“數據庫原理及應用”教學改革探索與實踐

摘要：針對數據庫原理及應用教學中存在的教學方法陳舊、理論與實踐教學脫節等問題，結合教學實踐，以培養學生學以致用、所學知識與IT企業人才需求對接、提高教學質量為出發點，對教學內容、教學方法、教學手段、實驗體系等環節的教學改革措施進行了探討，并提出了一些教學改革建議，以期對數據庫原理及應用課程的教學研究和實踐有所幫助。

關鍵詞：數據庫原理及應用；教學改革；案例驅動；問題交互式

作者簡介：劉雙印（1977-），男，山東菏澤人，廣東海洋大學信息學院，副教授；徐龍琴（1977-），女，陜西漢中人，廣東海洋大學信息學院，講師。（廣東 湛江 524025）

基金項目：本文系湛江市科技計劃項目（項目編號：2010C3113011）、廣東海洋大學教改項目（項目編號：XJG201140、XJG201115、XWJ2012-01）、廣東省科技計劃項目（2012A020200008）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）34-0056-03

數據庫技術作為信息領域支撐基礎和軟件學科的重要分支，其應用領域占整個計算機應用的70%以上，成為計算機領域中最為廣泛的應用技術之一。掌握數據庫理論知識和熟練運用數據庫技術是計算機及其相關專業學生必須具備的能力。2004年教育部《關于進一步加強高校計算機基礎教學的幾點意見》明確指出：當代大學生應具備利用數據庫技術對信息進行管理、加工和處理的意識與能力，用以解決本專業領域中的問題。

“數據庫原理及應用”是高等院校普遍開設的一門專業必修課，更是計算機、軟件工程、信息管理與信息系統專業課程體系中的核心課程，為后繼軟件工程、管理信息系統等課程的學習打下堅實的基礎。針對其理論與應用并重的特點，積極探索行之有效的數據庫教學方法和措施，充分調動學生學習的積極性和主動性，提高教學效果和教學質量，是從事數據庫教學工作者普遍關注的問題。

一、教學過程中存在的問題

通過多年對“數據庫原理及應用”課程教學以及教學效果的研究，發現教學效果不理想，有些同學雖然理解一些相關概念，但在課程設計時畫的E-R不規范，不會運用數據庫規范化理論對數據庫邏輯結構進行優化，甚至不會編寫存儲過程或觸發器程序，對目前流行的數據庫管理系統如SQL Server 2008的數據庫訪問接口（如ODBC、DAO、JDBC、RDO和ADO）等不會使用的現象時有發生。“數據庫原理及應用”課程教學包括理論教學和實踐教學。在本課程的教學過程中主要存在四個方面問題。

1.教學大綱滯后

制定的教學大綱不能與時俱進，不適應計算機行業日新月異快速發展的需要。一旦教學大綱制定后往往多年不變，要求教師必須嚴格按大綱進行教學，所教的知識陳舊，與社會IT行業及企事業單位人才需求的技能脫節。

2.教學方法陳舊及教學手段落后

在課堂上主要采用灌輸式、填鴨式等傳統的教學方法，很少與學生進行雙向互動。學生缺乏學習的主動性。另外，有些老師沒有充分利用多媒體教學手段，只是把教科書上的內容簡單復制到PPT上，上課讀課件，缺乏感染力，課堂沉悶，學生學習積極性不高。

3.理論教學與實踐脫節

由于理論部分概念抽象、邏輯性強，很少能以科研項目開發為案例向學生介紹數據庫技術的具體應用，造成理論脫離實踐。學生不僅難以理解枯燥抽象的理論或概念，還無法把握各個知識點在整個數據庫系統中的作用。此外，對實踐教學環節不夠重視，上機前不做任何準備，照搬實驗指導書上的操作實例，不能舉一反三，做完后不理解操作的作用，不能有效地把實踐的知識點轉化為自己在編程中所需的技能，缺乏綜合分析問題和解決問題的能力，與IT軟件企業對數據庫人才需求的技能相距甚遠。再加上期末考核采用筆試的形式不能引起學生的足夠重視。

二、教學改革措施

1.定期修訂教學大綱

在每學期期中檢查，數據庫課程組負責人召集課程組全體成員，組織互相觀摩聽課的教研活動，及時與學生代表進行溝通，將存在的問題以及改進措施及時反饋給任課教師。此時，任課教師要辯證地看待此問題，一切都是為了提高教學為目的，不要鬧情緒，要虛心修正自己的教學方法。在學期末根據深入到IT企業的調研，結合招聘單位對人才技術的需求和專業的培養目標及專業定位漸進式地修訂教學大綱和教學計劃，并要求教師嚴格按照修訂的教學大綱進行教學，避免同一課程因教師不同所講授課程內容有差異的現象發生。近年來，數據庫課題組注重從兩個方面對教學大綱進行了修訂。

（1）為了使“數據庫原理及應用”課程的實踐環節緊跟社會主流需求，不斷更新數據庫管理系統（DBMS）的實驗環境，如DBMS從SQL Server2005更新為SQLServer2008 R2版本；前端可視化開發工具先后采用PowerBuilder、JAVA、Visual Studio2008、Visual Studio2010，部分還配置了新發布不久的Visual Studio2012，讓學生盡快體驗新技術。

（2）根據不同專業的培養計劃及專業定位修改大綱。如，筆者所在單位的信息管理與信息系統專業2011～2012年度第1學期的“數據庫原理及應用”課程的理論課時由原來的48學時調整為40學時，實驗課時也由16學時調整為24學時，以提高學生實踐能力。為了適應這個變化，課題組對該課程的授課內容、實驗內容及側重點及時作了調整，刪減了“域中的完整性限制”等理論性較強的部分，增加了數據庫操作、權限管理、數據庫編程、數據庫訪問接口等的實驗學時，有效提高了學生數據庫重要部分的動手能力。

2.課堂教學方法改革

（1）案例驅動式教學及案例設計原則。案例驅動教學法是以瑞士著名心理學家皮亞杰（J.Piaget）所研究建構主義理論的基礎上提出來的一種教學方法。[2-3]即通過選取“科研項目案例或學生所熟知的現實問題”來創設“案例情景”，學生以“團隊協作學習”的方式開展學習，通過完成“案例任務”達到掌握相關知識的目的。在具體案例教學中，學生應積極參與案例的閱讀、分析與課堂討論等環節，并發揮主體作用，而教師則始終起著引導和輔助的作用。[4]學習興趣是最好的老師，代表性案例的設計與使用可以取得事半功倍的教學效果。為此，在設計有代表性的教學案例時應注意以下原則：

1）案例具有典型性：以現實生活中學生關注的問題為案例情景，具有典型性，能集中反映一類問題的共同本質和特點，有助于學生解答此類問題后將其應用技巧觸類旁通地應用到其他領域。如在講解數據庫權限管理時，以淘寶商城購買計算機圖書為例，涉及到的用戶類別和用戶權限如表1所示。

在該權限管理案例中，如何給用戶授權、授哪些權限、如何撤銷權限等用戶權限管理的技術講解形象逼真，能激發學生的學習興趣，使學生很容易掌握grant和revoke等數據庫技術。同時該技術可以推廣到所有數據庫應用系統中。

2）案例要有針對性：首先要根據某個單元教學目標的需要，考慮案例需涉及哪些知識點，案例講解后還可以延伸到哪些知識單元中，何時引入案例較合適。結合教學大綱的要求設計直觀、形象的案例，并充分體現案例的針對性。如在介紹SQL分類匯總查詢時，以學生成績表（學號、課程號、成績、開課學期）為例求每個學生的選課門數和平均成績：

該案例有針對性地講解了分類匯總查詢語句語法格式及如何分類，在此基礎上可以讓學生思考如何從學生成績表中查詢選修了三門以上課程的學生的學號及選課門數。給大家一定的時間進行討論，然后讓同學到黑板上書寫查詢語句：

這樣將所講授的知識加以拓展，從而使學生透徹地理解和充分掌握分類匯總的查詢語法及作用。

3）案例設計系統性：在設計數據庫原理及應用課程的教學案例時，要將本課程所有案例進行整體規劃，并注意各個案例自身的完整性以及各案例之間的銜接性。要圍繞學生熟知的生活案例或具體科研項目的數據庫設計這一主題進行案例分解與設計，將數據庫的知識點分布到各個案例單元中，環環相扣。通過案例驅動式學習，讓學生理解各個案例涉及的理論知識在數據庫設計過程中的地位和作用。在本門課程結束后，使得學生不但能夠掌握數據庫理論的知識，還可掌握對實際項目研發的應用技能，為自己動手做綜合性課程設計打下堅實的理論基礎，提高實踐能力。

（2）問題驅動交互式教學。“問題驅動交互式學習”是近年來廣受關注的一種教學模式。它強調把學習設置于難易適中、有意義的問題情境中，以“創設問題疑惑”—“分析問題”—“解決問題”為線索貫穿整個教學過程中。即任課教師首先根據教學大綱及教學知識點創設問題，激發學生思考、大膽質疑、互相討論，教師協助學生推理、比較、鑒別和分析，最后讓學生解答問題。教師根據學生解答問題的情況有針對性地講解相關知識的重點和難點，準確地引導學生解決問題，達到掌握隱含在問題中科學知識的目的。該方法不但擺脫傳統教學中任課教師一言堂或填鴨式學習的沉悶局面，還能有效提高學生注意力，引發學生探究的興趣和求知欲望。在問題驅動交互式教學實施過程中需要注意幾個問題：[5]

1）問題的設計要有啟發性和科學性：啟發性是指以問題為導向，激發學生思維，在師生討論或同學之間討論，進行邏輯推理，能夠找到解決問題的答案。科學性是指問題清楚明了，難易適中，問題中要隱含一定量的知識點，并能培養學生解決問題的能力。即針對任課老師設計的問題，學生能在現有知識背景下，通過網絡論壇、圖書館等方式查閱資料，獨立思考或小組討論的方式能夠找到解決問題的辦法，從而掌握知識點。這樣，使學生的學習變被動為主動，積極探索，認真思考，整體教學質量就會有較大提高。

2）以“授人以漁”的方式解決問題：在問題的解決過程中以“授人以漁”方式把單純解決某個知識點問題技巧轉化為講解解決一類問題的方法，使學生能夠觸類旁通，掌握分析問題、解決問題的方法。

3）問題中隱含知識點的掌控：問題交互式教學的目的就是讓學生能夠通過問題領會問題背后的知識點，掌握解決問題的方法，并在實際系統研發過程中能熟練運用。所以教師在設計問題時要很清楚該問題能覆蓋哪些知識點，知識點數量要適中，即在課堂上能夠解決該問題。若涉及知識點太多，連續幾堂課才能完成，其教學效果將會大打折扣。

3.更新教學手段

（1）精心制作多媒體課件。在制作多媒體教學課件時，課題組組織全體成員分工合作，避免簡單地把教材內容PPT化，將每個章節制作任務責任到人，利用Flash、Authorware等軟件制作動畫，對一些晦澀難以理解的知識點增加形象化的描述，以聲音、圖片、圖像等方式展示出來。只有制作精美的多媒體課件才能吸引學生的注意力，提高學習興趣。例如：講到規范化理論時，如果只說關系模式易存在數據冗余大、增刪改異常的話，沒有動畫及具體案例的配合，學生很難理解關系模式設計過程中規范化理論的作用。

（2）構建網絡資源課程平臺。教學手段多樣，可以利用學校購置的“天空教室”系統軟件和Blackboard網絡教學工具研制數據庫原理及應用網絡教學平臺。利用“天空教室”系統軟件設計的網絡資源課程如圖1所示。同時收集國內外知名數據庫專家講課視頻和自己多年研發的科研項目中部分典型案例分析作為教學的有益補充，構建數據庫資源庫，拓寬學生的知識面。

（3）增加師生交流渠道。組建基于Blackboard網絡教學平臺的討論組、課程QQ群、飛信群和課程郵箱等，通過上述手段多渠道地與學生進行技術交流，以解決在學習過程中遇到的疑難問題。

4.實踐環節和IT企業人才需求相結合，構建完備的實驗體系

在實踐教學環節中，學生是實踐的主體，教師起主導作用，并給學生講解目前從事IT行業需要什么技術、數據庫原理及應用能為學生提供哪些技能。這種與IT人才市場對接的實驗體系可以激發學生的實踐興趣，使學生采用自主發現+自主探索的方式進行實踐才能取得較好的實踐效果。

為實現實驗教學目標，構建完備的實驗體系，課程組將實驗體系規劃為五類，如操作型、驗證型、綜合型、設計型、研究創新型等實驗類型。其中操作性實驗就是教師根據學生實際情況精心編制在實驗指導書上的具體例子。學生按照指導書上的操作步驟或代碼在計算機上獨立地操作一遍，以了解該實驗的流程。如“數據庫的創建與管理”實驗，就是通過啟動SQL Server2008，在SQL Server Management Studio中通過界面或SQL語句兩種方式創建數據庫，對數據庫的初始大小、保存路徑、增長方式等進行管理，使學生對該數據庫管理系統有直觀的理解，提高他們的學習興趣。驗證性實驗就是對課堂講授的數據庫增刪改基本語法，根據實驗要求，在計算機上輸入SQL語句檢驗自己是否掌握了相關語句，驗證實驗結果和理論上分析的結果是否一致。而綜合性和設計性實驗的主要目的是通過對理論教學的深入學習掌握SQL語句基本操作和數據庫設計方法等知識。根據實驗指導書的要求，可以讓學生自己完成學生學籍管理系統數據庫的設計或者設計模擬銀行轉賬的存儲過程等，進一步提高學生分析問題、解決問題的實踐能力。研究創新型實驗承擔著整個課程中學生開發能力與自主創新能力培養的重要任務。該實驗能夠把前面零散學習數據庫技術貫穿起來，以軟件工程的思想為指導進行系統的設計分析與設計。通過當前比較流行的面向對象開發工具進行編程，完成一個中小型的數據庫應用系統。這一過程和課程設計是一脈相承的。

5.嚴抓課程設計質量，發揮創新思維

課程設計是發揮學生創新思維、綜合鍛煉學生分析問題、解決問題、提高動手能力的過程。為此，在課程設計過程中把好課程設計的“選題”、“過程監督”、“結果評價”三道關至關重要。以2～3人組成課程設計小組，學生自由組合，并選一個協調能力強的學生為組長。教師以科研項目的子課題或一些學生所熟知的數據庫應用系統為題目，供學生選擇。學生也可根據自己生活中的具體案例自擬題目，但該題目必須要涵蓋數據庫原理及應用的主要知識點，并有一定的難度和工作量，經指導老師認可后才可以作為課程設計題目。接下來各小組成員都要按照數據庫設計的六個階段對所選題目進行分工協作，詳細記錄各階段的標志性成果，如可行性報告、需求分析說明書、數據字典、編碼規則等，[1]共同完成一個有一定實用價值的數據庫應用系統，著力培養學生的團隊協作精神、項目開發能力和職業素養。在結果評價過程中，要求每個同學介紹自己在課程設計系統開發過程中做了哪些工作、取得哪些階段性的成果。不能與其他同學有交叉，并接受教師和其他小組代表的提問，采用去掉學生評定的最高分和最低分后加權求其平均值。其中教師權重系數為60%，學生權重系數為40%，以保證評價結果的客觀性。

通過在課程設計具體項目中實踐，提高了學生解決實際問題的動手能力，使學生綜合運用所學知識并在鍛煉中得到升華，使問題交流與表達、思維創新、團隊協作、實踐動手等能力得到顯著提高，并為未來走向IT行業積累了寶貴的實戰經驗。

三、結束語

實踐證明，以培養學生學以致用、所學知識與IT企業人才需求對接、提高教學質量為出發點的數據庫原理及應用教學改革不僅豐富了教學方法及教學手段，激發了學生學習的積極性，提高了教學質量和教學效率，還有利于培養學生分析、解決實際問題的能力及團隊協作精神，為學生從事IT行業奠定基礎。誠然，由于不同高校以及學生情況存在一些差異，完全照搬其他學校的教學改革措施是行不通的，根據本校學生具體情況進行數據庫原理及應用課程改革也不是一蹴而就的事情，仍存在很多問題需要完善，今后課程組仍將繼續完善數據庫的教學改革工作。

參考文獻：

[1]王珊，薩師煊.數據庫系統概論[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]白楊.基于案例驅動的《數據庫原理及應用》課程教學模式研[J].電腦知識與技術，2012，8（1）：5-6.

[3]王愛冬，張濤.項目教學法在《數據庫原理及應用》課程教學中的應用研究[J].臺州學院學報，2011，33（6）：74-77.

[4]羅榮良，吳明暉.項目驅動的數據庫應用類課程教學探索[J].計算機教育，2012，（3）：88-90.

[5]劉婧.問題式教學在《數據庫系統原理》教學中的應用探討[J].中國成人教育，2010，（6）：134-135.

（責任編輯：王祝萍）