“數(shù)據庫原理與應用”課程知識點融合教學改革探索

張強?劉麗杰?潘俊輝?王輝

摘要：針對“高校數(shù)據庫原理與應用”的特點，結合多年教學經驗，分析“數(shù)據庫原理與應用”教學中存在的特點及問題，提出多知識點融合的數(shù)據庫教學法，詳細說明了具體教學辦法并給出了具體案例，獲得了很好的教學效果。

關鍵詞：數(shù)據庫；知識點融合；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0108-02

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》明確提出：“深化教育體制改革，關鍵是更新教育觀念，核心是改革人才培養(yǎng)體制，目的是提高人才培養(yǎng)水平?！逼渲饕繕耸桥囵B(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要和國際化企業(yè)工作的高質量工程技術人才。[1]人類已走進以信息技術為核心的知識經濟時代，信息資源已成為與材料和能源同等重要的戰(zhàn)略資源，世界各國都把加快信息化建設作為自己的發(fā)展戰(zhàn)略。數(shù)據庫作為信息存儲的載體在信息化建設過程中具有重要的作用。[2]很多學校已將多媒體技術應用到數(shù)據庫的教學過程中，但由于數(shù)據庫理論的抽象和枯燥，使得學生在學習的過程中難以理解和掌握，[3]因此需要探索一種提高教學質量的方法，加深學生對知識的理解與掌握。

一、“數(shù)據庫原理與應用”課程特點及問題

“數(shù)據庫原理與應用”主要講述了數(shù)據庫的基本原理、數(shù)據庫的設計方法及應用技術。在大學本科教育階段該課程既是“計算機導論”、“高級語言程序設計”、“計算機組成原理”的后續(xù)課程，又是“數(shù)據結構”、“操作系統(tǒng)原理”、“軟件工程”、“計算機網絡原理”和“網站課程設計”等課程的并行課和先導課程。該課程傳統(tǒng)的教學方式是重理論輕實踐、強調知識學習而忽略創(chuàng)新培養(yǎng)，加之授課教師和授課水平的差異，使得學生很難將理論知識與實際應用相結合；同時，由于該門課程較其他專業(yè)課程相對獨立且內容抽象，相關概念要么在先導課程沒有接觸過，要么平行課正在教授，致使部分學生難以理解和想象。加之數(shù)據庫系統(tǒng)使用的SQL語言與高級語言相比也有所不同，因此學生對該課程的學習效果一直不盡人意，同時也對后續(xù)專業(yè)課程的學習造成了一定影響。

二、基于“數(shù)據庫原理與應用”課程的多知識點融合的教學內容改革探討

為了解決上述問題，需要在教學過程中嘗試將先導課程中的知識點融入到課程教學當中，用學生熟悉的內容講解新知識點。同時采用日常熟知的案例來引入和講解后續(xù)課程中的知識點，讓學生在整體上有一個感性認識，為后續(xù)課程的教學夯實基礎。本文以“數(shù)據庫原理與應用”的幾個相關章節(jié)的知識點出發(fā)，[4]對課程的知識點融合進行嘗試，希望能探索出提高教學質量的方法。

1.前導課程與“數(shù)據庫原理與應用”之間的融合

（1）數(shù)據庫設計中數(shù)據抽象概念與“面向對象程序設計”的融合。在數(shù)據設計中數(shù)據抽象有三個概念：分類、聚集和概括，根據這三個概念的定義可知，其類似于“面向對象程序設計”中類、屬性和繼承三個概念，所以在講授的時候可以參照這三個概念講解，既回顧了“面向對象程序設計”課程，又加深了學生的理解。又如，數(shù)據庫結構中三級模式的概念，即內模式、模式和外模式，可以與“面向對象程序設計”中的三層架構MVC模式[模型（model）-視圖（view）-控制器（controller）]一起對比講解，這樣既可以讓學生回顧了三層結構的原理及優(yōu)勢，又形象解釋了數(shù)據庫結構中三級模式的意義及各自發(fā)揮的作用。

（2）關系數(shù)據庫標準語言SQL與高級語言類課程的融合。目前高級語言種類繁多，都有各自的優(yōu)缺點，都能用其實現(xiàn)軟件功能的編寫。其實從軟件開發(fā)的過程來看，編程的核心問題是創(chuàng)新解決問題的方法，語言只是實現(xiàn)這種創(chuàng)新方法的工具。只要方法有了，任何一種語言都能實現(xiàn)，所以可以借助編程語言的特點來鼓勵學生學習SQL語言的興趣。告訴他們編程其實是尋找解決問題的思想，不要因為一門高級語言學不好，而對語言類的課程有所畏懼。其實學習的核心問題是尋找解決問題的思路，一旦思想成形，編程就變成實現(xiàn)思想的工具了，所以要學生提高解決實際問題的能力。

2.平行課程與“數(shù)據庫原理與應用”之間的融合

（1）數(shù)據庫中數(shù)據模型與“數(shù)據結構”中樹論和圖論的融合。在數(shù)據庫原理的知識點中講解到層次模型的查詢效率高，性能優(yōu)于關系模型，不低于網狀模型，同時又講解到關系模型查詢效率低是因為其存取路徑相對于用戶是透明的。解釋這個知識點可以引用“數(shù)據結構”中的樹論和圖論。層次模型的實現(xiàn)方式類似樹論，網絡模型的實現(xiàn)方式類似圖論。因為樹和圖的實現(xiàn)與遍歷方式針對不同的應用有不同的實現(xiàn)方式，因此對用戶不是透明的，用戶可以通過程序來優(yōu)化查詢效率；而關系數(shù)據庫的實現(xiàn)方式對用戶是透明的，只能通過SQL命令來獲取，具體的效率取決于數(shù)據庫管理系統(tǒng)的查詢優(yōu)化技術。

（2）數(shù)據庫并發(fā)控制與“操作系統(tǒng)”進程和線程概念的融合。數(shù)據庫并發(fā)控制的基本單位是事務，但是多個事務同時對一個數(shù)據進行操作可能會引發(fā)異常，所以并發(fā)操作要保證事務的隔離性和一致性。在講解該知識點的時候，可以結合“操作系統(tǒng)”中進程同步的知識點進行講解，進程操作的臨界資源可類比于數(shù)據庫中多個事務同時要操作的數(shù)據。因此可以用哲學家進餐或是售票系統(tǒng)來舉例，借此引出兩門課都涉及到的“死鎖”問題及解決方法。這種方式有利于學生活用知識點，也有利于“操作系統(tǒng)”這門課的學習。

3.后續(xù)課程與“數(shù)據庫原理與應用”之間的融合

（1）數(shù)據庫查詢優(yōu)化技術與“編譯原理”中編譯器結構的融合。數(shù)據庫查詢優(yōu)化技術分為四步：查詢分析、查詢檢查、查詢優(yōu)化和查詢執(zhí)行，其中查詢分析包括詞法分析、語法分析、語義分析等技術。其實詞法分析來源于“編譯原理”的詞法分析，因此在學習SQL程序的執(zhí)行原理的同時，了解高級語言的執(zhí)行原理。比如：SQL命令“select * from student”，進行詞法分析時會根據“空格”拆分得到以下四個詞組“select”、“*”、“from”和“student”，這也解釋了SQL命令中要記得寫“空格”；在高級語言中“int a=10”的詞法分析也是通過空格和一些運算符來分割，最后得到“int”、“a”、“=”和“10”四個詞組。二者的語法分析也類似，只不過需要遵循各自的語法規(guī)則，如“select”關鍵字之后見到的下一個關鍵字一定要是“from”，C語言中的“if”語句后面要么是空格，要么是“（”，否則就是語法錯誤。通過這樣的融合，不但使學生明白了SQL語句的執(zhí)行原理，也簡單了解了高級語言的編譯原理。

（2）數(shù)據庫安全與恢復技術與“計算機網絡原理”的網絡安全相融合。數(shù)據庫定義為存儲在計算機中有組織的、可共享的大量數(shù)據的集合，可見共享是數(shù)據庫的重要特征之一。所以需要解決網絡負載、安全性和恢復等問題，可以與“計算機網絡原理”中的組網技術、病毒檢測和防火墻技術等知識點相結合。針對不同的知識點，引入一些網絡方面的知識，不但可以幫助學生了解所學知識應該與哪門課程相關聯(lián)，還有利于增加學生學習網絡的興趣，為日后學習“計算機網絡原理”這門課打下良好的基礎。

4.基于多因素評價的考核方式改革

學生成績評價是一個復雜的、多因素的體系，它是教學的杠桿，在課程體系中起著激勵導向和質量監(jiān)控的作用。因此，學生成績的評價方式在教學改革中也至關重要。目前大多數(shù)高校廣泛采用的仍是理論考試，以卷面考試成績?yōu)橹?，參考平時成績和實驗成績來評定學生的學習效果。這種唯分數(shù)論的現(xiàn)行評價與素質教育不相適應，有著種種弊端，這已是教育界的共識。因此有必要改革這種評分方式，引入多因素、多方位的綜合評價準則。設計一種課程考核方式，具體可參考以下公式：考核總成績=卷面成績×60%+平時表現(xiàn)成績×10%+編程調試成績×10%+報告撰寫成績×10%+答辯成績×5%+先修主干課成績×5%，其中各項成績和考核總成績均為百分制。需要指出的是，現(xiàn)在的主干課程之間的成績沒有相應聯(lián)系，造成一些學生因個人喜好而忽略該課的重要性，所以在“數(shù)據庫原理與應用”的考試中需要參考先修的主干課成績，這樣有利于學生重視專業(yè)主干課程的學習。同時答辯成績、報告撰寫成績和編程調試成績在整個考核中占有較大比重，有利于鍛煉學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

三、結束語

在計算機技術和信息處理技術日新月異的今天，對于計算機專業(yè)人才培養(yǎng)已遠遠不止于教材本身上的知識，還應與其他知識點融合，做到學以致用?！皵?shù)據庫原理與應用”課程理論性很強，多數(shù)內容以理解為主，多專業(yè)課程相互融合，一方面讓學生明白課程與課程之間內容交叉的現(xiàn)象，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神及綜合能力；另一方面還能提高教師的業(yè)務水平，提高學生在社會環(huán)境中的競爭力。

參考文獻：

[1]陳流汀.突出特色創(chuàng)新“專業(yè)+信息技術”人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育，2010，（8）：9-11.

[2]周麗娟.數(shù)據庫教學體系改革與優(yōu)化[J].高教論壇，2009，（1）：59-61.

[3]葉霞，李俊山，李海龍.數(shù)據庫原理及應用實踐教學改革[J].計算機教育，2011，（1）：56-59.

[4]王珊，薩師煊.數(shù)據庫系統(tǒng)概論[M].第4版.北京：高等教育出版社，2006：5.

（責任編輯：王意琴）