基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)改革

錢璐

摘 要： 高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息相關(guān)專業(yè)的主干課程，側(cè)重于數(shù)據(jù)庫的管理與后臺程序設(shè)計(jì)，以滿足社會對應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫人才的需求。針對該課程目前存在的問題，提出以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革思路，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、采用案例式教學(xué)、增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、完善教學(xué)資源并設(shè)置期末分組課程設(shè)計(jì)，以期提高學(xué)生對大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與管理能力。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)庫技術(shù)； 應(yīng)用能力； 教學(xué)改革； 案例式教學(xué)； 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）03-80-03

Abstract： Advanced database technology， as the main course of information related specialties， focuses on the management of the database and the design of the background program to meet the needs of the society for the talents of database application. Aiming at the existing problems of the course， the idea of teaching reform guided by application ability training is put forward， which the teaching content is optimized， the case-teaching method is used， the design-oriented experiments are added， the teaching resources are improved and the end of term grouped curriculum design is set up， so as to improve students' application ability of large database management system.

Key words： database technology； application ability； teaching reform； case-teaching method； design-oriented experiment

0 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為管理信息系統(tǒng)的核心技術(shù)，企業(yè)對于應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫人才的需求也日益增加。作為浙江省首批應(yīng)用型建設(shè)試點(diǎn)示范學(xué)院，我院依托母體高校的教學(xué)模式和改革思路，面向信息分院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)，開設(shè)了一系列數(shù)據(jù)庫課程，包括數(shù)據(jù)庫原理、高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。其中，數(shù)據(jù)庫原理是基礎(chǔ)，是低年級學(xué)生的必修課，該課程注重?cái)?shù)據(jù)庫原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹；高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)是對數(shù)據(jù)庫原理的擴(kuò)展和在應(yīng)用層面上的提高[1]，是高年級學(xué)生的專業(yè)選修課，該課程注重?cái)?shù)據(jù)庫的管理以及數(shù)據(jù)庫后臺程序設(shè)計(jì)。

相較于數(shù)據(jù)庫原理課程，高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。然而縱觀該課程目前的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果均不是很理想，學(xué)生對于數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)的動手能力、對于實(shí)際問題的解決能力以及對于具體項(xiàng)目的實(shí)施能力均有所欠缺。因此，分析該課程目前存在的問題，以應(yīng)用能力為導(dǎo)向[2]，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革和探索，具有十分重要的意義。

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容有待優(yōu)化

作為數(shù)據(jù)庫系列課程的主干課程，數(shù)據(jù)庫原理和高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)這兩門課程體現(xiàn)了理論和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。前者的教學(xué)重點(diǎn)為數(shù)據(jù)庫基本原理（包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、查詢語言SQL等）和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的六個(gè)階段；后者是對原理的擴(kuò)展和在應(yīng)用層面上的提高，其盡管是一門選修課，但其對于應(yīng)用型數(shù)據(jù)庫人才培養(yǎng)非常重要，因此在培養(yǎng)方案中都會標(biāo)注選課引導(dǎo)。

這兩門課的教學(xué)內(nèi)容易出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象。比如在數(shù)據(jù)庫原理課程中學(xué)生已掌握使用界面的方式創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、操作表結(jié)構(gòu)和表數(shù)據(jù)，而后續(xù)課程又要求學(xué)生使用T-SQL命令來實(shí)現(xiàn)?？菰锏拇a和重復(fù)的內(nèi)容，一定程度上會影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

1.2 理論教學(xué)方法單一

高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的授課總學(xué)時(shí)數(shù)為64學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)32學(xué)時(shí)。理論教學(xué)環(huán)節(jié)在多媒體教室進(jìn)行，教師結(jié)合多媒體課件，將理論知識分點(diǎn)傳輸給學(xué)生，學(xué)生被動接受教學(xué)內(nèi)容，缺乏與教師之間的互動，部分坐在后排的學(xué)生課堂參與度低。這種傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式的教學(xué)效果相對較差，難以調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)的積極性[3]。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證型為主

實(shí)驗(yàn)課安排在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，每位學(xué)生配有一臺電腦，學(xué)生根據(jù)老師的講義獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。但就目前設(shè)計(jì)的12個(gè)實(shí)驗(yàn)來看，均驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主。比如通過定義一個(gè)只讀游標(biāo)來逐行顯示學(xué)生表中的部分字段信息；通過創(chuàng)建觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)在學(xué)生表中刪除某一學(xué)生，該學(xué)生在選課表中的記錄同時(shí)被刪除。此類驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)就是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)，還給定了實(shí)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)的具體技術(shù)和方法。學(xué)生在過于詳細(xì)的指導(dǎo)下按部就班執(zhí)行實(shí)驗(yàn)步驟，雖然對數(shù)據(jù)庫對象的操作有一定程度上的掌握，但涉及到具體項(xiàng)目的應(yīng)用時(shí)，會缺乏使用SQL技術(shù)進(jìn)行主動分析、思考和設(shè)計(jì)的能力[4]。

1.4 期末考核方式有待改進(jìn)

高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，當(dāng)前的考核方式是以期末課程設(shè)計(jì)的形式。由教師選定一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型，并給出包含表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫備份文件以及需求文檔，學(xué)生根據(jù)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的管理以及后臺程序設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考查用戶自定義函數(shù)、游標(biāo)、存儲過程以及觸發(fā)器等高級數(shù)據(jù)庫對象的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該課程設(shè)計(jì)方式過于簡單，類似于更換了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的多個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的疊加，并不能反映學(xué)生對于SQL Server數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與管理的掌握情況。此外還存在學(xué)生之間相互抄襲的風(fēng)險(xiǎn)以及設(shè)計(jì)結(jié)果雷同難以評分等問題。

另外，從該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)到期末課程設(shè)計(jì)，都是以個(gè)人來完成，只注重學(xué)生個(gè)人技能的培養(yǎng)，而忽略了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。而在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)往往是一個(gè)團(tuán)隊(duì)共同協(xié)作的結(jié)果。因此以小組形式進(jìn)行期末課程設(shè)計(jì)是非常有必要的。

2 基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)改革

近年來，浙江省眾多獨(dú)立院校面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人才培養(yǎng)需要，積極探索加強(qiáng)應(yīng)用型建設(shè)的有效途徑和措施，努力培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。作為浙江省首批應(yīng)用型建設(shè)試點(diǎn)示范學(xué)校，我院在應(yīng)用型課程體系建設(shè)上具有一定的基礎(chǔ)和優(yōu)勢。

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

簡單來說，高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程就是學(xué)習(xí)一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件——SQL Server，它是近年來國內(nèi)外廣泛使用的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。通過該課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生掌握該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與管理能力。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上，應(yīng)盡量避免與數(shù)據(jù)庫原理出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象。優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理和數(shù)據(jù)庫后臺的程序設(shè)計(jì)。其中數(shù)據(jù)庫管理包括SQL Server服務(wù)器配置與管理、索引的規(guī)劃與管理、用戶角色和訪問權(quán)限管理等；數(shù)據(jù)庫后臺程序設(shè)計(jì)包括用戶自定義函數(shù)設(shè)計(jì)、游標(biāo)操作與應(yīng)用、存儲過程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、觸發(fā)器設(shè)計(jì)與使用等。

2.2 運(yùn)用案例教學(xué)，易于學(xué)生掌握

高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的授課方式應(yīng)以案例式教學(xué)法為主。盡管課程包含眾多相對獨(dú)立的知識點(diǎn)，但教師盡量選用一個(gè)既貼近學(xué)生生活又易于學(xué)生理解的實(shí)際數(shù)據(jù)庫應(yīng)用案例，貫穿整個(gè)理論教學(xué)環(huán)節(jié)。例如選用教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫作為課堂演示案例，包括選課表、開課表、學(xué)生表、教師表、課程表這五張表以及若干條記錄，從前期簡單的表結(jié)構(gòu)操作、索引規(guī)劃到后期復(fù)雜的存儲過程、觸發(fā)器設(shè)計(jì)，均采用該案例進(jìn)行演示，循序漸進(jìn)、由淺入深地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，既方便教師授課，也易于學(xué)生掌握。

同樣，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，可以選擇與課堂演示不一樣的案例，適用于每次實(shí)驗(yàn)。例如選用更接近于現(xiàn)實(shí)中企業(yè)組織和工作過程的項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫，包括員工表、部門表、項(xiàng)目表、員工參與項(xiàng)目表這四張表以及若干條記錄。學(xué)生通過前期的實(shí)驗(yàn)對表結(jié)構(gòu)、表之間關(guān)系了如指掌，那么在后期進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計(jì)時(shí)，會更加得心應(yīng)手。

通過兩個(gè)完整實(shí)例的演示與操作，幫助學(xué)生對大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)有一個(gè)比較全面的認(rèn)識，也為期末綜合型課程設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，提升主動探索能力

驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)在很大程度不利于學(xué)生掌握具體數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)樵诰唧w項(xiàng)目實(shí)施過程中，沒人會告知實(shí)現(xiàn)某一功能或某一目的的方法和過程，需要自己通過已掌握的數(shù)據(jù)庫知識去分析問題并使用SQL Server技術(shù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。因此在該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)盡量減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，而多設(shè)置一些設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。教師只負(fù)責(zé)擬定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，而不限制實(shí)現(xiàn)的方法，讓學(xué)生運(yùn)用已掌握的知識和技術(shù)自主完成實(shí)驗(yàn)的全過程。比如，設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為向班級表中新增加的“班級人數(shù)”字段填充數(shù)據(jù)，學(xué)生可以設(shè)計(jì)一個(gè)通過班級號返回班級人數(shù)的標(biāo)量函數(shù)，并通過調(diào)用該函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充；也可以設(shè)計(jì)一個(gè)游標(biāo)逐行讀取數(shù)據(jù)，并通過游標(biāo)定位更新來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。再比如，設(shè)計(jì)觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)時(shí)，不指定觸發(fā)器關(guān)聯(lián)的表與具體的功能，而是讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)多個(gè)觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)表間的參照完整性。

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生由被動接受實(shí)驗(yàn)演示轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿鲗?shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的過程，有助于提升學(xué)生對于數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)的動手能力，對于實(shí)際問題的分析和解決能力，從而進(jìn)一步推進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

2.4 完善教學(xué)資源，引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)

我院于2014年引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺，并于2016年搭建起移動版網(wǎng)絡(luò)課堂，為實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上互動式教學(xué)提供了可能性。經(jīng)過多個(gè)學(xué)期的建設(shè)與調(diào)整，高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已初具規(guī)模。學(xué)生可以隨時(shí)上網(wǎng)，甚至使用手機(jī)、平板等移動終端來查看該課程的教學(xué)大綱、課程通知、教學(xué)資源、課程作業(yè)，提交課程實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行在線測試，并在討論區(qū)向教師進(jìn)行提問。

此外，教師還可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)上豐富的資源，向?qū)W生推薦優(yōu)秀的MOOC課程、精品共享教程等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源[5]，引導(dǎo)學(xué)生在課后自主學(xué)習(xí)，鞏固理論基礎(chǔ)，探索技術(shù)前沿，增加學(xué)生對該課程學(xué)習(xí)的熱情及參與程度。

2.5 改革期末課程設(shè)計(jì)，注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

優(yōu)化后的期末課程設(shè)計(jì)采用分組協(xié)作的方式進(jìn)行，由之前的教師選定課程設(shè)計(jì)題目改為教師指導(dǎo)學(xué)生自主選題。本著選題服務(wù)于實(shí)際應(yīng)用的原則，教師提供多個(gè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用方向供學(xué)生選擇，比如企業(yè)進(jìn)銷存管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)、網(wǎng)上購物庫存管理系統(tǒng)等，選題盡可能與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程相符合。學(xué)生自行組成3-5人團(tuán)隊(duì)，在與教師的溝通與指導(dǎo)下選定主題，通過查閱文獻(xiàn)和資料、實(shí)際調(diào)研等方式，構(gòu)建出與選題對應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型，從而進(jìn)行表與表數(shù)據(jù)模擬、用戶角色管理、以及對一些重要數(shù)據(jù)庫對象（用戶自定義函數(shù)、游標(biāo)、存儲過程、觸發(fā)器）的設(shè)計(jì)，最終形成一份詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告。

教師可以根據(jù)每組數(shù)據(jù)庫功能實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性、合理性、完整性、可擴(kuò)展性，以及SQL代碼和報(bào)告文檔的規(guī)范性等多方面進(jìn)行綜合評價(jià)。時(shí)間允許情況下還可組織現(xiàn)場答辯，進(jìn)一步了解小組每位成員對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的掌握情況，避免存在部分學(xué)生搭便車的行為。

改革后的期末課程設(shè)計(jì)充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，在實(shí)踐中相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，提高學(xué)生對SQL Server技術(shù)應(yīng)用能力的同時(shí)培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神。

3 結(jié)束語

高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，本次教學(xué)改革的核心思路是在平時(shí)的教學(xué)過程中開展案例式教學(xué)法和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在期末設(shè)置以小組為單位的課程設(shè)計(jì)，幫助提升學(xué)生數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用能力的同時(shí)，培養(yǎng)其主動思維和團(tuán)隊(duì)合作意識。經(jīng)過多個(gè)學(xué)期的探索與實(shí)踐，以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)改革，在我院取得了一定的成效。根據(jù)本屆信息管理與信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以看出學(xué)生能夠熟練使用SQL技術(shù)對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與管理。

本文提出的教改思路仍存在較大進(jìn)步空間，比如作為財(cái)經(jīng)類院校，如何將數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用于金融、會計(jì)等領(lǐng)域并設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，值得今后繼續(xù)探索與思考。

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