工程教育專業認證背景下數據庫管理系統類課程的教學改革與探索

謝生龍，楊戰海，徐雪麗

(延安大學 數學與計算機科學學院，陜西 延安 716000)

數據庫管理系統(Database Management System)，簡稱DMS，是集數據庫的建立、使用、維護或數據庫其他方面管理的大型集成軟件，對數據庫的操縱和管理有很大的便捷性[1]。在大數據云集的今天，計算機相關專業本科階段開設數據庫管理系統類課程已是目前國內各高校統一的認識。另外，在《工程教育認證標準》(2017年11月修訂，以下簡稱《標準》)通用標準第三點“畢業要求”的第五條中，明確指出畢業生畢業時應具備現代工程工具和信息工具的選擇與使用能力。

目前，國內高校計算機相關專業本科培養中數據庫管理系統類課程的設置主要圍繞當前主流大型數據庫管理系統，如Oracle、Sybase、DB2、Microsoft SQL Server等進行開設。通過這些數據庫管理系統類課程的學習，讓學生掌握數據庫原理與數據庫應用設計，包括數據庫的創建方法及內部存儲原理，邏輯表結構的分析、創建與管理，數據庫程序設計，自定義函數設計，游標及其操作，存儲過程和觸發器，視圖規劃、設計與操作等基礎知識；以及事務與并發控制，索引機理與其設計，數據安全及其訪問控制、數據備份與恢復等數據庫開發應用與設計知識；再通過理論指導和上機實踐相結合的方式，使學生能熟練使用數據庫管理系統，掌握數據庫常規管理技術，了解客戶端開發工具與大型數據庫配合開發數據庫應用系統的關鍵技術，達到讓學生不斷創新、改革計算機技術的目的[2]。如此，希望能不斷拓寬學生計算機數據庫管理系統的應用范圍，提高應用技能和管理水平，從而真正促進計算機數據庫管理系統技術的革新，成為能滿足社會需求的高水平數據庫管理技術性人才。

1 當前數據庫管理系統類課程的教學現狀與存在的問題

下面從數據庫管理系統類課程的教學方法、教學手段、考試形式、實訓模式方面分析當前數據庫管理系統類課程的教學情況與存在的問題。

1.1 教學方法

在當前的課堂教學中，基本上采用以教師為中心的課堂講授模式，學生根據教師的要求去完成相應的學習任務，被動地接受知識，導致課堂枯燥無味，學習氣氛沉悶，學生跟不上教師的思路。在教學組織中，教師常按照“概念—舉例—上機”的授課流程進行教學。然而，由于課程學時少等原因，教師往往沒有多余的時間指導學生去做一些更加具體的、結合生產實際的綜合類訓練項目。

當前數據庫系統課程的教學內容基本上是按照教材的知識體系進行編排，教師教學時也常按照教材的組織順序講解。一般先介紹一些有關數據庫的基本概念、純原理性的知識，再結合某種數據庫管理系統如SQL Server進行具體操作演示。沒有完全擺脫傳統的教學過程，不能很好的培養學生針對復雜的工程問題基于科學原理并采用科學方法進行處理的專業能力。

1.2 教學手段

數據庫管理系統類課程授課常常以多媒體為主，板書為輔的理論教學方式，再結合實驗前集體講解，實驗中個別指導的實踐教學方式開展。這種手段使學生缺乏深度的專業性問題的溝通與鍛煉的機會，不能很好的培養工程教育認證提出的學生針對復雜工程問題能同業內同行進行高效交流的能力；同時，也無法對學生專業性報告的撰寫能力和文稿的設計能力提高，也失去學生陳述發言、清晰表達或回應指令的機會[3]。致使對學生在一定的國際視野和如何對專業性問題進行有效溝通和交流的培養大打折扣。

1.3 實訓模式

實訓多以教師限定選題，學生選做；學生分組實踐，定期匯報；演示設計成果，小組討論；反饋意見，改進完善的模式進行。然而，此種模式存在的問題是過程不能很好監控。部分小組有個別成員不積極參與，實際開展實訓任務主要是由認真的同學完成，從而不能整體提高實訓能力，缺少有效跟蹤與成績量化的手段。

1.4 考核形式

目前將期末考試作為唯一的考核標準的高校已不多見。一般地，成績考核會來自平時教學過程中，像課堂表現、平時作業、實驗水平、項目實踐能力等。當然，部分“一流建設”高校對學生實踐能力比較重視，都會有實戰項目考核，但這些課程設計或實戰項目階段性、獨立性的特色比較明顯，缺少課程貫通的布局理念。而在國外，如麻省理工學院、斯坦福大學及加州大學伯克利分校此類工程性課程的教學過程中，通常包含40%的考核成績都會參考學生在實驗室工作表現和實際的實踐能力來評價，成績評定具有連續性和綜合性[4]。

整體上講，目前數據庫管理系統類課程的教學方法未能結合學生實際，難以適應課程體系[5]；教學手段脫離支持條件，弱化學生主體性作用；實訓模式不能匹配課程內容，達不到培養目標[6]；考核形式泛射畢業要求，達不到持續改進效果。

2 工程教育專業認證背景下數據庫管理系統類課程教學創新要求與特色

2.1 教學創新要求

《標準》的第三點“畢業要求”第五條中明確指出，畢業生畢業時能夠使用“現代工程工具和信息技術工具”。在當前大數據時代的大背景下，數據庫管理系統正是典型的現代工具與信息技術工具代表之一。從這一點講，作為計算機專業方向的學生必須掌握數據庫管理系統的使用，針對復雜的關系型與非關系型海量數據，按照需求進行結構化或非結構化的存儲。通過DDL(Data Definition Language)、DML(Data Manipulation Language)或管理系統界面的交互，完成數據錄入、修改、查詢、數據存儲與管理、數據維護與通信等業務的處理。

結合以上分析，教師在一線教學的過程中，應從下面兩方面著手創新[7]：(1)要多以大數據管理為背景，進行案例設計指導，模擬數據的管理和維護。從數據庫管理系統的數據管理原理、開發技術、依賴資源、應用技能等方面入手讓學生深入淺出、融會貫通，學練結合，不斷創新；(2)教師在教學時，鍛煉學生的批判性思維，讓學生在眾多的大型數據庫管理系統中選擇適合當前數據管理需求的數據庫管理系統，并針對復雜的工程問題，善于發現所用數據庫管理系統的局限性，從計算機相關專業的角度提出改進意見和二次開發的需求。

2.2 教學應有特色

(1)堅持理論與實踐并舉。以基礎理論為核心，實踐項目為支撐，將理論與實踐并重推進，培養學生興趣和實踐能力[8]。讓學生養成學以致用，主動探索的意識，循序漸進地提高學生針對復雜工程的方案設計和問題解決能力[9]。

(2)突出啟發與引導性原則。授課時多注重啟發與引導，讓學生學會質疑，敢于批判；調動學生好奇心，引導學生主動驗證，并結合內容與驗證結論，在關鍵方面分別給出相應的思考和拓展方向，不斷地探索科學知識，提高自己技能，從深度與廣度等多方位塑造基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究和思考的能力。

(3)考核應具有多方位、持久性。根據培養目標和社會需求，以多種形式考核學生的綜合能力，并應具備持久評價的特性，避免“以點概面、一紙論分”的絕對化問題，可以嘗試將技能面試、專題演講、問題討論、成果匯報、卷面答題、課程設計、項目實戰及論文寫作等多種形式結合起來，綜合考察學生對課程重難點知識的接受和掌握程度。

3 工程教育專業認證背景下數據庫管理系統類課程體系的重構

從《標準》的培養目標、畢業要求出發回歸課程體系。《標準》指出符合本專業畢業要求的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程至少占總學分的30%，工程實踐與畢業設計(論文)至少占總學分的20%[10]。結合教育部2018年發布的計算機類專業教學質量國家標準和相關行業規范要求中的建議，工科專業培養方案總學分應控制到140～180區間。現將《數據庫系統原理》定位為工程基礎類課程、專業基礎類課程或專業類課程，設置為3學分；將《大型數據庫管理系統》及《綜合課程設計》定位為工程實踐與畢業設計(論文)，分別設置2學分、1學分，學時設置根據相關要求，按照學分比例換算，學時分配、學期周學時分配以及考核形式參見表1。

表1 數據庫管理系統類課程教學計劃安排表

從課程主要學習內容和課程組織形式兩方面講，數據庫管理系統類課程所講授和學習的重點也有所不同，具體參見表2。表1中三門課程的結合和學期周學時的分配體現出了理論與實踐并重的核心理念，滿足了工程教育專業認證《標準》的基本學分比例要求；在課程實施的組織形式上，亦可根據表中三門課程的基本情況靈活組織，多樣化開展，如《數據庫系統原理》理論學習為主，案例設計為輔，通過實驗驗證，課堂討論加深理論學時，基本知識點的掌握。而在《綜合課程設計》課程組織的過程中，應用所學的理論知識，構建大型實踐項目，按照項目的標準和要求，綜合訓練、分組實施，從而達到鍛煉學生數據庫系統應用和數據管理能力，從實踐中提高學生的專業技能。

表2 數據庫管理系統類課程教學內容與組織形式

4 工程教育專業認證要求的數據庫管理系統類課程教學模式探索

在教學活動過程中，教師與學生是兩個主要的參與角色。數據庫管理系統類課程本身具有理論性復雜，實踐性要求高的特點[11]。在《標準》的通用標準中學生和師資隊伍的標準有著明顯的映射關系，如學生標準1.2中指出“具有完善的學生學習指導、職業規劃、就業指導”與師資隊伍標準6.4中“教師為學生提供指導、咨詢、服務，并對學生職業生涯規劃、職業從業教育有足夠的指導”。所以，教師與學生在“教”與“學”交互過程中，密切相關，相互映射[12]。

針對表1中設置的課程，在實際教學中建議教師以問題為導向，基礎講解，原理分析，技術檢驗，反饋意見，評估問題，考核評價，能力提升；拿到問題后學生先分析問題，掌握基礎，吃透理論，技術實踐，原理應用，自我反思，探索問題，結果支撐，發展專業技能。如此，可以從知識方面豐富學生知識庫，提升學生數據庫管理系統應用能力和管理水平，鍛煉學生考慮問題的思維，探究處理問題的方法，從德、智等多方面出發達到良好的培養效果。整個教學模式可概括如圖1所示。

圖1 工程教育專業認證要求的數據庫管理系統類課程教學模式

5 小結

文章通過對數據庫管理系統及目前國內高校計算機科學技術學科專業本科培養中數據庫管理系統類課程設置的介紹出發，從教學方法、教學手段、實訓模式及考核形式四個方面分析了數據庫管理系統類課程的教學現狀與存在的問題；又結合工程教育專業認證背景下數據庫管理系統類課程教學創新要求與特色，重構了工程教育專業認證背景下數據庫管理系統類課程體系；最后給出了基于工程教育專業認證背景下的數據庫管理系統類課程教與學映射融合的基本模式，希望為數據庫管理系統類課程教學改革提供參考，加快工程教育專業認證及“雙萬計劃”專業建設的進程[13]。