數據庫課程的案例迭代式教學方法探索

郝建東+匡家慶+張賽男

摘 要：針對現代多媒體教學環境下，數據庫課程教學過程中暴露的理論知識抽象難以理解、教學方法傳統單一等弊端和問題，探索新的教學改革方法，以案例為依托，通過“感性認知-理性理解-鞏固升華”三個階段的不斷迭代，不斷激發學生的學習熱情和興趣，提高學生的積極性，發揮學生的創新能力，改善數據庫課程的教學效果。經過教學實踐證明，此方法不僅培養了學生的實踐設計能力，也扎實了學生的理論認知，學生反饋較好。

關鍵詞：數據庫；迭代；案例；教學方法

中圖分類號：TP311.13 文獻標識碼：A

Abstract：In the background of the modern multimedia teaching environment，the paper analyzes the problems in the database course and studies a new teaching method based on cases.This new method consists of three main iterative processes named as Cognition-theory-actualization，which stimulates students' interest and learning enthusiasm，develops their innovational abilities and improves teaching effect.The teaching practice proves that the iterative teaching method is effective in cultivating students' practical design capability and enhancing students' theoretical knowledge of database.

Keywords：database；iteration；case；teaching method

1 引言（Introduction）

數據庫已成為信息化社會中信息資源與開發利用的基礎，是構成信息系統的重要組成部分。而作為計算機領域最為廣泛的應用技術之一的數據庫技術，它的應用占據了計算機應用的70%以上。因此，掌握數據庫理論知識和熟練運用數據庫技術，已經成為計算機專業及信息領域相關專業學生的必修技能[1，2]。教育部早已將數據庫課程列為高等學校計算機科學與技術專業公共核心課程之一。

數據庫的課程內容較多較散，理論篇幅呈現多而抽象的特點，同時又需要與實踐相結合，是一門難教又難學的課程。教師如果在教學過程中只是按照教材平鋪直敘講解，學生不僅沒有直觀的感知，無法領會理論要領，而且對一些重要的原理性的知識也很難深刻理解和掌握，漸漸失去對本門課程的興趣。在實驗教學中，如果只是簡單的SQL語言查詢實驗，沒有實際項目的結合，無法調動學生的積極性，鍛煉動手能力和主觀能動性，更無法認識到數據庫在計算機體系中如何應用，體會數據庫的重要性[3，4]。因此，在數據庫課程的教學過程中，積極探索行之有效的教學方法，使學生理論知識過硬，實踐能力過強，是每一個教學工作者必須持續不斷研究的課題。

2 數據庫課程教學現狀（The current teaching status

of the database course）

目前，大多數的課程，包括數據庫課程，教學仍然會采取傳統式教學方法，教師始終處于主動講授傳輸，學生只能被動接受。久而久之，這種教學方式的弊端不斷暴露，產生的教學效果也差強人意，主要表現在幾個方面[5]。

2.1 學生的積極性和自學能力較低

學生經過多年的灌輸式學習后，習慣了強壓式的被動學習。進入大學后，沒有了高中老師式的鞭策，學生變得茫然，自控能力較差，各種外界因素的誘惑，導致學習積極性下降，自學能力尚處于較低的層次或剛開始形成。而數據庫是一門理論知識比較多而抽象、難以理解的課程，需要學生能夠認真有耐性地理解和想象。許多學生無法堅持自學和課堂認真聽講理解，漸漸對數據庫失去了學習興趣和動力。

2.2 教學手段單一

目前數據庫課程的課堂教學主要是教師結合課件PPT講解[5]，學生聽課的教學模式。在這種教學模式中，教師將課程內容全部放在了PPT里，依賴于幻燈片逐步解釋，甚至省去了傳統教學中的板書環節，導致課程內容很多，速度較快，學生需要快速反應，跟上教師的節奏，聽課效率比較低。其次長時間高度集中精力，快速反應，容易造成學生疲勞，無法整節課程全部堅持，逐漸失去興趣。

2.3 局限于教材順序

在實際的教學過程中，大多數的教師依然會沿用傳統的教學模式，按照教材的章節順序依次準備教學內容，先理論教學，再安排實驗。例如，一般在教學安排中首先介紹數據庫系統概論，再講解關系數據模型及其操作，講述SQL語言的使用和查詢優化，其次講解事務管理，最后介紹數據庫設計流程以及數據庫編程、新技術。在課程安排的后半部分，才開始安排SQL語言及其他實驗。這樣的教學實施盡管學生掌握了數據庫的相關基本知識，但沒有形成一個完整的體系架構和設計理念，容易遺忘，只能應付期末考試，學生最終真正有印象的只是SQL語言的簡單用法，違背了人才培養的初衷。

2.4 理論知識講授較難

按照傳統模式教學，首先講授的是一大部分的理論基礎知識，抽象難以理解。學生在學習數據庫課程之前，基本上對數據庫一無所知，更不了解數據庫管理系統及軟件的使用，對理論知識的學習無法形成比較形象的認識，只能先以死記硬背的形式記住所有概念，基礎不牢固，造成數據庫很難學的錯誤印象，從課程初始打擊了學生學習的積極性。而后期的實驗設計乃至理論的開展，需要掌握較好的基礎，否則學生難以獨自完成任務，導致幾十個學生的設計方案只有兩三個版本，達不到教學效果。endprint

2.5 實驗過于簡單和獨立

實驗課的安排一般包括驗證性實驗和設計性實驗，甚至會安排創新性實驗。非計算機專業的學生可能由于課時的限制，只安排了驗證性實驗。在這些實驗中，依托的實驗數據基本都是與學生學習生活相關的較為簡單的數據庫，例如“學生選課數據庫”“圖書管理數據庫”等。這些數據庫不能覆蓋課程所有知識點，沒法使學生實踐數據庫設計、管理中的各個階段、各個方面的主要技術，妨礙學生實踐能力的提升和拓展。同時需要其他數據庫案例實踐未覆蓋的實驗內容，造成實驗過程相對獨立，不貫通。

3 案例迭代式教學方法探索（Study on the iterative

teaching method based on cases）

傳統的教學方式始終以教師為主體，按照教材章節，依次灌輸知識，學生始終處于被動接受狀態，抹殺了學員的主動性和積極性，違背了教學初衷，導致學員的知識掌握不牢，教學效果不佳。案例迭代式教學方法從認識事物的客觀規律出發，以案例為依托[6]，融合多種教學手段，不斷迭代[7]，重視激發學生主動認知、主動總結、主動應用創新，真正做到以學生為中心，以學以致用為宗旨，達到教學目標。經過迭代式教學的實踐探索，我們將教學過程主要分為三次迭代。

3.1 第1次迭代——感性認知（驗證性實驗）

現在的大學生對計算機的常用操作都比較熟悉，對于一個軟件的安裝和軟件基本界面可以通過類比知道大概的步驟和操作，而且喜歡使用計算機完成各項工作。加之在前期的學習中，已經學習過程序設計語言基礎，對于語言的學習方法有些經驗，完全可以在課程的前期安排一些實驗課時，要求學生完成一些數據庫的基本操作。但是內容不能過于復雜和難解，例如對數據庫管理系統軟件SQL SERVER EXPRESS 2014的安裝和結構介紹，以一個完整的、簡單的數據庫案例為基礎，如學生選課數據庫，完成數據庫的定義、學生表、課程表和選課表的創建，數據的輸入、簡單的數據查詢、更新等基本操作。學生可以跟著教師自制的操作視頻一步一步完成操作，記下自己的疑惑問題。本階段的宗旨在于使學生能夠對數據庫及其作用有一個具體的、直觀的認識，培養學生對數據庫的興趣，以及迫切想要深入掌握數據庫技術的愿望。

3.2 第2次迭代——理性理解（理論傳授）

學生在感性認識數據庫后，及時幫助學生提升到理性認知數據庫，完善學生的數據庫理論知識架構，使學生對數據庫及其技術能有更加深入、準確的理解。本階段主要講解數據庫技術的發展、體系結構、數據模型及其操作、規范化設計、事務管理等理論知識。驗證性實驗使學生知道了什么是數據庫、怎么樣使用數據庫，不再是抽象得不知為何物。教師可以緊密結合第一階段的學習成果，講述本階段的理論內容。學生在聽課時，對數據庫有了第二次更加具體、深入、完善的認知，對于在第一階段操作學習中無法理解或不理解的知識點可以帶著問題聽講，進一步查漏補缺尋求答案。實踐證明，本階段的教學不再是難教又難學的部分，教師可以比照實驗所用具體的數據庫管理系統軟件講述理論，學生根據實踐經驗學習理論知識不再覺得虛無縹緲無法理解。

3.3 第3次迭代——鞏固升華（綜合應用）

第三次迭代是在前兩次的基礎上，綜合運用所學知識，解決實際數據庫設計問題。此階段以較為復雜的案例為基礎，盡量能夠覆蓋所有的各主要知識點，例如在實際教學過程中，我們結合學生的實際情況選擇了模擬武器裝備的管理需求，要求學生設計并實施武器裝備管理系統。遵循數據庫系統設計流程，一步一步完成系統需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、實施與維護等步驟，體會數據庫從無到有到維護的整個過程。通過綜合性實驗，希望學生能夠自己動手，學以致用，發揮主動性、協作精神、創新精神，在鞏固理論的同時真正掌握數據庫技術，達到課程目標。

三次的迭代教學，由淺入深，由易入難，內容覆蓋從小到大，逐步完成所有課程內容的傳授和講解，反復捶打核心內容，加深學生對重難點內容的理解；從直觀的能看得到的實際操作開始，到理論的深化總結，再到實際應用，使學生對數據庫在有所了解的基礎上學習理論，事半功倍，綜合實際應用，得以升華。

4 教學方法改革效果（Reform effect of the iterative

teaching method based on cases）

經過一個學期的教學方法改革實施的檢驗，案例迭代式教學方法取得了較大的成功，主要體現在幾個方面。

4.1 提高了學生的學習興趣和積極性

學生經過第一次迭代的實驗，親自看到了、感受到了、體會到了數據庫是以何種方式存在的，如何使用數據庫。簡單容易上手的實驗引導學生逐漸對數據庫產生認知的渴望，吸引他們繼續往下深入學習的主動性，避免了學生從一開始就接觸認為枯燥無味的理論知識，從而產生抵觸情緒。很多學生在完成第一階段的迭代后，迫不及待地提前開始自主學習SQL語言，渴望實現各種自己需要的各種數據操作結果。也有學生對數據庫里的大量數據的安全性產生了濃厚興趣，好奇如何攻防數據的安全性，以及數據庫管理系統軟件是如何保證數據的安全。

4.2 理論講解更加具體，與實踐更緊密

教師在講解理論時，能夠結合第一階段的成果解釋理論，使抽象的概念可以介紹的更加具體，大大提高了理論的理解性。在幫助教師降低教學難度的同時，也降低了學生學習思考的難度。學生通過類比實踐中學到的數據庫的結構、操作，也能夠較為容易牢牢掌握理論，防止理論和實踐脫節的現象發生，甚至有的學生能夠主動解釋出對概念的理解和舉例。

4.3 發展了學生設計、創新能力

以往在數據庫設計實現環節，很多學生覺得無從下手、不知如何設計，最終只能借鑒別人的方案，這是因為他們沒有理論知識做指導，對軟件的操作不熟悉。通過前兩階段打下的基礎，學生在有一定的實踐經驗并掌握了理論知識的情況下，更多的學生明白了數據庫的設計方法，也知道管理系統軟件的操作方法，也對自己有一定的信心，最直接的效果就是設計方案的版本比以前多了許多，學生的創新能力得到綻放，對數據庫設計的需求提出了自己獨到的見解和實現。endprint

5 結論（Conclusion）

數據庫技術是信息化時代各行各業數據管理的重要支撐。學好數據庫課程是擺在計算機及其相關領域專業學生的一道不可逃避的坎；教好數據庫課程則是每個數據庫教師責無旁貸的義務。為了培養出理論扎實、實踐能力強的合格人才，我們結合實際教學過程中的問題和需求，探索數據庫課程的“感性認知—理性理解—鞏固升華”迭代式教學方法，充分發揮學生的積極性和能動性，激發學生的興趣和無限潛力，使學生打下堅實的數據庫基礎。

參考文獻（References）

[1] K.S.Sastry，Musti.An Effective Approach for Teaching Database Course[J].International Journal of Learning，Teaching and Educational Research，2015，12（1）：53-63.

[2] Lingmu，Rong.Strategies for Teaching Students' culture，beliefs，and learner contribution[J].Information Sciences，2015，304（3）：28-53.

[3] B. Baumer.A Data Science Course for Undergraduates：Thinking With Data[J].American Statistician，2015，69（4）：334-342.

[4] B.Chandra，et al.Sudarshan.Data generation for testing and grading SQL queries[J].Vldb Journal，2015，24（6）：731-755.

[5] 侯歡歡.《數據庫原理及應用》實踐教學案例的設計與應用[J].軟件工程，2016，19（6）：56-58.

[6] 錢進.項目驅動案例情景為輔的數據庫課程教學模式探討[J].軟件工程，2016，19（12）：47-49.

[7] 陳剛，郝建東.淺談迭代式教學方法的理論與應用[J].計算機工程與科學，2014，36：73-77.

作者簡介：

郝建東（1983-），男，碩士，講師.研究領域：數據工程.

匡家慶（1963-），男，碩士，教授.研究領域：酒店管理.

張賽男（1979-），女，碩士，講師.研究領域：軟件測試.endprint