基于“項目驅(qū)動法”的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)

黃　輝

(湖北工程學(xué)院 新技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000)

基于“項目驅(qū)動法”的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)

黃輝

(湖北工程學(xué)院 新技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000)

摘要：“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”是“數(shù)據(jù)庫原理”的重要后續(xù)實踐性課程，設(shè)計合理有效的教學(xué)模式對實現(xiàn)學(xué)生從理論到實踐的升華非常關(guān)鍵。筆者從四個方面分析了現(xiàn)有教學(xué)模式存在的不足，并提出運用“項目驅(qū)動法”的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)設(shè)計方法，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)規(guī)程和考核評價四個方面設(shè)計教學(xué)模式，對指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的實踐性教學(xué)，全面提升學(xué)生數(shù)據(jù)庫技術(shù)的實踐能力，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動法;數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計;教學(xué)模式

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)核心技術(shù)之一，也是計算機科學(xué)中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的技術(shù)之一。作為計算機、經(jīng)濟管理、信息技術(shù)、市場營銷、電子商務(wù)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，數(shù)據(jù)庫是一門應(yīng)用性很強的課程，教學(xué)中必須做到理論與實際項目相輔相成，貫徹“理論和應(yīng)用相結(jié)合”的宗旨，讓理論知識指導(dǎo)實踐，讓實踐深化理論知識。如今，在互聯(lián)網(wǎng)信息平臺上，數(shù)據(jù)庫技術(shù)在政府部門、企事業(yè)單位和社會團體都有廣泛的應(yīng)用。

“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”是“數(shù)據(jù)庫原理”的后續(xù)實踐課程。在教學(xué)中，一方面要圍繞“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生對數(shù)據(jù)庫課程中應(yīng)知必會知識的理解，并能在實際工作中能加以運用；同時，還要選擇貼近學(xué)生生活的實際項目，循序漸進，逐步提高學(xué)生的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，從而增強學(xué)生的就業(yè)競爭力[1]。

1現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問題

從數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的教學(xué)大綱、課程設(shè)置和內(nèi)容安排等方面看，大多數(shù)高等院校都開設(shè)了“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”實踐教學(xué)課程。但在開展具體教學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容僅僅圍繞相關(guān)課程展開，不能與實際問題有效結(jié)合起來，導(dǎo)致學(xué)生在數(shù)據(jù)庫實際應(yīng)用方面缺乏良好的理論基礎(chǔ)和工程實踐能力，無法適應(yīng)企事業(yè)單位對數(shù)據(jù)庫專業(yè)技術(shù)型人才的需求。筆者結(jié)合多年教學(xué)實踐和市場調(diào)研情況，發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)過程存在四個方面值得關(guān)注的問題。

1.1教學(xué)目標(biāo)不明確

盡管很多高等院校的計算機專業(yè)在教學(xué)大綱中都開設(shè)了“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”這門課程，但學(xué)時有多有少，時間安排上也不集中，僅僅當(dāng)作一般的設(shè)計性實驗對待，沒有形成統(tǒng)一的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和明確的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)安排的不合理，導(dǎo)致學(xué)生和教師對“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”重視程度不夠，從而影響課程設(shè)計的教學(xué)效果，無法達到鞏固數(shù)據(jù)庫課程知識、提高實際操作能力和綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力的目的。

1.2教學(xué)內(nèi)容不合理

已有的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容比較單一，缺乏對內(nèi)容的精心組織，基本上是圍繞“數(shù)據(jù)庫原理”課程的內(nèi)容而展開，教學(xué)知識點與實際問題聯(lián)系不緊密，缺少新知識和新的工程設(shè)計工具和方法的引入，不能讓學(xué)生從總體上形成數(shù)據(jù)庫技術(shù)的認(rèn)識。盡管很多學(xué)生取得了“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”的學(xué)分，但仍然不完全具備設(shè)計一個合理、完備、優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫的基本能力。因此，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的不合理，對培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神、創(chuàng)新能力以及可持續(xù)發(fā)展的能力起不到積極作用。

1.3過程管理不規(guī)范

目前，很多學(xué)校的課程設(shè)計管理比較松散，在學(xué)時安排、師資配置和人員組織上不夠合理，缺少對整個課程設(shè)計過程的跟蹤和監(jiān)控，更沒有建立完善的監(jiān)督與修正機制，最終影響了課程設(shè)計的實踐效果。為實現(xiàn)規(guī)范化的過程管理，要結(jié)合本專業(yè)學(xué)生實際情況，在保證學(xué)時充足的情況下，采用分組合作形式組織課程實踐，通過制定具體的工作計劃和合理的工作進度，確保每個分組項目的穩(wěn)步推進。學(xué)生要詳細(xì)做好課程設(shè)計的工作記錄，及時匯報項目的進展情況，并總結(jié)項目開發(fā)過程中遇到的問題和解決方案；指導(dǎo)教師通過工作手冊記載工作記錄、學(xué)生的進度報告、小組討論和答疑情況。

1.4考核方式不全面

當(dāng)前，很多高等學(xué)校的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”考核方式還不夠合理，僅僅從學(xué)生的考勤、報告、作品等少數(shù)幾個方面進行簡單的評價，不能全面反映教學(xué)全過程中學(xué)生的協(xié)作能力、工程能力、創(chuàng)新能力、文檔寫作能力和代碼質(zhì)量，不利于客觀真實地反映學(xué)生的課程參與指數(shù)、專業(yè)技能指數(shù)、團隊協(xié)作指數(shù)、創(chuàng)新水平指數(shù)等方面的能力。因此，建立和完善以綜合測評與項目答辯相結(jié)合的考核機制，對提高數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計實踐教學(xué)效果，鍛煉與培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有促進和激勵作用。

2“項目驅(qū)動法”教學(xué)模式概述

“項目驅(qū)動教學(xué)法”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往的以傳授知識為主的教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念，將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對當(dāng)前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題[1]。這種教學(xué)方法要求有明確的目標(biāo)任務(wù)，創(chuàng)設(shè)合適的教學(xué)情境，使學(xué)生帶著真實的任務(wù)在探索中學(xué)習(xí)。學(xué)生以小組為單位，在老師的指導(dǎo)下，緊緊圍繞已經(jīng)設(shè)定好的任務(wù)，在強烈的問題動機驅(qū)動下，通過對網(wǎng)絡(luò)、圖書資料等學(xué)習(xí)資源的主動索取應(yīng)用，進行自主探索和互助式學(xué)習(xí)，在完成既定任務(wù)的同時，獲得了理論應(yīng)用于實踐的機會。

近年來，以“項目驅(qū)動法”為教學(xué)理念的創(chuàng)新教學(xué)模式受到了廣大教育工作者的高度重視[2]。例如，文獻[3]提出運用“項目驅(qū)動法”，從課程設(shè)計、課程實施、效果評價三個方面對“JSP程序設(shè)計”教學(xué)模式進行改革；文獻[4]針對職業(yè)技術(shù)教育的特點，從綜合性、實踐性和探索性三個方面提出了“項目驅(qū)動法”運用于機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的基本原則；文獻[5]運用基于主動學(xué)習(xí)的項目驅(qū)動法教學(xué)理念，利用分組合作的形式開展多層次、全方位的“計算機組成與結(jié)構(gòu)”實驗教學(xué)，有利于提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力；文獻[6]提出以項目驅(qū)動為基礎(chǔ)的“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程三維教學(xué)法，從項目選擇、項目導(dǎo)入和項目實施三個方面開展合作教學(xué)。文獻[7]以MySQL數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)中索引的創(chuàng)建與應(yīng)用為例，提出以工作過程為導(dǎo)向的項目驅(qū)動法的教學(xué)模式，從子項目設(shè)計、計劃制定、任務(wù)實施、任務(wù)交付、效果評價和項目擴展6個方面設(shè)計教學(xué)過程。

因此，“項目驅(qū)動法”以建構(gòu)主義理論[8]為基礎(chǔ)，通過模擬真實項目的開發(fā)環(huán)境與開發(fā)過程，運用“教學(xué)做合一”模式充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，對于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題與解決問題的實踐能力有很好的鍛煉作用，符合培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型創(chuàng)新性人才的內(nèi)在要求。

3基于“項目驅(qū)動法”的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)設(shè)計

本質(zhì)上，“項目驅(qū)動教學(xué)法”是一種以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)的教學(xué)法，是激勵學(xué)生積極參與、協(xié)作、創(chuàng)新的一種教學(xué)模式。運用“項目驅(qū)動法”開展數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計教學(xué)，一方面，需要根據(jù)學(xué)生已有的知識和能力，精心組織教學(xué)內(nèi)容，既要有必知必會知識的鞏固練習(xí)，還需要適當(dāng)?shù)匾肱c實際項目密切相關(guān)的新知識、新工具，以擴大學(xué)生的視野；另一方面，需要將軟件工程的思想引入到教學(xué)當(dāng)中，通過模擬軟件企業(yè)大中型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，讓學(xué)生充當(dāng)項目組中的不同角色，使他們在參與項目開發(fā)的過程中培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識和工程素養(yǎng)。

“項目驅(qū)動教學(xué)法”要求老師設(shè)計科學(xué)合理的實踐項目，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)學(xué)生團結(jié)協(xié)作，充分交流，利用所學(xué)的知識完成項目任務(wù)。

3.1制定明確的教學(xué)目標(biāo)

制定明確的教學(xué)目標(biāo)是搞好數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計實踐教學(xué)的首要任務(wù)。首先，在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容時，重視學(xué)生對先前已學(xué)數(shù)據(jù)庫理論和技術(shù)的鞏固，并與實際應(yīng)用有效結(jié)合起來，實現(xiàn)理論到實踐的知識升級。其次，通過引入新的設(shè)計方法和設(shè)計工具，提高學(xué)生分析與解決實際應(yīng)用問題的能力，模擬訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，以積累數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面的實際經(jīng)驗。再次，要通過分工和合作完成一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神和群體共識能力，認(rèn)識團隊協(xié)同工作的重要性；最后，還要培養(yǎng)學(xué)生大膽學(xué)習(xí)和運行新知識和新方法的能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛能，鼓勵創(chuàng)新。

3.2組織豐富的教學(xué)內(nèi)容

運用“項目驅(qū)動法”開展“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”實踐教學(xué)，指導(dǎo)教師首先要了解學(xué)生對“數(shù)據(jù)庫原理”課程的學(xué)習(xí)情況，從數(shù)據(jù)庫課程中應(yīng)知必會的知識點開始，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有基礎(chǔ)和實施課程設(shè)計必需的工具出發(fā)，精心組織教學(xué)內(nèi)容，循序漸進地提高學(xué)生運用已有知識和學(xué)習(xí)新知識分析問題和解決問題的能力。筆者在教學(xué)過程中，主要從如下幾個方面組織教學(xué)內(nèi)容。

(1)開展結(jié)構(gòu)化查詢語言(Structural Query Language, SQL)的實訓(xùn)。SQL是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言，是數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)中的重點和難點。對SQL語句進行專門的實訓(xùn)，目的在于加強學(xué)生對已學(xué)知識的鞏固，提升學(xué)生數(shù)據(jù)庫操作能力，為后期數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用編程打好基礎(chǔ)。實訓(xùn)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫的簡單查詢和連接查詢、數(shù)據(jù)庫的嵌套查詢、數(shù)據(jù)庫的分組查詢和統(tǒng)計查詢、數(shù)據(jù)庫視圖的定義及使用四個方面。此外，在實訓(xùn)過程中，還可以根據(jù)學(xué)生的實際情況，適當(dāng)引入存儲過程和觸發(fā)器等新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生實踐的積極性。

(2)拓展軟件工程知識。數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的一次模擬訓(xùn)練，需要培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力。由于學(xué)生普遍沒有項目開發(fā)和團隊協(xié)作方面的基本訓(xùn)練和工作經(jīng)驗，因此了解基本的軟件工程知識，形成基本的軟件工程思維，是進行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)必備的素質(zhì)。在這一環(huán)節(jié)中，筆者以學(xué)生熟悉的學(xué)籍管理系統(tǒng)開發(fā)過程為案例，講解軟件工程在軟件產(chǎn)品開發(fā)各個階段的基本任務(wù)和基本方法，讓學(xué)生建立起模塊化的程序設(shè)計思想，樹立軟件產(chǎn)品的質(zhì)量意識。重點講解自外而內(nèi)、自頂向下、逐層細(xì)化、逐步求精的需求分析過程，掌握使用Word、Visio等繪圖工具繪制數(shù)據(jù)流圖的方法，讓學(xué)生具備基本的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析能力。圖1是筆者在課程設(shè)計中為學(xué)生展示的學(xué)生管理0層數(shù)據(jù)流圖。

圖1　學(xué)生管理0層數(shù)據(jù)流圖

(3)數(shù)據(jù)庫建模工具的運用。在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計中，適當(dāng)?shù)貙⑿鹿ぞ咭氲浇虒W(xué)當(dāng)中，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生運用新工具解決實際問題的能力。在教學(xué)中，筆者引入Sybase公司推出的企業(yè)級建模及設(shè)計工具PowerDesigner輔助數(shù)據(jù)庫的分析與設(shè)計。利用該工具中提供的圖形化的CASE工具集，能方便和簡化數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有利于進一步加深學(xué)生對數(shù)據(jù)庫原理課程中概念模式向關(guān)系模式轉(zhuǎn)換規(guī)則的認(rèn)知。圖2是教學(xué)中利用PowerDesigner設(shè)計的學(xué)籍管理系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)模型。

圖2　學(xué)籍管理概念數(shù)據(jù)模型

(4)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的編程實踐。在教學(xué)中，為提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，積累他們在數(shù)據(jù)庫編程方面的實踐經(jīng)驗，有必要設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)編程的教學(xué)內(nèi)容。考慮到大多數(shù)學(xué)生不具備復(fù)雜軟件開發(fā)工具的編程實踐能力，在教學(xué)中，筆者選用簡單的可視化編程工具Visual Basic 6.0和學(xué)生熟悉的SQL Server數(shù)據(jù)庫作為開發(fā)工具，并以學(xué)籍管理系統(tǒng)中典型的學(xué)生信息管理模塊為案例，為學(xué)生詳細(xì)講解如何使用VB和ADO (ActiveX Data Objects，ActiveX數(shù)據(jù)對象)數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生信息的查詢、增加、修改和刪除等基本功能。通過該環(huán)節(jié)的教學(xué)實踐，使學(xué)生能掌握如何使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)與某個具體程序開發(fā)語言開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件的基本過程。另外，對有基礎(chǔ)的學(xué)生，也鼓勵學(xué)生自學(xué)ASP和JSP技術(shù)編程進行數(shù)據(jù)庫操作的編程實踐。

3.3制定規(guī)范的教學(xué)管理規(guī)程

在教學(xué)計劃中，筆者所在的學(xué)院為“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”安排了48個學(xué)時，并專門安排“數(shù)據(jù)庫原理”的任課教師擔(dān)當(dāng)實踐教學(xué)的指導(dǎo)教師，有利于根據(jù)學(xué)生的實踐能力進行個性化教學(xué)。為培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神，采用分組的形式進行，以3～4個學(xué)生為一組，由每組成員推薦組長一名。為保證每個分組人員知識結(jié)構(gòu)和實踐能力的合理分配，由該教學(xué)班的班主任、指導(dǎo)教師以及班委配合進行分組，以均衡每個分組的實踐能力，使每個學(xué)生都能從課程設(shè)計中提升能力。在整個實踐教學(xué)中，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，組長負(fù)責(zé)本組的任務(wù)分配，檢查本組成員的實踐記錄，及時與指導(dǎo)教師溝通在課程設(shè)計中遇到的技術(shù)難題，定期匯報項目的進展情況，組織小組成員撰寫課程設(shè)計報告，并參與最終的成績評定。

3.4考核評價

“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”是一門實踐性課程，不同于其他理論課程的考核，在進行考核時，必須將平時訓(xùn)練和課外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)合起來，既要考察學(xué)生對數(shù)據(jù)庫必知必會知識的掌握情況，也要重點考核學(xué)生將數(shù)據(jù)庫理論知識運用于實踐的能力，特別是大中型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計和解決實際問題的能力。同時，還需要考查他們在數(shù)據(jù)庫設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的工程設(shè)計能力和協(xié)作能力，并采用指標(biāo)量化的形式評價課程設(shè)計報告和答辯成績。表1是課程設(shè)計報告的評分標(biāo)準(zhǔn)。

表1　課程設(shè)計報告評分標(biāo)準(zhǔn)

4總結(jié)

“項目驅(qū)動教學(xué)法”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它改變了以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題以及分工協(xié)作的思維模式。數(shù)據(jù)庫設(shè)計是一門實踐性非常強的課程，既要使學(xué)生完成理論知識到實踐技能的升華，也要培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新能力。本文提出的基于“項目驅(qū)動教學(xué)法”的“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)設(shè)計模式，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和學(xué)習(xí)潛能具有積極作用，符合新時期培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才的內(nèi)在要求。在將來的課程實踐中，筆者將從優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、規(guī)范課程設(shè)計管理模式以及細(xì)化考核標(biāo)準(zhǔn)等方面繼續(xù)研究“數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計”教學(xué)的新模式。

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(責(zé)任編輯：張凱兵)

Instruction of Database Course Design Based on Project-Driven Method

Huang Hui

(CollegeofTechnology,HubeiEngineeringUniversity,Xiaogan,Hubei432000,China)

Abstract：Database course design is one of the most important practical course following database theory. Hence it is crucial for students to design a reasonable teaching pattern for the transformation from theoretical knowledge to practice. The author proposes to conduct the teaching of Database Course by employing the project-driven method, where teaching pattern is designed as four parts, including teaching objective, contents, procedures, and performance evaluation. The presented teaching pattern is significant for students to guide the practice teaching of database course design and boost up the practical ability of database technology application.

Key Words：project-driven method; database course design; teaching pattern

收稿日期：2016-02-19

基金項目：湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院教學(xué)研究項目(2014JY04)

作者簡介：黃輝(1976-)，湖北孝感人，湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院講師，碩士。

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-4824(2016)03-0124-05