新工科驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)改革研究

韓國(guó)鑫，謝秋菊*，許譯丹，王莉薇

（1. 肇慶學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院，廣東 肇慶 526061；2. 肇慶學(xué)院 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

1.引言

新工科建設(shè)是在新階段科技革新和產(chǎn)業(yè)變革背景下培養(yǎng)優(yōu)秀人才的重要舉措，主要圍繞工程教育改革打造新的教學(xué)理念、課程結(jié)構(gòu)和人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)未來(lái)各行業(yè)的深化發(fā)展[1-2]。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)是組成計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的重要課程，也是該專(zhuān)業(yè)學(xué)生職業(yè)生涯必備的核心技術(shù)[3]。目前，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是世界上主流且使用最為廣泛的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其應(yīng)用主要以各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)及運(yùn)維為主[4-5]。本文結(jié)合工程教育發(fā)展的歷史和教育改革的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的教學(xué)為例，分析研究新工科背景下數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)的課程特點(diǎn)、教學(xué)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)等，進(jìn)而提出該課程教學(xué)方法改革創(chuàng)新的特色理念和思路。

2.課程建設(shè)與傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的主干必修課程，是構(gòu)成學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)需求。目前，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的講授主要以O(shè)racle 11g的管理操作和應(yīng)用開(kāi)發(fā)為主，結(jié)合PLSQL的基本知識(shí)和實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)。主要教學(xué)內(nèi)容包括Oracle 11g數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、連接以及表的使用、PLSQL的基礎(chǔ)及高級(jí)查詢與程序設(shè)計(jì)、函數(shù)游標(biāo)和存儲(chǔ)、Java EE開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用等，課程建設(shè)包括Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的重點(diǎn)基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)概念和體系、豐富的實(shí)例和重難點(diǎn)的搭配，使學(xué)生能夠基本掌握Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和開(kāi)發(fā)。在課時(shí)分配上，該課程共48課時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)為16課時(shí)，主要針對(duì)課程體系、知識(shí)結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)概念進(jìn)行講解，有助于學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)基本操作的理解和掌握，為后期實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)課時(shí)為32課時(shí)，主要進(jìn)行針對(duì)實(shí)例的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、PLSQL的程序設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性開(kāi)發(fā)?？己顺煽?jī)主要包括理論作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末設(shè)計(jì)三個(gè)部分，注重于學(xué)生對(duì)于Oracle 11g數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)踐和應(yīng)用。

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)規(guī)劃和內(nèi)容設(shè)計(jì)上主要包括以下幾個(gè)方面：培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換和設(shè)計(jì)能力；針對(duì)PLSQL語(yǔ)言基礎(chǔ)和高級(jí)查詢開(kāi)展講授，培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等一系列數(shù)據(jù)操縱能力；PLSQL高級(jí)程序設(shè)計(jì)的講授，培養(yǎng)學(xué)生基本的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建思維和數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)能力；（4）Java EE和DBMS的開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)Java項(xiàng)目和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)能力。

3.新工科背景下的教學(xué)改革方法

為了適應(yīng)新階段科技革新和產(chǎn)業(yè)變革，布局未來(lái)國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域的發(fā)展，培養(yǎng)高質(zhì)量的新興領(lǐng)域高級(jí)工程人才，助力傳統(tǒng)理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)升級(jí)與轉(zhuǎn)型，教育部于2018年提出了新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，探究新的工科教育理念、模式標(biāo)準(zhǔn)以及方法、技術(shù)和文化。新工科建設(shè)正在革新高校教育方法和培養(yǎng)方案，改變高校評(píng)價(jià)體系與資源配置方式，從而塑造新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，增強(qiáng)國(guó)家在全球的競(jìng)爭(zhēng)力。本文針對(duì)新工科背景下數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)改革方法，將人才培養(yǎng)目標(biāo)和新時(shí)代工程建設(shè)所需的人才要求進(jìn)行深度結(jié)合，主要從融合行業(yè)特色、理論教學(xué)創(chuàng)新、實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新三個(gè)方面開(kāi)展教學(xué)改革，其改革的思路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1 融合行業(yè)特色

在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)中，以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫(kù)的使用最為廣泛，目前許多主流行業(yè)的企業(yè)都利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行內(nèi)部管理和業(yè)務(wù)管理，并且在聘請(qǐng)技術(shù)工作人員時(shí)也將在項(xiàng)目上熟練應(yīng)用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)作為一項(xiàng)主要的用人標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)在教學(xué)時(shí)主要依托于部分經(jīng)典范例，針對(duì)范例開(kāi)展一系列的全過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)講授，教學(xué)重點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)查詢以及設(shè)計(jì)和搭建方面，但是傳統(tǒng)教學(xué)方法缺乏與行業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展的融合，很難讓學(xué)生在步入工作崗位后快速地開(kāi)展面向行業(yè)的應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上工程實(shí)踐項(xiàng)目需要針對(duì)目前主流的行業(yè)，融合其行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容上的豐富和補(bǔ)充，例如交通行業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)搭建，就需要了解該行業(yè)整體的運(yùn)行和資產(chǎn)流通過(guò)程，其主要的建設(shè)內(nèi)容分別包括交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)、交通運(yùn)營(yíng)管理、交通出行服務(wù)等子數(shù)據(jù)庫(kù)，并且在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)前期需要針對(duì)各項(xiàng)子數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行調(diào)研，確定其數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的需求，設(shè)計(jì)整體數(shù)據(jù)建設(shè)的流程以及表空間的交互，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和了解工程級(jí)別數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的方法及過(guò)程提高綜合應(yīng)用能力。這些面向行業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)流程和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)都是需要在學(xué)生不斷了解行業(yè)特點(diǎn)、結(jié)合行業(yè)特色的基礎(chǔ)上，才能鍛煉出最佳的行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思維，最終形成優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方案，使得學(xué)生能夠在工作過(guò)程中處理行業(yè)應(yīng)用級(jí)別的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)時(shí)具有出色專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和工作表現(xiàn)。

3.2 理論教學(xué)創(chuàng)新

新工科建設(shè)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)主要培養(yǎng)新時(shí)代工程應(yīng)用型人才，將科學(xué)原理和專(zhuān)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化為直接應(yīng)用于行業(yè)實(shí)踐的運(yùn)行規(guī)劃、決策和工程設(shè)計(jì)。在理論教學(xué)的過(guò)程中，其教學(xué)內(nèi)容主要側(cè)重于可持續(xù)發(fā)展的知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)框架的搭建，使學(xué)生能夠掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和脈絡(luò)，在培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，重視數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)的廣度和深度，了解實(shí)際開(kāi)發(fā)需求、依據(jù)、過(guò)程和條件，為培養(yǎng)學(xué)生擁有過(guò)硬的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用性技術(shù)和實(shí)踐能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[6-7]。

在教學(xué)模式上要融合發(fā)現(xiàn)教學(xué)和學(xué)導(dǎo)教學(xué)等多種教學(xué)方法[8-10]。發(fā)現(xiàn)教學(xué)法能夠培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力，比如在學(xué)習(xí)難度較大、知識(shí)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的“數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)”階段，可以利用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)先提出待解決的問(wèn)題，然后設(shè)置基礎(chǔ)情境引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)所提出的問(wèn)題進(jìn)行研究，從各種不同的角度分析出解決方法并進(jìn)行驗(yàn)證，最后針對(duì)所有解決方法進(jìn)行分析歸納，在總結(jié)方法可行性和效率的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化問(wèn)題解決的方法。這種方法注重學(xué)生解決問(wèn)題和知識(shí)形成的過(guò)程，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，適合基礎(chǔ)較好、思維活躍的學(xué)生。學(xué)導(dǎo)教學(xué)法是以教師指導(dǎo)為主，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)某一課程難點(diǎn)展開(kāi)深入學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。該方法能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力和思維習(xí)慣，適用于在操作性比較強(qiáng)、不易言傳的教學(xué)環(huán)節(jié)中使用，有利于提高學(xué)生在程序閱讀、理解和綜合應(yīng)用方面的能力。

在教學(xué)內(nèi)容上要重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)教學(xué)，包含Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)及幾者之間的關(guān)系。邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)之間通過(guò)“表空間”進(jìn)行交互，但表空間、字段和數(shù)據(jù)文件之間的關(guān)系是教學(xué)難點(diǎn)，需要在該方面進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，使學(xué)生掌握新的理解和學(xué)習(xí)思路；另外，在表空間和邏輯存儲(chǔ)上的一對(duì)多關(guān)系、段和數(shù)據(jù)文件以及表空間之間的關(guān)系也是教學(xué)重點(diǎn)，要在基礎(chǔ)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上創(chuàng)新思維引導(dǎo)型教學(xué)，幫助學(xué)生記憶知識(shí)重點(diǎn)，梳理重難點(diǎn)理論和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3.3 實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)相比于其它實(shí)踐類(lèi)課程，實(shí)踐環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)，實(shí)踐方法和特色靈活多樣，易于針對(duì)實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，從而更好地適應(yīng)新工科建設(shè)下人才培養(yǎng)和發(fā)展的要求。課程實(shí)踐能夠幫助學(xué)生檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)中的不足和缺陷，鍛煉學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)的認(rèn)知、設(shè)計(jì)和應(yīng)用思維，在這一過(guò)程中不僅要專(zhuān)注于各種實(shí)踐題目和專(zhuān)題的設(shè)計(jì)，還要善于總結(jié)和創(chuàng)新各種教學(xué)方法，比如基于各類(lèi)工程項(xiàng)目背景下進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)教學(xué)，還有針對(duì)觸發(fā)器、PLSQL高級(jí)程序設(shè)計(jì)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等重難點(diǎn)進(jìn)行實(shí)例融合型教學(xué)，在融合項(xiàng)目實(shí)踐的過(guò)程中去完善學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的體系構(gòu)建能力，鍛煉其面向行業(yè)和市場(chǎng)的整體數(shù)據(jù)庫(kù)整體建設(shè)思維。

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，主要針對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)建造的各個(gè)階段并結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目需要進(jìn)行設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，同時(shí)運(yùn)用案例教學(xué)、激勵(lì)教學(xué)、主動(dòng)探索等綜合教學(xué)方法對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)與革新，使學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能夠自己設(shè)立預(yù)期目標(biāo)、找到學(xué)習(xí)的目的和方向，從而加強(qiáng)學(xué)生在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用上面向產(chǎn)業(yè)和項(xiàng)目的實(shí)踐能力。與此同時(shí)，要結(jié)合項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)經(jīng)典案例庫(kù)進(jìn)行建設(shè)，從而有利于學(xué)生了解面向各行業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)和方法，加強(qiáng)學(xué)生在面向不同行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中自我思考、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，提高綜合的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力和素養(yǎng)，增強(qiáng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，從而為社會(huì)培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用方面的新工科人才。

4.結(jié)語(yǔ)

本文在產(chǎn)教融合、理論教學(xué)創(chuàng)新和實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新三個(gè)方面針對(duì)新工科建設(shè)下數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)的特色教學(xué)方法進(jìn)行研究，結(jié)合工程教育發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，分析研究適應(yīng)新工科發(fā)展的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)革新方法，提出工程教育改革創(chuàng)新的理念和思路。面向社會(huì)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)展特色教學(xué)方法的研究與探索，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行革新和升級(jí)。未來(lái)要在綜合優(yōu)秀的工程教育人才培養(yǎng)模式改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展深化產(chǎn)教融合、校企合作的體制機(jī)制和人才培養(yǎng)模式改革研究和實(shí)踐，從而創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)新時(shí)代工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系。