摘要：針對數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)過程中存在的重原理輕應(yīng)用的問題，在總結(jié)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)庫實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行探討，分析附屬式、跟隨式以及結(jié)構(gòu)化實(shí)踐三種教學(xué)模式，并通過教學(xué)效果分析，說明數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化實(shí)踐教學(xué)的改革取得良好效果。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；實(shí)驗(yàn)方法；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革
　　
　　1研究背景
　　數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程一般包含數(shù)據(jù)庫原理與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)兩個(gè)部分的內(nèi)容。原理部分以數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法為目標(biāo)，重點(diǎn)講述數(shù)據(jù)庫的基本概念、基本原理以及基本技術(shù)；應(yīng)用部分以現(xiàn)實(shí)需求為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持下，采用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的詳細(xì)過程。數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)目標(biāo)就是要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法，同時(shí)掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程。但傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容主要以原理為核心，較少涉及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用，教學(xué)過程較為抽象，缺乏直觀性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難深入理解這些原理。因此，必須大力加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)，使“原理”與“應(yīng)用”并重，用“應(yīng)用”帶動(dòng)和強(qiáng)化“原理”內(nèi)容，用“原理”指導(dǎo)“應(yīng)用”的教學(xué)效果。
　　結(jié)合我院數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用國家精品課程建設(shè)，我們已經(jīng)建立了“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”的教材體系[1]，并建設(shè)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)體系、考試體系以及網(wǎng)絡(luò)課程等。在實(shí)際的教學(xué)過程中，為適應(yīng)新的教學(xué)需求，改變重原理輕實(shí)踐的狀況，我們不斷對實(shí)驗(yàn)體系進(jìn)行改進(jìn)，并應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)中，不斷改革數(shù)據(jù)庫實(shí)踐教學(xué)，取得了良好效果。
　　2課程特點(diǎn)
　　數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用是一門兼有理論和實(shí)踐的綜合性課程。它不僅要求學(xué)生掌握課堂理論知識，更重要的是，通過大量的實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生能夠結(jié)合一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，利用程序設(shè)計(jì)語言，設(shè)計(jì)出一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)?；谶@樣的要求，該課程就不僅僅是單一的課堂理論教學(xué)，而應(yīng)該是一個(gè)完整的集理論教學(xué)和實(shí)踐于一體的教學(xué)體系。圖1列舉了課程的內(nèi)容體系。
　　數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的內(nèi)容體系分為3個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS以及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。因此，數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)必須與這3部分內(nèi)容相適應(yīng)，將基礎(chǔ)知識講授、上機(jī)操作等方式作為課程內(nèi)容的支撐系統(tǒng)。使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的理論方法，在某種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持下，用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　可見，在數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)過程中，理論課與實(shí)踐課必須齊頭并進(jìn)。理論必須通過實(shí)踐來貫徹，而實(shí)踐課又要建立在理論課的基礎(chǔ)之上，過去那種重理論輕實(shí)踐的思想已經(jīng)不能適應(yīng)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)。在數(shù)據(jù)庫原理的理論課講授中，我們采用了多層次、多環(huán)節(jié)的案例驅(qū)動(dòng)導(dǎo)學(xué)模式，促使學(xué)生結(jié)合案例理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的思想。并通過搭建內(nèi)容合理、與課程內(nèi)容相配套的實(shí)驗(yàn)體系加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力與自主學(xué)習(xí)能力。
　　3實(shí)踐教學(xué)改革
　　在多年的教學(xué)過程中，我們不斷改進(jìn)教學(xué)方法，對實(shí)踐的要求不斷加強(qiáng)。結(jié)合國家精品課程的建設(shè)任務(wù)，我們對數(shù)據(jù)庫課程的實(shí)踐教學(xué)也進(jìn)行了相應(yīng)改革。從過去的附屬式實(shí)驗(yàn)課到與課程內(nèi)容相配合的跟隨式實(shí)驗(yàn)，再到結(jié)構(gòu)化實(shí)驗(yàn)，我們在實(shí)踐教學(xué)的要求、方法及手段上都進(jìn)行了大力改進(jìn)。
　　3.1附屬式實(shí)踐教學(xué)
　　附屬式實(shí)踐教學(xué)就是將實(shí)踐課作為理論課的附屬，在理論課結(jié)束后，集中安排一部分課時(shí)上機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的實(shí)踐[2]。對于本科60學(xué)時(shí)的數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程，通常安排課內(nèi)上機(jī)10學(xué)時(shí)，課外上機(jī)10學(xué)時(shí)。上機(jī)課一般選用Access或Visual Foxpro這兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，因?yàn)槠浜唵我子?，上手快，不需要花費(fèi)太多時(shí)間去摸索復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。上機(jī)時(shí)，學(xué)生以小組為單位，每個(gè)學(xué)生獨(dú)立上機(jī)，并進(jìn)行小組內(nèi)討論，以每個(gè)小組選定的一個(gè)信息管理系統(tǒng)的課題為內(nèi)容，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的環(huán)境下，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、表設(shè)計(jì)、SQL查詢設(shè)計(jì)以及應(yīng)用程序的表單報(bào)表等設(shè)計(jì)。通常將20學(xué)時(shí)的上機(jī)課統(tǒng)一安排，2個(gè)學(xué)時(shí)一次課，一次課完成一個(gè)目標(biāo)，最后每個(gè)小組分別完成一個(gè)數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)，并提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，描述整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過程。
　　附屬式實(shí)踐教學(xué)有利于學(xué)生集中精力，在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合理論知識，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)。但由于其不能主動(dòng)結(jié)合理論知識，在實(shí)踐過程中，容易造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)。學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)較為陌生，對實(shí)驗(yàn)課的總體要求感覺難度較大，也沒有編程語言的前序?qū)W習(xí)基礎(chǔ)。因此，除少數(shù)自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生能夠按時(shí)按要求完成實(shí)驗(yàn)課程，并通過實(shí)驗(yàn)課進(jìn)一步掌握了理論知識，達(dá)到理論與實(shí)踐相統(tǒng)一的效果外，大多數(shù)學(xué)生沒有深刻理解和掌握數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的教學(xué)要求。
　　3.2跟隨式實(shí)踐教學(xué)
　　跟隨式實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)課緊緊跟隨著理論課的進(jìn)度而開設(shè)，選用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為SQL Server 2005。在數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)中，用一個(gè)學(xué)生容易熟悉的大案例——教學(xué)管理系統(tǒng)開展，有順序地介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念、關(guān)系代數(shù)、SQL語言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫的保護(hù)技術(shù)等內(nèi)容[3]。我們選用由李俊山教授等編寫、清華大學(xué)出版社于2009年出版的教材《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用(SQL Server)》[1]及配套教材《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用(SQL Server 2005)教學(xué)指導(dǎo)與習(xí)題解答》。通過深入理解數(shù)據(jù)庫課程的特點(diǎn)，制定了數(shù)據(jù)庫實(shí)踐課程的內(nèi)容，分成5個(gè)實(shí)驗(yàn)，如表1所示。
　　表1中列舉的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容跟隨著理論課的進(jìn)度開設(shè)。當(dāng)學(xué)完相應(yīng)的理論課內(nèi)容后，就立刻安排一次實(shí)驗(yàn)課，以利于知識的保鮮和鞏固。在學(xué)習(xí)完數(shù)據(jù)庫的基本概念后，安排一次集中上機(jī)操作，內(nèi)容是“認(rèn)識SQL Server”，教師通過演示SQL Server的安裝過程以及軟件模塊，并結(jié)合科研成果，展示一個(gè)在SQL Server下開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，讓學(xué)生對數(shù)據(jù)庫有一個(gè)感性認(rèn)識，結(jié)合理論內(nèi)容，初步了解數(shù)據(jù)庫的概念含義。在學(xué)習(xí)了關(guān)系模型后，學(xué)生就可以進(jìn)行“數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)操作”的實(shí)驗(yàn)了。數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)包括建立數(shù)據(jù)庫、建表等內(nèi)容，直觀地讓學(xué)生了解關(guān)系模型的二維表格形式表示的形態(tài)和建立方法。交互式SQL語言實(shí)驗(yàn)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL的理論知識后進(jìn)行的，通過交互式方式，在SQL Server中完成表和視圖的定義、數(shù)據(jù)的查詢以及數(shù)據(jù)更新操作。完整性控制和恢復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生對SQL Server中表的完整性和數(shù)據(jù)恢復(fù)有直觀感受，能夠獨(dú)立地根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)庫完整性控制，并理解數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的重要性。最后，在理論課結(jié)束后，再進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于課程設(shè)計(jì)。
　　跟隨式實(shí)驗(yàn)是對附屬性實(shí)驗(yàn)的改革，它解決了附屬性實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐容易脫節(jié)和遺漏的缺點(diǎn)，使學(xué)生對知識現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，容易理解，興趣較高。在近幾年的教學(xué)中，我們采用跟隨式實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了明顯提高。但跟隨式實(shí)驗(yàn)沒有考慮到學(xué)生運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的困難，在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大實(shí)驗(yàn)中，往往完成得較粗糙。
　　3.3結(jié)構(gòu)化實(shí)踐教學(xué)
　　結(jié)構(gòu)化實(shí)踐教學(xué)是將數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程分成3個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)庫原理40學(xué)時(shí)的理論課、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)20學(xué)時(shí)和數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)20學(xué)時(shí)，如表2所示。
　　其中，數(shù)據(jù)庫原理為理論課，講述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本理論。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)課為實(shí)踐課，通常安排在機(jī)房上課，一人一機(jī)。考慮到開發(fā)數(shù)據(jù)庫的支持性與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的通用性，選擇PowerBuilder程序設(shè)計(jì)語言作為編程語言。課程設(shè)計(jì)課也是在機(jī)房上課，主要內(nèi)容分為兩部分，一為學(xué)習(xí)SQL Server或Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，第二為課程設(shè)計(jì)。教師準(zhǔn)備8～10個(gè)數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)課題，一般選擇較為實(shí)用、貼近生活、學(xué)生容易理解的課題，比如學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、工資管理系統(tǒng)等。學(xué)生分成3～4人的小組，每組選擇一個(gè)課題。學(xué)生從數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)規(guī)劃、系統(tǒng)需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后結(jié)合程序設(shè)計(jì)語言完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用行為設(shè)計(jì)。
　　
　　結(jié)構(gòu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)與數(shù)據(jù)庫課程內(nèi)容體系模式相一致，能夠較好地解決在數(shù)據(jù)庫理論知識與實(shí)踐內(nèi)容學(xué)習(xí)中的脫節(jié)問題，大大提高了學(xué)生采用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)思想，結(jié)合程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行數(shù)據(jù)庫開發(fā)的能力。通常在學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用結(jié)構(gòu)化教學(xué)內(nèi)容后，絕大部分學(xué)生都能深刻理解數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程，通過小組合作解決問題，提高自主學(xué)習(xí)能力，并能夠獨(dú)立完成一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。
　　4考核方法與教學(xué)效果分析
　　按照結(jié)構(gòu)化實(shí)踐教學(xué)的過程，我們對學(xué)生成績考核方法也進(jìn)行了相應(yīng)改革?？己朔譃?個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)庫原理的筆試考核、程序設(shè)計(jì)能力考核以及課程設(shè)計(jì)考核。在原理的筆試考核中，并不單純以期末理論考試為評分依據(jù)，還融入了平時(shí)成績以及課堂實(shí)踐的考核。成績標(biāo)準(zhǔn)為筆試成績(50%)+單元測試成績(40%)+平時(shí)表現(xiàn)成績(10%)。程序設(shè)計(jì)課程用考查方法檢驗(yàn)成績，即上機(jī)考試，按照完成的既定程序設(shè)計(jì)科目給分。課程設(shè)計(jì)的成績評定也分為3個(gè)部分，分別為程序演示(50%)+課程設(shè)計(jì)報(bào)告(30%)+答辯(20%)，按小組評定成績。通過多角度全方面考核，根據(jù)學(xué)生掌握知識和實(shí)際付出的努力情況進(jìn)行成績評定，有助于教師掌握學(xué)生對知識的理解和熟練應(yīng)用程度，還可以正確反映學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況。
　　通過結(jié)構(gòu)化實(shí)踐教學(xué)，該課的教學(xué)效果顯著提高。在近3個(gè)學(xué)期的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)中，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用三個(gè)階段的課程成績中，綜合成績在80分以上的人數(shù)比例占到了35%，較之過去的20%有了大幅度提高。成績在70～80分之間的人數(shù)比例占到45%，較過去的30%也提高了很多。不及格率由過去的10%下降到了3%左右。學(xué)生在學(xué)習(xí)完數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用結(jié)構(gòu)化課程體系后，在畢業(yè)設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì)比賽中都體現(xiàn)出了較強(qiáng)的能力。
　　5結(jié)語
　　數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用是一門理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程，只有加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的訓(xùn)練，理論知識才能得到有效鞏固。在多年的教學(xué)過程中，我們不斷對實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革與探索，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，通過專門開設(shè)課程設(shè)計(jì)這門課，讓學(xué)生在完成一個(gè)有分量的課題作業(yè)的過程中，多練習(xí)、自己學(xué)，在做中學(xué)。實(shí)踐表明，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的實(shí)踐教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫原理和方法解決實(shí)際問題的能力，提高了學(xué)生的分析、歸納、設(shè)計(jì)和編程的能力，加強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)際動(dòng)手能力，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作以及研究創(chuàng)新能力。
　　隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。隨著教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，我們除了在教材建設(shè)方面下功夫，教學(xué)方法也需要不斷改革和創(chuàng)新。因此，我們將根據(jù)學(xué)生情況，及時(shí)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整教學(xué)方法，設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注意教學(xué)節(jié)奏，結(jié)構(gòu)化分階段地進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，使數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的整個(gè)實(shí)踐教學(xué)更加合理、完善。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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