基于工程实践能力培养的数据库原理及应用课程改革与实践

张晓丽　胡秋霞　李丹丹

摘要：通过对《数据库原理及应用》课程教学现状的分析，以培养学生工程实践能力为目的，开展了数据库原理及应用课程教学改革与实践研究，通过整合课程教学内容，创新教学方法，改革教学模式，完善课程评价体系，课外项目训练等措施强化学生工程实践能力。通过教学实践证明，上述课程改革措施有效地提高了学生的工程实践能力。

关键词：数据库原理及应用;工程实践能力;课程改革

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）25-0118-03

Abstract：Through analyzing the current teaching situation in the course of database principles and applications，and in order to promote students engineering practical ability cultivation， this paper research the reform and practice in the course of database principles and applications.Integrate the teaching contents， innovative teaching methods， reform the teaching mode， improvement the curriculum evaluation system， and extracurricular training project to strengthening students' project practice ability. The teaching practice shows that the above measures have effectively improved the students engineering practice ability.

Key words： database principles and applications; engineering practical ability; course reform

随着大数据技术、移动互联网+等技术的飞速发展，为适应社会科技发展对高素质人才的需求，不断提高学生的工程意识，培养学生创新设计能力与工程实践能力已成为一个重要目标，改革课程内容、创新课程教学方法是提高学生工程实践能力的有效途径[1-3]。

《数据库原理及应用》课程是计算机类专业课程体系中一门实践性较强的专业基础课，是学生学习高级语言、数据结构等课程之后，进一步学习软件工程等专业课程和在软件工程领域进行创新设计的基础课程。本课程是集理论性、实用性、操作性、创新性于一体的综合性课程，培养学生形成良好的设计表达能力和分析解决问题的能力，是该课程工程能力培养目标的重要方面，而传统的以理论教学为主的授课方式导致学生在解决实际问题时，工程实践能力不足。近年来，各高校针对该课程展开了全面且深入的教学改革，主要提出了基于任务驱动、CDIO、翻转课堂、OBE等一系列数据库课程教学改革[4-6]，其目标是为了提高学生专业技能和知识应用学习能力。以上改革方法有效提高了数据库课程的教学质量，但是对于学生工程实践能力的培养上还有待改进。

西安航空学院作为新建应用型本科院校，以培养适应社会发展需求的应用型工程人才为目标，传统的教学模式已经不能适应学校人才培养规格的要求，在《数据库原理及应用》课程的教学中进行改革和调整，理论联系实际，把实践教学与课程体系的知识点有机整合，构建以学生为中心的教学模式，重点培养学生解决相关复杂工程的工程实践能力。

1 课程现状及存在的问题

《数据库原理及应用》课程内容广泛，涉及较多抽象的理论概念，目前西安航空学院该课程在教学上仍然是以传统的课堂讲授为主，实验内容多为验证性实验，学生学习积极性不高，同时对于学生工程意识及实践能力的培养也远远不够，主要存在以下几点不足。

1）数据库课程教学过程偏重理论知识的完整性，与工程实际有所脱节。目前该课程在教授过程中，侧重理论知识讲解，学生动手实践少，在实验实训方面，实验内容多以验证性为主，缺乏设计性和综合性试验项目的训练，忽视学生工程实践能力的和训练。

2）数据库课程作为一门综合性专业课程，目前在课程教学过程中偏重对单个知识点的讲授，缺乏贴近生活环境需求的工程项目将整个课程内容串联起来，达不到整体训练的目的。

3）目前我校数据库原理及应用课程的考核方式为：考试成绩（70%）+平时成绩（30%），在整个考核过程中，学生的成绩评定主要来自笔试试卷，实验部分占比很少。因此导致大部分学生只关注考试相关内容，在学习过程中缺乏对问题的分析理解，不重视个人能力的提升。

针对以上问题，在数据库原理及应用课程教学中，以培养学生工程实践能力为目标，改革和探索新型的教學模式，整合教学内容，创新教学方法，完善课程评价体系，结合课外项目训练全面提升学生的工程实践能力、科技创新能力和团队协作能力。

2课程改革思路与措施

2.1基于工程能力培养，整合课程教学内容

数据库原理及应用课程在讲授数据库系统理论的基础上，要求学生结合软件工程开发设计方法，设计满足需求的数据库应用系统。

在修订课程大纲时，根据工程教育培养目标，结合学生创新能力和工程实践能力培养目标对本课程的要求，对工程教育专业认证体系提出的12项合格毕业生要求进行合理分解，确定本课程的教学目标，根据该目标对确定课程教学内容的知识点，合理安排理论教学内容和实验教学内容，建立了课程教学内容与毕业要求分解指标点的对应关系矩阵，同时，按照软件工程设计方法，将数据库原理及应用、软件工程、软件建模等课程集成，在教学中将理论知识、软件工具和工程设计方法进行整合，形成理论—应用—工程设计方法的教学主线。

在教学过程中，将学生成绩管理系统作为教学项目贯穿数据库系统设计的整个阶段，同时数据库设计的各阶段与软件工程开发中软件需求、软件概要设计、详细设计、软件实现等阶段相对应，从而将软件工程的开发思想应用于数据库系统程序设计。同时随着学科技术进步，社会需求的变化，教学内容不断进行调整，以保证教学内容的先进性和前瞻性。

2.2改革教学方法，提高教学效果

目前数据库原理及应用课程仍采用理论讲授和实验相结合的教学方法，在激发学生自主学习的积极性和培养工程能力方面仍有欠缺，因此，在课程教学中，需要改变传统的教学方法，让学生主动思考，将理论知识应用于实际问题的解决，并在该过程中主动探索和学习新知识，从而激发自主学习的兴趣。综合数据库原理及应用的教学内容，在教学中通过采用案例教学法、问题驱动法、任务导向法、小组讨论法等教学方法，将实际项目案例融入课堂教学，从而促进营造积极的课堂氛围，引导学生自主学习，以提高学生的创新设计和工程实践能力。

在课程教学中，设计诸如图书管理系统、学校科研管理系统、学报投稿系统、课程试题库等项目案例，按照工程设计思想，从系统需求分析、概要设计、数据库设计、数据库实现等方面，逐步分析案例，使学生清楚地认识到所学内容在实际系统中的应用，更加透彻的理解相关理论知识，加快学生对抽象理论和方法的理解和掌握，提高学习积极性。

针对教学中的重要知识点，采用任务导向教学方法，按照“为什么学“、“学什么”、“如何学”的思路精心设计教学任务，提出工作任务、分析任务、交流讨论、最后进行总结创新。在任务完成过程中，学生分小组讨论分析系统功能，查阅相关资料实现工作任务，并总结创新任务内容。在任务的驱动下，促使学生自主思考，并通过自主学习、交流讨论、协作学习等方法，探求解决问题的途径。

此外，在教学中采用问题驱动法。如在关系规范化理论的教学过程中，首先提出问如何构造一个好的数据库模式的问题，在提出一个存在缺陷的数据库设计之后，然后让学生分析讨论该设计中存在的问题，之后再针对这一问题提出解决问题的方法，最后进行总结。在这一教学过程中，应用“提出问题-解决问题-总结提高”的教学方法，注重师生之间的互动，以学生为中心，调动学生的主动性和积极性，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.3以学生为中心的课堂教学模式

由于教学内容发生了变化，数据库原理及应用课程在教学过程中，改变传统的以教师为中心的教学模式，实施以学生为中心的授课过程，课堂上通过问题驱动、项目案例等方法，激发学生自主学习的热情，将课程案例库的工程实践问题以任务的形式发布给学生，提倡学生以小组进行合作学习、讨论，分析案例中的任务需求，找出需要解决的问题，按照软件开发思想分步骤完成任务，形成项目设计方案。在实践环节中，调整实验实践内容，增加综合性、设计性项目，老师及时跟踪指导、反馈学生设计过程中存在的问题。通过综合性、设计性实验，使学生熟悉软件工程的开发思想和流程，掌握一定的工程基础知识和实践操作能力，在小组合作学习过程中不断交流经验，相互促进，提高了学生的团队意识和团队协作能力。

“以学生为中心”的教学模式使得学生在课堂教学过程中变被动为主动，以培养学生“学”和“做”为目标，通过做学结合，及时把理论知识和能力培养结合起来，提升学习的主动性。

2.4 课外项目引导，强化工程实践能力

数据库原理及应用课程知识量多，加上新大纲整体课时的压缩，仅靠课堂教学、实验、综合实验等常规的教学方式，对学生掌握相关知识，提升工程实践能力的培养还不够，因此，可以充分利用课外时间来提升学生的工程应用能力。

工程实践能力的培养离不开实际应用项目训练，因此本课程在教学过程中，将实际项目案例贯穿在整个学习过程中，同时在课外让学生形成项目组，针对实际的在线考试系统、学报投稿系统等工程项目，展开广泛调研和查阅文献资料，使用powerdesigner、Rational Rose等工具进行系统建模，使用sqlserver、mysql等数据库管理系统完成数据库应用系统的实现，最后编写项目报告，优秀的项目报告整理为项目案例加入课程案例库中。通过团队项目组的形式，从多方面锻炼学生，真正提高学生工程实践和应用能力。

2.5改革考核方式，构建多元化评价体系

在课程建设中，考核评价是检验教学质量的一个重要指标，也是检验学生知识理解与掌握的基本手段。在提高学生工程实践能力为目标的课程建设中，传统的以笔试为主的考核方式已不能全面考查學生的知识掌握程度及能力培养情况，需要构建新的考核评价体系，以便对学生的学习状态及水平进行随时检测，保证全过程的教学质量。

本课程的建设中，课程的考核将采用“理论考核+过程考核+项目考核”相结合的多元化考评体系。理论考试是对课程内容的全面考核，一般采用笔试方式，主要考核学生对各个理论基础知识和相关知识点的掌握情况，属于知识考核。过程考核主要考核学生在学习过程中的主动性、积极性、创造性，注重学生在整个学习过程中的成长与改进。项目于考核主要针对平时训练中的项目练习，考核内容包括数据库模型设计、项目过程编码、项目成果演示答辩、项目报告等。

3 结论

课程改革是教学改革的关键环节，针对我校《数据库原理及应用》课程教学中存在的问题，本文基于“以实践能力为核心，让工程教育回归工程”的教育理念，从教学内容、教学方法、教学模式、项目训练和考核方式等多方面探讨了数据库原理及应用课程的教学改革思路。经过课程教学的应用实践证明，该改革体系很好地解决了理论知识与工程设计相脱节的问题，有利于提高学生对理论知识的掌握，很好地调动了学生的学习积极性，提升了学生的工程实践能力。

参考文献：

[1]李红梅，江志斌，郑益慧.强化工程能力培养的高校课程体系改革[J].高等工程教育研究，2013（5）：140-144.

[2]潘懋元，陈春梅.高等教育质量建设的理论设计[J]. 高等教育研究，2016（3）：1-5.

[3]殷伟凤，瞿有甜，郑珺，徐强.计算机工程实践能力培养模式探索[J].计算机教育，2013（20）：45-48

[4]赵慧敏，李雪，徐克圣.基于CDIO模式的数据库原理与应用课程教学改革方法研究[J].高教学刊，2016（23）：132-133.

[5]范剑波，刘良旭，孙洁，等.基于2C+E的数据库理论与技术课程的改革与实践[J].计算机教育，2013（10）：45-47.

[6]李俊.基于OBE的数据库理论与技术课程教学改革与研究[J].宁波工程学院学报，2018（30）：90-94.

【通联编辑：王力】