以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)理論與實踐研究

徐龍琴+劉雙印+冼遠清

摘 要：文章以數(shù)據(jù)庫課程體系建設(shè)存在問題入手，提出構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系，并整合優(yōu)化數(shù)據(jù)庫課程群理論與實踐教學內(nèi)容、改革數(shù)據(jù)庫課程群教學體系與教學方法、構(gòu)建合理教師團隊、完善考核方式等方面，分析了數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)主要內(nèi)容，構(gòu)建了多平臺、多手段、多層面漸進式理論實踐教學模式，以提高學生綜合應用能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；數(shù)據(jù)庫；課程群；教學改革；立體化教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）12-0066-03

創(chuàng)新人才是創(chuàng)新型國家建設(shè)成敗的關(guān)鍵。高校作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)重要機構(gòu)，要充分利用各種資源、轉(zhuǎn)變教育模式，才能培養(yǎng)和塑造出具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的人才，以滿足社會快速發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求。高校應優(yōu)化課程內(nèi)容，豐富學生知識儲備，將學生被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，將注重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貏?chuàng)新思維培養(yǎng)，從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力。

數(shù)據(jù)庫是計算機等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，它貫穿計算機科學與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)各個層次，是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，目前占整個計算機應用的70%以上。但對數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程教學現(xiàn)狀進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題[1]：①只注重單門課程完整性，課程間缺乏交叉融合，未將環(huán)環(huán)相扣教學內(nèi)容合理劃分、優(yōu)化整合，導致課程間教學合力不足、教學內(nèi)容重復、遺漏、銜接不暢等問題。②重理論，輕實驗，且實驗單一，設(shè)計性、綜合性實驗較少，實驗關(guān)聯(lián)度小，不利于學生創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)。③實踐環(huán)節(jié)重視不夠、呈現(xiàn)碎片化，特別是數(shù)據(jù)庫實踐教學體系中還未考慮云計算、大數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等應用需求，與社會需求嚴重脫節(jié)，造成學生缺乏實際分析解決問題能力。④教師授課各自為政，忽視溝通與交流，理論聯(lián)系實際不足，不利于學生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

針對上述問題，有必要從系統(tǒng)工程和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的視角著手，把數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容密切相關(guān)、相近、滲透、互補的多門課程進行重新規(guī)劃和優(yōu)化整合，形成結(jié)構(gòu)合理、層次清晰，課程間相互連接、優(yōu)勢互補而又彼此獨立的連環(huán)式數(shù)據(jù)庫課程群體[1]，進而獲得具有整體優(yōu)勢、資源共享的有機整體，最終達到提高學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目的。本文依據(jù)教育理論與規(guī)律，結(jié)合我校實際情況，將數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程統(tǒng)一規(guī)劃、相互協(xié)調(diào)，對如何構(gòu)建數(shù)據(jù)庫課程體系推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)進行探討，以有效解決目前該課程體系建設(shè)存在的問題。

一、數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)原則與思路

明確數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)目標。針對計算機科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)應用型人才培養(yǎng)目標及方案，審定數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容之間的層遞性和關(guān)聯(lián)性，注重內(nèi)容間交叉融合，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點串聯(lián)或并聯(lián)成一個有機網(wǎng)絡，根據(jù)側(cè)重點不同重新分配學時，以綜合培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐技能。

數(shù)據(jù)庫課程群是個動態(tài)系統(tǒng)，要根據(jù)社會需求和專業(yè)發(fā)展動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)庫課程群體系，使其適合社會需要。

瞄準專業(yè)定位，以數(shù)據(jù)庫原理為核心，向外輻射至數(shù)據(jù)庫工具使用、數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)等方面的相關(guān)課程集合，主要包括數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計、大型數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的軟件工程、Java程序設(shè)計、中間件技術(shù)、Web程序設(shè)計、MIS項目管理、畢業(yè)設(shè)計、企業(yè)生產(chǎn)實習、實訓和就業(yè)等，其重要任務為培養(yǎng)學生解決實際問題能力、協(xié)同創(chuàng)新能力等。

二、構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系建設(shè)是以教師團隊合作為支撐，以提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為主線，以課程邏輯聯(lián)系為紐帶、規(guī)劃好課程群涵蓋的知識結(jié)構(gòu)和框架體系，整合教學內(nèi)容，修訂教案，開發(fā)教學資源共享網(wǎng)絡平臺，將各課程知識點、相關(guān)理論、基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和科研項目點、線、面有機聯(lián)系起來，建設(shè)具有集約化、系統(tǒng)開放化、成員團隊化、連環(huán)互動性（師生、師師、生生可實現(xiàn)連環(huán)互動）等特點的課程群體系。數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)是一個綜合性和系統(tǒng)性的問題，建設(shè)內(nèi)容繁多，但最重要有以下幾點：

1.數(shù)據(jù)庫課程群體系構(gòu)建與劃分

基于計算機科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)課程特點，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)背景下“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”應用型人才需求，研究以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群中課程間的層次性、邏輯性、遞進性，注重技能培養(yǎng)，優(yōu)化課程設(shè)置、調(diào)整理論教學內(nèi)容和實踐教學內(nèi)容，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關(guān)課程的組合優(yōu)化，構(gòu)建以創(chuàng)新能力為核心且適宜于應用型本科院校IT類人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫課程群體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關(guān)課程的優(yōu)化組合。以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，其數(shù)據(jù)庫課程群體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程群體系構(gòu)建與劃分原則，將數(shù)據(jù)庫課程群體系劃分為三個遞進式層次，即基礎(chǔ)理論層、綜合應用層、高級應用層，具體如下：

（1）基礎(chǔ)理論層。該層主要學習數(shù)據(jù)庫基本原理、基本操作以及MS SQL、My SQL等主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫原理及操作，同時還要熟練掌握數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、備份與恢復，數(shù)據(jù)的增、刪、改、查、權(quán)限控制，存儲過程、觸發(fā)器、游標等數(shù)據(jù)庫基本操作和簡單數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)技能；理論和實踐課結(jié)束后，以1-3人為小組進行需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、編程、測試和部署一個中小型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，以鞏固數(shù)據(jù)庫課程基礎(chǔ)理論知識，利用所學知識解決實際問題。

（2）綜合應用層。該層次主要學習Java、C#、ASP.NET、JSP等開發(fā)工具及項目開發(fā)流程，對具有一定復雜度的Web應用系統(tǒng)進行的設(shè)計與開發(fā)，而實驗教學以綜合性、設(shè)計性為主，主要讓學生熟練Web應用系統(tǒng)開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫應用實踐，強化培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計和部署能力，最終使學生及其小團隊研制出有一定應用價值的綜合性Web應用系統(tǒng)[2]。

（3）高級應用層。該層次主要是通過生產(chǎn)實習（工程訓練），引導學生做一個貫通信息感知、數(shù)據(jù)可靠傳輸和應用服務等三個層次的中型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，擴展云計算、大數(shù)據(jù)處理等課程前沿理論與技術(shù)，加強學生對數(shù)據(jù)庫知識和技能的理解和熟練使用。

2.數(shù)據(jù)庫課程群教學內(nèi)容與教學方法改革

采用CDIO工程教育理念和立體化教學模式[3]，將傳統(tǒng)教學資源與新媒體技術(shù)相結(jié)合，注重夯實基礎(chǔ)理論，靈活運用綜合性知識，突出學生自主性、創(chuàng)造性學習及分析解決實際問題的能力。通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫課程資源網(wǎng)絡平臺，提升課程共享性、開放性和普適性，優(yōu)化調(diào)整“教”、“學”、“做”的過程[4]，實現(xiàn)教學內(nèi)容的優(yōu)化、教學方法的立體化、教學手段的現(xiàn)代化[3]，具體方法及措施見圖2。

（1）始終貫徹“知行合一”的理論與實踐教學模式。在認真優(yōu)化計算機相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫類課程理論與實踐教學內(nèi)容基礎(chǔ)上，采用CDIO工程教育倡導的“做中學”和“基于項目教育和學習”新型理論與實踐教學方法，將理論和實踐教學緊密結(jié)合，結(jié)合實際項目，由淺入深、循序漸進，設(shè)計合理的教學內(nèi)容，使學生在學中做，做中學，始終堅持“知行合一”的理論實踐教學模式，形成“理論一驗證一設(shè)計一綜合一實訓”多層次理論實踐教學模式[5-6]。通過把教師科研成果、計算機相關(guān)新技術(shù)及國內(nèi)外相關(guān)新實驗相融合，將實踐教學分為基礎(chǔ)性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗、工程訓練四個層次[5-6]，并以設(shè)計性、實訓為主，突出學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)。

（2）創(chuàng)設(shè)典型的計算機系統(tǒng)應用案例。創(chuàng)設(shè)的計算機系統(tǒng)案例至少包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在的問題、用戶業(yè)務需求、系統(tǒng)分析、功能設(shè)計、編碼測試等部分，每個案例剖析和講授至少2學時，討論至少1學時，使優(yōu)選的教學案例不僅要體現(xiàn)專業(yè)特色，還要涵蓋教學知識點，這樣才能更好地激發(fā)學生學習積極性和主動性[4]。

（3）改進與完善授課手段，實現(xiàn)分層次、立體化教學。在深入研究CDIO工程教育理念的基礎(chǔ)上，通過多媒體、黑板、網(wǎng)絡信息、移動APP、微課等手段改進課程講授方式，集實際典型案例、學科前沿技術(shù)、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力及團隊協(xié)作能力等技術(shù)與素質(zhì)培養(yǎng)為一體，實現(xiàn)授課手段立體化，全方位提高學習者自身素質(zhì)、分析問題、解決問題的實際能力[2]。

（4）強化“交互”和學生參與，建立分組討論和成果匯報答辯機制。交互是數(shù)據(jù)庫課程教學環(huán)節(jié)中的重要因素，是師生間雙向交流促進學習的重要手段。在教學過程中，采用“授人以漁”的教學思路，設(shè)計交互式教學場景，使學生協(xié)同分工，多渠道檢索相關(guān)資料，撰寫專題研究報告，建立“交互式”或“分組式”討論和成果定期匯報答辯機制，共同創(chuàng)造創(chuàng)新氛圍，培育學生多向交流的積極性和自主探究問題的意識。上述措施有效增強了學生參與度，提升了學生學習興趣和認知度[4-5]。

（5）建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，加強多渠道線上線下師生交流與互動。借助Web和移動互聯(lián)網(wǎng)平臺，把課程組成員多年教學大綱、教學動畫、拆解的科研項目案例和精美課件等教學資料進行分類梳理、優(yōu)化和整合，建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，課程組成員通過E-mail、QQ群、微信群、移動APP、論壇等多渠道線上線下與學生交流互動，及時答疑學生存在的問題，提高數(shù)據(jù)庫課程群教學效果。

（6）行業(yè)技能競賽融入教學，以賽代練，以賽促教，激發(fā)學習興趣。密切跟蹤并介紹云計算、大數(shù)據(jù)、社會網(wǎng)絡分析、NoSQL等與數(shù)據(jù)庫相關(guān)最新前沿技術(shù)，開闊學生視野；指導學生積極參加“中國軟件杯”、“藍橋杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計競賽”等競賽，及時修正和調(diào)整綜合性實踐項目或案例，合理布置項目任務，在多個教師綜合指導下，采用分組合作、討論、交流方式，確保小組項目有序開展。這種將行業(yè)技能競賽與實踐教學相結(jié)合的以賽代練模式，不僅使學生所學理論知識與技術(shù)直接與企業(yè)需求對接，還能大幅提高學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力，有效防止所學技術(shù)與行業(yè)需求脫節(jié)，為今后就業(yè)奠定項目研發(fā)經(jīng)驗和團隊協(xié)作能力。

3.加強數(shù)據(jù)庫教學團隊建設(shè)

教學團隊是數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)的主力軍和人力資源保障。在課程群負責人的帶領(lǐng)下，每個成員都要高屋建瓴，具有對數(shù)據(jù)庫課程群的教學內(nèi)容進行多層次和多角度融合優(yōu)化的能力。為此，可通過多次課程組研討、成員自身知識互補性學習、到兄弟院校走訪、專業(yè)技術(shù)培訓機構(gòu)再教育等方式，加強數(shù)據(jù)庫教學團隊建設(shè)。只有施教者擁有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識，創(chuàng)設(shè)出具有一定創(chuàng)新思維的教學素材，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學生。

4.改革考核方式，注重階段性評價

改革傳統(tǒng)的考卷定“終身”考核方式，加強學習階段性評價，如在理論和實驗課堂上可通過回答問題、專題討論、作業(yè)質(zhì)量、計時完成實驗操作、前沿性技術(shù)總結(jié)、系統(tǒng)演示與答辯等措施加大平時考核比例，培養(yǎng)學生自主學習、創(chuàng)新意識等能力，使傳統(tǒng)的“要我學”填鴨式教學模式向“我要學和我要創(chuàng)業(yè)”等新模式轉(zhuǎn)變，引導學生注重平時知識積累，重視自學能力、創(chuàng)新思維等方面培養(yǎng)。此外，引入企業(yè)實習實訓評價、同行專家評價、教師評價、學生間互評等多種方式相結(jié)合的教與學效果評價機制，實現(xiàn)評價形式多元化和動態(tài)化，并根據(jù)評價結(jié)果，及時調(diào)整教學內(nèi)容、學生學習方向與方法等，提高教與學透明度、應用度，使教學目的更加明確，教學效果更好。

本文提出了創(chuàng)新型數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)體系，并從改革教學體系與教學方法、整合優(yōu)化教學內(nèi)容、教師團隊、完善考核方式等方面討論了數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)主要內(nèi)容，構(gòu)建了多平臺、多手段、多層面漸進式理論和實踐教學模式，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點串聯(lián)或并聯(lián)成一個有機網(wǎng)絡，克服了原數(shù)據(jù)庫課程教學的諸多不足，提高了學生實踐創(chuàng)新能力，為學生從事數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)奠定了一定基礎(chǔ)，為類似課程群教學改革起到示范和輻射作用。

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