结合思维导图和项目驱动的教学模式的探索

罗志宏，毛明志，阮文江

(中山大学计算机学院，广州 510006)

0 引言

我校为非计算机专业的学生开设了《数据库技术及应用》的核心通识课，课程的教学内容是介绍数据库的基础理论、基本技术，包括数据库系统的组成和发展趋势、数据库管理系统的实现技术、数据库设计方法和规范化理论、SQL数据库操作语言，面向对象编程等。通过本课程的学习，使学生了解关系型数据库系统的原理知识，初步具备运用理论知识对专业中的数据库系统进行分析和设计，以及通过实际的上机操作，理解并掌握数据库应用程序开发的一般方法，能够选择和使用恰当的技术和工具针对数据库应用系统进行开发的工程实践能力。

计算机类的必修课和通识课相比，有很多差别。笔者首先分析了本课程原来存在的不足，本着“培养能力，强化应用，提高素质”的原则，积极探索有效的教学方法和措施，提出了思维导图和项目式驱动相结合的教学模式。

在思维导图和项目驱动相结合的教学模式中，我们首先精选了教材，优化了知识点的教学顺序，在融合了多本教材的内容的基础上，基于Access数据库管理系统为中心，讲授数据库相关的原理和技术。其次，在教学中，选取几个完整的项目，采取“项目驱动”教学法，将知识点融入到项目中，利用所学的知识来不断完善改进一个具体的项目。

1 该课程原有的不足

首先我们分析了课程教学的基本情况。

(1)对学生情况的分析。我校的《数据库技术及应用》是面向非计算机专业的核心通识课，一半以上的学生来自于各年级的非计算机专业的学生，由于没有经过系统的计算机理论的学习，知识结构与计算机专业存在较大差别，学生之间也存在着计算机水平参差不齐。

(2)课程情况的分析。原来数据库课程教学以教师课堂讲授为主，并采用学生实验验证的方法，这种教学方法比较注重学生对课程基础知识的掌握，对数据库技术在项目开发过程中的综合应用缺乏系统训练，学生虽能理解基本概念，但很难在具体项目实践中完整应用所学知识进行综合设计及开发。另外通识课的课时有限。

国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)中指出：“坚持能力为重。优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养”。基于此方向，提出了将思维导图和项目驱动教学法相结合的教学模式。

2 教学改革的方案

2.1 项目驱动教学

项目驱动教学模式是一种建构主义学习理论基础上的教学方法。该教学模式的内容是以项目为核心，按项目的工作进度整合教学内容，在此过程中，学生不断地学习各个知识点，并利用所学的理论知识参与到项目的开发中，从而培养计算机的应用能力[1-4]。

基于上述的原则，我们选择了一个完整的项目——教务管理系统作为案例来组织相关的教学。将这个项目分为若干个子项目，对应教学内容相关的知识点。

2.2 思维导图及其作用

思维导图是英国心理学家托尼·博赞发明的一种将发散性思维具体化的方法，通过信息表征工具，包括图片、图形、词语等，加以组合运用，通过呈现概念之间的层次关系和思维顺序关系，实现概念表征的可视化[5]。思维导图通过一个中心主题发散出去，用分层级的线条将各关键点连接起来，形成清晰的结构图。正像Lewis和Landale所言，思维导图将信息加以归纳和综合，辅助人们思考复杂问题和表征信息，增强记忆力，进而有助于提高教学和学习的效率[6]。

目前，思维导图作为一种可视化的教学辅助工具，应用在教学领域里，例如C程序设计，计算机科学技术导论，环境工程专业等课程的教学已有报道[7-9]。

3 该教学模式在《数据库技术及应用》课的实践

3.1 明确教学目标

课程开始时，软件工程思想的引导很重要，让学生了解这门课是理论和实践相结合的教学目标。我们首先展示了以前的学生作品，通过多个优秀的案例帮助学生了解数据库知识可以完成实际生活中的哪些项目，项目的开发流程，所用到的关键技术。

3.2 优化教学内容

目前的教材大多数有两类，一类教材重点偏向理论教学，课程的理论性强、概念抽象，对于非计算机专业的学生来说，不易理解这些理论，降低了学生的学习兴趣。另外一类教材，主要讲解工程实践中流行的数据库开发工具软件或平台的操作，对于数据库基本原理的知识偏少，造成学生知识体系缺乏，对知识的综合应用、迁移能力欠缺。我们首先精选了几本教材的知识点和主要案例，梳理了各章的知识点，以项目开发的案例为基础，将各章节所包含的知识点在案例中体现，并根据实际情况优化了知识点的先后顺序。

3.3 以思维导图呈现每章的知识框架

在讲解每一章的开篇中，首先利用思维导图向学生展现这一章知识点的主体框架，围绕图中的关键词展开本章的教学内容，例如，第一章是关于数据库的基本原理，知识点较多，我们围绕思维导图展开教学。最后本章结束时，通过思维导图进行总结，引导学生把零散的知识点联系起来，形成知识网络图，加深理解。

图1 第一章的“思维导图”

3.4 以项目为核心完成教学

我们使用项目教学法的目的：通过自己操作和团队协作，分析、设计和实现具体的基于Access系统的应用数据库开发实例，让学生从理论和应用上掌握知识点

在教学中，我们提出要建立一个“教务管理系统”项目，我们首先启发学生，如果要完成这个教务管理数据库系统，需要考虑包含哪些信息，这些信息采用的数据类型，设计哪些表来存放，每张表要有哪些字段？在建立了学生信息、教师信息、课程、成绩等数据表后，建立表与表之间的关系。这时结合实际的数据表，再进一步讲解数据库基本原理中的关系模式规范化的问题。学生通过实例，加深了对数据库基础理论中的概念设计、逻辑设计、关系模型的规范化理解。

接下来让学生思考，如何利用表，实现一系列的查询，在教学中，我们先使用可视化的查询，然后引入SQL的知识点。

为了给用户提供友好的操作界面，直观方便地对数据库进行编辑、显示、查询，引导学生采用窗体对象。此外将数据库的各种对象整合成一个信息系统，制作登录界面和导航菜单，需要进一步使用宏、面向对象编程的知识。

上述过程是将教学的内容拆解为一个个的“子项目”，逐步地展示给学生。通过贯穿于整个课程教学的项目，体现各知识点的联系和实际应用系统的构成。让学生产生感性认识，知道这些功能或子任务是可以通过学习完成的。一个子任务完成了，学生就会获得满足感，从中学生就学到了很多的知识与技能，锻炼了分析问题、解决问题的能力。

3.5 实验内容的设计

上机实验是整个教学中比较重要的一环，实验设计分为两个层次：

(1)基础的实验题。这一层次是采用课本的操作题，主要是为了巩固课堂上讲授的知识点。

(2)自主选题制作信息系统。教师在班上提出多个数据库应用方向，学生自愿组成2-3人的团队，运用数据库的知识来构建数据库应用的关系数据库模型，设计出相应的数据库应用所需的文档、关系结构、查询等产品，最终解决实际问题。

3.6 考核方式

根据课程特点，采用综合性考核方式，评价学生所有的学习结果。即：课程的总评成绩由学习期间的各项过程成绩组成，包括平时作业和上机成绩、作品设计成绩和期末考试成绩，从而体现了对学生的设计能力、创新能力的考查。

4 结语

在该课程的教学改革中，采用思维导图向学生展现每一章知识点的主体框架，围绕关键词来展开教学内容，帮助学生形成完整的知识图谱。在内容上，应用项目教学法，把知识点蕴含于项目内部，通过以项目驱动的形式激发学生们解决问题的兴趣，有效地避免了传统教学方式中重理论轻实践的现象，从而提高操作技能和解决实际问题的能力。