OBE教育理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)與改革思路淺析

許佳捷 張若茜

摘要：“成果導向教育”（Outcome Based Education，簡稱OBE）是高校本科專業(yè)建設(shè)的重要改革方向，對我國一流大學、學科建設(shè)意義深遠。本文結(jié)合作者在相關(guān)課程的多年教學經(jīng)驗與體會，探討面向OBE理念的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)思路，使得畢業(yè)學生能夠掌握對應(yīng)的出口能力，并根據(jù)多方反饋對課程內(nèi)容進行多層次的閉環(huán)持續(xù)改進，最終保證專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：成果導向教育；數(shù)據(jù)庫課程改革；軟件工程專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0194-02

一、基于OBE的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)背景與意義

OBE理念，即“成果導向”教育，由Spady等人于1981年首次提出，是一種以保證學生通過教育后所獲得的學習成果為量化目標的教育方法，也是現(xiàn)今全球本科工程教育國際互認《華盛頓協(xié)議》的基礎(chǔ)框架。我國于2013年加入《華盛頓協(xié)議》，對高等院校人才培養(yǎng)意義深遠。

近年來，蘇州大學計算機學院各專業(yè)展開了基于OBE的課程體系改革。數(shù)據(jù)是信息的載體，是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)下計算機系統(tǒng)的核心，95%以上的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理?！稊?shù)據(jù)庫原理與設(shè)計》是計算機大類學生理解結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的建模與事物管理方法、具備關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計能力、掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS下的數(shù)據(jù)存取與管理技術(shù)的關(guān)鍵，是大類課程體系中的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)庫課程是計算機大類OBE課程體系改革重點，對人才培養(yǎng)目標的達成、本科畢業(yè)生的綜合能力提升的推動作用明顯。本文將根據(jù)實踐經(jīng)驗探討OBE理念下的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)思路，從課程設(shè)置與教學內(nèi)容改革、課程的閉環(huán)持續(xù)改進等幾個方面進行詳細闡述。

二、OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程教學改革

在OBE理念的指導下，“工程知識”、“問題分析”、“設(shè)計方法”、“研究”、“現(xiàn)代工具掌握”等畢業(yè)要求指標點在各專業(yè)課程中被合理分解，每門課程需要保證學生滿足課程對應(yīng)的畢業(yè)要求指標點（即出口能力，例如工程知識、設(shè)計方法、現(xiàn)代工具掌握），保證培養(yǎng)目標的達成。通過專業(yè)課程體系的總體規(guī)劃，數(shù)據(jù)庫課程所應(yīng)具備的出口能力得以明確，課程改革的目的是優(yōu)化數(shù)據(jù)庫課程設(shè)置與內(nèi)容，提升課程教學對出口能力的支撐作用。

從課程設(shè)置的角度，數(shù)據(jù)庫教學分為數(shù)據(jù)庫原理與數(shù)據(jù)庫課程實踐兩門課程。其中數(shù)據(jù)庫原理是相關(guān)概念的課堂講授；數(shù)據(jù)庫課程實踐則強調(diào)實戰(zhàn)化教學，要求學生能熟練使用典型的RDMBS，解決實際場景中的數(shù)據(jù)管理需求，模擬實現(xiàn)RDBMS的內(nèi)部功能。

在課程內(nèi)容方面，我們主要從關(guān)系模型、數(shù)據(jù)查詢、事物管理和數(shù)據(jù)庫設(shè)計這四個方面介紹DBMS的基本概念與原理：

1.關(guān)系模型主要涉及相關(guān)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)操作和數(shù)據(jù)完整性，講授重點是數(shù)據(jù)建模的必要性和抽象方法。

2.數(shù)據(jù)查詢即非過程化查詢語言SQL（包括數(shù)據(jù)定義、操縱和控制語言），講授中以RDBMS接口的視角簡單介紹，相關(guān)運用結(jié)合課程實踐進行。

3.數(shù)據(jù)庫事務(wù)是面向業(yè)務(wù)的RDBMS多操作序列，核心問題主要包括軟硬件故障下的數(shù)據(jù)恢復和多事務(wù)之間的并發(fā)控制。

4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計則包括概念模型、數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計、規(guī)范化及其支撐理論。

課程每周兩學時，簡潔、凝練地闡述RDBMS的建模、訪問、控制和設(shè)計思想，強調(diào)知識點之間的關(guān)聯(lián)。增設(shè)4—6人一組的課程討論環(huán)節(jié)，促進學生獨立思考，以底層系統(tǒng)的視角理解數(shù)據(jù)管理問題。此外，可以根據(jù)學生的學習情況酌情補充一些底層相關(guān)的知識點，例如數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)（SGA內(nèi)存結(jié)構(gòu)、元祖結(jié)構(gòu)、塊結(jié)構(gòu)、基于擴展的段存儲結(jié)構(gòu)等）、數(shù)據(jù)索引、查詢優(yōu)化、共享內(nèi)存等，要求學生閱讀關(guān)系數(shù)據(jù)或物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的OLAP系統(tǒng)等前沿技術(shù)，制作并提交相關(guān)的PPT文檔。

在課程實踐方面，我們安排每周四課時的上機，內(nèi)容包括RDBMS工具使用、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和RDBMS功能實現(xiàn)這三個層面，難度逐層遞進。RDBMS的工具使用即完成指定的DDL、DML、DCL等SQL查詢，可以基于Oracle、SQL Server、MySQL等不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，體會并理解不同RDBMS之間存在的語法差異及其對應(yīng)用代碼通用性的影響。數(shù)據(jù)庫設(shè)計則是針對給定的應(yīng)用場景，要求學生設(shè)計相應(yīng)的概念模型和數(shù)據(jù)庫模式，滿足規(guī)范化準則避免數(shù)據(jù)冗余和異常。上述實驗是基于DBMS的系統(tǒng)接口，鍛煉學生基于工具解決實際應(yīng)用問題的能力。

OBE理念強調(diào)對專業(yè)學生的復雜工程能力培養(yǎng)。對此，本課程借鑒美國知名高校的課程相關(guān)課程設(shè)計，增加了針對數(shù)據(jù)庫原理部分的課程實踐內(nèi)容，主要包括：（1）關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲功能，支持定長元祖結(jié)構(gòu)（所有字段均為定長數(shù)據(jù)類型）的關(guān)系定義和數(shù)據(jù)存儲，保證數(shù)據(jù)更新與完整性約束的一致性；（2）關(guān)系數(shù)據(jù)的索引和查詢處理功能，包括單表、連接等不同查詢方式，需要結(jié)合歸并、索引方法對連接查詢處理進行優(yōu)化；（3）事務(wù)管理功能，旨在解決并發(fā)業(yè)務(wù)的正確性和軟硬件故障的恢復問題，這部分為選做內(nèi)容，結(jié)合學生的實際情況進行安排。這部分內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、數(shù)據(jù)庫原理、程序設(shè)計等綜合技能，具有一定的難度，促進學生對基礎(chǔ)軟件的底層系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)方法和基本原理的掌握，鍛煉學生將理論知識靈活運用到復雜工程實踐中的動手能力。

三、OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程閉環(huán)持續(xù)改進

課程和課程體系的持續(xù)改進是OBE理念的重要環(huán)節(jié)。這涉及課程教學大綱的評價與審核，課程教學過程的監(jiān)督檢查機制，課程考核方式和內(nèi)容審核機制，本專業(yè)通過對畢業(yè)生的跟蹤反饋和有關(guān)各方參與的社會評價來計算專業(yè)級的培養(yǎng)目標達成情況，并對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系進行持續(xù)改進，最終落實數(shù)據(jù)庫課程教學的持續(xù)改進（包括課程內(nèi)容、課程教材、課程實踐、學生活動、師資隊伍等）。

以蘇州大學軟件工程專業(yè)為例，本專業(yè)在畢業(yè)生調(diào)查和社會評價中獲得反饋“畢業(yè)生的復雜工程能力可以進一步加強”，對此專業(yè)優(yōu)化了整體課程體系，明確數(shù)據(jù)庫課程對“復雜工程能力”的支撐作用。因此我們強化了數(shù)據(jù)庫課程實踐，避免實踐環(huán)節(jié)不充分的問題，以DBMS的功能模塊為內(nèi)容鍛煉學生的復雜系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)能力。此外，課程組根據(jù)試卷分析改進課程的內(nèi)容與組織方式，實施“以學生為中心”的持續(xù)改進，避免單一化的考核，本專業(yè)的相關(guān)課程改革在2018年的教學中取得了良好的教學效果。

四、結(jié)束語

本文介紹了OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程改革的必要性，介紹了蘇州大學計算機學院面向OBE理念的數(shù)據(jù)庫課程的建設(shè)思路，強化對“復雜工程能力”等出口能力的支撐，并實施課程的閉環(huán)式持續(xù)改進。

參考文獻：

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