遞進式數據庫實踐教學體系的研究

摘要：數據庫是一門和實際應用緊密結合的課程。筆者針對當前數據庫實踐教學中存在的問題，提出了遞進式數據庫實踐教學體系，以加強學生綜合分析能力、實踐能力以及創新能力的培養。該教學體系通過基礎型實驗、綜合設計型實驗和創新型實驗3個不同層次的實踐教學形式引導學生學習，并強調在實驗過程中應采取的實踐教學方法、教學手段和考核方式，在實際教學中取得了較好的效果。

關鍵詞：數據庫；實踐教學；實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）41-0242-03

數據庫課程作為一門重要的基礎課，其理論性、實踐性與應用性都非常強。這門課程要求學生在掌握數據庫理論知識的基礎上，還要具有較強的數據庫設計、數據庫應用系統開發和管理能力，能夠靈活運用數據庫技術解決實際應用問題。為此，很多高校都增加了實踐教學的學時以加強培養學生的實踐能力和創新能力。但通過教學工作和教學調研發現，在數據庫實驗教學中還存在以下問題：

1.實踐教學的內容沒有緊跟當前形勢和體現社會需求，造成人才培養與實際需求脫節。

2.雖然很多高校都提供課程學習網站來支持自主學習和課程管理，但大多數網站都以教學內容呈現為主，缺乏對學生的有效引導，不能滿足個性化學習需求。

3.在實踐教學過程中，缺乏有效的過程監控機制，使得實踐教學最后流于形式，學生糊弄交差，沒有達到實踐教學的目的。

4.在傳統的教學中一般采用課堂教學與上機實驗相結合的教學方式，在課堂上以老師講解為主，學生在上機實驗時才能動手驗證。由于受實驗室和時間的限制，課程講解的內容和上機實驗之間有時會有比較長的間隔，這使得學生在上機時已經忘記老師課堂所講的大部分內容，上機的質量和效率難以得到保證，使學生漸漸失去了對數據庫課程的學習興趣[1]。

5.目前很多院校的數據庫課程都是依托微軟的Access、SQL Server平臺來展開教學和實踐。這使得學生對Access和SQL Server比較熟悉，但對其他主流數據庫產品（如Oracle、DB2等）不熟悉，而Oracle、DB2在數據庫市場中占據非常重要的份額，許多單位需要熟練掌握這種大型數據庫產品的人才。這樣，就出現學生畢業后不能很快勝任工作的情況。針對上述問題，結合我院多名老師的數據庫教學經驗，我院從實踐教學的內容安排、教學方法和考核方式上進行改革，提出了遞進式數據庫實踐教學體系，旨在激發學生學習的自主性和積極性，讓學生在掌握數據庫理論知識的同時，能夠利用所學知識解決實際問題，提高學生實際動手能力，滿足當今社會對數據庫人才素質和能力的新要求。

一、遞進式數據庫實踐教學體系

“遞進式”是指后一階段以前一階段為基礎，有層次、有階段地不斷創新深化的模式[2]。將“遞進式”模式運用在數據庫實踐教學中，主要體現在以下兩個方面：

1.依托課程實驗、課程設計和課外實訓等多種教學形式，將實驗分為基礎型實驗、綜合設計型實驗和創新型實驗3個層次。通過這種從簡單到深入，從模仿到創新的不斷深化的模式來引導學生進行數據庫實踐活動，加深對理論知識的理解，提高學生的數據庫實踐能力和創新能力。

2.由于Oracle、DB2等數據庫具有知識體系復雜、入門難的特點，所以在課程設置上，首先開設了基于SQL Server的“數據庫系統基礎”課程，在此基礎上，學生還可以繼續選修Oracle、DB2等數據庫課程，如圖1所示。這些選修課屬于技能性課程，更偏重于訓練和考查學生的實踐、操作和對數據庫管理的能力而非側重理論知識。通過這種遞進式方式，使學生具備較強的數據庫技術基礎和動手能力，提高學生學習新知識的能力。

二、實踐教學層次

數據庫實踐教學層次包含了基礎型實驗、綜合設計型實驗和創新型實驗。

1.基礎型實驗。基礎型實驗使學生在數據庫應用、數據庫管理方面得到實踐的基本訓練，可以加深對所學內容的理解，增強理論教學的效果[3]。在設置實驗內容時，注重每個專業的特點、層次性和實用性。我院共有信息管理與信息系統、計算機審計、電子商務、信息安全和管理科學等5個專業。教師在設計實驗內容時，結合專業的培養目標選擇實驗內容，如在信息管理與信息系統專業中，設置了數據庫訪問技術（通過ADO.NET訪問數據庫）的實驗來培養學生的開發能力，而計算機審計專業則改成了數據的導入/導出實驗來培養學生對多種數據源的采集能力。除此之外，還注意各實驗之間的連貫性。教師根據專業特點，選擇有實際意義的實驗項目供學生完成，如在信息管理與信息系統專業中，基于“訂貨管理信息系統的設計與實現”項目案例，設計了一系列的驗證和設計類上機實驗，供學生在實驗課上逐步分階段完成。設計的基礎型實驗包含數據庫的創建與管理、表的創建與管理、數據操縱、數據查詢、視圖的創建與管理、存儲過程與觸發器、用戶和權限管理、數據庫備份和恢復、并發控制、數據庫訪問技術等。這些實驗涉及數據庫及其對象的創建、使用、管理和維護等各個方面的基本操作，需要和課堂教學相輔相成，可在SQL Server、Oracle和DB2平臺上完成。

2.綜合設計型實驗。由于每個基礎型實驗針對的是某個范圍的知識點，具有一定局限性，因此在“數據庫系統基礎”課程后期安排了20學時的課程設計。該課程設計屬于綜合設計型實驗，要求學生選擇一個具有一定實用價值的項目，利用數據庫設計工具，完成整個系統的數據庫設計并構造目標數據庫，滿足信息需求和處理需求。課程設計采用分組方式，由2-3名學生完成。在小組里，每人都有明確的分工，通過這種分工協作、共同完成設計任務來鍛煉學生的交流溝通、團隊合作的能力。在課程設計的實施過程中，采用教師引導，學生自主為主的方式。學生可以通過互聯網、校園網、課程學習網站和圖書館查找相關資料，在實踐中思考如何合理設計表及其結構，表和表之間的聯系是什么，系統有哪些角色和權限，系統的備份策略是什么等問題。通過這種有針對性的訓練，一方面促使學生對數據庫的基本概念、基本原理和技術的深入理解和掌握，另一方面有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。

3.創新型實驗。創新型實驗項目包括學生從現實生活中提煉出的創新項目以及教師根據科研項目提煉出的創新項目。學生可以向學校提出項目申請，如果批準之后將會得到一些經費用于創新探索。除此之外，還可以通過參加學科競賽來提高創新能力。自2009年起，我院每年都與企業合作開展數據庫競賽，如2009年的Sybase杯數據庫應用大賽、2010-2013年的Oracle杯數據庫應用大賽。競賽采用組隊（2-3人）的方式報名參賽，選題方式為開放選題，可以選擇與數據庫應用相關的主題（如：數據庫設計、網站開發、移動數據庫應用開發、數據庫應用解決方案等）。在指導老師的引導下，學生可以盡情地拓展思路，選擇具有創新和實用性的題目，然后根據選定的題目，分工協作完成作品。由于是學生自己選擇的題目，這將極大地激發他們的學習興趣和創新意識。學生在完成作品的過程中，會面臨很多問題，這將鍛煉他們的自主學習能力和解決問題的能力。通過選拔推薦，我院每年都有參賽隊進入中國大學生計算機大賽的決賽，并取得好成績，如在2012年獲得了1個一等獎和2個二等獎[4]。從大學生科技創新項目和數據庫競賽的結果中可以發現，學生的數據庫實踐能力、創新能力和自主學習能力均有了一定的提高。創新型實驗對學生的數據庫理論與實踐水平的提高所起的作用也進一步顯現出來。

三、實踐教學手段和方法

為了達到數據庫實踐教學的目的，必須采用多種實踐教學手段和方法。

1.充分利用網絡教學資源，調動學生自主學習能力。為了共享學習資源、強化課程學習內容、彌補課時不足，我院建立了數據庫課程學習網站[5]。在實踐教學方面，網站除了提供常規的實驗及實驗報告的管理、學習交流等功能外，還提供以下功能來滿足學生自主學習和個性化學習需求：①支持對文本、視頻、圖像等多種類型的學習資源進行管理，學生可以利用這些資源進行自主學習，了解數據庫學科的發展動態和最新技術。例如：教師把一些操作性強或有一定難度的實驗（如數據庫安裝、并發控制等）制作成視頻放在網站上，指導學生學習和實驗；對于一些擴展知識或實驗（如DDL觸發器）也可以放在網站上供學生選學；②對創新型實踐項目和參加數據庫學科競賽的實踐項目進行管理，為培養學生的自主創新能力提供一個管理平臺。

2.多元化的實驗教學方法。教學方法在實現教學目標中起著非常重要的作用。結合前面提出的遞進式數據庫實踐教學體系，針對不同的實驗教學層次和教學內容，采用相適應的教學方法。例如：當學生在實踐過程中遇到難于理解的問題時，教師可以采用啟發式教學方式讓學生學會思考，鼓勵學生進行探究式的學習，而對于普遍存在的問題則通過集中演示，引導學生主動完成實驗[6]；在課程設計、科技創新項目、學科競賽的實踐環節中，可以采用項目驅動教學法、團隊合伙式教學法來培養學生的團隊協作精神、交流能力、分析問題和解決問題的能力；由于不同數據庫之間既有相似之處，又有不同，學生在學習過程中容易混淆，有的甚至是學一門忘一門，因此，在Oracle、DB2課程的實踐教學中，采用比對式教學法，對各DBMS（數據庫管理系統）的體系結構、SQL語法、安全控制、數據備份與恢復等內容上進行比對，讓學生能夠快速地掌握這些大型數據庫的應用。

3.開放的實驗平臺。僅靠教學計劃里安排的課時無法滿足教學的需要，為了便于學生利用課余時間上機，實驗室采取了開放的機制，保障學生在非教學時間能夠進行自主的實踐活動。實驗室還提供了數據庫創新型實驗項目，供學生實踐，這樣在時間和空間上增加了實踐教學的靈活性，有助于培養學生的創新能力。

4.加強與IT企業合作和課外實訓。為了加強學生的實踐能力和創新能力，提高學生的就業質量，我院加大了與IBM、Oracle和微軟等企業的合作。主要的合作形式和實訓有：①IBM、Oracle和微軟為數據庫課程組的教師提供課程和認證培訓，以提高教師的實踐水平；②建立IBM聯合人才培養基地；③將IBM的認證考試（DB2 302A，DB2 730，DB2 731）作為選修課，讓學生選修。以此加強實訓，提高學生的就業能力；④安排學生參與甲骨文培訓機構的實訓——“電子商務平臺（EBP）系統實訓”，讓學生熟悉軟件架構，提高系統開發能力。

四、實踐教學考核方式

傳統的考核方式比較簡單，沒有注重階段性考核，這樣不能全面客觀地反映學生的實際水平，對教學起不到應有的考查作用，還阻礙學生技能的培養和創造力的提高。為此，需要對傳統的考核方式進行改革，加大對學生學習過程的檢驗和監督，采用多樣考核和多次考核相結合的方法，具體如下：

1.“數據庫系統基礎”課程考核方法。將課程考核分為三個部分，即期末考試（50%）、實驗成績（20%）和平時成績（30%），其中期末考試主要考查基本概念及基本理論，實驗成績考查學生的數據庫操作及設計能力，平時成績考查學生平時表現和平時學習的效果，包含隨堂測驗、階段性測驗、考勤、實驗完成情況和作業情況[7]。期末考試采用筆試方式，在題型上增加了綜合題，主要考核學生將理論知識運用到實際應用的能力。實驗成績采用上機考試方式，考核內容包括：SQL、數據庫編程（游標、存儲過程、觸發器的應用）和數據庫管理。

2.數據庫課程設計的考核方法。數據庫課程設計為綜合設計型實驗，教師只給出了基本要求，學生需要選題、設計、實踐和撰寫課程設計報告。課程設計的成績評定一般包括如下步驟：①首先根據分工進行小組內自評，根據貢獻大小和能力排出名次；②教師檢查各小組所研制的系統，并對學生提交的報告進行評判；③分小組進行答辯，組長做系統綜述，每個成員敘述自己完成的工作；④具有創新和實際意義的題目適當加分；⑤最后教師做出綜合評判、并給出成績，成績為五級制。在整個課程設計中，教師要進行過程性監督，要求學生提交階段性報告和成果，如：需求分析報告、系統設計報告和設計結果等。這樣便于教師及時發現問題，并給出相應的指導。

3.“Oracle數據庫系統”“DB2 Family Fundamental”等選修課的考核方法。Oracle、DB2等數據庫選修課采用上機考試（70%）+平時成績（30%）的考核方式。上機考核的內容包括數據庫管理、數據庫對象管理和數據操作等。平時成績包含考勤、實驗完成情況和作業情況，另外還要求學生查閱文獻資料，撰寫主流數據庫某一專題的技術報告作為平時成績。

按照上述教學方法、教學手段和考核方式，我院在數據庫實踐中采用遞進式數據庫實踐教學體系，學生的學習能力、設計能力和實際動手能力得到了增強。學生的綜合素質在循序漸進的實踐教學過程中不斷得到鍛煉和提高，從而成為社會所需要的人才。

參考文獻：

[1]馬春梅，高仲合，禹繼國等.CDIO模式下數據庫系統概論課程的教學改革與實踐[J].計算機時代，2012，20（8）：55-57.

[2]段輝艷，羅麗琳.遞進式法學實踐教學體系的探討與實踐[M].北京：知識產權出版社，2013.

[3]符蘊芳.“數據庫原理與應用”實驗教學模式探索[J].實驗技術與管理，2011，28（8）：291-293.

[4]車蕾，崔巍，王曉波等.數據庫實踐類課程體系優化方案研究[J].中國電力教育，2013，34（12）：154-155.

[5]北京市精品課程數據庫系統基礎教學網站[EB/OL].http：//dbcourse.bistu.edu.cn..

[6]金梅，郭媛，滕艷平等.高校數據庫原理課程實踐教學改革研究[J].高師理科學刊，2013，33（1）：84-86.

[7]白彥輝.“數據庫原理”課程考核方式的改革與實踐[J].赤峰學院學報（自然科學版），2012，28（12）：200-202.