信息管理類專業數據庫課程實驗教學模式研究

　　摘要：數據庫原理課程是信息管理類專業重要的專業基礎課。隨著信息技術的發展，合理設計符合面向實際應用特點的信息類專業的數據庫實驗課程體系和教學模式，已成為重要的課題。筆者根據應用型院校信息類專業的教學及學生就業需求特點，設計并實施了一套數據庫系統原課程實驗教學模式，包括實驗前期選題，實驗課程內容、實驗教學方式、實驗結果評價等，獲得了比較好的實驗教學效果。實踐證明，這種新的實驗教學互動模式有利于學生創新能力、合作精神、盡快適應社會能力的培養。
　　關鍵詞：數據庫課程；實驗課程；實驗教學
　　
　　1問題提出
　　隨著信息技術的發展，數據庫技術在信息管理系統中的地位發生了根本性的變化，數據庫技術已經成為信息管理系統的核心技術。為了適應這一現狀需求，高校開設了數據庫系列課程，它包括數據庫原理、數據庫管理系統技術、數據庫應用系統設計等[1]，以滿足社會特別是各類企業對具有實際經驗的數據庫設計人才和數據庫應用開發人才的需求。因此，數據庫課程是一門應用性非常強的學科，它不僅要求學生掌握相關的理論知識，更需要學生會將其運用到生產和管理的實踐中去。根據這一特點，我們在數據庫的實驗教學內容中必須引入實際問題模型，讓學生按照數據庫的基本原理和技術，綜合運用所學的知識，對一個實際模型進行深入分析，通過教師、學生以及學生之間的討論甚至爭論，最終設計與實現，培養學生的實際分析和動手能力。
　　2高校數據庫類實驗課程現狀分析
　　數據庫系統系列課程一般包括數據庫原理、技術和應用三個部分，原理是基礎，技術是工具，應用是提高，更是實踐。它們相輔相成、互相促進。但目前很多學校過分側重數據庫原理的實驗，采用驗證式的實驗方法[2]比較多。而結合實際模型調研，運用數據庫技術主動分析的設計性實驗安排不足。導致學生通過實驗對課本知識有一定的理解，但涉及到具體應用，需要進行數據庫應用設計時，卻束手無策。
　　現代企業的數據庫應用系統基本上采用工程化的合作開發方法，其基本特征是按軟件工程學的原則進行組織，以團隊形式進行開發。目前的教學方法比較注重對學生單個技能的培養，而在培養學生綜合技能和團隊合作精神等方面則有比較大的局限。從課后作業、上機實驗到課程設計，幾乎都是學生的個人行為，實驗結果有很多雷同，甚至抄襲，缺乏創新思維的培養，學生不會合作開發一個實用的數據庫應用系統。
　　企業對數據庫人才的要求不僅僅只是具備數據庫的基本技能，更重要的是具有綜合能力與數據庫的分析設計和實施能力。縱觀目前高校的數據庫實踐教學，基本上是采用課內教學方式進行，實驗的時間又短，課外實踐環節幾乎沒有，培養的只是基本的數據庫原理技能。并且數據庫平臺部署很簡單，基本處在單機系統環境下，與目前企業要求的大型數據庫網絡差別很大，難以培養學生的綜合動手能力、解決大型問題的能力及項目實施能力。
　　傳統實驗教學模式的具體操作程序是5個固定的環節：預習理論知識、教師講解實驗內容、學生完成實驗、上交實驗結果、教師評價實驗。這種教學環節的構成主要反映了感知教材、理解教材、鞏固知識、運用知識的教學過程，適應了以傳授知識為目的的教學需要，滿足了實驗教學中以驗證實驗為主的教學需要。傳統的實驗教學中，教師掌握著互動的主動權，學生只有被動參與互動，而且受時間和空間的限制，只有少數人能夠有參與互動的機會[4]。
　　3實驗課程教學模式改革
　　3.1明確數據庫課程教學目標
　　為了更好地進行實驗課程教學模式改革，首先必須明確數據庫課程的教學目標，即學生學習數據庫課程是為了數據庫應用系統的設計、規劃、部署、實施、開發和管理。圍繞這一目標，我們認為整個數據庫課程體系結構應體現原理、方法、技術和應用的有機結合，如圖1所示。目標結構的確定，就為實驗課程模式改革打下了基礎。
　　3.2課程實驗選題原則
　　指導思想：本著實驗必須服務實際應用的原則，教師要求學生找到一個合適的社會原型，作為應用的對象，運用數據庫的知識來構建數據庫應用的關系數據庫模型，設計出相應的數據庫應用所需的文檔、關系結構、查詢、視圖、存儲過程等產品，最終解決實際問題。整個實驗過程中，應該發揮學生主體作用，讓學生自主探索，發現問題，運用本學科的全部知識尋找解決問題的方法。
　　具體實施：將過去由老師指定的課本實驗變為老師指導學生自主選題。教師在一個班提出多個數據庫應用方向，學生根據自己的相似生活背景，自愿組成不超過3人的實驗團隊，選擇其中的一個方向，溝通一個可以進行調研實踐的具體單位，然后確定具體實驗項目。比如有一個數據庫應用方向是“企業薪酬管理”，一個團隊學生的家長在某個紡織企業工作，就可以確定“××紡織公司薪酬管理數據庫應用系統設計”的實驗項目；而另一個團隊容易和某個外貿企業合作，就可確定“××外貿公司薪酬管理數據庫應用系統設計”的實驗項目。
　　這樣選題的好處有以下幾點：
　　1) 多個實驗團隊選擇一個方向，因此在實驗中有相同的地方，可以進行同方向不同團隊實驗結果比較。同一方向的不同實驗項目，因為企業類型不同，企業具體管理不同，設計的數據庫應用系統肯定有不同，這樣更容易看出哪個實驗團隊設計得更有特色。這樣使團隊間具有競爭性。
　　2) 同一個團隊共同完成一個項目，團隊成員既有分工又有合作，在一些關鍵問題上，合作往往成為主流。為了達到比較好的結果，組內同學可以討論甚至爭論。這樣使團隊內具有互學性。
　　3) 由于不同團隊采用的是同一方向下不同的實驗項目，這樣的選題方式為后面的實驗結果評價打下了比較好的基礎，因此實驗結果具有良好的可評價性。
　　3.3實驗課程教學方式
　　實驗有了好的選題，僅僅是成功的開始。如果沒有比較好的實驗教學方式，即使是好的題目，學生也難以做好。為此，我們在實驗教學方式上作了以下探索。
　　3.3.1每個實驗環節配以案例引導
　　當實驗題目確定以后，如果讓學生按照課堂講解的內容直接去做實驗，效果并不好。比如學生到實踐單位調研，要完成需求分析報告，因為課堂給的是基本方法，并沒有一個實際的需求分析報告供學生參考。因此學生剛開始不好下手，即使勉強讓其做完，最后得出的報告也很不完整，很不規范。為了避免學生在實現數據庫應用系統的每個實驗環節的盲目性和難以進入性，我們為每個實驗都配以案例引導，將教師的教學通過實際案例傳遞給每個學生，化解了具體實驗的難度，增強了學生的信心，容易成功且提高了學生的興趣。學生主體作用的加強對最終提升學生的創新能力具有非常好的效果。
　　3.3.2加大課外實踐
　　綜合型設計性實驗是對學科知識的全面總結和實際應用，需要到具體的實踐單位去調研，調研后組內需要反復討論等。如果僅靠計劃實驗課時來完成，顯然時間不夠，也達不到培養學生實際應用能力的效果。但是，教學計劃并不能增加實驗課時，怎么解決這個矛盾？我們采取了課堂實驗和學生自主選擇時間實踐相結合的方式，解決了時間不夠的問題。也就是說，除了在教學計劃規定的時間、地點上實驗課，另外相當一部分時間由學生自主選擇時間、地點去實踐。實踐環節基本由學生自己安排獨立完成，時間和空間上都較開放，實驗課主要用來解決共性問題，進行同一方向不同實驗組完成結果的比較討論，肯定好的，指出差的，然后進行實驗評價。以上方式可以極大地利用學生的空余時間，學生既學得專業知識又了解了社會，達到雙贏的效果。
　　
　　3.3.3用項目凝聚實驗團隊
　　從實驗選題原則可見，當一個實驗項目選定后，一個實驗團隊也就形成了。每個學生根據項目實施計劃進行分工、合作，共同完成項目任務，并且團隊還可經常進行一些討論，這樣有利于成員之間相互學習交流。又因為同方向實驗組要進行比較，就大大激發了學生的競爭欲望，因此增強了學生自覺學習、研討的積極性，較好地鍛煉了學生綜合運用已掌握的數據庫知識技能發現問題和解決問題的能力以及相互之間的溝通能力，并有效地培養了學生的合作意識。
　　3.3.4用互動激活實驗的教與學
　　數據庫課程的特點要求教師要采用多方位互動的教學模式，從培養學生“分析問題、解決問題”的能力轉移到培養學生“發現問題、分析問題和解決問題”的能力上，實行多方位互動的教學方式。要求學生在實驗課教學環節上進行綜合改革，實現課堂教學、課程實驗和社會實踐的進一步結合，確立基于課程講授和實踐的互動模式，在新的環境和條件下探索自我學習和個人學習管理的新方法。
　　首先，必須保證教與學的互動，如采用案例教學，讓學生發表對案例的看法。再如情景教學，讓學生扮演不同角色，進行討論、爭論甚至辯論。其次，通過網絡教學平臺進行互動，我們通過教學網站進行課程網絡輔助教學的研究與實踐，已實現了網上全程輔助教學，實現學生與教師基于網絡的平臺互動，其互動內容包括課程研討、學習論壇、社會實踐實習輔助、學生網上答題、課程信息查詢等。這種新的互動方式打破了傳統課堂的空間構成，使任意兩者之間的距離相等，允許多維互動同時進行。再是課堂實驗和課外實踐的互動，知識和能力來源于實踐，素質培養也需要實踐。創新型人才培養模式要求學生隨時有實踐的機會，使之在實踐中學習、創造和發展。我們要求每一個實驗小組必須有一個和自己選中的項目方向相接近的實踐單位，這樣的開放互動教學過程使學生有機會了解社會，向社會學習，從而適應社會的需求。課程實驗—實踐單位調研—再課程實驗—再實踐單位實踐的循環教學模式如圖2所示，這樣的教學模式不僅使學生牢固地掌握了課程內容及信息服務與用戶理論，而且學生能夠實現自主學習與研究結合，學以致用，實現教學互動，從學生實踐成果和反映上看，效果顯著。
　　3.4實驗內容順序調整
　　因為用項目驅動實驗，因此需要學生花費比較多的時間去實踐單位調研，這樣才有可能得到自己一手的需求分析、概要報告設計、邏輯報告設計，然后形成自己調研的實踐單位的關系模式結構，再在此基礎上最終完成該實驗項目要求的數據庫應用系統設計。可是目前的很多教材，包括我們現在所選用的教材，都是把數據庫設計放在后面講解[3]，而把數據庫原理、查詢等放在前面，這樣導致實驗特別是前期實驗只能對課本例子進行驗證，而數據庫設計或綜合實驗的時間很少，從而學生在自己設計的關系模式結構上設計其他項目就更沒有時間。因為存在這個弊端，我們對課程順序進行了調整，實驗順序也隨之改變。即在講完數據庫的基本知識，特別是關系數據庫基本知識后，就直接進入數據庫設計章節，從而可以將數據庫設計實驗放到實驗最前面，為其他實驗圍繞數據庫系統設計奠定了基礎。
　　3.5實驗過程
　　學生依據自己的選題，在整個實驗過程中就可以做到模擬數據庫設計的全過程。到實驗結束，每個實驗小組的實驗報告就基本構成數據庫應用系統的設計報告。從學生角度看，他們以自己找到的合適的社會原型作為應用對象，運用數據庫的知識和技術來構建數據庫應用的實際模型，設計出相應的數據庫模式和所需的文檔、關系結構、查詢、視圖、存儲過程、訪問數據庫的接口等產品。最終通過一個具體實驗項目，把每個實驗環節有機串聯起來，自動形成一個針對具體實踐單位的數據庫應用系統，從而完成全部數據庫實驗。需要說明的是，整個實驗不過多考慮功能設計，這是因為功能和程序設計主要在其他相應課程里完成，而這里的時間主要保證數據庫本身及對其訪問操作的設計。
　　3.6改革實驗結果評價
　　實驗結果評價對學生有很大的引導作用。以前的實驗評價主要以學生到實驗室的簽到次數和實驗報告為依據，因此就出現人到實驗室而并非在做相關實驗以及實驗報告千篇一律的情況[5]。現在，因為同一應用方向有幾個實驗項目在做，但又是針對不同實踐單位的具體題目，有共性，更有不同點，這就為比較評價提供了可操作的基礎。比如薪酬管理方向，A企業和B企業的具體管理肯定不一樣，所以A企業和B企業的需求就不一樣，隨后的設計也就有差別，但又都是薪酬管理，因此必然有共性。每個實驗結束后，我們讓同一方向的不同實驗項目團隊逐一在全體同學面前講解，讓大家比較評價，最后每個學生給出分數評價，最后平均后就是這個項目團隊在這個實驗上的成績。這樣的評價既公平，又可以使每個學生經過比較看到自己的長處和不足，使每個實驗成為學生真正自己做的實驗，從根本上杜絕實驗報告千篇一律的情況。這種實驗結果評價把評價的重點向設計性綜合性實驗傾斜，重在設計能力和創新能力的培養，重在合作精神的培養，重在盡快適應社會能力的培養。
　　4實驗教學效果比較
　　我們分別在我校2004級信息管理，2005級信息管理、信息計算專業，2006級信息管理專業和2007級電子商務專業近400人中實施了該實驗教學模式。通過幾年的實驗教學探索，實驗有效引導學生將學習過程延伸到課外。因為完成一個設計性實驗，需要學生充分調研，討論，查閱資料，不斷調整方案等。這樣可以使學生在實驗中發現問題，在解決問題中思考問題，徹底解決了為做實驗而做實驗的難題，使實驗結果多種多樣，而不是千篇一律。
　　實驗效果反映在學生實驗時實際使用的有效時間、實驗完成情況、學生問卷調查等方面。
　　從實驗實際使用的有效時間上看，以前傳統的驗證性實驗，學生在課堂上就基本完成，有些好的學生甚至覺得沒有必要花費這些時間重復課堂上的內容。而現在，學生需要根據實際調研的情況設計完成一個準項目，沒有現成的東西，只有可參考的課本和實驗指導書，因此學生組需要討論，查閱資料，調研分析，不斷調整方案，真正用在實驗上的有效時間明顯長了，并且需要課外時間進行補充。兩者實際有效用時比例約為1︰3。
　　從實驗完成情況看，以前的實驗報告很雷同，在一個班里，模版也就幾個，如果是按照教材驗證，結果是一樣的，從實驗報告中無法看到好與差的區別。現在實驗在同一個方向下，可以有針對不同單位的具體題目，不是驗證，而是要潛心設計，因而每個實驗組都有自己獨特的結果，這和以前明顯不同。
　　我們對2007級學生進行了兩次調查，第一次是針對電子商務專業和專升本學生，第二次是針對計算機和信息管理專業學生，兩者開課相差一年。第二次調查接收到100名學生的問卷，認可實驗模式的學生比例為52%，基本認可比例為23%，不認可比例5%，嫌麻煩的占20%。調查結果和我們預期的結果基本一致，學得好的和較好的學生基本認可這樣的實驗模式，很差的一般不認可，嫌麻煩的多為中間同學。我們對2004級學生實行了郵件調查，發出郵件35個，回收19個，有17個認可，認可度接近90%，另有1個沒有選擇，1個嫌麻煩。調查結果支持了實驗模式的改革，學生到社會需要實際的東西，也才能真正體會我們面向實際應用的實驗將對他們的實際工作起的作用，這也是我們實驗模式改革的真正初衷。
　　以上的實驗效果情況如表1所示。
　　5結語
　　數據庫是一門應用性非常強的學科，實驗課模式設計的優劣對課程教學活動有關鍵的影響。定位面向實際、面向應用，科學規范實驗設計，培養學生系統分析、解決問題的能力，是我們數據庫系統系列課程實驗改革的最終目標。3年的實踐證明，這種實驗模式一方面可以使學生深層理解數據庫的基本原理，提高學生的基本應用技能，激發學生的創新欲望；另一方面還可以強化學生的綜合應用能力和在團隊中的分工協作能力。
　　
　　目前，我們正在整合數據庫系列課程資源，包括大型數據庫管理系統技術，讓學生通過對這一系列課程的學習和實踐，真正提升自己在數據庫應用系統中的設計和開發能力，在實踐中真正能有所作為。本文只提供了一種實踐教學的思路，是一種教學嘗試，不一定適用于每個層次院校。在此拋磚引玉，歡迎廣大同仁指正，提出寶貴的建議。
　　參考文獻：
　　[1] 孟憲虎. 面向應用型人才培養的數據庫系列課程體系和教學模式改革探索[J]. 計算