高職院校《數(shù)據(jù)庫原理與應用》教學設計探討

胡巧兒

（江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 南京211170）

隨著計算機在各行各業(yè)的普及應用，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為各種應用系統(tǒng)開發(fā)的重要基礎平臺和核心技術(shù)。 因此，《數(shù)據(jù)庫原理與應用》成為高職高專計算機專業(yè)一門非常重要的主干課程。

依據(jù)高職高專“實用為主，夠用為度”的教學原則，該課程主要由數(shù)據(jù)庫原理、設計和應用三個部分組成，重點是數(shù)據(jù)庫設計和數(shù)據(jù)查詢語句。

目前，高職高專《數(shù)據(jù)庫原理與應用》教材在內(nèi)容編排上一般都是先原理、后設計、再應用，孤立數(shù)據(jù)庫設計與數(shù)據(jù)庫原理各知識點的關(guān)聯(lián)，抽象且不易理解。 盡管教師花費不少課時講解， 學生仍普遍反應原理抽象，大都不能深刻領(lǐng)會理論對實踐的指導作用。在學生以后的系統(tǒng)開發(fā)實踐中， 對數(shù)據(jù)庫設計這一環(huán)節(jié)常常無從下手，茫然無措。 實踐證明，學生要想真正掌握如何做，還應知道必要的“為什么”。只有學好必要的數(shù)據(jù)庫基本理論知識，學生在日后的開發(fā)及應用中才能應對自如。

教師感覺原理難教，學生感覺原理難學。 由此，市場上甚至出現(xiàn)了不少跳過原理直接以一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺講應用的高職教材，也引發(fā)許多關(guān)于數(shù)據(jù)庫課程教學的討論并屢見于期刊中，但都局限于討論該課程的教學手段與教學方法，對如何重點解決“數(shù)據(jù)庫原理內(nèi)容教學難”的問題鮮有討論。

針對這一情況， 筆者通過多年的數(shù)據(jù)庫教學經(jīng)驗，摸索并總結(jié)出：采用案例教學法，以數(shù)據(jù)庫設計為主線，通過數(shù)據(jù)庫設計的幾個環(huán)節(jié)來穿插講授數(shù)據(jù)庫原理中的各知識點。 把原來抽象學習的一些理論，變成數(shù)據(jù)庫設計實踐中適時的需要和指導，加深學生對原理的理解，同時也提高學生分析問題和解決問題的能力，取得了一定的教學效果。

數(shù)據(jù)庫原理教學設計方案包括三個部分，即明確重要知識點，教學過程設計，教學課時分配。

明確重要知識點

依據(jù)高職教育“實用為主、夠用為度”的原則，《數(shù)據(jù)庫原理與應用》這門課程的原理部分學生需要重點掌握的幾個知識點是：DB（數(shù)據(jù)庫）、DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）、DBS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）、關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系的完整性規(guī)則、E-R 圖、關(guān)系規(guī)范化理論。

教學過程設計

如何串講數(shù)據(jù)庫原理的各知識點， 變抽象為生動， 把數(shù)據(jù)庫理論變成實踐過程中適時的需要和指導，使學生能夠理解和接受，是本文探討的重點內(nèi)容。通過多年的教學實踐，下面給出一套數(shù)據(jù)庫原理與應用的教學過程設計：采用案例教學法，以數(shù)據(jù)庫設計為主線，通過數(shù)據(jù)庫設計的幾個環(huán)節(jié)來穿插講授數(shù)據(jù)庫原理各知識點。

內(nèi)容簡介 開發(fā)信息管理系統(tǒng)大體分為前臺與用戶的交互界面及后臺相關(guān)數(shù)據(jù)的管理，前臺與用戶的交互界面由高級語言來完成。 本課程的學習內(nèi)容是后臺的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。 通過學習，要掌握后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點及數(shù)據(jù)庫的設計方法，學完原理后還要通過一個具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如SQL Server2005）平臺詳細介紹數(shù)據(jù)庫原理的應用。

教學案例 選取的教學案例最好能貼近學生實際的學習生活，便于學生理解記憶，縮短教學情境與實際情境的差距，讓學生清楚地認識到這些知識在實際數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)中的用處， 同時也可以引導學生在理論與實際結(jié)合中理解知識，培養(yǎng)學生分析、解決實際問題的能力。本文以設計一個簡單的“學生成績管理系統(tǒng)”的后臺數(shù)據(jù)庫“學生成績”作為教學案例。

設計數(shù)據(jù)庫 隨著計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展及數(shù)據(jù)管理的發(fā)展， 數(shù)據(jù)管理的技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。 介紹各階段數(shù)據(jù)管理技術(shù)的特點，需要重點介紹目前數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)管理技術(shù)的特點，接下來就可以過渡到講授數(shù)據(jù)庫的一些基本概念，給出數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等術(shù)語的定義。 通過學習，使學生明白通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)是比較優(yōu)越的， 所以要為“學生成績管理系統(tǒng)”設計一個后臺數(shù)據(jù)庫。 該數(shù)據(jù)庫的設計需六個步驟：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設計、邏輯結(jié)構(gòu)設計、物理設計、數(shù)據(jù)庫的實施和數(shù)據(jù)庫的運行及維護。 通過前三個階段講解數(shù)據(jù)庫原理的有關(guān)知識，掌握數(shù)據(jù)庫設計的方法。

1.需求分析。詳細調(diào)查與分析“學生成績管理系統(tǒng)”的業(yè)務與數(shù)據(jù)處理需求， 收集系統(tǒng)需要處理的信息：學生姓名、性別、出生日期、所在班級、選修課名稱、課程學分、選修課程成績。 給出實體與屬性的概念：標識對象（實體），標識每個對象需要存儲的詳細信息（屬性）。

2.概念結(jié)構(gòu)設計。 本階段的任務是把需求分析的結(jié)果用E－R 圖描繪出來。 先給出主碼的概念（能唯一標識實體集中個體的屬性或?qū)傩缘募希?通過學號與姓名的區(qū)別來說明其唯一性的特征。 給出實體之間的關(guān)系（舉例說明三種關(guān)系：1：1，1：N，M：N），最后用E－R 圖來描述實體及實體間的聯(lián)系。介紹E-R 圖中實體、屬性及聯(lián)系的表示方法。 通過前面需求分析，得到“學生成績”數(shù)據(jù)庫的E－R 圖（如圖1 所示）。最后需要向?qū)W生強調(diào)一下E－R 圖與后面具體采用什么樣的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)。

圖1 “學生成績”數(shù)據(jù)庫E－R 圖

3.邏輯結(jié)構(gòu)設計。先回憶數(shù)據(jù)庫的概念，強調(diào)數(shù)據(jù)庫是有一定組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合，由此給出常用的三種數(shù)據(jù)模型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型，介紹幾種當今流行的商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，告訴學生它們都是關(guān)系型的，重點了解關(guān)系模型的特點。 邏輯結(jié)構(gòu)設計階段的任務就是要把概念結(jié)構(gòu)設計得到的結(jié)果（ER 圖）轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型（若干個關(guān)系模式構(gòu)成）。接下來詳細講解E－R 圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則（分為實體與聯(lián)系的轉(zhuǎn)換）。 依據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則得到 “學生成績”數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型如下：

學生（學號，姓名，性別，出生日期，所在班號）

課程（課程編號，課程名稱，學分）

選課（學號，課程編號，成績）

班級（班號，班級名稱）

應通過選課關(guān)系說明主碼有時由屬性的集合構(gòu)成。 然后詳細講解關(guān)系數(shù)據(jù)模型的三個部分：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系的完整性規(guī)則和關(guān)系操作。 一個關(guān)系模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是一張二維表，介紹二維表的若干性質(zhì)；介紹關(guān)系的完整性規(guī)則（舉例說明外碼的概念）；介紹常用的關(guān)系操作（選擇、投影和連接）。

關(guān)系規(guī)范化理論是學生學習數(shù)據(jù)庫原理時最難理解的部分。 可通過評估關(guān)系模式的優(yōu)劣，引出關(guān)系規(guī)范化理論內(nèi)容的講解，舉例說明一個不良關(guān)系模式存在數(shù)據(jù)冗余和插入、刪除、更新異常問題，原因是一個關(guān)系模式中包羅萬象，而屬性間存在著各種依賴關(guān)系；給出部分依賴和傳遞依賴的概念，然后再列出第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）的概念。 告訴學生一個簡單的系統(tǒng)可以采用 “一事一地”（“事”指實體或聯(lián)系，“地”指關(guān)系）的直觀設計方法。

教學課時分配

通過多次教學實踐，提供數(shù)據(jù)庫原理部分各知識點的課時分配表（如表1），以供參考。

表1 數(shù)據(jù)庫原理課時分配表

本文針對數(shù)據(jù)庫原理知識抽象、 不易講解的特點，采用以數(shù)據(jù)庫設計為主線，通過數(shù)據(jù)庫設計的幾個環(huán)節(jié)來穿插講授數(shù)據(jù)庫原理各知識點的方法，給出了一套數(shù)據(jù)庫原理的教學設計方案。 多年的教學實踐證明，高職高專學生一樣可以把數(shù)據(jù)庫原理學好。 學好原理，不僅能解決數(shù)據(jù)庫設計的難題，更能得心應手地運用，為今后從事信息系統(tǒng)的開發(fā)及相關(guān)工作打下堅實的基礎。

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