“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”教學(xué)改革探索與實(shí)踐

趙慧玲　柯洪昌　孟憲穎

摘 要：文章根據(jù)“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”課程的特點(diǎn)，分析了目前該門課程教學(xué)存在的問題，并從整合教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法與變革考核方式等方面提出了“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”教學(xué)改革的策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1002-4107（2015）02-0052-02

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，成為檢索、存儲(chǔ)、處理信息資源的主要手段。對于一個(gè)國家來說，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量這個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志?！皵?shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”是長春工程學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門基礎(chǔ)、必修課，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念、原理、方法和應(yīng)用技術(shù)，掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和開發(fā)方法，了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的最新發(fā)展和一些相關(guān)的研究領(lǐng)域、研究方法，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)和數(shù)據(jù)庫理論的研究等提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

一、“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”教學(xué)存在的問題

（一）理論性強(qiáng)，難以理解

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”是一門概念抽象、理論性強(qiáng)的課程，如關(guān)系代數(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫安全等，由于之前都以傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主，并缺乏形象生動(dòng)的教學(xué)手段或者教學(xué)方法，學(xué)生理解起來非常困難，兩三次課之后就會(huì)覺得內(nèi)容枯燥乏味，并逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，這樣一來，教學(xué)互動(dòng)也會(huì)越來越少，實(shí)際教學(xué)效果也就不夠理想。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)置針對性不強(qiáng)

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”課程在長春工程學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)與工程學(xué)院設(shè)定的大綱學(xué)時(shí)是56，實(shí)踐學(xué)時(shí)為16，約占總學(xué)時(shí)的1/4，基本能夠滿足教學(xué)內(nèi)容的需要，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即每學(xué)完一部分內(nèi)容，將其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在計(jì)算機(jī)上驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)，如講完數(shù)據(jù)庫安全性，就會(huì)針對如何設(shè)置登陸賬戶、數(shù)據(jù)庫用戶賬戶等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、固化，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，學(xué)生對各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用能力也不能得到鍛煉和加強(qiáng)。

（三）考核方式單一

目前“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”的考核成績是期末筆試成績70%與平時(shí)成績30%構(gòu)成，平時(shí)成績主要由出勤、作業(yè)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)三部分構(gòu)成，教師評分時(shí)一般只看最后上交的成果，缺乏平時(shí)成績的過程性監(jiān)督（如怎么做的，出現(xiàn)什么問題，是不是該學(xué)生做的等），導(dǎo)致部分學(xué)生對平時(shí)作業(yè)及課內(nèi)實(shí)驗(yàn)不夠重視，想應(yīng)付了事，所以存在抄襲現(xiàn)象，這樣就失去了作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告本身的重要意義，實(shí)踐環(huán)節(jié)也不能達(dá)到預(yù)期的效果。

二、“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”教學(xué)改革的策略

針對以上教學(xué)中存在的問題，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”的教學(xué)質(zhì)量，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式上進(jìn)行探索與改革實(shí)踐。

（一）整合教學(xué)內(nèi)容

1.修訂大綱，整合教學(xué)內(nèi)容。該課程大綱設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)為56，針對學(xué)生應(yīng)該掌握的知識(shí)、技能，規(guī)劃“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”的教學(xué)內(nèi)容，主要應(yīng)該包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與管理兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理部分應(yīng)該包括數(shù)據(jù)庫概述（數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域）、關(guān)系數(shù)據(jù)庫（關(guān)系模型、關(guān)系完整性、關(guān)系代數(shù)）、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL（SQL概述、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新、視圖）；設(shè)計(jì)與管理部分應(yīng)該包括關(guān)系數(shù)據(jù)理論（規(guī)范化、數(shù)據(jù)依賴公理）、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫的實(shí)施與維護(hù)）、并發(fā)控制（封鎖、并發(fā)控制的可串行性、兩段鎖協(xié)議、封鎖的粒度）、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)（事物的概念、故障的種類、恢復(fù)的技術(shù)和策略、數(shù)據(jù)庫鏡像域復(fù)制）、數(shù)據(jù)庫安全性（計(jì)算機(jī)安全性、數(shù)據(jù)庫安全性）、數(shù)據(jù)庫完整性（完整性約束條件、完整性控制）、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新發(fā)展。

2.優(yōu)化課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，精心設(shè)計(jì)每一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如在同一章節(jié)或章節(jié)之間，設(shè)計(jì)一些綜合性較強(qiáng)的題目，把多個(gè)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，特別是學(xué)生不容易接受的理論知識(shí)，如第一范式、第二范式、第三范式及數(shù)據(jù)完整性規(guī)則等，通過設(shè)計(jì)與上述理論有關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，加深對理論知識(shí)的理解，同時(shí)也提高了自身的知識(shí)綜合運(yùn)用能力。

3.科學(xué)安排課程設(shè)計(jì)。學(xué)生在學(xué)完“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”之后，有一個(gè)為期一周的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)，針對課程設(shè)計(jì)的時(shí)間、學(xué)生應(yīng)該掌握的能力點(diǎn)，科學(xué)合理地安排題目內(nèi)容，讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。如選定題目“教務(wù)管理系統(tǒng)”，課程設(shè)計(jì)要求應(yīng)該包括：需求分析（包括業(yè)務(wù)需求及處理流程、功能需求及數(shù)據(jù)需求分析等）；確定實(shí)體集及屬性；確定E-R圖；檢查是否滿足需求，并改進(jìn)E-R圖；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；利用SQL Server2005建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫對象；利用SQL語句實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能；進(jìn)一步思考完善修改。

通過對實(shí)際問題的分析、解決，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和開發(fā)過程，提高學(xué)生對知識(shí)的整體把握能力和對新問題的獨(dú)立分析、解決能力。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

采用靈活多樣的教學(xué)方式、方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

1.案例教學(xué)?！皵?shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”課程的理論部分比較抽象難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生厭倦的心理，通過實(shí)例講解原理和方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握理論方法的實(shí)際運(yùn)用，不僅使學(xué)生由淺入深、循序漸進(jìn)地完整掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)、開發(fā)技術(shù)，還可以培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫綜合應(yīng)用開發(fā)能力。

如講關(guān)系數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)語言SQL時(shí)，從創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫stdudent，到創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫中的表，再到查詢，乃至視圖，都是在student數(shù)據(jù)庫下進(jìn)行，以student數(shù)據(jù)庫為例，不斷擴(kuò)充各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，循序漸進(jìn)、逐步深入；在講到數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟時(shí)，以“教務(wù)管理系統(tǒng)”為例，介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的全過程，需求分析—概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)庫實(shí)施—數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)，分析各階段的特點(diǎn)和需要完成的任務(wù)。結(jié)合案例分析、講解，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生能夠深刻理解體會(huì)所授內(nèi)容。

2.啟發(fā)教學(xué)。由于該課程原理性內(nèi)容比較多，所以盡量避免在課堂上平鋪直敘，多提出問題，讓學(xué)生思考、討論，教師加以補(bǔ)充和總結(jié)。這樣能提高學(xué)生上課的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題的綜合能力。

如講學(xué)生較難理解的范式理論時(shí)，教師在導(dǎo)入主題之前可以向?qū)W生提出問題：一個(gè)數(shù)據(jù)庫下的關(guān)系模式由若干實(shí)體組成，每個(gè)實(shí)體有與其相關(guān)的屬性集，那么某個(gè)實(shí)體的屬性集中包含的屬性是不是可以任意添加呢？各個(gè)屬性之間有沒有某種約束關(guān)系呢？在講完第二范式的時(shí)候，教師可以提問，滿足第二范式的關(guān)系模式，在數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除時(shí)存在什么問題，鼓勵(lì)學(xué)生踴躍發(fā)言，教師加以補(bǔ)充總結(jié)。學(xué)生帶著問題，在教師的指引下逐個(gè)解決，較好地掌握了每次課節(jié)內(nèi)容。

3.分組學(xué)習(xí)。在問題討論及課程設(shè)計(jì)過程中，可以采用分組合作學(xué)習(xí)的方法，教師依據(jù)學(xué)生的能力、所具備的知識(shí)等相關(guān)因素，將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。小組成員彼此相互合作、互相激勵(lì)，能力較強(qiáng)的學(xué)生可以帶動(dòng)能力較差的學(xué)生主動(dòng)積極地參與學(xué)習(xí)，在合作過程中既可以建構(gòu)出自己對學(xué)習(xí)內(nèi)容的系統(tǒng)知識(shí)，又能夠完成整個(gè)小組的共同目標(biāo)。這樣，不僅增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作能力。

（三）變革考核方式

注重平時(shí)過程性考核，過程性考核能了解學(xué)生發(fā)展的全過程，把學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)成果和期末考試成績結(jié)合起來，全面地評價(jià)一個(gè)學(xué)生。它避免了“一考定終身”的弊端，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，有利于教學(xué)效果的提高。

過程性考核除了包括個(gè)人考勤之外，還可以有隨堂測驗(yàn)、課堂討論、課上提問、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、報(bào)告等要素?？己藨?yīng)盡量減少課下完成的作業(yè)，降低實(shí)驗(yàn)報(bào)告所占成績百分比，提高課堂表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)成績的比重。教師要關(guān)心學(xué)生課堂狀態(tài)、學(xué)習(xí)情況，加強(qiáng)與學(xué)生之間的問題溝通，及時(shí)向?qū)W生公布每次平時(shí)成績，做到公正、公開，從而使學(xué)生逐漸樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，注重平時(shí)知識(shí)的積累，能夠腳踏實(shí)地、扎扎實(shí)實(shí)地學(xué)習(xí)。

針對“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用”在教學(xué)中存在的問題，本文提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式三方面開展探索與改革實(shí)踐，使學(xué)生從被動(dòng)地學(xué)轉(zhuǎn)變到主動(dòng)、自覺地學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合應(yīng)用能力。實(shí)踐證明，教學(xué)取得了良好的效果。

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