基于CDIO的Oracle數據庫應用開發(fā)實驗教學探討

黃源源　李飛　王娟　張路橋

摘要：《Oracle數據庫應用與開發(fā)》是成都信息工程大學計算機類專業(yè)的一門特色專業(yè)課程，包括理論部分與實驗部分。本文在該課程的教學改革背景下，分析了實驗課程的現(xiàn)狀，總結了實驗課程在教學內容、教學方式方面存在的一些不足。為進一步提高本實驗課程的教學質量，本文基于CDIO工程教育理念，提出了實驗課程在教學內容、教學方式上的一些改進方法，有利于提高學生的實踐能力與創(chuàng)新意識，培養(yǎng)具有高素質的創(chuàng)新人才。

關鍵詞：CDIO；Oracle數據庫；實驗教學；改革探討

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）52-0250-02

一、前言

《Oracle數據庫應用與開發(fā)》課程是成都信息工程大學計算機類專業(yè)的一門特色課程，課程內容主要包含Oracle數據庫基礎知識、Oracle數據庫系統(tǒng)構建、Oracle數據庫開發(fā)、管理與維護以及Oracle應用程序開發(fā)四大部分[1，2]，課程開設對象為計算機類專業(yè)大三及大四學生。該課程是專業(yè)課程《數據庫原理及應用》、《計算機網絡》等的后續(xù)課程，要求學生能系統(tǒng)掌握Oracle數據庫的基本技能和工程應用，具有很強的工程實踐性。因此，該課程需要通過實驗教學環(huán)節(jié)給學生創(chuàng)造一個理論聯(lián)系實際和思維拓展創(chuàng)新的機會，進而加強學生對Oracle數據庫相關知識的理解，并培養(yǎng)學生對Oracle大型數據庫的綜合使用和系統(tǒng)設計能力，這也是提高教學質量的關鍵環(huán)節(jié)。

二、實驗教學的現(xiàn)狀和不足

目前，成都信息工程大學的計算機類專業(yè)課程大多以理論教學為主，實驗教學課時少于理論教學，但近年來實驗教學的重要性也得到了學校的重視，以《Oracle數據庫應用與開發(fā)》課程為例，學院在課程設置與實驗教學方面已有以下改進。

（1）本學年在課程設置方面進行了調整，把理論部分與實驗部分的課時數比例從3∶2提高到了4∶3。增加實驗課時有利于提高實驗教學質量。其次，在課程安排方面要求本課程的理論課和實驗課穿插進行，這既有利于兩類教學內容的有機結合，也便于學生鞏固知識。第三，在課程最終成績評定方面，實驗課成績和平時表現(xiàn)占總成績的30%。

（2）在實驗環(huán)境方面，實驗室購置了一批新型計算機，并專門安排了一個實驗室配置相關軟件環(huán)境用于實驗教學。良好的實驗環(huán)境是本課程實驗教學的基礎保障。

盡管如此，筆者在《Oracle數據庫應用與開發(fā)》的授課中，仍發(fā)現(xiàn)了本課程在實驗教學內容和教學方式上存在不足[3-5]，具體如下。

（1）實驗教學內容主要目的是強化各知識點和基本技能的掌握，內容往往缺乏工程應用背景，對提升學生工程實踐能力作用不明顯。其次，實驗內容設置容易和IT行業(yè)需求分離。Oracle數據庫技術更新較快，如果完全按照選定教材安排教學，會造成實驗教學脫離IT行業(yè)前沿變化和實際需求，不利于學生就業(yè)。

（2）實驗教學以學生個體為基本單元。傳統(tǒng)的實驗教學模式是為每個學生提供一臺計算機并安置相應軟件環(huán)境，然后在教師的指導下由每個學生完成相應的實驗任務。但這種教學方法不僅違背了Oracle數據庫所固有的基于網絡的分布式計算的特點，如常見的客戶/服務器和三層客戶/服務器模式，也無法突出當前IT行業(yè)所強調的團隊協(xié)同創(chuàng)新精神。

三、實驗課程內容設置探討

1.建立科學的遞進式多層次實驗教學體系。“坐而論道，不如起而行之”。基于CDIO工程教育理念，筆者建議在今后本課程的實驗內容設計上建立“多層次實驗教學框架”（Multilayer Experimental Training Framework，METF），以提升學生的工程實踐能力。首先，與傳統(tǒng)的以知識點為中心、按照教學大綱內容逐次展開并層層深入的方式不同，本課程實驗教學以一個學生成績管理系統(tǒng)案例為教學背景組織實驗教學內容，并提供數據樣本，強調在“做”中學習每個知識點。其次，以課程特定知識群為單元組織實驗專題，把實驗內容分為以下幾個環(huán)節(jié)：①Oracle數據庫基本綜合應用，包括創(chuàng)建數據庫和表，表數據的增、刪、查、改等操作，數據庫視圖；②Oracle數據庫索引和數據完整性；③Oracle數據庫PL/SQL編程、存儲過程和觸發(fā)器；④Oracle數據庫高級數據類型；⑤Oracle數據庫安全管理、備份與恢復等。第三，增加基于Oracle數據庫的應用開發(fā)項目實訓。筆者所在學院常年承擔氣象局的有關項目，許多項目基于Oracle數據庫設計，并在學院教師的指導下由研究生和高年級本科生完成。筆者倡導有效利用這類企業(yè)級項目，抽取并簡化為合法實訓案例，在工程理論指導下輔助學生在短期內迅速了解商業(yè)項目的執(zhí)行過程，進而增強學生的就業(yè)信心。總之，通過把實驗課程體系分為以上3個層次，形成“知識串聯(lián)—個體實踐—團隊實踐—案例實訓”的遞進式實驗教學方法，不僅能加強學生對Oracle數據庫的學習，也能快速達到卓越工程師的培養(yǎng)要求，有利于從學生到工程師的平滑過渡。

2.強化團隊協(xié)作。目前實驗內容多以單個學生為單元在課堂時間內獨立完成，因此實驗的大小和難度無法提高，不能充分鍛煉學生的綜合創(chuàng)新能力。為此，筆者倡導在實驗教學中以“TEAM（Together，Everyone Achieves More）”精神為引領，進行協(xié)作型分組團隊實驗。實驗首先需要選定小組長，然后根據實驗總體目標對實驗任務進行劃分，并要求學生獨立完成實驗任務，并在此基礎上將各學生完成的實驗內容融合，從而達到更高的目標。

3.結合工程應用前沿。本實驗課的目的不僅在于加強學生對Oracle數據庫基本技能的掌握和工程應用前沿的了解，同時也要求培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。在Oracle數據庫的實際開發(fā)應用中，可能存在多個軟件版本，而不同版本的各類圖書、資料也很多，因此就需要教師充分整合教材、實驗室、圖書館等教學資源，并進一步通過網絡獲取最新的電子資源和配套實驗設備，保證學生能夠有良好的實驗學習環(huán)境。例如，筆者在Oracle高級數據類型的實驗內容安排方面就進行了擴展，為學生提供了Oracle非結構化數據內容的實驗，并對高級數據類型進行了比較和探討。

四、實驗教學方式的改革探索

1.進一步提高實驗課的比重。本課程的實踐性強，因此應該大幅度提升實驗課的比重。筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，本課程多數知識點一般通過課堂教學使用多媒體課件進行講解。如果能夠在實驗室進行教學，教師一邊演示，學生一邊操作，如有疑問，還可現(xiàn)場操作和答疑，如此學習效率就會提高。因此，筆者希望本課程的理論課和實驗課的比例能夠達到1∶1。

2.圍繞知識點加強對比。在實驗教學過程中，筆者倡導加強實驗內容的比較，進而緊密聯(lián)系相關知識點，達到由點及面，以提高教學效果。例如，在完成Oracle 11g的安裝后，引導學生認識Oracle 11g中三種人機交互的工具：企業(yè)管理器、SQL*Plus和SQL Developer。在具體實驗教學中，每種工具各有特點。通過OEM界面進行操作非常簡單，可以快速地完成對基本知識點的串聯(lián)，而通過SQL*PLUS工具則可以清晰了解原理和運行流程。把這幾種工具的使用在實驗教學中穿插結合，既加深了數據庫基本理論和Oracle具體應用場景的聯(lián)系，也更加全面的理解了Oracle數據庫軟件。再如，為了提高數據的安全性，Oracle數據庫提供了多種數據備份的方法，通過實驗比較，讓學生認識到不管使用哪種方法，其目的都是為了在出現(xiàn)故障后能夠以最快的時間和最小的代價進行系統(tǒng)恢復還原。

3.與大學生創(chuàng)新訓練計劃結合。在實驗教學中，筆者發(fā)現(xiàn)學生群體的學習基礎和學習能力差別較大，部分優(yōu)秀學生能夠做到學有余力。因此，筆者建議在今后本課程的實驗安排上，增加工程應用前沿實驗，幫助這類優(yōu)秀學生開拓視野和激發(fā)創(chuàng)造力。近年來，大學生創(chuàng)新訓練計劃在我校非常受重視，該計劃是由在校本科生個人或團隊為主體參加，在導師指導下自主完成創(chuàng)新性實驗方法的設計或項目實施。由于Oracle是大數據時代的信息基礎軟件之一，設計基于Oracle數據庫的應用創(chuàng)新實驗內容，并結合大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，有利于提升本課程的實驗教學價值。

五、結語

本文是筆者對《Oracle數據庫應用與開發(fā)》課程教學的實踐總結和思索。首先分析了目前實驗教學中存在的問題、涉及的教學內容和教學方式等。然后提出了幾點教學改革思路：在教學內容方面，其一是建立科學的多層次實驗教學體系，特別是增加項目實訓；其二是增加分組團隊協(xié)作性實驗；其三是與工程前沿結合。在教學方法方面，建議進一步提高實驗課的比重，圍繞知識點加強比較，與大學生創(chuàng)新計劃結合。本文有助于進一步推動課程教學改革，強化在CDIO工程教育理念指導下，學生在基礎知識、個人能力、團隊協(xié)作和工程實踐能力的全面提升，也有助于激發(fā)學生的創(chuàng)新精神。

參考文獻：

[1]丁有和.Oracle實用教程[M].第3版.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]孫風棟，王瀾.Oracle 11g數據庫基礎教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[3]強彥.大型關系數據庫Oracle教學模式的改進[J].計算機教育，2010，（6）：125-127.

[4]陸汝華，李亞蘭，李盛欣.Oracle數據庫實驗教學體系研究[J].電腦編程技巧與維護，2014，（12）：44-46.

[5]蘇俊英.開放式Oracle數據庫實驗教學體系研究與實踐[J].理工高教研究，2010，29（5）：120-123.