基于2L1D项目化教学模式的探索与实践

窦慧敏 刘华敏

关键词： 数据库系统; 2L1D; 项目化; 教学模式

1 引言

来自美国的尹利诺易大学教授凯兹博士和加拿大的阿尔伯特大学教授查德博士，都是优秀的儿童教育家，他们共同创新了一种以学生为核心的教学方法——项目化教学法。该方法的主旨是提供给学生一个完整的任务或项目，让学生通过自己的能力独自完成，包括数据搜集、方案设计和实施，任务完成后学生也要能够在过程中学会总结；导师在学生项目实施过程中需要起到引路人的作用；主要目的是让学生通过项目的实施，能够理解和掌握完成项目各个环节的根本要求和实践技能[1]。

基于此项目的学习，安徽信息工程学院组织多位专家、导师研究分析，在此基础上系统完善地设计了4L（Layers）4D（Dimension）项目化教学体系。根据4L4D 层级划分标准，结合《数据库系统》课程大纲和培养方案，可以明确该课程项目类型为2L1D。

2L是指工程能力的巩固和提升。一个完整的实践项目的开展，是需要把工程问题作为对象，融入各种专业知识、技能特别是信息技术，以提高学生应用所学知识处理工程问题的能力。指导学生完成一个完整的工程项目，包括工作流程和主要工作内容，如目标与任务、技术与方案、实施与管理、结论与评价，了解团队中的分工与合作以及自己作为一员的作用，学会如何提取、分析和解决项目中的疑难问题。

1D指的是单门课程的设计，可以是针对某门课程的某个知识点进行课堂设计练习，也可以是针对某门课程进行一学期或一段时间的设计和培训。目的是让学生在实践和摸索中学到特定课程的概念和知识[2]。

2 数据库系统课程教学现状

2.1 教学内容安排缺乏软件工程思想

国内各本、专科院校开设的数据库系统课程都比较统一，大多是《数据库系统概论》，使用的教材也大多是王珊和萨师煊教授[3]编写的《数据库系统概论》[4]。教学内容也基本是数据库技术介绍、关系型模型基本概念、结构化查询语言SQL、关系数据库的参照完整性、数据库程序设计等课程。当导师在对教学内容组织时，绝大都机械、系统地遵照教材章节顺序来安排理论知识，而缺乏对知识运用的讲解和理论实践。导师上课即使对项目实践有所触及，但是并没有按照传统软件工程的思想对项目案例进行层层剖析、分步讲解，导致学生获得到的知识是零散的，难以吸收消化。

2.2 重理论轻实践

数据库系统课程在教学中占有重要位置，是理论性与实践性相结合的课程。数据库教学过程中绝大都存在以下情况。把数据库课程以教材理论知识为核心，当作一种纯理论课程，教学过程中对项目案例的引用常常是零散的、碎片化的，学生没有实际操作的机会。因为教学时数的局限性，理论实践学时较少，所以实践内容的安排通常是一些课堂案例的验证来作为课堂教学的延伸。重书本轻实践往往使得学生对数据库系统设计的整体认知出现偏差。

3 研究基础

3.1 优化课程教学内容

数据库作为信息社会不可或缺的一部分，在各个地方、行业都有着十分重要的应用，为现代化、数字化、信息化建设保驾护航[5]。作为一名高等院校的计算机人才，数据库系统是必修课，它既是软件工程、数据分析、毕设等课程的基础，又是为后续学习数据结构、程序设计、操作系统等课程做好铺垫，同时还为日后学习大数据、AI人工智能等新技术创造条件[6]。可以说它在整个课程框架中起着沟通桥梁的作用，在人才培养中占有重要的位置，乃至对学生未来的学习、工作、科研和事业发展产生深远的影响[7]。在理论教学内容上，分为基础、设计与应用开发和系统三个章节。实验教学有三种类型：验证性实验、设计性实验和创新性实验。

3.2 深挖课程中包含的思想政治因素

通过以数据库系统课程的专业知识为载体，深入挖掘课程所蕴含的思想政治要素，将爱国主义、社会主义核心价值观、青年的使命责任、专业素质、团队合作、创新意识等有机植入，要以润物细无声的方式巧妙地设计数据库系统的思政元素。

3.3“以学生发展为中心”的线上线下教学实施过程

在博思智慧学习平台上传课程相关资料，包括课程相关数据库、教学大纲、授课计划表、授课PPT等；作业发布、章节自考、课程讨论、课程答疑活动等；同时，通过博思智慧学习平台还能汇总学生的学习成果，时刻掌握学生的学习动态、情况。

1） 课前

在线上，导师可以使用博思智慧学习平台上传材料、发布预览、课前点名。学生可以查看查看上传的资料，例如：教學大纲、授课计划表、授课PPT等内容，方便学生提前预习，学生可以下载相关资料。

2） 课中

在线上，导师使用博思智慧学习平台发布课堂抢答、课堂实操、知识拓展、课堂检测，及时获得学生预习本次课的学习情况和掌握情况。

3） 课后

在线上，导师发布作业，学生收到作业及时运用所学知识完成；学生在线下完成每个实验并上传到学习平台。导师为学生解答问题、检查实验和作业。

4 项目化教学模式的探索与实践

4.1 项目考核细则

根据4L4D层级划分标准，结合《数据库系统》的课程性质及定位，可以明确项目类型为2L1D，主要提高学生对SQL语言的运用。下表1为课程设计项目答辩分数考核表。

4.2 项目考核方法

4.2.1 成立项目组

通过整个班级学生的日常表现水平和能力，同时考虑学生在发展过程中可能遇到的困难，可以尝试着让学生互相组成一个小组，但坚持一个原则：在项目团队中，选择一个同学作为领头羊担任项目经理，该同学不仅要有扎实的计算机技术、掌控大局的意识、良好的沟通能力，而且还要把握整个项目进度。在自由组队的过程中，充分尊重学生的自主意志。项目组长选定后，确定每个小组的人数，一般为4-6人，不宜过多或过少，并根据工程项目化的思路，由组长给每个小组成员分配相应的任务。

4.2.2 项目立项

项目团队成立后，接下来就是开始项目设计研发。导师提供21个课程设计参考题目，学生可以自主选择，同时也可以根据自己的特长、能力来自主命题。鼓励学生自主创新的同时也要贴合实际。课程设计报告是重要成果文档，应该能够反映学生在数据库课程设计中所做的工作收获，所以应尽量做到格式规范、内容充实、条理清晰、重点突出。系统选定之后，学生要根据导师提供的课程设计报告模板，按照数据库设计流程首先进行需求分析、第二步完成概念结构设计、第三步实现逻辑结构设计、其次形成物理结构设计、最后实现数据库实施和维护，做好各个阶段完成的内容以及相应的代码，最终以文档和PPT的形式提交给导师。导师根据文档内容、PPT汇报情况及每个小组成员的工作量占比，综合给每个学生打分，做到公平公正。

4.2.3 项目实施阶段

需求分析阶段：确定系统有哪些功能、哪些角色，用数据字典对各个不同的对象用特定的格式进行注释。该阶段主要是锻炼学生分析、沟通交流、理解能力，从谈话中获得有用的信息。

概念设计阶段：作为整个数据库设计的基础，首先用户通过需求分析得到的信息抽象为信息结构，这就是形成概念模型的过程，也就是概念结构设计。同时使用最便捷有效的E-R图工具来描绘出不同实体之间的关系。

逻辑设计阶段：简单说就是将概念设计阶段的产物E-R图转换成与数据库产品数据模型相似的逻辑结构。在该阶段，我们需要使用学习到的关系数据库标准化理论知识来解决兼容问题以及寻求优化的办法。

物理设计阶段：即为确定的逻辑数据模型挑选一个最匹配的物理结构的过程，物理结构为数据库存储在物理设备上的结构和方法，综上就是数据库的物理设计。

数据库实施阶段：该阶段需要检验学生的代码能力，因为要掌握SQL Server不同版本数据库的操作，而且还要SQL语言完成相关工作。在这个阶段，无论使用哪种系统，都要完成最基本的功能如增、删、改、查，其中查询包括单表、多表查询以及复杂的关联查询。可以说这个阶段是能体现学生动手能力的阶段。

4.2.4 答辩

1） 要求：小组完成一个或两个项目，编写课程设计报告、制作汇报PPT；

2） 答辩方式：现场抽签选择答辩人员，各小组为其他小组打分。如果时间不足，未能答辩的组取其他各组平均分；

3） 课程设计分数：课程设计分数=答辩小组互评分* 40% +导师评分* 60；

4） 分工角色：

班长：班长担任答辩主持人，开场主持，安排计时人员（汇报5分钟，提问3分钟），安排提问人员（借此机会也复习下本课程知识），安排拍照人员，事后制作PPT分享。

学委：学委负责评分统计工作，组织每个小組为其他小组评分（0-100分），各组之间分数要有差距，不符合为无效票，无效票为该小组扣10分。学委事先打印互评表发给各组长，结束后收取互评表进行统计，根据考核规定删除一个最高分和一个最低分取平均分，最后将书面的互评分表和统计结果电子表一起交给老师。

纪律委员：纪律委员负责现场抽签，公开抽签小组答辩顺序，抽签决定每组汇报人，一次最多抽五组汇报人，并监督检查实际汇报人是否相符，不符直接扣20分。

回答问题不限人员，小组答辩时，小组成员都到讲台前，方便回答问题。每个阶段完成之后，项目组所有成员全部站在讲台，由项目组的组长进行讲解，模拟现场，同时解答现场提出的问题。在这个时候，老师和其他小组的每个成员都可以进行提问，这将促进不同小组的相互学习。这也是通过不同组别之间的竞争，激发各组成员的学习热情，互相鼓励、展示自己，提高整个班集体的能力。答辩结束后，老师可以针对每个小组进行合理的建议和总结，并指出对下一阶段的学习任务和要求。

4.3 推广完善考核评价体系

高校传统的阶段性考试过于注重理论，缺少实践，只看重期末成绩，而忽略了实践能力的考核。导致学生不重视平时学习内容，而进行期末突击学习，从而对课程内容理解不深入、不牢固，只停留在书本知识。而通过该教学模型不仅可以让学生平时融入参与到课程学习中，还能提高学生的学习效果，这样才能够真正达到课程教学目标。

5 结束语

实践证明，2L1D项目化教学模式应用于《数据库系统》课程的教学模式中，能够使得更多学生主动融入、参与到课堂，通过老师的互动教学实践，很好地提高了学生的动手实践能力。而且通过该模式的教学，特别是针对经典项目案例实战的讲解，既能提高学生对理论知识的掌握，还能潜移默化地提高学生动手实践能力。学生的积极性提高了，老师就能及时收到课堂反馈，教学质量也从而能得到提高。