葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 710025）

基于認知規(guī)律的數(shù)據(jù)庫課程教學設(shè)計

葉 霞，羅 蓉，李海龍

（火箭軍工程大學 信息工程系，陜西 西安 710025）

針對數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的知識分類，結(jié)合數(shù)據(jù)庫課堂教學經(jīng)驗，提出將課程按照學生學習的認知規(guī)律進行教學設(shè)計，合理安排課堂教學、實驗課、課程設(shè)計等的學時與次序，以期對教學過程產(chǎn)生積極作用并取得良好的教學效果。

認知規(guī)律；數(shù)據(jù)庫；教學設(shè)計；實踐教學

0 引 言

許多學生在學習數(shù)據(jù)庫課程時感覺很難，體現(xiàn)在兩方面：一是數(shù)據(jù)庫理論內(nèi)容太抽象，不易學懂;二是數(shù)據(jù)庫實踐內(nèi)容太繁雜，不易上手。事實上，數(shù)據(jù)庫課程具有理論知識抽象、實踐能力要求高、理論聯(lián)系實際緊密等特點，學生在學習過程中，常常出現(xiàn)對概念的理解似是而非、對實踐內(nèi)容掌握得不深人、不能較好地將理論知識與實踐相結(jié)合等問題。究其原因，主要是教材和教學過程不符合人們的認知規(guī)律，僅按照數(shù)據(jù)庫理論的邏輯順序安排教學過程，從而容易導致部分學生學習不求甚解，聽不懂也學不會。

1 數(shù)據(jù)庫課程的認知規(guī)律

學習過程是一種認知過程，認知過程有其內(nèi)在的規(guī)律，通過實踐發(fā)現(xiàn)真理，再通過實踐證明真理和發(fā)展真理。從對事物感性認識發(fā)展到理性認識，再用理性認識能動地指導感性認識，中間需要經(jīng)過實踐、認識、再實踐、再認識，這種形式呈螺旋式上升，每一次循環(huán)的內(nèi)容都會進人高一級的程度。這是人類認識過程的規(guī)律，揭示實踐和認識的辯證關(guān)系以及認識的產(chǎn)生和發(fā)展過程[1]。

教材將知識固化在紙上，編寫時需考慮內(nèi)容的完整性和邏輯性，內(nèi)容安排通常是對知識 “認識、再認識、實踐”的過程，一般的數(shù)據(jù)庫教材也是如此，而數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程則具有典型的“實踐、認識、再實踐、再認識”認知規(guī)律，二者之間并不相符。也就是說，在教學實施過程中，不能死板地照搬教材內(nèi)容，而要注重學生的認知規(guī)律，認真梳理知識體系，靈活安排教學內(nèi)容，優(yōu)化課堂組織，重點在于進行合理的課程教學設(shè)計。

學生對數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的認知過程需要解決4個問題：①數(shù)據(jù)庫是什么樣的？②數(shù)據(jù)庫為什么是這樣的？③自己怎樣構(gòu)建數(shù)據(jù)庫？④還會出現(xiàn)哪些問題？對數(shù)據(jù)庫的認知規(guī)律可以用圖1表示。

為了解決學生認知過程的這4個問題，教學過程也相應(yīng)地分為4個步驟：①向?qū)W生展示一個常用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS，讓他們感知數(shù)據(jù)庫的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等，使學生對數(shù)據(jù)庫有一個感性、具體的認識，激發(fā)對數(shù)據(jù)庫的興趣，這屬于第一次“實踐”;②開展原理部分的講解，結(jié)合學生第一次獲得的感性“實踐”理解數(shù)據(jù)庫的概念，將知識上升到理性“認識”;③在理論講授過程中，經(jīng)常穿插一些實驗，用不斷的“再實踐”提高對理論知識的認識，并通過課程設(shè)計加強對整體理論知識的總體掌握;④通過原理的拓展和引申，理解數(shù)據(jù)庫的設(shè)計理論、規(guī)范化理論、安全理論等，對數(shù)據(jù)庫的知識進行更進一步的“再認識”。

圖1 數(shù)據(jù)庫認知規(guī)律

2 課程教學設(shè)計

根據(jù)數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用教材內(nèi)容進行分析，組織課堂上應(yīng)講授的基本內(nèi)容，進行課程的總體教學設(shè)計并根據(jù)情況進行優(yōu)化，以適應(yīng)學生的認知規(guī)律。

2.1 課程基本內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程內(nèi)容包含兩大部分，分別是數(shù)據(jù)庫原理部分和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分。在課程教學設(shè)計上，教師對這兩部分應(yīng)分別有所側(cè)重并體現(xiàn)在課堂教學組織中。數(shù)據(jù)庫原理部分的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫的基本概念、設(shè)計思想和基于數(shù)學的基礎(chǔ)理論，以教師課堂講授為主;數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分的內(nèi)容主要有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的操作、數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)等，以實踐操作為主。圖2列出數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的基本內(nèi)容。

數(shù)據(jù)庫原理部分的教學以課堂講授為主，核心圍繞數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計，講解數(shù)據(jù)庫的基本概念、關(guān)系代數(shù)、SQL語言、規(guī)范化設(shè)計、保護技術(shù)等，為學生全面理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計理論打下基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分的教學以實踐性教學和課程設(shè)計為主。教師應(yīng)設(shè)置實驗項目，結(jié)合具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（教學中選用SQL Server 2012），讓學生完成實踐項目的任務(wù)，理解數(shù)據(jù)庫原理部分的相關(guān)內(nèi)容，培養(yǎng)設(shè)計和開發(fā)數(shù)據(jù)庫的綜合素質(zhì)，提高實踐能力[2]。

2.2 課程教學設(shè)計

目前，各所大學的數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程安排的學時數(shù)不同，課程教學設(shè)計也有所不同。以火箭軍工程大學為例，相關(guān)專業(yè)開設(shè)的數(shù)據(jù)庫類課程為50學時。如何在這50學時內(nèi)合理地安排理論和實踐教學內(nèi)容，完成圖2中課程內(nèi)容知識的學習，滿足教學目標的要求呢？

圖2 課程內(nèi)容分類

一是選擇合適的教材，市面上數(shù)據(jù)庫類教材比較多，根據(jù)教學目標的不同，選擇內(nèi)容合適和重點突出的教材非常重要[3];二是合理安排教學內(nèi)容，理論教學與實驗課有機穿插安排，體現(xiàn)學生的認知規(guī)律，達到課堂教學收益最大化;三是分階段進行教學反饋，即在認知規(guī)律的“再認識”階段，形成對知識的總結(jié)性提高，從實踐中獲得對所學知識的體會。作者經(jīng)過10余年數(shù)據(jù)庫課堂教學實踐，形成了一套行之有效的課程教學設(shè)計方案，以本科生50學時為例，詳見表1。

教師應(yīng)將認知規(guī)律始終體現(xiàn)在表1的教學設(shè)計中，圍繞5次實驗課，形成5個知識模塊的“實踐-認識-再實踐-再認識”認知小循環(huán);而對于整個課程，則圍繞課程設(shè)計形成認知規(guī)律的大循環(huán)。我們圍繞第一次實驗的認知過程看看它的認知規(guī)律。一開始，教師在課堂上講授第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述與關(guān)系模型，先讓學生回顧以前接觸過的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從寒暑假購買火車票的12306系統(tǒng)，到校園一卡通系統(tǒng)，再到圖書館的圖書管理系統(tǒng)等，這些便是第一次的實踐過程;然后教師開始講解數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)知識和概念，這是第一次對知識的認識過程;接著經(jīng)過第一次實驗，SQL Server數(shù)據(jù)庫環(huán)境創(chuàng)建，完成SQL Server 2012的安裝和配置，創(chuàng)建教材中的案例“大學教學管理”數(shù)據(jù)庫并建立相應(yīng)的關(guān)系模型，建表、輸人數(shù)據(jù)等，這是對數(shù)據(jù)庫知識的第二次實踐，即再實踐;最后，通過講解第三章內(nèi)容數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法，掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整個設(shè)計過程和采用的方法，進一步掌握知識。

表1 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學設(shè)計

課程設(shè)計在整個課程中起到非常重要的作用，可以說，課程設(shè)計便是整門課程認知過程中的“再實踐”[4]。由圖1可以看出，第一次實踐要解決“數(shù)據(jù)庫是什么樣的”這一問題，通過學生的生活常識和課程5次實驗可解決;由教師的課程內(nèi)容講授解決“數(shù)據(jù)庫為什么是這樣的”這一問題，形成學生的第一次宏觀認識;通過課程設(shè)計將整門課程的知識貫通起來，解決“自己怎樣構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的”第二次實踐;隨后的課堂復習總結(jié)、撰寫課程設(shè)計報告、再學習等形成第二次認識，即解決數(shù)據(jù)庫“還有哪些問題”的過程。

3 結(jié) 語

通過對數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程認知規(guī)律的分析，根據(jù)課程學時合理安排課程的教學設(shè)計，我們在教學實施過程中取得了較好的效果。過去將實驗課和課程設(shè)計安排在課程的最后，使得學生往往在學習過程中一直弄不清楚“數(shù)據(jù)庫是什么樣的”這個問題，等到做完實驗解決這個問題后，又遺忘已經(jīng)在課堂講授中講解過的問題“數(shù)據(jù)庫為什么是這樣的”，不能形成知識的往復交叉掌握。相比而言，筆者論述的教學設(shè)計在實際教學過程中，通過“實踐-認識-再實踐-再認識”的認知過程，將學生帶人認知的螺旋式上升中，令課堂效率和學生興趣大大提高，成績也穩(wěn)步提升，尤其是學生的實踐動手能力得到很大提升。

[1] 殷彬, 袁傳懷, 陶安. 基于認知規(guī)律的數(shù)據(jù)庫教學探討[J]. 科技信息，2011(11):42-43.

[2] 李小遐. SQL Server數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計與實施研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊), 2013(1): 267-268.

[3] 李俊山, 羅蓉, 葉霞, 等. 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用(SQL Server) [M]. 北京: 清華大學出版社, 2012.

[4] 趙剛, 侯志紅. 高校計算機專業(yè)數(shù)據(jù)庫規(guī)范化教學設(shè)計研究[J]. 遼寧科技學院學報, 2013(15): 58-59.

（編輯：宋文婷）

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G642

2013年國家精品資源共享課程資助項目（教高司函[2013]129號）。

葉霞，女，副教授，研究方向為數(shù)據(jù)庫和指揮信息系統(tǒng)，yex_qing@163．com。