劉 璨

(廣東海洋大學 工程學院，廣東 湛江 524088)

Oracle數據庫課程的啟發(fā)性實驗設計

劉 璨

(廣東海洋大學 工程學院，廣東 湛江 524088)

教學實踐中發(fā)現，高校學生數據庫課程實驗的效果不好。秉著激發(fā)學生興趣、促使學生思考、啟發(fā)學生思維的目的，遵照內容具體、充實、體現理論知識點的原則，設計了Oracle數據庫結構實驗和Oracle數據庫安全性實驗。在廣東海洋大學試點應用的結果表明，提高了學生的實驗積極性，而且學生能更好地掌握相關知識點。該研究結果可作為非計算機專業(yè)的Oracle數據庫實驗方案。

數據庫；實驗；設計；啟發(fā)式

數據庫原理及應用課程通常選用SQL Server作為教學軟件，由于Oracle數據庫是在國內外應用廣泛的大型數據庫軟件之一，為適應人才培養(yǎng)的市場需求，近年來出現了許多Oracle數據庫方面的教材[1-3]。

針對數據庫課程知識枯燥的缺點，許多相關教學研究都認為應該增強實踐教學[4-6]。數據庫課程實踐主要包括課程實驗和課程設計兩個環(huán)節(jié)，其中課程實驗是理論教學的輔助，其目的主要是幫助學生理解理論知識，熟悉軟件操作。

在教學實踐中發(fā)現，學生對數據庫課程實驗的興趣不高，在實驗過程中往往沒有激發(fā)思維，而是機械地操作，還常常在上機時消磨時間，達不到預期的實驗目的。究其原因，一方面，存在學生學風不良的問題，另一方面，也存在實驗設計不當的問題。細節(jié)性和啟發(fā)性較好的實驗能更好地激發(fā)學生興趣，取得更好的實驗效果。例如,對于創(chuàng)建表的實驗，可有如下三種方案：

方案一，創(chuàng)建一張關系表。

方案二，創(chuàng)建選課關系表(學號，課程名，教師名，成績)，其中,“學號”屬性為字符型，“課程名”屬性為字符型，“教師名”屬性為字符型，“成績”屬性為數值型。

方案三，創(chuàng)建表1所示的選課關系表，要求有主鍵約束。

表1 選課關系表

分析三種方案可知，方案一的實驗內容空泛，將使學生無從下手，導致學生的實驗積極性受到打擊；方案二的實驗內容具體，然而，由于完全給出了主鍵和屬性的數據類型，學生僅僅需要機械地套用表定義語句，不能啟發(fā)思維；方案三的實驗內容具體，而且迫使學生分析表中的數據關系和數據特征，找出候選鍵并確定數據類型。這將促使學生掌握相關理論知識，提高分析問題的能力，并有完成實驗后的成就感。

由此可見，數據庫上機實驗設計需要注重細節(jié)性和啟發(fā)性，融入相關理論知識。啟發(fā)性教學的基本方法[7-8]在于，根據教學目標和內容，引導學生思維，使他們主動地獲取知識。秉著啟發(fā)性教學原則，本文進行了Oracle數據庫結構和Oracle數據庫安全性兩個實驗的設計。

1 Oracle數據庫實驗設計

1.1 Oracle數據庫結構實驗設計

1)相關的課程知識。Oracle數據庫結構分為物理結構和邏輯結構。物理結構包含數據文件、控制文件、日志文件等三類文件，每類文件有多個，其中,數據文件可動態(tài)創(chuàng)建；邏輯結構包括表空間(tablespace)、段(segment)、范圍(extent)和Oracle數據塊(block)等存儲空間概念。

2)表空間和范圍的關系。范圍是數據庫空間分配的最小邏輯單位，由一個或多個連續(xù)的Oracle數據塊組成，范圍的大小不固定，在每個表空間定義的時候指定。表空間由范圍組成，當現有范圍不能滿足數據存儲要求時，DBMS自動為表空間分配一個新的范圍。

3)范圍和數據塊的關系。Oracle數據塊是數據庫的基本分配單位，其大小由數據庫配置文件initial.ora給定。一個或多個數據塊組成一個范圍。

4)表空間和數據文件的關系。數據文件是表空間的物理結構表現，表空間和數據文件屬于1∶n的關系，1個表空間可包括多個數據文件，1個數據文件只屬于1個表空間。

5)數據庫結構實驗的目的。掌握物理結構的三類文件在硬盤中的存儲路徑；理解數據結構的表空間、范圍、數據塊的概念和相互之間的關系；理解數據文件和表空間的相互關系。

為體現表空間、范圍和數據塊三者之間的關系，可設計實驗為：首先，定義一個新的表空間userdata1；其次，建立一個新的數據表T1，令T1使用表空間userdata1，此時DBMS為userdata1分配范圍，以存儲表T1；最后，根據表空間使用情況驗證已用范圍個數，并計算已用數據塊的個數。學生要計算數據塊個數，必須首先查看initial.ora文件得到數據塊的大小。

為體現表空間和數據文件的關系，可要求學生為表空間新建或添加一個數據文件，再查看執(zhí)行結果。

綜上所述，所設計的Oracle數據庫結構實驗為：(1)要求用SQL語句任意定義一個新的表空間userdata1；(2)要求用缺省用戶任意建立一個數據表T1，該數據表使用表空間userdata1；(3)問userdata1已使用了多大的空間及已用范圍個數；(4)用企業(yè)管理員的圖形化工具驗證userdata1的使用情況;(5)計算userdata1中已使用數據塊的個數；(6)用SQL語句為表空間userdata1添加一個數據文件，用操作系統的資源管理器查找新添加的數據文件以驗證該語句的執(zhí)行結果。

該實驗可達到如下目的：(1)促使學生對表空間的缺省存儲方式有感性認識；(2)促使學生對Oracle初始化文件lnitorcl.ora有感性認識；(3)促使學生掌握創(chuàng)建數據文件的方法，并熟悉物理文件存放的路徑；(4)促使學生理解表空間、范圍和數據塊、數據文件的關系。

1.2 Oracle數據庫安全性實驗設計

Oracle數據庫安全性涉及用戶和權限管理、數據備份和恢復等知識。其中，數據庫權限分為系統權限和對象權限，系統權限由系統管理員授予和剝奪，而對象權限是由擁有該模式對象的用戶授予和剝奪。

創(chuàng)建一個使用數據庫資源的新用戶，需要進行如下操作：(1)創(chuàng)建新用戶并設置密碼；(2)給新用戶分配表空間；(3)給新用戶授予模式對象的操作權限。

為體現創(chuàng)建新用戶和授予/剝奪權限的教學內容，可按照如下思路設計實驗：(1)用數據庫缺省的數據庫管理員身份創(chuàng)建新用戶A，并通過授權使A成為數據庫管理員；(2)由數據庫管理員A創(chuàng)建用戶B和用戶C，并為B、C適當授權，使B和C可以使用數據庫資源(例如創(chuàng)建表)；(3)用戶B登錄數據庫以驗證授權是否成功；(4)用戶B創(chuàng)建表TB1，并授予用戶C查看表TB1的權限；(5)用戶C登錄數據庫，查看用戶B的表TB1，以驗證對象權限授予是否成功；(6)數據庫缺省的數據庫管理員剝奪A的管理員權限。

為體現角色的概念，可令用戶B將表TB1的查詢和數據插入的對象權限做成角色，將該角色授予C。

對于非計算機專業(yè)，例如工業(yè)工程專業(yè)，因為數據庫課程的上機學時少，因而側重于練習邏輯備份和恢復。可設計實驗：令普通用戶B邏輯備份表TB1，再刪除表TB1，最后，用邏輯恢復操作方法恢復表TB1。

已知如表2所示藏書表，設計Oracle數據庫安全性實驗如下：(1)以缺省管理員用戶身份(system)登錄數據庫，創(chuàng)建表空間USER2；(2)用戶system創(chuàng)建用戶李華，并授予李華為數據庫管理員；(3)管理員李華創(chuàng)建用戶張平、王海；(4)張平更改其密碼為“ZHANGPING”，并建立藏書表；(5)張平創(chuàng)建一個可以查詢和更新同學錄權限的角色，將該角色授予用戶王海；(6)王海查詢《越女劍》的作者；(7)張平邏輯備份藏書表；(8)張平刪除藏書表，再邏輯恢復藏書表；(9)用戶system剝奪用戶李華的管理員權限。

表2 藏書表

2 實驗效果

上述實驗已試點應用于廣東海洋大學工業(yè)工程專業(yè)的數據庫原理及其應用課程。大部分學生在6個學時內完成了上述兩個實驗。

在實驗過程中，學生上機積極性高，出勤率高；實驗工作飽滿，學生一直在緊張地進行實驗，沒有發(fā)生學生無所事事的現象；學生勤于思考，相互間常討論實驗中碰到的問題；實驗后，學生普遍評價實驗具有新意，能激發(fā)思維。課程考試的答題情況表明，學生對實驗相關的知識點掌握較好。

3 結束語

本實驗內容具體，具有較好的啟發(fā)性，并且學時少，可用作非計算機專業(yè)Oracle數據庫課程實驗，也可供其他數據庫課程實驗參考。

[1] 吳思遠. Oracle數據庫實用教程[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2012.

[2] 姚世軍. Oracle數據庫原理與應用教程[M]. 北京:中國鐵道出版社, 2010.

[3] 劉甫迎, 王道學, 黨晉蓉. 數據庫原理及應用(Oracle)實用教程[M]. 北京: 清華大學出版社, 2004.

[4] 牛一捷, 楊鑫華, 李雪梅, 等. 案例教學法在五年制雙專業(yè)數據庫課程的應用[J]. 中國電力教育, 2012(2): 54-55.

[5] 葉霞, 李俊山, 李海龍. 數據庫原理及應用實踐教學改革[J]. 計算機教育, 2011(1): 56-59.

[6] 徐傳運, 張楊, 楊宏雨. 針對《數據庫原理與應用》的啟發(fā)式教學法[J]. 課程教育研究, 2013(1): 28-29.

[7] 侯煦光. 怎樣進行啟發(fā)式教學[J]. 高等教育研究, 1997(5): 72-76.

[8] 李慧勤, 李紅君. 現代啟發(fā)式教學的內涵與實施[J]. 中國高等教育, 2008(10): 21-23.

Design of Heuristic Experiment for Oracle Database Course

LIU Can

(College of Engineering, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

It’s found in database teaching practice that, the effect of college students doing course experiments is not well. In order to stir students’ interesting, promote them to think, and illuminate their mind, following principles of filling specific and substantial content, embedding theoretical knowledge, both experiments of database structure and database security for Oracle were designed. The result of applying them on trial in Guangdong Ocean University showed that, the enthusiasm of students doing experiment increased, and they learned related knowledge more well. This study result can be taken as experiment scheme of Oracle database for non-computer specialty.

database; experiment;design; heuristics

2013-7-14

劉 璨(1971-)，男，博士，主要從事制造系統的計算機控制研究工作。

TP392；G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.013