數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程知識網(wǎng)絡(luò)分析與教學(xué)實(shí)踐探究

摘要:數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程專業(yè)術(shù)語多，理論豐富，應(yīng)用廣泛，教授和學(xué)習(xí)難度頗大。對其知識網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)強(qiáng)大的功能和相關(guān)知識點(diǎn)呈現(xiàn)的復(fù)雜內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成了該課程復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。理清課程結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的知識網(wǎng)絡(luò)簡化成兩條基于縱向和橫向線性結(jié)構(gòu)作為新的教學(xué)策略，降低學(xué)習(xí)難度，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞:知識網(wǎng)絡(luò);結(jié)構(gòu)分析;教學(xué)策略

中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)01-161-02

1 概述

數(shù)據(jù)庫技術(shù)誕生于20世紀(jì)60年代末期，逐步發(fā)展成為一種計算機(jī)應(yīng)用的專門技術(shù)，而今更成為現(xiàn)代計算機(jī)環(huán)境中理論研究和實(shí)用技術(shù)的核心組成部分。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫課程的目的不僅要掌握其基本理論，而且要求能夠用用現(xiàn)有的DBMS和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具解決實(shí)際問題。由于數(shù)據(jù)庫技術(shù)專業(yè)術(shù)語多，理論豐富，應(yīng)用廣泛，使課程的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出發(fā)散狀態(tài)，對教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2 課程結(jié)構(gòu)分析

通過分析研究大量中外教材(見參考文獻(xiàn))可以看出，該課程容量大，內(nèi)容前后交錯，重疊呈現(xiàn)，一方面根據(jù)基礎(chǔ)理論、基本設(shè)計和系統(tǒng)管理構(gòu)成了課程的縱向線條，另一方面在縱向線條的不同階段不少知識點(diǎn)有重疊和遞進(jìn)，衍生出橫向線條，使得課程內(nèi)容形成復(fù)雜的知識網(wǎng)絡(luò)。

2.1 縱向結(jié)構(gòu)分析

該課程各種版本的教材中縱向結(jié)構(gòu)大體基本相同。典型的情況是通常將數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程分成四大部分內(nèi)容，每部分再分成若干章節(jié)。分析我國經(jīng)典數(shù)據(jù)庫教材薩師煊、王珊教授的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》有以下的結(jié)構(gòu):

第一部分是數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)理論，分成數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論、數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、數(shù)據(jù)庫安全性和數(shù)據(jù)庫完整性五章。

第二部分是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用，分成關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和數(shù)據(jù)庫編程三章。

第三部分是系統(tǒng)管理與維護(hù)，分成關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化、故障恢復(fù)技術(shù)和并發(fā)控制三章。

第四部分是數(shù)據(jù)庫新技術(shù)，包括新型數(shù)據(jù)庫類別和高級應(yīng)用。

有些教材將關(guān)系查詢處理和優(yōu)化放到第一部分，作為數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)理論，同時將數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性放到第四部分，作為系統(tǒng)管理與維護(hù)的內(nèi)容。分析這些章節(jié)所表達(dá)的意義，這樣的安排都比較合理。

2.2 橫向結(jié)構(gòu)分析

該課程各種版本的教材中橫向結(jié)構(gòu)包括的知識點(diǎn)不盡相同，其中主要是由于國外的教材通常涉及到更多更細(xì)致的內(nèi)容，各知識點(diǎn)在不同章節(jié)呈現(xiàn)的深度廣度也不盡相同，分析典型的情況，包括的內(nèi)容主要有:

1) 數(shù)據(jù)模型中對關(guān)系及其相關(guān)概念的概念使用描述的方法;在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論中使用了關(guān)系代數(shù)的精確定義。

2) 數(shù)據(jù)完整性在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論中使用描述的方法介紹了關(guān)系的完整性;在SQL中不強(qiáng)調(diào)名稱地基于功能分類進(jìn)行了完整性實(shí)現(xiàn);在數(shù)據(jù)庫可完整性一章中理論和實(shí)現(xiàn)上均進(jìn)行了廣義的擴(kuò)充，系統(tǒng)管理和維護(hù)部分則把完整性作為其管理和維護(hù)內(nèi)容的重要一部分工作進(jìn)行了研究。

3) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論中的數(shù)據(jù)操縱使用關(guān)系代數(shù)來完成;在實(shí)際的DBMS中使用SQL完成;在關(guān)系查詢的優(yōu)化中以關(guān)系代數(shù)的實(shí)現(xiàn)過程為依據(jù)，以SQL的構(gòu)造為實(shí)現(xiàn)方法構(gòu)成了數(shù)據(jù)操縱從理論到實(shí)現(xiàn)，從實(shí)現(xiàn)到優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的完整研究。

4) 數(shù)據(jù)庫安全性與完整性有類似的安排。

5) 作為關(guān)系中總最要的概念之一的碼從數(shù)據(jù)模型一章開始引入;在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論中詳細(xì)描述碼及其相關(guān)概念的含義;在SQL部分使用語言實(shí)現(xiàn);在關(guān)系數(shù)據(jù)理論部分進(jìn)行展開，一方面基于關(guān)系理論進(jìn)行精確定義，一方面分析了各個不同碼的概念的區(qū)別和意義，對后期內(nèi)容中碼的應(yīng)用打下了堅實(shí)的理論和實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。

以上分析是主要的例子但并不完全，但從以上的分析已足以見該課程內(nèi)容的豐富和繁雜。

3 課程教學(xué)策略與實(shí)踐

1) 將課程由復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理清為線條清晰的縱向結(jié)構(gòu)和橫向結(jié)構(gòu)。

2) 教學(xué)內(nèi)容的組織原則是以縱向結(jié)構(gòu)為主以橫向結(jié)構(gòu)為輔。即課程的講授基本不打亂教材的章節(jié)次序，但講課中滲透橫向結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)的處理。

3) 分析并明確各橫向結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)。整理出所有相關(guān)的知識點(diǎn)，明確它們在本課程中不同章節(jié)處出現(xiàn)時所承擔(dān)的不同作用，所完成的不同功能。

4) 設(shè)計各橫向結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)在各章節(jié)教學(xué)過程中的任務(wù)。安排各相關(guān)知識點(diǎn)在第幾章的授課中具體講什么內(nèi)容，講到什么程度。

5) 橫向結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)講課過程中要進(jìn)行回溯。回溯要簡明扼要。學(xué)生回憶起學(xué)過的內(nèi)容，教師又同時不必消耗太多課時，溫故知新，溫故求新。

6) 橫向結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)完成時進(jìn)行總結(jié)，對進(jìn)一步應(yīng)用探索指明方向。

7) 明確學(xué)生在每部分學(xué)完需要掌握的知識點(diǎn)及程度并輔之以網(wǎng)絡(luò)課堂，其中基本資料至少包括課件、作業(yè)和答疑，以提供給學(xué)生及時和持續(xù)的指導(dǎo)。

4 效果分析

經(jīng)過幾年的實(shí)踐，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程的教學(xué)達(dá)到了以下效果:

1) 將課程復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化成縱向和橫向兩條線性結(jié)構(gòu)，學(xué)生的學(xué)習(xí)由難趨易，明顯降低了課程難度。知識點(diǎn)有打碎有融合。打碎是小化知識點(diǎn)，降低難度，融合是為了知識點(diǎn)的融會貫通和有效應(yīng)用。

2) 將數(shù)據(jù)庫理論和應(yīng)用相互促進(jìn)。橫向結(jié)構(gòu)保證知識點(diǎn)既在理論部分分析討論又在應(yīng)用部分基于某種具體的DBMS進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，知其然知其所以然，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3) 實(shí)現(xiàn)了知識的順利遷移。數(shù)據(jù)庫理論是廣譜的通用的知識點(diǎn)，這種DBMS的功能這樣實(shí)現(xiàn)，另外的DBMS勢必主要也包括了這樣的內(nèi)容，掌握了理論將方便學(xué)習(xí)和移植，把學(xué)習(xí)一個DBMS的方法遷移到另一個不同的DBMS上去。這個在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中得到了明顯體現(xiàn)。課程實(shí)驗(yàn)使用SQL Server環(huán)境，畢業(yè)設(shè)計使用 Oracle 或 Mysql 或 DB2 等，通過自學(xué)，學(xué)生們順利完成了任務(wù)。

4) 學(xué)生掌握了一種新的學(xué)習(xí)方法，從而增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)能力。沿著教材的縱向結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)是一種本能，發(fā)現(xiàn)知識的橫向結(jié)構(gòu)、提取它，然后以此掌握知識的內(nèi)涵并應(yīng)用于實(shí)踐則進(jìn)入了學(xué)習(xí)的更高一層境界。這種能力，可以用于這門課程，當(dāng)然也可以用于其它課程;可以用于學(xué)習(xí)功課，當(dāng)然也可用于應(yīng)用實(shí)踐。

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