基于認知規律的數據庫課程教學設計

葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 710025）

基于認知規律的數據庫課程教學設計

葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 710025）

針對數據庫原理及應用課程的知識分類，結合數據庫課堂教學經驗，提出將課程按照學生學習的認知規律進行教學設計，合理安排課堂教學、實驗課、課程設計等的學時與次序，以期對教學過程產生積極作用并取得良好的教學效果。

認知規律；數據庫；教學設計；實踐教學

0 引 言

許多學生在學習數據庫課程時感覺很難，體現在兩方面：一是數據庫理論內容太抽象，不易學懂;二是數據庫實踐內容太繁雜，不易上手。事實上，數據庫課程具有理論知識抽象、實踐能力要求高、理論聯系實際緊密等特點，學生在學習過程中，常常出現對概念的理解似是而非、對實踐內容掌握得不深人、不能較好地將理論知識與實踐相結合等問題。究其原因，主要是教材和教學過程不符合人們的認知規律，僅按照數據庫理論的邏輯順序安排教學過程，從而容易導致部分學生學習不求甚解，聽不懂也學不會。

1 數據庫課程的認知規律

學習過程是一種認知過程，認知過程有其內在的規律，通過實踐發現真理，再通過實踐證明真理和發展真理。從對事物感性認識發展到理性認識，再用理性認識能動地指導感性認識，中間需要經過實踐、認識、再實踐、再認識，這種形式呈螺旋式上升，每一次循環的內容都會進人高一級的程度。這是人類認識過程的規律，揭示實踐和認識的辯證關系以及認識的產生和發展過程[1]。

教材將知識固化在紙上，編寫時需考慮內容的完整性和邏輯性，內容安排通常是對知識 “認識、再認識、實踐”的過程，一般的數據庫教材也是如此，而數據庫原理及應用課程則具有典型的“實踐、認識、再實踐、再認識”認知規律，二者之間并不相符。也就是說，在教學實施過程中，不能死板地照搬教材內容，而要注重學生的認知規律，認真梳理知識體系，靈活安排教學內容，優化課堂組織，重點在于進行合理的課程教學設計。

學生對數據庫原理及應用課程的認知過程需要解決4個問題：①數據庫是什么樣的？②數據庫為什么是這樣的？③自己怎樣構建數據庫？④還會出現哪些問題？對數據庫的認知規律可以用圖1表示。

為了解決學生認知過程的這4個問題，教學過程也相應地分為4個步驟：①向學生展示一個常用的數據庫應用系統和一種數據庫管理系統DBMS，讓他們感知數據庫的形態、結構、功能等，使學生對數據庫有一個感性、具體的認識，激發對數據庫的興趣，這屬于第一次“實踐”;②開展原理部分的講解，結合學生第一次獲得的感性“實踐”理解數據庫的概念，將知識上升到理性“認識”;③在理論講授過程中，經常穿插一些實驗，用不斷的“再實踐”提高對理論知識的認識，并通過課程設計加強對整體理論知識的總體掌握;④通過原理的拓展和引申，理解數據庫的設計理論、規范化理論、安全理論等，對數據庫的知識進行更進一步的“再認識”。

圖1 數據庫認知規律

2 課程教學設計

根據數據庫原理及應用教材內容進行分析，組織課堂上應講授的基本內容，進行課程的總體教學設計并根據情況進行優化，以適應學生的認知規律。

2.1 課程基本內容

數據庫原理及應用課程內容包含兩大部分，分別是數據庫原理部分和數據庫應用部分。在課程教學設計上，教師對這兩部分應分別有所側重并體現在課堂教學組織中。數據庫原理部分的內容主要包括數據庫的基本概念、設計思想和基于數學的基礎理論，以教師課堂講授為主;數據庫應用部分的內容主要有數據庫管理系統的操作、數據庫訪問技術、數據庫應用程序設計與實現等，以實踐操作為主。圖2列出數據庫原理及應用課程的基本內容。

數據庫原理部分的教學以課堂講授為主，核心圍繞數據庫系統的設計，講解數據庫的基本概念、關系代數、SQL語言、規范化設計、保護技術等，為學生全面理解數據庫系統的設計理論打下基礎。

數據庫應用部分的教學以實踐性教學和課程設計為主。教師應設置實驗項目，結合具體的數據庫管理系統（教學中選用SQL Server 2012），讓學生完成實踐項目的任務，理解數據庫原理部分的相關內容，培養設計和開發數據庫的綜合素質，提高實踐能力[2]。

2.2 課程教學設計

目前，各所大學的數據庫原理及應用課程安排的學時數不同，課程教學設計也有所不同。以火箭軍工程大學為例，相關專業開設的數據庫類課程為50學時。如何在這50學時內合理地安排理論和實踐教學內容，完成圖2中課程內容知識的學習，滿足教學目標的要求呢？

圖2 課程內容分類

一是選擇合適的教材，市面上數據庫類教材比較多，根據教學目標的不同，選擇內容合適和重點突出的教材非常重要[3];二是合理安排教學內容，理論教學與實驗課有機穿插安排，體現學生的認知規律，達到課堂教學收益最大化;三是分階段進行教學反饋，即在認知規律的“再認識”階段，形成對知識的總結性提高，從實踐中獲得對所學知識的體會。作者經過10余年數據庫課堂教學實踐，形成了一套行之有效的課程教學設計方案，以本科生50學時為例，詳見表1。

教師應將認知規律始終體現在表1的教學設計中，圍繞5次實驗課，形成5個知識模塊的“實踐-認識-再實踐-再認識”認知小循環;而對于整個課程，則圍繞課程設計形成認知規律的大循環。我們圍繞第一次實驗的認知過程看看它的認知規律。一開始，教師在課堂上講授第一章數據庫系統概述與關系模型，先讓學生回顧以前接觸過的數據庫系統，從寒暑假購買火車票的12306系統，到校園一卡通系統，再到圖書館的圖書管理系統等，這些便是第一次的實踐過程;然后教師開始講解數據庫的基礎知識和概念，這是第一次對知識的認識過程;接著經過第一次實驗，SQL Server數據庫環境創建，完成SQL Server 2012的安裝和配置，創建教材中的案例“大學教學管理”數據庫并建立相應的關系模型，建表、輸人數據等，這是對數據庫知識的第二次實踐，即再實踐;最后，通過講解第三章內容數據庫應用系統設計方法，掌握數據庫系統的整個設計過程和采用的方法，進一步掌握知識。

表1 數據庫原理及應用課程教學設計

課程設計在整個課程中起到非常重要的作用，可以說，課程設計便是整門課程認知過程中的“再實踐”[4]。由圖1可以看出，第一次實踐要解決“數據庫是什么樣的”這一問題，通過學生的生活常識和課程5次實驗可解決;由教師的課程內容講授解決“數據庫為什么是這樣的”這一問題，形成學生的第一次宏觀認識;通過課程設計將整門課程的知識貫通起來，解決“自己怎樣構建數據庫的”第二次實踐;隨后的課堂復習總結、撰寫課程設計報告、再學習等形成第二次認識，即解決數據庫“還有哪些問題”的過程。

3 結 語

通過對數據庫原理及應用課程認知規律的分析，根據課程學時合理安排課程的教學設計，我們在教學實施過程中取得了較好的效果。過去將實驗課和課程設計安排在課程的最后，使得學生往往在學習過程中一直弄不清楚“數據庫是什么樣的”這個問題，等到做完實驗解決這個問題后，又遺忘已經在課堂講授中講解過的問題“數據庫為什么是這樣的”，不能形成知識的往復交叉掌握。相比而言，筆者論述的教學設計在實際教學過程中，通過“實踐-認識-再實踐-再認識”的認知過程，將學生帶人認知的螺旋式上升中，令課堂效率和學生興趣大大提高，成績也穩步提升，尤其是學生的實踐動手能力得到很大提升。

[1] 殷彬, 袁傳懷, 陶安. 基于認知規律的數據庫教學探討[J]. 科技信息，2011(11):42-43.

[2] 李小遐. SQL Server數據庫課程設計與實施研究[J]. 中小企業管理與科技(上旬刊), 2013(1): 267-268.

[3] 李俊山, 羅蓉, 葉霞, 等. 數據庫原理及應用(SQL Server) [M]. 北京: 清華大學出版社, 2012.

[4] 趙剛, 侯志紅. 高校計算機專業數據庫規范化教學設計研究[J]. 遼寧科技學院學報, 2013(15): 58-59.

（編輯：宋文婷）

1672-5913(2017)01-0095-04

G642

2013年國家精品資源共享課程資助項目（教高司函[2013]129號）。

葉霞，女，副教授，研究方向為數據庫和指揮信息系統，yex_qing@163．com。