《數據庫原理》教學方法的探索與改革

楊 夢 閆 琰 劉振晗

（中國礦業大學(北京)機電與信息工程學院 北京 100083）

0 引言

《數據庫原理》是為計算機和信息類本科生開設的專業必修課，是一門理論性，實用性較強的綜合型課程，通過這門課程的開設，使學生掌握數據庫技術理論基礎和應用實踐，對培養學生的解決實際問題能力、創新能力有著積極的作用。在信息大爆發時代背景下，社會對信息類人才的需求量日益增多，數據庫技術是信息領域支撐基礎和軟件學科的重要支撐，其應用領域占計算機應用的70%以上，已形成完整的理論體系和完善的應用系統，是計算機領域中最為廣泛的應用技術之一，因此《數據庫原理》課程教學在學科領域的重要性不言而喻。《數據庫原理》課程介紹了數據庫技術的基本概念、關系數據庫、關系數據庫標準語言SQL、數據庫安全性和完整性、數據庫編程、查詢處理和優化、數據庫恢復技術和并發控制，理論基礎內容繁多且抽象，要求學生不僅掌握理論知識，還需要結合實際問題能合理的分析和判斷，將理論知識應用于實踐。作為計算機、軟件工程專業課程體系中的核心課程數據庫技術也是后繼課程如軟件工程、管理信息系統等的理論和技術基礎，綜合而言，該課程具有理論基礎抽象，實踐應用強，學科內多層面綜合性高和新技術發展迅速的特點。傳統的數據庫教學體系以講授和討論數據庫系統的原理、主要思想、關鍵方法為主，采用課堂面授的傳統教學方式，側重理論講解，實驗內容大多為驗證性實驗。課堂上原理性內容講解偏多，實驗內容缺乏開放性和自主性，甚至只是對課堂教學內容的原樣重現，導致實際的教學效果往往不是很理想，原理性知識內容抽象，脫離生活和工作的實際，學生缺乏解決問題的能力，無法將其靈活應用于廣泛的實際工作中。作為發展迅速、應用性強的計算機基礎學科，現有的《數據庫原理》教學體系有以下一些主要問題：（1）教學大綱滯后，傳統的教學大綱更新周期長，不能與時俱進，不適應計算機行業快速發展的需要。數據庫技術發展迅猛，教學內容更新周期短，合理的課程內容設置是有效教學的前提。（2）傳統的教學資源多以教材作為載體，不具備共享性和實時性；教學手段落后，以講授法為主，除多媒體外沒有用到現代化的教學手段，只是把教科書上內容簡單復制到課件上，缺乏感染力，與學生互動少，學生處于被動填鴨式學習狀態，降低學習積極性。利用信息化網絡化的現代教學資源和多角度教學方法是提高教學效率的有效手段。(3)傳統的教學體系中實驗教學以認知性、驗證性實驗為主，主要是對課堂理論內容的重現，很少以實際應用中的項目案例向學生介紹數據庫技術，學生雖然對抽象的理論和概念進行了實踐但仍然無法利用知識點解決實際問題，難以樹立所需知識體系。理論與實踐相結合，培養學生分析問題解決問題的實踐能力和創新能力，是提高學生素質能力的重要方法。

近年來，隨著信息化和網絡化教學方式不斷推陳出新，線上線下的混合教學模式應運而生，各高校開始嘗試課程教學設計與教學方法改革，為該課程的建設與改革提供了一系列可參考實施的途徑。本次改革《數據庫原理》課程的目的在于引導學生主動學習，激勵學生的學習積極性，在注重概念、原理、方法和技術的教學基礎上，增強方法、技術的實際應用環節，提高學生的實踐能力，培養學生分析問題和解決問題的能力。從課程內容安排、教學方法和實踐環節三個方面著手，形成《數據庫原理》課程的教學研究與資源建設成果。

1 教學大綱和教學內容改革

教學大綱是教學的指導性文件，是組織、審核和檢查教學質量的重要依據，規范的教學大綱可以培養及發展學生的科學素養、實踐能力和創造性。在教學改革中設計教學大綱是首要任務，不僅要求完全體現培養目標、教學計劃和課程體系，而且要求其教學內容能體現先進的教學思想，培養學生的理論分析、工程實踐能力和創新能力，總體上提高教學質量。《數據庫原理》課程教學的目標是讓學生學習數據庫理論基礎和掌握基本的實際技能，課程全面闡述了數據庫系統的基礎理論、基本技術和基本方法，在教學過程中需根據其知識內容體系的科學性、系統性和層次性的特點，研究環節間的關聯，從統一協同的觀點對核心內容進行設計，漸進展開，幫助學生建構知識圖譜。同時，還應考慮學生的未來就業方向，以促進學生全面發展為目，對數據庫課程的教學一般可分成一系列課程，除去數據庫系統原理之外，還有數據庫系統實現的工程訓練，事務和分布式數據庫，在進行教學設計時可結合不同的方向領域進行指導性教學，滿足不同層次學生的學習和應用需求。除此之外，面對數據庫技術是發展迅猛，更新周期短的特點，在組織教學時需注重內容更新，在教學過程中不斷吸收國內外數據庫技術的新發展，使教學始終于同時期技術同步。

2 豐富教學資源和多角度教學方法

傳統的教學過程偏重理論教學，以講授法為主，通過多媒體方式進行教學，對剛接觸數據庫這一概念的本科生來講，大量的抽象的理論原理難以理解，而傳統的理論灌輸方式缺乏感染力，學生學習積極性不高。教師應當不斷探索新的教學方式，豐富教學資源，提高學生的學習積極性，從被動化為主動，達到事半功倍的效果。

（1）豐富教學資源。建立信息化教育資源，包括課程信息資源建設、教學內容資源建設以及實驗資源建設。其中，課程信息資源包括教學大綱、教學日歷、考核標準、學生信息等；教學內容資源主要包括教材、講義、課件、視頻、習題及答案等。實驗資源包括實驗指導書、課程設計項目指南等。以信息化教育資源為支撐構架立體化教學平臺，使得資源具有共享性，得以統一規劃建設，集中管理，改變傳統的教育資源本地化和更新周期慢的問題。

（2）采用多角度的教學方法。在精選教學內容的基礎上，應用現代化教學技術，將多種教學手段有機融合，采用啟發式、互動式的授課方法，在提高學生的學習興趣和主動參與性的同時，全面提高授課效率。在信息化教學平臺的基礎上，采取線上線下混合教學模式，將理論講授、實踐訓練和互動討論相結合的教學方法。其中，線上教學以視頻為主要載體，一個視頻解決一個具體問題，主題突出，學生可以充分利用課下的碎片化時間有針對性的學習。在教學平臺的支撐下，教師可以在教學中增加學生自主學習比例，提前將學習任務、學習資源和在線測試發布到平臺，學生可以依據自身情況控制學習進程，在學習過程中遇到問題可以線上直接與同學或者老師進行討論，通過在線測試能夠及時反映學生對內容的理解和掌握程度。在線下教學環節中，教師可以有依據的確定重點解決的問題，有針對性的安排課堂活動，可以通過專題討論解決重點難點問題，設計訓練任務鞏固所學知識和技能。課上課下的學習各有側重點，解決不同問題，但又環環相扣相互支持和補充，與傳統教學方式相比，混合教學模式自主自學比重增大，發現問題并及時解決問題的獎勵機制能夠刺激學生的學習積極性，有利于提高教學效果。

3 理論教學與實驗實踐相結合

實驗教學也是《數據庫原理》課程教學過程中的一個重要環節，是對課程理論教學的非常關鍵的補充，通過合理的實驗教學，可以使學生理解抽象的理論知識，也可以培養學生理論分析解決實際問題的能力，對培養學生的實踐能力、分析和解決問題和創新能力有著積極作用。實驗教學內容需結合課程理論基礎強，學科間綜合性高的特點進行設計。實驗教學需涵蓋必須掌握的知識點，比如數據庫安裝配置、數據庫定義和管理、SOL語言的使用、數據庫安全性和數據庫完整性，數據庫備份和恢復等驗證性實驗。除了驗證性實驗外，實驗教學還需要增加注重綜合性和設計性的內容，注意與軟件工程、信息處理、地理信息系統等課程的銜接，可以鼓勵學生自行完成小項目，增強學生的數據庫設計水平和應用能力。項目開發可分為四個階段：項目開題，項目實施，項目中期報告和項目總結與評價。在項目開題階段完成學生組隊和選題，學生以每組四人的形式自由組合，題目可以由學生自主設定，通過調查研究選擇一些有意義的課題，或者教師向學生提供項目題目，項目內容需結合教學內容，從學生知識掌握和經驗積累出發，選定題目后每一小組推選項目負責人，就選題背景、選題意義、實施方案和可行性進行開題報告。在項目實施階段，各小組針對所選題目分工協作，保證小組成員有各自獨立完成的工作量，定期交流完成情況，保證項目按計劃完成。在中期報告階段，小組按照系統開發規范標準，就需求分析、概念結構設計、物理結構設計和應用程序的業務流程、功能設計以及工作進展進行展示描述，教師給出中期評價，提出問題和改進措施。在完成自選項目的數據庫設計后，學生用ppt做正式報告，展示成果，進行項目自評和互評。通過項目的設計和開發，學生以數據庫技術為基礎，以軟件工程思想控制開發流程，以解決實際問題為出發點，從中獲得成功感，協同工作的模式下學生比個體獨立學習更具主動性，學生會更多的利用圖書館、互聯網甚至深入到各行業中去搜集信息，培養了學生的自主學習能力。

4 結束語

綜上所述，在信息化飛速發展的時代，培養高素質、高文化、高能力的信息化人才是本科教育的主要目的，本文討論了在新的時代背景下《數據庫原理》的教學改革方法，從教學大綱、教學內容、教學方法和實驗實踐等角度提出了課程教學改革的相關措施，以提高學生自主學習能力，激勵學生的學習積極性為手段，讓學生具備在數據庫課程中的問題分析能力和實踐操作能力，從而實現教學改革的目標。