《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學改革研究

劉永平 郭小波

摘要：分析了《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學現(xiàn)狀及存在的突出問題，針對我國普通本科高校工科類專業(yè)教學特點和要求，引入任務(wù)驅(qū)動教學、PBL基于問題式學習等新型教學模式，從優(yōu)化教學內(nèi)容、改革教學方法和考核方式、加強學生實踐等方面提出了一系列教學改革措施，旨在通過合理實施教學過程，提升學生的學習動機和自主學習能力，促進學生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用;創(chuàng)新能力;教學改革;PBL

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0118-03

伴隨信息化在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用和深入滲透，數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息化的重要支撐和保障，已經(jīng)成為現(xiàn)代工科類大學畢業(yè)生必須熟練掌握并靈活應(yīng)用的核心技術(shù)之一，目前我國普通高校工科類專業(yè)結(jié)合自身專業(yè)特點大多都開設(shè)了《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》或其他相關(guān)課程，以適應(yīng)社會和行業(yè)的普遍需求。

《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》既是計算機類專業(yè)的核心課程或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程，也是許多其他涉及信息處理專業(yè)的首選課程，該課程結(jié)合具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件來介紹數(shù)據(jù)組織與建模、數(shù)據(jù)維護與安全等原理及其應(yīng)用過程。從提升大學生綜合能力和學術(shù)技術(shù)水平的目標出發(fā)，加強《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的建設(shè)，深化教學改革與創(chuàng)新，進而提升教學質(zhì)量和學生能力，是時代的迫切需要，本文結(jié)合作者教學與研究實踐，分析目前教學現(xiàn)狀及存在的主要問題，研究教學改革方案，針對教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學組織與管理、考核方式等提出切實可行的應(yīng)對措施，具有一定的實踐指導(dǎo)意義。

1《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學現(xiàn)狀及存在的問題

1.1理論與實踐脫節(jié)

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程一般包含數(shù)據(jù)建模原理、數(shù)據(jù)庫要素設(shè)計和數(shù)據(jù)信息應(yīng)用、開發(fā)與維護等部分。各部分知識緊密聯(lián)系、相輔相成，相互滲透。教師在教學過程中應(yīng)把握好它們的關(guān)系，培養(yǎng)既具有扎實理論功底，又能將理論知識靈活恰當應(yīng)用于實踐，善于結(jié)合多學科知識進行知識擴展、知識聚焦、實踐創(chuàng)新的學生。當前教學中普遍存在理論與實踐相脫節(jié)的問題，主要表現(xiàn)在兩個方面：

第一，教師重點偏向理論教學，課程的理論性強、概念抽象，忽視指導(dǎo)學生深度學習具體的數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理、應(yīng)用與維護技術(shù)，造成學生“學而不會”，“會而不強”，不能做到舉一反三，靈活應(yīng)用，無法滿足現(xiàn)代社會對數(shù)據(jù)庫高級應(yīng)用與管理人才的迫切需要。

第二，教師重點講解工程實踐中流行的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具軟件或平臺的操作，不重視數(shù)據(jù)建模原理的教學，造成學生僅僅充當“學徒”的角色，知識體系缺乏，知其然而不知其所以然，失去對知識的綜合應(yīng)用、遷移、迭代能力，工作場景或軟件平臺變化后便茫然若失，無所適從，這與人才培養(yǎng)的目標相背離。

1.2對實踐教學環(huán)節(jié)重視不夠

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程具有很強的實踐性，但目前在一些高校實踐教學環(huán)節(jié)還存在困難，如學校的實驗條件還不完備，存在教學場地、教學設(shè)備等資源競爭，導(dǎo)致對學生的管理和輔導(dǎo)比較困難，使教學質(zhì)量受到一定的影響。另外，現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)庫在工業(yè)應(yīng)用中基本以工程化的合作開發(fā)為主，對軟件綜合性、整體性、可靠性、易維護性的要求較高，在學生具備一定的專業(yè)知識以后，應(yīng)將軟件工程學科的基本原則和方法融人《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程》的實踐教學過程，結(jié)合程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)和部署綜合性實戰(zhàn)項目，使學生深入建立起工程化的思想，適應(yīng)中小型企業(yè)實際項目的開發(fā)流程、軟件組織結(jié)構(gòu)和部署方法，但由于實踐課時和條件有限，無法指導(dǎo)學生進行系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，除了畢業(yè)設(shè)計之外，軟件開發(fā)實踐幾乎都是學生的個人行為，實驗內(nèi)容與工程實際開發(fā)存在較大的差距，導(dǎo)致學生實驗的積極性不高，缺乏學習內(nèi)在驅(qū)動力。

1.3教學方法和手段缺乏多樣性

當前高?！稊?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程主要采用多媒體進行授課，這種方式能夠在增加授課信息量的同時將授課內(nèi)容更好地進行形象化的展示，但教師對課件的過多依賴將導(dǎo)致某些理論的推演過程缺乏，教與學之間良好的互動缺失，學生的思維進度難以與授課內(nèi)容同步，久之失去學習興趣，從而導(dǎo)致教與學的過程相隔離，使教學質(zhì)量下降。

1.4考核方式不能客觀評價學習過程

考核是檢驗教學和學習效果，反思教學過程和教學方法的有效方式和重要手段，對教師教學和學生學習具有重要的指導(dǎo)和反饋作用，學生學習什么，學到什么深度，以及如何學習在很大程度上取決于他們認為自己將以什么樣的方式被考核，不同的考核方式所激發(fā)出的學生學習動機迥異。傳統(tǒng)的考核辦法是期終卷面成績和由考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實驗報告等組成的平時成績結(jié)合起來，按照相應(yīng)比例折算出學生該課程的最終成績，這種單一性的考核機制忽視了對學生批判精神、學習態(tài)度、團隊合作能力、分享與表達能力、知識遷移能力的客觀評價，造成有的學生不主動思考知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系和多學科、多課程之間的支撐、拓展、深化等關(guān)系，不思考所學知識用在哪里以及如何應(yīng)用的問題，僅僅為考試過關(guān)而學，并不注重提高自身能力。導(dǎo)致學生的終身學習、自主學習的意識和能力較差，實際上背離了該課程的教學培養(yǎng)目標。

2《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學改革的總體思路

分析《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學現(xiàn)狀，提出該課程的教學改革研究的總體思路：

第一，在分析學校人才培養(yǎng)目標、專業(yè)建設(shè)特色的基礎(chǔ)上明確課程教學目標，選用優(yōu)秀適用的教學材料組織教學。

第二，重視和加強實踐性教學環(huán)節(jié)，結(jié)合工程應(yīng)用實際引入實踐教學項目。

第三，合理組織教學內(nèi)容，強調(diào)數(shù)據(jù)建模理論的重要性，鼓勵并輔助學生基于程序設(shè)計語言和特定的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用進行系統(tǒng)分析與開發(fā)。

第四，在教學方法上，采用案例式、交互式和情景式教學，要吸納現(xiàn)代信息技術(shù)對傳統(tǒng)教學方法進行升級，在部分教學環(huán)節(jié)采用PBL教學法等新型教學模式，充分鼓勵和指導(dǎo)學生進行自主學習、深度學習、綜合學習。

第五，改革傳統(tǒng)的考核方式，更加注重考察學生的學習過程、學習態(tài)度、學習方法，激勵創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作精神。

3《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》教學改革具體措施

3.1優(yōu)化教學內(nèi)容，培養(yǎng)工程意識

在實施《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》教學時，要注重理論與實際的有機結(jié)合，從基本原理、數(shù)據(jù)要素設(shè)計到應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，要涵蓋如下教學內(nèi)容：

（1）基本原理。包括數(shù)據(jù)設(shè)計模型、關(guān)系數(shù)據(jù)理論與關(guān)系演算、數(shù)據(jù)庫查詢語言、數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)保護、并發(fā)控制與調(diào)度等，這些內(nèi)容是教學的重點，它們涵蓋了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、應(yīng)用和開發(fā)起基礎(chǔ)性的指導(dǎo)作用。

（2）設(shè)計方法。包括軟件工程原則與軟件開發(fā)方法、需求分析方法、數(shù)據(jù)完整性等。

（3）應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。可以結(jié)合程序設(shè)計語言讓學生在課程學習結(jié)束后綜合應(yīng)用所學的知識設(shè)計開發(fā)一個適度規(guī)模的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，如學生綜合素質(zhì)系統(tǒng)、實驗室預(yù)約與管理系統(tǒng)、校園二手物品交易平臺等。

通過該課程的學習，要使學生充分理解和掌握數(shù)據(jù)庫的基本原理、設(shè)計方法、應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)維護、異構(gòu)數(shù)據(jù)處理等知識與技術(shù)，培養(yǎng)自主分析問題、解決問題、遷移問題的能力，在工程開發(fā)和創(chuàng)新實踐方面受到專業(yè)、系統(tǒng)的訓(xùn)練。

3.2采取新型的教學方法和教學手段

在教學過程中要根據(jù)教學內(nèi)容和目標合理綜合應(yīng)用多種教學方法、教學手段，做到以教促學，教學相長。要以學生為中心，適時采用案例教學、PBL教學、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學方法，增強學生的實踐能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力，極大的激發(fā)學生進行自主學習和深度學習，激發(fā)學生學以致用、探究創(chuàng)造的主動性，促進知識的強化、融合和遷移。

（1）采用案例教學，促進學用結(jié)合

針對理論教學、實踐教學、自主學習、團隊學習，要設(shè)計有不同側(cè)重點和目標的教學案例。案例要涵蓋數(shù)據(jù)庫基本原理、設(shè)計、實現(xiàn)和開發(fā)等諸方面，教師在適當?shù)臅r機重點講評和演示具有代表性的實際案例，從設(shè)計方法、實現(xiàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化等方面給學生具體的指導(dǎo)，培養(yǎng)學生的思維方式和開發(fā)技巧，提高學生學習的積極性和創(chuàng)造性，提高學生實踐能力，促進學生對抽象理論和方法的理解和掌握。教學中要注意留給學生思考與討論的空間，增強學生的分析判斷能力，更多的對學生進行學習方法的指導(dǎo)，從而使學生能以點帶面，以面帶體的進行主動學習，促進知識的交叉和協(xié)同，促進理論與實踐兩者之間的有機增強。

（2）基于任務(wù)驅(qū)動組織教學

針對不同的教學內(nèi)容，精心構(gòu)造學習任務(wù)。對特定問題的講解如數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)入導(dǎo)出、備份與恢復(fù)、轉(zhuǎn)儲與加密等可以采用任務(wù)驅(qū)動的教學方法，這種方法是在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學生通過自主學習和團隊學習，在教學內(nèi)容和體系和框架下，參照現(xiàn)實生活、學術(shù)材料和工程應(yīng)用等實際，以充分自由表達觀點、質(zhì)疑、探究、討論為主要形式，綜合應(yīng)用自己所學知識解決現(xiàn)實問題，或提出問題的解決思路與辦法。這種方法特別重視多學科知識的融合，能充分提升學生的創(chuàng)造性思維能力、語言表達能力、知識聚合能力，引導(dǎo)學生掌握科學的學習方法，為終身學習和研究奠定基礎(chǔ)。教師作為探究式課堂教學的導(dǎo)師，其任務(wù)是調(diào)動學生的積極性，使學生成為課堂的主人，教師在必要的時候進行提示、講評和總結(jié)。

（3）采用PBL等新的教學方法

PBL是“基于問題的學習（Problem-based Learning）”的簡稱，這種學習方法強調(diào)以學習者為中心，由學生自己根據(jù)所學知識和面對的問題，進行分析、討論和決策，并由學生自身和所在團隊管理學習過程，自主和合作是這種學習方法的主要特色，該方法尤其注重跨學科知識的整合，鼓勵新思維模式?；谶@種學習方法可以逐漸地減弱對教師的依賴，有效提升學生的自主學習能力。應(yīng)用該方法在某些教學環(huán)節(jié)中可以讓學生進行自主分組或由教師指定分組，小組自主選擇感興趣的任務(wù)和項目，自主選擇實現(xiàn)工具和方法，經(jīng)過分工和協(xié)作達到預(yù)期的目標，并在此基礎(chǔ)上進行小組內(nèi)和小組間的互動、分享與評價，以此培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新能力、交際表達能力和團結(jié)協(xié)作的精神。任務(wù)完成后各小組之間可相互借鑒學習，使教學過程充滿生機與互動，使學生之間相互監(jiān)督，相互促進。在某些特定的教學環(huán)節(jié)也可采取翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等新型教學模式。

（4）采用更加豐富的教學手段

為避免單一多媒體教學的不足，可以采用多媒體教學、傳統(tǒng)板書教學方式相結(jié)合方法，也可以借助網(wǎng)絡(luò)資源和現(xiàn)代信息技術(shù)基于混合課堂進行教學，使它們?nèi)￠L補短，提高教學效果。還可以通過網(wǎng)站上的學習專題、學習論壇和公共聊天室等進行教學和討論，在條件允許的情況下，也可以通過開展實地調(diào)研、專訓(xùn)等活動提高學生的感性認識和實際經(jīng)驗。

3.3重視實驗環(huán)節(jié)，提高動手能力和創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的靈魂。要達到這個目標，必須緊密融合理論教學與實踐教學，日常實驗通常以專題的形式針對特定的知識點，實驗任務(wù)的整體性和系統(tǒng)性不強。因此在課程的后期教師要精心設(shè)計綜合性實踐教學項目，指導(dǎo)學生應(yīng)用軟件工程的基本原則設(shè)計一個具有實用價值的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。要鼓勵學生敢于質(zhì)疑，善于創(chuàng)新，能積極主動的學習知識、技術(shù)和經(jīng)驗并用于解決問題，培養(yǎng)勤奮努力、百折不撓的拼搏精神。鼓勵學生參與工程項目、科研項目開發(fā)，并撰寫學術(shù)論文或總結(jié)報告，從中闡述其設(shè)計思路、運用的知識及自己的體會，以此培養(yǎng)學生的科研意識和科學思維習慣。

3.4改革考核方式，重視能力培養(yǎng)

通過課程考核可以評價教學效果，檢驗學生的知識和技能水平，激發(fā)學習動機。課程考核對教學也具有強化、檢測和反饋的作用。

有效的考核評價機制應(yīng)不僅關(guān)注學生對知識的掌握程度，還要更加注重學生的各項能力是否得到了鍛煉和提升。要通過考核引導(dǎo)學生掌握高效的學習方法，學會解決問題的有效途徑，增強其自主學習的能力，培養(yǎng)其團隊精神和創(chuàng)新意識，使其具有較強的學科融合和知識遷移能力，以及較強的人文素養(yǎng)、團隊協(xié)同和實踐創(chuàng)新能力。提升其核心競爭力，從而使學生盡早適應(yīng)社會需求和行業(yè)變革。在期末考試中要考查學生對關(guān)鍵性概念和原理的掌握程度，加大實踐能力、學習態(tài)度、學習方法等在綜合考核中的占比，把平時的實驗、具體的設(shè)計開發(fā)任務(wù)、課堂討論、專題匯報和自主學習的表現(xiàn)以及思維能力與創(chuàng)新能力融人考核范疇，力避高分低能的現(xiàn)象。另外，鼓勵學生參加計算機資格認證考試、軟件水平考試等較高水平的考試，提高學生的學習動力和自信心。

學校要采取更多的措施鼓勵教師和學生參與科學研究和項目開發(fā)，組織學生參與各種科學實踐活動，選拔一部分成績突出、樂于科研、踏實肯干的學生成立科研小組到專業(yè)實驗室和教師共同進行科學研究，營造和諧、求知、實干的校園文化，鼓勵學生參加各種國家級和省級技能比賽，學校每年也可以自己組織各種技能創(chuàng)新比賽活動，以此提高學生的科研熱情和創(chuàng)新精神。

4結(jié)束語

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》是一門實踐性很強的課程，要求學生能夠分析實際問題，編程解決實際問題。該課程理論與實踐教學的改革需要高校師生的共同努力，作者針對我國普通高校目前教學中存在的共性問題，提出了若干教學改革措施，其目標是提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)出更多適應(yīng)信息化社會的創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。