應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)研究

陳淼超 陳 侃 彭維才

（巢湖學(xué)院數(shù)學(xué)系，安徽 合肥 238000）

1 引言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)[1]起源于20世紀60年代中期，發(fā)展至今已50多年的歷史,數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模,信息量的大小以及使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要參數(shù)之一。隨著現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)與計算機應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫原理這門具有較強實用性的課程也不再僅僅是計算機專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，它也是數(shù)理學(xué)院的必修課之一。因此，對應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)研究是非常重要并且有意義的。由于應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的學(xué)生與計算機專業(yè)的學(xué)生的課程結(jié)構(gòu)設(shè)置不同，所以不能照搬計算機專業(yè)的模式去講授，提高本專業(yè)學(xué)生的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，是從事數(shù)據(jù)庫教學(xué)工作者普遍關(guān)注的問題。

2 理論教學(xué)改革

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完備知識體系

為了配合應(yīng)用型本科院校的定位，我們在教學(xué)內(nèi)容的選擇上對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫理論知識進行了壓縮和精煉，增加了這門課程實用部分以及前沿技術(shù)[2]（如關(guān)系邏輯、對象數(shù)據(jù)庫、遞歸SQA、WWW與數(shù)據(jù)庫、XML技術(shù)等內(nèi)容）的教學(xué)，讓學(xué)生不僅僅停留在掌握這門課的理論知識，而是能夠很好的將理論與實踐相結(jié)合，做到學(xué)以致用。另外，教學(xué)中還應(yīng)重視學(xué)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計水平和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要求熟練應(yīng)用SQL語言。

經(jīng)典理論，主流產(chǎn)品技術(shù)，技術(shù)的交叉應(yīng)用，前沿技術(shù)是數(shù)據(jù)庫教學(xué)中的四個模塊[3]，教學(xué)過程要注意始終貫穿數(shù)據(jù)庫的三條線索。第一條線索：數(shù)據(jù)模型從層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、對象模型的演變。第二條線索：數(shù)據(jù)庫技術(shù)的“用戶”和“系統(tǒng)”兩個端點。第三條線索：數(shù)據(jù)語言的演變。在教學(xué)過程中不斷吸收國內(nèi)外的前沿數(shù)據(jù)庫技術(shù)，結(jié)合課程組成員在數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面的科研成果，使教學(xué)始終處于同時期的高起點、高水準。

2.2 合理的教學(xué)方法和教學(xué)手段

采用合理的教學(xué)方法和教學(xué)手段能夠更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，要敢于打破傳統(tǒng)的學(xué)生被動接收知識的模式，摒棄傳統(tǒng)的滿堂灌，而要將教學(xué)重心放在如何引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生真正的成為教學(xué)的主體，使學(xué)生樂于主動思考問題，解決問題，從而達到促進知識的加深和遷移的目的。教師在實際的教學(xué)中應(yīng)采用傳統(tǒng)教學(xué)法、案例教學(xué)法、PBL教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)模式，已達到設(shè)定的教學(xué)目標。

2.2.1 傳統(tǒng)教學(xué)法

幾年的教學(xué)，經(jīng)常聽到學(xué)生反映：這門課程特別抽象，有些概念和數(shù)學(xué)公式不容易理解；再者，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展對于一個國家有著至關(guān)重要的作用，技術(shù)的應(yīng)用與其強大的理論基礎(chǔ)有著重要的聯(lián)系，理論指導(dǎo)實踐，只有在正確的指導(dǎo)下，才能充分發(fā)揮其強大作用，所以對于本門課程的應(yīng)用一定要在良好的理論下進行。例如：在進行關(guān)系數(shù)據(jù)理論講解時，很多數(shù)學(xué)推導(dǎo)即便是數(shù)理學(xué)院的學(xué)生也會感到無從下手，這就需要教師的耐心講解，而不能慣性的認為學(xué)生對這門課程中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)有優(yōu)勢。《數(shù)據(jù)庫原理》這門課程是一門理論與實踐結(jié)合非常密切的一門課程，所以在運用新教學(xué)法的同時，既要對傳統(tǒng)教學(xué)有所突破，又不能完全棄用，是傳統(tǒng)的與新的要融會貫通，相得益彰。

2.2.2 案例教學(xué)法

案例作為案例教學(xué)的基本材料，其質(zhì)量對教學(xué)效果的影響至關(guān)重要，特別是對于非計算機專業(yè)的學(xué)生而言，由于計算機相關(guān)專業(yè)知識所限，案例教學(xué)中案例的選取將直接影響學(xué)生對知識點的掌握程度，因此，案例的選擇一定要符合本專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的特點。案例教學(xué)中對于案例的選取首先做到下面五個字，那就是：精、實、新、深、準。其次，選取的案例要有一定的擴展性和深度，要結(jié)合應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的學(xué)科特點選取適合本學(xué)科的案例。所謂的案例分析法又可以叫做案例討論法，因此，對于數(shù)據(jù)庫原理這門課程在實施案例教學(xué)中不但要強調(diào)教師的講解部分，亦不能忽視在案例教學(xué)中學(xué)生參與的重要性，要充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生有參與的熱情，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，綜合運用知識解決問題的能力。一旦學(xué)生投入極高的參與熱情，那么學(xué)生之間通過討論和分析，學(xué)生解決問題的思維方法和能力將得以提高。需要提出的是，課堂教學(xué)和實驗教學(xué)應(yīng)設(shè)計不同的教學(xué)案例。

通過案例教學(xué)使數(shù)據(jù)庫原理這門課程的教學(xué)工作不僅限于紙上談兵，可以使學(xué)生對一個項目的方案設(shè)計、方案的討論以及最終的開發(fā)等諸方面有一個更直觀立體的認識，從而加快學(xué)生對抽象理論和方法的理解和掌握。例如在教學(xué)過程中，我們可以選取學(xué)籍管理作為教學(xué)案例，使其貫穿于數(shù)據(jù)庫原理的整個教學(xué)過程中。介紹關(guān)系代數(shù)和語言時，通過該案例，可以加深學(xué)生對基本原理和操作的理解和認識；在介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，我們?nèi)匀灰栽摪咐秊榛A(chǔ)，通過對學(xué)籍管理系統(tǒng)進行需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計和模式求精等一系列的演示，從而最終設(shè)計出學(xué)籍管理系統(tǒng)，使學(xué)生能夠直觀的理解和掌握相關(guān)的原理和概念，對數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程有能夠更深入的理解，為將來數(shù)據(jù)庫設(shè)計工作做好充分的準備。

2.2.3 PBL教學(xué)法

PBL（Problem-based learning，簡稱 PBL）教學(xué)模式包含了提出問題、分析問題、交流討論、鞏固創(chuàng)新、解決問題、總結(jié)等基本過程。PBL教學(xué)模式的優(yōu)勢在于教師可以針對該課程中的重要知識點，有針對性的設(shè)計教學(xué)任務(wù)，以達到提升學(xué)生對該課程重難點的掌握的目的。這種模式教學(xué)法的最大優(yōu)勢就是能夠促使學(xué)生從被動接受性學(xué)習(xí)到自主思考，使學(xué)生之間能夠相互幫助與溝通，通過協(xié)作學(xué)習(xí)來探求解決問題的途徑。在數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)中，在講授關(guān)系數(shù)據(jù)理論一章時，教師可以從問題入手，循序漸近、由淺入深引導(dǎo)學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生。例如：在講授2NF時，可以先給出一個滿足第一范式的關(guān)系模式：學(xué)生成績 （學(xué)號，系別，課程號，成績）；接著針對這一關(guān)系模式分析其將產(chǎn)生哪些問題，為什么會產(chǎn)生這些問題，應(yīng)該如何解決；最后給出2NF的概念，接下來，對前面的分析結(jié)果再進一步分析引出3NF的概念。通過這樣的教學(xué)模式，可以充分的激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

3 實踐教學(xué)改革

3.1 構(gòu)建階梯式的實踐教學(xué)模式

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展也應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展，因此，培養(yǎng)應(yīng)用型本科院校非計算機專業(yè)的學(xué)生的數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面要結(jié)合企業(yè)用人需求，要有自己的特色，將培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型人才作為目標，全面提高數(shù)據(jù)庫課程的實踐教學(xué)質(zhì)量。

對于數(shù)據(jù)庫原理實踐教學(xué)改革的第一步就是要在原有的實驗大綱與實驗內(nèi)容上進行修改和調(diào)整。在實驗教學(xué)中可以對學(xué)生進行階梯式訓(xùn)練[4]，第一層次為基礎(chǔ)實驗項目，第二層次為綜合性實驗項目，第三層次為設(shè)計性實驗項目，第四層次為創(chuàng)新性實驗項目，以上四個層次中，前一個是后一個的基礎(chǔ)，后一個是前一個拓展，這四個層次相輔相成，相互促進。通過對學(xué)生進行這種階梯式的訓(xùn)練，學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力將會得以提高。

3.2 改進實踐教學(xué)方法和手段

在實驗室教學(xué)中，教師的教學(xué)一定不能落入師單一講授，學(xué)生按部就班進行操作的傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式之中。教師應(yīng)根據(jù)本課程的教學(xué)現(xiàn)狀以及本專業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)特征，在實踐教學(xué)方法和手段上進行了探索，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生主動地參與到實驗項目的討論中來。改進實踐教學(xué)手段將從以下四個方面進行。

3.2.1 多媒體教學(xué)模式

多媒體等教學(xué)手段[5]的優(yōu)勢在于能夠使學(xué)生更直觀更準確的地學(xué)習(xí)和理解一些較難掌握的實驗內(nèi)容，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)教師通過多媒體手段的講解和演示，教學(xué)效果將達起到事半功倍的效果.例如，教師在講授“管理權(quán)限和角色”相關(guān)章節(jié)時，會講到“系統(tǒng)權(quán)限不會被級聯(lián)回收，而對象權(quán)限會被級聯(lián)回收”的概念，學(xué)生理解起來比較困難，如果教師在實踐教學(xué)中通過多媒體來演示，將會獲得更直觀的表達效果，以期獲得更好的實踐教學(xué)效果。

圖1和圖2中的菱形代表用戶，矩形代表權(quán)限。那么，系統(tǒng)權(quán)限不被級聯(lián)回收的情況如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)權(quán)限不被級聯(lián)回收

如果授予的權(quán)限不是系統(tǒng)權(quán)限，而是對象權(quán)限，情況就不同了，對象權(quán)限被級聯(lián)回收的情況如圖2所示。

圖2 對象權(quán)限被級聯(lián)回收

3.2.2 啟發(fā)互動式教學(xué)

在實踐教學(xué)中，教師不能一味的講授知識點，可以采用啟發(fā)式教學(xué)[6]與傳統(tǒng)講授式教學(xué)相結(jié)合的方法，讓學(xué)生主動思考問題，引導(dǎo)學(xué)生進行探究式的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生更好的掌握本課程中的重點和難點。另外，在實踐教學(xué)中，教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在操作過程中普遍遇到的問題，并以予及時的指導(dǎo)，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生之間相互探討、相互交流，構(gòu)建良好實驗教學(xué)氛圍。

3.2.3 任務(wù)驅(qū)動和分工協(xié)作式教學(xué)

對于綜合性較強的實驗，單兵作戰(zhàn)的思路顯然是不行的，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生采用團隊協(xié)作的方案。在此教學(xué)模式下，教師可以將學(xué)生劃分為若干個實驗小組，每個小組負責(zé)整個實驗的一個部分，各小組成員根據(jù)自身特點再進行分工與協(xié)作，是學(xué)生感受團隊合作的重要性與必要。最后，各小組對實驗進行總結(jié)，共同完成實驗報告，教師可通過學(xué)生答辯的形式對學(xué)生的實驗報告進行評估.通過任務(wù)驅(qū)動和分工協(xié)作式教學(xué)這種方式，能夠培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，為學(xué)生將來走向工作崗位打下堅實的基礎(chǔ).

3.2.4 實驗室開放機制

由于課時所限，僅靠課上學(xué)時無法滿足實驗教學(xué)需要，因此可定期開放實驗室，讓學(xué)生利用課余時間完成本課程的自主學(xué)習(xí)。對學(xué)有余力的學(xué)生，教師可提供了一些創(chuàng)新實驗項目[7]供學(xué)生實踐，鼓勵學(xué)生形成課余學(xué)習(xí)興趣小組，對小組配備有經(jīng)驗的實驗教師進行指導(dǎo)。這樣的教學(xué)模式的優(yōu)勢在于增加了實踐教學(xué)的靈活性與自主性，對培養(yǎng)學(xué)生的自我管理與與自我約束能力有很好的效果。

3.3 改革實踐教學(xué)評價標準

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)考核中，通常是教師將學(xué)生的實驗報告收上來進行批閱，以作為學(xué)生實驗完成實驗質(zhì)量的唯一評價標準，然而，這種傳統(tǒng)的評價方式，很大程度上忽略了培養(yǎng)學(xué)生綜合和素質(zhì)，最終的結(jié)果就是學(xué)生的實驗報告抄襲嚴重，往往一個班甚至一個專業(yè)僅有幾個版本的結(jié)果，實驗任務(wù)的完成情況差強人意。因此，制定科學(xué)、合理的實踐評價標準[8]是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力以及分析問題和解決問題的能力的保障，教師可將實踐考核項目分為預(yù)習(xí)報告、實驗報告、出勤情況和實驗?zāi)芰@四項評價標準來綜合考查學(xué)生在完成整個實驗中的表現(xiàn)，其分配比例如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)庫原理課程實踐教學(xué)評價比例分配

4 結(jié)語

在今后的實際教學(xué)中，我們將不斷改進自己的教學(xué)方法，并對教學(xué)資源做了進一步的整合，逐漸完善應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)。

[1] 雷景生，葉文瑤，李永斌.數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2] 孔祥盛,陳淼超，等.MySQL核心技術(shù)與最佳實踐[M].北京：人民郵電出版社，2014：30-63.

[3] 白楊.基于案例驅(qū)動的《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程教學(xué)模式研[J].電腦知識與技術(shù)，2012，（1）：5-6.

[4] 王守信，郭萍.高等學(xué)校實驗教學(xué)分層次培養(yǎng)模式探討[J].實驗技術(shù)與管理，2012，（1）：23-25.

[5] 陳雪梅.數(shù)據(jù)庫實驗課程的改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2007，（11）：120-122.

[6] 錢雪忠.“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程教學(xué)實踐與探討[J].黑龍江教育，2008，（8）：107-109.

[7] 王愛冬，張濤.項目教學(xué)法在《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].臺州學(xué)院學(xué)報，2011，（6）：74-77.

[8] 符蘊芳.“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”實驗教學(xué)模式探索[J].實驗技術(shù)與管理，2011，（8）：291-293.