任務(wù)驅(qū)動式的《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》案例教學(xué)法研究

黃建華

（福州大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，福建 福州 350116）

任務(wù)驅(qū)動式的《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》案例教學(xué)法研究

黃建華

（福州大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，福建 福州 350116）

傳統(tǒng)“灌輸式”的教學(xué)模式，以課程內(nèi)容為中心，以教師講授為主導(dǎo)，學(xué)生被動接受，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情低下，教學(xué)效果難以保證。本論文針對《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的特點，提出任務(wù)驅(qū)動式的案例教學(xué)法，該方法通過案例的設(shè)計和問題的分解，達到發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生在獨立思考、分析和處理案例的過程中，熟練掌握課程內(nèi)容的目的。

案例教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動；數(shù)據(jù)庫

一、緒論

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息和計算科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)及核心技術(shù)之一，《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》是計算機、信息管理專業(yè)本科教育的一門核心課程?！稊?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的主要內(nèi)容包括：（1）數(shù)據(jù)庫原理相關(guān)的基礎(chǔ)理論，比如：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)系模式、函數(shù)依賴?yán)碚撘约胺妒嚼碚摰?。?）數(shù)據(jù)庫設(shè)計的方法和內(nèi)容，包括需求分析、數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計、數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計以及實施和應(yīng)用等整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的生命周期，在此過程中需要完成E-R圖的繪制、關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換以及應(yīng)用范式理論和函數(shù)依賴?yán)碚撨M行規(guī)范和約束。（3）與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關(guān)的開發(fā)和應(yīng)用，包括如何應(yīng)用DBMS有效的管理數(shù)據(jù)庫、如何應(yīng)用SQL語言以及其他開發(fā)工具進行數(shù)據(jù)庫編程和開發(fā)等內(nèi)容。目前，數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)方法大多還是以傳統(tǒng)的“灌輸式”模式為主，這種教學(xué)模式以課程內(nèi)容為中心，以教師講授為主導(dǎo)，學(xué)生被動接受。傳統(tǒng)教學(xué)方法注重該學(xué)科知識的全面性、系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的特點，對于學(xué)生掌握理論基礎(chǔ)具有重要意義，但是，這種教學(xué)方法不僅制約了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，而且忽視了學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性。

案例教學(xué)法由哈佛大學(xué)法學(xué)院Langdell教授于1870年首創(chuàng)，是一種以案例為基礎(chǔ)內(nèi)容，以學(xué)生對真實事件和情境的分析、思辨為教學(xué)重點，以提升學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論并解決實際問題的能力為目的的教學(xué)方法。它通過模擬或者重現(xiàn)現(xiàn)實生活中的一些場景，讓學(xué)生把自己納入案例場景，通過討論或者研討來進行學(xué)習(xí)[1]。與“灌輸式”的傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，案例教學(xué)法更加注重通過組織研討的方式引導(dǎo)學(xué)生自主思考[2]。案例教學(xué)法最初應(yīng)用于管理類[3]和法學(xué)類的專業(yè)課教學(xué)中，但隨著其在課堂氣氛、學(xué)生參與的積極性以及教學(xué)效果等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，逐漸被廣泛關(guān)注，包括政治[4]、醫(yī)學(xué)[5]、農(nóng)業(yè)[6]、計算機科學(xué)[7]等各類學(xué)科都開始探討如何設(shè)計適合本學(xué)科的案例教學(xué)法。案例教學(xué)法作為一種全程參與式的教學(xué)方法，一般包括課前預(yù)習(xí)、課堂討論和課后總結(jié)等三個基本階段。它要求學(xué)生在課前做好預(yù)習(xí)，掌握案例相關(guān)的基礎(chǔ)理論，課堂上積極參與小組討論，要求教師課前選好合適的案例，課堂上合理地引導(dǎo)學(xué)生開展小組討論，保證討論效果并做好點評工作，課后進行總結(jié)[2]。

鑒于《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程具有較強的實踐性，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力是該課程的核心任務(wù)，而傳統(tǒng)的教學(xué)方法在這方面存在明顯缺陷，因此，不少的學(xué)者對案例教學(xué)法在數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進行了探討[7，8]。張海燕等強調(diào)，作為一種全程參與式的教學(xué)方式，數(shù)據(jù)庫課程的案例教學(xué)法，在教學(xué)過程中要求學(xué)生課前做好準(zhǔn)備．課堂上積極參與小組討論，教師在整個教學(xué)過程中把握案例準(zhǔn)備和小組討論的效果，并指出教師要通過循序漸進的講解、演示和實驗，讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)庫的基本概念、理論和技術(shù)[7]。劉暢[1]結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程的特點，提出了一種項目驅(qū)動式的“數(shù)據(jù)庫原理”課程案例教學(xué)法，該方法以數(shù)據(jù)庫課程中的內(nèi)容為主線，以項目為核心，將數(shù)據(jù)庫課程分塊零散的知識和技能，通過實踐教學(xué)串聯(lián)起來，讓學(xué)生像在做數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作那樣，不斷地發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題，從而經(jīng)歷一個完整的項目開發(fā)研究過程，達到熟練掌握和應(yīng)用知識的目的。實際上，數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)理論較為抽象難懂，自學(xué)起來較為困難。因此，在設(shè)計案例教學(xué)法時，無法沿襲傳統(tǒng)的案例教學(xué)法步驟，因為，無論是安排學(xué)生課前預(yù)習(xí)還是課堂討論，都比較困難，教師有必要在開展案例討論之前，進行適度的講解。本論文將根據(jù)計算機原理及應(yīng)用這門課程的特點，在傳統(tǒng)案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上，提出一種基于任務(wù)驅(qū)動的案例教學(xué)法。

二、學(xué)科特點及教學(xué)現(xiàn)狀

《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程具有以下特點：首先，需要掌握很多基礎(chǔ)理論，比如：函數(shù)依賴、范式、三層結(jié)構(gòu)兩級映射等，這些內(nèi)容都比較抽象，學(xué)生在短時間內(nèi)難以理解和掌握。其次，數(shù)據(jù)庫課程中的前后內(nèi)容關(guān)聯(lián)性較強，比如：數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要參照三層結(jié)構(gòu)兩級映射的結(jié)構(gòu)體系進行，關(guān)系模式的構(gòu)建需要符合范式要求，要消除不合理的函數(shù)依賴關(guān)系等。最后，數(shù)據(jù)庫課程的實踐性較強，所有的基礎(chǔ)理論最終都要應(yīng)用于包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫編程等在內(nèi)的實際工作中。由于教學(xué)內(nèi)容抽象難懂、傳統(tǒng)教學(xué)模式枯燥乏味加上數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)領(lǐng)域理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用脫節(jié)嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣不高，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果難以保證。而且，由于教學(xué)內(nèi)容零散、孤立，學(xué)生很難達到系統(tǒng)化了解和綜合運用的境界，學(xué)生只能通過死記硬背的方式來應(yīng)付考試，很多學(xué)生雖然成績很好，但是動手能力很差，不知道如何應(yīng)用這些基礎(chǔ)理論解決現(xiàn)實問題，從而出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。

三、任務(wù)驅(qū)動式的案例教學(xué)法設(shè)計

針對以往教學(xué)方法的不足，本論文依據(jù)《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的特點，設(shè)計了一種基于任務(wù)驅(qū)動的案例教學(xué)方法，該方法具體步驟如下。

1.問題設(shè)計及案例準(zhǔn)備?！稊?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的案例教學(xué)法與管理、法律等文科類課程的案例教學(xué)法不同，不需要廣泛收集和整理大量高質(zhì)量的案例形成豐富的案例庫，不需要適時更新和補充新的案例，不需要強調(diào)案例形式多樣性和案例內(nèi)容的廣泛性，而是要針對核心教學(xué)任務(wù)設(shè)計一個科學(xué)的問題，并圍繞著問題進行案例準(zhǔn)備，要求所設(shè)計的案例，在縱向上能體現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的完整生命周期，在橫向上能覆蓋《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程要求掌握的所有基礎(chǔ)理論。

比如我們要求學(xué)生應(yīng)用《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程所涉及的基礎(chǔ)理論，設(shè)計和開發(fā)一個學(xué)生管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能完成以下任務(wù)：查詢出有哪些學(xué)生選修的課程中至少有兩門以上由教授開設(shè)。要完成該任務(wù)，學(xué)生需要完成的工作以及應(yīng)用到的理論包括：（1）描述教學(xué)關(guān)系，需要繪制E-R圖；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換成合理的關(guān)系模式，并編制數(shù)據(jù)表，需要應(yīng)用范式理論和函數(shù)依賴?yán)碚?；?）將數(shù)據(jù)文件保存在物理磁盤上，要求占用較少的存儲空間并能進行高效檢索，需要應(yīng)用物理結(jié)構(gòu)設(shè)計理論；（4）客戶從操作終端檢索所需要的信息，形成視圖，需要應(yīng)用SQL語言；（5）保證數(shù)據(jù)視圖—數(shù)據(jù)表—存儲結(jié)構(gòu)之間的相互獨立、相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，需要依賴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和兩級映射。案例需要圍繞著上述內(nèi)容進行設(shè)計，不能遺漏。

2.基礎(chǔ)理論的講解。由教師進行精練的理論知識講解，講解過程最好能結(jié)合解決實際問題的步驟，介紹在哪些環(huán)節(jié)需要用到它，這樣有助于將零散的知識串聯(lián)起來。《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程需要重點講解的知識點見表1。

表1 課程章節(jié)與核心知識點

3.問題分解及教學(xué)過程控制。案例教學(xué)的目的是充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生獨立思考、分析和處理案例設(shè)計階段所布局的問題，引導(dǎo)學(xué)生將核心問題分解成若干個子問題，在依次解決子問題的過程中主動的學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程中的基礎(chǔ)理論，并將其應(yīng)用于實踐。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、進度以及學(xué)生的掌握情況，適時地進行講解和點評，確保學(xué)生對核心內(nèi)容的掌握和靈活應(yīng)用（表2）。

表2 案例教學(xué)法的任務(wù)分解與問題設(shè)計

4.總結(jié)和評價。對案例教學(xué)法的全過程進行回顧，對重點和難點問題進行分析和講解，確保學(xué)生對所學(xué)知識的理解、掌握和應(yīng)用，并從以下三個維度評價任務(wù)驅(qū)動式案例教學(xué)方法的總體效果：（1）案例維度，包括案例項目的構(gòu)思、任務(wù)的分解以及問題的設(shè)計；（2）教學(xué)過程維度，包括課前的準(zhǔn)備、課中的引導(dǎo)和控制、課后總結(jié)等；（3）績效維度，包括教師表現(xiàn)、學(xué)生成績、課堂反映等。

四、結(jié)語

基于任務(wù)驅(qū)動的案例教學(xué)法，要求教師圍繞著課程的教學(xué)任務(wù)和課程內(nèi)容進行案例設(shè)計，案例由若干個問題構(gòu)成，學(xué)生在解決問題的過程中，主動學(xué)習(xí)課程的理論知識，并達到靈活應(yīng)用的效果。在案例探討的過程中，教師扮演的是引導(dǎo)和輔助的角色，一方面，引導(dǎo)學(xué)生按照設(shè)計的流程和步驟進行案例的分析和探討，另一方面，負責(zé)講解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的重點、難點問題。筆者在長期的教學(xué)過程中，雖然驗證了該方法的有效性，但是，隨著各種先進的教學(xué)手段的進步以及教學(xué)方法的不斷完善，《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)模式將不斷趨于合理。

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G642.0

A

1674-9324（2014）45-0161-03

福建省社科規(guī)劃項目：區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的抗毀性能及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)安全策略研究（2011B124）

黃建華（1972-），男（漢族），江西上高人，福州大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院副教授，博士，研究方向為信息管理與信息系統(tǒng)。