《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革研究

劉永平 郭小波

摘要：分析了《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的突出問題，針對我國普通本科高校工科類專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)和要求，引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)、PBL基于問題式學(xué)習(xí)等新型教學(xué)模式，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法和考核方式、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐等方面提出了一系列教學(xué)改革措施，旨在通過合理實(shí)施教學(xué)過程，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用;創(chuàng)新能力;教學(xué)改革;PBL

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0118-03

伴隨信息化在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用和深入滲透，數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息化的重要支撐和保障，已經(jīng)成為現(xiàn)代工科類大學(xué)畢業(yè)生必須熟練掌握并靈活應(yīng)用的核心技術(shù)之一，目前我國普通高校工科類專業(yè)結(jié)合自身專業(yè)特點(diǎn)大多都開設(shè)了《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》或其他相關(guān)課程，以適應(yīng)社會和行業(yè)的普遍需求。

《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》既是計算機(jī)類專業(yè)的核心課程或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程，也是許多其他涉及信息處理專業(yè)的首選課程，該課程結(jié)合具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件來介紹數(shù)據(jù)組織與建模、數(shù)據(jù)維護(hù)與安全等原理及其應(yīng)用過程。從提升大學(xué)生綜合能力和學(xué)術(shù)技術(shù)水平的目標(biāo)出發(fā)，加強(qiáng)《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》課程的建設(shè)，深化教學(xué)改革與創(chuàng)新，進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力，是時代的迫切需要，本文結(jié)合作者教學(xué)與研究實(shí)踐，分析目前教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題，研究教學(xué)改革方案，針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)組織與管理、考核方式等提出切實(shí)可行的應(yīng)對措施，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

1《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1理論與實(shí)踐脫節(jié)

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程一般包含數(shù)據(jù)建模原理、數(shù)據(jù)庫要素設(shè)計和數(shù)據(jù)信息應(yīng)用、開發(fā)與維護(hù)等部分。各部分知識緊密聯(lián)系、相輔相成，相互滲透。教師在教學(xué)過程中應(yīng)把握好它們的關(guān)系，培養(yǎng)既具有扎實(shí)理論功底，又能將理論知識靈活恰當(dāng)應(yīng)用于實(shí)踐，善于結(jié)合多學(xué)科知識進(jìn)行知識擴(kuò)展、知識聚焦、實(shí)踐創(chuàng)新的學(xué)生。當(dāng)前教學(xué)中普遍存在理論與實(shí)踐相脫節(jié)的問題，主要表現(xiàn)在兩個方面：

第一，教師重點(diǎn)偏向理論教學(xué)，課程的理論性強(qiáng)、概念抽象，忽視指導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)具體的數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理、應(yīng)用與維護(hù)技術(shù)，造成學(xué)生“學(xué)而不會”，“會而不強(qiáng)”，不能做到舉一反三，靈活應(yīng)用，無法滿足現(xiàn)代社會對數(shù)據(jù)庫高級應(yīng)用與管理人才的迫切需要。

第二，教師重點(diǎn)講解工程實(shí)踐中流行的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具軟件或平臺的操作，不重視數(shù)據(jù)建模原理的教學(xué)，造成學(xué)生僅僅充當(dāng)“學(xué)徒”的角色，知識體系缺乏，知其然而不知其所以然，失去對知識的綜合應(yīng)用、遷移、迭代能力，工作場景或軟件平臺變化后便茫然若失，無所適從，這與人才培養(yǎng)的目標(biāo)相背離。

1.2對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視不夠

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，但目前在一些高校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)還存在困難，如學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件還不完備，存在教學(xué)場地、教學(xué)設(shè)備等資源競爭，導(dǎo)致對學(xué)生的管理和輔導(dǎo)比較困難，使教學(xué)質(zhì)量受到一定的影響。另外，現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)庫在工業(yè)應(yīng)用中基本以工程化的合作開發(fā)為主，對軟件綜合性、整體性、可靠性、易維護(hù)性的要求較高，在學(xué)生具備一定的專業(yè)知識以后，應(yīng)將軟件工程學(xué)科的基本原則和方法融人《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程》的實(shí)踐教學(xué)過程，結(jié)合程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)和部署綜合性實(shí)戰(zhàn)項目，使學(xué)生深入建立起工程化的思想，適應(yīng)中小型企業(yè)實(shí)際項目的開發(fā)流程、軟件組織結(jié)構(gòu)和部署方法，但由于實(shí)踐課時和條件有限，無法指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，除了畢業(yè)設(shè)計之外，軟件開發(fā)實(shí)踐幾乎都是學(xué)生的個人行為，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程實(shí)際開發(fā)存在較大的差距，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性不高，缺乏學(xué)習(xí)內(nèi)在驅(qū)動力。

1.3教學(xué)方法和手段缺乏多樣性

當(dāng)前高?！稊?shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程主要采用多媒體進(jìn)行授課，這種方式能夠在增加授課信息量的同時將授課內(nèi)容更好地進(jìn)行形象化的展示，但教師對課件的過多依賴將導(dǎo)致某些理論的推演過程缺乏，教與學(xué)之間良好的互動缺失，學(xué)生的思維進(jìn)度難以與授課內(nèi)容同步，久之失去學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致教與學(xué)的過程相隔離，使教學(xué)質(zhì)量下降。

1.4考核方式不能客觀評價學(xué)習(xí)過程

考核是檢驗(yàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)效果，反思教學(xué)過程和教學(xué)方法的有效方式和重要手段，對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)具有重要的指導(dǎo)和反饋?zhàn)饔?，學(xué)生學(xué)習(xí)什么，學(xué)到什么深度，以及如何學(xué)習(xí)在很大程度上取決于他們認(rèn)為自己將以什么樣的方式被考核，不同的考核方式所激發(fā)出的學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)迥異。傳統(tǒng)的考核辦法是期終卷面成績和由考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報告等組成的平時成績結(jié)合起來，按照相應(yīng)比例折算出學(xué)生該課程的最終成績，這種單一性的考核機(jī)制忽視了對學(xué)生批判精神、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊合作能力、分享與表達(dá)能力、知識遷移能力的客觀評價，造成有的學(xué)生不主動思考知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系和多學(xué)科、多課程之間的支撐、拓展、深化等關(guān)系，不思考所學(xué)知識用在哪里以及如何應(yīng)用的問題，僅僅為考試過關(guān)而學(xué)，并不注重提高自身能力。導(dǎo)致學(xué)生的終身學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的意識和能力較差，實(shí)際上背離了該課程的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。

2《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革的總體思路

分析《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出該課程的教學(xué)改革研究的總體思路：

第一，在分析學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)建設(shè)特色的基礎(chǔ)上明確課程教學(xué)目標(biāo)，選用優(yōu)秀適用的教學(xué)材料組織教學(xué)。

第二，重視和加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際引入實(shí)踐教學(xué)項目。

第三，合理組織教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)建模理論的重要性，鼓勵并輔助學(xué)生基于程序設(shè)計語言和特定的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析與開發(fā)。

第四，在教學(xué)方法上，采用案例式、交互式和情景式教學(xué)，要吸納現(xiàn)代信息技術(shù)對傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行升級，在部分教學(xué)環(huán)節(jié)采用PBL教學(xué)法等新型教學(xué)模式，充分鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)。

第五，改革傳統(tǒng)的考核方式，更加注重考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法，激勵創(chuàng)新思維和團(tuán)隊協(xié)作精神。

3《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》教學(xué)改革具體措施

3.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)工程意識

在實(shí)施《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》教學(xué)時，要注重理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，從基本原理、數(shù)據(jù)要素設(shè)計到應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，要涵蓋如下教學(xué)內(nèi)容：

（1）基本原理。包括數(shù)據(jù)設(shè)計模型、關(guān)系數(shù)據(jù)理論與關(guān)系演算、數(shù)據(jù)庫查詢語言、數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)保護(hù)、并發(fā)控制與調(diào)度等，這些內(nèi)容是教學(xué)的重點(diǎn)，它們涵蓋了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、應(yīng)用和開發(fā)起基礎(chǔ)性的指導(dǎo)作用。

（2）設(shè)計方法。包括軟件工程原則與軟件開發(fā)方法、需求分析方法、數(shù)據(jù)完整性等。

（3）應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)?？梢越Y(jié)合程序設(shè)計語言讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后綜合應(yīng)用所學(xué)的知識設(shè)計開發(fā)一個適度規(guī)模的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，如學(xué)生綜合素質(zhì)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約與管理系統(tǒng)、校園二手物品交易平臺等。

通過該課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生充分理解和掌握數(shù)據(jù)庫的基本原理、設(shè)計方法、應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)維護(hù)、異構(gòu)數(shù)據(jù)處理等知識與技術(shù)，培養(yǎng)自主分析問題、解決問題、遷移問題的能力，在工程開發(fā)和創(chuàng)新實(shí)踐方面受到專業(yè)、系統(tǒng)的訓(xùn)練。

3.2采取新型的教學(xué)方法和教學(xué)手段

在教學(xué)過程中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)合理綜合應(yīng)用多種教學(xué)方法、教學(xué)手段，做到以教促學(xué)，教學(xué)相長。要以學(xué)生為中心，適時采用案例教學(xué)、PBL教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新能力，極大的激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用、探究創(chuàng)造的主動性，促進(jìn)知識的強(qiáng)化、融合和遷移。

（1）采用案例教學(xué)，促進(jìn)學(xué)用結(jié)合

針對理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊學(xué)習(xí)，要設(shè)計有不同側(cè)重點(diǎn)和目標(biāo)的教學(xué)案例。案例要涵蓋數(shù)據(jù)庫基本原理、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和開發(fā)等諸方面，教師在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)重點(diǎn)講評和演示具有代表性的實(shí)際案例，從設(shè)計方法、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化等方面給學(xué)生具體的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的思維方式和開發(fā)技巧，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生對抽象理論和方法的理解和掌握。教學(xué)中要注意留給學(xué)生思考與討論的空間，增強(qiáng)學(xué)生的分析判斷能力，更多的對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，從而使學(xué)生能以點(diǎn)帶面，以面帶體的進(jìn)行主動學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識的交叉和協(xié)同，促進(jìn)理論與實(shí)踐兩者之間的有機(jī)增強(qiáng)。

（2）基于任務(wù)驅(qū)動組織教學(xué)

針對不同的教學(xué)內(nèi)容，精心構(gòu)造學(xué)習(xí)任務(wù)。對特定問題的講解如數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)入導(dǎo)出、備份與恢復(fù)、轉(zhuǎn)儲與加密等可以采用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法，這種方法是在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊學(xué)習(xí)，在教學(xué)內(nèi)容和體系和框架下，參照現(xiàn)實(shí)生活、學(xué)術(shù)材料和工程應(yīng)用等實(shí)際，以充分自由表達(dá)觀點(diǎn)、質(zhì)疑、探究、討論為主要形式，綜合應(yīng)用自己所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題，或提出問題的解決思路與辦法。這種方法特別重視多學(xué)科知識的融合，能充分提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、語言表達(dá)能力、知識聚合能力，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，為終身學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。教師作為探究式課堂教學(xué)的導(dǎo)師，其任務(wù)是調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生成為課堂的主人，教師在必要的時候進(jìn)行提示、講評和總結(jié)。

（3）采用PBL等新的教學(xué)方法

PBL是“基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-based Learning）”的簡稱，這種學(xué)習(xí)方法強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心，由學(xué)生自己根據(jù)所學(xué)知識和面對的問題，進(jìn)行分析、討論和決策，并由學(xué)生自身和所在團(tuán)隊管理學(xué)習(xí)過程，自主和合作是這種學(xué)習(xí)方法的主要特色，該方法尤其注重跨學(xué)科知識的整合，鼓勵新思維模式。基于這種學(xué)習(xí)方法可以逐漸地減弱對教師的依賴，有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。應(yīng)用該方法在某些教學(xué)環(huán)節(jié)中可以讓學(xué)生進(jìn)行自主分組或由教師指定分組，小組自主選擇感興趣的任務(wù)和項目，自主選擇實(shí)現(xiàn)工具和方法，經(jīng)過分工和協(xié)作達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行小組內(nèi)和小組間的互動、分享與評價，以此培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新能力、交際表達(dá)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。任務(wù)完成后各小組之間可相互借鑒學(xué)習(xí)，使教學(xué)過程充滿生機(jī)與互動，使學(xué)生之間相互監(jiān)督，相互促進(jìn)。在某些特定的教學(xué)環(huán)節(jié)也可采取翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等新型教學(xué)模式。

（4）采用更加豐富的教學(xué)手段

為避免單一多媒體教學(xué)的不足，可以采用多媒體教學(xué)、傳統(tǒng)板書教學(xué)方式相結(jié)合方法，也可以借助網(wǎng)絡(luò)資源和現(xiàn)代信息技術(shù)基于混合課堂進(jìn)行教學(xué)，使它們?nèi)￠L補(bǔ)短，提高教學(xué)效果。還可以通過網(wǎng)站上的學(xué)習(xí)專題、學(xué)習(xí)論壇和公共聊天室等進(jìn)行教學(xué)和討論，在條件允許的情況下，也可以通過開展實(shí)地調(diào)研、專訓(xùn)等活動提高學(xué)生的感性認(rèn)識和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

3.3重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高動手能力和創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的靈魂。要達(dá)到這個目標(biāo)，必須緊密融合理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，日常實(shí)驗(yàn)通常以專題的形式針對特定的知識點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)任務(wù)的整體性和系統(tǒng)性不強(qiáng)。因此在課程的后期教師要精心設(shè)計綜合性實(shí)踐教學(xué)項目，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用軟件工程的基本原則設(shè)計一個具有實(shí)用價值的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。要鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑，善于創(chuàng)新，能積極主動的學(xué)習(xí)知識、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)并用于解決問題，培養(yǎng)勤奮努力、百折不撓的拼搏精神。鼓勵學(xué)生參與工程項目、科研項目開發(fā)，并撰寫學(xué)術(shù)論文或總結(jié)報告，從中闡述其設(shè)計思路、運(yùn)用的知識及自己的體會，以此培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和科學(xué)思維習(xí)慣。

3.4改革考核方式，重視能力培養(yǎng)

通過課程考核可以評價教學(xué)效果，檢驗(yàn)學(xué)生的知識和技能水平，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。課程考核對教學(xué)也具有強(qiáng)化、檢測和反饋的作用。

有效的考核評價機(jī)制應(yīng)不僅關(guān)注學(xué)生對知識的掌握程度，還要更加注重學(xué)生的各項能力是否得到了鍛煉和提升。要通過考核引導(dǎo)學(xué)生掌握高效的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會解決問題的有效途徑，增強(qiáng)其自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊精神和創(chuàng)新意識，使其具有較強(qiáng)的學(xué)科融合和知識遷移能力，以及較強(qiáng)的人文素養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)同和實(shí)踐創(chuàng)新能力。提升其核心競爭力，從而使學(xué)生盡早適應(yīng)社會需求和行業(yè)變革。在期末考試中要考查學(xué)生對關(guān)鍵性概念和原理的掌握程度，加大實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法等在綜合考核中的占比，把平時的實(shí)驗(yàn)、具體的設(shè)計開發(fā)任務(wù)、課堂討論、專題匯報和自主學(xué)習(xí)的表現(xiàn)以及思維能力與創(chuàng)新能力融人考核范疇，力避高分低能的現(xiàn)象。另外，鼓勵學(xué)生參加計算機(jī)資格認(rèn)證考試、軟件水平考試等較高水平的考試，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和自信心。

學(xué)校要采取更多的措施鼓勵教師和學(xué)生參與科學(xué)研究和項目開發(fā)，組織學(xué)生參與各種科學(xué)實(shí)踐活動，選拔一部分成績突出、樂于科研、踏實(shí)肯干的學(xué)生成立科研小組到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和教師共同進(jìn)行科學(xué)研究，營造和諧、求知、實(shí)干的校園文化，鼓勵學(xué)生參加各種國家級和省級技能比賽，學(xué)校每年也可以自己組織各種技能創(chuàng)新比賽活動，以此提高學(xué)生的科研熱情和創(chuàng)新精神。

4結(jié)束語

《數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生能夠分析實(shí)際問題，編程解決實(shí)際問題。該課程理論與實(shí)踐教學(xué)的改革需要高校師生的共同努力，作者針對我國普通高校目前教學(xué)中存在的共性問題，提出了若干教學(xué)改革措施，其目標(biāo)是提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多適應(yīng)信息化社會的創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。