的组织以程序设计为主线,以编程案例为驱动,侧重以编程引导学生对语法知识的深入理解。实验指导书主要包括实验目标、知识点预习要求、实验内容等方面,实验内容包括验证案例程序的详细内容和步骤、要求进行改写的程序以及要求仿写和完成的实验程序。此外,教师还可以另设计一些提高性的内容以供学习能力较强的学生完成。
2 渐进式的工程化实践教学
数据库技术及应用是与各专业应用结合比较紧密的应用技术基础课程,是一门工程性和实践性都非常强的课程,因此我们主要以工程化实践教学模式进行数据库技术与应用课程的教学,根据“初步体验、独立项目实践、从业实践与实训”3个层次实行渐进式实践教学训练。在教学过程中,我们注重培养学生的工程能力,强化学生的工程实践意识,从教学内容的组织和实验环节的设计到课堂教学案例和实验教学的开展,都围绕工程素养的培养进行遴选。
2.1 采用工程案例驱动的理论教学模式
在理论课讲授方面,我们以工程案例驱动模式进行教学,以网上书店的开发案例贯穿教学全过程,将数据库基本原理和设计技术融于案例教学过程。同时,根据浙江传媒学院电子信息工程专业的传媒行业特色,对教材的内容进行优化整合,增加与新媒体应用相关的多媒体数据库等新技术内容,加强数据库工程应用设计及网络数据库应用技术能力的培养。在各章的教学中,我们用案例进行分析,逐层引导,全过程地阐述数据库系统原理及应用中的各类概念和技术问题。
2.2 实行渐进式的工程化实践教学过程
1)初步工程训练体验。
课程的教学除了理论教学外,还有相应的课内实验教学。实验内容分成两部分,一部分是数据库技术的基本实践,主要包括特定DBMS的使用、SQL语言的编程练习以及数据库的连接技术;另一部分是小型数据库应用系统的开发,采用工程化的基本思想,组织学生分组设计实现一个初步的工程项目,培养学生的自学能力、主动学习能力、团队协作能力以及初步的工程实践能力。
在初步工程训练体验阶段,教师提出工程设计的基本功能和性能要求,包括系统界面设计、基本的数据操作和查询统计功能设计、性能指标设计等基本要求。学生可自由组成小组,根据教师要求自主选题并自主选择开发工具和数据库环境,在完成基本功能要求的前提下,可以结合自己的工程项目设计实现一些特色功能模块,然后完成项目设计的总结报告。最后,教师对每个小组的作品进行项目验收,要求每个小组制作PPT进行项目工作汇报并演示所设计的作品,由学生推选出的若干学生评委负责项目评分。工程项目设计成绩作为该小组成员平时成绩的主要评分依据。
2)独立工程训练实践。
独立工程训练实践要求学生在课程设计阶段完成。该阶段要求每个学生自主完成一个真实的或模拟的项目开发实践,以着重培养学生的自学能力、独立从事工程实践的能力、基本的分析问题和解决问题能力。
课程设计阶段要求学生自学数据库开发工具和环境,强调独立设计,强化学生查阅资料能力、自学能力、创新设计和实践能力的培养。在此课程设计阶段,教师除了提出项目设计的基本能力训练要求和设计作品的基本功能和性能要求外,还给出一系列参考选题让学生选择。学生也可以自主选题,但需征得教师同意,以保证选题的质量。为避免抄袭等行为的发生,每个学生的题目和内容必须不同。同时,课程设计阶段会要求学生采用与上一次设计不同的工作模式(C/S或B/S),采用工程化的手段和方法完成基本的设计实现工作。
课程设计完成后,指导教师组织学生评委(7人)对学生作品和设计方案进行检查,最后通过汇报答辩的形式评定作品设计成绩。作品设计和汇报答辩成绩由学生评委给定,教师在设计过程中负责答疑,在答辩过程中负责点评,但教师有权对成绩进行微调。另外,在课程设计结束后,学生要完成课程设计报告,教师对课程设计报告批注评语并给出成绩,课程设计的最终成绩由作品设计成绩和设计报告成绩组成。
经若干次实践证明,上述实践教学方法既减轻了教师的工作任务,同时又促使学生相互学习并取长补短,在促进学生自主学习、主动学习和实践的同时,也提高了学生的表达能力;通过课程设计报告,学生提高了撰写规范的项目设计方案的能力和设计总结报告的水平。
3)从业工程训练实践。
从业工程训练实践主要指学生在企业实习期间,以行业一线的真实工程项目为背景,参与并完成相应的工程项目设计实现工作(或作为其毕业设计),培养数据库工程应用实践开发和运用数据库技术从事服务外包等实际应用开发能力。
第3阶段主要是结合实际数据库工程项目,尤其是与传媒应用密切相关的数据库工程项目的设计与实现工作,如电视节目查询点播系统、媒体资产管理系统、影视资料编目系统等。这一阶段的实践主要培养学生的实际应用能力,帮助其尽快适应社会需求,在离校前具备应对复杂工程实践的基本能力。通过3个阶段的实践教学,学生能够初步具备到一线从事数据库工程及服务外包等项目开发的基本能力。
3 以能力培养为目标的考核评价机制
教学方法和手段中的一些不足之处,不可避免地会导致考核评价机制不科学和不公平现象的发生。多数课程的考试都采用期末笔试形式,课程考试无法真正做到考核学生的实际工程能力,为此改革评价方式宜与教学模式改革相配套。
【关键词】SQL Server数据库;课堂教学方法;实验教学方法
Teaching Method was Researched by SQL Server Database Course
SUI Dong-mei
(School of Computer and Information Technology, Shangqiu Normal University, Shangqiu Henan 476000, China)
【Abstract】SQL Server Database Course is an important professional courses for the computer subject. Based on the teaching practice of the author, this paper discusses its classroom teaching methods and experimental teaching methods, and proposes a few of teaching methods reform measures of SQL Server Database Course, these reform measures have better teaching result assessment.
【Key words】SQL Server Database; Classroom teaching methods; Experimental teaching methods
0 引言
数据库是数据管理的最新技术,是计算机科学的重要分支[1]。SQL Server是目前最常用的数据库管理系统。是计算机专业的一门必修课程。通过本课程的学习,使学生具备利用SQL Server软件开发设计数据库应用系统的能力。“SQL Server数据库”是一门实践性很强的课程。但是在实际教学中,传统的教学方法使学生很难用所学的理论指导实践解决问题,教学效果较差。本人在长期的教学实践中,结合课程特点和实际教学,探索出了一些对“SQL Server数据库”课程行之有效的教学方法。
1 课堂教学方法研究
1.1 项目引导教学法
遵循“项目引导、任务导向”的教学理念。一改过去以理论为基础的教学模式,形成以实际操作为前提的项目案例式教学方法,在教学过程中以实例项目为开发依据,如“学生选课管理系统”“教师教学管理系统” 等。为了提高学生学习的兴趣,一般我在第一次上课时就演示了一个完整的、学生较为熟悉的“学生成绩管理系统”,告诉同学们通过这门课的学习训练,就能实现这样一个数据库应用系统开发,使学生明白这门课的功能,提高学生的学习兴趣。然后在以后的课堂教学中,根据每一章的知识点补充完善该系统的功能,最后得到完整的一个项目。
1.2 实例教学法
实例教学法是讲授操作性较强课程的重要方法,是计算机专业教学中最常用的教学方法。实例教学法将知识点贯穿在一个个实例中,通过实例的讲解达到传授知识、技能的目的[2]。我校所采用的教材《SQL Server2005数据库及应用》提供了一个学生选课管理系统的数据库开发,我就以书本上这个实例为主示范讲解。一般情况下,学生选课管理系统有关该节知识点讲解完后,我会重新拿一个新的系统如“图书借阅信息系统”让同学们思考训练在新的系统中相关知识点的应用,以达到知识点的灵活运用。
1.3 任务驱动教学法
任务驱动法一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。是指在整个教学过程中,以完成一个个具体的任务为线索。把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中。引导学生学会如何去发现,如何去思考。如何去寻找解决问题的方法,最终让学生自己提出问题,并经过思考,自己解决问题[2]。在使用任务驱动教学时,我上课都安排一些小任务,比如某个学生退学了,转学了;某个学生选课了,但是没有参加考试;怎么统计学生选某门课的人数;如何使用触发器实现级联更新和删除等等,这些小任务在学生选课管理系统上会有什么体现? 学生通过对这些任务的讨论分析,确定其所涉及的知识,在教师的指导帮助下找到问题的解决办法,通过任务的完成实现对所学知识的意义建构。
任务驱动教学法体现了以“学”为主的教学特点,能巩固和深化对知识点的理解和掌握,这种模式更注重培养学生灵活运用知识创造性解决实际问题的能力。
1.4 互动式教学法
长期的教学经验可知,气氛活跃的课堂能使学生提高对知识的理解和掌握。要想构筑一个良好的师生关系,就必须使学生参与到教学中来,而不能把讲台当成教师一个人的舞台。在上课之初,我就让班长把学生以5人为单位分组,以后的教学实验中就以组为单位进行分组讨论设计等等。比如在讲解完“学生选课管理系统”这个实例之后,我就经常用另一个实例“图书借阅管理系统” 让学生分组进行思考讨论,最后让学生上台演示操作过程。当然在学生演示中,老师要对学生的演示进行点评。这样以来,学生的注意力全都在课堂上了,就会达到一个较好的教学效果。另外,有些较简单和好理解的章节,我会直接分给每组学生,让他们当一次教师,课下做好备课和PPT准备,用一次大课的时间由各组学生派代表上台讲课。学生讲课的好处是课下认真搜查资料,做到知识点的全面理解,准备PPT的过程是让知识点得到提炼与掌握,讲课的过程使知识点更加理解深刻。当然根据时间和章节需要,我们可以把教学内容分成若干个部分,然后把学生分成若干个小组,由每个小组负责讲一部分的内容,也可以相同内容分给不同组。学生上台讲课能充分发挥他们的主观能动性和学习的主动性,也培养了学生的表达能力。
2 实验教学方法研究
2.1 课程实验和课程设计相结合,提高学生的动手能力
数据库技术是一门操作性很强的课程,我们要求每次实验课都有明确的题目、明确的要求。以往的实验课,我们发现学生只是把书本的例题或实验指导上的例子照本宣科地输入,运行出结果就算大功告成。为了防止此类现象发生,学生在实验课上需要完成的是与课堂例子相似的“零件订购信息系统”。这样学生可以根据课堂教学内容融会贯通实验所要求的系统功能,又能防止学生照抄课本上的实例。
实践教学一个重要环节就是课程设计。在课程设计环节中,我一般把学生按5人分组,每组一个组长,每个小组一个课程设计题目,5人分工合作,完成一个系统的设计。课程设计考核采用答辩形式,既能验证学生完成实训的真实度又能锻炼学生的语言表达能力。
2.2 细化实验考核方式,重视学生能力培养
教师在上实验课的时候不要坐着不动,要随时巡视学生实验情况,观察学生实验进程,回答学生的疑问。在实验进行后半部分时随机抽取一些学生当场演示、操作,根据操作情况记录在册,作为以后评分的参考,防止学生作弊。对于课程设计部分,给每个小组评分时应综合考虑课程设计报告书完成的情况和答辩情况,然后再根据小组成员的各方面的具体表现给各小组成员评分。每个学生的最终成绩中基础实验部分和课程设计部分各占50%[3]。
3 结束语
随着数据库技术的不断发展, “SQL Server数据库”课程也在不断发展, “SQL Server数据库”课程的教学方式也在不断发展变化。本人针对“SQL Server数据库”课程的教学方式提出了若干方法,并已付诸实施,初步发现教学效果比以往有较大提高。相信只有不断的改革教学方法和教学手段,必会收到良好的教学效果。
【参考文献】
[1]王珊,萨师煊.数据库系统概论(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2014.