職教本科非計算機專業(yè)《數(shù)據(jù)庫》教學內(nèi)容整合與優(yōu)化研究

陳軍民

摘要：《數(shù)據(jù)庫原理與應用》是一門典型的計算機專業(yè)課程。但由于數(shù)據(jù)庫應用的廣泛性，職教本科非計算機專業(yè)也有開設(shè)這門課程的需要。由于培訓目標與辦學層次不同，職教本科非計算機專業(yè)開設(shè)這門課有它的特殊性。筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，以職教本科電子商務專業(yè)為例，從課程培養(yǎng)目標、相關(guān)教育理論、整合優(yōu)化方案與教學內(nèi)容重新編排四個方面進行論述。

關(guān)鍵詞：教學改革；職教本科；數(shù)據(jù)庫原理與應用

《數(shù)據(jù)庫原理與應用》是一門典型的計算機專業(yè)課程。但由于數(shù)據(jù)庫應用的廣泛性，職教本科非計算機專業(yè)也有開設(shè)這門課程的需要，如電子商務、金融財會。對于計算機專業(yè)來說，開設(shè)這門課程都有一系列的前繼相關(guān)專業(yè)課。但對于非計算機專業(yè)，由于培養(yǎng)目標側(cè)重點不同，沒有足夠的課時安排開設(shè)這些課程。而現(xiàn)在市面上的數(shù)據(jù)庫教材，幾乎都是基于學生已學過了相關(guān)前繼專業(yè)課程之后進行編排內(nèi)容的。如果教師不根據(jù)專業(yè)的培訓目標，學生的實際情況，對教學內(nèi)容進行重新整合與優(yōu)化，簡單按教材內(nèi)容對學生進行授課，學生學不懂，上課效果差，是必然的。

以下筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，以職教本科電子商務專業(yè)為例，從課程培養(yǎng)目標、相關(guān)教育理論、整合優(yōu)化方案與教學內(nèi)容重新編排四個方面進行論述。

1.課程培養(yǎng)目標

職教本科是近幾年出現(xiàn)的一種新的辦學模式，它的培養(yǎng)目標既不同于普通本科，又不同于高職?？啤W生既要扎實的理論功底，又要熟練的操作技能。過于偏重理論教學，忽視學生的實踐操作能力，體現(xiàn)不出“職教”特點；過于偏重學生的實踐操作，而忽視學生理論體系的建立，與“高職”無異。

對于《數(shù)據(jù)庫原理與應用》課程來說，既要求學生熟練掌握數(shù)據(jù)庫管理平臺的操作，編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的增刪改查、存儲過程、觸發(fā)器，數(shù)據(jù)庫基本運行與維護；又要求學生理解數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)系模型、關(guān)系運算及查詢優(yōu)化、范式理論、數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計。學生既要微觀上的動手操作，又要宏觀上認識理解；既要有操作與維護現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的實踐能力，又要掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論，能夠針對具體數(shù)據(jù)庫項目設(shè)計符合項目要求的數(shù)據(jù)庫。

在具體教學中，如何處理理論與實踐的關(guān)系，教學內(nèi)容怎么整合與優(yōu)化，對于《數(shù)據(jù)庫原理與應用》這門課程來說，是值得認真研究的。有些學校是將數(shù)據(jù)庫原理與應用分兩門課程，先后進行授課，理論與實踐脫節(jié)嚴重；有些學校盡管安排在一門課程中授課，但也是內(nèi)容上的簡單拼湊，并沒有充分整合，更談不上優(yōu)化，再加上“非計算機專業(yè)”，沒有相關(guān)的計算機專業(yè)知識進行支撐，教學效果可想而知。

2.相關(guān)教育理論

辯證唯物主義認為，一切認識都是由感性到理性，所有的理論都源于實踐，理論反過來指導我們的實踐，教學過程同樣如此。對于《數(shù)據(jù)庫原理與應用》課程來說，有完善的理論體系，又有成熟的實踐平臺。基于“實踐一理論一再實踐”的理念，首先在數(shù)據(jù)庫管理平臺上操作，讓學生得到一個對數(shù)據(jù)庫的感性認識，然后再提煉與歸納相應的數(shù)據(jù)庫理論知識，最后再將理論知識用于指導學生的實踐操作。多次反復，有利于學生對數(shù)據(jù)庫理論知識的理解與認識，實踐操作更有針對性與創(chuàng)造性。

建構(gòu)主義教學理論也認為，學習者的知識是在一定情境下，借助于他人的幫助，通過意義的建構(gòu)而獲得的。理想的學習環(huán)境應當包括情境、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)四個部分?！稊?shù)據(jù)庫原理與應用》課程的教學，有成熟的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺，可以給學生提供很好的學習情境，再通過老師與學生、學生與學生、學生與軟件之間的協(xié)作與交流，建構(gòu)數(shù)據(jù)庫的理論體系、數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論，和在理論地指導下有針對性與創(chuàng)造性地對數(shù)據(jù)庫進行操作。

基于上述教育理論，處理好數(shù)據(jù)庫理論與實踐的關(guān)系，將現(xiàn)有教材內(nèi)容進行整合與優(yōu)化，是符合學生的認知特點與教育規(guī)律的。

3.整合優(yōu)化方案

根據(jù)筆者對本校及周邊兄弟院校職教本科非計算機專業(yè)的《數(shù)據(jù)庫原理與應用》課程教學，及市面上流行的數(shù)據(jù)庫教材內(nèi)容的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下一些問題，并針對這些問題，采取相應的整合與優(yōu)化方案。

1）在開設(shè)該課程之前，一般只開設(shè)了《計算機基礎(chǔ)》課程，并沒有像計算機專業(yè)一樣，前期開設(shè)了程序設(shè)計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學、軟件工程等課程。因此在現(xiàn)有教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師有必要在相應的章節(jié)補充一些必要的專業(yè)知識。如：講解關(guān)系運算時，補充必要的離散數(shù)學知識；講解數(shù)據(jù)查詢時，補充條件表達式知識；講解數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計時，補充數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識；講解數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論中，補充軟件工程工程知識。

2）對于非計算機專業(yè)開設(shè)數(shù)據(jù)庫與計算機專業(yè)開設(shè)數(shù)據(jù)庫的課程目標是不一樣。作為計算機專業(yè)的學生，今后可能會面對大型數(shù)據(jù)庫項目，可能會從事專業(yè)數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）工作，所以要求學生掌握關(guān)系運算語言進行推演，得到最優(yōu)化的數(shù)據(jù)查詢；要求用數(shù)學語言表示關(guān)系范式，并選擇適當?shù)姆妒?；要求用E-R圖等工具分析大型數(shù)據(jù)庫項目，閱讀與寫作相關(guān)軟件設(shè)計文檔；要求掌握數(shù)據(jù)庫的并發(fā)機制，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行專業(yè)管理與系統(tǒng)優(yōu)化。

但對于非計算機專業(yè)來說，他們的主體培養(yǎng)目標是工作中需要用到數(shù)據(jù)庫，去輔助其它的業(yè)務工作。如電子商務專業(yè)，學習數(shù)據(jù)庫主要是構(gòu)建網(wǎng)站平臺及簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護；對于金融財會專業(yè)，學習數(shù)據(jù)庫主要是一些業(yè)務查詢工作。

因此對現(xiàn)有教材的內(nèi)容，應進行部分內(nèi)容刪除、簡化。

3）非計算機專業(yè)的學生，在學習這門課程之前，只有計算機基礎(chǔ)中的電子表格（Excel）對數(shù)據(jù)庫的學習有所幫助。因此在講解數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識時，可以將Excel的知識與概念進行遷移，并對數(shù)據(jù)庫的專業(yè)術(shù)語進行通俗化。如關(guān)系模式，就是一個二維表，元組就是電子表格中的一行記錄，屬性就是電子表格的一個字段，或一列。這樣就能減輕學習數(shù)據(jù)庫的難度。

4）非計算機專業(yè)的學生學習數(shù)據(jù)庫，立足點在應用，掌握必要的理論也是為了更好地應用。因此有必要改變教材的內(nèi)容編排，將數(shù)據(jù)庫實踐操作與數(shù)據(jù)庫理論充分融合。利用現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理平臺，去理解數(shù)據(jù)庫理論知識，絕對不能與計算機專業(yè)一樣，純粹講解理論知識；數(shù)據(jù)庫理論知識，也應把握一個“度”，不能過于抽象，說白了，非計算機機專業(yè)數(shù)據(jù)庫的理論是一種應用理論；如關(guān)系運算語言，只介紹選擇、投影等的表示符號，而對于運算的描述，不要用關(guān)系語言去描述，對于他們來說，只會越描述，學生越糊涂，而應用自然語言，和具體數(shù)據(jù)表實例代替說明。對于數(shù)據(jù)范式，也是如此，不要過于數(shù)學化。

5）對于非計算機專業(yè)的學生，特別是當他們感到這門課程過于專業(yè)，學習有難度時，往往會質(zhì)疑，學習這門課有什么用，對他們的專業(yè)用什么幫助。為了解決學生的疑問，讓學生更主動地學習這門課程，教師應對整個專業(yè)計劃有所了解，同步開什么或后續(xù)會開什么數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程。教師應超越課程本身，設(shè)計專業(yè)案例。如電子商務專業(yè)，一般同步開的是c#程序設(shè)計，后續(xù)開商務網(wǎng)站建設(shè)，這時應該設(shè)計一個用C#語言編寫的網(wǎng)站，并訪問數(shù)據(jù)庫這樣的案例。將一些數(shù)據(jù)查詢語句，存儲過程作為C#的腳本在案例中進行應用，而不僅僅是在數(shù)據(jù)庫平臺上應用。在講解數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論時，也可以設(shè)計一個學生熟悉的案例，如學生選課系統(tǒng)，并與C#編寫的網(wǎng)站進行鏈接。這樣學生就會用專業(yè)視角的去認識數(shù)據(jù)庫的作用，從而更積極主動地去學習數(shù)據(jù)庫知識。

6）學生今后工作可能會面對市面上的一些主流數(shù)據(jù)庫軟件，因此在教學中不要局限于一門具體數(shù)據(jù)庫管理軟件，在集中研究一種數(shù)據(jù)庫管理平臺時，對其它主流數(shù)據(jù)庫管理軟件也應進行接觸與學習，幫助學生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫軟件的通用規(guī)律，掌握各種主流數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換，包括Excel。

4.教學內(nèi)容重新編排

4.1數(shù)據(jù)庫緒論、軟件安裝與配置

4.1.1數(shù)據(jù)庫的應用（信息管理系統(tǒng)、網(wǎng)站系統(tǒng)，特別是一些電商平臺網(wǎng)站）

4.1.2數(shù)據(jù)庫發(fā)展的三個階段：人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫管理

預先準備好三個C#程序（普通的程序、訪問office文件的程序、訪問數(shù)據(jù)庫的程序），通過分別演示這些程序，自然導出人工管理階段程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，文件管理階段程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，數(shù)據(jù)庫管理階段程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

4.1.3安裝與配置數(shù)據(jù)庫管理軟件，同時對數(shù)據(jù)庫中所涉及基本概念、術(shù)語進行講解，注意應從Excel中進行知識遷移

1）安裝過程中，適時講解：數(shù)據(jù)庫的安全認證方式；數(shù)據(jù)庫各種后臺服務與實例，前臺配置與管理界面；數(shù)據(jù)庫的相關(guān)目錄配置。

2）數(shù)據(jù)庫軟件的基本操作：數(shù)據(jù)庫的新建、附加、分離，將常用的EXCEL數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｓ脭?shù)據(jù)庫。

3）利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和一個具體的數(shù)據(jù)庫，講解數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三個模式、兩個映像）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；講解三個世界：現(xiàn)實世界、信息世界、機器世界，三個模型：概念模型、數(shù)據(jù)模型（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系）、物理模型，關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作（增刪改查）、完整性約束（實體完整性、參照完整性、用戶自定義完整性）。

4）利用Excel電子表格與一個具體的數(shù)據(jù)庫，講解基礎(chǔ)概念：數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)庫與表，關(guān)系模型概念：關(guān)系、元組、屬性、域、分量、主碼、外碼、候選碼；數(shù)據(jù)庫對表的基本要求。

4.2關(guān)系代數(shù)與數(shù)據(jù)查詢的等價實現(xiàn)

首先，準備一個現(xiàn)成的數(shù)據(jù)庫，附加到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，介紹數(shù)據(jù)查詢的基本語法、比較與條件運算符；

其次，介紹關(guān)系運算，并同步用數(shù)據(jù)查詢語句進行實現(xiàn)。

對于關(guān)系運算，僅要求學生掌握關(guān)系運算的書寫方法，而對于這種關(guān)系運算規(guī)則，不再講述用數(shù)學語言進行表示，而代替以文字描述、具體實例更好理解。

一個關(guān)系模式（二維表），用R（A1，A2，……，An）表示，其中A1，A2表示字段。等價查詢：Select*from R。

投影操作：πA1，A3……（R），文字解釋：選取一個二維表的部分列。投影操作的結(jié)果會減少列，行可能不變。在查詢語句中，改變Select語句后面的參數(shù)實現(xiàn)投影操作。

選擇操作：6F（R），文字解釋：根據(jù)條件F，選取二維表的部分行，操作的結(jié)果會減少行，列不變。在查詢語句中，用Where語句后面的條件表達式實現(xiàn)選擇操作。

笛卡爾積：R1xR2，文字解釋：R1的每一行與R2的每一行分別相連，操作的結(jié)果，列是原來兩個表列相加，行數(shù)是相乘。在查詢語句中，將兩個表名寫在From子句的后面，用逗號隔開即開。

連接操作：R1-R2，是有條件的笛卡爾積。運算結(jié)果是笛卡爾積的子集。在查詢語句中，from子句實現(xiàn)笛卡爾積，Where子句實現(xiàn)條件篩選。

除法操作：RI+R2，在R1中找出所有包含R2的行，所得到關(guān)系的列是R1列去掉R2的列。沒有直接對應的SQL語句能夠?qū)崿F(xiàn)，要用兩次否定，Exist語句實現(xiàn)。

還有三個集合運算，交、并、差，分別用INTERSECRT、UNION，EXCEPT語句實現(xiàn)。

查詢優(yōu)化樹，優(yōu)化規(guī)則。列上的聚焦函數(shù)。分組匯總查詢：類似Excel中的分類匯總。嵌套查詢。

本講主要要給學生一個數(shù)據(jù)查詢的理念，數(shù)據(jù)查詢是基于關(guān)系代數(shù)的，應利用關(guān)系代數(shù)去理解查詢過程，并利用關(guān)系代數(shù)去優(yōu)化查詢。由于課時的限制，不應過于注重一些細節(jié)。只要掌握了基本理念，本科生有較強的自學與擴展能力。

查詢語句，應在c#例中實現(xiàn)。

4.3建立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、索引、完整性約束、數(shù)據(jù)插入、刪除、修改

本講學生應根據(jù)他人給出的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)表要求，要自己建立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表，理解完整性約束并遵守相關(guān)約束，根據(jù)應用的需要，建立索引。這些僅要求用可視化界面實現(xiàn)即可，沒有必要用代碼實現(xiàn)。

建立數(shù)據(jù)表時，應理解常用的數(shù)據(jù)類型。

掌握數(shù)據(jù)插入、刪除、修改的語句實現(xiàn)，進一步理解完整性約束并遵守相關(guān)約束。

4.4數(shù)據(jù)庫編程、建立視圖、存儲過程、觸發(fā)器

數(shù)據(jù)庫編程，與其它計算機程序設(shè)計語言編程不一樣，它的主要目的是編寫存儲過程與觸發(fā)器，學生在掌握基本的編程語法，變量定義、控制結(jié)構(gòu)之后，就應馬上切人到編寫視圖、存儲過程與觸發(fā)器。

視圖、存儲過程與觸發(fā)器也應在c#案例中實現(xiàn)。

4.5關(guān)系規(guī)范化理論

本講的目的，是如何得到一個規(guī)范的二維表。

1）引用問題。給出一個數(shù)據(jù)表，進行插人、刪除、修改可能出現(xiàn)的各種異常。2）介紹函數(shù)依賴、完、數(shù)據(jù)庫設(shè)計全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴、傳遞依賴。3）介紹三個范式。4）關(guān)系模式如何進行規(guī)范化。

4.6數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本講學生應根據(jù)現(xiàn)實問題，得出應建一個什么樣的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫有哪些表，及每個表的數(shù)據(jù)要求。

1）需求分析；2）概念設(shè)計；3）邏輯設(shè)計；4）物理設(shè)計。

4.7案例實訓

1）開發(fā)環(huán)境的搭建；2）相關(guān)技術(shù)介紹；3）現(xiàn)成C#案例分析；4）數(shù)據(jù)庫建立，鏈接，在C#中插入查詢語句、存儲過程、觸發(fā)器。

5.結(jié)束語

由于版面有限，教學內(nèi)容不便展開。總之，根據(jù)職教本科非計算機專業(yè)的具體情況，應對現(xiàn)有教材內(nèi)容，以及相應的教學辦法，進行大面積的改革，理論與實踐應充分整合與優(yōu)化。通過筆者對兩屆學生的試驗，教學效果很好。