基于工程教育認證的數據庫設計與優化教學研究

何凱 黃春曉 葉鵬 梁金星

摘要：針對目前數據庫課程體系中數據庫設計與優化的教學內容和方法不足等問題，探索基于工程教育專業認證的教學改革措施。明確數據庫課程體系培養目標，科學規劃教學內容，精心設計教學案例，重點采用案例啟發式教學方法。教學效果表明提高了學生的學習積極性，增強了學生對知識點的理解，鍛煉了學生解決復雜工程問題的實踐能力，為工程教育認證背景下數據庫課程體系的教學改革和探索提供參考。

關鍵詞：數據庫課程;復雜工程問題; 工程教育認證;教學內容設計;教學改革

中圖分類號： TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）23-0029-03

Abstract： To solve the shortcomings of teaching contents and methods of database design and optimization in the current database curriculum system， this paper explores its teaching reform measures based on the professional certification of engineering education. This paper redefines the training objectives of database curriculum system， scientifically makes plan for the teaching contents， carefully designs teaching cases， and focuses on case-based heuristic teaching method. The teaching effect shows that it can improve students learning enthusiasm， enhance their understanding of knowledge points， stretch their practical ability to solve complex engineering problems， and further provide references for teaching reform and exploration of database curriculum system under the background of engineering education certification.

Key words： database course; complex engineering problems; engineering education certification; teaching content design; reform in education

1 引言

大數據的快速發展和廣泛應用，對數據庫技術提出了新的要求和挑戰。數據庫學習的效果直接影響著學生從事軟件系統的設計與開發、數據處理、分析和挖掘等工程行業的能力和水平[1]。2016年，我國正式加入《華盛頓協議》，有利于推動高等教育工程專業改革和發展，推進一流本科專業建設。新版工程教育認證標準重點強調，工程類本科專業對“解決復雜工程問題”的要求，目的在于“提高人才培養質量”。在新一輪的本科工程教育專業認證背景下，數據庫課程體系作為理論與實踐緊密結合的課程，探討其基于解決復雜工程問題的教學研究具有重要意義[2-3]。

目前，在筆者所在單位的軟件工程專業培養方案和大綱中，數據庫系列相關課程體系分為三大模塊：

（1）數據庫原理。教學內容包括數據庫的基本理論，如關系代數、實體聯系和范式等，目的在于讓學生掌握數據庫基礎理論知識;

（2）數據庫應用。教學內容包括數據庫設計的基礎知識和數據庫創建、表的操作、視圖操作、索引操作、存儲過程和觸發器應用、函數應用、SQL 程序設計，目的在于培養學生應用數據庫的應用能力;

（3）數據庫優化技術。教學內容以數據建模、數據庫設計優化、性能監控與調優、數據庫安全和授權、數據備份與恢復等實用技術，目的在于培養學生解決實踐工程問題的實踐能力。

上述教學內容循序漸進、相輔相成。但教學內容根據知識點展開，教學以學生掌握數據庫知識和應用數據庫技術為主要教學目標，不足以培養學生解決復雜工程問題的能力，使得課程體系難以支撐學生畢業目標達成。因此，有必要重新設計與改進培養方案和教學內容，實施成果導向教育，依據畢業要求安排教學活動，依據畢業要求對畢業生實施評價[4]。在數據庫課程體系的知識點中，數據庫設計與優化技術是數據庫的重點和核心且與實踐結合緊密，探討其基于工程教育專業認證的教學內容和方法，對建立以解決復雜工程問題的為導向的數據庫課程體系的教學改革和探索具有參考和借鑒意義。

2 數據庫設計與優化教學現狀

數據庫設計是數據庫應用開發的基礎，培養學生對數據庫問題的分析能力和解決問題的實踐能力。數據庫優化是數據庫的高級知識，也是實際工程項目所必需的技術，有利于提高學生的創新思維和創新技能。傳統教學內容以教會學生知識點為教學目標[5]，存在以下局限性：

（1）知識模塊整合不夠，難以提高學生培養質量。傳統教學內容是將數據庫設計與優化分開，課程內容安排在兩門課程中，忽略了兩者之間是緊密聯系的。教學內容注重數據庫設計，而忽略了數據庫設計優化，而這恰好是實際復雜工程問題中所必需的;

（2）知識結合不緊密，不利于培養學生的創新思維。學生會設計簡單的數據庫，理解范式和逆規范化的原理，但難以應用于工程實踐。在工程問題中，數據庫的設計和優化往往還會結合查詢考慮，傳統教學內容在這方面結合度不夠，不利于引導和發展學生創新思維;