石昀 鄧世權(quán)

[摘 要]文章以本校數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程考核方式為研究對(duì)象，在調(diào)研各地方院校關(guān)系型數(shù)據(jù)庫課程的相關(guān)教學(xué)模式以及課程考核方式的基礎(chǔ)上，通過分析教學(xué)模式及考核方式的不足之處，提出數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革方案，并在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)及實(shí)際課程考核過程中對(duì)改革后的教學(xué)方案進(jìn)行了合理應(yīng)用，教學(xué)效果切實(shí)得到了提高。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用；課程考核；教學(xué)改革

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)庫作為關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件，是數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的基石，更是數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的核心引擎，其戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性的地位越發(fā)凸顯[1]。根據(jù)中國通信研究院發(fā)布的《數(shù)據(jù)庫發(fā)展研究報(bào)告（2021）》的預(yù)測，預(yù)計(jì)到2025年，全球數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模將達(dá)到798億美元[2]。因此，掌握數(shù)據(jù)庫相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)理論，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力的基本要求?！皵?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程是計(jì)算機(jī)及電信等相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，旨在通過學(xué)習(xí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫相關(guān)理論及應(yīng)用方法使學(xué)生具備設(shè)計(jì)、應(yīng)用、研發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)能力。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，除掌握基本的關(guān)系數(shù)據(jù)模型理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫安全性以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫完整性等一系列相關(guān)理論知識(shí)外，還需要具備以理論為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)及研發(fā)的專業(yè)能力，如T-SQL程序編寫、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言數(shù)據(jù)庫編程（如JDBC編程）?，F(xiàn)有“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程在教學(xué)模式上重理論、輕應(yīng)用的教學(xué)模式及課程考核模式，不利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握；在考核方式上，以單純理論知識(shí)的考查作為側(cè)重點(diǎn)，使得學(xué)生無法將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，課程學(xué)習(xí)效果及教學(xué)質(zhì)量大打折扣。只有在教學(xué)改革過程中逐步將側(cè)重理論的教學(xué)模式及考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實(shí)際相結(jié)合、側(cè)重理論落地實(shí)踐的關(guān)鍵點(diǎn)，才能切實(shí)提高課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)，以更好地滿足數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代各行各業(yè)的實(shí)際需求。

一、現(xiàn)有課程教學(xué)模式及考核方式分析

“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課，旨在通過關(guān)系數(shù)據(jù)模型基本概念、關(guān)系代數(shù)理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫完整性、關(guān)系數(shù)據(jù)庫安全性、關(guān)系數(shù)據(jù)庫范式規(guī)范理論、關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structural Query Language）、數(shù)據(jù)庫編程等知識(shí)的介紹，使學(xué)生以關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)作為理論基礎(chǔ)，結(jié)合高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用及開發(fā)，以滿足企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)庫相關(guān)人才的需求?，F(xiàn)行“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程，教學(xué)模式上主要側(cè)重理論知識(shí)部分的講解。

例如，在進(jìn)行“關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言”（Structural Query Language）部分的教學(xué)時(shí)，該部分以關(guān)系代數(shù)及關(guān)系數(shù)據(jù)模型作為理論基礎(chǔ)，旨在通過該部分的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理軟件中使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言進(jìn)行關(guān)系模型定義、關(guān)系模型數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)庫安全性及完整性定義等知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際操作方法的應(yīng)用。單純通過側(cè)重理論的方式進(jìn)行課程知識(shí)的講解，在講解過程中由于缺少實(shí)踐操練，一些重要的理論均無法讓學(xué)生落地到實(shí)踐中驗(yàn)證，教學(xué)效果大打折扣。此外，如“關(guān)系數(shù)據(jù)庫優(yōu)化”部分，以單純側(cè)重課堂理論知識(shí)講解的方式進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，無法真正讓學(xué)生理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫范式理論并落地實(shí)踐環(huán)節(jié)?，F(xiàn)行“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程，考核方式上主要側(cè)重對(duì)相關(guān)概念等理論知識(shí)的考查。以“關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言”部分為例。該部分以關(guān)系代數(shù)作為理論基礎(chǔ)，通過對(duì)關(guān)系代數(shù)部分并集、交集、差集、笛卡爾積、連接、除等相關(guān)關(guān)系運(yùn)算的知識(shí)點(diǎn)作為理論基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)化查詢語言作為實(shí)踐落地工具。由于考核方式僅僅依托教材中的SQL規(guī)范，其與實(shí)際數(shù)據(jù)庫編程語言代碼編寫之間存在一定差異，使得諸如查詢語句的執(zhí)行順序、SQL注入等需要在側(cè)重實(shí)踐過程中進(jìn)行考查的重要內(nèi)容，往往無法從理論落地實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生不能較好地將所學(xué)理論知識(shí)落實(shí)到實(shí)際代碼編寫實(shí)踐中。面對(duì)理論部分的內(nèi)容，學(xué)生能較好地掌握，但在實(shí)際代碼編寫時(shí)，卻出現(xiàn)“望而生畏”的情況。學(xué)生動(dòng)手能力明顯呈現(xiàn)出不足的情況，教學(xué)質(zhì)量大打折扣。

二、課程考核改革實(shí)施方案

當(dāng)前地方高?！皵?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程授課形式上由于重理論而輕實(shí)踐，導(dǎo)致理論部分的知識(shí)點(diǎn)無法較好通過實(shí)踐環(huán)節(jié)落地，實(shí)踐環(huán)節(jié)不足，因此需要將實(shí)踐環(huán)節(jié)貫穿于課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中。此外，考核方式上，由于考核內(nèi)容更側(cè)重于理論知識(shí)的檢驗(yàn)，使得理論知識(shí)不能較好地為學(xué)生提高實(shí)踐動(dòng)手能力提供支撐，這導(dǎo)致學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力不足。因此，需要將考核方式進(jìn)行多樣化設(shè)置，即通過加強(qiáng)實(shí)踐性的作業(yè)等方式對(duì)理論知識(shí)及實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行多維度考查，如文獻(xiàn)知識(shí)中基本術(shù)語的考查、SQL代碼編寫能力考查、軟考認(rèn)證考查等。最后，由于當(dāng)前“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程依舊單純以任課教師為主體，并未有效銜接當(dāng)前高質(zhì)量的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，使得課上課下學(xué)習(xí)無法有效銜接，因此，需要引入MOOC、Leetcode等高質(zhì)量在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，以豐富線上線下學(xué)習(xí)的知識(shí)庫。根據(jù)上述分析，針對(duì)當(dāng)前地方高校“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程中教學(xué)模式以及考核方式上的不足提出如下改革實(shí)施方案：

（一）將文獻(xiàn)教學(xué)法引入課堂

在教學(xué)活動(dòng)開展過程中將關(guān)系模型相關(guān)文獻(xiàn)引入“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程教學(xué)中。如關(guān)系數(shù)據(jù)模型基本概念、概念模型基本概念及相關(guān)術(shù)語、關(guān)系模型規(guī)范化理論的相關(guān)內(nèi)容引入到課堂理論教學(xué)環(huán)節(jié)中；關(guān)系模型中關(guān)系模式、關(guān)系、1NF、2NF、3NF[3]、概念模型（E-R Diagram）[4]等，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，在備課環(huán)節(jié)中歸納并演繹相關(guān)概念，以豐富的實(shí)例來對(duì)概念進(jìn)行解釋和說明，使學(xué)生理解并掌握概念的內(nèi)涵以及外延。

（二）在實(shí)踐落地環(huán)節(jié)將官方文檔引入到課堂教學(xué)活動(dòng)中

課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中引入關(guān)系數(shù)據(jù)庫相關(guān)官方文檔（如微軟官方文檔SQL Server聯(lián)機(jī)叢書）[5]并配合代碼現(xiàn)場演示，指導(dǎo)學(xué)生有效開展理論落地實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。以“關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言”部分為例。該部分內(nèi)容在實(shí)踐落地環(huán)節(jié)，單純通過教材部分的內(nèi)容無法較好地將理論知識(shí)落地于代碼實(shí)踐，可借助關(guān)系數(shù)據(jù)庫相關(guān)官方文檔中的內(nèi)容，如CROSS JOIN操作對(duì)應(yīng)關(guān)系代數(shù)中的笛卡爾積，INNER JOIN操作對(duì)應(yīng)關(guān)系代數(shù)中的自然連接，LEFT/RIGHT [OUTER] JOIN對(duì)應(yīng)關(guān)系代數(shù)中的左/右外連接。又如“查詢語句”部分，通過引入官方文檔中關(guān)于SELECT語句執(zhí)行順序部分的內(nèi)容，并結(jié)合大綱及學(xué)生實(shí)際，將T-SQL查詢語句的執(zhí)行過程通過理論講授、課后作業(yè)、習(xí)題研討、實(shí)驗(yàn)講授等環(huán)節(jié)，使得學(xué)生知曉T-SQL查詢語句的執(zhí)行過程以及查詢語句執(zhí)行過程中各子句執(zhí)行階段產(chǎn)生的虛表等關(guān)鍵知識(shí)，使得學(xué)生能夠較好掌握T-SQL查詢語句的核心知識(shí)點(diǎn)。此外，該部分設(shè)計(jì)表連接查詢部分的知識(shí)點(diǎn)，官方文檔中較好對(duì)實(shí)際代碼落地過程中SQL查詢語句執(zhí)行原理進(jìn)行了詳細(xì)說明。通過將關(guān)系數(shù)據(jù)庫相關(guān)官方文檔引入課堂理論教學(xué)、課后作業(yè)、習(xí)題研討、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力有了較大改觀，大部分同學(xué)甚至能在文檔的指導(dǎo)下自發(fā)開展課后學(xué)習(xí)，既加深了專業(yè)知識(shí)的深度，也拓寬了專業(yè)知識(shí)的廣度。與此同時(shí)，課堂教學(xué)過程中通過配合官方文檔使用，從課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、期中考試、期末考試等課程內(nèi)容考查環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)通過將官方文檔引入到課堂教學(xué)中的方式能夠使得學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫編程語言獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力得到較大提升[6]。

（三）以計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試（簡稱“軟考”）為抓手，將相關(guān)職業(yè)資格認(rèn)證引入課堂教學(xué)中，培養(yǎng)并提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的動(dòng)手能力

實(shí)際教學(xué)活動(dòng)開展過程中，將軟考?xì)v年真題作為課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)中提問的內(nèi)容，并利用雨課堂、在線學(xué)堂等信息化工具實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)課堂教學(xué)反饋信息獲取，并逐步引導(dǎo)學(xué)生有目標(biāo)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

例如，在進(jìn)行笛卡爾積部分，課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)中通過引入軟考真題“設(shè)有兩個(gè)關(guān)系A(chǔ)與B，關(guān)系A(chǔ)為M1行N1列，關(guān)系B為M2行N2列，請(qǐng)問A與B進(jìn)行笛卡爾積運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果為? ?行? ?列的關(guān)系？”學(xué)生現(xiàn)場答題以及教師講解將促進(jìn)學(xué)生對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)的消化和吸收，提升課堂教學(xué)效果。

（四）考核方式多樣化，以多維度考核學(xué)生所學(xué)知識(shí)

現(xiàn)行“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程考核方式單一，僅從教材中選取一部分習(xí)題作為課后作業(yè)，作業(yè)僅以文檔形式進(jìn)行提交，使得學(xué)生作業(yè)完成質(zhì)量不夠理想，且無法辨別作業(yè)真?zhèn)巍Ｔ诳己谁h(huán)節(jié)中在保留文檔作業(yè)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生以自我講解錄屏的方式對(duì)本次作業(yè)進(jìn)行介紹。如“數(shù)據(jù)庫變成”部分的作業(yè)考查，結(jié)合當(dāng)前流行的企業(yè)招聘人員常用題目、同等難度的題庫（如Leetcode，?？途W(wǎng)等）進(jìn)行作業(yè)內(nèi)容設(shè)置，如將事務(wù)內(nèi)容的考查改寫為考核校內(nèi)送餐員的數(shù)據(jù)分析題，學(xué)生須通過查閱專業(yè)文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及錄屏講解的方式完成課后作業(yè)。如將大作業(yè)設(shè)定為一個(gè)存在Bug的簡單數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（核心功能課前由任課教師事先實(shí)現(xiàn)），在使用游標(biāo)對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除操作時(shí)，由于不同的數(shù)據(jù)庫管理軟件生產(chǎn)廠商對(duì)于結(jié)果集的處理方式不同，如在MySQL環(huán)境下與在SQL Server 2014環(huán)境中廠商對(duì)于已刪除元組通過直接跳過“visible hole”的方式進(jìn)行處理，而Microsoft SQL Server 2014中則需要在代碼實(shí)踐時(shí)對(duì)結(jié)果集中是否存在“visible hole”進(jìn)行判定，如果存在則跳過該部分。通過對(duì)學(xué)期末課程目標(biāo)達(dá)成度問卷調(diào)查進(jìn)行分析，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自我分析并解決問題的能力以及編程實(shí)踐能力得到明顯提高[7]。

（五）結(jié)合學(xué)生掌握知識(shí)的實(shí)際情況，編寫線下學(xué)習(xí)材料，拓寬課程的深度及廣度，鍛煉學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力

考慮到教材偏理論的特點(diǎn)，加之“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程中術(shù)語多、難理解等特點(diǎn)，編寫供教學(xué)及學(xué)生課下學(xué)習(xí)資料，彌補(bǔ)教材中的不足。如，對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL查詢語句執(zhí)行順序及執(zhí)行過程部分，通過結(jié)合教學(xué)大綱及人才培養(yǎng)方案，參考教材中典型例題，編寫對(duì)應(yīng)的查詢語句執(zhí)行順序說明，包括執(zhí)行過程中各查詢語句在執(zhí)行過程中產(chǎn)生的中間結(jié)果。又如，考慮到教材中關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論中的三值邏輯部分的內(nèi)容篇幅較少，且并側(cè)重理論，編寫學(xué)習(xí)材料補(bǔ)充授課以及學(xué)生課下學(xué)習(xí)資源。教學(xué)開展過程中，結(jié)合文獻(xiàn)教學(xué)法對(duì)NULL三值邏輯進(jìn)行說明，并在實(shí)踐環(huán)節(jié)中給出具體演示以及實(shí)例說明。此外，引入在線網(wǎng)絡(luò)資源，如中國大學(xué)慕課等優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使得線上線下課程學(xué)習(xí)得到有效銜接，學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著提升。

結(jié)束語

通過近3個(gè)學(xué)年實(shí)施上述教學(xué)內(nèi)容以及考核方式改革方案，結(jié)合實(shí)際學(xué)生課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成質(zhì)量，以及期中考試、期末考試、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師考試（簡稱“軟考中級(jí)”）等相關(guān)成績，與改革方案實(shí)施前進(jìn)行比較，學(xué)生對(duì)“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程的滿意度、學(xué)習(xí)積極性、作業(yè)完成情況、期中及期末考試成績、軟考中級(jí)通過率有了明顯的提高。通過上述課程考核改革實(shí)施方案，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有了明顯的改觀，學(xué)習(xí)主動(dòng)性、文獻(xiàn)閱讀能力、獨(dú)立分析以及獨(dú)立解決問題的能力有了明顯提升。

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作者簡介：石昀（1986— ），男，漢族，湖北黃梅人，凱里學(xué)院，講師，碩士。

研究方向：人工智能，智能信息處理。

鄧世權(quán)（1981— ），男，土家族，貴州江口人，凱里學(xué)院，副教授，碩士。

研究方向：機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語言處理。

基金項(xiàng)目：貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“校企合作下的地方院校Python程序設(shè)計(jì)課程線上線下教學(xué)模式研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2020218）。