建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程群體系 培養(yǎng)計(jì)算機(jī)創(chuàng)新人才

陸慧娟 關(guān)偉 高波涌 何靈敏

摘要：數(shù)據(jù)庫(kù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要課程之一，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的建設(shè)具有非常重要的意義。本文針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，對(duì)其相關(guān)的課程群體系做一個(gè)整體融合和規(guī)劃，并根據(jù)大課程框架進(jìn)行綜合建設(shè)，使課程群成為具有整體優(yōu)勢(shì)的有機(jī)體。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高自身主動(dòng)思考的能力，將數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)與新興技術(shù)相結(jié)合，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)；教學(xué)改革；課程群

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2018）18-0091-04

● 引言

培養(yǎng)創(chuàng)新人才是中國(guó)成為創(chuàng)新型國(guó)家的重要戰(zhàn)略，高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才重要機(jī)構(gòu)，要加快轉(zhuǎn)變教育方式，提高學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，為社會(huì)培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才。[1]面對(duì)這樣的要求，高校急需整合優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)課程內(nèi)容，將數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)與其他專業(yè)知識(shí)融合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，使學(xué)生成為新世紀(jì)的創(chuàng)新型人才。

中國(guó)計(jì)量大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)課程群包括計(jì)算機(jī)專業(yè)的《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理》《數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)》《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》，中外合作辦學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》。數(shù)據(jù)庫(kù)課程群是計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，該課程群理論性很強(qiáng)，發(fā)展迅速，且對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力要求較高，是一門集理論、實(shí)用、操作和創(chuàng)新于一體綜合性課程。[2]隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，許多新技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程群的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。

● 教學(xué)現(xiàn)狀

目前數(shù)據(jù)庫(kù)課程群教學(xué)存在以下問題。

第一，教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)不明確，理論與實(shí)際脫節(jié)。教學(xué)過(guò)程重點(diǎn)偏向理論教學(xué)，向?qū)W生介紹實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)用技術(shù)偏少，使學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，靈活運(yùn)用。重點(diǎn)偏向流行數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具的使用，造成學(xué)生僅具備對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的具體操作能力，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完整知識(shí)結(jié)構(gòu)的理解，從而難以了解和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理更深層次的問題，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

第二，教學(xué)實(shí)踐有悖工程化原則。數(shù)據(jù)庫(kù)課程群涉及面廣，除了應(yīng)用技術(shù)，還牽涉到了軟件工程、Web程序設(shè)計(jì)、軟件質(zhì)量管理等方面。但在現(xiàn)行教學(xué)模式中，雖然設(shè)置了實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，但卻忽略了兩個(gè)銜接：一個(gè)是忽略了知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，無(wú)法使學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系；另一個(gè)是忽略了與軟件工程等相關(guān)課程的銜接，使學(xué)生無(wú)法真正綜合地了解、掌握并實(shí)踐一個(gè)軟件系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)、擴(kuò)充的全過(guò)程。

第三，教學(xué)方法和手段缺乏多樣性。當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)課程群采用CAI課件進(jìn)行多媒體教學(xué)日趨流行。利用多媒體教學(xué)是一種有效的方式，但如果課堂教學(xué)僅僅采用這個(gè)方法，很難達(dá)到好的教學(xué)效果。

第四，考核和評(píng)價(jià)體系不合理。數(shù)據(jù)庫(kù)課程群的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)體系，注重考試成績(jī)，未充分發(fā)揮大學(xué)生個(gè)性引導(dǎo)作用，缺乏創(chuàng)造力考核標(biāo)準(zhǔn)。

● 數(shù)據(jù)庫(kù)課程群體系建設(shè)

1.數(shù)據(jù)庫(kù)課程群建設(shè)主要教學(xué)內(nèi)容

課程群建設(shè)是近年來(lái)課程改革的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)課程群的建設(shè)主要是為了整合優(yōu)化課程體系，將數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)與其他專業(yè)知識(shí)相融合，不僅能夠完善學(xué)生的知識(shí)框架，而且能夠推動(dòng)高校課程改革，優(yōu)化教學(xué)資源配置。[3]數(shù)據(jù)庫(kù)課程群一般包括數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用三個(gè)部分，其教學(xué)內(nèi)容如下圖所示。不同的部分在相應(yīng)的教學(xué)階段側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。原理部分應(yīng)著重介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、基本理論和原理等，讓學(xué)生在頭腦中建立概念體系，為下一步的設(shè)計(jì)做鋪墊；設(shè)計(jì)部分應(yīng)結(jié)合具體的一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并同時(shí)輔以案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練等方法詳細(xì)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的不同階段，使學(xué)生真正掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的最新理論和技術(shù)；應(yīng)用部分則應(yīng)根據(jù)一個(gè)具體的項(xiàng)目，如酒店管理系統(tǒng)，指導(dǎo)學(xué)生自己完成整個(gè)階段的工作，設(shè)計(jì)出一個(gè)符合項(xiàng)目需求的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)庫(kù)課程群教學(xué)包括課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)部分。課堂教學(xué)主要是介紹相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)原理和現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則主要是驗(yàn)證所學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，課程設(shè)計(jì)則是綜合利用所學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)自主進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。在課堂教學(xué)中，原理的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是枯燥的，也就成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)則屬于實(shí)踐類的課程，這方面內(nèi)容相對(duì)具體，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐可以很快地掌握相關(guān)知識(shí)。但這部分內(nèi)容在傳統(tǒng)設(shè)置中往往比較零散，沒有形成一個(gè)完整的實(shí)踐體系。學(xué)生可以掌握局部的知識(shí)，但對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全局建立不起完整的概念，導(dǎo)致很難完成數(shù)據(jù)庫(kù)的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。

數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)中處于基礎(chǔ)且重要的地位。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)，既要注重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)原理、設(shè)計(jì)、應(yīng)用等方面，也應(yīng)在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生建立起數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整體概念，將數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與其他技術(shù)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。

2.構(gòu)建以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為核心的數(shù)據(jù)庫(kù)課程群體系

（1）優(yōu)化和完善課程教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)結(jié)構(gòu)

①調(diào)研數(shù)據(jù)庫(kù)人才企業(yè)需求的特點(diǎn)。分析現(xiàn)有的課程知識(shí)體系，優(yōu)化課程內(nèi)容，加強(qiáng)與軟件工程等相關(guān)課程的銜接。在課程中加入實(shí)際案例，讓學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上真正綜合地了解、掌握并實(shí)踐數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)、擴(kuò)充的全過(guò)程。

②有針對(duì)性地在理論和實(shí)踐教學(xué)中引入開源軟件。增加有關(guān)開源環(huán)境下數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)和維護(hù)的相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生了解和掌握IT行業(yè)基本規(guī)范，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神，提高其解決問題的能力。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)課堂教學(xué)方法和實(shí)踐創(chuàng)新改革研究

筆者基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作性學(xué)習(xí)的現(xiàn)代教育理念，研究多元化的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生探究創(chuàng)造的興趣，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)換。

①任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法。例如，為了綜合訓(xùn)練學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)的理解，可以將學(xué)生分為幾個(gè)小組，定期給每個(gè)小組安排實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生合作設(shè)計(jì)完成一個(gè)整體的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，并適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生增加實(shí)驗(yàn)難度。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅能進(jìn)一步鞏固在課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)，提高動(dòng)手能力，而且能提高合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。

②案例教學(xué)方法。“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理”是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，在理論教學(xué)中引入案例教學(xué)，重在讓學(xué)生深刻理解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)，從本質(zhì)上和全局上建立其對(duì)問題的解決思路。案例設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下4個(gè)特征：應(yīng)該有具體的專業(yè)背景；沒有明顯答案，能給學(xué)生帶來(lái)挑戰(zhàn)性；提供必要的線索，幫助學(xué)生找到解決問題的方法；案例材料要給出能進(jìn)行拓展分析的信息，便于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行批判性、分析性思考，以激發(fā)創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的設(shè)計(jì)要注重趣味性，最好是貼近生活并融入專業(yè)知識(shí)的案例，這樣才能最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

③“課堂講授+網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)”的線上線下教學(xué)方法。在課堂上講授數(shù)據(jù)庫(kù)核心的理論知識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)及方法，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生用計(jì)算思維的核心思想考慮問題和解決問題。利用網(wǎng)絡(luò)課程向?qū)W生講授數(shù)據(jù)庫(kù)具體的操作方法，如表的創(chuàng)建和操作、查詢和報(bào)表的創(chuàng)建、界面設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)操作的編程實(shí)現(xiàn)等。網(wǎng)絡(luò)課程不受課堂學(xué)時(shí)限制，有利于學(xué)生拓展知識(shí)范圍，對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)問題學(xué)生也可進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，有效解決了學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度不同步的問題，在一定程度上起到了因材施教的效果。

④“大班上課、小班討論”教學(xué)方法。在本課程群中，“大班上課”以講授數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論為主，把握課程重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)，傳授理論知識(shí)；“小班討論”則以討論為主，緊扣學(xué)科前沿焦點(diǎn)問題，為學(xué)生答疑解惑，該過(guò)程將整體教學(xué)轉(zhuǎn)化為個(gè)別教學(xué)，能夠調(diào)動(dòng)大多數(shù)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性?！靶“嘤懻摗边^(guò)程致力于理論聯(lián)系實(shí)際，提出問題、討論問題并解決問題，有助于提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力?！按蟀嗌险n、小班討論”模式有助于師生之間平等溝通、雙向交流，形成民主的師生關(guān)系?！按蟀嗌险n”以教師為主導(dǎo)，“小班討論”以學(xué)生為主體，最終促進(jìn)學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)尋求知識(shí)轉(zhuǎn)化。

⑤翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。翻轉(zhuǎn)課堂是指教師不再利用課堂的時(shí)間來(lái)講授書本上內(nèi)容，而是讓學(xué)生通過(guò)觀看網(wǎng)絡(luò)上的講課視頻，查閱資料在課前自己完成學(xué)習(xí)，而課堂上的時(shí)間則留給學(xué)生將在課前沒看懂、沒理解透的問題提出來(lái)與教師和同學(xué)討論。通過(guò)這種方式，學(xué)生可以自主規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度，選擇自己喜歡的學(xué)習(xí)方式，教師也有了更多的時(shí)間與學(xué)生交流討論，更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)度，并及時(shí)教授和協(xié)作學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（3）學(xué)生能力和教學(xué)效果評(píng)估機(jī)制和評(píng)估方法研究

筆者所在學(xué)校建立了在項(xiàng)目案例支撐下，注重學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神等多種因素的重實(shí)踐的多維度評(píng)價(jià)和考核體制，建立動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，整合出一套以考核自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)創(chuàng)新能力為主，以過(guò)程跟蹤取代單一的按考試成績(jī)比較優(yōu)劣的多維綜合且具動(dòng)態(tài)導(dǎo)向作用的科學(xué)可行的綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)體系。

（4）改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率

①開展層次化、個(gè)性化教學(xué)，實(shí)施因材施教?？梢蚤_展分組模式，按照學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)知能力高低平衡分配，小組編號(hào)并選出組長(zhǎng)，組長(zhǎng)根據(jù)任務(wù)要求及各組員的擅長(zhǎng)依次分配任務(wù)。這樣能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)和完成任務(wù)的同時(shí)，培養(yǎng)協(xié)作、溝通、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

②螺旋式遞進(jìn)問題情境。在課堂教學(xué)中，采用基于問題的教學(xué)法，能使師生在“提出問題、探究問題、解決問題、引發(fā)新問題”的螺旋式遞進(jìn)問題情境中進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)。在講授過(guò)程中，以問題為載體，學(xué)生在設(shè)問和釋問的過(guò)程中主動(dòng)思考和解決問題，提高自主學(xué)習(xí)的能力。這樣能激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，并使其在實(shí)踐的過(guò)程中逐漸提高創(chuàng)新能力。

③任務(wù)驅(qū)動(dòng)理論知識(shí)認(rèn)知。在課堂上教師要讓學(xué)生明確應(yīng)該完成的基本操作任務(wù)。在教學(xué)中，首先要讓學(xué)生展示任務(wù)完成的效果，讓其明確學(xué)習(xí)的目的；在操作實(shí)踐的同時(shí)滲透相關(guān)理論知識(shí)，使學(xué)生知道理論的實(shí)際應(yīng)用，提高知識(shí)應(yīng)用能力，避免枯燥的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，從而有效改善教學(xué)效率。

（5）鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽

通過(guò)各種比賽促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)更多專業(yè)知識(shí)，以此激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考的興趣。行業(yè)技能競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的模式不僅能使學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)與企業(yè)需求對(duì)接，還能大幅提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，有效防止所學(xué)技術(shù)與行業(yè)的需求脫節(jié)，為今后就業(yè)積攢項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（6）學(xué)校與企業(yè)積極合作

現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才的要求也越來(lái)越高。尤其是對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，由于計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，書本上和教師教授的知識(shí)相對(duì)于企業(yè)需求往往已經(jīng)過(guò)時(shí)。因此讓學(xué)生提前到企業(yè)實(shí)習(xí)，感受企業(yè)的工作環(huán)境對(duì)學(xué)生以后的發(fā)展有利。學(xué)?？梢越璐藱C(jī)會(huì)與企業(yè)合作，讓學(xué)生到企業(yè)中鍛煉，并認(rèn)清自己的工作能力，明確自己的發(fā)展方向。學(xué)校也應(yīng)定期派遣教師進(jìn)入企業(yè)，了解企業(yè)需求和社會(huì)最新動(dòng)態(tài)。

● 結(jié)束語(yǔ)

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程群體系已是必然趨勢(shì)。本文提出的由淺入深、由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程群教學(xué)改革方法，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，把發(fā)展的空間留給學(xué)生，最大限度地提高了課堂教學(xué)效率。在課堂中引入實(shí)際案例，用案例教學(xué)，以“教會(huì)學(xué)生思考，教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，教會(huì)學(xué)生發(fā)展”為根本，樹立學(xué)生在整個(gè)案例教學(xué)過(guò)程中是認(rèn)識(shí)和發(fā)展主體的思想，促進(jìn)學(xué)生主體的回歸和學(xué)習(xí)能力的提高，關(guān)注學(xué)生在案例教學(xué)中的思維發(fā)展和成長(zhǎng)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)因，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)課程群教學(xué)的綜合改革。

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作者簡(jiǎn)介：陸慧娟（1962—），女，教授，浙江省高校教學(xué)名師，主要研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)、模式識(shí)別等。