與科研課題相結合的數據庫課程體系的教學新模式

摘要：針對目前數據庫課程體系的教學現狀，分析了將科研課題引入數據庫課程體系的必要性，建立了與科研課題相結合的數據庫課程體系的教學新模式。重點討論了該教學新模式實施過程中諸如教學目標的確定、科研課題的選擇、知識點整合和實踐環節考核等關鍵問題。

關鍵詞：數據庫；課程體系；科研課題；教學模式

0 引言

數據庫是數據管理的最新技術，是計算機科學的重要分支。對于一個國家來說，數據庫的建設規模、數據庫信息量的大小和使用頻度已經成為衡量這個國家信息化程度的重要標志。數據庫課程同其他課程結合緊密，與操作系統、數據結構、編譯技術、離散數學、程序設計和軟件工程等課程都有密切關系，是集理論性、實用性、操作性、創新性于一體的綜合性課程。數據庫課程體系設置的合理與否，直接關系到計算機專業每個學生的數據庫應用水平和計算機實際應用能力。

1 教學現狀

目前我校數據庫課程體系的直接相關課程有“數據庫原理及應用”，“數據庫程序設計”，“數據庫大型實驗周”。該數據庫課程體系分為“理論”和“實踐”兩條主線，其中“數據庫原理及應用”，重理論，通過該門課的教學，使學生全面地了解和掌握數據庫系統的基本概念原理及應用技術，系統科學地受到分析問題和解決問題的訓練，為運用理論知識解決實際問題做鋪墊；“數據庫程序設計”，重實踐，要求學生在已掌握計算機基本操作技能及數據庫原理的基礎上，進一步掌握數據庫語言及數據庫程序設計的基本理論和技術方法，初步具備數據庫系統的開發能力，為應用計算機解決實際問題打下良好的基礎。“數據庫大型實驗周”，重應用，要求學生按照關系型數據庫的基本原理，綜合運用所學的知識，通過對—個實際問題的分析，設計開發+小型的數據庫管理系統。通過該系統，將原理與應用相結合，使學生學會如何運用書本上學到的知識去解決實際問題，培養學生的實際動手能力，使學生能深入理解和靈活掌握教學內容。

盡管從數據庫課程體系來看，教學過程包括了數據庫的理論教學，也包括了將理論與實踐相結合的應用教學，但得到的教學效果并不令人滿意。究其原因，整個數據庫課程體系的教學模式仍存在不足，主要體現在以下幾點：

(1)“數據庫原理及應用”課程教學內容側重于數據庫基本概念與原理，“數據庫程序設計”課程教學重點在于某種流行的數據庫管理系統的使用，學生在學完這兩門課程之后不能將所學知識與實踐融會貫通，缺乏完整的知識結構，造成在后續的“數據庫大型實驗周”中，乃至最后的畢業設計中，還是不會解決實際問題，不懂得如何開發一個實用的數據庫應用系統，從數據庫的設計到最后軟件成型，質量都難以保證。

(2)“數據庫原理及應用”和“數據庫程序設計”兩門課的實驗內容都是針對某個具體的知識點設置，學生往往對于局部知識點有所掌握，但是不知道如何將這些知識點應用于實際的數據庫系統中。

(3)部分任課教師缺乏實際的科研工作經歷，在教學過程中難以按照軟件工程的思想將一個完整的數據庫應用實例融匯其中，在實踐教學環節，學生難以建立工程化的概念，不知道如何按照軟件工程的思想開發成功的數據庫系統。

(4)整個數據庫課程體系的教學過程的考核機制存在弊端。對于理論教學的課程，學校以期末理論考試成績作為對學生最終評分的主要依據；對于以實踐為主的“數據庫大型實驗周”，盡管以實踐考核為主，但是往往教師只注重最后的軟件成果，而對開發過程和軟件的實用性不能嚴格把關。這就造成學生為考試過關而學，并不注重提高自身能力，教師僅為完成教學任務而教，并不注重培養學生的能力，背離了數據庫課程體系原始的教學目標。

鑒于教學模式的現狀，對于所存在的弊端，我們提出“與科研課題相結合的數據庫課程體系的教學新模式”，目的在于通過該課程體系的教學，培養適應社會需求的數據庫應用人才，使學生既理解原理，具有扎實的編程功底，又善于靈活運用，將原理應用到實踐中，將理論和實踐很好地融合在一起。

2 將科研課題引入數據庫課程體系的必要性

教學和科研結合是大學人才培養的需要，教學是高校科研的前提和基礎條件，利用科學研究形成的創新知識和創新成果可以再反哺和提升教學水平。

我們提出將科研課題引入數據庫課程體系教學新模式還基于以下原因：

(1)數據庫課程體系與社會需求結合緊密，幾乎各行各業都需要與建設與該行業相關的數據庫系統，將科研課題引入數據庫課程體系的教學過程，可以使學生的教學內容與社會需求接軌，把教師實際系統開發的經驗介紹給學生，有助于學生提高學習的主動性；

(2)采用結合教師的科研項目的數據庫案例教學，以科研課題為主線，將各個離散知識點融會貫通，學生會感到學以致用，所學內容不脫離實際，能豐富教學內容，提高教學質量，培養學生的科研素質；

(3)數據庫技術理論發展成熟，軟件產品日新月異，將科研課題引入教學過程，可以使學生了解當前數據庫的發展及其趨勢；

(4)教學目標、計劃和教學方案應圍繞社會需求開展和實施，科研課題體現了最新社會的需求，將科研課題引入教學過程，可以擴充教學內容，促進教學方法與人才培養目標的統一，提高人才培養的質量。

3 與科研課題相結合的數據庫課程體系的教學新模式的組織和管理

(1)數據庫課程體系教學目標的確定

計算機專業的數據庫課程，應面向社會需求，以培養基礎扎實、實踐動手能力強的高素質創新人才為目標，使學生在熟練掌握基本數據庫基本概念、理論和方法的基礎上，建立工程化的軟件開發思想，能夠使用某種開發工具進行數據庫應用程序的設計與開發，培養學生的科學素養、創新精神和團隊合作精神。

(2)將科研課題引入教學，精心選擇合適案例

對于數據庫的初學者來說，需要首先了解數據庫是什么、能下什么、如何使用等基本問題。在第一次上課時，可將一個合適的、實際的科研課題介紹給學生，使學生對數據庫產生感性認識。在數據庫課程的后續教學過程中，教師將以該科研課題為實例進行教學。但是數據庫相關的科研項目，涉及領域眾多，難度各不相同，科研課題的選擇將直接影響課程的教學效果，如何選擇一個合適的科研項目引入教學過程，是該教學模式的關鍵所在，將關系到整個教學過程的成敗。

選擇科研課題進入教學過程時，應注意以下幾點：

①科研課題大小和難度要適中，涉及的領域要和學生密切相關。教師首次將科研課題引入時，要通過該課題激發學生學習數據庫課程的學習興趣，樹立學習信心。如果課題太大，太復雜，領域陌生，超出了學生的分析能力，會直接打擊學生學生的積極性，

②科研課題要有針對性。教師所選的利-研課題，要能涵蓋課程的絕大部分知識點，并且與現實相吻合，并要考慮學生的接受能力。

③科研課題要有系統性。實際的科研項目往往比教學過程中的實例要復雜，在教學過程中有可能要將一個大的科研項目進行拆分，教師要保證拆分后的科研課題的邏輯相對完整，使學生能夠理解該課題與課程內容的相關性；教師通過對該課題的講解，要讓學生在課后能編程實現，并且隨著課程的深入，對課題的研究能逐漸深入；在課程結束后，學生能夠完成一個功能相對完整數據庫系統，增強學習的成就感。

(3)以教學目標為導向，以科研課題為主線，整合教學內容

目前的數據庫課程體系，理論教學部分主要有兩門課程，“數據庫原理及應用”和“數據庫程序設計”這兩門課雖然一門課重理論，一門課重實踐，但是都屬于數據庫課程體系的兩門必修課。分析兩門課的教學內容，發現《數據庫原理及應用》中的部分理論教學內容，缺少必要的實驗環節，而《數據庫程序設計》中的某些應用部分，需要的理論知識在該門課程中有沒有講授，造成整個數據庫課程體系部分教學內容理論和實踐相脫節。因此我們提出“以教學目標為導向，以科研課題為主線”的整改思想，將上述兩門課程進行合并，對教學內容重新整合。

在數據庫課程的引言階段，以—個實際的科研課題為例，引導學生認識數據庫，對數據庫系統產生感性認識。在后續的教學過程中，將“數據庫程序設計”課程中的教學內容穿插到數據庫原理中，并輔助科研案例進行演示教學，使學生既深刻地理解了教材中的理論，同時又知道如何利用它們解決現實問題。

例如：在介紹數據庫及其關系模型時，教師可以實際的科研課題所使用的數據庫管理系統為例，介紹數據庫和表的概念，使學生知道數據是如何存儲在計算機中；而在講解SQL語言時，教師以真實科研項目中的查詢作為實例講解，引導學生學習構造實際的查詢；在講授數據庫規范化理論時，教師首先介紹理論知識，然后針對具體的科研課題，由學生充當數據庫設計人員，設計數據庫，最后教給予及時的講評和糾正。這樣，學生不但在解決實際問題的全過程中鍛煉了能力，而且更增加了學習的興趣。

數據庫程序設計中講到數據庫開發的一些應用知識，如函數、存儲過程、觸發器和數據庫備份恢復和導入導出，教師都要以實際的科研案例的引入，使學生不但掌握其基本概念，并且對這些知識的應用背景有所掌握，增強其工程實踐能力。

(4)加強實踐環節的組織和管理，改進實踐環節考核的機制

數據庫課程體系實踐環節主要由“課內實驗”和“數據庫大型實驗周”兩部分組成。以往，“課內實驗”大部分為驗證性實驗，只是將課堂上的理論延伸到實驗室；而在“數據庫大型試驗周”，教師所布置的題目，都是一些教師自擬的題目，學生開發數據庫時，由于缺乏實際的項目開發經驗，往往是為開發而開發。教師對實踐環節進行考核時，只注重實驗結果，大致把握一下學生是否獨立完成實驗任務，而對其數據庫設計是否合理，界面設置是否合理，實驗成果是否有實用性缺乏具體的考核指標，以至于學生做完實驗后，也不知道一個好的數據庫系統應該是什么樣的。整個實踐教學環節缺乏培養學生創造性思維和創新能力，難以達到實踐教學的目標。

將科研課題引入教學過程后，教師將科研課題的部分科研內容節選下來，作為輔助該課程的實驗內容。而在“數據庫大型試驗周”中，教師可以將實際的科研課題依據學生的能力進行拆分，以替代自擬題目。在實踐過程中，教師要和學生不斷交流，對于學生設計過程中存在的問題，要及時反饋。在整個實踐過程結束后，教師要向學生展示成功科研項目，幫助學生尋找設計中存在的差距。在實踐過程的考核機制中，要避免以往只注重結果，不注重過程的考核辦法，教師要跟蹤學生的整個設計過程，從需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、數據庫物理設計、到數據庫的實施和維護，每個階段都要和學生交流，及時反饋，并對該階段學生的成果，包括設計文檔和程序質量，進行考核，最后給出綜合成績，以促使學生重視整個設計過程，在真正的科研課題中將課本中學到的知識學以致用。

4 結束語

鑒于數據庫課程體系的特殊性，提出了與科研課題相結合的數據庫課程體系的教學新模式。能否選擇合適的科研案例進入教學，是該教學模式成敗的關鍵所在，這就要求教師要有目的地挖掘與科研環節相融合的教學內容，充分利用每個教學環節，幫助學生在實踐過程中體驗理論對實踐的指導作用。實踐表明，該教學模式對于為大學生參與科研提供了機會和條件，成為培養大學生創新能力的平臺。