基于OBE 理念的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程體系建設(shè)

夏彬，張少嫻

（南京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院、網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，南京210023）

0 引言

自從2013 年6 月19 日，我國在韓國首爾召開的國際工程聯(lián)盟大會上成為了《華盛頓協(xié)議》的第21 個協(xié)議組織成員，這在一定程度說明了我國工程教育的質(zhì)量得到了國際社會的普遍認(rèn)可。這種面向成果產(chǎn)出的教育理念想要貫徹在中國各高等學(xué)校的教育之中絕非易事，但事實也證明了OBE 理念教育所培養(yǎng)出來的學(xué)生在實際的應(yīng)用場景中擁有非常好的適應(yīng)能力[1]。

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》作為一門理論與實踐并重的課程，就是貫徹OBE 教育理念非常合適的課程。理論性在于關(guān)系數(shù)據(jù)模型的復(fù)雜性，實踐性在于數(shù)據(jù)庫是目前所有計算機(jī)應(yīng)用類最為底層的應(yīng)用層。然而在過去的課程體系中，這門課的授課導(dǎo)向過于理論化教學(xué)，使得學(xué)生很難在課程中學(xué)習(xí)到能夠?qū)嶋H應(yīng)用的技能。因此，如何基于OBE 理念重新構(gòu)建《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程體系是亟需解決的關(guān)鍵問題[2]。

1 研究目標(biāo)

我們的研究目標(biāo)是基于OBE 教育理念，將《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門課建設(shè)成一個理論與實踐并重的課程。在OBE 的教學(xué)模式指導(dǎo)下，學(xué)生掌握了什么知識和是否能夠?qū)⒅R靈活地應(yīng)用在實際的復(fù)雜工程問題中，遠(yuǎn)比學(xué)生如何去學(xué)習(xí)、什么時候去學(xué)習(xí)要重要的多。因此遵循這一教育理念，正是我們推陳出新、放開束縛、勇于創(chuàng)新教學(xué)形式的強大驅(qū)動力。

此外，我們也需要明白，學(xué)生是未來中國社會的中堅力量，他們的創(chuàng)新能力直接影響了我國未來的發(fā)展?jié)摿εc趨勢。因此通過貫徹OBE 教學(xué)理念，增強學(xué)生對知識的掌握與靈活應(yīng)用，對復(fù)雜問題的分析與解決能力是非常關(guān)鍵的問題[3-4]。

2 主要改革措施和實施情況

通過學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門課，學(xué)生應(yīng)當(dāng)全面了解數(shù)據(jù)庫的基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的理論和步驟與方法、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能與實現(xiàn)技術(shù)、基于主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法，理解數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)軟件的開發(fā)流程，掌握開發(fā)管理信息系統(tǒng)（MIS）的基本技能，才能為今后從事數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)或在數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面繼續(xù)深造奠定基礎(chǔ)。本課程融合數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)于一體，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為重點，全面系統(tǒng)地介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念、數(shù)據(jù)庫語言SQL、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟與方法、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)各項功能的實現(xiàn)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該：熟悉數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成及有關(guān)概念，熟悉數(shù)據(jù)模型的有關(guān)概念，熟悉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫保護(hù)功能；熟練運用SQL 語言的主要語句；理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有關(guān)理論；掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計各主要階段的設(shè)計方法；初步掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法。

針對OBE 理念在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門課上的展現(xiàn)，我們的改革措施注重于理論教學(xué)與課程實踐兩者的有機(jī)融合，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）使學(xué)生加深對數(shù)據(jù)的理解，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能與實現(xiàn)技術(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的理論，能夠分析和解決數(shù)據(jù)管理工程問題。

針對中國教育工程認(rèn)證中畢業(yè)要求1-4 掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)知識，能將專業(yè)知識用于分析和解決計算機(jī)及應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題，我們在課程內(nèi)容的設(shè)置上不再僅僅局限于數(shù)據(jù)庫相關(guān)的理論知識教學(xué)，而更加注重于對知識的理解并將這種能力應(yīng)用于解決同類型的工程問題之中。在過往的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》教學(xué)過程中，由于主講教師缺乏一定程度的工程背景，因此在教授此類偏向于應(yīng)用的課程時缺乏實踐知識的關(guān)聯(lián)。這不僅導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中枯燥乏味、難以理解，并且學(xué)到的知識很難轉(zhuǎn)換成解決實際問題的工具。因此，在實際的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)積極地將理論問題結(jié)合應(yīng)用案例，以滿足學(xué)生“學(xué)有所用”的OBE 理念。

（2）使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟與方法、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法，能夠根據(jù)用戶需求，合理地設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方案。

針對中國教育工程認(rèn)證中畢業(yè)要求3-2 能夠根據(jù)用戶需求，選取適當(dāng)?shù)难芯糠椒ê图夹g(shù)手段，確定復(fù)雜工程問題的解決方案，我們在課程內(nèi)容的選擇上設(shè)置了部分具有難度的復(fù)雜工程問題。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)考試中，我們按照問題的難易度劃分，設(shè)置了不同類型的考題用以測試學(xué)生對該門課程知識的掌握與應(yīng)用情況。雖然大部分的考題可以直接反映學(xué)生對知識點的掌握情況，但實際上卻很難考核學(xué)生對掌握知識的應(yīng)用能力。OBE 理念最為重要的就是以產(chǎn)出為驅(qū)動力改革現(xiàn)有的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。因此為了確保學(xué)生更好地將知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，不僅在授課的過程中需要代入更加完整的應(yīng)用實例去滲透一個個知識點，更應(yīng)當(dāng)在最后的考試環(huán)節(jié)中增加知識應(yīng)用類大題的分值比重。根據(jù)課堂上學(xué)生對應(yīng)用案例的反饋情況以及考試中解題出現(xiàn)的問題，可以更好地持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化目前的課程體系，以滿足OBE 理念的要求。

（3）使學(xué)生掌握主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品以及前端開發(fā)工具的使用方法，能夠根據(jù)擬定的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方案，配置開發(fā)環(huán)境、進(jìn)行開發(fā)，綜合分析系統(tǒng)運行效果，評價系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理性能。

針對中國教育工程認(rèn)證中畢業(yè)要求4-2 能夠根據(jù)實驗方案，配置實驗環(huán)境、開展實驗，使用定性或定量分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，綜合實驗結(jié)果以獲得合理有效的結(jié)論，我們在原本限于理論教學(xué)的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程中增設(shè)了實驗課程。在以往的教學(xué)中，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門課被認(rèn)定為一門理論教學(xué)課程。雖然數(shù)據(jù)庫相關(guān)的知識中存有大量復(fù)雜的邏輯關(guān)系與架構(gòu)證明等，但這并無法擺脫數(shù)據(jù)庫是一門以SQL 語言為基礎(chǔ)的應(yīng)用類科學(xué)技術(shù)。因此對知識理解得再好，對案例了解得再清楚，都不如自己親身將學(xué)到的知識應(yīng)用于實際的工程問題當(dāng)中。這種應(yīng)用和考試時寫下簡短的解決方案與偽代碼不同，只有在實際的應(yīng)用過程中才會發(fā)現(xiàn)許許多多的問題，而解決這種問題正是學(xué)生畢業(yè)以后走上工作崗位會接觸到的東西。因此，針對《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門理論性與實踐性并重的課程，構(gòu)建一個實際的工程問題，并讓學(xué)生從頭到尾獨立地解決這一復(fù)雜工程問題是十分必要的。

（4）通過系統(tǒng)開發(fā)實驗，使學(xué)生能夠合理使用現(xiàn)代信息技術(shù)工具。

針對中國教育工程認(rèn)證中畢業(yè)要求5-1 能夠合理使用計算機(jī)專業(yè)涉及的現(xiàn)代儀器、軟硬件平臺、開發(fā)測試工具、配置管理工具、信息檢索工具等現(xiàn)代信息技術(shù)工具，我們對該課程的實踐課上所使用的工具與技術(shù)需要做到年年更新，以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接觸到的是最新的技術(shù)。在過往的教學(xué)中往往存在這樣一個很嚴(yán)重的問題，主講教師在開設(shè)課程的第一年精心地準(zhǔn)備上課的內(nèi)容，然而在接下來許多年的教學(xué)活動中仍舊使用開設(shè)課程時準(zhǔn)備的課程體系與內(nèi)容。這一行為其實嚴(yán)重地違背了OBE 理念中最為重要的持續(xù)改進(jìn)思想。這種持續(xù)改進(jìn)的思想不僅僅是根據(jù)學(xué)生和專家的各種反饋對課程體系進(jìn)行調(diào)整，在課程內(nèi)容的改進(jìn)上也一樣重要。明明MySQL 的版本已經(jīng)升級到8.0了，然而課件上仍然是2.0 時候的案例。先不說老舊版本工具的學(xué)習(xí)是否能在日后實際的工程問題中直接使用，新版本更新取代了很多舊版本的特性，而這些新增和拋棄的特性會直接影響學(xué)生是否可以更好應(yīng)用掌握的知識。因此不僅僅在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)持續(xù)改進(jìn)，在實踐過程中的工具也應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)。

3 結(jié)語

教育一直是國家發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障，課程教育不僅僅是為了保證學(xué)生能夠在課堂上課程的理論基礎(chǔ)，更是幫助學(xué)生在走上社會以后，面對實際問題擁有隨機(jī)應(yīng)變、不斷創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。本文以《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》這門課為例，介紹了基于產(chǎn)出導(dǎo)向的教育理念在課程體系中的重要性，并以此為基礎(chǔ)重構(gòu)了《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》的課程體系。以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論教學(xué)為基礎(chǔ)，通過增設(shè)的一系列實踐類教學(xué)方法，增強學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識的掌握，更關(guān)鍵的是如何應(yīng)用掌握的知識更好地解決復(fù)雜工程問題。徹底貫徹以學(xué)生掌握的知識和如何應(yīng)用知識為主導(dǎo)，勇于創(chuàng)新教學(xué)方式方法，為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性能力奠定良好的基礎(chǔ)。