创新意识驱动下“数据库原理与应用”实验教学改革研究

镇丽华

（南通大学经济与管理学院，江苏 南通 226000）

0 引言

在全球化、知识化的时代背景下，培养创新人才是国家提升竞争力的必然要求。 高校肩负人才培养与人才输送的重任， 只有积极投身教学改革实施创新驱动发展战略，着重培养创新型、复合型、工程应用型人才是应对国际竞争与挑战的必然举措。近年来，国家工程教育专业认证工作持续推进， 部分高校已成功将工程教育认证理念引入教育教学中， 有效提升了人才培养质量。工程教育尤其强调创新能力与实践能力的培养，因此，为培养创新型、适应社会发展需要的高质量工程技术人才，高校需要从多个方面着手，不断变革工程教育的方式与手段，引导学生勤于思考、举一反三，提高创新能力与工程实践能力， 以应对将来实际工程中的复杂问题。 本文旨在通过创新“数据库原理与应用”课程实验教学模式来促进工程教育，以达到提升学生实践动手能力和创新思维水平的目的。

1 课程特征与实验教学现状

“数据库原理与应用”是信息管理与信息系统专业的一门核心课程， 在课程体系中占有极其重要的地位。 课程的教学目标是要通过课程的学习，让学生具备一定的数据库设计和开发能力，同时也为后续结合高级程序设计语言开发各类信息管理系统做准备。 作为一门实践性较强的课程，很多知识点的掌握需要建立在实践的基础上，学生通过实验来加深对理论知识的理解，在发现问题和解决问题的过程中提升工程实践能力和创新思维水平。

南通大学信息管理与信息系统专业“数据库原理与应用”课程教学计划64 学时，其中理论46 学时，实验18 学时，虽然已经采用“理论+实验”的教学模式，但教学效果并不理想，主要表现为：一是重理论、轻实验，在没有实践环节的前提下，课内实验学时数仍低于理论学时的1/2， 远不足以拓展学生的实践创新能力；二是实验内容简单，知识点单一且缺乏连贯性，实验项目多以验证性实验项目为主，教师先对知识点进行讲解、操作与演示，学生再对该知识点自行操作验证，这种实验内容固定的教学模式加上有限的实验学时导致部分动手能力较强的学生综合能力得不到训练；三是缺乏量化考核指标，目前实验环节的考核仍然以实验报告为主，但针对单一实验内容的实验报告基本千篇一律都是实验过程性截图，鲜有创新性思考内容，更谈不上创新拓展设计，实验成绩差异度不大。

因此， 要在18 个有限实验学时内让学生既掌握好各实验知识要点， 又能提高创新综合应用能力，实验教学改革就成为势在必行的任务。

2 实验教学改革思路

2.1 运用项目驱动法，加强知识点的连贯性

教学过程以学生最为熟悉且易于理解的“学籍管理系统”项目案例为驱动贯穿整个课程的各个知识点中，建立起与生活经验的关联，促进理论与应用的有效结合。 线下实验环节中学生根据兴趣选择一个企业级项目， 将18 个实验学时用于完成从需求分析到概念设计、逻辑设计、物理设计，再到数据库的实施，最后运行与维护的整个数据库开发流程。 可以采用团队协作的方式完成整个项目， 以4～5 人为一个团队，根据个人特长进行分工， 同时确定一名负责人统筹协调。 通过这样的方式让学生较早接触到企业级数据库开发场景，一方面有利于学生举一反三，更系统地将所学知识点联系起来进行巩固；另一方面也有利于培养学生的团队合作意识。

2.2 采用线上线下混合教学方式，“扩充”实验学时

在传统的实验教学模式中， 教师处于主导地位，从实验的设计、执行到完成都是由老师来完成，学生处于被动接受的状态， 因而导致学生积极性不高，实验教学效果不佳。 因此，教学改革中笔者采用线上线下混合教学方式激发学生的学习积极性，提高实验效率。 课前，教师将知识点及验证性实验任务推送给学生，同时通过资料共享的形式将操作教学视频发布到学习平台（课堂派），方便学生反复观看学习，由学生在理论课之后、 实验课之前先完成验证性实验任务，教师针对学生在完成任务的过程中反馈的问题可以在线上统一答疑。 线下的实验环节仍以学生为主体，教师引导学生完成综合性、设计性和创新性的实验项目，让更多的学生通过实验来提高分析问题、解决问题的能力。 线上线下的混合方式在无形中弥补了实验学时不足的问题， 也为学生提供了更广阔的学习平台。

2.3 鼓励参加课外项目，积极运用所学知识

要实现对学生创新能力的培养仅靠教学计划学时是远远不够的，因此鼓励学生在课后跨专业、跨学科组队积极参与各级各类创新创业计划训练项目、科技竞赛、科研活动等，以期通过在这些赛事活动平台中运用课堂所学知识，促进学生的自主创新与团结协作能力。 学生在项目开展的过程中还能了解行业的发展动态、拓展知识面，有益于未来的就业。

2.4 制定合理的考核机制，提高评价的科学性

因为采用线上线下混合实验方式，所以考核环节也由“线上+线下”两部分组合而成。 线上主要考核学生视频学习打卡和验证性实验作业完成情况。 线下采取小组汇报+答辩的考核方式， 小组委派一名成员向全班介绍项目以及数据库设计的思路， 展示项目成果。 教师依据项目中涉及的数据库知识点对小组成员提问， 通过学生的回答判断项目设计中是否有亮点、知识点是否熟悉、团队协作是否顺畅等，进行合理全方位的考核。 这种考核方式不但能考核学生对理论知识点的掌握，还能考核动手实践、团队协作等能力，提升了评价的科学性。

3 特色亮点

3.1 开放性

开放性主要体现为选题的开放性和实验过程的开放性。 以往由教师确定实验项目选题的模式不利于调动学生的积极性和发挥学生的主导性。 改革中由学生按照兴趣方向自选实验项目，再根据项目需求制定设计方案、选择技术路线来达成项目目标。 再者，以往实验模式下由于是单一实验内容，所以教师会规定每节实验课必须完成的任务，改革中因为实验项目为综合型项目， 因此学生可以自由设置和调控实验的进度， 只需保证学期结束前完成实验项目和实验报告，满足了学生的个性化实验需求。

3.2 工程性

线下实验的选题以企业级项目为主线，强调与工程实际问题相结合，这种模式践行了“数据库原理与应用”课程的培养目标，将知识点融入项目开发的各个阶段中，理论联系实际，让学生能在总体上把握课程重要知识点的同时学以致用，根据项目设计环节对应的知识点，帮助学生巩固理论知识，提升工程实践能力。

4 效果分析

为了验证改革效果， 在题量和难度相当的前提下， 笔者选取了南通大学信息管理与信息系统专业2019 级和2020 级两届学生的“数据库原理与应用”课程期末成绩进行比较分析。 其中，2019 级采用传统实验教学模式，2020 级为改革试验年级， 两届期末成绩对比如图1 所示。 由图1 可知，2020 级成绩有了显著提升，不及格人数比例明显减少，由原来的54.55%骤减到23.81%，高分段人数比例有所提高，90 分以上人数比例由1.82%增加到11.11%，70～79 分、80～89 分两个分数段人数比例提升也较明显，可见，现有实验教学模式有助于强化学生对知识点的掌握，促进成绩的整体提升。

图1 期末成绩对比图

5 结语

对“数据库原理与应用”实验课程进行改革是一项复杂的系统性工程，牵涉多方因素，如实验项目、实验学时、实验开展方式等，需要不断从实践中积累经验，优化教学效果。 本研究针对现阶段实验教学中存在的问题，从项目驱动、线上线下混合、鼓励参加课外科技活动、制定合理的评价机制4 个方面进行了改革与探索。 效果表明，这种教学模式在引导学生掌握理论知识的同时，也能有效培养创新能力、团队协作能力、分析与解决问题的能力。 在改革中也遇到一些问题，如实验过程开放模式因缺乏过程性监督，容易导致一些本就积极性不高的团队实验进度拖拉，最后应付考核仓促完成，实验效果难以保证，因此，还需要进一步探索改革过程，为培养创新型应用型人才、更好促进学生就业创业而努力。