時間：2022-04-30 23:45:26
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫課程;個體差異;分類教學實踐模式
同濟大學計算機科學與技術(shù)專業(yè)作為國家教育部第三批高等學校特色專業(yè)建設點,秉承“夯實基礎、面向應用、培養(yǎng)創(chuàng)新、國際接軌”的辦學宗旨,在創(chuàng)造性的“一體兩翼”人才培養(yǎng)模式下,完善了本科教育課程體系,完成了學科方向布局、分類分層培養(yǎng)課程體系建設[1]?；诳偟膶W科發(fā)展與各級各類專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)劃的目標,我們對主干課程之一的數(shù)據(jù)庫課程進行了教學模式的研究與探索。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機信息系統(tǒng)中的核心和基礎,是應用最廣泛的技術(shù)之一,也是計算機科學技術(shù)發(fā)展最快的領域之一。數(shù)據(jù)庫課程不僅是計算機科學與技術(shù)專業(yè)、信息安全專業(yè)、信息管理專業(yè)等的必修課程,也是大部分非計算機專業(yè)的選修課程。通過數(shù)據(jù)庫課程的教學,學生應掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎理論、基本技術(shù)與實踐技能。在同濟大學計算機系的本科專業(yè)必修課數(shù)據(jù)庫課程的教學實踐中,一方面由于學科發(fā)展和分類分層培養(yǎng)目標的確立,使得該課程的教學實踐模式與體系需要進行新的規(guī)劃與設計;另一方面,數(shù)據(jù)庫課程相關(guān)的教學和實踐環(huán)節(jié)中,學生所表現(xiàn)出來的學習興趣、知識背景、創(chuàng)新能力以及未來的就業(yè)取向等多方面的差異,也對于傳統(tǒng)的課堂教學模式提出了新的挑戰(zhàn)和研究課題。要取得好的教學與實踐效果,讓學生更好地發(fā)揮所長,需要不斷的研究與探索課程的教學實踐模式。
基于計算機系學科發(fā)展與專業(yè)人才培養(yǎng)總體規(guī)劃,根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程自身的特點、數(shù)據(jù)庫相關(guān)研究和應用技術(shù)的發(fā)展,并參考國際、國內(nèi)一些主要大學數(shù)據(jù)庫課程的教學資源和科研文獻,我們提出一種數(shù)據(jù)庫課程分類分層教學模式:根據(jù)培養(yǎng)目標、學習興趣、知識背景和創(chuàng)新能力的不同將學生分為3種類型,有針對性地調(diào)整和完善課程的教學內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié),對不同類型的學生采用不同的教學方式,側(cè)重不同的教學與實踐內(nèi)容,更好地體現(xiàn)該課程教學的基礎性、科學性、先進性與實用性。
1課程的教學對象分類
計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)的培養(yǎng)目標為:培養(yǎng)具備良好的科學素養(yǎng),系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術(shù),包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法,能在科研部門、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門從事計算機教學、科學研究和應用的計算機科學與技術(shù)學科的高級專門人才[2]。
但是,同一年級同一專業(yè)學生的學習興趣、知識背景和創(chuàng)新能力并不完全相同,如有的學生數(shù)學基礎好、擅長理論分析,有的學生編程能力強、喜歡軟件開發(fā),有的學生則傾向于計算機應用系統(tǒng)的管理。因此,基于計算機科學與技術(shù)專業(yè)和信息安全專業(yè)的人才培養(yǎng)總體規(guī)劃,根據(jù)學生的個體差異,我們將數(shù)據(jù)庫課程的教學對象與培養(yǎng)目標分為以下3種類型:
1) 理論強化型。學生通過課程學習將具備堅實深入的數(shù)據(jù)庫理論知識,掌握扎實的實驗技能,具有良好的科學素養(yǎng)和較強的創(chuàng)新能力,能獨立開展科研和實際工作。
2) 工程研發(fā)型。學生通過課程學習將掌握數(shù)據(jù)庫基礎理論和主流數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品,以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析和設計方法,具備較扎實的研究與開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的技能,成為國內(nèi)乃至國際認可的高級研發(fā)型工程技術(shù)人才。
3) 應用管理型。學生通過課程學習將掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎理論,以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)與管理的基本方法,熟悉主流數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品,能較好地設計、管理與評估數(shù)據(jù)庫項目方案。
目前,國內(nèi)已有許多高校,以不同形式的實驗班或培訓課程,對不同類型的學生分別培養(yǎng)。如清華大學的“計算機科學實驗班”、北京大學的“元培計劃實驗班”、同濟大學的“圖靈班”和“卓越工程師班”等。在數(shù)據(jù)庫課程分類教學與實踐模式研究探索中,我們把計算機系特色教學的“圖靈班”、“卓越工程師班”和其他學生分別作為數(shù)據(jù)庫課程教學的理論強化型、工程研發(fā)型和應用管理型對象。
2課程的分類教學與實踐模式
對于上述3種不同培養(yǎng)目標的學生,我們在數(shù)據(jù)庫課程的教學總綱基礎上,有針對性地設計不同的教學方案,調(diào)整課堂授課內(nèi)容的廣度和深度,選用不同教材,安排不同的課程實驗與課程設計,開展不同的課后活動,引導學生研究與解決不同的開放思考問題,盡量充分調(diào)動不同類型學生的學習積極性和主動性,使學生能根據(jù)自身的發(fā)展目標、研發(fā)能力和學習興趣等在各自擅長和需要拓展的領域內(nèi)得到更充分的發(fā)展。
2.1分類調(diào)整授課內(nèi)容
數(shù)據(jù)庫課程的基本教學內(nèi)容主要包括:數(shù)據(jù)庫基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性、關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新進展等。對于不同類型的學生,我們有針對性地拓展和加強不同部分的知識。
1) 對于理論強化型學生,拓展和加強關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論知識,強化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)原理與相關(guān)算法實現(xiàn),如存儲、索引、查詢處理及其優(yōu)化、事務處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復等的機制與主要算法。教材上傾向于國外原版教材,即《Database System Concepts》[3] 輔之以《Database Management Systems》[4]和《Database Systems: The Complete Book》[5]。
2) 對于工程研發(fā)型學生,在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論知識基礎上,強化DBMS的底層算法實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程設計方法,介紹基于一種主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的應用系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。教材上使用國內(nèi)經(jīng)典教材結(jié)合國外原版教材,即《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》[6] 輔之以《Database System Concepts》[3]和《Database: Principles, Program- ming, and Performance》[7]。
3) 對于應用管理型學生,則在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論知識基礎上,強化關(guān)系數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫事務處理技術(shù)、數(shù)據(jù)恢復和并發(fā)控制技術(shù)、DBMS的安全技術(shù)和完整性檢查技術(shù),介紹基于主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的應用系統(tǒng)設計、開發(fā)與管理技術(shù)。教材上使用國內(nèi)經(jīng)典教材,即《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》[6]輔之以《Database System Concepts》[3]和《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》[8]。
2.2分類安排課程實驗
數(shù)據(jù)庫課程的實驗內(nèi)容主要包括:數(shù)據(jù)庫安裝與配置、數(shù)據(jù)庫使用、SQL語言使用、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性和數(shù)據(jù)庫編程等。對于不同類型的學生,我們在課程實驗中有針對性地安排了不同的內(nèi)容。
1) 對于理論強化型學生,課程實驗將完成6～8個DBMS底層算法的研究與實現(xiàn),主要包括存儲、索引、查詢處理、查詢優(yōu)化、事務處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復等算法,另外還有一個理論方法探索或?qū)嶋H應用系統(tǒng)研發(fā)的綜合大作業(yè)。
2) 對于工程研發(fā)型學生,課程實驗將完成4～5個DBMS底層算法的實現(xiàn),如存儲、索引、查詢處理與優(yōu)化等的算法,完成1～2個通過ODBC訪問數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫設計與應用開發(fā)實驗,一個實際系統(tǒng)工程研發(fā)相關(guān)的綜合大作業(yè)。
3) 對于應用管理型學生,課程實驗將完成6～8個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計與管理相關(guān)的部分實驗,主要包括安裝了解DBMS、SQL數(shù)據(jù)定義與查詢、SQL更新與視圖,數(shù)據(jù)庫事務處理、數(shù)據(jù)恢復與并發(fā)控制、數(shù)據(jù)安全性與完整性以及一個實際應用開發(fā)管理相關(guān)的綜合大作業(yè)。
2.3分類進行課程設計
數(shù)據(jù)庫課程設計的目的是讓學生加深對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎理論知識的理解,提高數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計與開發(fā)的實踐能力,全面拓展數(shù)據(jù)庫原理課程相關(guān)的綜合研發(fā)能力。通過課程設計實現(xiàn)一個實際的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),熟悉并能靈活運用所學基礎理論,掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計方法、開發(fā)技術(shù),提高分析問題和解決問題的能力,強化動手能力,進一步了解和研究分析DBMS的體系結(jié)構(gòu)與主要技術(shù),并在一定程度上把握課程相關(guān)的理論技術(shù)發(fā)展與前沿動態(tài)。數(shù)據(jù)庫課程設計的主要內(nèi)容包括3個方面。
1) 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的研發(fā):綜合運用數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)方法設計一個較完善的有實際意義的數(shù)據(jù)庫;掌握流行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server/ORACLE/ DB2等的應用與開發(fā)技術(shù);利用高級語言開發(fā)完整的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。
2)DBMS研究分析以及功能實現(xiàn)與擴展:以開源代碼的DBMS為基礎熟悉并研究分析DBMS的體系結(jié)構(gòu)、基本功能及其實現(xiàn),完成一些系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和進行相應的可擴展性研發(fā),形成系統(tǒng)分析報告、算法實現(xiàn)軟件包和技術(shù)文檔。
3) 領域研究綜述與熱點問題研究探討:跟蹤數(shù)據(jù)庫相關(guān)領域的理論與技術(shù)發(fā)展,完成相關(guān)的前沿研究或技術(shù)問題的綜述,對領域熱點問題開展研究探討,形成綜述報告、技術(shù)報告或研究論文。
對于不同類型的學生,我們開展不同主題的課程設計,有不同的考查側(cè)重:
1) 對于理論強化型學生,課程設計更強調(diào)在開源代碼的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如Postgres上,針對DBMS底層實現(xiàn)做進一步研究與擴展,以3～5人的課題小組為單位,分析開源DBMS的體系結(jié)構(gòu)和主要的技術(shù)方法,并對其中某方面進行重點研究與擴展實現(xiàn);此外,強調(diào)對領域前沿的了解,對某方面理論與技術(shù)研究的綜合把握與研究分析,并能對一些領域熱點問題展開研究探討,完成領域某方面的綜述報告和研究論文。
2) 對于工程研發(fā)型學生,課程設計強調(diào)在Oracle或SQL Server等數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品基礎上,以實際應用為背景,以3～5人的課題小組為單位,設計一個中等規(guī)模的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),并要求對系統(tǒng)研發(fā)過程中的各個設計與技術(shù)實現(xiàn)環(huán)節(jié)能夠有較全面的把握;此外,強調(diào)對領域技術(shù)動態(tài)的了解,并能對領域技術(shù)和應用有較全面的認識和分析,對實際系統(tǒng)研發(fā)能形成有效的技術(shù)方案和分析報告。
3) 對于應用管理型學生,課程設計將以3～5人的課題小組為單位,在Oracle或SQL Server等數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品基礎上,構(gòu)建一個實用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),強調(diào)數(shù)據(jù)庫的設計方法和過程的全面把握,以及對項目研發(fā)過程中各個實踐環(huán)節(jié)的全面調(diào)度與管理;此外,強調(diào)對領域研究與技術(shù)動態(tài)的了解,對系統(tǒng)開發(fā)與應用相關(guān)的知識體系和管理模式有較全面的認識和分析,能對實際項目開發(fā)與管理形成有效的方案和分析評估報告。
2.4分類開展課后活動
數(shù)據(jù)庫課程以各種形式的課后活動,培養(yǎng)不同類型學生對課程的學習興趣,是對課堂教學的有益補充。
1) 對于理論強化型學生,增加一些相關(guān)的領域研究現(xiàn)狀和動態(tài)的介紹,提出一些開放思考問題,引導學生更深入、廣泛地了解相關(guān)理論與技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀,培養(yǎng)學生對本學科的學術(shù)前沿的研究熱情和研究能力。由教師引導學生去找尋一些課程相關(guān)的理論與技術(shù)熱點或難點問題,主要追蹤數(shù)據(jù)庫領域的重要國際會議與國際期刊,國際會議如SIGMOD/PODS、VLDB、ICDE等,國際期刊如ACM Transactions on Database Systems (TODS)、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)、VLDB Journal等,以及追蹤國際國內(nèi)一些著名的數(shù)據(jù)庫研究小組,學生以自由組合小組形式展開針對某個主題的研究探討,完成領域綜述以及研究論文,并在討論課上做口頭報告;更進一步鼓勵學生加盟數(shù)據(jù)庫相關(guān)領域?qū)煹膶嶒炇液驼n題組,參與相關(guān)的實際科研項目的研究。
2) 對于工程研發(fā)型學生,增強數(shù)據(jù)庫前沿理論研究與應用技術(shù)的介紹,培養(yǎng)學生對本學科的理論與技術(shù)前沿的研究探索熱情和研發(fā)能力,由教師或企業(yè)研發(fā)人士引導學生去探討一些相關(guān)的理論與技術(shù)熱點問題,完成領域技術(shù)分析報告以及研究或技術(shù)型論文,并在實驗課上做口頭報告;鼓勵學生參與相關(guān)導師的實驗室和課題組,具體開展一些相關(guān)實際課題的研發(fā);引導學生在小學期的企業(yè)實習期間有效地參與和完成實踐項目的調(diào)研和分析設計與實現(xiàn)工作。
3) 對于應用管理型學生,加強數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品和應用案例的介紹,培養(yǎng)學生對本學科技術(shù)前沿的研究探索熱情和應用管理能力,邀請企業(yè)數(shù)據(jù)庫工程師舉行講座,引導學生去思考一些相關(guān)的技術(shù)熱點問題,完成領域綜述以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)案例分析報告,并在實驗課上做口頭報告;鼓勵學生參與相關(guān)導師的實際項目研發(fā);引導學生在小學期的企業(yè)實習期間有效地參與相關(guān)企業(yè)項目的研發(fā)與管理實踐的調(diào)研分析。
3結(jié)語
數(shù)據(jù)庫課程分類教學與實踐模式是計算機本科專業(yè)課程教學的一種新模式的探索,通過對學生個體
差異的分析,有針對性地分類采用不同的教學內(nèi)容、集中實驗以及課程設計和課外輔導,因材施教。在數(shù)據(jù)庫課程教學研究與實踐中,我們針對計算機科學與技術(shù)專業(yè)和信息安全專業(yè)的本科生探索和逐步應用分類教學和實踐模式,在課堂教學、實驗教學、課程設計、課外實踐等多方面進行了探索,從學生們的課程作業(yè)、實驗報告、技術(shù)分析報告、應用系統(tǒng)設計、DBMS分析報告、領域綜述報告、研究或技術(shù)論文、參與相關(guān)導師的研討班與課題工作、期中和期末考試等情況來看,分類教學和實踐模式在較大程度上激發(fā)了學生的學習和研究的熱情與潛力,大部分同學取得了較好的學習和實踐效果。當然,我們還需要不斷研究數(shù)據(jù)庫課程教學與實踐各個環(huán)節(jié),特別是課程自身的體系與數(shù)據(jù)庫日益發(fā)展的相關(guān)領域的研究與技術(shù)應用間的關(guān)聯(lián),以探索更合理、更優(yōu)化的教學實踐模式。
參考文獻:
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Classified Teaching and Its Practice Model for Database System Course
GUAN Ji-hong1, WEI Qing-ting1, 2
(1.Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China;
2.School of Software, Nanchang University, Nanchang 330046, China)
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫，Access，教學改革
隨著計算機在工作和生活中的應用越來越廣泛，計算機技術(shù)已廣泛應用于社會生活的各方面。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是隨著計算機科學技術(shù)的發(fā)展的需要而產(chǎn)生的，是計算機科學與技術(shù)領域中發(fā)展最快應用最廣泛的領域之一，經(jīng)過多年的發(fā)展該技術(shù)已經(jīng)形成了比較完整的理論體系和非常廣泛的應用系統(tǒng)。目前，各高職院校已將《數(shù)據(jù)庫原理及應用》這門課程列為高職教育中計算機類專業(yè)的骨干專業(yè)課程。
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》作為高職高專院校計算機類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，課程本身比較抽象，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)又是計算機科學中最活躍、應用最廣泛的內(nèi)容之一，其教學主要任務就是要通過課堂教學和課后實踐練習，使學生能夠較全面的掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本方法，初步掌握數(shù)據(jù)庫的設計方法，并能初步具備用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實際問題的能力。當前本課程的教學還存在著一些問題，因此對其進行改革勢在必行。
一、《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程目標
本課程系統(tǒng)地介紹數(shù)據(jù)庫的原理知識，并結(jié)合具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件（Access）來介紹原理的應用過程。通過這門課程的學習，使學生掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)方法，在數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)的過程中能夠選擇正確的開發(fā)平臺，正確地、合理地進行數(shù)據(jù)庫設計，能有效地使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決數(shù)據(jù)處理中的實際問題，從而提高軟件開發(fā)的整體質(zhì)量。
二、《數(shù)據(jù)庫原理及應用》教學內(nèi)容
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》的課程內(nèi)容牽涉的范圍是比較廣，其主要包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論知識、Access數(shù)據(jù)庫的設計和管理以及數(shù)據(jù)庫應用三方面。而傳統(tǒng)的教材編輯往往以理論為主，整本書主要介紹了有關(guān)數(shù)據(jù)庫的基本概念，實際的綜合操作應用內(nèi)容較少，而實際應用是非常關(guān)鍵的。面對這種情況，教師應在總體上把握，抓住主脈絡把學生盡快地引導到學習的主干上來。一旦把基礎打好，教師就可以適當舉些實例，將所學的內(nèi)容聯(lián)系到實際中去解決問題，這樣就可以保持知識的連貫性，并且可以加深學生們對所學內(nèi)容的理解。
三、目前的《數(shù)據(jù)庫原理及應用》教學現(xiàn)狀及其存在的問題
現(xiàn)在高職高專院校都開設了數(shù)據(jù)庫技術(shù)這門課程，教學的內(nèi)容和教學方法也大體相同，并且大都呈現(xiàn)出同樣狀況，學生的學習狀態(tài)不佳，學習目的不明確，導致學習效果不理想，在實際應用的過程中無從下手。目前的高職高專院校的《數(shù)據(jù)庫原理及應用》的課程的教學方法和教材大部分照搬普通本科院校，不適應高職院校教學發(fā)展的需要。在教學過程中存在如下幾個方面的問題:
1.教學內(nèi)容陳舊
傳統(tǒng)教材主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫Access為例介紹數(shù)據(jù)操作及數(shù)據(jù)庫編程，內(nèi)容包括：Access數(shù)據(jù)庫的基本操作和七個對象的基本操作，結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL，關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論等內(nèi)容。由于教材編寫時間相對較早，其中的許多理論和技術(shù)在實際中已經(jīng)沒有或很少得到應用，并且七種對象的綜合應用部分少；另一方面，教材中大部分程序設計和命令對高職院校大一學生來說較難理解。2.實踐教學環(huán)節(jié)重視不夠
目前實驗課教學存在很多弊端，如：學生不明確實驗目的，實驗的內(nèi)容不清楚，實驗環(huán)境不方便，考核中實驗課占的比例小。博士論文，Access。課程設計時間少，大多數(shù)學生為了完成任務，只有仿照參考書上的案例用開發(fā)工具去實現(xiàn)，甚至互相拷貝修改，沒有經(jīng)歷軟件開發(fā)的系統(tǒng)分析過程，如：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設計和邏輯結(jié)構(gòu)設計。
3.課程考核方式不合理
課程的評價方式一般是筆試考試和課程設計。但課程設計考核方式一般是只提交電子版本實習（實驗）報告和所做的軟件系統(tǒng)，這種方式難以避免學生相互復制或從網(wǎng)絡上下載等現(xiàn)象。并且傳統(tǒng)的考試制度使大部分學生死記硬背，不會靈活運用所學知識。
四、改革《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程教學的幾點思考
針對目前普遍高職高專院校的《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的教學體系存在的不足，只有通過教學內(nèi)容的整合與優(yōu)化，并以課堂教學環(huán)節(jié)、實踐教學環(huán)節(jié)、考核方式的改革相配合，建立一個合理的教學體系，才能提高學生的學習興趣，提高學生在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程應用中分析問題和解決問題的能力，促進教學質(zhì)量的提高。
1.課程目標與內(nèi)容體系的改革
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的最終目標是培養(yǎng)學生使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實際應用中的各類問題。因此，該課程的教學不僅要讓學生理解數(shù)據(jù)庫的基本概念和基本原理，掌握數(shù)據(jù)庫設計的方法，更重要的是培養(yǎng)學生邏輯思維和邏輯推理的能力、自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；此外，在完成課程沒計和課題開發(fā)的同時，還要培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。博士論文，Access。創(chuàng)新的具體實施和體現(xiàn)是在課程的內(nèi)容體系上，本課程的內(nèi)容體系以厚實的基礎為原則，處理好傳統(tǒng)與現(xiàn)代、理論與實踐、知識與創(chuàng)新的關(guān)系，保持教學內(nèi)容的完整性、先進性。
該課程內(nèi)容體系的主要特點是:(1)理論教學與實踐操作相結(jié)合。在理論教學的基礎上，配以一定數(shù)量和較高質(zhì)量的習題練習，強化了學生對具體問題的分析設計能力，教學實踐起到了觸類旁通、事半功倍的效果。(2)強調(diào)實務操作的真實性。教材中的練習基本上都是理論，為了讓學生在一個實踐課中能充分利用有限的時間，課程組組織編寫了與教材配套的《數(shù)據(jù)庫原理及應用實訓指導》，在實訓過程中，要求學生嚴格按照實訓步驟進行，不斷提高動手實踐能力。(3)強化數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)能力。該課程的最終培養(yǎng)目標是讓學生在理解數(shù)據(jù)庫理論的基礎上，掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)與設計。博士論文，Access。為此，課程組安排了課程設計、畢業(yè)設計及課題開發(fā)等實踐環(huán)節(jié)，讓學生在大量的實踐過程中掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計方法，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫應用能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。
2.編寫新的教材，更新教學方法
為了使學生掌握流行的數(shù)據(jù)庫管理軟件，我們重新編寫了新的教材，參加編寫的人員都是長期從事數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學第一線的教師，在總結(jié)多年教學經(jīng)驗的基礎上，選用了Access這種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為教學示例軟件，同時Access也成為全國高等院校計算機等級考試中的二級考試內(nèi)容。Access數(shù)據(jù)庫是Office辦公系列軟件的主要組件之一，是一種為數(shù)據(jù)庫管理和應用程序開發(fā)而設計的面向?qū)ο蟮目梢暬绦蛟O計語言，不僅能使編程人員從復雜的工作中解脫出來，而且在程序開發(fā)上不再需要過多地與語言打交道，可視化的開發(fā)過程使原先以編碼為主的開發(fā)變?yōu)橐圆僮鳛橹鞯拈_發(fā)，從而極大地提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。在教學過程中，針對數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展迅速、內(nèi)容豐富和實用性強的特點，總結(jié)出“理論與實踐并重，體現(xiàn)案例教學”這兩條原則和三種授課方式:課堂理論講授、機房上機實踐和學生分組分項目完成項目練習。
通過這樣的教學方法提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生團隊合作精神，加強學生對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的掌握。案例教學起源于哈佛大學商學院，它是一種與傳統(tǒng)教學的“概念——理論——應用”模式完全相反，采用“案例——理論和概念”模式的教學方法。通俗地講，案例教學是通過對具體實例的演示、講解，讓學生對案例進行分析、討論、交流，充分表達自己的見解，以達到高層次認知學習目標的一種啟發(fā)式教學方法。案例教學的過程主要步驟如下:(1)教學案例的選擇與設計；(2)案例分析與講解；(3)課堂討論；(4)綜合討論結(jié)果，得出結(jié)論。
3.完善考核制度，重視能力培養(yǎng)
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》這門課程要求學生既掌握一定的理論知識，也能熟練運用一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件。博士論文，Access。傳統(tǒng)的單獨理論試卷考試會導致學生為應付考試而對相關(guān)理論知識在考前臨時突擊，死記硬背，出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象，這與該課程培養(yǎng)應用型人才的目標是相悖的。博士論文，Access。為此可以采用理論筆試與平時實踐各占一定比例的考核方法。博士論文，Access。平時實踐分項目實踐可以督促學生增強自己的動手能力和對所學知識進行應用的能力，理論考試采用機考的形式，通過考試系統(tǒng)軟件隨機生成試卷，使相鄰學生的試題摘要素的綜合改革和建設。
五、結(jié)束語
隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展，知識的不斷更新，即使在現(xiàn)在看來是比較合適的教材，教學方法等在經(jīng)過一段時間之后，也可能顯得過時和落后。因此，我們應經(jīng)常進行教學研究討論，在教學過程中，認真思考、積極探索，使此門課程的教學水平有進一步的提高。
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關(guān)鍵詞：案例教學；任務驅(qū)動；數(shù)據(jù)庫
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0161-03
一、緒論
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息和計算科學領域的基礎及核心技術(shù)之一，《數(shù)據(jù)庫原理及應用》是計算機、信息管理專業(yè)本科教育的一門核心課程。《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的主要內(nèi)容包括：（1）數(shù)據(jù)庫原理相關(guān)的基礎理論，比如：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)系模式、函數(shù)依賴理論以及范式理論等。（2）數(shù)據(jù)庫設計的方法和內(nèi)容，包括需求分析、數(shù)據(jù)庫的概念設計、數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設計、數(shù)據(jù)庫的物理設計以及實施和應用等整個數(shù)據(jù)庫設計的生命周期，在此過程中需要完成E-R圖的繪制、關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換以及應用范式理論和函數(shù)依賴理論進行規(guī)范和約束。（3）與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關(guān)的開發(fā)和應用，包括如何應用DBMS有效的管理數(shù)據(jù)庫、如何應用SQL語言以及其他開發(fā)工具進行數(shù)據(jù)庫編程和開發(fā)等內(nèi)容。目前，數(shù)據(jù)庫課程的教學方法大多還是以傳統(tǒng)的“灌輸式”模式為主，這種教學模式以課程內(nèi)容為中心，以教師講授為主導，學生被動接受。傳統(tǒng)教學方法注重該學科知識的全面性、系統(tǒng)性和嚴謹性的特點，對于學生掌握理論基礎具有重要意義，但是，這種教學方法不僅制約了學生的主動性和創(chuàng)造性，而且忽視了學科之間的關(guān)聯(lián)性。
案例教學法由哈佛大學法學院Langdell教授于1870年首創(chuàng)，是一種以案例為基礎內(nèi)容，以學生對真實事件和情境的分析、思辨為教學重點，以提升學生掌握基礎理論并解決實際問題的能力為目的的教學方法。它通過模擬或者重現(xiàn)現(xiàn)實生活中的一些場景，讓學生把自己納入案例場景，通過討論或者研討來進行學習[1]。與“灌輸式”的傳統(tǒng)教學模式不同，案例教學法更加注重通過組織研討的方式引導學生自主思考[2]。案例教學法最初應用于管理類[3]和法學類的專業(yè)課教學中，但隨著其在課堂氣氛、學生參與的積極性以及教學效果等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，逐漸被廣泛關(guān)注，包括政治[4]、醫(yī)學[5]、農(nóng)業(yè)[6]、計算機科學[7]等各類學科都開始探討如何設計適合本學科的案例教學法。案例教學法作為一種全程參與式的教學方法，一般包括課前預習、課堂討論和課后總結(jié)等三個基本階段。它要求學生在課前做好預習，掌握案例相關(guān)的基礎理論，課堂上積極參與小組討論，要求教師課前選好合適的案例，課堂上合理地引導學生開展小組討論，保證討論效果并做好點評工作，課后進行總結(jié)[2]。
鑒于《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程具有較強的實踐性，培養(yǎng)學生的應用能力是該課程的核心任務，而傳統(tǒng)的教學方法在這方面存在明顯缺陷，因此，不少的學者對案例教學法在數(shù)據(jù)庫課程教學領域的應用進行了探討[7，8]。張海燕等強調(diào)，作為一種全程參與式的教學方式，數(shù)據(jù)庫課程的案例教學法，在教學過程中要求學生課前做好準備.課堂上積極參與小組討論，教師在整個教學過程中把握案例準備和小組討論的效果，并指出教師要通過循序漸進的講解、演示和實驗，讓學生理解數(shù)據(jù)庫的基本概念、理論和技術(shù)[7]。劉暢[1]結(jié)合數(shù)據(jù)庫課程的特點，提出了一種項目驅(qū)動式的“數(shù)據(jù)庫原理”課程案例教學法，該方法以數(shù)據(jù)庫課程中的內(nèi)容為主線，以項目為核心，將數(shù)據(jù)庫課程分塊零散的知識和技能，通過實踐教學串聯(lián)起來，讓學生像在做數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作那樣，不斷地發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題，從而經(jīng)歷一個完整的項目開發(fā)研究過程，達到熟練掌握和應用知識的目的。實際上，數(shù)據(jù)庫的基礎理論較為抽象難懂，自學起來較為困難。因此，在設計案例教學法時，無法沿襲傳統(tǒng)的案例教學法步驟，因為，無論是安排學生課前預習還是課堂討論，都比較困難，教師有必要在開展案例討論之前，進行適度的講解。本論文將根據(jù)計算機原理及應用這門課程的特點，在傳統(tǒng)案例教學法的基礎上，提出一種基于任務驅(qū)動的案例教學法。
二、學科特點及教學現(xiàn)狀
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程具有以下特點：首先，需要掌握很多基礎理論，比如：函數(shù)依賴、范式、三層結(jié)構(gòu)兩級映射等，這些內(nèi)容都比較抽象，學生在短時間內(nèi)難以理解和掌握。其次，數(shù)據(jù)庫課程中的前后內(nèi)容關(guān)聯(lián)性較強，比如：數(shù)據(jù)庫的設計需要參照三層結(jié)構(gòu)兩級映射的結(jié)構(gòu)體系進行，關(guān)系模式的構(gòu)建需要符合范式要求，要消除不合理的函數(shù)依賴關(guān)系等。最后，數(shù)據(jù)庫課程的實踐性較強，所有的基礎理論最終都要應用于包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫編程等在內(nèi)的實際工作中。由于教學內(nèi)容抽象難懂、傳統(tǒng)教學模式枯燥乏味加上數(shù)據(jù)庫課程的教學領域理論學習和實踐應用脫節(jié)嚴重等問題，導致學生的學習熱情和興趣不高，教學質(zhì)量和教學效果難以保證。而且，由于教學內(nèi)容零散、孤立，學生很難達到系統(tǒng)化了解和綜合運用的境界，學生只能通過死記硬背的方式來應付考試，很多學生雖然成績很好，但是動手能力很差，不知道如何應用這些基礎理論解決現(xiàn)實問題，從而出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。
三、任務驅(qū)動式的案例教學法設計
針對以往教學方法的不足，本論文依據(jù)《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的特點，設計了一種基于任務驅(qū)動的案例教學方法，該方法具體步驟如下。
1.問題設計及案例準備?！稊?shù)據(jù)庫原理及應用》課程的案例教學法與管理、法律等文科類課程的案例教學法不同，不需要廣泛收集和整理大量高質(zhì)量的案例形成豐富的案例庫，不需要適時更新和補充新的案例，不需要強調(diào)案例形式多樣性和案例內(nèi)容的廣泛性，而是要針對核心教學任務設計一個科學的問題，并圍繞著問題進行案例準備，要求所設計的案例，在縱向上能體現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計和開發(fā)的完整生命周期，在橫向上能覆蓋《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程要求掌握的所有基礎理論。
比如我們要求學生應用《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程所涉及的基礎理論，設計和開發(fā)一個學生管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能完成以下任務：查詢出有哪些學生選修的課程中至少有兩門以上由教授開設。要完成該任務，學生需要完成的工作以及應用到的理論包括：（1）描述教學關(guān)系，需要繪制E-R圖；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換成合理的關(guān)系模式，并編制數(shù)據(jù)表，需要應用范式理論和函數(shù)依賴理論；（3）將數(shù)據(jù)文件保存在物理磁盤上，要求占用較少的存儲空間并能進行高效檢索，需要應用物理結(jié)構(gòu)設計理論；（4）客戶從操作終端檢索所需要的信息，形成視圖，需要應用SQL語言；（5）保證數(shù)據(jù)視圖―數(shù)據(jù)表―存儲結(jié)構(gòu)之間的相互獨立、相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，需要依賴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)和兩級映射。案例需要圍繞著上述內(nèi)容進行設計，不能遺漏。
2.基礎理論的講解。由教師進行精練的理論知識講解，講解過程最好能結(jié)合解決實際問題的步驟，介紹在哪些環(huán)節(jié)需要用到它，這樣有助于將零散的知識串聯(lián)起來?！稊?shù)據(jù)庫原理及應用》課程需要重點講解的知識點見表1。
3.問題分解及教學過程控制。案例教學的目的是充分發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生獨立思考、分析和處理案例設計階段所布局的問題，引導學生將核心問題分解成若干個子問題，在依次解決子問題的過程中主動的學習《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程中的基礎理論，并將其應用于實踐。教師可以根據(jù)教學內(nèi)容、進度以及學生的掌握情況，適時地進行講解和點評，確保學生對核心內(nèi)容的掌握和靈活應用（表2）。
4.總結(jié)和評價。對案例教學法的全過程進行回顧，對重點和難點問題進行分析和講解，確保學生對所學知識的理解、掌握和應用，并從以下三個維度評價任務驅(qū)動式案例教學方法的總體效果：（1）案例維度，包括案例項目的構(gòu)思、任務的分解以及問題的設計；（2）教學過程維度，包括課前的準備、課中的引導和控制、課后總結(jié)等；（3）績效維度，包括教師表現(xiàn)、學生成績、課堂反映等。
四、結(jié)語
基于任務驅(qū)動的案例教學法，要求教師圍繞著課程的教學任務和課程內(nèi)容進行案例設計，案例由若干個問題構(gòu)成，學生在解決問題的過程中，主動學習課程的理論知識，并達到靈活應用的效果。在案例探討的過程中，教師扮演的是引導和輔助的角色，一方面，引導學生按照設計的流程和步驟進行案例的分析和探討，另一方面，負責講解學生學習過程中遇到的重點、難點問題。筆者在長期的教學過程中，雖然驗證了該方法的有效性，但是，隨著各種先進的教學手段的進步以及教學方法的不斷完善，《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的教學模式將不斷趨于合理。
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一、數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學中存在的問題
1.理論與實際聯(lián)系不緊密
注重理論教學，數(shù)據(jù)庫使用技術(shù)講述的少，使學生不能將所學知識融會貫通，不能適應企業(yè)對數(shù)據(jù)庫應用人才的需要。
數(shù)據(jù)庫原理與應用課程是一門實踐性很強的計算機課程，但目前實驗課時少，導致學生不明確實驗目的，實驗內(nèi)容不清楚，考核中實驗課也沒有一定的比例等。
2.方法和手段過于陳舊
當前數(shù)據(jù)庫原理與應用課程多采用課件進行多媒體教學，一方面，減輕了教師板書的負擔，增加了授課的信息量，通過課件也能夠使教學內(nèi)容更加形象化地展現(xiàn)出來；但另一方面，教師在授課時過分依賴課件給教學質(zhì)量帶來了一定影響，如當學生長時間注視投影時，容易產(chǎn)生視覺疲勞；在使用課件進行教學時，演示節(jié)奏加快，不能很好的實現(xiàn)教與學的交互，學生的思維難以與之同步，促使教學質(zhì)量下降。因此必須綜合的運用多種教學方法和教學手段，合理地使之相結(jié)合，調(diào)動學生的學習積極性，促進學生的學習。
二、數(shù)據(jù)庫教學改革的途徑
1.優(yōu)化教學內(nèi)容，完善知識體系
在實施數(shù)據(jù)庫原理與應用課程教學時，應從基本原理、設計方法到應用開發(fā)，涵蓋教學內(nèi)容如下：基本原理包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL、關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化、關(guān)系數(shù)據(jù)理論等，這些內(nèi)容是教學的重點，它們涵蓋了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本原理，對數(shù)據(jù)庫的設計、應用和開發(fā)起著指導作用；設計方法包括軟件工程原則、數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性等；應用開發(fā)包括IBM DB2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、基于高級程序設計語言的C/S（B/S）構(gòu)架的應用。
2.改革教學方法，優(yōu)化教學手段
結(jié)合多種教學方法進行教學：①采用案例教學，加快學生的學習步伐。針對課堂教學、實驗教學和課下練習，均設計了不同的教學案例。從數(shù)據(jù)庫基本原理、設計、實現(xiàn)和開發(fā)等諸方面，對案例逐步展開，加快學生對抽象理論和方法的理解與掌握。②采用任務驅(qū)動教學法。針對教學中的重要知識點，精心設計教學任務。任務驅(qū)動教學法的基本過程為：提出任務、分析任務、學生操作、交流討論、鞏固創(chuàng)新、總結(jié)等。在任務的驅(qū)動下，促使學生自主思考，并通過自主學習、協(xié)作學習等方法，探求解決問題的途徑。③采用理論與實踐相結(jié)合的教學方法。設計了與理論教學內(nèi)容相對應的實驗，以提高學生實踐能力，促進對理論內(nèi)容的吸收。④采用合作學習教學法。合作學習教學法即結(jié)構(gòu)式分組教學模式，使其和任務驅(qū)動教學法相結(jié)合，對學生進行合理分組，使之相互合作和激勵，主動積極地參與學習，培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新能力和團結(jié)協(xié)作的精神。該方法主要用在實驗教學當中。
3.注重實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
教學過程中必須將理論教學與實踐教學相融合，鼓勵引導學生靈活掌握理論知識，并能夠應用到實際工程中。實踐教學是本課程教學的重要環(huán)節(jié)，上機實驗與課程設計安排要合理。教師在課堂上應給學生指定實驗的主要目的、方法及關(guān)鍵點，讓學生能夠帶著問題去上機，使實驗更有針對性，使實驗課程更有意義。上機時應對學生進行實時指導，并對上機過程中普遍存在的問題進行統(tǒng)一講解。在課程的后期需要安排兩周的課程設計或綜合性實驗訓練促進知識點之間的相互聯(lián)系，所選題目應具有一定的實用性，讓學生能夠應用軟件工程的基本原理設計一個具有實用價值的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，使所學知識融會貫通。
①培養(yǎng)創(chuàng)新意識。富于想象并敢于大膽提出問題，注重實踐，具有勤奮努力、百折不撓的拼搏精神，這是進行創(chuàng)新教育的必備條件。
②建立一種全新的創(chuàng)新教育激勵機制。學生課程設計或綜合性實驗后，不但要形成軟件，還應鼓勵學生撰寫相應論文，在論文中闡述其設計思路、運用的知識及自己的體會。對于一些優(yōu)秀論文，教師應給予一定獎勵，并從中挖掘人才，建立課外研究小組，與教師一起從事數(shù)據(jù)庫應用和開發(fā)研究。
③建立一支富有創(chuàng)新精神的教師隊伍。實施創(chuàng)新教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，教師無疑是教育的關(guān)鍵和主體，教師應通過組織課堂教學、進行課后輔導、開展答疑解難、指導課程設計和綜合性實驗等環(huán)節(jié)，循循善誘、潛移默化地培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
4.改革考核方式，重視能力培養(yǎng)
關(guān)鍵詞：研究型教學模式；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理；內(nèi)容模塊化；課程訓練載體；學習效果評價體系
基金項目：北京市重點學科共建項目計算機應用技術(shù)(XK100040519)。
教育部在《關(guān)于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中指出：“積極推動研究性教學，提高大學生的創(chuàng)新能力”。由于計算機科學的飛速發(fā)展，在高等院校特別是具有研究特征的高等院校計算機專業(yè)探討和實踐研究型和創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)方法與有效途徑就顯得尤為迫切。為此，中國計算機專業(yè)教學指導委員會也在《高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范》中專門強調(diào)了研究性教學和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)問題。
目前，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程不僅是計算機專業(yè)的核心課程，也已成為非計算機專業(yè)的必修課或選修課。隨著計算機科學的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)在理論上不斷得到創(chuàng)新，這就要求教學方法也要不斷改革。傳統(tǒng)的以老師為主導的講授方法不利于學生建立對數(shù)據(jù)庫課程的興趣，進而影響學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識的掌握和實踐能力的提高。研究型教學模式對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、主動學習能力和團隊協(xié)作能力，以及提高學生的綜合素質(zhì)，有著積極的意義，因此成為了當前教育教學研究的熱點之一。如何將這一模式有效地應用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的教學之中，仍是一個值得引起關(guān)注和深入研究的問題。
我們在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的理論和實踐教學中進行了研究型教學的嘗試，首先將課程的內(nèi)容模塊化，根據(jù)模塊的特點設計問題情景和研究型課程訓練載體，用以問題為導向的主動式學習方式來激發(fā)學生的思維和興趣，輔以多元化的課程訓練環(huán)節(jié)和面向過程的學習效果評價體系，目的是使學生在主動探索求
知的學習過程中，將外在知識轉(zhuǎn)化為內(nèi)在經(jīng)驗，從而增進學生的思考、分析和創(chuàng)新能力。
1教學內(nèi)容模塊化
美國教育心理學家和教育改革家布魯納在他的教學過程提出了學科基本結(jié)構(gòu)的觀點，強調(diào)掌握學科基本結(jié)構(gòu)的重要性。我們通過將課程的內(nèi)容模塊化幫助學生掌握教材全貌，同時根據(jù)模塊的不同特點設計問題情景和研究型課程訓練載體。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的內(nèi)容涵蓋數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本技術(shù)[1-3]，我們將其主要內(nèi)容分成12章、3個模塊(關(guān)系模型、數(shù)據(jù)庫設計與應用、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))進行講述，如圖1所示。
第一章是緒論，主要介紹數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展歷程和一些基本概念，為進一步學習奠定基礎；第二章至第五章屬于關(guān)系模型模塊(下簡稱模塊1)，通過講授模型的三個要素(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、完整性約束)讓學生建立扎實的關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論基礎；第六章至第八章屬于數(shù)據(jù)庫設計與應用模塊(下簡稱模塊2)，通過講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論、數(shù)據(jù)庫設計和編程方法，使學生掌握現(xiàn)代信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的設計和開發(fā)技術(shù)；第九章至第十一章屬于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)模塊(下簡稱模塊3)，通過講授查詢處理與查詢優(yōu)化、事務管理與數(shù)據(jù)保護，使學生掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)；第十二章是數(shù)據(jù)庫新技術(shù)，通過介紹分布式數(shù)據(jù)庫、XML數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫與聯(lián)機分析處理等，使學生簡單了解目前數(shù)據(jù)庫發(fā)展的前沿技術(shù)。
圖1課程總體框架
2多元化的課程訓練環(huán)節(jié)
課程訓練載體是運用以問題為導向的研究性教學方法的實現(xiàn)手段，不同的課程內(nèi)容將使用不同形式的訓練載體以完成研究性教學目標。針對不同的模塊，需要建立形式多樣的課程訓練環(huán)節(jié)。對于系統(tǒng)實
現(xiàn)模塊，討論和撰寫研究報告是實施研究型教學的重要手段；同時，研究型教學不能輕視實踐技能的培養(yǎng)和訓練，原先的實驗模式已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的需要，要按基礎驗證性實驗、設計性實驗和探索性實驗等多個層次來分別設計。
針對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教學內(nèi)容的特點，以及該課程理論聯(lián)系實際的原則，我們安排了課堂討論、專題研究、多層次的實驗教學作為研究性教學的訓練載體。其中，課堂討論是一種多通道的知識信息傳遞交換，討論式教學既要輸出知識信息，又要從一個立體式的環(huán)境中輸入更多的知識信息，這些信息都是屬于探究性的，需要通過思維活動，對知識信息進行分析、綜合、抽象、概括等一系列的“加工整理”，達到豐富知識、弄懂存疑的目的。專題研究要求學生課后圍繞給定的專題收集和閱讀相關(guān)資料，嘗試對問題從廣度和深度兩個方面作相關(guān)的研究，該項訓練不僅能培養(yǎng)學生的自主學習能力，而且能培養(yǎng)學生獨立思考能力、綜合分析能力和規(guī)范地撰寫科研報告的能力。數(shù)據(jù)庫原理課程是一門實踐性較強的課程，實驗是必不可少的。對于驗證性實驗，教師對學生的要求不僅是用實驗驗證原理，而且要研究有關(guān)問題，鼓勵學生自己提出問題，并通過實驗驗證；對于設計性實驗，重在培養(yǎng)學生搜集資料、實際解決問題、論文寫作和團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)；而對于探索性實驗，主要配合專題報告開展，著重培養(yǎng)學生自主學習能力和創(chuàng)新能力。
各種訓練載體的組織形式不同。教師可在第一次上課時布置分組，每組由3～4位同學組成，設組長1名，學期內(nèi)所有需要分組實施的訓練載體(課堂討論、專題研究、設計性實驗)均采用同樣的組員構(gòu)成。
2.1課堂討論
課堂討論主要圍繞模塊3展開，模塊3重點介紹數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)原理，我們通過有效的訓練載體培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、定義和解決問題，最后對解決方案評價論證的能力。討論題的設計試圖還原歷史上的研究過程，逐步訓練學生掌握研究問題的方法。討論題分為以下兩類：
第一類討論題幫助學生在綜合分析已學知識的基礎上，學會發(fā)現(xiàn)問題，并進一步探討如何解決問題的方法。例如：關(guān)系模型與層次和網(wǎng)狀模型相比，最大的區(qū)別在哪里？這樣的區(qū)別會帶來怎樣的好處？同時會產(chǎn)生怎樣的問題？如何解決該問題？該討論題旨在引導學生在體會關(guān)系模型好處的同時，發(fā)現(xiàn)關(guān)系模型帶來的問題，即效率低下，從而引出對查詢優(yōu)化手段和方法的研究與學習。
第二類討論題幫助學生在學習基本原理或?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的基礎上，進一步發(fā)現(xiàn)問題，并提出改進的方法，使問題的解決方案更加完善。例如：如何達到數(shù)據(jù)庫可靠性和高效率的平衡？該討論題的目的是在學生學習了基本的恢復實現(xiàn)技術(shù)后，在進一步發(fā)現(xiàn)效率問題的基礎上提出改進方案，為引出具有檢查點的恢復技術(shù)和數(shù)據(jù)庫鏡像埋下伏筆。又如：如何達到系統(tǒng)并發(fā)度和并發(fā)控制的開銷之間的平衡？該討論題引導學生考慮封鎖的粒度，通過在學習封鎖和并發(fā)控制的基礎上進一步思考問題，綜合已學知識提出可行的方案。
為保證討論效果，教師會在前一節(jié)課把討論題布置給學生，同時，把需要閱讀的資料提示學生。學生可預先閱讀相關(guān)資料，進行一些思考，做好討論準備。課堂討論分組進行，由組長記錄各方意見，并歸納總結(jié)。教師可隨機參與討論，并在討論中正確地引導、提問以及產(chǎn)生自己的見解。討論結(jié)束后，采用學生自愿與教師隨機抽查的方式選取倆組學生，由組長報告討論結(jié)果，其余學生可提問。教師點評是討論課的重要環(huán)節(jié)，點評的意義在于一方面教會學生怎樣從討論的內(nèi)容中，總結(jié)出有價值的規(guī)律或結(jié)論；另一方面便于引出后續(xù)的學習內(nèi)容。
2.2專題研究
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的專題研究針對模塊設計，著重訓練學生綜合運用知識分析和解決問題的能力。針對模塊1和模塊3，我們設計了關(guān)系模型實現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)兩個專題。這兩個專題以模型為主線，將從模型的三要素到深入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)的遞進性目標作為研究報告目標，引導學生通過完成研究專題，掌握規(guī)范的研究問題的方法。
關(guān)系模型實現(xiàn)專題的研究目標是探究數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對關(guān)系模型的實現(xiàn)方案，要求學生在學習模塊1的基礎上，選擇一個主流的商品化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，探究該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對關(guān)系模型的三大要素(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束)的實現(xiàn)方法，并與課本所學知識做比較。學生需要按小組提交規(guī)范的研究報告，報告中需要闡明所選擇商品化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的發(fā)展歷程及特點，討論該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束的實現(xiàn)方面的特點，并比較與課本所學知識的不同之處。
數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)專題的研究目標是研究數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的SQL調(diào)優(yōu)方法，要求學生在學習模塊3的基礎上，按研究性學習指導書的提示查閱資料，自主學習SQL調(diào)優(yōu)的有關(guān)知識，并選擇一個主流的商品化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在完成必要的實驗的基礎上，研究該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的SQL調(diào)優(yōu)方法。學生需要按小組提交規(guī)范的研究報告，報告中需要闡明與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)性能有關(guān)的因素，給出所選擇的商品化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的SQL調(diào)優(yōu)的原則，并分析SQL調(diào)優(yōu)與DBMS查詢優(yōu)化器的關(guān)系。
專題研究分以下幾步進行：
1) 研究專題的下達。講完相應知識點之后，教師布置相關(guān)的研究專題，同時提供給學生相應的學習資料和具體要求。學習資料包括研究性學習指導書、相關(guān)的搜索路徑，具體要求有論文格式和評分標準。
2) 學生進行課外學習。小組在研究專題下達的3日內(nèi)確定組內(nèi)各成員的分工，按照分工展開研究和討論。遇到小組研究中無法解決的問題，可及時與教師溝通。小組最終需提交規(guī)范的研究報告，并注明每位成員在報告中所做的工作。
最后是成果展示和教師點評。采用學生自愿與教師隨機抽查的方式選取2～3組學生展示研究成果。由組長報告研究結(jié)果，其他小組的學生可提問。每組學生報告完畢，教師必須點評。對正確的論點要予以肯定，必要時可以引導到更深的層次。對爭論的問題，學術(shù)界有結(jié)論的，教師應介紹有關(guān)的結(jié)論，對于無結(jié)論的，教師可闡明自己的觀點供學生參考，或指導學生查閱有關(guān)參考文獻等。
2.3多層次的研究型實驗教學
研究型教學不能輕視實踐技能的培養(yǎng)和訓練，研究型的實驗教學應該從問題出發(fā)，激發(fā)學生通過動手實驗探究問題的熱情，同時鼓勵學生對問題提出多種解決方案，并對各種方案進行評價和比較[6]。我院的研究型實驗教學按基礎驗證性實驗、設計性實驗和探索性實驗三個層次分別設計。
基礎驗證性實驗主要針對模塊1和模塊3設計，不同于傳統(tǒng)的實驗模式，教師對學生的要求不僅局限于用實驗驗證原理，而且要研究有關(guān)問題，實現(xiàn)對知識的拓展。除研究性學習指導書給出的需要探究的問題外，特別鼓勵學生自己提出問題，并通過實驗驗證。
設計性實驗針對模塊2設計，訓練目的是讓同學們對數(shù)據(jù)庫設計的全過程有整體的認識，并提高學生搜集資料、解決實際問題、論文寫作和團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)。在設計性實驗的實施過程中，若干同學組成開發(fā)小組，每位同學承擔不同的角色(如系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)設計員、系統(tǒng)開發(fā)員、系統(tǒng)測試員等)，協(xié)作完成一個小型信息系統(tǒng)的開發(fā)，使學生深入理解數(shù)據(jù)庫設計的基本方法、步驟和數(shù)據(jù)庫設計各階段的任務，掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)分析、設計與實現(xiàn)的方法和相關(guān)技術(shù)。設計性實驗的成果需要以小組為單位展示，展示過程中允許其他同學和老師提問。
探索性實驗針對模塊3設計，該實驗配合數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)專題，要求學生在查閱資料、自主學習SQL調(diào)優(yōu)相關(guān)知識的基礎上，設計實驗方案驗證SQL調(diào)優(yōu)規(guī)則，并鼓勵學生提出新的SQL調(diào)優(yōu)規(guī)則或發(fā)現(xiàn)已有規(guī)則存在的問題(如在不同的數(shù)據(jù)量或索引情況下執(zhí)行代價不同等)。探索性實驗的成果展示隨專題報告進行。
3以科研項目驅(qū)動研究性學習
研究性學習需要應用的驅(qū)動，科研項目是課堂研究性教學活動的延伸。以項目驅(qū)動研究，以研究帶動教學，科研活動能夠培養(yǎng)學生的研究型思維、創(chuàng)新意識和實踐動手能力[4-5]。
我們通過開展大學生創(chuàng)新活動，讓部分學生參加到教師的科研項目中。這些項目在用到已學知識的同時，也會讓學生面臨新的挑戰(zhàn)，他們必須學習以科學研究的方式主動搜集信息，獲取知識，應用知識，最后解決問題的方法，該過程是一種獨創(chuàng)性學習活動，可以激發(fā)學生研究性學習的興趣。
與此同時，科研項目對研究型教學的開展也能起到積極的推動作用。在完成項目的過程中，教師需要學習新的前沿知識和技術(shù)，一方面可以豐富課堂教學，另一方面還可以從項目中抽取新的案例用于研究型教學。
4基于過程的學習效果評價體系
傳統(tǒng)的以學生考試成績?yōu)橹鞯脑u價機制并不適用于研究型教學模式，研究型教學模式應側(cè)重對過程的考核。
為配合研究型教學，北京交通大學對主干課程的學時進行了彈性化處理。以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程為例，課程原本64學時，但實際安排80學時，其中的16學時是專為配合研究型教學設置的。我們將這些學時用于開展學術(shù)討論、專題報告輔導、探索性實驗的方案討論、學生成果展示及教師點評。
在考核方式上，我們將期末考試成績在最終成績中的比例降至50%，另外50%用于對過程進行考核(各部分所占的比例見表1)。其中，研究報告和實驗報告有詳細的評分標準，期末考試采用開卷的方式，考題比較靈活，需要學生在理解的基礎上解答問題。
表1課程學習效果評價體系
研究型教學是當前教育教學研究的熱點問題。我們對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程進行了研究型教學的探索與實踐，在對課程內(nèi)容模塊化的基礎上，設計多元化的課程訓練環(huán)節(jié)和面向過程的學習效果評價體系，用以問題為導向的主動式學習方式來激發(fā)學生的思維和興趣，從而增強學生的思考能力、分析能力和創(chuàng)新能力。未來工作的重點在于進一步調(diào)動學生對研究性學習的積極性，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，最終提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
參考文獻：
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Study on the Research Teaching Model in Course of Principles of Database System
WANG Ning, XU Wei, YU Zhongqiang
(School of Computer and Information Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044,China)
關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)庫原理案例教學 教案
1 問題的提出
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究如何科學地組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效地檢索和管理數(shù)據(jù)的一門學科。在教育部高等學校計算機、自動控制和信息類專業(yè)的培養(yǎng)方案中，“數(shù)據(jù)庫原理”一直是四年制本科生的專業(yè)必修課程。在IT技術(shù)飛速發(fā)展的今天，能否很好地應用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實際問題，已成為許多用人單位對應聘者知識結(jié)構(gòu)的新要求。因此，該課程也日益成為其他理工科專業(yè)本科生、?？粕婚T愈來愈受到關(guān)注的選修課，甚至是必修課。
而目前許多院校非計算機專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學現(xiàn)狀并不令人滿意，主要問題是：教材組織上理論概念多，應用實例少；教學安排上課堂講授多，實踐動手少；課程考核上死記硬背多，靈活應用少。這樣“三多三少”的直接后果是：盡管一些學生可以在理論考試中取得高分，但卻不能自如地應用某種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件解決實際問題，更談不上開發(fā)出有實際應用價值的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如此“眼高手低”很難適應現(xiàn)代社會對數(shù)據(jù)庫技術(shù)應用人才的需求。因此,在“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學上必須改變這種紙上談兵、理論脫離實際的狀況。
2 構(gòu)建“數(shù)據(jù)庫原理”案例教學模式的指導思想
“數(shù)據(jù)庫原理”的教學大綱通常包括：基本概念、關(guān)系模型、SQL、關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論、數(shù)據(jù)庫設計和數(shù)據(jù)保護等內(nèi)容，一般授課學時在50學時左右。由于理論內(nèi)容較多，很難保證有效的實踐環(huán)節(jié)。為此，構(gòu)建“數(shù)據(jù)庫原理”案例教學模式的指導思想可歸納為12個字：精理論、強實踐、重啟發(fā)、勤激勵。具體就是：精選課堂講授內(nèi)容，圍繞著如何解決實際問題開展對相關(guān)理論的探討。一些大綱有要求、但受學時限制、無法在課內(nèi)講授的內(nèi)容，要求學生通過自學完成；增強實踐環(huán)節(jié)的力度，加大綜合性、創(chuàng)新性實驗的比例，培養(yǎng)學生探究性學習、自己動手解決問題的能力；通過啟發(fā)式教學和有效的激勵機制，提高學生的學習興趣，進而調(diào)動起他們主動學習新知識、探索新方法的積極性。每堂課結(jié)束時可以給學生提出一、兩個問題，一則督促學生做好復習預習，二則為下堂課的教學留下伏筆和切入點。對于認真思考問題、能提出切實可行方案及在實驗中有創(chuàng)新的學生，應給予當堂表揚或給平時成績加分的鼓勵。
3 基于案例教學法的“數(shù)據(jù)庫原理”教案一則
如表1所示，本教案以學生較熟悉的教務管理子系統(tǒng)“學生檔案管理”為貫穿始終的例子，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論為指導，通過循序漸進的講解、演示和實驗，讓學生理解數(shù)據(jù)庫的基本概念、理論和技術(shù)，掌握一個簡單的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)從分析、設計到實現(xiàn)的完整開發(fā)過程，真正做到學以致用。全部內(nèi)容共計54學時，其中課堂講授演示26學時，課內(nèi)實驗28學時。適用對象為已掌握了一種面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ撸ㄈ鏥B、C#、C++或Java等）的非計算機專業(yè)本科生或?qū)？粕?/p>
4 實施案例教學過程中需要注意的問題
（1）正確認識理論與實踐的關(guān)系。案例教學從不否認理論對實踐的重要指導意義，像關(guān)系代數(shù)、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)存儲、事務處理、并發(fā)控制等一些數(shù)據(jù)庫技術(shù)中十分重要的內(nèi)容可另外開設一門課程供高年級學生選修，以彌補學生在數(shù)據(jù)庫理論上的不足。
（2）注意教學內(nèi)容特別是實驗環(huán)節(jié)開發(fā)平臺、工具和方法的實用性和先進性。與其他計算機技術(shù)的發(fā)展一樣，DBMS及數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺和工具每隔幾年就會更新?lián)Q代，這就要求任課教師必須與時俱進，及時將最新的研究成果引入教學。如以上案例采用GUI風格的C/S結(jié)構(gòu)，若學生有一定網(wǎng)頁制作基礎的話，可改進為目前較為流行的Web風格的B/S結(jié)構(gòu)。
（3）建立公平有效的課程考核機制，保證自學內(nèi)容、實驗環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量。自學內(nèi)容可通過讀書報告、論文、提問等方式加以考查；布置課程驗收大作業(yè)時，應兼顧不同層次學生的學習能力，既能讓基礎較差的學生樹立起完成任務的信心，更要積極鼓勵程度較好的學生高標準要求自己。
5 結(jié)論
實踐證明，“數(shù)據(jù)庫原理”案例教學模式是一種變學生被動學習為主動學習的有效方法，由于能夠理論聯(lián)系實際，讓學生帶著感興趣的問題進入課程的學習，讓學生改變了以往混學分的思想，對這門課的認同度有了明顯的提高，具體表現(xiàn)為：上課睡覺、缺勤的人少了，積極思考問題的人多了，學生作業(yè)的質(zhì)量提高了，成績上升了。另外，師生間的互動交流大大加強了，教學相長得以充分體現(xiàn)，部分學生還結(jié)合自己的專業(yè)和愛好，積極參與教師的科研工作，其探究能力和創(chuàng)新意識得到了較好的培養(yǎng)。
（本文獲得“2005年全國青年教師計算機教育優(yōu)秀論文評比”教學與研究三等獎）
參考文獻
1 薩師煊，王珊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第3版).北京：高等教育出版社，2000
各企、事業(yè)單位內(nèi)部運行著多個應用信息系統(tǒng),而應用系統(tǒng)的安全保護等級決定系統(tǒng)運維人員的水平。例如統(tǒng)計核心業(yè)務系統(tǒng)信息安全保護等級為二級,因此要求運維人員技能不低于二級等級保護的技能水平。要求核心業(yè)務系統(tǒng)運維人員責任心強,熟悉常用的操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件,掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫常規(guī)使用方法和日常數(shù)據(jù)庫管理的基本SQL操作命令,熟悉統(tǒng)計核心業(yè)務系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu),具有網(wǎng)絡及硬件設施日常維護能力。從上述計算中心主要的日常運維工作可以看出,計算中心的工作人員應掌握計算機軟、硬件的基本理論知識;熟悉項目建設、技術(shù)方案論證、基礎設施建設、需求分析、技術(shù)架構(gòu)、系統(tǒng)部署、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)運行維護方案制定、系統(tǒng)的定級測評等軟件開發(fā)和運維過程中各個環(huán)節(jié)的目標、工作任務、主流開發(fā)技術(shù)等;具有較強的組織、協(xié)作、協(xié)調(diào)溝通能力。由此可見,在企、事業(yè)單位的計算中心、信息中心、網(wǎng)絡中心或相關(guān)部門,要求任職人員具有扎實的理論基礎、較強的實踐技能和經(jīng)驗,計算機中心的專業(yè)人員在各部門的信息化建設中占主導地位。
二、教學體系與課程教學模式改革思路
1.適應社會需求,完善教學體系。根據(jù)學校的特點,明確以培養(yǎng)應用型人才為目標。計算機應用型人才的培養(yǎng),必須以市場需求為導向,確定人才培養(yǎng)方案。同時積極進行教學改革,研究應用能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,建設穩(wěn)定的實踐教學基地,完善教學質(zhì)量控制過程,以達到課內(nèi)課外教學實踐相結(jié)合,提升學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力。論文根據(jù)實際工作中應用技能的需求,將專業(yè)課程分群組、能力培養(yǎng)分方向,優(yōu)化課程體系。①知識體系模塊化。應用型計算機專業(yè)的知識體系主要分為以下幾個模塊:公共基礎課程模塊、專業(yè)基礎課程模塊、程序設計課程群、計算機硬件課程群、操作系統(tǒng)課程群、數(shù)據(jù)庫應用技術(shù)課程群、網(wǎng)絡技術(shù)模塊、軟件工程與開發(fā)技術(shù)等模塊。其中:公共基礎課程應強化學生的數(shù)學基礎和英語能力;專業(yè)基礎課程重點建設《離散數(shù)學》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》;程序設計課程群建設以C/C++程序設計語言為主線,以《Java語言程序開發(fā)》和《.Net程序開發(fā)》為兩個選修方向;計算機硬件技術(shù)模塊以匯編語言與計算機組成原理為核心,以嵌入式程序設計與開發(fā)為方向;操作系統(tǒng)課程群重點講解《操作系統(tǒng)原理》,并以《Linux/Unix操作系統(tǒng)》為選修方向;數(shù)據(jù)庫應用技術(shù)模塊以《數(shù)據(jù)庫原理》為主體,以提升主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的管理與應用能力為具體實踐訓練目標;網(wǎng)絡技術(shù)模塊以網(wǎng)絡原理為中心,實踐操作內(nèi)容以華為網(wǎng)絡體系和思科網(wǎng)絡體系為方向;軟件工程與開發(fā)技術(shù)模塊以軟件工程為核心,以開發(fā)某一領域的應用系統(tǒng)軟件為目的。②實踐技能規(guī)范化。目前的教育教學體系理論知識講的多,而實踐訓練較少,以上課程群除課程包含的實驗/上機之外,至少都應單獨設置一門相關(guān)的實踐環(huán)節(jié)課程。目前,獨立設置實踐環(huán)節(jié)課程如下:專業(yè)基礎模塊有2周的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設計》;程序設計課程群有兩門課程實習,即2周的《C/C++課程設計》、3周的《軟件設計實習》;計算機硬件課程群有1周的《計算機組成原理與接口技術(shù)課程設計》;操作系統(tǒng)課程群有1周的《操作系統(tǒng)課程設計》;數(shù)據(jù)庫應用技術(shù)課程群有1周的《數(shù)據(jù)庫課程設計》,并有《軟件設計實習》與之相結(jié)合;網(wǎng)絡技術(shù)模塊和軟件工程與開發(fā)技術(shù)模塊均采用3周、校外、校企合作形式的實習。
2.教育教學與課程教學模式改革。課程教學應以應用能力培養(yǎng)為導向,增加實踐性教學環(huán)節(jié),廣泛開展校企合作,實現(xiàn)專業(yè)化的技能培養(yǎng),嚴格質(zhì)量控制過程管理,以提高學生適應社會需求能力。下面以數(shù)據(jù)庫課程教學改革為例,探討應用型人才培養(yǎng)的課程教學模式。①以應用能力培養(yǎng)為課程教學目標?！稊?shù)據(jù)庫原理》課程以當前主流數(shù)據(jù)庫技術(shù)和應用為背景,以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為核心、以數(shù)據(jù)模型為線索,重點講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論與應用技能。數(shù)據(jù)庫應用技術(shù)是軟件開發(fā)人員必備的一項技能。設計一個數(shù)據(jù)庫容易,設計一個好的數(shù)據(jù)庫難。本課程要求學生熟悉數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念與原理,掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計步驟和常用方法,能熟練地運用數(shù)據(jù)庫SQL語言進行數(shù)據(jù)操縱,具有開發(fā)實用的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的能力并有效地進行數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的維護。②理論實踐相結(jié)合,注重實際需求。數(shù)據(jù)庫技術(shù)既有堅實的理論基礎,又是實踐性非常強的一門技術(shù)?！稊?shù)據(jù)庫原理》課程必須注意分析實際應用系統(tǒng)設計、開發(fā)、運維管理過程中出現(xiàn)的常見問題。如對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的監(jiān)控工作,主要包括:定期檢查數(shù)據(jù)庫集群運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫對象的空間擴展情況、數(shù)據(jù)增長情況、數(shù)據(jù)庫當日備份完成情況、所有實例的狀態(tài)、正常登陸到所有數(shù)據(jù)庫的例程,記錄數(shù)據(jù)庫的cpu使用、I/O、buffer命中率等。這部分內(nèi)容在教材中很難見到,但實際工作中卻極為常見,因此必須做必要的講解。③重視設計規(guī)范,案例教學,強化實踐能力。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計既有數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設計,又有應用系統(tǒng)程序設計,一個好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是應用系統(tǒng)的基礎。為了強化學生設計、開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的能力,增加了《數(shù)據(jù)庫課程設計》實踐課。課程以實際應用系統(tǒng)需求為案例,運用常用的CASE工具(如PowerDe-signer),從系統(tǒng)需求分析的數(shù)據(jù)流圖、業(yè)務流圖、數(shù)據(jù)字典的繪制,到概念模型、邏輯模型、物理模型的建立,嚴格按照給定的數(shù)據(jù)庫設計規(guī)范進行數(shù)據(jù)庫設計,并撰寫系統(tǒng)需求分析和系統(tǒng)設計文檔。同時以某種程序設計語言為工具進行系統(tǒng)功能開發(fā),實現(xiàn)一個實用的應用系統(tǒng)。④注重課程間的銜接,提倡校企合作。數(shù)據(jù)庫類課程由有實踐經(jīng)驗的教師或企業(yè)中的數(shù)據(jù)庫設計、開發(fā)人員講授。在系統(tǒng)的設計、開發(fā)過程中,數(shù)據(jù)庫技術(shù)與程序設計相結(jié)合,學生深刻地認識到數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設計的重要性,能更深入地理解數(shù)據(jù)庫設計理論、方法和經(jīng)驗,同時學生程序設計能力也進一步提升,這門課程是保證學生在校四年程序設計不斷線的重要環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；雙語教學；課程改革
隨著我國正式加入WTO和目前經(jīng)濟全球化進程的加快，開展和推進雙語教學對高等教育國際化日顯迫切[1-3]。數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為中國計算機科學與技術(shù)學科教程2002(簡稱CCC2002)中的16門核心課程之一，至2004年起成為我校信息學院軟件工程、計算機科學與技術(shù)、網(wǎng)絡工程三個專業(yè)的本科生首批開展的雙語教學試點課程。過去4年我們以培養(yǎng)既精通計算機專業(yè)知識又精通英語的復合型人才為宗旨，以學生為主體，以雙語為手段，配合本科教學改革工作，進行了一系列教學方法和手段的探索和實踐。本文總結(jié)了該課程采用雙語教學工作的經(jīng)驗和體會，這將有利于課程改革的順利進行和不斷得到改善提高。
1數(shù)據(jù)庫雙語教學的必要性
雙語教學(Bilingual Education)在英國《朗曼應用語言學詞典》所給的定義是“The use of a second or foreign language in school for teaching of content subjects”。即在學校使用第二語言或外語進行各門學科的教學[4]。我國當前的雙語教學模式主要屬于保持型雙語教學，即學生剛進入學校時使用本族語，然后逐漸地使用第二語言進行部分學科的教學，其他學科仍使用母語教學。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為信息領域的支撐基礎和軟件學科的重要分支，經(jīng)過三十多年的發(fā)展，已形成較為完整的理論體系和一大批實用系統(tǒng)，其應用領域占整個計算機應用的70%以上。網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和知識發(fā)現(xiàn)的需求，為數(shù)據(jù)庫技術(shù)開辟了廣闊的空間，帶來更強勁的發(fā)展勁頭。當前數(shù)據(jù)庫相關(guān)的前沿理論和先進技術(shù)的書籍和資料等，大多為外文制品，只有具有雙語能力才能真正把握該學科的前沿與方向[5]。
2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雙語教學的實施
2.1明確教改思路與理念
該課程教授的對象是大三學生，這時學生已經(jīng)完成了大學公共英語的學習，具備了比較豐富的詞匯量和一定的英語閱讀能力與溝通能力。由于自身的情況不同，學生的英語水平參差不齊，開展雙語教學必須根據(jù)課程的實際要求、學生的接受能力和自身英語水平等具體情況，決定其具體模式，并根據(jù)課程的進展情況和學生對課程的適應情況及時加以調(diào)整，從而達到掌握專業(yè)知識和提高學生實際英語能力的雙重教學目標。
2.1.1關(guān)于教材
教材是教學的基礎。合適的教材是影響雙語教學效果的一個重要因素。筆者選用教育部高等教育司推薦國外優(yōu)秀信息科學與技術(shù)系列《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念》(第5版 影印版)。該教材與我國數(shù)據(jù)庫教學大綱一致性較好，且注重實際應用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，注重當代數(shù)據(jù)庫技術(shù)前沿的發(fā)展，遵循現(xiàn)代計算機教學規(guī)律，英語純正地道。但是該教材也面臨一些問題：篇幅過長(達1 064頁)，涵蓋了計算機專業(yè)本科生和研究生學習的內(nèi)容。在目前72學時的教學安排下，學生完全理解其全部內(nèi)涵，是非常困難的。因此我們根據(jù)國內(nèi)數(shù)據(jù)庫教學大綱的安排，對章節(jié)內(nèi)容在難易層次上做了劃分，將教學內(nèi)容定位于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎篇，包括數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL、數(shù)據(jù)庫設計理論、事務管理五大組成部分。而有關(guān)數(shù)據(jù)存儲和查詢實現(xiàn)、對象數(shù)據(jù)庫和XML數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫等更高級的內(nèi)容只提供給能力較強的學生在課外學習。
2.1.2關(guān)于教學目標
通過本課程的學習，使學生理解、掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理：包括數(shù)據(jù)庫的一些基本概念，各種數(shù)據(jù)模型的特點，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念，SQL語言，關(guān)系數(shù)據(jù)理論，數(shù)據(jù)庫的設計理論；了解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研究內(nèi)容；掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計開發(fā)方法；了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā)展動向，以指導今后的應用。實踐方面：要求學生利用數(shù)據(jù)庫的原理知識和實用工具動手開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。其最終目的是培養(yǎng)學生運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決問題的能力，激發(fā)他們在此領域中繼續(xù)學習和研究的愿望。
把專業(yè)知識的教學放在首位，將語言教學作為一種滲透。積極使用英語教學，但不要求學生在在詞匯和語法上做過多的糾纏，只要求學生能夠讀懂，理解課程的內(nèi)容和表達方式。
2.1.3注重調(diào)動學生的積極性
當前雙語教學這種新的教學形式面臨著巨大的挑戰(zhàn)。對學生來說，面對枯燥的專業(yè)知識和大量數(shù)據(jù)庫英語詞匯，很容易產(chǎn)生抵觸情緒，喪失學習的信心。有不少的同學為了減輕學習的壓力，索性直接閱讀中文教材。因此充分調(diào)動學生的積極性是提高雙語教學質(zhì)量的有利保證。在教學中我們注意把握如下幾點：首先，雙語教學的關(guān)鍵是教師。教師必須是“雙語人才”。雙語教學對教師的要求非常高，不僅專業(yè)精深、英語好，還要求用英語表達專業(yè)知識、解析專業(yè)詞匯等等。因此，工作難度和壓力比過去要大許多，教師要做好充分的思想準備和心理準備。其次要準確把握中文和英文的關(guān)系。雙語教學不等同于英語教學。雖然我們強調(diào)用英文的思維方式來閱讀和表達專業(yè)知識，但是絕不能忽視第一語言的母語在教學中的中介作用。為此我們采用循序漸進的方法，適當縮小英文上課的比例，從5%～10%開始，然后根據(jù)學生的接受情況增大英文比例。
2.2準備課件與案例資料
數(shù)據(jù)庫課程的一大特點是基礎理論內(nèi)容較多，一些概念性內(nèi)容和經(jīng)典理論不容易理解，例如關(guān)系模式、關(guān)系運算、數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論等知識。為了保證每節(jié)課的教學質(zhì)量，需要精心組織教學內(nèi)容，制作精美的多媒體課件以突出重點和難點。筆者采用“拿來主義”，對與該教材配套的1 000多張英文版電子教案進行了深入細致的分析。該電子教案以標準的科技英語形式涵蓋了全部的教學內(nèi)容，同時配以圖、表、動畫等多媒體手段，大大增強了教學的科學性、直觀性、生動性及趣味性，避免了在板書中容易出現(xiàn)的英語書寫和表達錯誤，顯著加大了教學信息量，提高了教學效率。為了配合該課程的教學大綱，我們對PPT中的部分內(nèi)容做了刪除和修改：通過加粗、注釋中文強調(diào)重點詞匯；采用不時穿插小練習(practice)以增加課件的交互性，使學生每學完一部分知識都有一定思考與消化知識的空間。另外，對一些實踐性強的內(nèi)容，比如書寫關(guān)系代數(shù)表達式、SQL語句等內(nèi)容，盡量板書在黑板上而不以PPT的形式呈現(xiàn)。實踐發(fā)現(xiàn)，教師適當?shù)脑诤诎迳弦允痉兜男问奖磉_教學內(nèi)容會收到更好的效果。
采用外文原版教材另一個顯著的特點是強調(diào)CASE WORK(案例)在教學中發(fā)揮的作用。以該課程為例，該書以一個銀行運行實例來將許多概念有機的結(jié)合起來，包含了對一個相對完整銀行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計、應用與開發(fā)、運行與維護等一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)涉及到的方方面面。對學生而言，將看似枯燥的理論知識和形象連貫的實踐操作聯(lián)系起來，有利于對知識的融會貫通。為了更進一步的發(fā)揮案例教學在數(shù)據(jù)庫教學中的應用，在數(shù)據(jù)庫的課程設計教學過程中，我們選取了一個貼近學生生活的案例“簡單網(wǎng)上機票訂購系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”。在前期的準備階段，通過了解當前的教學背景，及課程中需要學生了解掌握的重點和難點，根據(jù)由知識易到難，簡單到復雜，循序漸進的方法，編寫了一套全英文的實踐教學材料。
2.3課堂教學方法
與傳統(tǒng)教學相比，雙語教學有其特殊性。雙語教學的實質(zhì)是研究型教學模式，旨在全面培養(yǎng)學生自學能力。因此教師一定要教會學生自己探求知識，更新知識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，讓學生自主學習、自主發(fā)展。
2.3.1注重培養(yǎng)自學能力
雙語教學應該突出學生為主體的教學原則，讓他們參與到整個教學活動中去。不少同學覺得自學有困難，比如英語詞匯量大、專業(yè)詞匯不夠等，知識獲取遠不比課堂上來的直接。因此，針對不同的教學內(nèi)容，我們對學生提出了一些自學的建議：提前至少閱讀每章的Introduction和Summary，大體上把握這一章的基本內(nèi)容；要能對Review Terms中的專業(yè)詞匯會讀，會寫，理解其含義，并能用英出解釋；閱讀Bibliographical Notes，了解相關(guān)研究背景與歷史；能夠完成1～2題Practice Exercises。
2.3.2采用任務驅(qū)動式的教學模式
顧名思義，是由教師根據(jù)課程內(nèi)容，為學生安排一定的學習任務，讓學生在完成任務的過程中掌握所學知識。它提倡“教為主導，學為主體”的教學思想，強調(diào)學生的主體性、積極性和創(chuàng)造性。在任務驅(qū)動式學習模式中，任務是課堂教學中問題提出的表現(xiàn)，是教學目標實現(xiàn)所依托的直觀形式。因此教師要縱觀整個課程，充分發(fā)掘教材因素，精心設計探索性問題，把握好時機，提供學生自主學習的最佳機會。問題可采用課本后面的基本練習題，也可根據(jù)課本內(nèi)容自編題目。然后根據(jù)教材重點、難點和學生可能遇到的困難擬定討論題，組織學生質(zhì)疑、討論、解疑，由學生自己“戰(zhàn)斗過關(guān)”。比如教學Transaction(事務)這一章時，教師先布置一下幾道思考題：
1)What is the definition of transaction?
2)What is the function of ACID properties of transaction?
3)How to test for serialization?
理解上述問題后，完成下列練習：
1)Database-system implements have paid much more attention to the ACID properties than have file-system implements. Why might this be the case?
2)Consider the precedence graph of figure 1. Is the corresponding schedule conflict serializable? Explain your answer.
Figure 1
理解上面兩道題后，再擬定適當題目組織學生討論：
1)Explain the distinction between the terms serial schedule and serializable schedule?
2)Why do database system support concurrent execution of transactions, in spite of the extra programming effort needed to ensure that concurrent execution does not cause any problems?
學生在教師的引導下，自學課本，嘗試練習，相互討論，自己解決問題，從而掌握事務的基本概念；事務的四個性質(zhì)：原子性(A)、一致性(C)、隔離性(I)、持久性(D)以及如何判斷一個給定的調(diào)度是否是可串行化調(diào)度。這些知識為接下來進一步掌握數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制機制和恢復策略打下堅實的基礎。在整個教學過程中學生可以根據(jù)自己對知識的理解和表達能力采用適當?shù)膶W習方式：能力稍差的同學先允許用中文思考和回答問題，然后逐步過渡到英文的表達；能力較好的同學要求用英文進行表達與討論。通過學生的自主探索、自主質(zhì)疑、自主討論，不僅讓他們體驗成功的快樂，而且激勵學生學習計算機的興趣,同時增強學習的信心和勇氣。
2.3.3組織討論和演講
我們鼓勵學生當“小老師”，創(chuàng)設學生能夠進行語言實踐的情境。針對理論課和實驗課中的遇到的問題，鼓勵學生獨立思考，大膽質(zhì)疑，敢于發(fā)表自己不同的觀點。比如對查詢：Find all customers who have both an account and a loan at the Perryridge branch，不同的學生可能會寫出不同的SQL語句。有的采用嵌套子查詢，有的采用集合操作，有的還使用視圖。在這些方法之中，到底哪些方法更優(yōu)？又是基于什么理由？通過和學生的交流，挑選出其中幾個有代表性的在課堂上進行演講。當然這需要學生預先準備好材料，組織好語言，提供有說明力的證明。有時候還成為了一場小的英語辯論賽，他們各抒己見，爭鋒相對。教師最后進行分析和總結(jié)。從實施成效上來看，這樣的雙語教學模式不僅會避免那種學生只能解決課堂和試卷上出現(xiàn)的問題，僅停留在書本和字面上的雙語學習，而且讓學生所獲得的是在豐富的情境中，不斷發(fā)展著的語言知識和語言的運用。同時在運用雙語進行主題的交流和討論中，能弘揚學生主動性和積極性，推進教師與學生之間，學生與學生之間的人際和情感的交流；提高學生的英語實踐能力，為培養(yǎng)學生用英語進行思維和運用英語的能力打下堅實的基礎。
2.3.4課外上機實驗與課程設計
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程強調(diào)理論與實踐并重。每次理論講解后，都安排有課外習題，以供學生在實驗課上完成。學生只有通過上機操作才能使真正理解、消化課堂上的理論知識，這一點對數(shù)據(jù)庫的學習尤為重要。為了與理論教學協(xié)調(diào)同步，在時間和內(nèi)容上很好的銜接，筆者編寫了一套《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實驗指導書》。學生實驗結(jié)束要上交實驗報告，要求將實驗目的、實驗內(nèi)容、實驗步驟以及在實驗過程中的體會、感受和遇到的問題等寫在實驗報告中，教師認真、及時點評指導。此外，在課程結(jié)束時，還要指導學生分組完成一個實際的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)項目。教師通過精心設計案例，指導學生完成一個完整的分析、設計和開發(fā)實踐過程。鼓勵學生在課題開發(fā)過程中利用各種學習資源，比如圖書館、老師、網(wǎng)絡論壇等。學習和實踐數(shù)據(jù)庫開發(fā)設計的思路和方法，完成課程設計任務。通過課題的開發(fā)過程，促使學生講所學的知識用到實際的開發(fā)中去，使學生將所學知識得以融會貫通、鞏固提高。最后在實現(xiàn)系統(tǒng)的基礎上，需提交一份英文課程設計報告。課堂上通過樣例的講解，指導學生撰寫報告的基本規(guī)范和基本過程。如章節(jié)的編排、字體和字號的規(guī)范、內(nèi)容的層次性，語言的表達等，以培養(yǎng)學生撰寫軟件工程文檔和英文論文的能力。
2.4考核形式
為增強教學效果，科學合理考核學生的學習情況，建立了課堂練習、作業(yè)、論文、演講、考卷、考勤等內(nèi)容構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫雙語教學考核體系，以有效的保證良好的雙語教學質(zhì)量。在每學完一章的內(nèi)容后要求學生使用標準的數(shù)據(jù)庫專業(yè)術(shù)語進行書面總結(jié)。因為教材提供了一個簡單的Summary，因此學生可借以參考進行全面的歸納總結(jié)。這不僅有助于理解課堂內(nèi)容還規(guī)范了學生英語表達方式。該項成績在總評成績中占10%。其次要求用英文撰寫課程設計，旨在提高學生的科技英語寫作能力和用英語研究思考科學問題能力，為以后撰寫科研論文打下基礎。該項成績在總評成績的20%。再者，要求每個學生在課堂上就教學相關(guān)內(nèi)容進行一次英語演講或討論，從英文表達方式、語言是否流利、討論內(nèi)容等多個方面進行評估。該成績以5%計入總評。最后，有別于一般計算機專業(yè)課考核方法(期末成績占70%)，該雙語課程期末成績占60%。期末試卷采用全英文考卷，旨在考查數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本理論，數(shù)據(jù)庫設計的基本方法以及數(shù)據(jù)庫應用的相關(guān)策略。鼓勵學生用英文答題，并可酌情予以加分。
