數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)改革與實踐

胡珊珊 喬 靜 屈志強(qiáng)

摘要 數(shù)據(jù)庫原理是計算機(jī)專業(yè)和信息專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,對于學(xué)生今后從事數(shù)據(jù)庫、軟件開發(fā)等相關(guān)工作具有重要意義。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機(jī)制3個方面對數(shù)據(jù)庫教學(xué)進(jìn)行改革和探索,收到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)庫;教學(xué)改革;案例教學(xué);任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1671-489X(2009)30-0051-02

Teaching Reform and Practice of Database Principle//Hu Shanshan, Qiao Jing, Qu Zhiqiang

Abstract Database principle is a special and basic curriculum for students majored in computer and information specialty. It has great importance for students to engage in jobs such as database and software development in the future. In this paper, a reform and practice for database teaching is carried out in three areas: course content, teaching method and examination mechanism, and have received preferable teaching effect.

Key words database; teaching reform; case teaching; task-driving teaching

Authors address Information Engineering College of Jining Medical University, Rizhao, Shangdong, 276826, China

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù),是計算機(jī)科學(xué)中的一個重要分支。隨著科技的不斷進(jìn)步,數(shù)據(jù)庫技術(shù)已滲透到社會的各個領(lǐng)域,得到廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展,成為信息技術(shù)的核心和基礎(chǔ)。近年來,在全國各高等院校中,數(shù)據(jù)庫原理課程已經(jīng)成為計算機(jī)專業(yè)、信息專業(yè)等專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。學(xué)好這門課,對于學(xué)生今后從事數(shù)據(jù)庫、軟件開發(fā)等相關(guān)工作具有重要意義。為了提高數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)效果,筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機(jī)制等方面進(jìn)行改革和探索。

1 教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)分為理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計3個模塊。理論教學(xué)講解本課程的基本概念和基本原理;實驗教學(xué)提高學(xué)生的實際操作能力;課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力,提高學(xué)生的創(chuàng)造力。3個模塊循序漸進(jìn),相輔相成,共同構(gòu)建了數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)的完整體系。

1.1 理論教學(xué)數(shù)據(jù)庫原理是一門理論性很強(qiáng)的課程,理論教學(xué)具有舉足輕重的地位。理論教學(xué)講解本課程的基本原理、概念及主要技術(shù)。

數(shù)據(jù)庫的理論知識只有與具體的DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))結(jié)合才能應(yīng)用于實際,因此在授課過程中應(yīng)結(jié)合具體的DBMS來講解。目前流行的DBMS有SQL Server、Oracle、MySql等,由于SQL Server功能強(qiáng)大且易于使用,因此選用SQL Server作為后臺講解數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識。在授課過程中給學(xué)生補(bǔ)充SQL Server的基礎(chǔ)知識,如SQL Server使用環(huán)境、物理數(shù)據(jù)庫的建立等,使學(xué)生能順利地將數(shù)據(jù)庫原理的知識應(yīng)用到實踐中。

數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)在把握教材主流內(nèi)容的同時,也要介紹數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新進(jìn)展,比如ADO技術(shù),給學(xué)生介紹ADO的3大對象(Connection、Command、Recordset)以及各對象的常用屬性和方法;最后簡單介紹在實際編程過程中使用ADO存取數(shù)據(jù)的步驟,使學(xué)生對ADO編程有一個整體的、形象的了解。另外,由于在開設(shè)數(shù)據(jù)庫原理課程之前,學(xué)校已經(jīng)開設(shè)相關(guān)的程序設(shè)計課程,如JAVA、VB、Delphi等,因此學(xué)生已經(jīng)具備一定的編程能力。但在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的連接這一環(huán)節(jié)經(jīng)常出問題,因此在理論教學(xué)過程中可補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容。

1.2 實驗教學(xué)實驗教學(xué)是數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。理論的知識要在實驗中檢驗后才能真正為學(xué)生所理解和掌握,變成自己的東西,否則就只能是“紙上談兵”。

實驗教學(xué)應(yīng)與理論教學(xué)緊密結(jié)合。實驗內(nèi)容的設(shè)計要合理,既要加深學(xué)生對理論知識的理解,又要提高學(xué)生的實際操作能力和解決問題的能力。為此,精心設(shè)計與理論教學(xué)相對應(yīng)的10個獨立實驗,從熟悉SQL Server環(huán)境到數(shù)據(jù)庫的備份和還原,實驗內(nèi)容基本上涵蓋了教材各個章節(jié)的內(nèi)容。教師在課堂上明確指定實驗項目,讓學(xué)生課下有所準(zhǔn)備,上實驗課時能夠做到心中有數(shù),目的明確。學(xué)生在上機(jī)過程中可能會遇到各種問題,所以教師對學(xué)生的指導(dǎo)是非常必要的,對于上機(jī)過程中學(xué)生普遍存在的一些問題應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一講解。

1.3 課程設(shè)計 課程設(shè)計是教學(xué)過程中的最后一個模塊,它是對數(shù)據(jù)庫原理課程所學(xué)知識的綜合應(yīng)用。以學(xué)生熟悉的學(xué)生成績管理系統(tǒng)為題,讓學(xué)生協(xié)作完成一個小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的開發(fā)工作,包括需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫應(yīng)用程序、存取數(shù)據(jù)庫等一系列的流程。開發(fā)過程涉及數(shù)據(jù)庫課程中方方面面的知識,因此學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度直接決定了課程設(shè)計的效果。

另一方面,通過一個具體系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn),能使學(xué)生更深入地理解本課程的基本概念、知識和技術(shù)。比如在學(xué)生信息查詢中要求實現(xiàn)模糊查詢的功能,有些學(xué)生在處理這個問題時不知從何下手。其實方法很簡單,只要在SELECT查詢語句中使用LIKE謂詞和通配符就可以實現(xiàn)。學(xué)生在解決這個問題后會對LIKE謂詞有更深刻的認(rèn)識。不僅如此,課程設(shè)計的綜合實驗使學(xué)生有機(jī)會將數(shù)據(jù)庫原理與程序設(shè)計、軟件工程等多門課程的知識綜合在一起,融會貫通,真正體會到計算機(jī)各門課程之間內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系。

2 教學(xué)方法

在教學(xué)過程中,合理運用各種教學(xué)方法和手段,采用案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)等教學(xué)方法,讓學(xué)生學(xué)得輕松,學(xué)得愉快,能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力,提高教學(xué)效果。

2.1 案例教學(xué)案例教學(xué),就是在教師的引導(dǎo)下,組織學(xué)生對典型案例進(jìn)行分析和討論,讓學(xué)生在分析討論的過程中自己抽象和總結(jié)出問題的本質(zhì)以及解決問題的思路和方法。案例教學(xué)使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí),由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R,有助于學(xué)生對基本原理和概念的理解。

案例資料的設(shè)計是案例教學(xué)的關(guān)鍵。所用案例既要有代表性,能夠說明問題的本質(zhì),又要容易為學(xué)生理解。因此,教師平時要多花工夫設(shè)計好的案例,才能真正發(fā)揮案例教學(xué)的效用,提高教學(xué)效果。例如在講解關(guān)系間的參照完整性規(guī)則及外碼的概念時,就事先引入3個表(學(xué)生表、課程表和學(xué)生選課表),并給出各個表的部分?jǐn)?shù)據(jù)。然后由學(xué)生對這3個表進(jìn)行分析和討論,找出表間的參照關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,教師給出外碼以及參照完整性規(guī)則的相關(guān)概念,學(xué)生普遍感覺容易理解和接受。

多值依賴是一個比較抽象的概念,學(xué)生接受起來比較困難。因此,在講解多值依賴這個概念時,首先讓學(xué)生分析一個大家熟悉的關(guān)系模式“Teaching(C,T,B)”,其中C表示課程,T表示教員,B表示參考書。學(xué)生在分析該關(guān)系模式的3個屬性之間的關(guān)系時發(fā)現(xiàn):對于C的每一個值,有一組T值與之對應(yīng),而不論B取何值。這正是多值依賴的實質(zhì),在此基礎(chǔ)上給出“多值依賴”的概念。

綜上,在數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)過程中采用案例教學(xué)是非常有效的,該方法通過一個個實例向?qū)W生清晰、生動地講述抽象難懂的知識,不僅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法就是教師或?qū)W生根據(jù)教學(xué)要求提出“任務(wù)”,以完成一個個具體的“任務(wù)”為線索,把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個“任務(wù)”之中。學(xué)生和教師一起提出解決問題的思路和方法,在完成“任務(wù)”的過程中獲得知識。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法讓學(xué)生在“任務(wù)”的驅(qū)動下,展開學(xué)習(xí)活動,可以激發(fā)他們的求知欲,使其樂于學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)。

在講解規(guī)范化理論時,明確提出一個總的任務(wù):針對一個具體的問題,應(yīng)該如何構(gòu)造一個“好”的適合于它的數(shù)據(jù)模式,即構(gòu)造幾個關(guān)系模式,每個關(guān)系由哪些屬性組成。以一個學(xué)校數(shù)據(jù)庫為例,首先給出一個單一的關(guān)系模式:SLC(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)。對這一關(guān)系模式進(jìn)行分析,可知該關(guān)系模式存在數(shù)據(jù)冗余、插入異常、刪除異常和更新異常等弊端。任務(wù)是對這個關(guān)系模式進(jìn)行改造,消除這些弊端。在這個任務(wù)的驅(qū)動下,對關(guān)系模式SLC進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)各種弊端的原因在于該模式上存在非主屬性Sdept、Sloc對碼的部分函數(shù)依賴。因此將SLC分解為2個關(guān)系模式“SC(Sno,Cno,Grade)”和“SL(Sno,Sdept,Sloc)”,消除部分函數(shù)依賴,從而在一定程度上減輕SLC關(guān)系中存在的各種問題。分解后得到的2個關(guān)系模式都屬于2NF,由此引出2NF的概念。接下來對“SL(Sno,Sdept,Sloc)”做進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)仍然存在插入異常、刪除異常、修改復(fù)雜等問題,于是新的任務(wù)就是將SL關(guān)系模式改造為更合適的形式,在解決該任務(wù)的過程中進(jìn)一步引入3NF的概念。

實踐證明,任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,取得較好的教學(xué)效果。

3 考核機(jī)制

隨著教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,考核方式也應(yīng)該作相應(yīng)的調(diào)整,以適應(yīng)新的教學(xué)模式。數(shù)據(jù)庫原理是一門理論與實踐結(jié)合性強(qiáng)的課程,單純的筆試不能真實地反映學(xué)生對這門課的掌握情況。部分學(xué)生的筆試成績非常好,對基本概念、基本原理都掌握得很牢,但實際動手能力卻很差,不能將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐。這明顯違背了數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)宗旨。因此,筆者認(rèn)為合理的考核方式應(yīng)該采取筆試成績、實驗成績和課程設(shè)計相結(jié)合的形式,筆試成績占70%,實驗成績占10%,課程設(shè)計占20%。通過這種理論與實踐相結(jié)合的考核方法,既促使學(xué)生掌握基本原理和概念,又能提高學(xué)生的動手實踐能力。

4 結(jié)束語

本文針對數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)進(jìn)行探索,提出教學(xué)改革的方案。在實際教學(xué)過程中對這些改革方案進(jìn)行應(yīng)用,收到較好的教學(xué)效果,學(xué)生不僅掌握了數(shù)據(jù)庫的基本原理和基本技術(shù),而且鍛煉了實際操作能力。當(dāng)然,數(shù)據(jù)庫原理課程改革任重而道遠(yuǎn),需要不斷的探索創(chuàng)新。

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