計算機專業(yè)中數(shù)據(jù)庫原理課程的改革與實踐

李志欣，卓亞琦

1.廣西師范大學 計算機科學與信息工程學院，廣西 桂林 541004

2.桂林理工大學 理學院，廣西 桂林 541004

0 引言

數(shù)據(jù)庫原理是計算機專業(yè)必修的專業(yè)基礎課之一，是研究如何科學地組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效地檢索和管理數(shù)據(jù)的一門學科[1,2]。數(shù)據(jù)庫技術是計算機科學技術中發(fā)展最快、應用最廣的領域之一，隨著數(shù)據(jù)庫技術的不斷發(fā)展，該課程的教學方法和手段也應隨之而改變。因此，如何將數(shù)據(jù)庫的基礎知識、基本技能與現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術相結合，成為教學改革的重要任務。此外，數(shù)據(jù)庫原理是一門理論與實際結合非常緊密的課程，其實踐性非常強。在教學過程中，一定要結合數(shù)據(jù)庫相關的實例進行講解，學生才能夠深刻理解數(shù)據(jù)庫的基本原理和系統(tǒng)架構。所以，教師除了要重視基礎性實驗環(huán)節(jié)外，還要特別注重課程設計和小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)工作，通過這些教學手段增強數(shù)據(jù)庫原理課程的實用性，使學生能夠做到學以致用。

1 數(shù)據(jù)庫原理課程中存在的問題

Equation Chapter（Next）Section 1目前，我國高校的計算機信息技術相關專業(yè)大都開設了數(shù)據(jù)庫原理這門課程，教學的內容和教學方法也大體相似，因此，也呈現(xiàn)出相似的教學狀況。大多數(shù)學生的學習狀態(tài)不佳，學習目的不明確，導致學習效果不理想，在實際應用的過程中無從下手。筆者通過教師間的交流溝通，結合自己的教學實踐與體會，分析了計算機專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理課程的教學現(xiàn)狀，總結了教學中普遍存在的一些問題。

1.1 教學內容的問題

數(shù)據(jù)庫原理課程的教學內容一般包括數(shù)據(jù)庫原理、設計及應用3個部分。原理是基礎，設計和應用是提高，它們相輔相成、互相促進。傳統(tǒng)教材主要以關系數(shù)據(jù)庫為基礎、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為中心，重點介紹數(shù)據(jù)庫的基本原理。相對而言，教材中涉及到數(shù)據(jù)庫的設計和具體的應用的內容較少，學生在學習過程中對數(shù)據(jù)庫中的一些重要實踐技術難以深入理解。目前，數(shù)據(jù)庫教學存在兩個問題：一是側重數(shù)據(jù)庫原理的學習，而對數(shù)據(jù)庫設計和應用技術的學習重視程度不夠，這導致學生不能將所學知識融會貫通，不能適應企業(yè)對數(shù)據(jù)庫應用人才的需要；二是過于側重流行數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具的使用，忽視數(shù)據(jù)庫原理的學習，這使得學生缺乏完整的知識結構，知其然不知其所以然，遇到問題不能舉一反三。高等院校數(shù)據(jù)庫原理課程的教育目標是培養(yǎng)社會需求的數(shù)據(jù)庫應用人才，這就要求在教學中要盡量避免以上兩個問題，使得培養(yǎng)的學生既理解基本原理、具有扎實功底，又善于靈活運用、富于創(chuàng)新。

1.2 教學方法的問題

傳統(tǒng)教學模式是按照教材的編排順序進行講解，即先對數(shù)據(jù)庫基本原理、理論進行講解學習，然后通過例子對其應用進行學習。然而數(shù)據(jù)庫基本原理和方法部分內容原理性強，較為抽象、枯燥、不易理解，因此，這種教學模式勢必會造成一些不良后果。一方面學生在理論知識學習階段對本課程的學習興趣降低，聽課時會感到乏味；另一方面學生在實踐階段又會發(fā)現(xiàn)與理論之間嚴重脫節(jié)，由于理論基礎不扎實，實踐無從下手。因此，如果教學方法不當，會使學生感到學不能致用，從而使教學很難達到預期的目標和效果。如何改進教學方法，解決本課程知識點瑣碎、枯燥的現(xiàn)象，讓絕大多數(shù)學生在有限的時間內迅速掌握課程的基本理論知識和實際應用，是本課程教學方法改革的重要課題。

此外，目前高等院校計算機專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理課程的授課大多采用計算機輔助教學的課件。課件的運用一方面減輕了教師板書的負擔，增加了授課的信息量；但另一方面，教師在授課時對課件的過分依賴也給課程的教學質量帶來了一些問題，如在涉及關系數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)理論知識的教學中，學生需要較長時間理解這些知識點，而用課件進行講授時，加快了演示的節(jié)奏，缺乏教與學的友好交互，學生的思維難以與之同步，從而使教學質量下降。

1.3 實踐環(huán)節(jié)的問題

數(shù)據(jù)庫原理雖然是一門理論性較強的課程，但如果不加強實踐環(huán)節(jié)的訓練，則難以理解和鞏固基本理論，無法培養(yǎng)綜合計算和分析判斷能力以及使用數(shù)據(jù)庫原理和方法解決實際問題能力。然而，目前實踐環(huán)節(jié)的教學存在很多弊端，例如學生不明確實驗目的，實驗的內容不清楚，實驗課時少等。在考核中實驗課占的比例較小，而課程設計在實施時也存在很多問題，因為課程設計的時間少，很多學生為了完成任務，只有仿照網上或參考書上的案例用開發(fā)工具去實現(xiàn)，沒有進行系統(tǒng)分析的過程，也就無法提高學生的實踐能力。

現(xiàn)代企業(yè)的數(shù)據(jù)庫應用基本上是工程化的合作開發(fā)，其基本特征是按軟件工程學的原則進行組織，將軟件工程學的基本方法融入數(shù)據(jù)庫原理課程的實踐環(huán)節(jié)，使學生盡早建立起工程化的概念，應是順應市場需求的一條原則。但考察目前的教學過程可以看到，除了畢業(yè)設計之外，從課后作業(yè)、上機實驗到課程設計或綜合性實驗，幾乎都是學生的個人行為，大多數(shù)學生是抱著應付差事的心理被動地來完成這些任務的，缺乏創(chuàng)新思維。在畢業(yè)設計中反映出許多學生不懂得如何合作開發(fā)一個實用的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，這導致學生畢業(yè)后不能迅速適應所在單位的工作要求。

1.4 考核制度的問題

考核是檢驗教學效果的有效方式和重要手段，對學生學習和教師教學具有重要的導向作用，不同的考核方式能激發(fā)學生不同的學習動機。目前的教學管理體制尤其是考核制度仍沿襲傳統(tǒng)的應試教育模式，在這種體制下，高等院校以期終理論考試成績作為對學生最終評分的主要依據(jù)，造成學生為考試過關而學，并不注重提高自身能力；教師僅為完成教學任務而教，也并不注重培養(yǎng)學生的實踐能力。這種違反教學規(guī)律、背離教學培養(yǎng)目標的現(xiàn)象已嚴重阻礙了數(shù)據(jù)庫原理課程的發(fā)展，不利于培養(yǎng)學生學習的主動性。

2 數(shù)據(jù)庫原理課程的改革與實踐方法

針對目前高等院校計算機專業(yè)數(shù)據(jù)庫原理課程在教學上存在的問題，筆者提出優(yōu)化教學內容、改進教學方法、重視實踐環(huán)節(jié)、完善考核制度等措施，建立一個較為合理的教學體系，從而促進教學質量的提高和學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從實施效果來看學生的學習興趣比過去有所提高，分析解決問題的能力有較大增強。

2.1 優(yōu)化教學內容

數(shù)據(jù)庫原理課程的教學目標是，通過課程的學習，強化基礎訓練，使學生理解數(shù)據(jù)庫的基本原理；應用軟件工程原則，掌握數(shù)據(jù)庫的設計方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，掌握數(shù)據(jù)庫的應用技術。在進行數(shù)據(jù)庫原理課程的教學時，從基本原理、設計方法到應用開發(fā)，應涵蓋如下教學內容：1）基本原理包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述、關系數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL、關系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化、關系數(shù)據(jù)理論等.這些內容是教學的重點，它們涵蓋了關系數(shù)據(jù)庫的基本原理，對數(shù)據(jù)庫的設計、應用和開發(fā)起著指導作用；2）設計方法包括軟件工程原則、數(shù)據(jù)庫恢復技術、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性；3）應用開發(fā)包括SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、基于PB的C/S構架的應用。

另一方面，學時安排要合理，基礎理論以必需、夠用為度，突出實踐教學。建議數(shù)據(jù)庫原理課程學時數(shù)不少于68學時，其中課堂教學為40學時，實驗12學時，課程設計16學時（四周左右時間）。實驗和實踐學時要占到總課時的40%以上，堅持“實踐、實際、實用”的原則，堅持實戰(zhàn)教學，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

2.2 改進教學方法

在教學過程中，針對數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展迅速、內容豐富和實用性強的特點，筆者引入了針對這門課程的三點教學法[3]和案例教學法[4]兩種教學方法。

三點教學法的要點是“一個教學中心為一點，兩個實踐環(huán)節(jié)點為一點，三種授課方式點為一點”。一個教學中心是整個教學過程要圍繞“提高學生的理論水平、實踐技能和創(chuàng)新能力”這個中心展開；兩個實踐環(huán)節(jié)是加強數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建模和設計這兩個實踐環(huán)節(jié)；三種授課方式是理論講授、上機操作和分組討論。通過這樣的教學方法提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生團隊合作精神，加強學生對數(shù)據(jù)庫技術的掌握。

案例教學起源于哈佛大學商學院，它是一種與傳統(tǒng)教學的“概念——理論——應用”模式完全相反，采用“案例——理論——概念”模式的教學方法。通俗地講，案例教學是通過對具體實例的演示、講解，讓學生對案例進行分析、討論、交流，充分表達自己的見解，以達到高層次認知學習目標的一種啟發(fā)式教學方法。整個教學過程由兩條主線來完成，教師在整個教學過程中以一個具體的工程案例的實現(xiàn)為基礎，將數(shù)據(jù)庫基本概念、原理融合到案例的實現(xiàn)過程當中；學生則以小組為單位，除了和教師進行同步學習之外，還要按照教師提出的任務案例的要求，完成任務案例的開發(fā)。

此外，在授課過程中，教師應針對不同的教學內容，運用不同的教學手段，提高教學質量。如對知識性較強的章節(jié)盡量采用計算機輔助教學課件；對內容淺顯、易于理解的章節(jié)可提出要點、安排學生自學；對需要深入掌握的重點難點，如關系數(shù)據(jù)理論等，可用板書的形式進行詳細的講解。

2.3 重視實踐環(huán)節(jié)

為了實現(xiàn)預期的教學目標，必須將理論教學與實踐環(huán)節(jié)緊密融合，鼓勵引導學生將理論知識靈活掌握，并具體應用到實際生活中。實踐教學是數(shù)據(jù)庫原理及應用課程教學的一個重要環(huán)節(jié)，課程中的上機實驗安排要合理。首先，教師在課堂上應給學生指定明確的有利于消化課堂理論知識的實驗題目，讓學生上機時做到目的明確、有的放矢；其次，上機時應對學生進行實時指導，并對上機過程中普遍存在的問題進行統(tǒng)一講解。上機實驗針對的往往是一定范圍的知識點，各個知識點相互聯(lián)系不夠緊密，具有一定的局限性。因此，在課程的后期需要安排兩周左右的課程設計或綜合性實驗訓練，所選題目應具有一定的應用背景，讓學生能夠應用軟件工程的基本原則設計一個具有實用價值的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，使所學知識融會貫通。

2.4 完善考核制度

數(shù)據(jù)庫原理是一門理論性和實踐性都很強的課程，傳統(tǒng)的單獨理論考試會導致學生為應付考試而對相關理論知識死記硬背，這與該課程培養(yǎng)應用型人才的目標是相悖的。為此，必須下決心改變目前在課程考核中實際存在的重理論、輕實際，重知識、輕應用的狀況。解決這一問題的關鍵是要給教師以教學自主權，教師教學質量的好壞最終要看學生的知識與能力是否達到了預期的培養(yǎng)目標。

數(shù)據(jù)庫原理課程的考核應分為知識考核與能力考核兩部分。知識考核重點考察學生對關鍵性概念和原理的熟悉和理解，考核方式可以采用傳統(tǒng)的閉卷考試，但題目要盡量避免學生死記硬背；能力考核的方式要靈活一些，應將考核變?yōu)榧ぐl(fā)學生學習興趣的機會。例如，可以采用對學生分組進行“項目設計”和“項目開發(fā)”的方式進行考核，給學生足夠的時間和有效的提示，使得這種考核方式成為學生對協(xié)同工作機制的一個體驗。

3 結論

本文針對計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)庫原理課程教學中存在的問題進行探討，提出了教學改革的思想，期望能夠在教學中促進學生的主動學習、培養(yǎng)學生的綜合能力和提高課程教學的質量。通過對部分畢業(yè)學生的聯(lián)系調查，他們大多認為在校學習到的數(shù)據(jù)庫知識在實際工作中發(fā)揮了比較大的作用，使他們在崗位上有較強的競爭力。實踐證明，通過多年的數(shù)據(jù)庫原理教學改革和實踐，筆者已經形成一個多層次有機結合的課程教學體系，使這門理論性與實踐性都很強的課程獲得了較好的教學效果，學生的綜合素質和創(chuàng)新能力在循序漸進的教學過程中不斷得到鍛煉與提高。

[1]王珊，薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M].第4版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]施伯樂，丁寶康，汪衛(wèi).數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2009.

[3]雷紅艷，鄒漢斌.數(shù)據(jù)庫原理課程教學方法改革探討[J].電腦知識與技術，2007，1(6)：1766-1768.

[4]肖海蓉，任民宏.案例教學法在數(shù)據(jù)庫原理課程中的應用[J].電腦知識與技術，2007，3(16)：899-942.