應用型本科院校數據庫概論課程教學改革與實踐

丁丙勝，宋衛華，王 勇

（黃山學院 信息工程學院，安徽 黃山245041）

1 引 言

數據庫概論是計算機相關專業必修的一門重要專業基礎課程，不僅講述數據庫相關的基礎知識、數據庫操作和管理維護等基本技術，還講述了數據庫系統設計的方法和步驟，與實際應用緊密相關，是各類程序員和信息系統管理員所必須掌握的基礎知識和基本技能。

長期以來，受傳統教學思維模式的影響，數據庫概論課程教學一直沿用課堂理論知識講授、實例介紹與演示、實驗驗證三步走的教學模型，所講授知識很少考慮企業和社會對數據庫技術人才的需求，缺乏面向實際應用的數據庫技術的講解，沒有突出“實用性”，與社會實際需求嚴重脫節，不符合“地方性、應用型”的辦學定位。因此，數據庫概論課程的教學改革應結合學校實際情況，以培養高層次應用型人才為目標，優化教學內容、豐富教學方法、重視實踐教學、改革考核方式，積極探索數據庫概論課程教學的新模式[1]。

2 數據庫概論課程教學改革措施探索

數據庫概論課程教學改革以培養高層次應用型人才為目標，提高數據庫技術能力和就業競爭力為導向，以服務行業為宗旨，著重從以下幾方面進行改革。

2.1 教學目標的定位

教學目標是課程教學的總指導，教學目標的制定要以對市場和社會需求的調查為基礎，要以企業對人才的認識，技能的需求為依據，針對不同的專業對數據庫技術的不同需求制定相應的教學目標，并將課程教學目標細化。

數據庫概論課程教學目標不僅要體現對基礎知識的理解和掌握，更要強調應用能力的訓練，尤其是創新能力的培養，實現由知識培養型到創新實踐能力培養型的轉變[2]。

2.2 教學內容的設置

數據庫概論課程應以教學目標為指導、以應用能力和創新能力培養為導向來組織教學內容，對原有的知識點進行優化整合，適當增加應用性強或與實際應用關系緊密的知識介紹，減少理論性強，而實際應用很少用到的教學內容，例如關系演算、意向鎖等。要打破原來知識體系順序，將過去以知識體系為主的順序轉換為以能力體系為主的順序重構教學內容[3]。

結合軟件工程專業的實際情況，學生畢業后有相當一部分要從事軟件開發工作，數據庫的基本操作、管理和數據庫系統的開發是必備技能。該專業的數據庫概論課程圍繞“講解基礎知識，訓練基本操作技能，培養應用系統開發能力”這條主線來組織教學內容。

1.基礎知識部分主要講述數據庫系統概述、數據模型、關系數據庫的基本理論、事務與并發控制等，這些內容涉及數據庫系統的基本概念、基本原理等，通過對這些知識的掌握，為后面學習數據庫的操作、管理、設計和系統開發打下堅實的基礎。

2.基本操作部分將以MySQL 為平臺，介紹數據庫和表的創建、管理和維護，數據的插入、修改、刪除、查詢和統計，視圖、存儲過程、函數的創建與應用等。這部分將采用“生活化”、“趣味化”和“實用化”的案例來組織教學內容，著重培養學生的實際動手能力和知識應用能力。教學中,將原來使用的SQL Server 平臺改為現在的Mysql 平臺，這是因為Mysql 數據庫管理系統逐漸成熟，已被廣大軟件開發者所采用，尤其在Web 開發中應用廣泛，這樣有利學生將來在就業時能盡快地適應環境，不易產生轉換困惑[4]。

3.應用系統開發部分將結合具體的案例介紹數據庫應用系統開發的基本方法和步驟，并在課程設計時，為每組同學設計1個不同的課題，要求學生在系統需求分析的基礎上進行概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、軟件模塊的設計，最后設計完成1個小型數據庫應用系統。這個環節要引導學生進行文獻資料的查閱、組織學生展開討論、督促學生切實做好每個環節的設計工作，讓每位同學的應用系統開發能力得到真正的培養和提高。

在教學中，對教學內容的順序做了適當的調整，將關系數據庫的基本理論和數據庫應用系統的設計調整到基本操作之后講解，實踐證明，這種調整可以讓學生更早地動手實踐，提前直觀感觸數據庫的實際應用，有利于激發學生的學習興趣。

2.3 教學方法的改革

在教學中，將采用以學生為中心、案例為向導、翻轉課堂等多種方法相結合的教學模式，增加教學互動，啟發學生思考、激發學生興趣。

2.3.1 案例教學法

案例教學法與傳統的舉例法不同，傳統的舉例法一般先講解基本知識，再舉例介紹相應知識點的應用，而案例教學法則以案例為主線，從實際應用中提出問題，引導學生分析問題，啟發學生尋找解決問題的方法，從而引出相關概念和相應的知識，并做歸納總結。

數據庫概論是一門理論與實際應用緊密聯系的課程，比較適合使用案例教學法。如在講解備份和恢復知識的時候，以學校教學管理系統的維護為案例，首先提出當教學管理系統出現諸如硬盤損壞等故障后如何進行恢復的實際問題，接著引導學生分析數據庫恢復必須具備的前提和基礎——備份，再引出MySQL 中進行備份和恢復所用的工具Mysqldump、mysql，并通過演示介紹備份和恢復的具體方法和步驟，讓學生直觀感受備份和恢復在實際應用的價值，最后總結備份常見類型、針對不同問題所采用的備份策略及相應的恢復方式，并著重介紹基于二進制日志文件的故障完全恢復的實現方法。

案例教學法有利于引發學生的求知欲望，激起學生的學習興趣，有利于培養學生的知識應用能力，在實際教學中效果良好。

2.3.2 互動式教學法

互動式教學法一般是為達到一定教學目標，先由教師向學生拋出主題，讓學生思考、提出、爭辯解決問題的方案，然后進行集體討論，最后由教師和學生共同進行歸納和總結的一種教學方法。這種教學方式打破傳統的教師講學生聽，或者是教師問學生答的填鴨式教學形式，讓學生參與教學的整個過程，成為教學的主體，變被動接受為主動積極探索。這種教學方法可以活躍課堂氣氛、啟發學生靈感、挖掘學生的潛能、激發學生學習積極性和創新性，促進師生之間、學生之間相互學習、取長避短，共同進步。

如在介紹查詢優化時，先舉例在一些網站瀏覽信息時經常會遇到反映慢，半天沒有顯示結果的情況，說明造成這種情況的因素雖然很多，但是，從數據庫檢索信息花費時間太多是主要因素之一，從而拋出如何優化查詢這一主題；接著讓學生結合前面學習的知識分析原因，思考解決問題的方法，并讓大家先進行小范圍的討論；在大家有了初步的方案后，讓部分同學發言，提出自己的查詢優化方案，說明理由，再進行集體討論，探討這方案的可行性；最后，由教師和學生共同歸納總結出查詢優化的基本方法。從多年的教學實踐來看，這種互動式教學方式學生參與積極性高，學生能很好地將前面所學的索引知識應用到查詢優化中，或用連接查詢替代嵌套查詢來提高性能，有些同學還能提出一些新思路，如采用中間表、增加冗余等。這種教學方式還可以讓教師能更好地了解學生，拉近師生間的距離，也有利于教學相長。

互動式教學的實施關鍵在于主題的設計和過程的控制，設計的問題要新穎，具有吸引力，能激發學生探索知識的欲望。在互動過程中要進行適當的引導，啟動學生思考，必要時可以提供一些資料予以幫助，同時要控制好討論的深度和廣度。

2.3.3 翻轉課堂教學法

翻轉課堂教學法是指借助現代教育技術手段，將原先由教師在課堂講授的知識信息放到課外，由學生在課前通過看視頻、查資料、師生交流、同學交流等形式自主進行學習。課堂上，教師主要通過作業評講，或者答疑等互動形式對重難點問題進行輔導。

翻轉課堂教學的優點是學生可以根據自己的實際情況選擇學習內容，安排課外學習時間，掌握學習進度，學生學習方式更靈活，參與度更高，而且提高了課堂教學效率。

如數據庫概論涉及基本理論、基本操作、系統設計等內容，共有18章，內容較多，為了提高課堂教學效率，其中MySQL 概述、存儲過程與函數、觸發器、事務與并發控制、日志管理等章節內容要求學生通過網絡課程在課余時間自學，網絡課程上提供了視頻和課件，各章節精心設計了習題，學生可在線與教師交流互動，學生間也可在線討論，課堂上只安排少量的時間對重難點知識進行梳理、組織討論和答疑等，利用翻轉課堂教學有效地緩解了課堂教學時間不足的問題，提高了學習效率，學生自主學習能力也得到了很好地鍛煉和培養。

2.3.4 啟發式教學方法

啟發式教學是把學生作為學習的主體，在教師的主導下啟發學生積極思考問題，引導學生尋找解決問題的途徑，激發學生求知欲望和學習積極性，從而達到學習知識、掌握技能、培養能力的目標。

在數據庫概論課程教學中，啟發式教學與案例教學法、互動式教學法、翻轉課堂教學法等相互交織，貫穿于課程教學中。通過設疑、啟發思考、組織討論、質疑，再思考、總結等環節，層層推進，不斷激發學生的好奇心和強烈的求知欲，引導學生分析思考，逐步尋找解決問題的方案，最終達到教學目標。例如在學習自連接時，教師先拋出如何查詢各門課程先行課課程名的問題，學生思考一會兒可能還是不知從何入手，教師這時引導學生考慮能否可以使用連接查詢來解決問題，在教師的啟發下，部分同學可能就會想到將課程表進行自連接來查詢，按照學生提出的方法進行演示，并將結果展示給同學，通過分析結果就會發現一些沒先行課的課程信息查詢結果中沒體現，提示學生現在查詢到的信息只是內連接的結果，于是，就會有不少同學想到使用左自連接來解決這個問題。這一過程，由教師提出問題，啟發學生思考，引導學生分析問題，尋找解決問題的方法，教師始終處于主導地位。學生是學習的主體，在教師的啟發下積極思考，在與教師互動的過程中提高了學習興趣，掌握了知識，培養了分析問題、解決問題的能力及創新能力。

2.4 教學手段的改革

現代科學技術讓現代化的教學手段成為現實，以計算機為基礎的多媒體課件、網絡課程和軟件演示平臺等在教學中得到廣泛應用，多樣化的教學手段的綜合運用增加了課堂信息量，拓展了教學形式，增強了教學吸引力，提高了教學質量和教學效率。

2.4.1 多媒體課件的應用

數據庫概論課程采用多媒體教學，每節課都精心制作多媒體課件，通過文字、圖形圖像、聲音等多種形式來展示教學內容，生動、形象、直觀，更具教學吸引力。多媒體教學能使學生產生身臨其境的感覺，充分地調動他們的一切感覺器官，增強他們感觀認識；有助于培養學生的形象思維能力，拓寬他們的想象空間；課堂信息量大幅提升，教學質量和教學效率得到了有效提高。

多媒體教學不是對傳統教學手段的全面否定，也不能照本宣科，要與教材、板書、肢體語言等傳統的教學手段有機地結合，與互動式教學、啟發式教學等協調運用，才能達到最佳的教學效果。

2.4.2 數據庫管理系統演示平臺的應用

數據庫概論是一門應用性較強的課程，教學中依托信息工程學院的實驗室平臺，采用遠程桌面連接方式使用實驗室MySQL 數據庫服務器進行教學演示。如數據庫基本操作、管理和維護等章節以培養學生實際操作能力為主，學習時通過具體案例演示操作的方法和操作過程，能讓學生快速的熟悉軟件環境，掌握操作方法，直觀地感覺知識的應用，達到事半功倍的效果。

2.4.3 網絡教學平臺的應用

基于黃山學院的網絡教學平臺，創建了具有知識性、交互性、實踐性的數據庫概論網絡課程，提供有教學大綱、PPT課件、教學視頻、章節習題、在線測試、案例作業等豐富的教學資源，師生之間可通過網絡互動，答疑解惑，同學之間也可在線討論與交流。數據庫概論網絡課程的建成，使教學突破時間和空間的局限，為翻轉課堂教學法的運用提供了有力的支撐，是課堂教學的延伸和補充，有利于培養學生自主學習能力。

2.5 實踐教學的改革

實踐教學是數據庫概論課程教學的重要環節，通過上機實驗可以讓學生加深對理論知識的理解，培養學生分析問題解決問題的能力、實際動手能力和知識應用能力，培養學生創新意識。

2.5.1 基礎實驗改進

基礎實驗主要是訓練學生基本操作技能，鞏固基礎知識。根據多年的教學實踐，數據庫概論課程精心編寫了實驗指導書，每個實驗都包含背景知識介紹和實驗過程指導，實驗內容盡可能選擇學生身邊熟悉的案例，使實驗具有可操作性和趣味性，提高學生對實驗的興趣。加強實驗過程的指導和監督，強調人人親自動手，并將學生個人信息融入案例，這些個人信息將會反應在學生提交的實驗結果中，盡可能地避免了復制和抄襲現象的發生。每個實驗都設有鞏固練習部分，鞏固練習只給問題和要求，讓學生自己探求解決問題的方法，設計實驗步驟，將知識現學現用，有效地培養了學生的知識應用能力。

2.5.2 課程設計改進

數據庫概論課程設計安排在課程學習結束后的下一學期，主要目的是通過具體的數據庫應用系統的設計與實現，讓學生掌握系統設計的基本方法、步驟和主要內容，熟悉各種設計工具的使用，初步學會軟件的開發。課程設計有明確的任務和要求，要求學生嚴格地按照數據庫應用系統設計的方法和步驟進行，每個階段的設計結果表達力求規范，并加強對各個設計環節的指導。數據庫概論課程設計改變過去一人一題的模式，將學生分成若干個小組，每個小組可以根據自己的興趣自主選擇要設計的數據庫應用系統，但不同的小組設計的系統不同。在小組內部每個人都有具體的分工，每個小組都設有1 名小組長，組長負責召集組員開會討論相關事宜，統一協調本組各項工作。這種方式有利于發揮各人的特長，有效地培養了團隊協作精神，系統設計的質量比以前有明顯地提高。數據庫應用系統的設計過程實質就是一個作品的創作過程，需要融入學生自己的創意思想，有利培養學生的創新意識；需要學生投入一定的精力和時間，大量工作要在課余時間進行，借助網絡等現代通信手段，加強課余師生交流互動，是取得良好教學效果的重要保證。

2.6 教學評價與考核方式的改革

教學評價與考核要避免過去那種重視期末考試結果，輕視平時過程；重視基礎知識，輕視實踐能力的現象。科學的教學評價與考核方式不僅要反映學生對知識的掌握程度，更要體現學生的知識應用能力，尤其是創新能力。經過多年的教學實踐，數據庫概論課程探索出一套較為科學、可操作性強的教學評價與考核方式。

2.6.1 理論課考核成績構成

課程成績=期末考試成績(70%)+平時考核成績(30%)

期末考試采取閉卷筆試，平時考核主要綜合考慮上課的出勤率、作業、課堂提問、課外讀書筆記等, 其中，考勤占課程成績的30%,作業占課程成績的40%，課堂提問占課程成績的20%、課外讀書筆記占課程成績的10%。

2.6.2 實驗考核成績構成

實驗成績=期末考核成績(40%)+平時考核成績(60%)

實驗期末考核采取機試，平時考核主要綜合考慮上課的出勤率、實驗報告, 平時測驗等，其中，考勤占實驗成績的30%,實驗報告占實驗成績的50%，平時測驗占實驗成績的20%。

2.6.3 課程設計考核成績構成

課程設計成績=設計結果考核成績(70%)+平時考核成績(30%)

設計結果主要考慮實現的數據庫系統和撰寫的課程設計報告兩方面情況，前者占30%,后者占70%，平時考核主要考慮上課的出勤率和在小組中的任務分擔，前者占60%，后者占40%。

這種將理論教學、基礎實驗和課程設計分開考核的方式，更能直觀地反應學生的基礎知識、基本操作技能掌握情況和知識綜合運用能力，課程成績中兼顧期末考核與過程考核兩個方面，盡可能地避免了只重視考試結果，而輕視平時過程的現象，能更好地激發學生學習積極性與主動性，有利于能力的培養[3]。

3 結束語

近年來，數據庫概論課程從學校實際出發，以培養高層次應用型人才為目標，在教學目標定位、教學內容設置、教學方法與手段改革、教學評價與考核方式改革等方面進行了一系列有意義的探索，改革初見成效，學生學習積極性、主動性有所提高，自主學習能力、實際動手能力得到增強，綜合應用能力明顯提升。今后仍需繼續進行改革探索，加大改革力度，推進網絡課程建設，完善考核方式，豐富教學方法和手段，強化實踐教學，研究構建應用性人才培養的新模式，大力培養應用型、創新型人才，努力為地方經濟建設和社會發展服務。