基于應用型人才培養的“數據庫原理”教學改革

摘要：針對“數據庫原理”教學中存在的教學內容陳舊、教學方法單一、缺乏工程實踐等問題，提出根據社會對人才的要求和CDIO工程教育理念整合優化教學內容，綜合運用案例與項目驅動等教學方法，加強工程實踐環節教學，改革考核方式等改革措施。通過教學實踐，證明改革后的“數據庫原理”課堂教學效果較好，提高了學生的學習興趣和積極性，學生的工程實踐能力也得到很大的提高。

關鍵詞：數據庫原理；教學改革；應用型人才；工程實踐；案例教學

作者簡介：朱興統（1974-），男，海南文昌人，廣東石油化工學院計算機與電子信息學院，講師；陳珂（1964-），男，黑龍江牡丹江人，廣東石油化工學院計算機與電子信息學院，副教授。（廣東 茂名 525000）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0078-02

數據庫技術是計算機科學的重要分支，也是發展最快和應用最廣的技術之一。數據庫技術是信息系統的核心和基礎，數據庫的建設規模、數據庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。[1]“數據庫原理”是計算機科學與技術專業、網絡工程專業的專業必修課程。該課程系統、完整地講述了數據庫技術從基本原理到應用實踐的主要內容，具有較強的理論性、實用性和實踐性。由于課時較少，理論內容太多，實踐應用內容較少，造成大部分學生不能很好地理解理論內容，不能將所學知識融會貫通，數據庫實際應用能力較差，缺乏工程實踐能力與自主創新能力。[2-3]這與學校以“基礎扎實、實踐能力強、具有創新精神的應用型高級專門人才”的人才培養目標定位不符。因此，“數據庫原理”課程需要重新整合和優化理論教學內容，增加工程實踐教學內容，改進教學方法，以培養基礎扎實、實踐能力強、具有創新精神的應用型高級專門人才。

一、課程教學存在的問題

廣東石油化工學院從2002年開辦計算機科學與技術專業，2004年開始開設“數據庫原理”課程。通過與學生交流、課程考試情況和畢業設計，筆者發現“數據庫原理”課程教學主要存在三個方面的問題。

1.教學內容陳舊

傳統的“數據庫原理”教學側重于數據庫的概念和理論講解，所教的內容比較陳舊，跟不上當前的數據庫技術發展，與社會IT行業要求數據庫技術人才需要掌握的技能脫節。這樣就造成培養的畢業生社會競爭力差，很難找到專業對口的工作。

2.教學方法單一

傳統的“數據庫原理”教學主要采用單一的灌輸式教學方法，造成課堂枯燥乏味，與學生交流互動較少，使學生學習沒有興趣，課堂教學效果較差。

3.缺乏工程實踐

“數據庫原理課程”具備較強理論性，單純的理論教學很難讓學生真正理解教學內容。雖然課程安排有隨堂實驗和課程設計，但是教師自身缺乏工程實踐經歷，對實踐教學環節不夠重視，隨堂實驗和課程設計的選題基本上來源于教材的例題和課后習題，與具體的工程項目有很多的差距。

二、整合和優化理論教學內容

結合廣東石油化工學院培養高素質應用型人才目標的需要，引入CDIO的工程教育理念，從社會對人才的要求和CDIO工程教育理念對學生知識、能力及素質一體化的要求出發，修改和調整教學計劃、課程大綱及教學目標。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，培養學生的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力。[4-5]

通過分析近兩年廣東省IT企業對數據庫人才的技能要求，以滿足社會對數據庫人才的技能要求為目標，整合優化教學內容。“數據庫原理”理論教學中以數據庫設計理論和SQL語言為重點，結合具體的應用案例、數據庫管理系統Microsoft SQL Server2008和數據庫設計工具Powerdesigner，讓學生掌握數據庫設計理論與數據庫設計工具Powerdesigner，熟練掌握Microsoft SQL Server2008的使用，并結合Java語言課程開發一個簡單的數據庫應用系統。在整個教學過程中以一個項目案例開發為主線，按照項目開發所需要的知識、能力和素質要求組織教學內容，重點講解數據庫的基本概念、規范化數據庫設計理論、關系數據庫標準語言SQL、數據庫完整性、數據庫安全性、數據庫恢復技術、并發控制等內容，并介紹當前流行的數據庫管理系統、數據庫應用領域及其發展。“數據庫原理”理論教學內容及學時安排如表1所示。

三、實踐教學改革

“數據庫原理”是一門實踐性較強的課程。通過實踐教學可以增強學生對理論教學內容的理解。加強實踐教學有利于培養學生工程實踐和創新能力。以培養工程實踐和創新能力為目標，構建實踐教學體系。實踐教學分成隨堂實驗、課程設計、創新研發與競賽。實驗類型分為驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗。

1.隨堂實驗

隨堂實驗是配合理論教學，使學生深化理解數據庫的基本理論和數據庫設計理論，熟練使用數據庫設計工具Powerdesigner和數據庫管理系統Microsoft SQL Server2008。隨堂實驗結合項目的各個階段，利用Microsoft SQL Server2008完成創建數據庫、創建表、存儲過程和觸發器。課程的隨堂實驗共有12學時，具體的實驗安排如表2所示。

2.課程設計

課程設計屬于綜合性實驗，旨在培養學生綜合運用學過的知識，分析問題、解決問題的實際能力和自主創新意識。綜合數據庫原理與Java語言課程，開發一個簡單的數據庫應用系統。課程設計以項目來驅動，以小組為單位，分工協作，采用合作探究學習，共同完成一個簡單的數據庫應用系統，培養學生的團隊協作精神、職業素養和工程實踐能力。以3～4個學生為一個設計小組，自選一個項目。首先，針對所選項目深入具體的應用領域認真進行需求分析、總體設計、詳細設計、界面設計。這個過程需要經過團隊討論、論證后定出最終的項目方案。其次，按分工每個學生完成一部分編程現實和調試，撰寫相應的技術文檔；最后，以小組為單位進行演示講解和答辯，全班學生參與討論和提建議。

3.積極鼓勵學生參與科研與學科競賽

如高校軟件設計大賽、挑戰杯設計作品等，通過參與科研和學科競賽可以激發學生的學習積極性，提高學生的團隊合作精神、工程實踐能力、自主創新能力。這些有利于提高學生在社會上的競爭力。

四、教學手段和教學方法改革

由于“數據庫原理”課程基本概念和理論較多，以前主要采用傳統的灌輸式的教學方法，理論與工程實踐較少，學生覺得課程枯燥乏味，使學生缺乏學習興趣，教學效果較差。因此，需要以學生為中心，綜合使用各種教學手段和教學方法，激發學生的學習興趣和熱情，充分調動學生的學習主動性。在課程教學過程中，根據不同的教學內容采用相應的教學方法，如案例、項目驅動等教學方法。[6-7]

1.多媒體教學，激發學生的學習興趣

通過多媒體教學課件，在課件中加入與課程內容相關的視頻、聲音和圖片等內容，吸引學生的注意力，能使課堂氣氛輕松愉快，可以提高教學質量。如在課程第一章“數據庫系統概述”的教學中，教師通過視頻或圖片的形式給學生展示以前學生課程設計完成的數據庫應用系統案例，讓學生知道通過本課程的學習可以達到的效果。教師介紹當前流行的數據庫管理系統時，可以現場演示或者圖片展示數據庫管理系統Microsoft SQL Server和Oracle的一些功能和使用方法。

2.案例教學法

“數據庫原理”理論教學中以一個應用案例貫穿于整個教學過程。采用案例教學法，按照數據庫應用系統開發的各個階段，講授規范化數據庫設計理論、關系數據庫標準語言SQL、數據庫完整性、數據庫安全性、數據庫恢復技術等內容。

3.項目驅動教學法

課程設計采用項目驅動，讓學生結合理論內容教學進度同步完成項目各階段的任務，最后讓學生展示所完成的項目效果，參與討論，提出建議。

五、考核方式改革

傳統的純筆試考核方式只能體現學生對理論知識的掌握程度，很難體現學生的實踐能力。這種傳統的考核方式不利于培養學生的實踐能力和創新能力，應當改革和完善考核機制，增加對學生應用能力和創新能力的考核，充分發揮考試指揮棒的作用，引導學生注重培養創新精神和創新能力。根據CDIO的工程教育理念改革考核機制。課程考核包括平時成績和期末成績兩部分。平時成績占40%，期末考試占60%。其中，平時成績包括平時作業、實驗、討論，作業占10%，實驗占10%，討論占20%。課程設計是以小組為單位，考核包含團隊設計和個人開發兩個方面，各占50%。

六、結束語

通過教學實踐，證明課程教學效果明顯好于改革之前。通過以社會需求為導向，結合工程項目，整合優化“數據庫原理”課程教學內容，采用案例與項目驅動等多種教學方法相結合，有效利用多媒體教學手段，可以使學生學以致用，充分調動學生參與，激發學生的學習興趣，提高了學生的團隊合作精神、工程實踐能力和創新意識。但是，教學案例的設計還需要進一步的完善，與工程實際結合還不夠深入。下一步將加強與學生的交流，收集學生的反饋意見，繼續優化課程教學內容，特別是完善案例的設計，深入與企業合作，使教學內容更加符合企業工程實際，培養的學生也更加符合社會企業對人才的需求。

參考文獻：

[1]王珊，薩師煊.數據庫系統概論[M].第4版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]劉雙印，徐龍琴.“數據庫原理及應用”教學改革探索與實踐[J].中國電力教育，2012，（34）.

[3]楊鑫華，鄧武，趙慧敏，等.實用型人才培養的數據庫課程教學改革與實踐[J].理工高教研究，2008，（3）.

[4]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，（5）.

[5]王向輝，崔巍，徐俊麗.基于CDIO的數據庫課程教學改革方案研究[J].計算機教育，2011，（2）.

[6]王彤，王良.案例教學法在數據庫原理課程中的應用[J].計算機教育，2006，（2）.

[7]尹志宇，張林偉，解春燕.“數據庫”課程的問題驅動和項目驅動教學法[J].教育教學論壇，2013，（3）.

（責任編輯：劉輝）