數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學改革研究與實踐

摘? ?要：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程一直是高校計算機及信息技術專業(yè)方向的核心課程。目前，國內數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程在內容講解形式上主要還是采用講座式學習，即以講義為導向的講授式教學法，內容安排和講解形式不符合工程型人才培養(yǎng)目標。文章在借鑒國內外先進教育經(jīng)驗、吸納新教育理念的基礎上，以軟件工程思想構建經(jīng)典項目案例，圍繞案例組織教學內容，選擇恰當教學模式。實踐證明多種教學模式的有機結合對提高教學質量有著重要的意義。

關鍵詞：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程;教學模式;LBL;軟件工程思想

數(shù)據(jù)庫技術是信息系統(tǒng)的核心和基礎，它的出現(xiàn)極大地促進了信息技術應用向各行各業(yè)的滲透。數(shù)據(jù)庫的建設規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志[1]。根據(jù)我國《高等學校計算機科學與技術專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程被列為高校計算機科學與技術、計算機工程、軟件工程及信息技術專業(yè)方向的核心課程。但目前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程在內容講解形式上主要還是采用以“講課”為中心的教學模式。因此，改革數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學模式，優(yōu)化教學手段，是提高教學質量的關鍵，對培養(yǎng)適應信息技術的不斷更新和發(fā)展，滿足市場需求的技能型和應用型人才有著重要意義。

1? ? 國內外數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學模式分析

目前，在國內外的高等教育過程中采用的教學模式主要有兩大類4種：一是以“教師”為中心的教學模式，如講座式學習（Lecture-Based Learning，LBL）—以講義為導向、講課為中心的大班全程灌輸式教學法和以案例為導向的教學方法（Case Study-Based Learning，CBL）。二是以“學生”為中心的教學模式，如以問題為導向的現(xiàn)代教學方法（Problem-Based Learning，PBL）和以資源為導向的嶄新教學模式（Resources-Based Learning，RBL）。

國外數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程主要強調工程化和應用，軟件工程思想體現(xiàn)非常明顯[2]。如梅隆大學卡內基的把數(shù)據(jù)庫設計方法學在工程的應用總結成了明確的步驟，納入課程之中。而斯坦福大學在數(shù)據(jù)庫課程中增加最新數(shù)據(jù)庫技術，課后要求學生完成大量的設計作業(yè)。國外大學數(shù)據(jù)庫類課程共同的特點是實踐性強。課程主要針對應用，強調實踐和方法，重視和數(shù)據(jù)庫相關的系統(tǒng)整體設計與應用。可見國外大學在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學中主要傾向于以“學生”為中心的PBL和RBL教學模式[2]。國內本科及各大專院校開設的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程在內容上涵蓋了國外大學本科生數(shù)據(jù)庫相關課程中理論和技術的主要部分，但對于應用部分內容，欠缺比較明顯。在講解形式上，主要以概念、技術和理論闡述為主線，輔助一些應用說明，還是普遍采用以“教師”為中心的LBL教學模式。近年來，國內各大專院校已經(jīng)充分認識到教學模式對教學開展的重要性，并采取了教學模式的改革探索。例如，林菁[3]在“多級項目驅動教學在數(shù)據(jù)庫系列課程中的應用”中指出，基于項目案例的CBL教學法是提高教學質量的重要途徑。陳樹平等在“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程教學方法研究”中指出了豐富教學方法的觀點。這些思想和觀點都反映出當前國內對教學模式重要性有了充分的認識，并開始逐步探索改革。

2? ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學現(xiàn)狀

2.1? 教學內容安排缺乏軟件工程思想

國內本科及各大專院校開設的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程相對一致，主要是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》，參考教材比較單一，是王姍和薩師煊教授[4]編寫的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》。教學內容主要包括數(shù)據(jù)庫技術介紹、關系模型的基本概念、關系數(shù)據(jù)庫標準查詢語言SQL、數(shù)據(jù)庫的完整性、規(guī)范化理論以及數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計等。在對教學內容組織時，教師系統(tǒng)地遵循教材章節(jié)順序安排理論知識，而對應用知識的講解和實踐都不多。教師上課即使對項目案例有所涉及，但并沒有按照軟件工程思想對項目案例進行層層分析，按步驟講解，以至學生學到的知識容易被人為割裂，無法科學、合理地交叉、融合和滲透。特別是類似“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計”這樣的知識點，需要在一個完整的項目案例中層層遞進地講授，而按照教材所設章節(jié)順序講授無法很好滿足這個要求。

2.2? 教學模式單一

數(shù)據(jù)庫類課程需要學習和理解的理論知識較多，這些理論知識不僅抽象，而且難度較大，在實際教學中往往要花大量的教學時數(shù)來進行理論知識的教學。在理論教學中教師大多是以教材知識體系為核心，主要采用傳統(tǒng)的以講義為導向的LBL課堂教學模式。LBL教學法是以教師為主體， 以講課為中心，全程灌輸式教學，因此學生感覺教學被動乏味而產生怠倦情緒，從而缺乏學習的動力，致使理論基礎不扎實。由于課堂灌輸式教學中教師偏向理論講解，很少向學生介紹具體的數(shù)據(jù)庫應用技術，學生在學習的過程中感覺不到這門課程的實際作用，更不會認真學習基礎理論知識，當進入具體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)后，感到系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設計等實踐工作無從下手，導致教學質量不佳。

2.3? 重理論輕實踐

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程是理論與實踐并重的課程，在教學中占據(jù)重要的位置。在數(shù)據(jù)庫教學中普遍存在兩種情況。（1）把數(shù)據(jù)庫課程作為純理論教學，以教材理論知識為中心，課堂教學中教師對項目案例引用是零散的、碎片化的，學生沒有實踐操作的機會。（2）在理論教學中加入實踐環(huán)節(jié)，但受教學時數(shù)的限制，實踐教學時數(shù)較少，而實踐內容的安排通常是一些課堂案例的驗證，實踐教學環(huán)節(jié)成為課堂教學的延伸。重理論而輕實踐不利于學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的整體感知，不利于學生將數(shù)據(jù)庫理論知識運用于軟件工程思想、設計開發(fā)步驟。因此，數(shù)據(jù)庫教學中必須重視實踐環(huán)節(jié)，在實踐教學中主要強調工程化和應用，體現(xiàn)軟件工程思想，把數(shù)據(jù)庫設計方法學在工程的應用總結成明確的步驟，納入到實踐教學之中。

3? ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學模式改革實踐

3.1? 圍繞項目案例調整優(yōu)化教學內容

調整優(yōu)化教學內容是恰當選擇教學方法的基礎。結合教材引入軟件工程思想構建經(jīng)典項目案例，圍繞項目案例將課程內容進行調整與優(yōu)化。按照項目案例實施所需的知識，調整一些內容在不同章節(jié)里出現(xiàn)的次序，加強章節(jié)聯(lián)系，壓縮重復內容，壓縮過于偏、很少在后續(xù)課程中用到的內容，刪除屬于更高級、可以放到研究生階段去的內容。將教學內容分為精簡理論、強化實踐、提升技能3個層次?！熬喞碚摗笔琼椖繉嵤┧貍涞幕局R與概念，包含數(shù)據(jù)庫相關概念、完整性約束、數(shù)據(jù)庫設計、規(guī)范化理論等內容?！皬娀瘜嵺`”是項目實施訓練，通過數(shù)據(jù)庫對象的創(chuàng)建與管理、完整性約束的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)操作等實踐內容檢驗學生對第一階段基本知識的綜合運用?！疤嵘寄堋敝饕ㄏ到y(tǒng)分析、數(shù)據(jù)庫安全、數(shù)據(jù)庫維護與更新等內容[5]。

3.2? 根據(jù)教學內容特點選擇恰當教學模式

不同的教學方法各有其優(yōu)缺點。LBL講授式教學法， 可以系統(tǒng)、全面?zhèn)魇诶碚撝R，是目前理論知識教學普遍采用的教學法。對于數(shù)據(jù)庫相關概念、數(shù)據(jù)模型、規(guī)范化理論等理論知識選用LBL教學法效率更高。CBL教學法通過教師對特殊案例的分析，幫助學生掌握一般分析原理，進而提升學生獨立分析和解決問題的能力。驗證型的實踐內容通常由教師指導分析案例，再由學生操作完成驗證，因此采用CBL教學方法演練結合，加深學生對理論知識的理解運用。設計型實踐內容由教師指導分析，引出問題讓學生進行自己擴展，獨立解決問題，采用CBL結合PBL教學法更容易取得較好的教學效果。按照不同教學內容的特點，選擇合適的一種或多種教學模式，更能加深學生對知識的理解和掌握，從而提高學習效率[6]。具體教學模式的選擇與運用如表1所示。

知識層次 教學內容 類型 教學模式

精簡理論 數(shù)據(jù)庫相關概念 理論型 LBL

數(shù)據(jù)模型 理論型 LBL

關系代數(shù) 理論型 LBL

數(shù)據(jù)庫設計 理論型 LBL+CBL

規(guī)范化理論 理論型 LBL

強化實踐 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫 理論+驗證型 LBL+CBL

數(shù)據(jù)庫對象的創(chuàng)建與管理 理論+驗證型 LBL+CBL

數(shù)據(jù)增、刪、改、查 理論+驗證型 LBL+CBL

技能提升 系統(tǒng)分析 理論+設計型 CBL+PBL

數(shù)據(jù)庫維護與更新 理論+設計型 CBL+PBL

數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化 理論+設計型 CBL+PBL

數(shù)據(jù)庫安全 理論+設計型 CBL+PBL

4? ? 結語

針對國內高校數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學模式單一、內容安排和講解形式不符合工程型人才培養(yǎng)目標的問題，本文對國內外數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學模式進行分析對比，在借鑒國內外先進教育經(jīng)驗、吸納新教育理念的基礎上，提出多種教學模式綜合運用，有機結合。以軟件工程思想構建經(jīng)典項目案例，圍繞案例對教學內容面向應用進行優(yōu)化，根據(jù)教學內容的不同特點來選擇適當?shù)慕虒W模式。經(jīng)過兩年的教學實踐檢驗已經(jīng)初見成效，使“數(shù)據(jù)庫應用課程”教學效果得到明顯改善，對提高學生學習效率和學生學習積極性有著重要的意義，為同一層次的高等學校數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程教學提供參考。

基金項目：貴陽學院校級教改項目;項目名稱：“LBL+PBL+CBL三軌教學模式”在“數(shù)據(jù)庫原理及應用”課程中的應用研究;項目編號：20182811。

作者簡介：劉敏（1979— ），女，貴州六盤水人，副教授，碩士;研究方向：計算機工程應用及數(shù)據(jù)挖掘。

[參考文獻]

[1]張虹，于靜.《數(shù)據(jù)庫應用》課程教學改革初探[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2009（3）：87-88.

[2]石睿.數(shù)據(jù)庫原理與應用的PBL教學設計[J].電腦編程技巧與維護，2012（2）：125-127.

[3]林菁.多級項目驅動教學在數(shù)據(jù)庫系列課程中的應用[J].計算機教育，2013（16）：72-76.

[4]王姍，薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M].5版.北京：高等教育出版社，2014.

[5]王姍，張俊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論習題解析與實驗指導[M].5版.北京：高等教育出版社，2015.

[6]徐新愛，謝閏根.基于PBL的《數(shù)據(jù)庫原理與應用》的典型案例設計[J].南昌師范學院學報，2013（6）：23-25.