基于認(rèn)知規(guī)律的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學(xué) 信息工程系，陜西 西安 710025）

基于認(rèn)知規(guī)律的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學(xué) 信息工程系，陜西 西安 710025）

針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程的知識(shí)分類(lèi)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出將課程按照學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，合理安排課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等的學(xué)時(shí)與次序，以期對(duì)教學(xué)過(guò)程產(chǎn)生積極作用并取得良好的教學(xué)效果。

認(rèn)知規(guī)律；數(shù)據(jù)庫(kù)；教學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)踐教學(xué)

0 引 言

許多學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)課程時(shí)感覺(jué)很難，體現(xiàn)在兩方面：一是數(shù)據(jù)庫(kù)理論內(nèi)容太抽象，不易學(xué)懂;二是數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐內(nèi)容太繁雜，不易上手。事實(shí)上，數(shù)據(jù)庫(kù)課程具有理論知識(shí)抽象、實(shí)踐能力要求高、理論聯(lián)系實(shí)際緊密等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，常常出現(xiàn)對(duì)概念的理解似是而非、對(duì)實(shí)踐內(nèi)容掌握得不深人、不能較好地將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合等問(wèn)題。究其原因，主要是教材和教學(xué)過(guò)程不符合人們的認(rèn)知規(guī)律，僅按照數(shù)據(jù)庫(kù)理論的邏輯順序安排教學(xué)過(guò)程，從而容易導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)不求甚解，聽(tīng)不懂也學(xué)不會(huì)。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)課程的認(rèn)知規(guī)律

學(xué)習(xí)過(guò)程是一種認(rèn)知過(guò)程，認(rèn)知過(guò)程有其內(nèi)在的規(guī)律，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)真理，再通過(guò)實(shí)踐證明真理和發(fā)展真理。從對(duì)事物感性認(rèn)識(shí)發(fā)展到理性認(rèn)識(shí)，再用理性認(rèn)識(shí)能動(dòng)地指導(dǎo)感性認(rèn)識(shí)，中間需要經(jīng)過(guò)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)，這種形式呈螺旋式上升，每一次循環(huán)的內(nèi)容都會(huì)進(jìn)人高一級(jí)的程度。這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)過(guò)程的規(guī)律，揭示實(shí)踐和認(rèn)識(shí)的辯證關(guān)系以及認(rèn)識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程[1]。

教材將知識(shí)固化在紙上，編寫(xiě)時(shí)需考慮內(nèi)容的完整性和邏輯性，內(nèi)容安排通常是對(duì)知識(shí) “認(rèn)識(shí)、再認(rèn)識(shí)、實(shí)踐”的過(guò)程，一般的數(shù)據(jù)庫(kù)教材也是如此，而數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程則具有典型的“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”認(rèn)知規(guī)律，二者之間并不相符。也就是說(shuō)，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，不能死板地照搬教材內(nèi)容，而要注重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，認(rèn)真梳理知識(shí)體系，靈活安排教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課堂組織，重點(diǎn)在于進(jìn)行合理的課程教學(xué)設(shè)計(jì)。

學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程的認(rèn)知過(guò)程需要解決4個(gè)問(wèn)題：①數(shù)據(jù)庫(kù)是什么樣的？②數(shù)據(jù)庫(kù)為什么是這樣的？③自己怎樣構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)？④還會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題？對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的認(rèn)知規(guī)律可以用圖1表示。

為了解決學(xué)生認(rèn)知過(guò)程的這4個(gè)問(wèn)題，教學(xué)過(guò)程也相應(yīng)地分為4個(gè)步驟：①向?qū)W生展示一個(gè)常用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)和一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS，讓他們感知數(shù)據(jù)庫(kù)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等，使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有一個(gè)感性、具體的認(rèn)識(shí)，激發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的興趣，這屬于第一次“實(shí)踐”;②開(kāi)展原理部分的講解，結(jié)合學(xué)生第一次獲得的感性“實(shí)踐”理解數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，將知識(shí)上升到理性“認(rèn)識(shí)”;③在理論講授過(guò)程中，經(jīng)常穿插一些實(shí)驗(yàn)，用不斷的“再實(shí)踐”提高對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)對(duì)整體理論知識(shí)的總體掌握;④通過(guò)原理的拓展和引申，理解數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)理論、規(guī)范化理論、安全理論等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)進(jìn)行更進(jìn)一步的“再認(rèn)識(shí)”。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)認(rèn)知規(guī)律

2 課程教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用教材內(nèi)容進(jìn)行分析，組織課堂上應(yīng)講授的基本內(nèi)容，進(jìn)行課程的總體教學(xué)設(shè)計(jì)并根據(jù)情況進(jìn)行優(yōu)化，以適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

2.1 課程基本內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程內(nèi)容包含兩大部分，分別是數(shù)據(jù)庫(kù)原理部分和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用部分。在課程教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師對(duì)這兩部分應(yīng)分別有所側(cè)重并體現(xiàn)在課堂教學(xué)組織中。數(shù)據(jù)庫(kù)原理部分的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、設(shè)計(jì)思想和基于數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論，以教師課堂講授為主;數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用部分的內(nèi)容主要有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的操作、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等，以實(shí)踐操作為主。圖2列出數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程的基本內(nèi)容。

數(shù)據(jù)庫(kù)原理部分的教學(xué)以課堂講授為主，核心圍繞數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，講解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、關(guān)系代數(shù)、SQL語(yǔ)言、規(guī)范化設(shè)計(jì)、保護(hù)技術(shù)等，為學(xué)生全面理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論打下基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用部分的教學(xué)以實(shí)踐性教學(xué)和課程設(shè)計(jì)為主。教師應(yīng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，結(jié)合具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（教學(xué)中選用SQL Server 2012），讓學(xué)生完成實(shí)踐項(xiàng)目的任務(wù)，理解數(shù)據(jù)庫(kù)原理部分的相關(guān)內(nèi)容，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合素質(zhì)，提高實(shí)踐能力[2]。

2.2 課程教學(xué)設(shè)計(jì)

目前，各所大學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程安排的學(xué)時(shí)數(shù)不同，課程教學(xué)設(shè)計(jì)也有所不同。以火箭軍工程大學(xué)為例，相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)課程為50學(xué)時(shí)。如何在這50學(xué)時(shí)內(nèi)合理地安排理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，完成圖2中課程內(nèi)容知識(shí)的學(xué)習(xí)，滿足教學(xué)目標(biāo)的要求呢？

圖2 課程內(nèi)容分類(lèi)

一是選擇合適的教材，市面上數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)教材比較多，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的不同，選擇內(nèi)容合適和重點(diǎn)突出的教材非常重要[3];二是合理安排教學(xué)內(nèi)容，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課有機(jī)穿插安排，體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，達(dá)到課堂教學(xué)收益最大化;三是分階段進(jìn)行教學(xué)反饋，即在認(rèn)知規(guī)律的“再認(rèn)識(shí)”階段，形成對(duì)知識(shí)的總結(jié)性提高，從實(shí)踐中獲得對(duì)所學(xué)知識(shí)的體會(huì)。作者經(jīng)過(guò)10余年數(shù)據(jù)庫(kù)課堂教學(xué)實(shí)踐，形成了一套行之有效的課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案，以本科生50學(xué)時(shí)為例，詳見(jiàn)表1。

教師應(yīng)將認(rèn)知規(guī)律始終體現(xiàn)在表1的教學(xué)設(shè)計(jì)中，圍繞5次實(shí)驗(yàn)課，形成5個(gè)知識(shí)模塊的“實(shí)踐-認(rèn)識(shí)-再實(shí)踐-再認(rèn)識(shí)”認(rèn)知小循環(huán);而對(duì)于整個(gè)課程，則圍繞課程設(shè)計(jì)形成認(rèn)知規(guī)律的大循環(huán)。我們圍繞第一次實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知過(guò)程看看它的認(rèn)知規(guī)律。一開(kāi)始，教師在課堂上講授第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述與關(guān)系模型，先讓學(xué)生回顧以前接觸過(guò)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，從寒暑假購(gòu)買(mǎi)火車(chē)票的12306系統(tǒng)，到校園一卡通系統(tǒng)，再到圖書(shū)館的圖書(shū)管理系統(tǒng)等，這些便是第一次的實(shí)踐過(guò)程;然后教師開(kāi)始講解數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)知識(shí)和概念，這是第一次對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)過(guò)程;接著經(jīng)過(guò)第一次實(shí)驗(yàn)，SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境創(chuàng)建，完成SQL Server 2012的安裝和配置，創(chuàng)建教材中的案例“大學(xué)教學(xué)管理”數(shù)據(jù)庫(kù)并建立相應(yīng)的關(guān)系模型，建表、輸人數(shù)據(jù)等，這是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)的第二次實(shí)踐，即再實(shí)踐;最后，通過(guò)講解第三章內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和采用的方法，進(jìn)一步掌握知識(shí)。

表1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)在整個(gè)課程中起到非常重要的作用，可以說(shuō)，課程設(shè)計(jì)便是整門(mén)課程認(rèn)知過(guò)程中的“再實(shí)踐”[4]。由圖1可以看出，第一次實(shí)踐要解決“數(shù)據(jù)庫(kù)是什么樣的”這一問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生的生活常識(shí)和課程5次實(shí)驗(yàn)可解決;由教師的課程內(nèi)容講授解決“數(shù)據(jù)庫(kù)為什么是這樣的”這一問(wèn)題，形成學(xué)生的第一次宏觀認(rèn)識(shí);通過(guò)課程設(shè)計(jì)將整門(mén)課程的知識(shí)貫通起來(lái)，解決“自己怎樣構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的”第二次實(shí)踐;隨后的課堂復(fù)習(xí)總結(jié)、撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告、再學(xué)習(xí)等形成第二次認(rèn)識(shí)，即解決數(shù)據(jù)庫(kù)“還有哪些問(wèn)題”的過(guò)程。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程認(rèn)知規(guī)律的分析，根據(jù)課程學(xué)時(shí)合理安排課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)施過(guò)程中取得了較好的效果。過(guò)去將實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)安排在課程的最后，使得學(xué)生往往在學(xué)習(xí)過(guò)程中一直弄不清楚“數(shù)據(jù)庫(kù)是什么樣的”這個(gè)問(wèn)題，等到做完實(shí)驗(yàn)解決這個(gè)問(wèn)題后，又遺忘已經(jīng)在課堂講授中講解過(guò)的問(wèn)題“數(shù)據(jù)庫(kù)為什么是這樣的”，不能形成知識(shí)的往復(fù)交叉掌握。相比而言，筆者論述的教學(xué)設(shè)計(jì)在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)“實(shí)踐-認(rèn)識(shí)-再實(shí)踐-再認(rèn)識(shí)”的認(rèn)知過(guò)程，將學(xué)生帶人認(rèn)知的螺旋式上升中，令課堂效率和學(xué)生興趣大大提高，成績(jī)也穩(wěn)步提升，尤其是學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力得到很大提升。

[1] 殷彬, 袁傳懷, 陶安. 基于認(rèn)知規(guī)律的數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)探討[J]. 科技信息，2011(11):42-43.

[2] 李小遐. SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)與實(shí)施研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊), 2013(1): 267-268.

[3] 李俊山, 羅蓉, 葉霞, 等. 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用(SQL Server) [M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2012.

[4] 趙剛, 侯志紅. 高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J]. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2013(15): 58-59.

（編輯：宋文婷）

1672-5913(2017)01-0095-04

G642

2013年國(guó)家精品資源共享課程資助項(xiàng)目（教高司函[2013]129號(hào)）。

葉霞，女，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)和指揮信息系統(tǒng)，yex_qing@163．com。