基于创新能力培养的数据库原理与应用课程综合实验教学改革研究

余远波　黄旭　林加论

摘  要  创新项目是培养学生创新能力的重要载体，尽管目前大学生创新活动项目来源有多种，但通过课程综合实验培育学生自选项目尚待深入探讨。以数据库原理与应用课程综合实验为例，从创新能力成长线的视角，辅导学生组建小组、凝练项目，项目驱动完成综合实验，并在多门课程综合实验中实践，为后续创新教育活动提供项目来源。

关键词  创新教育；综合实验；创新教育与专业课程融合

中图分类号：G642.423    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）03-0140-04

0  引言

创新是一个国家经济、社会和文化进步的重要驱动力，而大学的主要职责是在教育过程中对学生立体化地进行创新能力的培养，提升学生的创新能力[1]。应用型本科专业建设过程中，要适应经济和社会发展，以实践教学为核心，培养具有较强实践能力的高素质创新性应用型人才。海南医学院信息管理与信息系统专业为医疗卫生健康领域培养信息技术研发和服务的应用型人才，学生就业去向主要是医院信息中心、医疗软件研发企业、医疗卫生管理等，这些岗位对实践能力、创新能力有较高的要求，需要挖掘和充实各类专业课程的创新创业教育资源，在传授专业知识过程中加强创新创业教育。

目前，国内针对学生创新能力的培养进行“教科产创赛”多维融合[2]、学科竞赛驱动[3]、产教融合[4]等创新教育改革。我国高校创新创业教育融入专业教育的发展模式主要有课程体系主导模式、创业师资主导模式和实践平台主导模式[5]。近些年，学生通过申请各级大学生创新性实验计划项目、参加“互联网+”大学生创新创业大赛、中国大学生计算机设计大赛等一系列举措，有效地锻炼、提升学生创新能力。学生创新能力“成长线”在实践过程中“起点”的重要载体之一是创新项目。

创新项目的种类有多种，常见的学生创新项目来源主要有教师科研课题、企业项目和学生自选项目等，其中，学生自选项目与学生个人兴趣结合密切，对项目可持续发展至关重要。创新创业能力来源于个体强烈的探究兴趣，发生在与实践联系密切的切身体验中[6]。因此，学生自选的创新项目是大学生创新项目的重要形式之一，经过多年实践检验，通过专业课程综合实验进行培育是行之有效的途径。

本文以在数据库原理与应用课程综合实验中组建团队、结合实际应用凝练创意项目为例，探索如何培育学生小组自选项目，驱动完成课程综合实验，并以此项目为后续申报大创等一系列创新教育活动提供项目来源。

1  課程综合实验培养学生创新能力现状

数据库原理与应用课程的综合实验教学对象是信息管理与信息系统专业本科二年级的学生，教学目标要求学生在掌握数据库系统基本概念的基础上，能熟练使用SQL语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力。课程的实验在部分章节有实训实验和综合实验，本文主要讨论课程综合实验。针对专业培养目标，数据库原理与应用课程综合实验的教学与其他课程相比既有共性问题，又有独特性问题。主要存在以下问题。

1）低年级学生对医疗卫生行业社会实践不足，学生学习主动性差，导致理论和实践难以结合，教学内容和专业联系不紧密[7]，课程综合实验选题的行业相关度不足。结合实践是基于实现创新能力培养的应用性实践教学改革的重要途径[8]，实践可以激发学生的学习主动性，使学生从学习的被动者变为课堂的主动者，更好地实现以学生为中心的教学[9]。此外，学生缺少必要的选题指导和实地调研，选题质量不高。

2）学生在组建团队、凝练创意时经验不足、遇到的困难多。很多学生团队意识不足，不敢也不知道如何组建团队，在凝练创意的过程中缺乏引导，缺少行之有效的方法，教师需要及时为学生提供专业的指导和帮助。

3）与相关课程综合实验缺少协同。各门专业课程综合实验各自为战，不能协同引导学生团队把一个选题在多门课程综合实验中实践。

4）课程综合实验结束后，缺少对学生自选项目在其他创新教育活动的继续指导，项目的可持续发展欠缺。

2  在课程中开展创新教育的主要措施

从学生创新能力在大学阶段的“成长线”视角，以学生自选的创新项目培育阶段和成长阶段为“时间线”，在数据库原理与应用课程综合实验中以创新项目培育为重要“起点”，如图1所示。

2.1  从大学生创新项目培育和成长路线图的视角重视课程综合实验选题

第一次课，向学生讲解如何在课程综合实验中做好选题工作，强调选题工作在创新项目成长中的重要性，并以往届学生在该门课程综合实验中所做项目为例进行讲解，使学生充分认识到选题对项目长期发展的重要性。数据库原理与应用课程开设在大学二年级，该课程的综合实验很适合开展创新项目培育，要求选题既体现专业特色又结合学生自己的兴趣，选定题目后，指导学生进行数据库设计。

2.2  从创新项目成长各阶段需要能力互补的角度做好团队组建

在数据库原理与应用课程综合实验课程中需要进行人员分工，在创新项目成长的各阶段对团队中个人的专业技术能力、讲演能力、文字表达能力、沟通能力等多种能力都有要求，因此，能力互补、志趣相投的团队成员将有利于团队应对项目各阶段对各项能力的需求。

2.3  结合专业特色，重视调研，从项目创新性的角度凝练选题

项目的创新性在大学生创新性实验项目、计算机设计大赛、“互联网+”比赛等创新类项目和活动中的重要性不言而喻。在课程综合实验项目的选题过程中，要求学生小组就医疗卫生健康领域相关问题开展头脑风暴，选定选题的方向，要求学生课余时间查阅文献、专利、软件等，要求学生向所选题目应用的场景进行实地调研，充分挖掘用户的需求并创造性地提出解决方案。从课程综合实验的成效看，从项目创新性的角度凝练选题对提升学生选题质量行之有效。

2.4  在多门课程综合实验中实践，为创新项目成长打基础

创新项目对专业能力的需求是多方面的，引导学生将同一个选题在程序设计、软件工程等课程中进行实践，既能提高各课程实验课的效果，又能提升创新项目的发展水平。鼓励学生在综合实验项目的基础上，参与创意集市等创新教育活动进一步凝练选题，申报各级大创、参加比赛等一系列创新教育活动。实际上，只有一部分数据库原理与应用课程综合实验选定的项目能在多門课程综合实验或其他创新教育活动中实践，主要原因是选题质量不高、学生团队合作出现问题等。

3  课程综合实验教学改革的措施

探索创新教育与专业课程的融合方式，教师在课程综合实验中指导学生自选项目并在课程中实践，具体实施过程做到“理论结合实践、课内与课外、多门课程协同”。

3.1  组建团队、遴选项目

综合实验项目要求学生以小组的形式完成，团队的组建采用自愿组队的方式，每3～4人组建一个小组并选定一名组长，由组长负责本组的组织协调工作。组建小组主要有两种形式：一种是先有创意再组队；另一种是先组队再寻找创意。在组建团队期间需要注意以下两点。

第一，两种形式都鼓励学生选题阶段理论联系实际，课余时间根据小组的意愿到学校的附属医院门诊、病房、药房、医技等部门进行实地调研，教师充分尊重学生的兴趣和意愿并引导学生发现和凝练适合小组的综合实验项目。

第二，学生小组在凝练综合实验项目时，由于调研不充分和缺少经验等原因，经常出现项目不符合数据库课程综合实验要求的情况，如项目内容偏多或偏少等，因此，凝练选题阶段，教师应及时指导各小组深入调研、充分交流以确定适合的项目。

3.2  实施过程

在课程开课之初，理论授课时讲解数据库设计方法和基本步骤，引导学生思考小组选题，举例分析用户的需求与提供的数据库应用系统之间的联系，让学生重点理解和识别实体、属性和联系并熟练画出E-R图，培养学生利用数据库技术分析问题的意识，端正学生对综合实验的认识，提升学生主观能动性。

组队选题阶段，要求学生自由组队并通过实地调研确定综合实验项目，邀请部分小组讲解选题过程和实施计划。课程实验与理论课授课交叉进行，教师指导学生组队、选题以提高选题质量，用往届优秀作品树立榜样，引导学生如何发现、论证选题的创意并挑战有难度的选题，实验中引导学生小组讨论交流、分工协作。

在做综合实验（大作业）过程中，要求小组有分工、合作。以小组为单位完成实验报告，要求给出数据库设计各个阶段的详细设计报告以及系统的主要功能和使用说明；提交数据库和系统的源程序；写出收获与体会，包括已解决和尚未解决的问题、进一步完善的设想等；写清楚分工与合作情况。

完成综合实验后，经过小组互评和指导教师评分后，邀请综合实验评价为“优秀”的小组汇报、展示与交流。

在实际教学中，安排12学时用于综合实验项目，与学生建立课程交流群以方便课后交流讨论，教师及时跟踪各项目进度并答疑解惑。

数据库原理与应用课程的综合实验结束后，与后续相关课程的综合实验协同，引导学生团队在多门专业课程的综合实验中进行项目多角度实践、完善项目，促进学生明晰项目的发展，鼓励学生在综合实验项目的基础上申报各级大创、参加比赛等一系列创新教育活动，学生自选项目的不断完善驱动学生创新能力的提高。

4  教学改革的特色与成效

通过自顶向下的设计，将一个完整系统的设计有机地化解到不同阶段的不同实践课程当中，能够把各门实践课程内容关联起来，有助于学生系统观的形成。课程综合实验项目的改革不仅可以推动实践教学的改革，而且可以推进相关理论课程的改革，使理论课程的知识更加契合工程实际需要和实践学科新发展的需要。学生自选项目在多门课程综合实验中实践，使学生可以将主要精力放在自选项目的设计与实现上。

经过几年的教学实践，探索专业教育与创新教育有机融合，重视创新团队组建，强调选题创新性，形成课程（专业课程的综合性实验）、项目（大创项目）、活动（创新创业类比赛）的相互促进机制，学生在实践能力、系统观和创新能力方面取得了一定的进步。

以数据库原理与应用课程为例，经过多年的开课实践和不断完善，学生自主学习能力、工程实践能力、创新能力等方面得到锻炼和提升。课题组成员辅导学生组成团队、凝练选题、完成课程综合设计，部分学生团队在课程实验的基础上参与各种创新活动，近五年学生获得国家级大学生创新创业训练项目3项；“互联网+”大学生创新创业大赛国赛铜奖3项；中国大学生计算机作品赛国赛二等奖2项、三等奖3项、软件著作权3项、申请专利2项、发表论文8篇等。

5  结束语

在大学生低年级专业基础课综合实验中培育学生自选创新项目，并在多门课程综合实验中实践，能够提高课程综合实验的效果，是专业教育与创新教育融合的实践，也是培养应用型人才创新实践能力的关键。以人才需求为导向，突出应用型专业的优势与特色，捋顺专业课程的综合实验与学生知识结构和创新实践的逻辑关系，增强专业教师队伍指导学生的能力，优化课程实践教学方案，不断培养高素质创新型的人才。

6  参考文献

[1] 王弘.高校“三位一体”人才培养模式的探索与实践：基于社会责任感、创新精神和实践能力的思考[J].江苏高教，2018（5）：32-35.

[2] 殷振，曹自洋，伯洁，等.“教科产创赛”多维融合的机械类复合型人才培养模式研究与实践[J].创新创业理论研究与实践，2021（16）：124-126.

[3] 张岳，杨菲菲，杨军，等.以学科竞赛驱动大数据专业应用创新型人才培养实践[J].电脑知识与技术，2021（17）：251-253.

[4] 勾玲，卢海啸，蒋德旗，等.新工科背景下地方应用型高校学生专业能力与创新创业能力融合培养模式探索：以玉林师范学院生物制药专业为例[J].高教学刊，2021（4）：40-43.

[5] 王兰敬.高校创新创业教育融入专业教育的模式研究[J].高教学刊，2021（1）：49-52.

[6] 王洪才.创新创业教育的意义、本质及其实现[J].创新与创业教育，2020（6）：1-9.

[7] 严志虎，钱锋，孙浩楠.基于OBE的数据库原理与应用课程改革研究[J].教书育人（高教论坛），2020（27）：58-59.

[8] 高明醒.基于创新能力培养的应用性实践教学改革研究：以《制图》课程为例[J].创新创业理论研究与实践，2021（15）：167-169.

[9] 马丽，董悦丽，孙斌，等.高校数据库原理与应用课程线上线下混合式教学的研究与实践[J].计算机教育，2020（7）：58-61.