SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課程教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)研究

張瑩

（咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000）

各行各業(yè)離不開數(shù)據(jù)庫(kù)，咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程就是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用原理和具體應(yīng)用，其中的內(nèi)容涵蓋了SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)框架，組成結(jié)構(gòu)，工作原理，SQL 函數(shù)增刪改查的使用以及數(shù)據(jù)庫(kù)原理的技術(shù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程屬于工程技術(shù)學(xué)科，需要學(xué)生具有一定的創(chuàng)新能力。因此在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課程中的教學(xué)中不僅需要培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)方面的創(chuàng)新，還需要在數(shù)據(jù)庫(kù)原理的應(yīng)用上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行創(chuàng)新來滿足需求。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課程中的創(chuàng)新因素

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程包含關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)理論，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，DBMS 平臺(tái)，數(shù)據(jù)保護(hù)體系和DML 語句等[1]。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)理論中涵蓋了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、模型和規(guī)則3 個(gè)因素，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中又包含了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還涵蓋了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和容災(zāi)方面的設(shè)計(jì)，以保障業(yè)務(wù)在運(yùn)行過程中的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)的安全問題。DBMS 平臺(tái)中文翻譯為數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，可視化數(shù)據(jù)操作平臺(tái)，其中包含了數(shù)據(jù)庫(kù)各類操作，以及數(shù)據(jù)信息處理等關(guān)鍵因素，可以利用起來進(jìn)行創(chuàng)新思維開發(fā)，在數(shù)據(jù)保護(hù)課程中，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)進(jìn)行備份和還原，以及容災(zāi)處理等。最后是DML 語句的使用，如select,update,delete 等，其中包含了SQL 的基本語法，增刪改查等操作，還有視圖、存儲(chǔ)過程和工作流程高級(jí)技術(shù)等因素，這些課程因素可以說是SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課程中用來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)教學(xué)中各類創(chuàng)新因素的教學(xué)研究

2.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)原理教學(xué)

在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)原理的教學(xué)中，要著重講解關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的差異。例如，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的Oracle,Mysql 等都具有事務(wù)性，高讀寫性，在SQL 的查詢方面也更具有規(guī)范性和高可用性，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如Mongodb,Firebase 等，這類非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)稱為NoSQL, 他們以圖形或文檔的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在接口對(duì)接方面更具有靈活性，在這幾個(gè)方面的基礎(chǔ)上可以讓學(xué)生找出關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的其他特性。教學(xué)的時(shí)候引導(dǎo)學(xué)生不只從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的本身進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，還可以從數(shù)據(jù)庫(kù)的延展性方面進(jìn)行討論，分析關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的區(qū)別，讓學(xué)生發(fā)散思維，在了解數(shù)據(jù)庫(kù)類型理論的同時(shí)還可以豐富應(yīng)用場(chǎng)景。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)教學(xué)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的教學(xué)核心是圍繞數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(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)和運(yùn)維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來開展[2]，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是對(duì)實(shí)際的業(yè)務(wù)情況進(jìn)行需求分析，教學(xué)期間教師給以不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，讓學(xué)生對(duì)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行需求分析以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分析。例如，普遍的業(yè)務(wù)場(chǎng)景都是前端頁(yè)面對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)的交互操作，在這類業(yè)務(wù)中要明確用戶的業(yè)務(wù)涉及的表結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型、主外鍵和數(shù)據(jù)量，再根據(jù)需求情況對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)預(yù)先設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)，畫出E-R 模型圖（實(shí)體-關(guān)系圖）。實(shí)體是根據(jù)抽象的方法確定需求數(shù)據(jù)，關(guān)系是不同實(shí)體間的關(guān)系確認(rèn)，再根據(jù)實(shí)際的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行E-R 數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換，消除模型數(shù)據(jù)沖突，再通過業(yè)務(wù)場(chǎng)景的各種業(yè)務(wù)邏輯來確認(rèn)數(shù)據(jù)邏輯，表與表之間的關(guān)系，最后通過用戶的資金投入和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大小對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的硬件和軟件進(jìn)行相應(yīng)的配置，最終集成用戶操作文檔和管理員管理手冊(cè)，便于用戶的使用和管理員的后期運(yùn)維工作。上述幾個(gè)步驟具有一定的理解難度，教師在教學(xué)的時(shí)候要注重對(duì)E-R 圖進(jìn)行拆解分析，可以讓學(xué)生利用自我認(rèn)知先嘗試畫出E-R圖，然后再根據(jù)學(xué)生的思維進(jìn)行校正。在這些數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過程中讓學(xué)生結(jié)合業(yè)務(wù)場(chǎng)景，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)類型特性來進(jìn)行分析和討論，開拓學(xué)生的思維，不可局限于某一種類型的業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分析，教師在引導(dǎo)學(xué)生的時(shí)候要多元化，讓學(xué)生的思維創(chuàng)新能力更為廣闊。

2.3 DBMS 平臺(tái)教學(xué)

DBMS 平臺(tái)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理操作平臺(tái)，例如，oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的操作平臺(tái)PLSQL，它具有強(qiáng)大的集成功能，可以在PLSQL 平臺(tái)中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行創(chuàng)建和開發(fā)以及可視化數(shù)據(jù)操作。教師在DBMS 平臺(tái)教學(xué)的時(shí)候引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)建測(cè)試庫(kù)，然后利用DBMS 平臺(tái)進(jìn)行表空間的創(chuàng)建，單表的創(chuàng)建，視圖的創(chuàng)建和利用DBMS 平臺(tái)上的按鈕進(jìn)行數(shù)據(jù)的增刪改查，以及對(duì)表和表空間的處理。在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，表空間，表和用戶的創(chuàng)建操作時(shí)，可以讓學(xué)生對(duì)三者的關(guān)系進(jìn)行思考，例如，一個(gè)Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)示例，一個(gè)示例中可以有多個(gè)表空間，一個(gè)表空間中有多個(gè)表，而多個(gè)表空間或者表可以同屬于一個(gè)用戶。教學(xué)過程中，教師在演示創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的時(shí)候，可以分步講解數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例對(duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成的重要性，再讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，可以讓學(xué)生在操作的時(shí)候進(jìn)行發(fā)散思維不要怕遇到錯(cuò)誤，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立處理問題的習(xí)慣。讓學(xué)生知道在DBMS 平臺(tái)上進(jìn)行操作時(shí)，遇到不同類型的錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)有的處理思路，對(duì)不同操作下的錯(cuò)誤可以有不同的解決方法[3]。

2.4 數(shù)據(jù)保護(hù)體系教學(xué)

數(shù)據(jù)保護(hù)的教學(xué)核心是讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)的重要性以及數(shù)據(jù)的保護(hù)措施，避免數(shù)據(jù)丟失以及人為誤操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)損壞。以O(shè)racle 數(shù)據(jù)庫(kù)為例，數(shù)據(jù)庫(kù)的保護(hù)機(jī)制有數(shù)據(jù)庫(kù)備份，數(shù)據(jù)庫(kù)還原以及數(shù)據(jù)庫(kù)容災(zāi)等機(jī)制，在數(shù)據(jù)庫(kù)備份中又分為數(shù)據(jù)的冷備份，數(shù)據(jù)的熱備份和數(shù)據(jù)的邏輯備份等。在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下，數(shù)據(jù)庫(kù)備份的方式也會(huì)有所不同，例如熱備份是在數(shù)據(jù)在運(yùn)行的情況下進(jìn)行備份，它會(huì)被分到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)下，而在節(jié)點(diǎn)后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的變化或者是配置的變化就不會(huì)存在備份當(dāng)中。冷備份是在數(shù)據(jù)庫(kù)脫機(jī)的情況下進(jìn)行備份，這樣的備份可以讓數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)備份更加完整。邏輯備份是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的差異進(jìn)行備份，在教學(xué)的過程當(dāng)中需要讓學(xué)生了解不同備份機(jī)制之間的差異，在相同應(yīng)用場(chǎng)景下不同方式的備份差異，以及在不同環(huán)境下相同的備份機(jī)制是否也會(huì)有差異，了解備份后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特點(diǎn)，教師可以通過實(shí)戰(zhàn)操作，利用不同的備份方式如EMP 和EMPDP 這兩種不同的備份命令[4]，解釋這兩者之間的差異，參數(shù)差異和數(shù)據(jù)差異等，再讓學(xué)生利用其他的備份方式進(jìn)行分析和對(duì)比，教師還可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行問題的延伸，例如，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)無法啟動(dòng)或者重要文件損毀的情況下如何進(jìn)行備份和恢復(fù)，如何利用雙機(jī)熱備和DATAGruand 來進(jìn)行數(shù)據(jù)的容災(zāi)處理，在結(jié)合實(shí)例講解的時(shí)候也能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。

2.5 SQL 教學(xué)

SQL 是非過程化語言，是數(shù)據(jù)庫(kù)的專有語言，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義，數(shù)據(jù)的訪問和操作都起到了必不可少的作用。操作數(shù)據(jù)庫(kù)的核心就是SQL，所以在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)教學(xué)中SQL 語言的創(chuàng)新能力需要著重培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的SQL 創(chuàng)新能力的方面主要有以下幾點(diǎn)。

2.5.1 編寫代碼的規(guī)范性和創(chuàng)新性

SQL 語句代碼具有一定的規(guī)范性，SQL 中的關(guān)鍵字要大寫，兩個(gè)字符之間需要空格隔開，在嵌套式SQL 語句當(dāng)中需要進(jìn)行合理的縮進(jìn)，對(duì)于不同的SQL 代碼需要有基本的注釋。在學(xué)生利用DBMS 輔助器進(jìn)行SQL 代碼的編寫時(shí)提供了智能格式，可以讓學(xué)生養(yǎng)成SQL 編碼的正確書寫規(guī)范。創(chuàng)新性方面不是指讓學(xué)生隨性的編寫代碼而不考慮SQL 代碼的可行性和高效性[5]，而是應(yīng)該盡可能地將SQL 代碼簡(jiǎn)化，利用學(xué)生的好奇心理，將復(fù)雜的SQL 代碼利用函數(shù)和其他方式進(jìn)行簡(jiǎn)化創(chuàng)新。

2.5.2 SQL 編寫思維上的創(chuàng)新

每一條SQL 的編寫是為了處理某種需求，因此對(duì)于同一個(gè)需求的處理會(huì)有不同的思路，這就需要對(duì)SQL 語法的儲(chǔ)備相當(dāng)豐富，可以通過不同的SQL語句處理其在視圖，函數(shù)和存儲(chǔ)過程的利用。例如，在查詢“每個(gè)學(xué)生每門學(xué)科成績(jī)”的需求中，可以讓學(xué)生發(fā)散思維，分析需求并寫出SQL 語句，在分析需求的時(shí)候要明確需求的結(jié)果，上面的例子中需求結(jié)果是成績(jī)，誰的成績(jī)，學(xué)生的成績(jī)，怎么取得學(xué)生的成績(jī)，又怎么和每一門學(xué)科進(jìn)行關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生可以在編寫SQL 語句的時(shí)候利用函數(shù)進(jìn)行解決，再衍生出其他的業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行思維開拓。

2.5.3 SQL 結(jié)構(gòu)化思維上的創(chuàng)新

SQL 語句的編寫中難免遇到復(fù)雜的語句，其中會(huì)包含多重嵌套和多級(jí)關(guān)聯(lián)。例如，像通過學(xué)生表和成績(jī)表來統(tǒng)計(jì)“數(shù)學(xué)成績(jī)?cè)?0 分以上的學(xué)生”中，就需要首先查詢出成績(jī)表中的數(shù)學(xué)成績(jī)，并且成績(jī)分?jǐn)?shù)大于90 的學(xué)生ID，再通過學(xué)生ID 去學(xué)生表查詢到對(duì)應(yīng)的學(xué)生。前部分查詢成績(jī)的SQL 就是子查詢SQL，再在外層嵌套學(xué)生表成為父查詢，在這類SQL語句中，教師需要從子查詢的邏輯進(jìn)行分析，讓學(xué)生理解子父關(guān)系以及嵌套下SQL 語句的運(yùn)行方式，讓學(xué)生產(chǎn)生SQL 的結(jié)構(gòu)化思維，從上到下從左到右的思維導(dǎo)圖，利用結(jié)構(gòu)化思維來處理需求。

2.5.4 SQL 分組思維上的創(chuàng)新

數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢（SELECT）和更新（UPDATE）操作是最為頻繁的，在數(shù)據(jù)量較大的情況下進(jìn)行查詢和更新操作，就需要了解當(dāng)前數(shù)據(jù)集的規(guī)律和相同點(diǎn)[6]，再根據(jù)規(guī)律和相同點(diǎn)通過SQL 代碼去進(jìn)行歸類和統(tǒng)計(jì)。例如，在“查詢總計(jì)算機(jī)專業(yè)課程分及格的學(xué)生”，首先通過嵌套查詢出每個(gè)學(xué)生計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的分?jǐn)?shù)，再根據(jù)及格60 分對(duì)比出課程分大于等于60 分的學(xué)生。再根據(jù)總分進(jìn)行排序，這個(gè)問題中就包含了兩個(gè)分組，第一個(gè)是對(duì)課程的分組，確定了是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，第二個(gè)是對(duì)及格人數(shù)的分組，最后整個(gè)在一起。SQL 的分組查詢可以讓學(xué)生通過對(duì)SQL 語句的運(yùn)算邏輯和統(tǒng)計(jì)邏輯進(jìn)行鍛煉，對(duì)比數(shù)據(jù)的差異性和同一性來進(jìn)行SQL 的編寫。

3 教學(xué)模式的改進(jìn)

數(shù)據(jù)庫(kù)的課程內(nèi)容是枯燥的，許多概念和理論會(huì)讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦，教師在開展教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候需要以學(xué)生為中心，利用實(shí)踐和理論的結(jié)合讓學(xué)生可以在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的時(shí)候發(fā)散思維，對(duì)于邏輯思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)上也需要以SQL 為中心。在DBMS 操作平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐，教學(xué)內(nèi)容不能僅限于教材，對(duì)于每一個(gè)概念問題都需要有延伸場(chǎng)景，在處理問題方面有不同的解決思路，讓學(xué)生產(chǎn)生推理的興趣以及提升數(shù)據(jù)庫(kù)的操作能力。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面，E-R 圖形的建模和邏輯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換可以分為小組進(jìn)行討論[7]。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，教學(xué)模式可以通過互聯(lián)網(wǎng)的形式展開教學(xué)，利用多媒體設(shè)備激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)效果，利用感官的沖擊讓學(xué)生可以多方位的思考。線下教學(xué)模式注重的是教師親自引導(dǎo)學(xué)生處理問題，開發(fā)問題多處理的思維方式，線上是可以利用題庫(kù)等軟件讓學(xué)生可以接觸到各類不同的問題以及不同的思維邏輯，以及鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力，讓學(xué)生在DBMS操作平臺(tái)中進(jìn)行試驗(yàn)和模仿[8]，最終養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)并處理問題的思維模式。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科中的數(shù)據(jù)庫(kù)原理的應(yīng)用課程的開設(shè)還處于開發(fā)階段，對(duì)于可能的創(chuàng)新因素，以及在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的方向上還需要改進(jìn)和完善。目前階段的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)原理的應(yīng)用課程還需要注重對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)概念、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制以及SQL 代碼的編寫方面進(jìn)行深入研究。在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行課程上和教學(xué)模式上的創(chuàng)新，最終將這些碎片化的創(chuàng)新因素進(jìn)行整合教育，為社會(huì)輸送更多優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)人才。