周華平
摘要:為滿足新工科背景下工程專業(yè)對數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程的新需求,針對數(shù)據(jù)庫概論等課程教學(xué)存在的問題,依據(jù)新工科建設(shè)的四點要求,結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程自身特點,構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫概論課程教學(xué)新內(nèi)容和方法。提出了項目驅(qū)動法在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》中的實踐及實施辦法,結(jié)合課程內(nèi)容,采用項目驅(qū)動法制定了詳細的任務(wù)分解,在冠狀病毒疫情下提出線上教學(xué)輔助線下教學(xué)新模式,線上教學(xué)提出BOIOAO(Before Online,In Online,After Online)教學(xué)模式,實踐表明,在新的教學(xué)要求下,能夠提高學(xué)生數(shù)據(jù)庫概論學(xué)習(xí)興趣,符合新工科對人才培養(yǎng)的需求。
關(guān)鍵詞:新工科;數(shù)據(jù)庫概論;項目驅(qū)動法
中圖分類號:G642.0? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1009-3044(2020)36-0131-03
1 背景
2017年,教育部組織高校形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”,隨后教育部正式發(fā)布《新工科研究與實踐項目指南》,指南規(guī)劃出的新工科研究與實踐項目有新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系 5 個部分共 24 個選題方向,宗旨升級傳統(tǒng)工科,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,提升國家教育實力[1]。
在新工科背景下,計算機類本科專業(yè)學(xué)生應(yīng)具有計算思維能力、算法設(shè)計與分析能力、程序設(shè)計與實現(xiàn)能力、系統(tǒng)能力等。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正是培養(yǎng)學(xué)生具備上述能力的重要途徑。新工科要求教師要有新的教學(xué)理念[2],從傳統(tǒng)的以灌輸語法與知識為主轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘龑W(xué)生能力為主,從傳統(tǒng)的以過分強調(diào)結(jié)果的考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核為主,過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的方式。
教師要加強和改進教學(xué)過程的設(shè)計,要改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性[3-5];改革傳統(tǒng)的以章節(jié)順序組織教學(xué)的教學(xué)體系轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾R點的相關(guān)性、連通性進行教學(xué)的新體系。當(dāng)前,不少企事業(yè)單位反映計算機類畢業(yè)生實際應(yīng)用知識、動手與應(yīng)用能力不夠、數(shù)據(jù)庫程序開發(fā)經(jīng)驗嚴(yán)重不足,能力無法達到用人單位的要求。而在新工科背景下,計算機類畢業(yè)生計算思維能力[6-8]、程序和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計能力,是評判一個學(xué)生是否為一名合格的計算機類專業(yè)學(xué)生的重要指標(biāo)[9-11],也是反映學(xué)生解決實際問題能力的重要體現(xiàn),反映出新工科對計算機類畢業(yè)生數(shù)據(jù)庫開發(fā)和設(shè)計提出的新要求。
工科專業(yè)中包含計算機類專業(yè),計算機類專業(yè)中各高校基本都開設(shè)數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程,《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》[12]這門課程是普通本科院校計算機類專業(yè)都會開設(shè)的專業(yè)課。在發(fā)布的《計算機類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》中,列舉的核心課程有數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程,比如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論這門課程開課較早,雖然教材的版本有所改進,但傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)思路并沒有大的變動,所以急需要對該課程進行改革研究。
2 改革思路
2.1改革數(shù)據(jù)庫概論教學(xué)重點
新工科對高校課程開設(shè)提出了新要求,課程要能夠反映產(chǎn)業(yè)的需求,課程也要能夠根據(jù)產(chǎn)業(yè)進行調(diào)整。當(dāng)前隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興產(chǎn)業(yè)興起,數(shù)據(jù)庫的教學(xué)要能緊密服務(wù)于此。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論作為一種計算機類傳統(tǒng)的課程,要能夠和現(xiàn)在增加的新課程聯(lián)系好,關(guān)聯(lián)好,比如人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘等。改革數(shù)據(jù)庫概論的授課內(nèi)容和授課重點,突出服務(wù)于新工科要求的實踐性,刪減一些難懂、純原理性的知識,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論中融入一些當(dāng)前發(fā)展新技術(shù),是對建設(shè)新工科很好的呼應(yīng),也很好地順應(yīng)了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的要求,很好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。重點講解以下內(nèi)容:
1)關(guān)系數(shù)據(jù)庫:相關(guān)概念,什么是關(guān)系數(shù)據(jù)庫,關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算;
2)關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL :數(shù)據(jù)定義(包含模式,基本表,索引等對象),數(shù)據(jù)查詢(單表,多表),數(shù)據(jù)更新(插入、刪除和修改),視圖;
3)數(shù)據(jù)庫完整性:實體完整性(通過主碼設(shè)置),參照完整性(通過外碼設(shè)置),用戶定義的完整性(根據(jù)用戶需求);
4)數(shù)據(jù)庫設(shè)計:六個步驟,分別得出相應(yīng)的結(jié)果,最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計,這個環(huán)節(jié)可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計展開;
對于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論,要講解為什么要進行規(guī)范化,怎么進行規(guī)范化,每個范式滿足的條件。
2.2? 項目驅(qū)動的教學(xué)內(nèi)容
《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第四版)》全書共分四篇,本科教學(xué)中只講授前三篇的內(nèi)容,共包括十一個章節(jié),分別為:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)引論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫編程、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,整個教學(xué)包括三個環(huán)節(jié):課堂教學(xué)、實驗操作、課程設(shè)計。課堂授課9個教學(xué)周(每周4課時)共36個課時,12個課時的實驗課穿插于整個授課環(huán)節(jié),2周課程設(shè)計共28課時,安排在課程授課結(jié)束后開設(shè)。在教學(xué)的三個環(huán)節(jié)中,均采用項目驅(qū)動的教學(xué)方法。按照教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計教學(xué)任務(wù), 把項目分解成一個個任務(wù),一共分為15個前后有關(guān)聯(lián)的任務(wù), 每個任務(wù)又對應(yīng)若干個知識點, 分配到不同章節(jié)中教學(xué),如下表1 所示。其中任務(wù)1-8穿插到教學(xué)中,作為課堂和實驗的內(nèi)容,任務(wù)9-15為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課程結(jié)束后課程設(shè)計的內(nèi)容。這樣, 將數(shù)據(jù)庫的知識和項目開發(fā)融合在一起, 循序漸進且有效地培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)技能。
2.3線上教學(xué)輔助線下教學(xué)
線下教學(xué)主要指傳統(tǒng)的教學(xué)方式,教師和學(xué)生集中在教室或?qū)嶒炇颐鎸γ媸谡n方式,線上教學(xué)主要指通過網(wǎng)絡(luò)平臺非面對面授課方式。在冠狀病毒疫情環(huán)境下,針對線上教學(xué),本文提出BOIOAO(Before Online,In Online,After Online)教學(xué)模式。線前線中和線后相結(jié)合,學(xué)生自學(xué)與師生互動相結(jié)合。在時間軸上,可分為線上、線中、線后。線前,采用異步方式,教師在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布知識點視頻、課題組自錄視頻、電子課件等教學(xué)資源,布置線前任務(wù);學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)課件PPT及完成預(yù)習(xí)練習(xí)題目。線中,師生討論線上學(xué)習(xí)遇到的問題,這時采用同步方式,直播平臺采用釘釘、騰訊會議、qq群課堂網(wǎng)絡(luò)都比較穩(wěn)定,然后教師精講知識點。線后,教師反思教學(xué),學(xué)生提交作業(yè),線上測試練習(xí),復(fù)習(xí)反饋。線前、線中和線后混合式教學(xué)模式,一方面,學(xué)生可隨時、隨地觀看教學(xué)資源,有利于個性化學(xué)習(xí)。此外,教師借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺查看學(xué)生的前續(xù)課程的學(xué)習(xí)情況,及時調(diào)整教學(xué)計劃,對個別差生進行個性輔導(dǎo),從而做到因材施教,教師還可以進行線上集體答疑,提高學(xué)生與教師互動的興趣和學(xué)習(xí)熱情。