基于數據庫系統工程師考試的數據庫實驗教學設計

摘要：數據庫系統概論作為一門實踐性強的課程，其實驗教學設計對課程質量至關重要。鑒于數據庫系統工程師下午考試內容與該課程密切相關，本研究通過分析試題，分解知識點，并根據題型、內容和分值確定知識點的重要性，將其與教材內容相對應，以此指導實驗課時的分配和內容設計。本研究旨在以考促學，激發學生對全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平） 考試的興趣，提高學習效率，拓展就業途徑。

關鍵詞：數據庫課程；數據庫系統工程師考試；實驗教學設計；課時分配

中圖分類號：G641 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）02-0123-04 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平） 考試（簡稱“軟考”） 是由人力資源和社會保障部、工業和信息化部領導的國家職業資格考試[1]。軟考不限學歷和資歷，注重考查考生的實際能力，共設初級、中級、高級三個級別，涵蓋27種職業崗位。其中，數據庫系統工程師屬于中級資格考試，其考試內容與高校“數據庫系統概論”課程知識密切相關。本研究以2017—2021年五年間數據庫系統工程師下午卷應用技術部分試題為研究對象，分析試題類型、知識點出現頻率及分值，期望為“數據庫系統概論”實驗課程的課時分配和內容設計提供參考，從而促進學生的專業發展。

數據庫技術是信息系統的核心和基礎，是計算機相關專業、信息管理專業以及眾多非計算機專業的必修或選修課程[2]。對于計算機相關專業的學生而言，“數據庫系統概論”課程旨在使學生系統掌握數據庫系統的基本原理和技術，能夠使用SQL語言在數據庫管理系統上進行熟練操作，并掌握數據庫設計的方法和步驟，具備設計數據庫模式和開發數據庫應用系統的基本能力[3]。

數據庫系統工程師是軟考中級資格之一，其試題設計科學合理，能夠有效評估考生在數據庫系統方面的能力。通過考試的合格人員應具備以下能力：參與應用信息系統的規劃、設計、構建、運行和管理；根據用戶需求，設計、建立、運行和維護高質量的數據庫和數據倉庫；作為數據庫管理員（DBA） 管理信息系統中的數據資源，建立和維護核心數據庫，并提供相關技術支持；具備工程師的實際工作能力和業務水平，能夠指導助理工程師或技術員開展工作[4]。這些能力要求與“數據庫系統概論”課程的教學目標相契合。

軟件工程專業設立于2002年，旨在培養具備軟件開發和維護能力的工程技術人才。該專業以計算機科學與技術學科為基礎，融合管理技術與開發技術，強調軟件開發的工程性，注重實踐訓練。畢業生的就業方向主要面向信息技術企業和部門，從事軟件設計、項目管理、軟件開發、質量保證、軟件測試、維護等相關工作[5]。其中，數據庫系統設計是軟件工程設計的重要組成部分。

為推動我國工程教育發展，承擔國家責任、全球義務和未來使命，教育部發布了《新工科研究與實踐項目指南》[6]。2015年11月，國務院印發《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》[7]，旨在推動一批高水平大學和學科進入世界一流行列或前列。作為河南省一流建設點，洛陽師范學院軟件工程專業為保證建設目標，對培養方案、課程教學大綱等進行了修訂。

洛陽師范學院信息技術學院軟件工程專業的學生普遍存在入學成績參差不齊、學習目標不明確等問題[8]。為激發學生學習興趣、提高學習效率，“以考促學”不失為一種有效途徑。作為軟件工程專業的核心課程，“數據庫系統概論”與數據庫系統工程師考試內容密切相關。因此，本研究以數據庫系統工程師下午試題為依據，對“數據庫系統概論”實驗課程的課時分配和內容設計進行研究，以期提高教學質量。

1 考試大綱分析

數據庫系統工程師考試大綱[1]中，下午試題為應用技術部分，大綱體現了數據庫應用系統的設計與開發過程，考查考生開發數據庫應用系統的基本能力。內容分為五部分：系統分析和設計、應用系統詳細設計與開發、數據庫管理與維護、數據庫的安全性、大數據相關技術與應用。

1.1 系統分析與設計

系統分析與設計是開發數據庫應用系統的第一步，包含應用系統分析、應用系統功能設計、應用系統架構設計、數據庫設計、安全體系設計、數據庫系統測試。這是數據庫管理員（DBA） 、系統分析員和數據庫設計人員的主要工作，同時也是“數據庫系統概論”的重要內容，是數據庫系統工程師考試的重點。

1.2 應用系統詳細設計與開發

一個大型的數據庫應用系統是由硬件和軟件組成的復雜系統，在應用系統分析與設計的基礎上，需要進行應用系統的詳細設計與開發。內容包括：應用系統的詳細設計（包括模塊劃分、界面設計、編寫程序設計文檔、程序設計評審、設計文檔、設計評審） 、應用程序開發準備（軟硬件準備等） 、數據庫環境的搭建、SQL語言的應用、應用系統的數據庫開發、培訓與用戶支持。這部分工作主要由應用程序員完成，包含了數據庫系統的開發過程，同時訓練了開發語言的應用。其中，數據庫關系語言SQL的應用是“數據庫系統概論”基礎篇中的重點。

1.3 數據庫管理與維護

經過前面兩步工作后，數據庫應用系統的開發已完成，接下來是數據庫的運行管理與維護。內容包括：數據庫系統的運行計劃、數據庫系統的運行和維護、數據庫管理、數據庫監控、數據庫系統性能調整、用戶支持。這部分主要是數據庫管理員（DBA） 的工作，是“數據庫系統概論”系統篇的重點內容。

1.4 數據庫的安全性

數據庫管理系統階段的數據具有共享性，而數據共享會帶來安全性問題。系統安全保護措施是否有效，是數據庫系統的主要技術指標之一。其內容包括：安全性策略、數據庫安全控制、數據庫安全審計，屬于“數據庫系統概論”基礎篇的部分內容。

1.5 大數據相關技術與應用

大數據部分屬于新技術篇的內容，包含了分布式數據庫、Web與數據庫、XML與數據庫、面向對象數據庫、大數據與數據庫、NewSQL數據庫等內容。

1.6 大綱中的考點

通過對考試大綱的分析，內容涵蓋了數據庫系統開發與應用的所有知識點。其中，有些知識點雖然與“數據庫系統概論”相關，但屬于軟件工程和高級語言開發應用的重點。由于考試時間和試題篇幅有限，出題并未涵蓋所有知識點。通過對2017—2021年下午試題[9]的分析，發現試題的側重點主要集中在三大塊：系統分析與設計、應用系統詳細設計與開發、數據庫管理與維護。這三部分內容與“數據庫系統概論”課程的關系更加緊密。詳細大綱考點總結如表1所示。

2 試題分析

2.1 試題分值標準化

本研究對2017—2021年[9]數據庫系統工程師下午應用技術試題進行了分析，將試題與考試大綱中的知識點進行對應，細化每個知識點的分值，并計算其在近五年試題中的平均分值，以反映知識點考查的頻率和重要程度。為更好地指導教學實踐，本研究選擇王珊、薩師煊的《數據庫系統概論》（第五版） [2]作為參考教材，將每章涉及知識點的平均分值相加，得到每章的總平均分值。

鑒于2019年試題結構的調整，刪除了“結構化方法進行系統分析與設計”相關內容，增加了“數據庫恢復技術”相關內容。為保證分析結果的客觀性，本研究將“數據庫恢復技術”的平均分值設定為15 分。（注：三[1]（1）表示試題三【問題一】第（1） 題） 。其詳細試題分析結果見表2。

2.2 課時調整

已有研究對數據庫系統工程師上午試題進行了分析，并提出了一些合理化建議[10]，但缺乏對實驗課程的深入研究。基于上述試題分析結果，本研究結合洛陽師范學院信息技術學院軟件工程專業培養方案，對“數據庫系統概論”實驗課程的課時分配進行研究。根據培養方案，“數據庫系統概論”課程理論課時/實驗課時為72/36。本研究將依據每章分值重新分配實驗課時。如表2所示，數據庫系統工程師試題主要涵蓋教材的七章內容。

如表2 所示，“關系數據庫標準語言SQL”（第三章） 和“數據庫的完整性”（第五章） 的平均分值分別為11.6分和3.4分，共計15分。這兩章內容主要涉及使用SQL語言實現數據定義、查詢、更新等功能，是數據庫技術的基礎，實踐性強。因此，建議將這兩章的實驗課時總計分配為12學時，其中第三章保持8學時不變，第五章由2學時增加至4學時，以加強對觸發器的學習。

“關系數據理論”（第六章） 的分值為15分，涵蓋了關系模式的優化過程，在整個數據庫設計中占有重要地位。由于理論性較強，學生理解難度較大，需要借助實踐加強理論理解。因此，建議實驗課時由0調整為6學時。

“數據庫設計”（第七章） 的分值為15分，主要涉及概念結構設計和邏輯結構設計，這是數據庫設計中非常重要的兩步，需要學生熟練掌握。因此，建議實驗課時由2學時調整為6學時。

“數據庫編程”（第八章） 和“并發控制”（第十一章） 的總分值為15分，主要涉及使用存儲過程實現事務的并發控制，這是常用技術，在數據庫技術實現過程中占有重要地位。因此，建議實驗課時由4學時調整為8學時。

“數據庫恢復技術”（第十章） 從2019年開始新增，是數據庫設計人員需要著重考慮的問題。因此，建議實驗課時由0調整為4學時，讓學生通過實踐深刻理解數據庫恢復的知識。課時調整見圖1。

2.3 綜合實驗設計

如表2所示，列出了近五年數據庫系統工程師下午試題的題型，每類題型都體現了數據庫應用系統開發過程中的步驟。根據這些題型設計數據庫綜合實驗，是一種科學合理的方式。

2.3.1 實驗目的

掌握數據庫應用系統的設計與開發方法。

2.3.2 實驗要求和內容

基于某一行業的業務流程，設計數據庫結構，搭建數據庫開發環境，實現數據庫系統操作等應用系統常見功能，并完成系統的運行與維護。

2.3.3 實驗步驟

借鑒數據庫系統工程師下午試題的題型，其綜合實驗設計的具體步驟見表3。

4 實施效果

以2022級軟件工程專業10個班510多名學生作為教學對象，實施本文提出的實驗教學方法，取得了良好的效果，滿意度達到了98%。學生對“數據庫系統概論”課程和軟考產生了濃厚的興趣。在學習“數據庫系統概論”的同時，將數據庫系統工程師的歷年試題作為實驗練習加以實現，大大促進了重點和難點內容的學習，取得了顯著的成績。以期末考試為例，試題范圍參照軟考的題型和難度，成績以2022級6班為例，班級總人數47人，其中最高成績為97分，90分以上的有6人，80～89分的有14人，良好率達到42%。其中，數據庫系統設計與開發題目的得分率達到90%。

5 結論

通過借鑒數據庫系統工程師下午試題，對“數據庫系統概論”的實驗課時和實驗內容進行了調整。從實施效果來看，達到了“以考促學”的目的。信息技術發展迅速，教學改革也需與時俱進。未來需要繼續研究教學方式和方法，以制定更加科學的教學模式。

參考文獻：

[1] 全國計算機專業技術資格考試辦公室. 數據庫系統工程師考試大綱[M]. 北京： 清華大學出版社， 2020.

[2] 王珊， 薩師煊. 數據庫系統概論[M]. 5版.北京： 高等教育出版社， 2014.

[3] 中國人民大學. 數據庫系統概論精品課程教學大綱[EB/OL]. [2024-01-08]. http：//chinadb.ruc.edu.cn/home/nav/3.

[4] 中國計算機技術職業資格網. 數據庫系統工程師考試說明[EB/OL]. （2015-10-28） [2024-01-08]. https：//www. ruankao.org.cn/article/content/ksjs/02_45.

[5] 陽光高考網. 軟件工程：玩“積木”高手[EB/OL]. （2021-05-31）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/2021/2021_zt12/tujie/202105/t20210531_534459.html.

[6] 中華人民共和國教育部. 新工科研究與實踐項目指南[EB/OL]. （2017-06-21）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/src?site/A08/s7056/201707/W020220711531537265381.pdf.

[7] 中華人民共和國教育部. 國務院關于印發統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案的通知[EB/OL]. （2015-10-24）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1778/201511/t20151105_217823.html.

[8] 常志玲， 朱海龍， 趙鵬. 高收費二本課程教學改革探究[J]. 教育教學論壇， 2023（45）： 71-74.

[9] 計算機技術與軟件專業技術資格考試研究部. 數據庫系統工程師—2017至2021年試題分析與解答[M]. 北京： 清華大學出版社， 2023.

[10] 連劍波. 通過《數據庫系統工程師》試題分析修訂課程教學大綱[J]. 科技信息， 2010（26）： 117-118.

【通聯編輯：唐一東】

基金項目：洛陽師范學院教師教育課程改革研究項目（2022XJJJ011）