《數(shù)據(jù)庫原理》課程研究性教學(xué)改革探索

摘 要：剖析了《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)存在的不足。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評價機(jī)制等方面進(jìn)行研究性教學(xué)改革，探索出一種新型教學(xué)模式，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深對數(shù)據(jù)庫理論知識理解，提高分析問題、解決問題能力。實踐結(jié)果表明，教學(xué)質(zhì)量得到了有效提高，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理；研究性教學(xué)；教學(xué)改革

DOIDOI：10.11907/rjdk.161992

中圖分類號：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2016）011021602

0 引言

當(dāng)今，管理信息系統(tǒng)、辦公室自動化技術(shù)、計算機(jī)輔助設(shè)計、知識庫系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘等都離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)[12]?！稊?shù)據(jù)庫原理》課程是高校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)核心課程，通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能夠在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)中合理設(shè)計數(shù)據(jù)模型，建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。

《數(shù)據(jù)庫原理》課程包括基礎(chǔ)篇、設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)篇、系統(tǒng)篇3部分知識[1]，理論部分抽象、內(nèi)容枯燥、邏輯性強(qiáng)，實踐部分難度大、起點(diǎn)高。傳統(tǒng)教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生對理論知識理解不深刻、不系統(tǒng)，學(xué)習(xí)興趣低，難以把相關(guān)知識靈活運(yùn)用到實踐中。實踐方面，因缺少必要的實踐項目，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫編程難以快速找到突破口、提升較慢。因此，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對數(shù)據(jù)庫理論知識的理解，提高分析問題、解決問題的能力是本課程研究性教學(xué)改革目標(biāo)。

1 數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)存在的問題

1.1 教學(xué)組織形式固定單一

《數(shù)據(jù)庫原理》課程傳統(tǒng)教學(xué)采用大班整體教學(xué)，同一專業(yè)幾個班一起上課，不分組。在這樣的教學(xué)組織形式下，學(xué)生間的競爭意識和團(tuán)隊合作得不到有效發(fā)揮，學(xué)生往往感覺“大家都差不多是一知半解，自己相對水平還行”，不利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)、積極思考。

1.2 教學(xué)內(nèi)容偏理論，系統(tǒng)性有待加強(qiáng)

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教學(xué)內(nèi)容是教材的簡化版，主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)介紹基本原理，很少涉及到具體應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性不強(qiáng)，比如三類完整性定義、完整性的SQL定義機(jī)制重復(fù)介紹，比較散，難以建立系統(tǒng)的知識點(diǎn)。

1.3 教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)教學(xué)以課堂講授為主，學(xué)生對理論知識是被動接受；又由于課程理論性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用聯(lián)系不緊密，師生間互動不充分，學(xué)生往往知其然不知其所以然，對課程感到枯燥乏味。

2 研究性教學(xué)

2.1 研究性教學(xué)指導(dǎo)思想

研究性教學(xué)以加深學(xué)生對數(shù)據(jù)庫理論知識理解，提高學(xué)生分析問題、解決問題能力為宗旨。教學(xué)過程融合四軌教學(xué)模式[3]，通過提高學(xué)生參與度、學(xué)生學(xué)習(xí)深度、學(xué)生學(xué)習(xí)投入力度達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)。課程采用啟發(fā)式和參與式教學(xué)，分組討論結(jié)對學(xué)習(xí)；運(yùn)用課堂研究課下實踐、課上基礎(chǔ)課下再提高的聯(lián)動學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)時間投入；采用信息化工具（微信App課堂派）提高溝通效率，及時處理教學(xué)問題；實行 “平時成績+期中考試+期末考試+項目驗收”的全過程考核，在課程內(nèi)容上適當(dāng)調(diào)整，增加研究性和實踐內(nèi)容，減少不重要知識點(diǎn)授課時間，整合優(yōu)化知識點(diǎn)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容整合

通過調(diào)整章節(jié)順序、增減內(nèi)容、優(yōu)化整合建立一條易于學(xué)習(xí)、融會貫通的知識鏈。在內(nèi)容選取上遵從以下原則：①理論與實踐結(jié)合；②以基礎(chǔ)知識為主，適當(dāng)拓展高新知識；③加強(qiáng)系統(tǒng)性、完整性；④具備實用性和可操作性[4]。

2.2.1 宏觀順序調(diào)整

調(diào)整章節(jié)順序。首先講解數(shù)據(jù)概念模型和邏輯模型（第1章，第7章），接著講解關(guān)系代數(shù)和sql語句（第2、3、5章）、數(shù)據(jù)庫安全性、事務(wù)和并發(fā)控制，然后講解關(guān)系代數(shù)優(yōu)化（第9章），最后講規(guī)范化理論（第6章）。重新按照知識體系分類，先易后難。把與ER圖轉(zhuǎn)換相關(guān)的第7章直接放到第1章后面，把最難的規(guī)范化理論放在課程最后，這樣有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及信心的保持。

2.2.2 微觀內(nèi)容取舍

大幅縮減不重要的章節(jié)和敘述性知識點(diǎn)內(nèi)容，比如第10章只講“事務(wù)的概念和特性”，第11章只講“并發(fā)控制概述”；第4章只講“數(shù)據(jù)庫安全性定義、分類和主要技術(shù)手段”。第9章開頭部分的理論敘述直接融入到后面的案例中講解。

增加觸發(fā)器、數(shù)據(jù)裝載等實用內(nèi)容[5]，擴(kuò)展知識深度和實用度；增加數(shù)據(jù)庫編程內(nèi)容，提高基本版本和高級的面向?qū)ο蠓庋b版本，確保學(xué)生都會基本版本、優(yōu)秀學(xué)生掌握高級版本。

2.2.3 深度整合優(yōu)化

把相近知識點(diǎn)跨章節(jié)整合到一起。比如把第2、3、5章的內(nèi)容整合到一塊，講解順序是：第2章關(guān)系代數(shù)的定義→第3章sql語句特點(diǎn)、建立索引和表格→第2章三類完整性定義→第5章建立表格時完整性定義機(jī)制→第3章創(chuàng)建數(shù)據(jù)表總結(jié)、數(shù)據(jù)查詢→第2章關(guān)系代數(shù)操作→第3章數(shù)據(jù)更新、視圖……。在講解第9章開篇引入“第3章的查詢語句如何更快執(zhí)行，需要轉(zhuǎn)變成第2章的關(guān)系代數(shù)，然后據(jù)此優(yōu)化”，打通了章節(jié)聯(lián)系。

2.3 教學(xué)方法轉(zhuǎn)變

2.3.1 啟發(fā)式研究性教學(xué)方法

從“初登講臺，努力做加法，做到知識點(diǎn)不遺漏”向“做減法，重點(diǎn)突出，內(nèi)容整合優(yōu)化，生動互動”過渡；從講授式為主的教學(xué)向“不悱不啟不憤不發(fā)的啟發(fā)式教學(xué)”轉(zhuǎn)變。把實踐環(huán)節(jié)與理論學(xué)習(xí)穿插、融合在一起[6]。課程開始就將實踐所需完成的內(nèi)容向?qū)W生說明，并明確告之實踐環(huán)節(jié)的作用、任務(wù)及目標(biāo)。在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中，每完成一部分內(nèi)容學(xué)習(xí)，就進(jìn)行相應(yīng)的跟隨式實踐[7]。如講完數(shù)據(jù)庫建模時，就讓學(xué)生結(jié)合具體應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫概念模型的設(shè)計和邏輯模型的設(shè)計。講完規(guī)范化理論后，對前期設(shè)計進(jìn)行評估，檢查是否達(dá)到所要求的范式。學(xué)生在實踐項目中研究、強(qiáng)化知識、保持興趣。

2.3.2 參與式教學(xué)

引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，增加學(xué)生學(xué)習(xí)時間。比如第三章sql查詢語句講解中，采用翻轉(zhuǎn)課堂形式講授。先仔細(xì)講解幾個例子，隨后的類似例子要求學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)，并在sql server上完成練習(xí)，遇到難點(diǎn)教師再集中統(tǒng)一講解。

2.3.3 分組討論式結(jié)對學(xué)習(xí)

形成共同學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的良好氛圍。劃分項目小組，一個小組選擇一個實踐項目。課堂要求同一個小組相鄰就座，有助于討論學(xué)習(xí)。

2.3.4 自主學(xué)習(xí)

根據(jù)“項目-案例”式教學(xué)模式[8]，采用跟隨式實踐教學(xué)[7]。學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)基本原理，還要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，提高自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)活動中，采用“合作+控制”[6]的教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生間協(xié)商與競爭意識。對設(shè)計原理部分，如何建立概念模型以及規(guī)范化等則通過“理論講解+案例”分析方式，先講解設(shè)計原理及過程，然后講解設(shè)計過程中的關(guān)鍵知識。

主要教學(xué)方法有：①實踐項目部分在課堂完成，部分任務(wù)和思考在課下完成；②學(xué)生課下先行自學(xué)，然后教師在課堂上講解要點(diǎn)，對于難度大的章節(jié)教師全程主講。

比如ch1概論、ch7數(shù)據(jù)設(shè)計、ch3sql采用“教師主講+課堂實踐項目強(qiáng)化引導(dǎo)+課下擴(kuò)展學(xué)習(xí)”的方式；ch4安全性、ch5完整性、ch10事務(wù)、ch11并發(fā)控制采用“學(xué)生先行自學(xué)+教師課堂要點(diǎn)講解+課下擴(kuò)展閱讀學(xué)習(xí)”的方式。

2.3.5 信息化教學(xué)工具使用

在研究性教學(xué)過程中，除了Wiki[9]，主要采用微信App“課堂派”作為溝通橋梁。通過使用這些工具，教師發(fā)布課程相關(guān)資料和公告，師生之間及時答疑解惑，有助于學(xué)生長期保持學(xué)習(xí)興趣。

2.4 評價機(jī)制設(shè)計

破除傳統(tǒng)的“期末成績+平時成績”考核方式，重新設(shè)計評價機(jī)制，把學(xué)生平時主動參與學(xué)習(xí)情況考慮進(jìn)來。課程考核采取“全程考核”方法，考試采用半開卷形式[10]?？己藘?nèi)容占比為：平時成績（10%）+項目成績（20%）+期中成績（30%）+期末成績（40%）。這種評價機(jī)制激勵了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)精神。

3 研究性教學(xué)改革成效

學(xué)生上課期間要求帶教材、練習(xí)冊和筆記本電腦，在每個大的知識點(diǎn)相關(guān)理論講解完畢后，立即開展對應(yīng)的實踐和研究。通過課堂上連續(xù)的項目研究和課下的項目實踐，取得較好成效：

（1）掌握了數(shù)據(jù)庫工具的使用，加深了理論知識的理解，提高了工具使用能力，學(xué)會了使用數(shù)據(jù)庫工具建庫、建表、數(shù)據(jù)裝載、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等。

（2）掌握了數(shù)據(jù)庫編程基本知識，能夠用高級語言連接數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄的查詢、增加、刪除、修改，提高了數(shù)據(jù)庫編程能力。

（3）結(jié)合以前所學(xué)的高級語言知識和面向?qū)ο笾R，幫助學(xué)生把數(shù)據(jù)庫訪問代碼封裝利用，部分學(xué)生掌握了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫編程的高級版本。

4 結(jié)語

本文從教學(xué)內(nèi)容整合、教學(xué)方法轉(zhuǎn)變、評價機(jī)制重新設(shè)計等方面進(jìn)行了《數(shù)據(jù)庫原理》課程研究性教學(xué)改革。樹立了學(xué)生的教學(xué)主體地位，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。實踐證明，本教學(xué)改革提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對數(shù)據(jù)庫理論知識的理解，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，教學(xué)效果明顯。

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（責(zé)任編輯：杜能鋼）