與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)新模式

摘要：針對(duì)目前數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了將科研課題引入數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的必要性，建立了與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)新模式。重點(diǎn)討論了該教學(xué)新模式實(shí)施過(guò)程中諸如教學(xué)目標(biāo)的確定、科研課題的選擇、知識(shí)點(diǎn)整合和實(shí)踐環(huán)節(jié)考核等關(guān)鍵問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；課程體系；科研課題；教學(xué)模式

0 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支。對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小和使用頻度已經(jīng)成為衡量這個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志。數(shù)據(jù)庫(kù)課程同其他課程結(jié)合緊密，與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯技術(shù)、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)和軟件工程等課程都有密切關(guān)系，是集理論性、實(shí)用性、操作性、創(chuàng)新性于一體的綜合性課程。數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系設(shè)置的合理與否，直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)專業(yè)每個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用水平和計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

目前我校數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的直接相關(guān)課程有“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”，“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”，“數(shù)據(jù)庫(kù)大型實(shí)驗(yàn)周”。該數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系分為“理論”和“實(shí)踐”兩條主線，其中“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”，重理論，通過(guò)該門課的教學(xué)，使學(xué)生全面地了解和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念原理及應(yīng)用技術(shù)，系統(tǒng)科學(xué)地受到分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的訓(xùn)練，為運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題做鋪墊；“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”，重實(shí)踐，要求學(xué)生在已掌握計(jì)算機(jī)基本操作技能及數(shù)據(jù)庫(kù)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言及數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)的基本理論和技術(shù)方法，初步具備數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)能力，為應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)?！皵?shù)據(jù)庫(kù)大型實(shí)驗(yàn)周”，重應(yīng)用，要求學(xué)生按照關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)對(duì)—個(gè)實(shí)際問(wèn)題的分析，設(shè)計(jì)開發(fā)+小型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，將原理與應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用書本上學(xué)到的知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，使學(xué)生能深入理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容。

盡管從數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系來(lái)看，教學(xué)過(guò)程包括了數(shù)據(jù)庫(kù)的理論教學(xué)，也包括了將理論與實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用教學(xué)，但得到的教學(xué)效果并不令人滿意。究其原因，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)模式仍存在不足，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念與原理，“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)重點(diǎn)在于某種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的使用，學(xué)生在學(xué)完這兩門課程之后不能將所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐融會(huì)貫通，缺乏完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，造成在后續(xù)的“數(shù)據(jù)庫(kù)大型實(shí)驗(yàn)周”中，乃至最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，還是不會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題，不懂得如何開發(fā)一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)到最后軟件成型，質(zhì)量都難以保證。

(2)“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”兩門課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是針對(duì)某個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置，學(xué)生往往對(duì)于局部知識(shí)點(diǎn)有所掌握，但是不知道如何將這些知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。

(3)部分任課教師缺乏實(shí)際的科研工作經(jīng)歷，在教學(xué)過(guò)程中難以按照軟件工程的思想將一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用實(shí)例融匯其中，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生難以建立工程化的概念，不知道如何按照軟件工程的思想開發(fā)成功的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

(4)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)過(guò)程的考核機(jī)制存在弊端。對(duì)于理論教學(xué)的課程，學(xué)校以期末理論考試成績(jī)作為對(duì)學(xué)生最終評(píng)分的主要依據(jù)；對(duì)于以實(shí)踐為主的“數(shù)據(jù)庫(kù)大型實(shí)驗(yàn)周”，盡管以實(shí)踐考核為主，但是往往教師只注重最后的軟件成果，而對(duì)開發(fā)過(guò)程和軟件的實(shí)用性不能嚴(yán)格把關(guān)。這就造成學(xué)生為考試過(guò)關(guān)而學(xué)，并不注重提高自身能力，教師僅為完成教學(xué)任務(wù)而教，并不注重培養(yǎng)學(xué)生的能力，背離了數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系原始的教學(xué)目標(biāo)。

鑒于教學(xué)模式的現(xiàn)狀，對(duì)于所存在的弊端，我們提出“與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)新模式”，目的在于通過(guò)該課程體系的教學(xué)，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用人才，使學(xué)生既理解原理，具有扎實(shí)的編程功底，又善于靈活運(yùn)用，將原理應(yīng)用到實(shí)踐中，將理論和實(shí)踐很好地融合在一起。

2 將科研課題引入數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的必要性

教學(xué)和科研結(jié)合是大學(xué)人才培養(yǎng)的需要，教學(xué)是高?？蒲械那疤岷突A(chǔ)條件，利用科學(xué)研究形成的創(chuàng)新知識(shí)和創(chuàng)新成果可以再反哺和提升教學(xué)水平。

我們提出將科研課題引入數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系教學(xué)新模式還基于以下原因：

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系與社會(huì)需求結(jié)合緊密，幾乎各行各業(yè)都需要與建設(shè)與該行業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將科研課題引入數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)過(guò)程，可以使學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求接軌，把教師實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)介紹給學(xué)生，有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；

(2)采用結(jié)合教師的科研項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)案例教學(xué)，以科研課題為主線，將各個(gè)離散知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，學(xué)生會(huì)感到學(xué)以致用，所學(xué)內(nèi)容不脫離實(shí)際，能豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)；

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)理論發(fā)展成熟，軟件產(chǎn)品日新月異，將科研課題引入教學(xué)過(guò)程，可以使學(xué)生了解當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展及其趨勢(shì)；

(4)教學(xué)目標(biāo)、計(jì)劃和教學(xué)方案應(yīng)圍繞社會(huì)需求開展和實(shí)施，科研課題體現(xiàn)了最新社會(huì)的需求，將科研課題引入教學(xué)過(guò)程，可以擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)教學(xué)方法與人才培養(yǎng)目標(biāo)的統(tǒng)一，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

3 與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)新模式的組織和管理

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系教學(xué)目標(biāo)的確定

計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程，應(yīng)面向社會(huì)需求，以培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，使學(xué)生在熟練掌握基本數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念、理論和方法的基礎(chǔ)上，建立工程化的軟件開發(fā)思想，能夠使用某種開發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神。

(2)將科研課題引入教學(xué)，精心選擇合適案例

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，需要首先了解數(shù)據(jù)庫(kù)是什么、能下什么、如何使用等基本問(wèn)題。在第一次上課時(shí)，可將一個(gè)合適的、實(shí)際的科研課題介紹給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。在數(shù)據(jù)庫(kù)課程的后續(xù)教學(xué)過(guò)程中，教師將以該科研課題為實(shí)例進(jìn)行教學(xué)。但是數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的科研項(xiàng)目，涉及領(lǐng)域眾多，難度各不相同，科研課題的選擇將直接影響課程的教學(xué)效果，如何選擇一個(gè)合適的科研項(xiàng)目引入教學(xué)過(guò)程，是該教學(xué)模式的關(guān)鍵所在，將關(guān)系到整個(gè)教學(xué)過(guò)程的成敗。

選擇科研課題進(jìn)入教學(xué)過(guò)程時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①科研課題大小和難度要適中，涉及的領(lǐng)域要和學(xué)生密切相關(guān)。教師首次將科研課題引入時(shí)，要通過(guò)該課題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)習(xí)信心。如果課題太大，太復(fù)雜，領(lǐng)域陌生，超出了學(xué)生的分析能力，會(huì)直接打擊學(xué)生學(xué)生的積極性，

②科研課題要有針對(duì)性。教師所選的利-研課題，要能涵蓋課程的絕大部分知識(shí)點(diǎn)，并且與現(xiàn)實(shí)相吻合，并要考慮學(xué)生的接受能力。

③科研課題要有系統(tǒng)性。實(shí)際的科研項(xiàng)目往往比教學(xué)過(guò)程中的實(shí)例要復(fù)雜，在教學(xué)過(guò)程中有可能要將一個(gè)大的科研項(xiàng)目進(jìn)行拆分，教師要保證拆分后的科研課題的邏輯相對(duì)完整，使學(xué)生能夠理解該課題與課程內(nèi)容的相關(guān)性；教師通過(guò)對(duì)該課題的講解，要讓學(xué)生在課后能編程實(shí)現(xiàn)，并且隨著課程的深入，對(duì)課題的研究能逐漸深入；在課程結(jié)束后，學(xué)生能夠完成一個(gè)功能相對(duì)完整數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的成就感。

(3)以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以科研課題為主線，整合教學(xué)內(nèi)容

目前的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系，理論教學(xué)部分主要有兩門課程，“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”這兩門課雖然一門課重理論，一門課重實(shí)踐，但是都屬于數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的兩門必修課。分析兩門課的教學(xué)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》中的部分理論教學(xué)內(nèi)容，缺少必要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，而《數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》中的某些應(yīng)用部分，需要的理論知識(shí)在該門課程中有沒(méi)有講授，造成整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系部分教學(xué)內(nèi)容理論和實(shí)踐相脫節(jié)。因此我們提出“以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以科研課題為主線”的整改思想，將上述兩門課程進(jìn)行合并，對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新整合。

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程的引言階段，以—個(gè)實(shí)際的科研課題為例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中，將“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”課程中的教學(xué)內(nèi)容穿插到數(shù)據(jù)庫(kù)原理中，并輔助科研案例進(jìn)行演示教學(xué)，使學(xué)生既深刻地理解了教材中的理論，同時(shí)又知道如何利用它們解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

例如：在介紹數(shù)據(jù)庫(kù)及其關(guān)系模型時(shí)，教師可以實(shí)際的科研課題所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為例，介紹數(shù)據(jù)庫(kù)和表的概念，使學(xué)生知道數(shù)據(jù)是如何存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中；而在講解SQL語(yǔ)言時(shí)，教師以真實(shí)科研項(xiàng)目中的查詢作為實(shí)例講解，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)造實(shí)際的查詢；在講授數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論時(shí)，教師首先介紹理論知識(shí)，然后針對(duì)具體的科研課題，由學(xué)生充當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，最后教給予及時(shí)的講評(píng)和糾正。這樣，學(xué)生不但在解決實(shí)際問(wèn)題的全過(guò)程中鍛煉了能力，而且更增加了學(xué)習(xí)的興趣。

數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)中講到數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)的一些應(yīng)用知識(shí)，如函數(shù)、存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器和數(shù)據(jù)庫(kù)備份恢復(fù)和導(dǎo)入導(dǎo)出，教師都要以實(shí)際的科研案例的引入，使學(xué)生不但掌握其基本概念，并且對(duì)這些知識(shí)的應(yīng)用背景有所掌握，增強(qiáng)其工程實(shí)踐能力。

(4)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織和管理，改進(jìn)實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的機(jī)制

數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系實(shí)踐環(huán)節(jié)主要由“課內(nèi)實(shí)驗(yàn)”和“數(shù)據(jù)庫(kù)大型實(shí)驗(yàn)周”兩部分組成。以往，“課內(nèi)實(shí)驗(yàn)”大部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只是將課堂上的理論延伸到實(shí)驗(yàn)室；而在“數(shù)據(jù)庫(kù)大型試驗(yàn)周”，教師所布置的題目，都是一些教師自擬的題目，學(xué)生開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，由于缺乏實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，往往是為開發(fā)而開發(fā)。教師對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行考核時(shí)，只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大致把握一下學(xué)生是否獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是否合理，界面設(shè)置是否合理，實(shí)驗(yàn)成果是否有實(shí)用性缺乏具體的考核指標(biāo)，以至于學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，也不知道一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣的。整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，難以達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)。

將科研課題引入教學(xué)過(guò)程后，教師將科研課題的部分科研內(nèi)容節(jié)選下來(lái)，作為輔助該課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而在“數(shù)據(jù)庫(kù)大型試驗(yàn)周”中，教師可以將實(shí)際的科研課題依據(jù)學(xué)生的能力進(jìn)行拆分，以替代自擬題目。在實(shí)踐過(guò)程中，教師要和學(xué)生不斷交流，對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，要及時(shí)反饋。在整個(gè)實(shí)踐過(guò)程結(jié)束后，教師要向?qū)W生展示成功科研項(xiàng)目，幫助學(xué)生尋找設(shè)計(jì)中存在的差距。在實(shí)踐過(guò)程的考核機(jī)制中，要避免以往只注重結(jié)果，不注重過(guò)程的考核辦法，教師要跟蹤學(xué)生的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，從需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)、到數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)，每個(gè)階段都要和學(xué)生交流，及時(shí)反饋，并對(duì)該階段學(xué)生的成果，包括設(shè)計(jì)文檔和程序質(zhì)量，進(jìn)行考核，最后給出綜合成績(jī)，以促使學(xué)生重視整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，在真正的科研課題中將課本中學(xué)到的知識(shí)學(xué)以致用。

4 結(jié)束語(yǔ)

鑒于數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的特殊性，提出了與科研課題相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)新模式。能否選擇合適的科研案例進(jìn)入教學(xué)，是該教學(xué)模式成敗的關(guān)鍵所在，這就要求教師要有目的地挖掘與科研環(huán)節(jié)相融合的教學(xué)內(nèi)容，充分利用每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中體驗(yàn)理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。實(shí)踐表明，該教學(xué)模式對(duì)于為大學(xué)生參與科研提供了機(jī)會(huì)和條件，成為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的平臺(tái)。