面向新工科人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程改革研究

張曉麗

關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用；課程改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）14-0168-03

為應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，教育部于2016年首次提出“新工科”概念，此后通過“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”三部曲明確新工科建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容。新工科建設(shè)的目標(biāo)就是利用新技術(shù)、新方法培養(yǎng)主動適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交叉復(fù)合型人才。相比較傳統(tǒng)的工科教育，在新工科教育背景下，高等教育更需要注重培養(yǎng)學(xué)生快速學(xué)習(xí)新事物的能力、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力[1]。新工科多維度復(fù)合型人才的培養(yǎng)需要在教學(xué)過程中循序漸進(jìn)，不斷積累，課程建設(shè)是人才培養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)工程[2]，因此在新工科建設(shè)過程中加強(qiáng)課程建設(shè)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)和保證。

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，主要講授數(shù)據(jù)庫技術(shù)理論及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用，是一門理論和實(shí)踐并重的課程。隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)以講授為主的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)新工科的人才培養(yǎng)需求。作為應(yīng)用型本科院校，以培養(yǎng)綜合應(yīng)用型人才為出發(fā)點(diǎn)，在新工科教育背景下，應(yīng)主動服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極加強(qiáng)課程建設(shè)。本文結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程的特點(diǎn)，從課程群建設(shè)、課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政、課程考核方式等方面對數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程進(jìn)行改革建設(shè)，以全面提升計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

1 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程改革的意義

數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，是軟件的靈魂，是數(shù)據(jù)管理的重要工具，已遍及現(xiàn)代生活的各個角落，在各行業(yè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用[3]。數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、軟件工程、信息計(jì)算等專業(yè)的專業(yè)核心課程，面向?qū)嶋H應(yīng)用開發(fā)，課程目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生全面地了解和掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、原理及應(yīng)用技術(shù)，使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決軟件復(fù)雜工程問題。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生可以掌握數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫工具的應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法步驟，運(yùn)用工程思想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)。數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程作為專業(yè)核心課程，在大三第一學(xué)期進(jìn)行開設(shè)，在課程體系中具有非常重要的地位，不僅與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等先修課程聯(lián)系密切，又是后續(xù)軟件工程、軟件開發(fā)技術(shù)、JavaEE程序設(shè)計(jì)等軟件開發(fā)設(shè)計(jì)課程的前導(dǎo)課程。本課程涉及眾多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)知識和應(yīng)用，對學(xué)生未來工作、學(xué)習(xí)和科研的發(fā)展具有重要的影響。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)，課程教學(xué)內(nèi)容按照教材順序，以教材理論知識講解為主，忽視了前后課程間的聯(lián)系，教學(xué)模式上仍以教師講授為主，學(xué)生被動接受、消化，缺少參與度，同時在課程實(shí)驗(yàn)中多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，忽視對學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。面對新工科在新知識、新理念、新方法等方面提出的新要求，迫切需要改革傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫課程模式，融入工程教育思想，依據(jù)新工科人才培養(yǎng)教育理念創(chuàng)新課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，培養(yǎng)主動適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型工程人才。

2 新工科背景下數(shù)據(jù)庫課程改革措施

針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)中存在的問題，圍繞新工科的應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，同時結(jié)合“應(yīng)用型”本科院校的辦學(xué)定位和就業(yè)崗位的需求，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程改革以“學(xué)生為中心，成果為導(dǎo)向”作為指導(dǎo)思想，在課程群建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、課程思政、評價體系等方面進(jìn)行了教學(xué)改革探索。

2.1 注重課程間聯(lián)系，建設(shè)數(shù)據(jù)庫課程群

隨著科技的不斷進(jìn)步，學(xué)科間的交叉融合也越來越緊密。新工科強(qiáng)調(diào)各學(xué)科間的交叉融合，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決需要綜合應(yīng)用多學(xué)科的知識，因此在以新工科為背景的課程建設(shè)過程中，采用現(xiàn)代信息手段拓展課程建設(shè)，將理論知識與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，引入更多維度的知識在課程教學(xué)中非常有必要。

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程作為專業(yè)核心課程，在課程體系中具有承前啟后的重要地位，因此在課程教學(xué)中，應(yīng)梳理相關(guān)課程間的聯(lián)系，融合前后續(xù)課程的相關(guān)內(nèi)容。例如講授數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)部分知識的同時引入后續(xù)軟件工程的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合軟件開發(fā)流程去分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時在完成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要求學(xué)生使用軟件開發(fā)語言（C++、Java 等），綜合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析等課程知識，利用軟件工程開發(fā)思想解決計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。由此，通過前后課程知識的融合，形成以數(shù)據(jù)庫課程為主線的課程群體系，將課程相關(guān)知識貫穿于整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)全過程，以加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識的應(yīng)用和理解，對課程知識體系形成感性認(rèn)識。

從宏觀角度來看，在數(shù)據(jù)庫課程學(xué)習(xí)過程中將本課程在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域工程問題中的應(yīng)用框架展示給學(xué)生，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)中了解相關(guān)知識在軟件系統(tǒng)開發(fā)中的地位和應(yīng)用，為學(xué)生后期的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工作奠定一定的基礎(chǔ)，這樣可以更直觀地提升學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)可及專業(yè)知識的應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.2 以學(xué)生為中心整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程總學(xué)時為48學(xué)時，該課程內(nèi)容繁雜，涉及知識點(diǎn)眾多，前后課程聯(lián)系緊密。因此，為了更加合理地安排學(xué)時，根據(jù)新工科提出的“將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過程”的要求[4]，對照課程目標(biāo)對課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化重構(gòu)。在知識重組的過程中，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)庫知識技術(shù)解決復(fù)雜工程問題的能力為重點(diǎn)，在保證知識完整性的前提下，打破傳統(tǒng)的教學(xué)順序，重新梳理教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容按學(xué)生熟悉的項(xiàng)目案例進(jìn)行分解整合，整體分為數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫綜合設(shè)計(jì)三大模塊。在課程講授過程中，以項(xiàng)目貫穿整個教學(xué)，將各模塊內(nèi)容分為“點(diǎn)、線、面”三層體系，將最小知識單元作為知識點(diǎn)，而相關(guān)知識點(diǎn)融合形成知識線，最后關(guān)聯(lián)多條知識線形成知識面，用于求解綜合應(yīng)用問題，保證教學(xué)內(nèi)容的逐層遞進(jìn)。同時根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，“去繁就簡、化簡為精”，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，舍棄不常用的內(nèi)容，讓學(xué)生易于理解掌握。

在課程實(shí)踐環(huán)節(jié)中，根據(jù)分解的知識模塊，將課程實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)驗(yàn)證型、應(yīng)用提高型和綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個層次[5]，由淺入深、逐層遞進(jìn)地在實(shí)踐中讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫知識的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容的重新整合有效地提升了學(xué)生對知識的掌握程度，從而提高課堂的授課效率，使得在有限的課程教學(xué)時間中進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.3 線上線下混合式教學(xué)模式

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)改變傳統(tǒng)線下課堂教師講授為主的模式，采用線上線下混合式教學(xué)方法展開課程教學(xué)，充分利用雨課堂、學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺，覆蓋課前、課中和課后三個教學(xué)環(huán)節(jié)，如圖1所示。課前學(xué)習(xí)依托學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺，教師在學(xué)習(xí)通上提前推送相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)、慕課視頻、教學(xué)課件和課前測試習(xí)題等，要求學(xué)生提前自主預(yù)習(xí)并完成課前測試，提出問題，形成對課堂知識點(diǎn)的感性認(rèn)識；課堂教學(xué)中教師結(jié)合學(xué)生預(yù)習(xí)知識的反饋情況，分析課前測試，采用多種教學(xué)方法著重對重難點(diǎn)進(jìn)行分析講解，并通過課堂提問、分組討論，隨堂測試等教學(xué)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的參與度，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理性認(rèn)識；課后是鞏固與提高，除線下作業(yè)外，教師在學(xué)習(xí)通上推薦與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的復(fù)習(xí)資料并發(fā)布課后測試習(xí)題，同時為滿足學(xué)生的個性化發(fā)展，設(shè)置開放性作業(yè)，要求學(xué)生根據(jù)個人能力去選擇性完成。

在課程實(shí)踐教學(xué)中，為了提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，深入挖掘?qū)嵺`資源，精心設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容，同時借助頭歌實(shí)踐平臺，發(fā)布與課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)驗(yàn)拓展項(xiàng)目，設(shè)置不同難度關(guān)卡，學(xué)生根據(jù)自身能力選擇性完成，并可反復(fù)多次測試練習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，直到成績滿意為止。通過多次反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化對知識的掌握，達(dá)到“做中學(xué)，學(xué)中做”的目的。教師可隨時在實(shí)驗(yàn)課堂跟蹤掌握學(xué)生完成進(jìn)度，并加強(qiáng)過程監(jiān)督管理，動態(tài)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)“課上與課下教學(xué)的有機(jī)結(jié)合”。通過課外拓展項(xiàng)目練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，相互協(xié)作，提高個人工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識。

除此之外，教師還可通過QQ群、微信群等線上平臺和學(xué)生進(jìn)行實(shí)時互動，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和交流，并通過練習(xí)、答疑、討論等建立反饋機(jī)制，引領(lǐng)學(xué)生鞏固與拓展知識。在整個教學(xué)過程的執(zhí)行中，學(xué)生由被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)主動性和熱情不斷攀升，學(xué)習(xí)效果得到了明顯的提高。

2.4課程思政融入

“課程思政”是一種教育理念，是在課程知識傳授和能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞立德樹人這一根本任務(wù)，以專業(yè)課程為載體，在專業(yè)知識教學(xué)中將思政元素以潤物無聲的方式融入課程教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中，樹立正確的三觀，全面提升個人綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識傳授和價值引領(lǐng)的有機(jī)融合，發(fā)揮隱形課程思政教育功效[6]。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了國家信息化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系緊密，其很多思想和理念與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。在課程教學(xué)中，根據(jù)課程特點(diǎn)，深入挖掘課程相關(guān)的思政元素，將數(shù)據(jù)庫發(fā)展歷史、數(shù)據(jù)庫理論和數(shù)據(jù)庫管理應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)等多方面與歷史、人文、社會等有機(jī)結(jié)合，根據(jù)當(dāng)代學(xué)生特點(diǎn)，引入實(shí)際案例（人物故事、社會熱點(diǎn)、科技創(chuàng)新等），結(jié)合專業(yè)知識進(jìn)行分析講解，將知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)有機(jī)融合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫知識應(yīng)用和正確使用現(xiàn)代化工具解決數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域工程問題的過程中，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，達(dá)到教書育人的效果[7]。表1中列舉了本課程中部分思政素材及思政育人目標(biāo)。

2.5過程性多元化的考核方式

課程考核評價是衡量教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是檢測課程目標(biāo)是否達(dá)成的重要依據(jù)。為了促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，保障教學(xué)質(zhì)量，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程在考核中改變傳統(tǒng)的以單一期末考試作為考核結(jié)果的方式，調(diào)整成績比例（平時50%+ 期末50%），實(shí)施多元化的過程性考核方式，引入教學(xué)全過程要素信息，注重過程性評價，將課程的考核貫穿于整個教學(xué)過程，加強(qiáng)課上課下、線上線下的學(xué)習(xí)評價，并引入競賽科研項(xiàng)目、課程建設(shè)等加分項(xiàng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

平時成績的構(gòu)成主要來源于線下和線上的學(xué)習(xí)過程。其中線下包括課堂討論、課后作業(yè)、課堂實(shí)驗(yàn)完成情況、項(xiàng)目答辯、項(xiàng)目報(bào)告等；線上學(xué)習(xí)主要通過學(xué)習(xí)通、雨課堂、頭歌等線上平臺記錄，以上教學(xué)平臺對學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程都有完整的數(shù)據(jù)記錄，包括課程學(xué)習(xí)完成度、課前測試、課后作業(yè)、小組討論、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)完成度及成績、課堂表現(xiàn)及單元測試的完成情況等，這些得分最終可以導(dǎo)出作為學(xué)生過程性考核的依據(jù)。課程期末考試采用閉卷考試，試卷內(nèi)容依據(jù)課程大綱，涵蓋各教學(xué)知識點(diǎn)，以綜合應(yīng)用為主，綜合考查數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、SQL知識應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等方面知識，注重課程目標(biāo)的達(dá)成。

在整個課程的學(xué)習(xí)過程中，為提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，設(shè)置階段性項(xiàng)目，學(xué)生以小組為單位，合作完成每個項(xiàng)目，同時每階段的項(xiàng)目需進(jìn)行驗(yàn)收匯報(bào)。另外鼓勵學(xué)生參加各類學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、教師的科研項(xiàng)目等，并以此作為課程的加分項(xiàng)目。以上措施提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大地提升了學(xué)生的項(xiàng)目參與度。

3 結(jié)束語

作為軟件領(lǐng)域三大基礎(chǔ)技術(shù)之一的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在信息化建設(shè)的過程中占有重要的地位。隨著“新工科”建設(shè)的大力推進(jìn)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高校數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)必須不斷提升教學(xué)質(zhì)量以滿足新工科人才的培養(yǎng)要求。本文基于新工科的建設(shè)背景，以提高學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)探索數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革方法，從數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)、課程內(nèi)容重整優(yōu)化、豐富教學(xué)手段和方法、課程思政育人、課程多元化考核機(jī)制等方面進(jìn)行改革和嘗試，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，為新工科背景下的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)提供新的途徑。