“大作業(yè)驅(qū)動”在數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)中的應(yīng)用實踐

崔波++劉靖

摘 要：針對數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程理論性和綜合性較強(qiáng)，且理論和實踐脫節(jié)的現(xiàn)狀，分析了以往教學(xué)中存在的問題以及“大作業(yè)驅(qū)動”在數(shù)據(jù)庫原理和應(yīng)用課程中應(yīng)用的必要性，提出了以“大作業(yè)驅(qū)動”的理念為指導(dǎo)的課程教學(xué)方法，通過強(qiáng)化實踐操作，促進(jìn)學(xué)生對課程理論知識和方法的理解，培養(yǎng)學(xué)生掌握開發(fā)信息管理系統(tǒng)的技術(shù)和獨立開發(fā)的能力，在本科教學(xué)中取得了較好的成果。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 大作業(yè)驅(qū)動 實踐教學(xué)

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用是計算機(jī)應(yīng)用的重要分支，它是一門理論性強(qiáng)的課程，同時又具有極強(qiáng)的應(yīng)用性，是學(xué)習(xí)軟件工程、信息資源管理、電子商務(wù)、WEB開發(fā)技術(shù)、人工智能等的重要基礎(chǔ)課程。在課程的學(xué)習(xí)過程中，一方面要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念和架構(gòu)、了解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本的實現(xiàn)技術(shù)以及熟練掌握操縱數(shù)據(jù)庫的語言SQL；另一方面，要求學(xué)生通過開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在實踐中認(rèn)識和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫在相關(guān)課程中呈現(xiàn)出橋梁性質(zhì)，具有承上啟下的作用。課程的開設(shè)和學(xué)習(xí)對于計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，尤其是計算機(jī)專業(yè)本科學(xué)生整個專業(yè)知識體系的形成和擴(kuò)展具有十分重要的基礎(chǔ)作用，是關(guān)系到計算機(jī)專業(yè)合格人才培養(yǎng)的帶有全局性的重要基礎(chǔ)性課程。因此，在高校開設(shè)數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程，對于我國軟件人才的培養(yǎng)，以及信息化程度的提高有著重要的現(xiàn)實意義。

由于數(shù)據(jù)庫原理和應(yīng)用課程內(nèi)容的特點是概念多、綜合性強(qiáng)，對低年級本科層次學(xué)生來說，授課內(nèi)容比較枯燥，SQL語句的上機(jī)練習(xí)也是比較單調(diào)，即使基礎(chǔ)知識搞懂了、SQL語句練習(xí)得也差不多了，最后在實踐設(shè)計開發(fā)管理系統(tǒng)的時候，又不知道如何入手。因此，怎樣講授課堂內(nèi)容，讓學(xué)生更好的理解枯燥的理論，掌握基本的管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)技術(shù)，真正做到理論和實踐的有機(jī)結(jié)合，是數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程中一個亟待解決的問題。針對數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程理論性和綜合性較強(qiáng)，且理論和實踐脫節(jié)、考核形式單一等問題，本文提出了“大作業(yè)驅(qū)動”的教學(xué)方法，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面闡述了該方法的實施過程，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、并且使學(xué)生在實踐中更好的理解理論知識。本文結(jié)合我院數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程建設(shè)，采用“大作業(yè)驅(qū)動”方法在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面取得了較好的效果。

一、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程教學(xué)面臨的問題

近年來，盡管我院教研組通過不斷摸索，在課程教學(xué)上取得了一些進(jìn)步，但仍舊存在一些問題，具體表現(xiàn)在：

1.教學(xué)方法與教學(xué)手段相對單一。教學(xué)方法主要是把學(xué)生集中起來， 以課堂講授為主， 對啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法采用得仍然比較少。教學(xué)手段上仍采用傳統(tǒng)的方式，雖采用多媒體教學(xué)，但完善的教學(xué)與實驗平臺還沒有建設(shè)。

2.學(xué)習(xí)內(nèi)容理論性較強(qiáng)。教學(xué)內(nèi)容與市場需求脫節(jié)，理論性較強(qiáng)，內(nèi)容抽象，比較枯燥，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不容易調(diào)動課堂氣氛， 造成學(xué)生的適應(yīng)能力不足。

3.實踐環(huán)節(jié)比較薄弱。除了課內(nèi)安排的實驗，其他形式的實習(xí)實踐機(jī)會少， 學(xué)生難以接觸到對實際操作能力考核的問題。限于課時要求，配套的實驗與習(xí)題不多， 而且內(nèi)容也比較陳舊， 形式單一。

4.考核方式還是以筆試為主。雖然實踐環(huán)節(jié)占總成績的一部分，但是比例不是很大，只占30%左右。筆試還是占很大一部分，“死記書本”的現(xiàn)象仍舊存在。

因此，為解決以上問題，讓學(xué)生更積極、更有效地學(xué)好這門課，我們提出了“大作業(yè)驅(qū)動”的方法應(yīng)用于課程的教學(xué)，通過突出實驗環(huán)節(jié)的重要性，讓學(xué)生充分重視學(xué)習(xí)這門課程的實踐本質(zhì)，以此調(diào)動學(xué)生的實踐熱情?？荚囀菍W(xué)生學(xué)習(xí)的檢驗和督促手段。由于該課程是理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的緊密結(jié)合，在考試的考核方法上，應(yīng)該而且必須繼續(xù)強(qiáng)調(diào)由理論考試和實踐考試相結(jié)合的多種考試方式并用的策略，同時要提高實踐在考核中所占比例。

下文結(jié)合我院本科生數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的教學(xué)實踐，從課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)考核與評價等方面闡述“大作業(yè)驅(qū)動”方法在課程教學(xué)中的實施過程。

二、教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程。學(xué)生不僅要掌握數(shù)據(jù)庫的一些基本理論知識，還要通過理論知識指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，最終使用計算機(jī)編程語言設(shè)計并實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。下圖列出了課程的內(nèi)容體系。

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的內(nèi)容體系主要分為4部分，分別為數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS、程序設(shè)計語言以及軟件工程。因此，數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)必須與這4部分內(nèi)容相結(jié)合。這樣也就要求數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的設(shè)置應(yīng)該和程序設(shè)計語言、軟件工程課程在同一學(xué)期或者靠后。我院數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程與圖形學(xué)、軟件工程課程是在同一學(xué)期開設(shè)（大二下學(xué)期）。圖形學(xué)的第一個目的是讓學(xué)生熟悉并掌握VC++6.0這一編程工具的基本使用；軟件工程則是規(guī)范指導(dǎo)學(xué)生軟件設(shè)計的過程。數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程將數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)知識、Oracle10g數(shù)據(jù)庫軟件的操作作為課程的主要內(nèi)容，結(jié)合圖形學(xué)、軟件工程完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。

課程基礎(chǔ)知識包括數(shù)據(jù)庫基本概念，關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及定義，關(guān)系代數(shù)，關(guān)系演算，SQL語言，數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性，關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計，數(shù)據(jù)庫編程，關(guān)系查詢及優(yōu)化，數(shù)據(jù)恢復(fù)，開發(fā)處理等內(nèi)容。其中要求學(xué)生熟練掌握的有數(shù)據(jù)庫基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及定義、SQL語言、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫編程。一般掌握的有關(guān)系代數(shù)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計?；菊莆盏挠嘘P(guān)系演算，數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性，數(shù)據(jù)恢復(fù)。一般了解的有關(guān)系查詢及優(yōu)化、開發(fā)處理。

Oracle10g數(shù)據(jù)庫軟件的操作主要是通過上機(jī)實踐來練習(xí)。上機(jī)實踐大致有30個學(xué)時，有教師現(xiàn)場指導(dǎo)和答疑，學(xué)生需要在規(guī)定的時間完成指定任務(wù)，教師隨堂檢查作業(yè)，如果時間有限也可以根據(jù)實際情況采取抽查的方式。具體的時間安排如表所示。

大作業(yè)的實現(xiàn)主要由學(xué)生用課外時間獨立完成。從第八周開始，每組學(xué)生每周一次向教師展示大作業(yè)進(jìn)度情況，同時教師還要指導(dǎo)學(xué)生解決實踐過程中遇到的問題。endprint

Oracle10g數(shù)據(jù)庫操作實驗

三、教學(xué)方法

上文提到，數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程主要是理論和實踐相結(jié)合，因此，教學(xué)的內(nèi)容主要分為兩個方面：基礎(chǔ)理論知識和實踐。實踐部分又可分為兩個小的部分：SQL語言上機(jī)練習(xí)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。由于教學(xué)內(nèi)容的不同，方法也不盡相同，所以，我們分別從理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩個方面分別闡述課程的教學(xué)方法。

1.理論教學(xué)

理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐是理論的鞏固和加強(qiáng)。同時，基礎(chǔ)理論知識往往是枯燥無味的，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，我們在理論教學(xué)中主要采用教師講解、上課提問、課下練習(xí)以及隨堂測驗相結(jié)合的教學(xué)模式。因為，練習(xí)和測驗都是最終考核的一部分，這樣，在一定程度上會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。這種方法的實施同時也增加了學(xué)生的出勤率、提高了學(xué)習(xí)的效率。這種方法雖然能在教學(xué)中起到一定的效果，但是，這也只是一種學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方法，不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

2.實踐教學(xué)

課程的實踐教學(xué)主要分為兩個部分：SQL語言上機(jī)練習(xí)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。SQL語言是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基礎(chǔ)，同時也是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的主要組成部分。下面本文分別從這兩部分介紹實踐教學(xué)的方法。

（1）SQL語言上機(jī)練習(xí)

SQL語言上機(jī)練習(xí)主要是熟悉并掌握Oracle10g數(shù)據(jù)庫基本的SQL語法和語句。上機(jī)的內(nèi)容如表1所示。我們主要采用附屬式實踐教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動式實踐教學(xué)相結(jié)合的方法。首先，我們主要采用附屬式實踐教學(xué)方法，即在理論教學(xué)（SQL語句）的同時，安排一定課時上機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的實踐，這樣不僅能夠鞏固課堂教學(xué)的知識點，而且教師還能在上機(jī)的過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的共性問題，以便于集中解決；其次，SQL語言是課程的重要組成部分，但不是全部，當(dāng)SQL語言理論部分授課結(jié)束后，我們采用任務(wù)驅(qū)動的實踐方法，即在以后的上機(jī)實踐前，先給學(xué)生布置一定的任務(wù)，這樣學(xué)生會根據(jù)任務(wù)的需要來實踐。

（2）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)是課程實踐教學(xué)的重中之重。如圖1所示，它是在數(shù)據(jù)庫理論、SQL語言、高級編程語言和軟件工程的基礎(chǔ)上完成的，是一種比較完整的應(yīng)用系統(tǒng)軟件，開發(fā)起來有一定的困難。

在實踐中，項目的選擇尤為重要，難易程度要適中，工作量也要適中，能夠在大概3～5周內(nèi)完成。一般選擇一種比較通用的、與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的項目。我們選擇的實踐項目是“教務(wù)管理系統(tǒng)”是一個典型的數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)，功能模塊比較明確，學(xué)生也一直在使用，容易理解。教學(xué)主要是在教師簡單的講解和引導(dǎo)下，由學(xué)生自主設(shè)計完成。

項目開發(fā)前，教師向?qū)W生介紹項目的基本背景以及大致的需求（具體的用戶需求由同學(xué)期開的軟件工程教師指導(dǎo)）。項目以項目小組的形式開展，每個小組由組長和3～4位成員組成。原則上由學(xué)生自主組合，如果沒有合適組隊的由教師根據(jù)情況分組。同時，為了保證每個學(xué)生都能參與到項目組中，并且能夠服從組長的安排，教師賦予組長對組員的打分權(quán)。

需求分析是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中最重要的組成部分。前面講到，需求分析主要是軟件工程教師指導(dǎo)進(jìn)行。本課程老師同時也要對各組的需求分析報告進(jìn)行檢查。教師讓每個小組上臺講解設(shè)計思路，并請其他學(xué)生討論各種設(shè)計方法的優(yōu)缺點，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c評，指出設(shè)計中存在的共性問題，并提出改進(jìn)建議。這不但讓學(xué)生通過比較取長補(bǔ)短，而且能夠提高學(xué)生的語言表達(dá)能力。

代碼編寫過程以學(xué)生為主。教師在這一階段需要給學(xué)生提供解決技術(shù)問題的一般方法，指導(dǎo)學(xué)生利用圖書館以及網(wǎng)絡(luò)等資源尋找解決方案。為了督促學(xué)生按時保質(zhì)保量地完成項目，教師每周都要和各組組長進(jìn)行一次座談，詢問各組的進(jìn)度情況，并且教師每周還要在固定時間聽取各組以PPT形式的周匯報。代碼編寫完成后要進(jìn)行測試。組內(nèi)成員的互測不但可提高軟件質(zhì)量，也是學(xué)生相互學(xué)習(xí)、相互提高的過程。

項目最終完成后，教師首先檢查各組的完成情況。然后，再請2～3位相關(guān)專業(yè)的老師，共同聽取各組的項目匯報。通過這種方法，可以更加公平合理的對各組的成果進(jìn)行鑒定。

四、考核方式

課程的考試方式不再是僅僅以卷面成績?yōu)闇?zhǔn)。總成績由實踐成績和期末考試成績兩部分組成，各占50分，滿分100分。期末考試成績就是卷面成績除以2（卷面成績滿分100分）；實踐成績由四部分組成，包括：出勤（5分）、平時成績（10分）、SQL上機(jī)（10分）、應(yīng)用實踐（25分）。出勤是激勵學(xué)生上課的一種方法，缺勤一次扣2分，扣完為止，這在一定程度上能夠降低學(xué)生的缺課率。平時成績的考核主要是課后作業(yè)和隨堂測驗的成績，目的是鞏固理論知識。SQL上機(jī)的考核以平時的上機(jī)任務(wù)檢查以及一次的上機(jī)考試為標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用實踐的考核以開發(fā)過程參與情況和項目成果為主。

項目成果主要從軟件開發(fā)設(shè)計思想、系統(tǒng)功能完善程度、界面設(shè)計、文檔質(zhì)量等方面進(jìn)行檢查考核。因為項目采用分組的形式展開，每位學(xué)生在項目中的作用各不相同，成績評定過程中要進(jìn)行區(qū)分。項目小組長總體介紹項目分工情況，每個學(xué)生分別說明對項目的貢獻(xiàn)，演示并講解自己設(shè)計開發(fā)的功能模塊，并回答教師的提問。細(xì)節(jié)上的提問一定程度上能夠判斷該學(xué)生是否真正掌握知識，是否是自己的研發(fā)成果。各組成果的考核由代課教師以及其他幾位聽取匯報的教師商量來定。教師根據(jù)項目完成情況以及每位學(xué)生在項目中的貢獻(xiàn)、回答問題時的表現(xiàn)和組長為組員的打分進(jìn)行加權(quán)給出實踐成績。這樣，能夠更加真實的反映每個學(xué)生的勞動成果。

五、結(jié)語

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用是一門理論性和實踐性較強(qiáng)的課程，只有加強(qiáng)實踐教學(xué)的訓(xùn)練，理論知識才能得到有效鞏固。實踐表明，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的實踐教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫原理和方法解決實際問題的能力，提高了編程能力、自學(xué)能力以及團(tuán)隊協(xié)作的能力。

隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)據(jù)庫教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，教師應(yīng)該從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面認(rèn)真考慮，銳意改革，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高教學(xué)效率和學(xué)生的自學(xué)能力。

基金項目：國家自然基金“Petri網(wǎng)模型驅(qū)動的SaaS型云測試方法及支撐平臺研究”（61262017）

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