數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程教學(xué)載體設(shè)計(jì)的持續(xù)改進(jìn)

徐薇

摘要：針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中教師指導(dǎo)薄弱而無(wú)法保證達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)等問(wèn)題，對(duì)研究性教學(xué)訓(xùn)練載體進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，說(shuō)明研究性教學(xué)訓(xùn)練載體庫(kù)的整體框架和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，提出以不斷增加的成就感激發(fā)學(xué)生興趣，以不斷擴(kuò)展的問(wèn)題求解引導(dǎo)學(xué)生探究，強(qiáng)調(diào)教師在教與學(xué)關(guān)系中的重要作用。

關(guān)鍵詞：研究性教學(xué)；數(shù)據(jù)庫(kù)；訓(xùn)練載體；持續(xù)改進(jìn)

0 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，建設(shè)一定數(shù)量且較高質(zhì)量的研究性訓(xùn)練載體可以使訓(xùn)練題目動(dòng)態(tài)更新，使訓(xùn)練內(nèi)容更豐富和多樣化。教師可根據(jù)學(xué)生的反饋對(duì)教學(xué)載體進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，在訓(xùn)練載體中增加研究性設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前后銜接設(shè)計(jì)，使前期實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)楹笃诘木C合課程設(shè)計(jì)服務(wù)，提升綜合課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證學(xué)生完成課程訓(xùn)練。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程研究性訓(xùn)練載體庫(kù)的設(shè)計(jì)思想、主要內(nèi)容、研究性訓(xùn)練安排、學(xué)生自主探究環(huán)節(jié)等實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，已經(jīng)在課程教學(xué)中使用并不斷改進(jìn)。目前已有多組學(xué)生的訓(xùn)練作品依托該載體獲得了學(xué)校優(yōu)秀研究性學(xué)生作品。

1 教學(xué)訓(xùn)練載體庫(kù)的整體框架

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程研究性教學(xué)訓(xùn)練載體的設(shè)計(jì)目的是要求學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)控制等基本原理和方法的基礎(chǔ)上，掌握運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)、規(guī)范化理論、SQL語(yǔ)言等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程與方法。

一個(gè)好的訓(xùn)練載體的設(shè)計(jì)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生為目標(biāo)，因此教師應(yīng)首先將數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程訓(xùn)練目標(biāo)確定如下：①讓學(xué)生深刻理解和領(lǐng)會(huì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的核心“關(guān)系模型”；②培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納和設(shè)計(jì)能力；③使學(xué)生熟練掌握各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)操作；④從實(shí)際工程角度訓(xùn)練學(xué)生的編程和調(diào)試能力；⑤訓(xùn)練學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)求解新問(wèn)題的能力，重點(diǎn)培養(yǎng)自學(xué)能力和系統(tǒng)集成能力。

在對(duì)學(xué)生基本能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教學(xué)訓(xùn)練載體應(yīng)特別體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分析能力、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

1.1 總體設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程研究性教學(xué)訓(xùn)練載體庫(kù)是由綜合課程設(shè)計(jì)“圖書(shū)借閱系統(tǒng)”“酒店前臺(tái)登記系統(tǒng)”“房產(chǎn)中介系統(tǒng)”等多個(gè)訓(xùn)練載體組成的。每個(gè)訓(xùn)練載體均包括兩部分訓(xùn)練內(nèi)容。

第1部分訓(xùn)練內(nèi)容是精心設(shè)計(jì)的由淺入深的9組實(shí)驗(yàn)，完成全部SQL重點(diǎn)命令的練習(xí)，涵蓋數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)庫(kù)編程與查詢優(yōu)化6個(gè)理論教學(xué)模塊。整個(gè)訓(xùn)練載體的設(shè)計(jì)符合認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，層層遞進(jìn)，前后銜接，保持了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠使大部分學(xué)生迅速獲得成就感。第1部分訓(xùn)練題目都是從后期綜合課程設(shè)計(jì)中抽象出來(lái)的典型數(shù)據(jù)庫(kù)操作問(wèn)題，能夠使學(xué)生在實(shí)現(xiàn)這些核心操作任務(wù)的同時(shí)，掌握具體的數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)言并在后期的綜合課程設(shè)計(jì)中運(yùn)用。

第2部分內(nèi)容是要求學(xué)生按照軟件工程的規(guī)范完成綜合課程設(shè)計(jì)的需求分析、系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)等數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程。該課程設(shè)計(jì)題目體現(xiàn)了綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性、綜合性和研究性特點(diǎn)，可以使學(xué)生全面認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及其聯(lián)系，從而掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法，進(jìn)一步提高學(xué)生的編程能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。此外，綜合課程設(shè)計(jì)在前期SQL基礎(chǔ)訓(xùn)練上完成，使學(xué)生能夠快速進(jìn)入角色，這種循序漸進(jìn)的設(shè)計(jì)可以提高訓(xùn)練的效率。

1.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)

以訓(xùn)練載體“圖書(shū)借閱系統(tǒng)”為例的研究性教學(xué)訓(xùn)練載體設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

訓(xùn)練項(xiàng)目1和項(xiàng)目2是整個(gè)訓(xùn)練的基礎(chǔ)，幫助學(xué)生逐漸熟悉環(huán)境。Access是一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有使用方便、操作簡(jiǎn)單、容易上手的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)訓(xùn)練就從學(xué)生熟悉的Access數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境開(kāi)始。SQL Server是“圖書(shū)借閱系統(tǒng)”訓(xùn)練載體的主要實(shí)驗(yàn)環(huán)境，項(xiàng)目2將項(xiàng)目1中使用Access建立的表及數(shù)據(jù)導(dǎo)人SQL Server，使學(xué)生了解在實(shí)際應(yīng)用中共享數(shù)據(jù)的方法。每組實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)都需要建立這種前后的關(guān)聯(lián)。

訓(xùn)練項(xiàng)目3--項(xiàng)目9是基礎(chǔ)訓(xùn)練的重點(diǎn)。在每個(gè)訓(xùn)練載體中，教師可將前期的SQL驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)題目全部設(shè)計(jì)為與該載體相關(guān)的內(nèi)容，如“圖書(shū)借閱系統(tǒng)”中的子查詢實(shí)驗(yàn)題目是“借了3本以上計(jì)算機(jī)類圖書(shū)的金卡讀者”、觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)題目是“已掛失的借書(shū)證不能再借閱圖書(shū)”等。在“酒店前臺(tái)登記系統(tǒng)”中，所有的題目都更改為與該載體相關(guān)的內(nèi)容，如子查詢實(shí)驗(yàn)題目是“已住人的各類房間的總數(shù)”、觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)題目是“故障和整理中的房間不能登記住人”等。教師可在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)之間建立聯(lián)系，使前期實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)楹笃诘木C合課程設(shè)計(jì)服務(wù)，將前期的完整性實(shí)驗(yàn)、觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)、函數(shù)和存儲(chǔ)過(guò)程等實(shí)驗(yàn)全部用于后期的綜合課程設(shè)計(jì)中，使得整個(gè)訓(xùn)練載體的設(shè)計(jì)體現(xiàn)系統(tǒng)性和完整性。

訓(xùn)練項(xiàng)目10是綜合課程設(shè)計(jì)。除了共同的訓(xùn)練內(nèi)容之外，每個(gè)訓(xùn)練載體均有其側(cè)重的研究任務(wù)。圖書(shū)借閱系統(tǒng)重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)的完整性，如讀者借閱的圖書(shū)一定是系統(tǒng)中提供的圖書(shū)、一個(gè)讀者不能借同一本書(shū)超過(guò)1本、讀者遺失的圖書(shū)一定是本人借閱的圖書(shū)、已遺失的圖書(shū)不能再被借閱、遺失圖書(shū)數(shù)量不能超過(guò)館藏圖書(shū)數(shù)量、已掛失的借書(shū)證不能再借書(shū)、出借天數(shù)和最多借書(shū)冊(cè)數(shù)由會(huì)員級(jí)別決定等；酒店前臺(tái)登記系統(tǒng)則突出事務(wù)的練習(xí)，如換房操作就是一個(gè)事務(wù)，如果沒(méi)有按事務(wù)處理，就可能導(dǎo)致客人無(wú)法實(shí)現(xiàn)換房操作；房產(chǎn)中介系統(tǒng)引導(dǎo)學(xué)生研究數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的實(shí)現(xiàn)方法，保證某些重要信息不被竊取和丟失。通過(guò)上述訓(xùn)練，學(xué)生能夠?qū)?shù)據(jù)完整性、事務(wù)、數(shù)據(jù)安全性、查詢優(yōu)化等數(shù)據(jù)庫(kù)中重要概念的認(rèn)識(shí)更加深入，從而加深對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的理解。

2 教學(xué)洲練載體的研究性設(shè)計(jì)

要想在訓(xùn)練載體中體現(xiàn)研究性，教師必須巧妙設(shè)計(jì)題目，引導(dǎo)學(xué)生思考與探究。例如，每個(gè)訓(xùn)練載體中都有自出題，要求學(xué)生出的是把自己難倒的題，需要學(xué)生用未學(xué)的知識(shí)解決，學(xué)生必須通過(guò)自己上網(wǎng)查閱資料研究解決辦法，教師還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題。再比如，每次實(shí)驗(yàn)都會(huì)特別設(shè)計(jì)題目讓學(xué)生探究完成，數(shù)量不多，難度也不大，如有一題是“建立金卡會(huì)員的視圖，顯示會(huì)員姓名和年齡”，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的是會(huì)員的出生日期，如何將出生日期轉(zhuǎn)化為年齡輸出，需要學(xué)生自己解決；教師可引導(dǎo)學(xué)生找到函數(shù)year、getdate、datediff、datepart等將日期顯示轉(zhuǎn)換成數(shù)值顯示，或用cast和convert轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型，還可以使用多種方法并對(duì)每種方法進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)尋找解決問(wèn)題的方法。這樣的設(shè)計(jì)能夠引起學(xué)生的興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。

綜合課程設(shè)計(jì)中也有很多可以擴(kuò)展的問(wèn)題，甚至故意留有小的“陷阱”，如要求學(xué)生查閱讀者的借閱歷史信息，但給出的表并沒(méi)有支持該查詢的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，要想完成該功能需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加新表；再比如，借書(shū)時(shí)要根據(jù)讀者的級(jí)別、是否掛失、是否還有庫(kù)存、同一本書(shū)是否2次借閱等多個(gè)條件，才能確定是否允許借閱，該判斷要求學(xué)生使用之前的觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)完成，但當(dāng)時(shí)的觸發(fā)器功能并不能區(qū)分是何種原因使借閱操作無(wú)法進(jìn)行，這樣就不是單純的引用，而是需要在前面的基礎(chǔ)上繼續(xù)補(bǔ)充知識(shí)。

在訓(xùn)練載體中精心設(shè)計(jì)研究性問(wèn)題并帶領(lǐng)學(xué)生探究非常重要。教師在教與學(xué)的互動(dòng)中，需要既突出學(xué)生的自主性，又要讓學(xué)生離不開(kāi)教師的指導(dǎo)和反饋；而無(wú)論是載體的設(shè)計(jì)還是訓(xùn)練過(guò)程中的引導(dǎo)，教師都發(fā)揮著重要作用。實(shí)踐足檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)改革的效果只有在學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程中才能體現(xiàn)，在此過(guò)程中，如何做到持續(xù)改進(jìn)更是重中之重。

3 結(jié)語(yǔ)

在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課程的每個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和后期的綜合課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練之間建立聯(lián)系，將前后實(shí)驗(yàn)打通連貫并層層遞進(jìn)，使驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃鳛榫C合課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，不僅能夠建立前后實(shí)驗(yàn)的銜接層次關(guān)系，而且可以保證學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效果。筆者在訓(xùn)練載體中特別設(shè)計(jì)了與各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)的重點(diǎn)研究問(wèn)題，如安全性問(wèn)題、優(yōu)化問(wèn)題、數(shù)據(jù)完整性問(wèn)題等，用數(shù)據(jù)庫(kù)理論、方法和技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生的課程實(shí)踐活動(dòng)，在課程設(shè)計(jì)中體現(xiàn)研究性。未來(lái)的工作是根據(jù)學(xué)生反饋小斷改進(jìn)，進(jìn)一步豐富與完善載體庫(kù)設(shè)計(jì)并對(duì)改進(jìn)效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。