依托課程學習提升專業學位研究生的實踐創新能力
——以數據庫理論及應用課程為例

王海鳳，石寶

（內蒙古工業大學 信息工程學院，內蒙古呼和浩特 010080）

研究生教育是我國培養高層次人才的重要途徑，專業學位研究生教育是培養高層次應用型專門人才的主渠道。《專業學位研究生教育發展方案（2020-2025）》指出[1]，到2025年，將專業學位碩士（專碩）招生規模擴大到碩士招生總規模的三分之二左右。如何保障專業學位研究生的培養質量，提升專碩學生的實踐創新能力，適應社會經濟發展對科技應用和轉化方面人才的迫切需求[2-3]，是研究生教育工作者必須思考的問題。在研究生培養的各個環節中，課程學習是保障研究生培養質量的重要環節之一[4]，在研究生成長成才中具有全面、綜合和基礎性作用。

研究生的課程學習一般只有一年，包括公共基礎課和專業課學習，是學生掌握基礎理論和專業知識，構建知識結構的主要途徑。專業學位培養以提高學生實踐創新能力為目標，主要培養具有較強專業能力和職業素養、能夠創造性地從事實際工作的高層次應用型專門人才[5-7]。數據庫理論及應用課程是計算機類專業學位研究生的核心專業課，理論性和實踐性都很強[8]，對學生實踐創新能力的培養具有重要作用。本文以該課程為例，分析目前課程普遍存在的問題，并提出培養學生實踐創新能力的整體方案，包括調整課程教學目標，梳理和優化教學內容，建設和完善課程教學案例庫，改革課程考核方式等。

1 課程教學現狀及存在的問題

1.1 教學目標缺少針對性，簡單套用學術學位教學模式

過去，我校計算機學科點的數據庫理論及應用課程，因為學生總體人數不多，學術學位和專業學位研究生安排在一起上課。后來，隨著專業學位研究生招生規模的擴大，雖然分班授課，但還是沒有考慮專業學位與學術學位不同的培養目標，仍然套用學術學位的課程教學模式。偏重對學生數據庫理論和科研能力的培養，忽略了對專業學位研究生實踐應用能力的培養，教學目標缺少針對性。

1.2 教學內容陳舊且偏重理論，實際演練內容少

數據庫技術發展變化非常迅速，目前課程教學內容涉及新技術新方法的篇幅較少，不能緊跟數據庫發展趨勢，需要不斷調整和更新。另外，現有教學內容偏重數據庫理論教學，沒有考慮專業學位研究生獨特的教育模式，缺少實踐與實驗內容，學生實際操作演練不多，與專業學位注重實踐創新能力的培養目標不一致。

1.3 缺少實踐教學案例分析，學生知識應用轉化能力差

目前在教學環節中缺少具體的實踐案例分析和講解，學生對數據庫相關的抽象概念和原理沒有深入的理解，因此利用理論知識解決實際問題的能力沒有得到充分鍛煉，學生數據庫實踐應用能力沒有明顯提高，知識轉化應用能力較差。

1.4 課程考核方式單一，學生積極性不高

課程基本沿用傳統教學模式，以教師理論講授為主，學生被動接受。課程考核方式以筆試為主，缺乏對學生學習過程的考核。近些年隨著招生規模的擴大，學生生源參差不齊，教學過程中也沒有考慮學生的差異性。這些都導致學生課堂參與感不強，缺乏學習的主動性和積極性，沒有發揮出學生的潛力，教學效果不太理想。

2 依托數據庫理論及應用課程提升學生實踐創新能力的整體方案

2.1 調整課程教學目標，優化課程教學內容

2.1.1 調整課程教學目標

數據庫技術主要研究如何存儲、使用和管理數據，是現代信息系統開發與應用中一項極為重要的基礎技術。數據庫理論及應用課程主要介紹數據庫系統工作原理、主要技術和關鍵方法。通過該課程的學習，使學生掌握扎實的數據庫理論知識和關鍵技術，解決數據處理和信息系統方面實際的應用問題。為了提升專業學位研究生的實踐創新能力，調整和修改后的課程教學目標主要包括以下四個方面：（1）掌握關系數據庫理論和數據庫設計方法學，能夠根據具體應用場景，分析和設計合理的數據庫模式。（2）熟練掌握1-2 種主流大型數據庫管理系統、相關數據庫設計和開發工具，具備研制和開發數據庫應用系統的能力。（3）掌握高級事務處理技術和原理，包括事務調度、各種并發控制協議和方法、數據庫恢復技術和策略等，具備大型數據庫管理系統性能調優能力。（4）緊跟數據庫技術和應用開發的最新發展趨勢和前沿技術，能結合實際應用提出新問題、新思路和新方法。

2.1.2 優化課程教學內容，加強實踐能力的培養

研究生階段的課程設置應該更加重視教學內容的實踐性和前沿性[9]，凸顯對專業學位研究生實踐應用能力和創新能力的培養。根據新的教學目標，課程教學內容也做了適當調整和優化，主要包括三大知識模塊，具體教學內容和培養目標見表1。

表1 課程教學內容和培養目標

知識模塊一，學習關系數據理論和數據庫設計。包括數據依賴理論、關系范式理論、模式分解理論、數據建模、數據庫設計、數據操縱語言SQL、數據庫應用系統開發和實驗演練等內容，為了讓學生更好地理解和掌握抽象的數據庫理論，該模塊會結合大量實例進行講解和案例分析。案例貫穿數據庫理論分析、建模、設計到實際系統開發的整個生命周期，讓學生深入體驗利用所學知識解決實際問題的全過程。知識模塊二，學習事務處理高級技術。本科階段的數據庫課程已經學習了事務處理的基本概念和基本技術，因此該模塊主要深入學習事務高級主題技術。主要包括事務調度中沖突可串行化、視圖可串行化、基于封鎖的并發控制、基于時間戳和基于有效性確認的并發控制方法、數據庫恢復中故障種類、恢復實現技術、恢復策略和數據庫安全等內容。該模塊雖然涉及大量抽象理論和算法，但是實踐性也很強，因此要求學生至少熟練掌握一種大型關系數據庫管理系統，能夠將該模塊知識在實際系統上進行實踐和驗證，培養學生管理、維護和優化大型數據庫系統的能力。知識模塊三，學習數據庫新技術。在當前云計算和大數據時代下，數據庫技術也面臨空前挑戰，新技術和新系統層出不窮。該模塊內容主要有XML 數據庫、分布式數據庫、大數據、NoSQL數據庫、NewSQL 數據庫等，培養學生關注領域前沿知識的習慣。

綜上，針對學生實踐應用和創新能力的培養，模塊一和模塊二都增加了大量實例講解、案例分析和實驗演練項目，增強理論與實際的聯系，提高學生解決數據庫實際問題的能力。隨著云計算和大數據的發展，模塊三數據庫新技術內容更新較多，講解大數據時代數據庫的最新發展和前沿技術，為學生從事大數據管理和信息系統研發奠定堅實的基礎。

2.2 構建教學案例庫，提升實踐創新能力

數據庫理論及應用課程涉及大量抽象的概念、原理、數據模型和方法，這些內容理論性強、難度大。為了讓學生深入了解抽象的理論和方法在實際場景中的應用，有必要建立內容豐富的課程教學案例庫。將復雜抽象的理論融入形象直觀的教學案例中，不僅能調動學生學習的積極性，而且能顯著提升課程教學效果[10-12]。

2.2.1 教學案例收集和整理原則

案例教學的效果取決于所采用的教學案例，因此教學案例的篩選至關重要[13-14]。課程教學案例的選取，要注意系統性、合理性、關聯性、工程性、前沿性。教學案例盡可能涵蓋課程各知識模塊的教學內容，可以將課程各個知識點融合在一起，培養學生融會貫通、綜合應用知識的能力。對于重難點知識，可以設置有針對性的特殊教學案例，比如事務調度、性能調優的教學案例，指導學生如何將看似晦澀難懂的理論知識服務于數據庫管理，培養學生實踐探究能力。案例庫中絕大多數教學案例工程性很強，從真實的應用場景中選取，讓學生深切體會如何應用復雜抽象的理論解決實際工程問題。在云計算、大數據的推動下，數據庫技術發展很快，教學案例的選取一定要聯系當前數據庫領域的前沿和熱點問題，培養學生跟蹤最新技術、發現新問題、提出新思路的能力。

2.2.2 教學案例庫分類

依據課程教學內容和教學案例收集與整理原則，構建三類教學案例庫：數據庫設計與應用開發類案例、數據庫系統管理類案例與數據庫新技術新應用類案例。

（1）數據庫設計與應用開發類案例。

數據庫設計與應用開發類案例涵蓋數據建模、數據庫設計、數據規范化處理、數據庫訪問和數據庫SQL語句等知識點。此類案例可以選自與研究生學習和生活貼近的應用場景，比如研究生科研業績管理系統、研究生復試管理系統、研究生課程管理系統、學科點評估信息平臺建設等。

（2）數據庫系統管理類案例。

數據庫系統管理類案例涵蓋數據庫查詢處理和優化、數據庫事務處理、事務調度、事務并發控制與數據庫恢復技術等知識點。此類案例可以選自大型數據庫系統的性能調優、參數設置等實際的應用和管理工作。比如在Oracle 數據庫系統中管理控制文件、管理重做日志、管理歸檔日志、配置各種系統參數、制定恢復策略、制定備份策略、備份和恢復配置等。

（3）數據庫新技術新應用類案例。

數據庫新技術新應用類案例涵蓋云計算、大數據、NoSQL 數據庫、NewSQL 數據庫等知識點。此類教學案例可以從學科點的大數據科研項目、主流電子商務平臺或大數據平臺等進行選取，對學生進行介紹和展示。

2.2.3 教學案例的結構

課堂教學中適時適當地引入教學案例分析，不僅有助于學生對課程理論知識的理解和掌握，而且有利于提高學生分析問題、解決問題的能力。每個教學案例由案例目標、案例背景、問題描述、關鍵問題和技術、關聯的理論知識點、解決方案、案例實現等部分構成。案例的收集和編寫工作量非常大，需要教學團隊所有成員共同參與，經過長期的積累和精心的設計，才能逐步建成符合教學要求的高質量教學案例庫。

2.3 改革課程考核方式，激發學生自主性和參與性

改變以往單一的評價方式，新的課程考核方式以學生為中心，強調自主性、參與性、過程性和互動性。課程最終考核成績由以下四部分構成：案例分析問答成績占20%；小組討論報告成績占20%；實驗演練成績占20%；期末試卷成績占40%。

教師在課堂上引入相關教學案例時，面向問題闡述數據庫理論的核心內容，并且巧妙設問，以問題導引方式讓學生主動參與到案例分析和討論中，將學生的表現記錄在冊，作為案例分析問答成績。因課程學時有限，有些模塊的知識點也可以安排學生以小組為單位，進行討論報告式學習，從報告內容的難度、PPT 制作、邏輯性和條理性、成員分工與合作、講解與問答等方面進行評分，作為小組討論報告成績。為了鍛煉學生知識應用能力，課程知識模塊一和模塊二安排了實驗演練項目，但因為課程學時有限，可以讓學生在課后完成，同時將實驗分析與設計、實驗步驟、實驗效果等內容以實驗報告形式提交，作為實驗演練成績。課程的基礎知識和核心理論可以采取期末試卷形式進行考核。

改革后的課程考核方式注重考查學生的整個學習過程，貫穿基礎理論學習、案例分析與討論、小組合作匯報、實驗設計與演練等環節，最終建立課程知識體系全過程。以此激發學生學習的積極性和主動性，通過課程學習，不僅達到了課程教學目標，同時提升了學生利用所學理論知識發現問題、分析問題、解決問題的實踐創新能力和綜合應用能力。

3 結語

課程學習是培養專業學位研究生實踐創新能力的重要途徑。本文依托數據庫理論及應用課程，從調整教學目標、優化教學內容、構建教學案例、改革課程考核方式等角度，闡述了提升專業學位研究生實踐創新能力的整體方案。本研究可為專業學位研究生其他課程的教學提供參考。