數(shù)據(jù)庫原理課程實驗教學設計探索

□祝振欣

數(shù)據(jù)庫技術是計算機學科的一個重要組成部分，數(shù)據(jù)庫技術與計算機網(wǎng)絡、人工智能被稱為計算機三大熱門技術，是信息化管理的重要工具。數(shù)據(jù)庫技術已經成為各類計算機信息系統(tǒng)的核心技術和重要基礎。目前很多院校都已開設了《數(shù)據(jù)庫原理》課程，該課程實踐性很強，實驗學是本課程的重點?；诋斍奥殞Ｔ盒５膶嶋H情況，下面將對數(shù)據(jù)庫原理課程的實驗教學設計進行探討。

一、實驗教學的設計思路

實驗教學的總體設計思路是以能力為本位，以項目導向和任務驅動的方式組織課程教學內容，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，讓學生在完成具體項目和任務的過程中來構建相關理論知識，逐步培養(yǎng)學生利用數(shù)據(jù)庫進行管理信息系統(tǒng)的設計、開發(fā)和維護的職業(yè)能力。

在項目的選題上應該以學生較熟悉、易接受的為主，如“教學成績管理”、“圖書借閱管理系統(tǒng)”、“運動會管理系統(tǒng)”等。在教學過程中對項目各階段任務進行分解，將實驗指導書中平時實驗任務與集中課程設計結合、課內外結合、模擬演練與動手“產學研項目”等實踐結合，從而使得項目分階段推進實驗。特點是“以項目為主線，教師為主導，學生為主體”，體現(xiàn)學生主動參與、協(xié)同合作、探索創(chuàng)新的教學模式，通過項目研發(fā)，實現(xiàn)“教、學、做”一體化。強調項目任務真實性、教師指導的目標及過程的指引性、學生學習的積極主動性、實踐過程的探究性和合作性等。按軟件工程設計原則，項目的具體實施由以下步驟組成:

(一)確定選題。由教師提出課程設計的目標、要求和步驟，學生以分組討論形式，提交備選項目，并由小組代表和教師一起確定所要使用的教學項目。目的是讓學生從開始就參與其中，提高學習興趣，激發(fā)學習熱情。

(二)進行需求分析。需求分析是項目實施的必要前提，本階段主要以學生為主體完成。通過學生深入調研項目的業(yè)務需求，查找參照各種相關資料，結合本課程所學知識，對實際業(yè)務的各種需求、數(shù)據(jù)和處理功能等進行分析。

(三)完成數(shù)據(jù)庫設計。在需求分析基礎上，設計E -R模型，詳細描述各實體的屬性以及各實體間聯(lián)系;實現(xiàn)由ER 圖向關系模型(數(shù)據(jù)表)的轉換及優(yōu)化與規(guī)范化;實現(xiàn)概念模型向數(shù)據(jù)模型的轉化，并設計數(shù)據(jù)的完整性，定義主鍵、外鍵及規(guī)則等各種約束和視圖、索引、數(shù)據(jù)查詢等數(shù)據(jù)處理等。

(四)著手項目實施。學生對數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)編程、調試、運行與維護，教師提供技術支持和幫助，適時組織討論、指導和歸納總結，及時發(fā)現(xiàn)問題并提出具體解決的新思路、新方法。

(五)項目成果交流。學生以項目組形式完成項目設計與研發(fā)后，各小組將展示交流成果，接受師生的評價。通過作品評價總結，激發(fā)競爭意識，加強交流、協(xié)作、取長補短。

(六)總結評價與體會。提交文檔包括課程設計方案、實驗報告和作品。引導學生反思是內化學生情感與態(tài)度的有效手段，回顧探究過程中的得失，有利于培養(yǎng)堅忍不拔的意志和相互配合的團隊協(xié)作精神。教師按評價表對提交的文檔和作品評價，并形成總結性評價報告。

二、實驗教學內容設計

《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學內容的選取本著“理論以實踐為基礎，實踐以崗位為引導，重點提高實踐能力”的教學宗旨，打破傳統(tǒng)教學的方式，根據(jù)“崗位需要、個人發(fā)展”的原則、以從業(yè)能力培養(yǎng)為核心選取課程內容的原則以及以“工作過程”導向選取課程內容的原則，選取和整合教學內容，以增強課程教學的針對性和適用性，并為學生未來職業(yè)生涯規(guī)劃和可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎。

在整個教學過程中，以“工作過程”為導向，設計具體的項目為載體，實現(xiàn)教學目標。實驗教學內容根據(jù)實際問題，從軟件工程的角度完成需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計，開發(fā)出數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，完成系統(tǒng)安全、備份和恢復等相關的維護管理工作。所以教學過程可分解為6 個模塊，每個模塊又包含若干任務，在數(shù)據(jù)庫應用技術的理論教學過程中穿插進行。教學模塊如下:

(一)初識數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。本模塊涵蓋數(shù)據(jù)庫基礎理論知識，以及本課程所學習的SQL Server 2008 系統(tǒng)軟件的相關知識，重點任務包括SQL Server 2008 的安裝、調試和工作環(huán)境等。

(二)構建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以學生所選項目為載體，依據(jù)需求分析的調查結果，進行數(shù)據(jù)庫設計，重點任務為項目中所涉及到的實體的概念模型及E-R 圖設計。

(三)創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫。本模塊包含在SQL server 2008 環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、數(shù)據(jù)表的設計與實現(xiàn)、數(shù)據(jù)完整性設計和數(shù)據(jù)表的基本操作等任務。

(四)數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)管理主要任務有，數(shù)據(jù)查詢、視圖、觸發(fā)器和存儲過程等，由于觸發(fā)器和存儲過程涉及程序代碼的編寫，學生不易于理解，所以用的教學課時較多。

(五)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全管理的主要任務包括數(shù)據(jù)庫的安全設置、登錄帳戶和用戶的管理以及數(shù)據(jù)庫的備份和恢復的設計及實現(xiàn)。

(六)數(shù)據(jù)庫綜合應用。數(shù)據(jù)庫綜合應用完成數(shù)據(jù)庫的綜合開發(fā)。基于ASP 或VB 等程序設計語言完成信息系統(tǒng)的開發(fā)，本階段由于所涉及的知識較多，所以和后期的課程設計一起實施，使學生將所學知識與實踐結合，提高學生在實際工作中的動手能力。

由驗證性實驗到設計性實驗，使學生對知識的掌握由淺入深，層層遞進，最后達到具備初步實訓設計能力。通過實訓項目，模擬企業(yè)工作環(huán)境，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力，對疑難問題能獨立查閱有關參考書和文獻，提出努力方向和解決意見。了解數(shù)據(jù)庫中的新知識、新技術和現(xiàn)代化進展情況。經過學生具體實踐，此種教學模式具有良好的教學效果。

三、改革實驗教學的考核方式

根據(jù)課程的特點，本門課程的實驗獨立考核，考核目的是測試同學們的實驗規(guī)劃、操作能力和分析、判斷、總結能力，成績主要由平時各普測的完成情況、實驗報告的撰寫質量以及課程設計的完成情況綜合形成。

(一)平時課內實驗。要求每次實驗提交報告，并進行檢查打分?？己朔椒?一是考勤占總成績20%;二是實驗課堂完成情況50%;三是實驗報告提交情況30%。

(二)課程設計。學生要提交能正確運行的完整的系統(tǒng)程序?？己朔椒?一是提交課程設計報告40%;二是提交系統(tǒng)的源程序，包括數(shù)據(jù)庫腳本程序60%。通過考核方式的改革既強化了學生對基本知識的掌握情況，又提高了分析問題、解決問題的能力。要求學生撰寫相關的、合乎文檔規(guī)范的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計和開發(fā)報告，從而使學生熟悉系統(tǒng)分析、設計與開發(fā)的過程，培養(yǎng)了學生系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力和素質。

四、結語

多年來，通過對“數(shù)據(jù)庫原理”課程實驗教學的改革，調動了學生學習的積極性，培養(yǎng)了學生應用軟件開發(fā)、系統(tǒng)軟件的開發(fā)技能以及科研能力，鞏固了理論知識，使學生的理論結合實際的能力以及創(chuàng)新能力得到提高，為學生的就業(yè)打下了堅實的基礎。

［1］ 郭鄭州等．SQL Server 2008 完全學習手冊［M］．北京:清華大學出版社，2011:100～107

［2］ 楊力等．數(shù)據(jù)庫原理精品課程改革與實踐［J］．計算機教育，2011，23:77～78