陸鑫　胡旺　張寧

摘要：面向卓越工程師人才培養(yǎng)是當前國內(nèi)高等工程教育改革的一項重要舉措。文章針對卓越工程師人才培養(yǎng)要求，提出一種融合能力目標導向、項目案例驅(qū)動、核心技能專訓、工程能力實踐、多層次實踐貫穿的課程實踐教學模式。該模式借鑒CDIO工程教育理念思想，突出專業(yè)課程實踐教學體系的一體化設(shè)計、分層次實施、工程案例結(jié)合，注重學生的卓越工程師核心潛質(zhì)能力培養(yǎng)，同時結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程教學給出軟件工程專業(yè)培養(yǎng)卓越工程師人才數(shù)據(jù)庫專業(yè)能力的具體實施方案。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；核心潛質(zhì)能力；課程實踐；教學模式

0、引言

近幾年來，中國高等教育快速發(fā)展，高校規(guī)模現(xiàn)已超越美國，成為世界第一的教育大國。然而，國內(nèi)高校畢業(yè)生在專業(yè)能力、工程經(jīng)驗、創(chuàng)新意識、人文素養(yǎng)、國際化視野等方面與世界教育強國的高校畢業(yè)生相比，競爭力較弱。這與當前中國成為世界經(jīng)濟市場中心，亟需大量優(yōu)秀工程型人才的需求不相適應。

為此，教育部在2010年啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”項目（簡稱“卓越計劃”項目）。該項目旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。目前，國內(nèi)先后有近200所高校申報加入以教育部為牽頭部門的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目。從這些高校實施的卓越計劃看，其大都進行了專業(yè)人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方案與課程體系、產(chǎn)學研合作模式、課程教學模式等方面的教育教學改革。

1、卓越軟件工程師的核心潛質(zhì)能力分析

軟件工程專業(yè)是一個工程實踐性非常強的工科專業(yè)，主要培養(yǎng)IT及相關(guān)行業(yè)所需求的軟件工程人才。評價該專業(yè)辦學是否成功，主要看該專業(yè)是否培養(yǎng)出大量深受行業(yè)和企業(yè)歡迎的軟件工程師人才。在實施卓越計劃時，我們需要明確軟件工程專業(yè)培養(yǎng)軟件工程師人才的針對性。對于“985”重點大學的軟件工程專業(yè)，社會和行業(yè)對其畢業(yè)生的專業(yè)理論水平、工程實踐能力、創(chuàng)新思維素養(yǎng)等方面都有較高的期望。在軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，只有凸顯卓越工程師培養(yǎng)目標，采用先進的工程教育理念和行之有效的課程實踐教學模式，才能培養(yǎng)出專業(yè)理論水平高、工程實踐能力強、創(chuàng)新思維意識好的合格畢業(yè)生。

作為一個軟件工程專業(yè)的畢業(yè)生，需要具備諸多的從事軟件系統(tǒng)開發(fā)和工程技術(shù)應用的專業(yè)知識、能力和素質(zhì)，才能成為一個卓越軟件工程師后備人才。在眾多的能力要求中，專業(yè)技能、工程實踐能力和創(chuàng)新思維能力是軟件工程師的主要核心能力。因此，面向卓越軟件工程師的人才培養(yǎng)需要注重學生的這些核心潛質(zhì)能力培養(yǎng)。

針對軟件工程專業(yè)的數(shù)據(jù)庫課程進行分析，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫能力是軟件工程師應具有的一項重要專業(yè)技能。該課程作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，承擔了培養(yǎng)學生掌握數(shù)據(jù)庫理論知識和具有數(shù)據(jù)庫能力的重任。在數(shù)據(jù)庫課程教學中，如何有效地建立學生的軟件工程師潛質(zhì)核心能力，培養(yǎng)符合行業(yè)要求的軟件工程人才，是一個需要深入探討的教學改革課題。

2、面向卓越計劃的專業(yè)課程實踐教學模式

課程實踐教學模式是課程教學的有機組成部分，決定課程對學生專業(yè)技能、工程實踐能力、創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)思路、培養(yǎng)方法以及培養(yǎng)質(zhì)量。在實施面向卓越工程師人才培養(yǎng)計劃中，迫切需要探索一種適合卓越工程師人才培養(yǎng)的專業(yè)課程實踐教學模式。

2.1 傳統(tǒng)的課程實踐教學模式

在傳統(tǒng)的專業(yè)課程教學中，教學過程一般分為課堂教學和課程實踐兩個環(huán)節(jié)。教師首先按照教學計劃完成課堂教學，然后再組織課程實驗。例如，針對56學時的數(shù)據(jù)庫原理及應用課程教學，教師首先在課堂中講解40學時的數(shù)據(jù)庫原理知識、數(shù)據(jù)庫分析和設(shè)計方法、數(shù)據(jù)庫基本應用等教材知識內(nèi)容；在課堂教學結(jié)束后，組織學生進行16學時的課程實驗，完成一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本操作實驗，如數(shù)據(jù)庫基本SQL操作實驗、數(shù)據(jù)庫管理實驗等。

由上可見，傳統(tǒng)課程實踐教學僅僅是課程實驗，實踐活動大致是實驗教師指導學生完成若干基本課程實驗，學生完成實驗報告，再由實驗教師根據(jù)學生提交的課程實驗報告給出評價成績。這種專業(yè)課程實踐教學模式實施簡單、操作容易，對學生實踐能力有一定的訓練，但該實踐教學模式對于工程實踐性強的數(shù)據(jù)庫專業(yè)課程教學是不夠的。

深入研究這種課程實踐教學模式后，我們發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象：不少學生在課堂中雖然聽懂了課程知識內(nèi)容，也領(lǐng)會一些基本數(shù)據(jù)庫操作，但在課程實驗中只能完成一些基本設(shè)計實驗。對于一些數(shù)據(jù)庫綜合設(shè)計和應用編程問題，學生感覺動手實踐困難，更不知如何解決一些工程實際問題。分析其原因，我們認為傳統(tǒng)課程實踐教學模式存在如下幾個問題：①課程實踐教學環(huán)節(jié)少，僅通過課程實驗訓練學生專業(yè)技能和工程實踐能力顯然不能滿足工程師潛質(zhì)能力培養(yǎng)要求；②課堂教學與課程實驗獨立，課程理論知識與實踐操作之間缺乏有機聯(lián)系；③由于在課程實驗前，學生沒有必要的操作基礎(chǔ)，而且在有限的時間內(nèi)，通常只能完成一些基本實驗，因此難以結(jié)合工程應用場景解決實際工程問題，更談不上在課程實驗中培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力；④該實踐教學模式對學生實踐能力的評價僅局限于實驗報告的審閱結(jié)果，難以全面反映學生實踐能力的培養(yǎng)效果，若存在部分學生抄襲實驗報告的情況，評價將失去意義。

因此，傳統(tǒng)的專業(yè)課程實踐教學模式不太適合培養(yǎng)卓越工程師人才，需要采用一種更合適的課程實踐教學模式培養(yǎng)學生的專業(yè)技能、工程實踐能力和創(chuàng)新思維能力。

2.2 專業(yè)課程實踐教學模式改進

從上述對傳統(tǒng)專業(yè)課程實踐教學模式的分析看，面向卓越計劃的專業(yè)課程實踐教學需要有一種新穎的教學模式。借鑒CDIO工程教育思想，我們提出一種面向工程師核心潛質(zhì)能力培養(yǎng)的課程實踐教學模式，如圖1所示。

具體地，在數(shù)據(jù)庫課程實踐教學中，圍繞課程所承擔的軟件工程師核心潛質(zhì)能力（專業(yè)技能、工程實踐能力和創(chuàng)新思維能力）目標，以工程案例項目為背景，開展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)技能訓練和工程能力實踐培養(yǎng)。課程教學過程組織不再簡單地分為課堂教學和課程實驗環(huán)節(jié)，而是將數(shù)據(jù)庫課程的核心能力培養(yǎng)貫穿到課堂教學、實踐作業(yè)、課程實驗、課程設(shè)計等多個環(huán)節(jié)中，并進行一體化分層次能力培養(yǎng)。此外，通過綜合性的項目課程設(shè)計培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫項目團隊協(xié)作與溝通能力以及設(shè)計創(chuàng)新能力。endprint

3、數(shù)據(jù)庫課程實踐教學模式實施方案

電子科技大學軟件工程專業(yè)的數(shù)據(jù)庫課程實踐教學應用了上述新的專業(yè)課程實踐教學模式，在課程實踐教學的各個環(huán)節(jié)注重軟件工程師數(shù)據(jù)庫能力的培養(yǎng)。數(shù)據(jù)庫課程實踐教學具體實施方案如圖2所示。

1）課程實踐教學環(huán)節(jié)。

數(shù)據(jù)庫課程實踐教學環(huán)節(jié)分為課堂實踐教學40學時、課程實驗16學時、課程設(shè)計24學時，通過“課內(nèi)上機實踐→課后實踐作業(yè)→課程實驗→綜合課程設(shè)計”一體化的分層次課程實踐訓練，培養(yǎng)學生具備“構(gòu)想一設(shè)計一實施一操作”的數(shù)據(jù)庫能力。同時，通過分組進行綜合課程設(shè)計項目實踐，培養(yǎng)學生的團隊溝通能力、協(xié)作能力以及工程系統(tǒng)實踐能力。在一體化課程實踐教學體系下，統(tǒng)一規(guī)劃各個環(huán)節(jié)的潛質(zhì)能力培養(yǎng)目標和實踐教學內(nèi)容，確保各個環(huán)節(jié)實踐內(nèi)容的銜接性。

2）課程實踐教學方法。

在數(shù)據(jù)庫課堂實踐教學中，針對不同主題章節(jié)分別采用了做中學、案例教學、探究式教學的教學方法。在第2章關(guān)系模型的課程教學中，采用探究式教學方法和案例教學方法講解在數(shù)據(jù)庫中關(guān)系模型有什么用途、如何表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系、關(guān)系模型如何規(guī)范化設(shè)計、關(guān)系模型如何解決工程應用問題等。在第3章數(shù)據(jù)庫SQL語言教學中，結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫SQL操作工具的使用，采用做中學教學方法，訓練學生對數(shù)據(jù)庫各類SQL語句執(zhí)行的理解和動手操作能力，掌握數(shù)據(jù)庫對象的訪問方法和實現(xiàn)原理。

在數(shù)據(jù)庫課程實驗教學中，采用項目任務(wù)驅(qū)動方法將一個工程實例項目分解為多個實驗主題，指導學生完成一個實際數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)項目的開發(fā)。例如，針對圖書借閱管理系統(tǒng)項目，要求學生分別完成SQL Server數(shù)據(jù)庫軟件安裝及配置、圖書借閱管理系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計、圖書借閱管理系統(tǒng)物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計、SQL Server系統(tǒng)管理與數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)、圖書借閱管理系統(tǒng)Web數(shù)據(jù)庫訪問編程等主題實驗。

在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計教學中，組織多位教師分組指導學生進行課程設(shè)計，保證每組學生的課程設(shè)計題目不相同。課程設(shè)計題目要面向?qū)嶋H應用需求并解決若干工程問題。例如，典型的課程設(shè)計題目為汽車4s店會員管理系統(tǒng)、國際會議投稿系統(tǒng)、學生公寓管理系統(tǒng)等。在課程設(shè)計過程中，教師指導學生應用數(shù)據(jù)庫理論知識、專業(yè)技術(shù)方法、產(chǎn)品開發(fā)工具完整地完成一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)，并給出相應過程的開發(fā)報告和軟件作品等成果，同時也要求學生分工協(xié)作，培養(yǎng)學生在數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)中的團隊交流、溝通與協(xié)作能力。

3）課程實踐教學評價。

數(shù)據(jù)庫課程實踐教學評價由平時實踐作業(yè)、課程設(shè)計報告、上機能力測評組成。在實踐教學模式改革實施方案中，按照軟件工程師的數(shù)據(jù)庫能力目標對學生進行實踐教學考核并側(cè)重學生上機能力實測，使課程實踐教學評價能客觀真實地反映學生數(shù)據(jù)庫能力的提升情況。同時，通過評價方式引導學生更加注重核心潛質(zhì)能力的培養(yǎng)。

4、數(shù)據(jù)庫課程實踐教學模式應用效果

通過近幾年的數(shù)據(jù)庫課程實踐教學模式改革實踐，每屆學生都取得如下學習成效：①通過數(shù)據(jù)庫課程實踐學習，能夠較好地掌握主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品系統(tǒng)（如SQL Server、Oracle）的技術(shù)和應用方法；②利用數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具（如PowerDesigner）完成基本數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的分析、設(shè)計和實施；③掌握基本數(shù)據(jù)庫編程訪問及其軟件開發(fā)，明顯提升工程實踐能力。

數(shù)據(jù)庫課程實踐教學模式探索并解決了傳統(tǒng)課堂教學與課程實驗、課程設(shè)計內(nèi)容脫節(jié)的問題，使得專業(yè)技能培養(yǎng)能夠在課堂教學、課程實驗和綜合課程設(shè)計之間進行有機銜接，同時結(jié)合工程項目背景培養(yǎng)學生的工程實踐能力。實踐教學評價更加客觀合理，能夠確切地反映學生實踐能力的培養(yǎng)效果。

5、結(jié)語

面向卓越計劃的專業(yè)課程實踐教學模式的基本思想就是圍繞課程所承擔的工程師潛質(zhì)能力培養(yǎng)目標，以工程案例項目為背景，在專業(yè)課程中開展針對工程師核心潛質(zhì)能力培養(yǎng)的專業(yè)技能訓練和工程實踐能力培養(yǎng)。該模式應用做中學、項目案例學習、探究式教學的教學方法，使學生的專業(yè)技能、工程實踐能力、創(chuàng)新能力等卓越工程師核心潛質(zhì)能力得到充分培養(yǎng)。該課程實踐教學模式適合于卓越工程師人才培養(yǎng)，對同類課程實踐教學具有一定參考意義。endprint