基于應用能力培養的高級數據庫技術教學改革

錢璐

摘 要： 高級數據庫技術作為信息相關專業的主干課程，側重于數據庫的管理與后臺程序設計，以滿足社會對應用型數據庫人才的需求。針對該課程目前存在的問題，提出以應用能力培養為導向的教學改革思路，優化教學內容、采用案例式教學、增加設計型實驗、完善教學資源并設置期末分組課程設計，以期提高學生對大型數據庫管理系統的設計、實現與管理能力。

關鍵詞： 數據庫技術； 應用能力； 教學改革； 案例式教學； 設計型實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）03-80-03

Abstract： Advanced database technology， as the main course of information related specialties， focuses on the management of the database and the design of the background program to meet the needs of the society for the talents of database application. Aiming at the existing problems of the course， the idea of teaching reform guided by application ability training is put forward， which the teaching content is optimized， the case-teaching method is used， the design-oriented experiments are added， the teaching resources are improved and the end of term grouped curriculum design is set up， so as to improve students' application ability of large database management system.

Key words： database technology； application ability； teaching reform； case-teaching method； design-oriented experiment

0 引言

隨著信息技術的快速發展，數據庫技術已成為管理信息系統的核心技術，企業對于應用型數據庫人才的需求也日益增加。作為浙江省首批應用型建設試點示范學院，我院依托母體高校的教學模式和改革思路，面向信息分院計算機科學與技術專業以及信息管理與信息系統專業，開設了一系列數據庫課程，包括數據庫原理、高級數據庫技術等。其中，數據庫原理是基礎，是低年級學生的必修課，該課程注重數據庫原理和系統設計介紹；高級數據庫技術是對數據庫原理的擴展和在應用層面上的提高[1]，是高年級學生的專業選修課，該課程注重數據庫的管理以及數據庫后臺程序設計。

相較于數據庫原理課程，高級數據庫技術是一門應用性和實踐性非常強的課程。然而縱觀該課程目前的理論教學和實驗教學環節，教學效果均不是很理想，學生對于數據庫程序設計的動手能力、對于實際問題的解決能力以及對于具體項目的實施能力均有所欠缺。因此，分析該課程目前存在的問題，以應用能力為導向[2]，從教學內容、教學方法和考核方式等方面進行教學改革和探索，具有十分重要的意義。

1 教學現狀分析

1.1 教學內容有待優化

作為數據庫系列課程的主干課程，數據庫原理和高級數據庫技術這兩門課程體現了理論和應用的有機結合。前者的教學重點為數據庫基本原理（包括關系型數據庫、查詢語言SQL等）和系統設計的六個階段；后者是對原理的擴展和在應用層面上的提高，其盡管是一門選修課，但其對于應用型數據庫人才培養非常重要，因此在培養方案中都會標注選課引導。

這兩門課的教學內容易出現重復現象。比如在數據庫原理課程中學生已掌握使用界面的方式創建數據庫、操作表結構和表數據，而后續課程又要求學生使用T-SQL命令來實現。枯燥的代碼和重復的內容，一定程度上會影響學生學習的積極性。

1.2 理論教學方法單一

高級數據庫技術課程的授課總學時數為64學時，其中理論32學時，實驗32學時。理論教學環節在多媒體教室進行，教師結合多媒體課件，將理論知識分點傳輸給學生，學生被動接受教學內容，缺乏與教師之間的互動，部分坐在后排的學生課堂參與度低。這種傳統的理論教學模式的教學效果相對較差，難以調動起學生的學習興趣與自主學習的積極性[3]。

1.3 實驗教學以驗證型為主

實驗課安排在實驗室進行，每位學生配有一臺電腦，學生根據老師的講義獨立完成實驗。但就目前設計的12個實驗來看，均驗證型實驗為主。比如通過定義一個只讀游標來逐行顯示學生表中的部分字段信息；通過創建觸發器來實現在學生表中刪除某一學生，該學生在選課表中的記錄同時被刪除。此類驗證型實驗的特點就是在明確實驗目的的同時，還給定了實現該實驗的具體技術和方法。學生在過于詳細的指導下按部就班執行實驗步驟，雖然對數據庫對象的操作有一定程度上的掌握，但涉及到具體項目的應用時，會缺乏使用SQL技術進行主動分析、思考和設計的能力[4]。

1.4 期末考核方式有待改進

高級數據庫技術是一門實踐性非常強的課程，當前的考核方式是以期末課程設計的形式。由教師選定一個關系數據庫模型，并給出包含表數據的數據庫備份文件以及需求文檔，學生根據要求進行數據庫的管理以及后臺程序設計，重點考查用戶自定義函數、游標、存儲過程以及觸發器等高級數據庫對象的設計與實現。該課程設計方式過于簡單，類似于更換了數據庫系統的多個驗證型實驗的疊加，并不能反映學生對于SQL Server數據庫應用系統設計、實現與管理的掌握情況。此外還存在學生之間相互抄襲的風險以及設計結果雷同難以評分等問題。

另外，從該課程的實驗教學環節到期末課程設計，都是以個人來完成，只注重學生個人技能的培養，而忽略了團隊協作能力的培養。而在實際應用中，一個大型數據庫應用系統的設計和開發往往是一個團隊共同協作的結果。因此以小組形式進行期末課程設計是非常有必要的。

2 基于應用能力培養的教學改革

近年來，浙江省眾多獨立院校面向經濟社會發展和人才培養需要，積極探索加強應用型建設的有效途徑和措施，努力培養高素質應用型人才。作為浙江省首批應用型建設試點示范學校，我院在應用型課程體系建設上具有一定的基礎和優勢。

2.1 明確教學目標，優化教學內容

簡單來說，高級數據庫技術課程就是學習一個具體的數據庫管理系統軟件——SQL Server，它是近年來國內外廣泛使用的大型數據庫管理系統。通過該課程的學習，幫助學生掌握該數據庫管理系統的設計、實現與管理能力。

在教學內容的設置上，應盡量避免與數據庫原理出現重復的現象。優化后的教學內容涉及數據庫系統的管理和數據庫后臺的程序設計。其中數據庫管理包括SQL Server服務器配置與管理、索引的規劃與管理、用戶角色和訪問權限管理等；數據庫后臺程序設計包括用戶自定義函數設計、游標操作與應用、存儲過程設計與實現、觸發器設計與使用等。

2.2 運用案例教學，易于學生掌握

高級數據庫技術課程的授課方式應以案例式教學法為主。盡管課程包含眾多相對獨立的知識點，但教師盡量選用一個既貼近學生生活又易于學生理解的實際數據庫應用案例，貫穿整個理論教學環節。例如選用教學管理數據庫作為課堂演示案例，包括選課表、開課表、學生表、教師表、課程表這五張表以及若干條記錄，從前期簡單的表結構操作、索引規劃到后期復雜的存儲過程、觸發器設計，均采用該案例進行演示，循序漸進、由淺入深地展現教學內容，既方便教師授課，也易于學生掌握。

同樣，在實驗教學環節，可以選擇與課堂演示不一樣的案例，適用于每次實驗。例如選用更接近于現實中企業組織和工作過程的項目管理數據庫，包括員工表、部門表、項目表、員工參與項目表這四張表以及若干條記錄。學生通過前期的實驗對表結構、表之間關系了如指掌，那么在后期進行較復雜的數據庫對象設計時，會更加得心應手。

通過兩個完整實例的演示與操作，幫助學生對大型數據庫應用系統有一個比較全面的認識，也為期末綜合型課程設計打下扎實的基礎。

2.3 增加設計型實驗，提升主動探索能力

驗證型實驗在很大程度不利于學生掌握具體數據庫技術的應用，因為在具體項目實施過程中，沒人會告知實現某一功能或某一目的的方法和過程，需要自己通過已掌握的數據庫知識去分析問題并使用SQL Server技術進行程序設計。因此在該課程的實驗教學環節應盡量減少驗證型實驗，而多設置一些設計型實驗。教師只負責擬定實驗目標，而不限制實現的方法，讓學生運用已掌握的知識和技術自主完成實驗的全過程。比如，設置實驗目標為向班級表中新增加的“班級人數”字段填充數據，學生可以設計一個通過班級號返回班級人數的標量函數，并通過調用該函數進行數據填充；也可以設計一個游標逐行讀取數據，并通過游標定位更新來實現這一目標。再比如，設計觸發器實驗時，不指定觸發器關聯的表與具體的功能，而是讓學生根據實際情況來設計多個觸發器，實現表間的參照完整性。

設計型實驗引導學生由被動接受實驗演示轉變為主動探索實驗實現的過程，有助于提升學生對于數據庫程序設計的動手能力，對于實際問題的分析和解決能力，從而進一步推進學生創新意識的培養。

2.4 完善教學資源，引導自主學習

我院于2014年引入網絡教學綜合平臺，并于2016年搭建起移動版網絡課堂，為實現教師與學生進行網上互動式教學提供了可能性。經過多個學期的建設與調整，高級數據庫技術課程的網絡教學平臺已初具規模。學生可以隨時上網，甚至使用手機、平板等移動終端來查看該課程的教學大綱、課程通知、教學資源、課程作業，提交課程實驗，進行在線測試，并在討論區向教師進行提問。

此外，教師還可以充分利用互聯網上豐富的資源，向學生推薦優秀的MOOC課程、精品共享教程等網絡教學資源[5]，引導學生在課后自主學習，鞏固理論基礎，探索技術前沿，增加學生對該課程學習的熱情及參與程度。

2.5 改革期末課程設計，注重團隊協作能力

優化后的期末課程設計采用分組協作的方式進行，由之前的教師選定課程設計題目改為教師指導學生自主選題。本著選題服務于實際應用的原則，教師提供多個數據庫應用方向供學生選擇，比如企業進銷存管理系統、客戶關系管理系統、網上購物庫存管理系統等，選題盡可能與企業實際生產過程相符合。學生自行組成3-5人團隊，在與教師的溝通與指導下選定主題，通過查閱文獻和資料、實際調研等方式，構建出與選題對應的關系數據庫模型，從而進行表與表數據模擬、用戶角色管理、以及對一些重要數據庫對象（用戶自定義函數、游標、存儲過程、觸發器）的設計，最終形成一份詳細的數據庫系統設計報告。

教師可以根據每組數據庫功能實現的準確性、合理性、完整性、可擴展性，以及SQL代碼和報告文檔的規范性等多方面進行綜合評價。時間允許情況下還可組織現場答辯，進一步了解小組每位成員對數據庫技術的掌握情況，避免存在部分學生搭便車的行為。

改革后的期末課程設計充分發揮學生主體作用，在實踐中相互學習、相互促進，提高學生對SQL Server技術應用能力的同時培養其團隊合作精神。

3 結束語

高級數據庫技術是一門實踐性和應用性很強的課程，本次教學改革的核心思路是在平時的教學過程中開展案例式教學法和設計型實驗教學，在期末設置以小組為單位的課程設計，幫助提升學生數據庫管理系統應用能力的同時，培養其主動思維和團隊合作意識。經過多個學期的探索與實踐，以應用能力培養為導向的高級數據庫技術教學改革，在我院取得了一定的成效。根據本屆信息管理與信息系統和計算機專業學生的畢業設計，可以看出學生能夠熟練使用SQL技術對數據庫管理系統進行設計、實現與管理。

本文提出的教改思路仍存在較大進步空間，比如作為財經類院校，如何將數據庫技術應用于金融、會計等領域并設置相關的實驗與課程設計，值得今后繼續探索與思考。

參考文獻（References）：

[1] 孟憲虎.面向應用型人才培養的數據庫系列課程體系和教學模式改革探索[J].計算機教育，2009.24：6-9

[2] 應新洋，劉慰，魏平.能力導向的應用型本科數據庫教學改革與實踐[J].大學教育，2015.6：98-99

[3] 張海燕，陳志泊，王春玲.《高級數據庫技術》課程教學改革的探討[J].教育教學論壇，2011.9：126-127

[4] 孟憲虎.信息管理類專業數據庫課程實驗教學模式研究[J].計算機教育，2011.1：60-64

[5] 夏英.研究生高級數據庫系統技術課程建設與實踐[J].計算機教育，2015.23：4-6