《數據庫原理》課程“項目-案例”式教學模式設計與實踐

沈德海，傘曉麗，劉大成，邢 濤

（1.渤海大學 信息科學與技術學院，遼寧 錦州 121000；2.清華大學 工業工程系，北京 100084；3.北京城市系統工程研究中心 北京 100089）

《數據庫原理》課程“項目-案例”式教學模式設計與實踐

沈德海1，傘曉麗1，劉大成2，邢 濤3

（1.渤海大學 信息科學與技術學院，遼寧 錦州 121000；2.清華大學 工業工程系，北京 100084；3.北京城市系統工程研究中心 北京 100089）

從《數據庫原理》課程的特點和地位出發，分析了當前高校在該門課程教學中存在的一些問題，提出了一種基于數據庫原理課程的“項目-案例”式教學模式。實踐結果表明，該教學模式在激發學生的學習興趣，提高他們對數據庫的分析、設計及實際操作能力等方面效果良好，有效的提高了教學質量。

數據庫原理；教學模式；案例；項目驅動

隨著信息技術和數據庫技術的迅速發展，數據庫的應用領域越來越多，《數據庫原理》這門課程已經成為各本科院校和高職高專等院校計算機相關專業的必修課程。但是，《數據庫原理》課程中相關概念和思想比較抽象，原理與實際應用聯系不緊密，根據筆者對本校和其他院校學生的調查，發現學生對該門課程的學習存在著機械盲目、知識點理解不透徹、理論與實踐脫節等嚴重問題。為此，我們需要思考和探索如何有效地提高這門課程的教學質量以推進這門課程的教學模式改革，這也是我院“適用型人才培養模式改革”的一個重要分支。

1 《數據庫原理》課程的地位和特點

數據庫技術是當今計算機技術中的一個重要分支，在現代信息社會中應用極其廣泛，涉及到各個領域，尤其是企事業信息管理方面[1-2]。《數據庫原理》課程是各高校計算機相關專業的必修課程，學好該門課程，學生能夠在數據庫軟件開發過程中正確地選擇數據庫平臺，合理設計數據庫的結構，提高軟件開發的質量，為今后的畢業和就業打下堅實的專業基礎。

《數據庫原理》課程包括數據庫原理、數據庫設計和數據庫應用3部分知識，相應部分邏輯性強且抽象，內容枯燥，許多知識點聯系不緊密，學生普遍感到理論部分較難，因而傳統教學模式勢必導致學生學習興趣降低，學習盲目，對理論知識掌握模糊，不能將所學知識很好地應用到實踐中去。因此，如何提高學習興趣，使學生更好的理解和掌握數據庫的理論知識，能夠正確應用到軟件開發的實踐中，是該門課程教學模式改革的關鍵所在。

2 《數據庫原理》課程教學中存在的問題

當前各高校的計算機、信息管理等專業都開設了《數據庫原理》課程，教學模式基本上采用的是傳統教學模式，因此，在教學內容、教學方法、教學組織、教學評價等方面不可避免存在著很多弊端，直接導致該門課程教學質量的下降，無法達到課程的教學目標。筆者在以往的《數據庫原理》課程教學中，經過多角度的觀察、分析和研究，總結出了傳統教學模式存在以下幾個方面的問題。

2.1 教學內容書本化

傳統教學模式中教學內容完全依賴于教材，教學幻燈片上的教學內容就是教材內容的簡化版，而且傳統的經典教材主要以關系數據庫為基礎，數據庫管理系統為中心，介紹基本原理。主要包括數據庫介紹、關系模型的基本概念、關系代數、關系數據庫查詢語言、關系系統的查詢優化、關系模式規范化、數據庫安全性和完整性以及數據庫應用系統設計等內容，其中的原理內容占據了大部分，教材中很少涉及到具體的應用[3]。另外，傳統教材中只注重理論的系統化，聯系實際較少，而且內容更新速度慢，許多新技術不能及時納入進來。如果教學內容照搬教材，沒有變化。學生在學習過程中會缺少學習興趣，很難深入理解數據庫中的一些重要技術更不知如何將理論運用到實踐中去。

2.2 教學方法單一

在傳統的教學模式中，比較注重傳授數據庫的理論知識和片面的操作技能。在理論教學中，通常是選用經典教材，教學方法以課堂講授理論為主，對課程中各部分內容進行詳細講解[4]。在這種灌輸型的教學方法下，學生對于理論知識的接受是非常被動的，加之理論性又較強，教學內容與實際應用聯系不緊密，教師與學生之間缺少互動，使得多數學生對知識的學習會感到枯燥、厭煩，逐漸失去學習興趣，聽課狀態不佳。教師也會感到疲憊和無奈，學生對理論知識掌握不牢固，教學效果很不理想。在實踐教學中，多是驗證性試驗，教師演示后由學生再去做。另外，若干個實驗題目不能有機地結合在一起，因此，導致學生知其然不知其所以然，他們的思考能力、設計能力及綜合運用能力得不到進一步的提高。

2.3 教學組織不靈活

傳統的教學模式下，《數據庫原理》課程理論教學和實驗教學的采用的教學組織形式基本是一樣的，即大班整體教學，不分組，同一專業的2個班或3個班在一起上課。在這樣的教學組織環境下，不利于學生的積極思考和自主學習，學生之間的競爭意識和團隊合作精神不能得到激發和培養，同時，也不利于教師對學生進行有效的指導和傳授知識。

2.4 課程考核不合理

課程考核是教學評價中的一項重要內容，課程考核主要考查學生對所學課程的學習效果。傳統教學模式下的課程考核主要是以知識為中心，考查學生對所學知識的數量和掌握程度[5-8]。《數據庫原理》課程具體考核標準通常是“筆試+上機考試+考勤”模式，其中筆試所占比重最大，一般占總評成績70%以上，上機考試和考勤所占比重較小。課程考核方式注重理論知識層面的考核，卻忽視了學生的認知能力、組織能力、實踐操作能力等綜合素質。這樣“一刀切式”考核方式下的“合格”或“不合格”的評判結果是極其不合理的，對于那些筆試分數低但實踐操作能力強的學生來說是不公平的，而且更嚴重的是這種考核方式逐漸使學生們滋生了一種“重理論，輕實踐，重死記，輕理解”的不良心態，不利于學生身心的健康發展。

3 “項目-案例”教學模式的探索與實踐

針對傳統教學模式存在的問題，作者根據多年的教學經驗，借鑒以有的教學模式提出了“項目-案例”式教學模式，教學模式以開發項目為驅動，以案例講解為引導，從教學內容、教學方法、教學組織、教學評價等多個方面分析和設計《數據庫原理》課程教學，現從如下幾個方面介紹。

3.1 教學模式的中心思想

“項目-案例”式教學模式的理論依據是學習動機理論和建構主義理論，該模式以激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性為根本出發點。整個教學體系中以案例教學、項目實施為主線，將教學內容進行實質性的改進，結合理論知識，融入了“教學案例”的實踐內容，將理論和實踐很好的結合到了一起。學生以小組為單位，分階段合作完成事先選擇的實驗項目。最后以“筆試+答辯”方式對學生進行整體考核，從多角度考查了學習效果，教學模式的體系結構如圖1所示。

圖1 “項目-案例”教學模式的體系結構Fig.1 Architecture of“Project-Case” Teaching Mode

3.2 教學模式的操作程序

1）改進教學內容，融入案例

針對傳統教學模式在教學內容上存在的問題，“項目-案例”式教學的實施首要解決的就是改進教學內容，不能照搬書本。具體方法是對經典教材“數據庫系統概率”的教學內容做了增刪改。增加了案例教學內容，案例選取了學生比較熟悉的“學分查詢與管理系統”，將整個案例開發過程中涉及到的數據庫知識部分進行詳細設計，并分解到各章節，與相應知識點結合。由于學時有限，需要對于教材中與實際應用聯系很少或過于理論化的知識點進行刪減，比如“關系演算語言ALPHA”、“域關系演算語言QBE”、“關系數據庫的查詢優化”等。對于教材內容中與實驗或案例中不一致的語法、方法進行修改。比如教材中的SQL實例是在數據庫管理系統“Kingbase Enterprise Server”上運行的，其中有很多在我們的實驗平臺“SQL Server”上是無法運行的，需要做修改。另外，在章節順序上做了相應調整，將“關系數據理論”和“數據庫設計”章節提到“關系數據庫標準語言SQL”章節之前，這樣是為了與下面的學生項目開發階段相呼應。

2）劃分項目小組，確立題目

項目驅動使學生在自己感興趣的項目開發過程中，結合所學知識，主動地進行知識的建構，達到解決實際問題能力的教學目標。在學期的一開始，教師將項目和具體要求布置給學生。項目題目可由教師提供，也可由學生自擬。學生組成項目小組共同完成一個項目。小組成員的劃分要兼顧性別、能力等的差異，合理安排。整個項目共分4個階段完成，每一階段都包含具體的任務，其進度是與教學內容相對應的，如表1所示。

表1 項目階段進度及具體任務分配表Tab.1 The allocation table of the project phase schedule and the specific task

3）案例教學，分組討論

在數據庫原理的 “項目-案例”教學模式中，教師將數據庫原理的知識點分散融入到教學案例 “學分查詢與管理系統”的開發過程中，使得原本枯燥的理論變得現實和鮮活，突出了技術性，提高了學生的學習興趣。教學案例的選取比較關鍵，“學分查詢與管理系統”比較貼近學生，在分析、開發時涉及的業務流程比較容易接受。教學案例貫穿整個《數據庫原理》課程的知識體系。教師對案例系統開發的整個過程要認真分析，精心選取系統開發每個階段所涉及的核心知識點，比如需求分析、概念模型、關系模式等基礎知識，將這些嵌入到案例系統開發的不同階段講授。在對每個核心知識點的講授過程中，教師要精心準備教學內容，設置課堂教學情境，采用啟發式、討論式等教學方法引導學生對案例的學習。教師在教學過程中以“提出問題-分析問題-解決問題”方式進行，以項目小組為單位對于一些典型的重點、難點問題進行分組討論，充分調動學生的積極性，加強師生互動，活躍課堂氛圍，增強教學效果。

在案例教學的實施過程中，為了使開發過程更加完整和連貫，教師要引入一些新的技術，比如.net技術、web數據庫技術、面向對象技術等關鍵技術。這些技術反映了當前軟件開發的最新潮流，既可以使學生初步了解當前軟件開發的趨勢，又可以使學生全面掌握數據庫的實際應用，較快速的投入到實際項目開發中去。

4）教學網站輔導

為了配合課程教學，實現教學方法多樣化，建立一個課程教學網站。網站包括課程資源下載（課件、視頻、電子書、案例材料）、留言板、虛擬課堂（相當于聊天室功能）、在線測試、作業/項目查詢與提交等幾個主要模塊。由于課堂時間有限，學生的項目大部分都在課外時間去完成，不可避免地遇到一些問題，在這種情況下，教學網站發揮了作用，學生們可以在必要時登陸教學網站進行在線學習，可以與同學、老師在虛擬的空間里進行學習和交流，進一步彌補了課堂教學的時空限制。課程教學網站不僅方便了學生的學習，提高了教師的工作效率，而且也拉近了學生之間，師生之間的距離，為“項目-案例”教學模式的開展提供了巨大的技術支持和有效的保障。

5）實施課程考核

傳統的課程考核方式偏重于理論知識，忽視了實踐能力。在“項目-案例”教學模式下，具體考核方案包括兩大項：筆試+項目答辯，比重各占50%。筆試是由學校統一安排的期末考試；項目答辯在課程結束后的一周內進行，由學院組織本專業相關教師對本課程各小組的項目成果進行考核。與畢業論文答辯類似，項目答辯考查內容包括數據庫的分析與設計能力、論文規范程度、團隊合作情況、數據庫技術應用能力等方面。該模式下的課程考核方式減少了理論知識考核的比例，增加了對學生的數據庫分析、設計及實際操作能力的考核力度，很好地體現了本課程的教學目標的要求。

3.3 對比數據分析

為了驗證“項目-案例”式教學模式的效果，將我院同一專業的2007級1～3班 （以下稱為對比班）和2008級的1～3班（以下稱為實驗班）進行了實驗測試和問卷調查（人數均為78人），對比班采用的是傳統教學模式，實驗班采用的是“項目-案例”式教學模式，實驗測試和問卷調查均在學期課程結束后進行，統計數據分別如表2和表3所示。

表2 實驗測試成績對比統計Tab.2 Comparative statistical data experimental test results

實驗測試從測試分數上對比學生在數據庫分析、設計和實際操作能力上的差異。表2的測試結果表明，實驗班的測試成績整體均高于對比班，其中90～100分段和80～89分段的人數明顯增多，60～69和60以下分段人數大幅度減少，說明了實驗班的分析、設計和應用能力強于對比班。

表3 學習興趣對比統計Tab.3 Comparative statistical data of interest in learning

調查問卷主要檢驗學生的學習興趣和學習態度的變化，表3是對實驗班和對比班在學習興趣上的問卷調查的統計數據。從表中不難看出，實驗班學生的學習興趣明顯高于對比班，說明了采用“項目-案例”式教學模式對于激發學生學習興趣起到了非常重要的作用。

4 結束語

“項目-案例”式教學模式是在現代教學理念的基礎上提出來的，充分體現了“教育要以學生為本”的思想。教學從激發學生的學習積極性和主動性出發，以提高學生的數據庫分析和設計能力、數據庫實際操作能力為宗旨。教學過程中教師以“案例引導”貫穿整個課程的知識系統，學生以“項目驅動”為主線構建對數據庫應用技能的體系。教學模式從教學內容、教學方法、考核方式等方面進行了積極探索與改革，經過一年多的教學實踐，學生的實踐能力得到很大提高，反響很好，教學效果比較明顯。為了更充分地發揮“項目案例式”教學模式的優越性，還需要在今后的教學過程中做進一步研究和探索。

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Design and practice of project-case teaching mode in “database principles”

SHEN De-hai1， SAN Xiao-li1， LIU Da-cheng2， XING Tao3
（1.College of Information Science and Technology，Bohai University，Jinzhou121000，China；2.Department of Industrial Engineering，Tsinghua University，Beijing100084，China；3.Beijing Research Center of Urban Systems Engineering，Beijing100089，China）

According to the character and status of the “database principles” course， analyzes the some problems existed in the course teaching in current university， proposes a “project-case” teaching model based on database principles course.Practical results indicates the teaching model has better effects in stimulating students’ interest in learning， improving their analysis abilities and design abilities and practical skills for the database，it improves the teaching quality effectively.

database principles； teaching mode； case； project-driven

G642.4

A

1674－6236（2012）05-0022-04

2012-01-15稿件編號：201201063

國家自然科學基金項目（70871067）；北京市科學技術研究院創新團隊計劃項目（IG201106N）；渤海大學2011年校級教學改革研究基金項目（2011B1-12）

沈德海（1978—），男，遼寧興城人，碩士，講師。研究方向：計算機課程教學研究、數據庫技術與圖像處理。