基于項目式教學(xué)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗改革策略

[摘要]計算機技術(shù)發(fā)展步伐的不斷加快，促使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用范圍日益擴大，已由數(shù)據(jù)處理、信息管理等領(lǐng)域延伸至人工智能、計算機輔助設(shè)計等領(lǐng)域，成為計算機系統(tǒng)的核心內(nèi)容。項目式教學(xué)模式近些年被廣泛應(yīng)用于各學(xué)科教學(xué)中，其價值有目共睹，將之引入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗改革工作中，可彌補以往教學(xué)存在的不足，達到更顯著的教學(xué)效果。本文主要對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程教學(xué)現(xiàn)狀進行分析，并探討基于項目式教學(xué)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗設(shè)計的原則以及具體的改善策略。

[關(guān)鍵詞]項目式教學(xué)；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理；實驗教學(xué)

[中圖分類號]G434 ?????[文獻標(biāo)識碼]A

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.02.046

引言

新時代背景下，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的重要性不言而喻，其已是信息處理的核心技術(shù)，也是計算機專業(yè)必修課程及部分專業(yè)的選修課程。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗是極為重要的實踐環(huán)節(jié)，結(jié)合學(xué)生的學(xué)情以及必須掌握的知識與能力，精心設(shè)計實驗課程內(nèi)容，讓學(xué)生利用已掌握的知識，科學(xué)地完成實驗操作，不僅有助于學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程知識，還促進學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)能力、團隊協(xié)作能力的有效培養(yǎng)，從而成為符合社會要求的計算機人才。如何結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用范圍，分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程存在的不足，基于項目式教學(xué)要求革新教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)手段，培養(yǎng)出實踐動手能力較強的計算機人才，是當(dāng)下需重點探究的課題。

一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程教學(xué)現(xiàn)狀

從以往數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)情況來看，若是實踐環(huán)節(jié)未做到位，必然會給該門課程的學(xué)習(xí)帶來很大影響。但仍然有很多教師未注重實驗環(huán)節(jié)，將理論學(xué)習(xí)放在重要位置，導(dǎo)致學(xué)生空有知識而不知道如何應(yīng)用，難以對知識掌握狀況進行檢驗。

（一）教學(xué)內(nèi)容和實際應(yīng)用銜接不足

以往的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程，基本都是圍繞著教材開展教學(xué)工作，教學(xué)內(nèi)容主要是數(shù)據(jù)庫介紹、數(shù)據(jù)庫的完整性等基礎(chǔ)內(nèi)容，教師也是按部就班地講解理論知識，而極少涉及實踐應(yīng)用。學(xué)生通過此種學(xué)習(xí)模式，難以對數(shù)據(jù)庫的重要技術(shù)形成深入理解，在實踐中鞏固這些知識更是無從談起，和具體學(xué)習(xí)要求不相匹配，不僅增加學(xué)習(xí)負擔(dān)，還會導(dǎo)致積極性受挫。

（二）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)所受重視程度偏低

數(shù)據(jù)庫原理課程兼具概念性與實踐性，但如今大部分高校的課程設(shè)置都偏向理論知識，實踐環(huán)節(jié)嚴重不足，鮮少安排實驗課程。而安排的實驗內(nèi)容，幾乎都是以課程所學(xué)知識的消化為主要目的，極少設(shè)計綜合應(yīng)用。從已有經(jīng)驗得出，若不做好實踐訓(xùn)練，理論知識也難以獲得有效鞏固，學(xué)生的分析力、判斷力、系統(tǒng)設(shè)計能力等也無法獲得較好的培養(yǎng)，利用數(shù)據(jù)庫來解決面對的實際問題更是難上加難，這和新時代高校的育人要求不相匹配。

（三）教學(xué)方法過于單一、落后

如今，數(shù)據(jù)庫原理課程大多數(shù)采取的仍然是教師講授與演示的方法，學(xué)生的動手操作機會極少，主體地位被嚴重忽視。社會所需的是有實踐能力、職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才，若是一直沿用老舊的培養(yǎng)法，會導(dǎo)致學(xué)生和崗位需求存在明顯差異性。與此同時，很多教師也盡管引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，但也只是PPT結(jié)合投影儀，從而將教學(xué)內(nèi)容簡單處理通過這些設(shè)備呈現(xiàn)出來，并未真正在網(wǎng)絡(luò)平臺中呈現(xiàn)教學(xué)活動，這些問題都導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量的提升受限。因而，采取項目式教學(xué)的做法，改善傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，激發(fā)學(xué)生的主體意識，提升學(xué)生的參與興趣，有效鍛煉動手操作能力，可更好地保障教學(xué)質(zhì)量。

二、基于項目式教學(xué)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗設(shè)計原則

結(jié)合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程存在的不足，以及項目式教學(xué)的特性，開展課程實驗的設(shè)計，具體需要遵循下述幾個原則：

（一）完整性

實驗課和理論課兩者是獨立開展卻又是緊密聯(lián)系的，必須要構(gòu)建完善的教學(xué)體系，使得實驗課程不再是理論課的附屬品，真正地改變傳統(tǒng)教學(xué)的局面。結(jié)合大綱要求以及課程涉及的理論知識，建構(gòu)一系列的實驗課程。結(jié)合單個知識點設(shè)置實驗課，讓學(xué)生的某個專項能力可獲得有效培養(yǎng)，也可在實驗參與中促進分析能力、創(chuàng)新能力等的提升。由于學(xué)生的認知與能力水平不同，需要結(jié)合不同學(xué)生需求建立多層次的實驗教學(xué)體系，確保學(xué)生們都可從中獲得有效鍛煉，學(xué)習(xí)需求獲得更大程度的滿足。如實驗課程可劃分為基礎(chǔ)型、提高型、綜合型三類。

（二）綜合性

各實驗項目看似獨立存在，實則都有潛在的關(guān)聯(lián)性，實驗項目本就是為了讓學(xué)生將所學(xué)的知識綜合應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生參與動力，讓學(xué)生可切實通過實驗教學(xué)來培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力，從而把握好項目間的關(guān)聯(lián)性，有助于引導(dǎo)學(xué)生回憶相關(guān)知識點，并進一步提升綜合能力。

（三）探索性

實驗的設(shè)計不應(yīng)當(dāng)是按部就班地完成某個操作，而是要學(xué)生自主去發(fā)現(xiàn)各項問題，邊動手操作邊發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的原理，通過自主的探索實現(xiàn)知識的理解、記憶、遷移。若是讓學(xué)生完全按照設(shè)定的步驟走，會遏制學(xué)生的探索熱情，仿佛就是為了完成一個任務(wù)，整個過程都是枯燥的。只有探索式的學(xué)習(xí)，才可讓學(xué)生養(yǎng)成自覺推理的習(xí)慣，保持深入探究的熱情，培養(yǎng)解決問題的能力。如數(shù)據(jù)庫實驗設(shè)計時，面對一些重難點知識，可專門停下提示，讓學(xué)生認真思考，這會在無形中激發(fā)學(xué)生的探索欲。

（四）實用性

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本就極具實踐性、應(yīng)用性，因而在實驗設(shè)計時也要重點突出實用性。學(xué)生一般都很看重實驗內(nèi)容的實用性，這將直接影響學(xué)生對該實驗的投入程度，這對學(xué)生日后能否在工作中發(fā)揮該實驗的價值也是至關(guān)重要的。與此同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實用性是不可否認的，其涉及的范圍極廣，有很多內(nèi)容都可作為實驗項目，因而在選擇實驗項目、涉及實驗時必須確保實用性。

（五）拓展性

學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)以及理解能力的差異性都是客觀存在的，因而設(shè)計實驗的過程中，需確保有基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容，還需有一定深廣度的內(nèi)容。即除了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程大綱中的實驗要求外，還需增加拓展性內(nèi)容，讓有學(xué)習(xí)余力的學(xué)生進行探索學(xué)習(xí)，用來延伸自身的知識面，有效鍛煉個人的能力。

（六）可操作性

可操作性也是實驗設(shè)計最基礎(chǔ)的要求之一，雖然某些實驗已具備實用性、探索性，但由于環(huán)境、設(shè)備等帶來的影響，導(dǎo)致其不具有可操作性，那所有的設(shè)計便是徒勞的。因而對該課程來說，選擇的實驗項目應(yīng)當(dāng)是學(xué)生較為熟悉的，如成績查詢系統(tǒng)等。如此學(xué)生可積極參與其中，自主觀察與分析，自行總結(jié)實驗內(nèi)容，獲得成功的愉悅感。

三、基于項目式教學(xué)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗改革策略

項目式教學(xué)模型下的實驗改革，必須要將學(xué)生主體地位呈現(xiàn)出來，還需充分發(fā)揮教師在實驗過程中的主導(dǎo)作用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程實驗設(shè)計屬于一項復(fù)雜化的任務(wù)，教師在設(shè)計過程中應(yīng)在項目中巧妙穿插實驗內(nèi)容，盡可能把相關(guān)知識點都包含其中。在具體實施時，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、思考，探究問題的解決方法，并在項目任務(wù)完成后，鼓勵學(xué)生提出問題，及時點撥，最終解決消化實驗內(nèi)容。

（一）營造實驗情境

在情境創(chuàng)設(shè)過程中，巧妙地將實驗內(nèi)容隱藏在細分任務(wù)中，讓學(xué)生在一個個任務(wù)完成后，也可順利地掌握知識。所以，項目式教學(xué)的實施，教師需提前布置此次實驗任務(wù)，讓學(xué)生提前做好準(zhǔn)備，明確任務(wù)的重難點，圍繞著項目任務(wù)及重點問題參與實驗。通過此類問題探索的模式，讓學(xué)習(xí)者保持良好的學(xué)習(xí)動機。此階段教師應(yīng)注重引導(dǎo)，但不可直接告知學(xué)生該如何做，讓學(xué)生的好奇心被充分激發(fā)。只有學(xué)生產(chǎn)生興趣后，才可真正投入到實驗中，之前面臨的問題也可順利解決。

（二）確定實驗任務(wù)

教師在項目任務(wù)提出后，不要著急講解項目的內(nèi)容，也不要讓學(xué)生直接去動手實驗。而需要讓學(xué)生以小團隊的形式先討論，對任務(wù)進行分析探討，具體需要完成的內(nèi)容，并提出自身的疑惑。教師在設(shè)定的任務(wù)中，需要涉及學(xué)生以往學(xué)習(xí)的知識點，學(xué)生在自行探究和交流后可以自行解決的，還需要融入新的內(nèi)容，這些未學(xué)習(xí)過的知識便是實驗的核心，當(dāng)然最好是讓學(xué)生探索后提出這些問題?；诖?，教師再進一步總結(jié)歸納學(xué)生需要動手完成的任務(wù)，讓學(xué)生確定實驗重心。由于實驗和理論本就密切關(guān)聯(lián)，兩者是相輔相成的，教師可將實驗和理論穿插起來。講解部分理論知識后，便要求學(xué)生完成對應(yīng)的實驗任務(wù)，如數(shù)據(jù)庫建模知識點講解完后，讓學(xué)生自行設(shè)計數(shù)據(jù)庫概念模型；規(guī)范化理論講解完成后，讓學(xué)生對上個課程的設(shè)計內(nèi)容進行檢查并優(yōu)化。如此一來，學(xué)生對自身學(xué)習(xí)的理論知識，用于哪個系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)就會更加清楚，而在實驗參與中也可對理論本質(zhì)真正摸透。所以，需在講解完理論知識后，就開始布置實驗內(nèi)容，讓學(xué)生對下個階段的實驗任務(wù)及需達成的目標(biāo)有清晰了解，從而更好地做足準(zhǔn)備。

（三）實踐操作應(yīng)用

該階段的核心在于鼓勵學(xué)生自主操作，教師需預(yù)留足夠的操作時間讓學(xué)生通過動手來感受知識的魅力。當(dāng)然，并不意味著教師在此過程中需完全放手，如學(xué)生遇到難題教師需及時提供指導(dǎo)。而在學(xué)生完成實踐操作后，教師可對學(xué)生面臨的共性問題進行統(tǒng)一示范，用來鞏固學(xué)生動手操作的效果。教師還需隨時關(guān)注學(xué)生的動手操作狀況，明確學(xué)生的知識掌握程度，把握學(xué)生的興趣點，從而對實驗方案進行靈活調(diào)整，控制好實驗進度，保障實驗的有效性。

（四）交流討論啟發(fā)

此環(huán)節(jié)的重點在于查缺補漏，教師需統(tǒng)一講解該項目的重難點內(nèi)容，并通過應(yīng)用實例的展示，讓學(xué)生深入理解所學(xué)的知識點。并讓學(xué)生們自由發(fā)表看法，鼓勵學(xué)生提出不一樣的意見，通過集思廣益來形成思維的碰撞。對于學(xué)生提出的新觀點，教師都需以鼓勵為主，若思想有誤也需巧妙地點撥，不可直接否認學(xué)生的觀點，極易澆滅學(xué)生的談?wù)摕崆?。同時，教師還可提出熱門問題讓學(xué)生討論，在潛移默化中啟發(fā)學(xué)生，為下次的實驗做好鋪墊。

（五）總結(jié)分析提升

該環(huán)節(jié)是項目式教學(xué)的重點環(huán)節(jié)，教師在前面幾個環(huán)節(jié)重在引導(dǎo)，學(xué)生也基本將精力投入到動手操作上，必然會存在由于學(xué)生能力水平不同而實驗掌握程度不同的問題。此時教師首要做的就是實驗總結(jié)，回顧實驗涉及的知識點，讓學(xué)生對照教師的回顧來對比自身的不足，從而彌補之前未掌握的知識點。同時，需注重知識應(yīng)用空間的延伸，讓學(xué)生通過觀賞他人的實驗成果激發(fā)再次嘗試的想法，從而在課后自主探索，長時間保持學(xué)習(xí)的熱情。項目式教學(xué)法可讓學(xué)生以帶著任務(wù)的形式加入數(shù)據(jù)庫原理系統(tǒng)課程實驗中，可掌握較為完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)技能，還可鍛煉自主操作、交流探討等多項能力。

四、結(jié)語

綜上所述，數(shù)據(jù)庫原理系統(tǒng)課程在以往教學(xué)中存在的問題是不可否認的，而項目式教學(xué)法的應(yīng)用，可有效改善實踐安排不足、知識和實驗銜接不足等問題，也可有效激發(fā)學(xué)生的實驗參與熱情。此種以生為本，給予學(xué)生更多動手操作機會，引導(dǎo)啟發(fā)為輔的教學(xué)模式，是極具實用性的，后續(xù)教師們應(yīng)該積極推廣與應(yīng)用此種模式，徹底改善傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，真正地培養(yǎng)出符合新時代要求的應(yīng)用型人才。

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桂林電子科技大學(xué)2023年課程建設(shè)教育教學(xué)改革項目，項目名稱：挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)課程機器學(xué)習(xí)與模式識別建設(shè)（項目編號：JGKT202384）

任婕（1986.7-），女，漢族，湖北襄陽人，博士，研究方向：遙感應(yīng)用。