軟件學院數據庫原理課程實踐環節改革的思考與實踐

摘要：本文結合課程教學改革工作，提出了切實可行的實踐環節改革措施，主要包括作業和實踐環節改革、增設新的數據庫系統實踐課、建設網絡教學系統、建設實驗上機環境等等，并在近幾屆學生中連續實施了多年，取得了較好的效果。

關鍵詞：數據庫原理；教學改革；實踐環節

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 22-0139-03

1概述

數據庫原理是軟件工程專業的一門重要專業主干課，但目前軟件工程課程的教學和實踐，基本都沒和數據庫的設計、開發、維護結合起來，包括軟件質量管理也是單純從代碼的角度考慮問題的，這樣難以讓學生真正綜合地了解、掌握并實踐一個軟件系統開發、維護、擴充的全過程。國外著名大學已經開始注意這個問題，如麻省理工學院已將軟件工程、數據庫設計及Web程序設計的關鍵內容整合起來作為一門課程，使學生能夠系統地掌握Web環境下信息系統開發的全過程。國內高校很多還沒有注意這一問題，包括CCSE2004里所規定的各門課程的知識點，并沒有注意這些相關課程的銜接。

我們自2005年開始立項進行軟件學院數據庫原理課程實踐環節的改革，希望通過教改完善和調整軟件學院數據庫原理的教學內容，重點是改革作業和實踐環節，通過綜合性的作業和實驗實現與軟件工程專業其它相關課程教學的協調和有機銜接，完善課程體系的建設，為國家培養更多專業基礎知識扎實、實際工程實踐能力強的軟件工程專業人才。本文對我們近兩年的教改工作進行了總結，比較詳細地介紹了軟件學院數據庫原理課程實踐環節改革的教改思考、教改措施、教改實踐和經驗體會。

2改革思路

通過近年與國外高校比較密切的教師、學生的互訪、交流，我們感到國外高校，不論是大學還是理工學院，在教學工作中都特別注重學生實踐能力的培養，使學生掌握自我學習的技能。他們強調的是培養學生在遇到陌生問題時，通過查閱文獻、與他人交流，最終找出解決方案的能力，而不是由教師灌輸過多現成的知識；鼓勵學生盡早接觸社會，培養學生適應環境、與人交流、與人合作、協調各方面關系的綜合能力，而不是單純進行科技知識的學習。

以愛爾蘭高校為例，除了研究論文、工作總結或研究開發報告、進駐企業的實地實習和畢業設計等學生可以應用所學知識的實踐環節以外，也有和國內高校專業課教學中的日常作業和實驗類似的Assignments。雖然都叫作業和實驗，但他們的Assignments和國內高校通常所說的作業和實驗是有區別的。國內高校一般每門課都要指定一本教材，老師講完一節課后，布置書后針對這部分內容的幾道習題作為作業，因此認真聽講的學生最多用2～3小時就能完成；實驗課也類似，一般一門課(IT類)有6個左右的實驗，每次4小時，實驗內容也基本都是單元性的。Assignments的不同主要體現在：首先，大部分專業課都沒有國內高校那種指定的教材，主要依據是教師的備課筆記和教師所列的閱讀清單，每個Assignment都不是那么簡單地能在教材上直接找到答案，都需要閱讀大量文獻、上機編程驗證自己的解決方案，因此對每個Assignment教師都會給幾周、1個月、甚至3個月的時間；其次，稍大的Assignments都是2～5人為一組共同完成，學生自行確定目標、切割工作量、分配任務；第三，能夠這樣做的前提是學校為學生提供了免費的、不限時的上機條件，以及免費的、不受限的Internet訪問條件。實際上多數Assignments的規模和工作量都和國內高校一般的課程設計差不多了。通過這些Assignments能夠使學生更加透徹地掌握教學內容，多人合作、獨立分析問題、解決問題、自主學習的能力得到極大提高。而國內傳統的作業和實驗形式，明顯分量不夠，不利于學生自主學習能力的培養。

針對這種現狀，為了進一步提高教學質量，培養真正符合社會需求的軟件人才，我們在教學中應該努力做到的是：

●改革和調整現有教學計劃，密切結合社會發展的實際需求，適當精簡課內學時，加強實踐環節的安排和管理，加強實踐條件的建設。

●教師要轉變觀念，努力提高業務能力。按照傳統的教學方法，每門課指定一本教材，一本書穩穩當當地教好幾年不能適應新形勢的要求。要精簡課內學時，加強實踐環節，提高學生自主學習、主動學習的能力，就要求教師對本領域知識有更深刻的理解和感悟，能夠用較少的課時講清本領域最核心的概念和方法，再通過精心設計的實踐環節引導學生在做中學、自己學。所以雖然講的少了，但對教師的要求卻更高了。

●學生要轉變觀念，努力培養自主學習、主動學習的能力。目前國內中小學教育的核心就是圍著高考指揮棒轉，學生從小接受的就是灌輸式應試教育，自主學習、主動學習的能力較弱。到了大學階段應自覺、有意識地鍛煉自主學習的能力，充分利用各種實踐機會，勤于思考，在做中學。真正掌握的知識是自己通過實踐學來的，而不是單純聽老師講得來的。

基于這種指導思想，我們采取了一系列的措施，并利用軟件學院得到的有利政策，大力改善實驗條件，建設專用機房，確保學生具有不限機時的開放上機條件，使各項改革措施具備了最基本的前提保證。

3改革措施

在反思傳統的專業課教學和實踐環節安排的基礎上，借鑒國外先進的教學改革理念，我們主要采取了以下措施，加強數據庫原理課程教學的實踐環節，探索適合我國國情的軟件工程人才培養方式，進一步提高教學質量和教學效果：

1. 教學內容改革：借鑒麻省理工學院的教學思路，整合軟件工程、數據庫原理、數據庫設計、網絡基礎、Web程序設計等課程內容，結合軟件工程導論、大型軟件系統的設計和體系結構等課程的設置或調整，實現相關課程教學內容的有機協調和銜接。當然，整合并不是說將這些教學內容都放到一門課中，中國的國情畢竟與國外不同，我們希望通過共同設計的大作業或實驗，協調各相關課程的教學，使學生能夠將相關教學內容融會貫通，有機會完整地了解并實踐一個大型應用軟件的整個生命期的所有問題，而不是每門課都只了解其中的一個片段。以此為目的，適當調整并精簡各相關課程的課內教學內容。

2. 引導學生開放式自主學習：結合雙語教學，引導學生直接閱讀Asilomar報告、Lowell報告等國際數據庫權威們定期召開的研討會報告原文和其它最新文獻資料，理解大師們的觀點和數據庫技術的發展趨勢，要求學生以小論文的形式總結自己的體會和收獲，鼓勵學生積極思考，培養學生自主學習的能力。

3. 作業和實踐環節改革：借鑒國外高校日常教學中的Assignments，改革作業和實驗，取消傳統的作業和實驗之分，作業就是實驗，實驗也就是作業；不再布置每章后附的習題作為課后作業，而是根據課程知識點，安排六次階段性的綜合作業和一個完整的綜合作業，所有作業都必須上機操作或編程才有可能完成。最后的綜合作業要求學生以數據庫的設計與應用為核心，綜合運用軟件工程、數據庫原理、數據庫設計、網絡基礎、Web程序設計等各方面知識，多人合作，分配角色，共同完成。為學生提供開放上機條件，所有作業均只設提交截止期，不限機時。

4. 增設新的數據庫系統實踐課(32學時)：利用我們在各種數據庫系統開發方面的長期科研積累，安排學生3～4人一組，分配角色，不限機時，遵循軟件工程的要求自行設計并實現一個麻雀雖小、五臟俱全的數據庫管理系統MyDBMS，通過實踐更加透徹地理解數據庫系統的基本原理和內部實現技術。從教學實際情況來看絕大多數學生都能按要求完成任務，學生普遍反映雖然很辛苦，但收獲很大。目前國內能夠為本科生開設這種實踐課的高校很少，我們利用軟件學院的特殊條件和科研方面的長期積累，成功地開設了這門配套的實驗課，通過兩屆學生的實踐，證明是可行的，并且取得了較好的效果。下一步將結合這些實踐環節的改革，編寫出版《數據庫系統實踐教程》，以便更好地推進實踐環節改革。

5. 大力建設網絡教學系統：除課程網站外，網絡教學系統還包括網上作業提交系統和在線作業批改分析系統。不同于目前許多僅是發布信息和提供資料下載的靜態課程網站，本課程的網上作業系統提供了學生之間、師生之間的短消息平臺和BBS平臺，可以實現師生之間全互動的網上交流。目前課程所有教學活動均可在網上進行，取消了紙質作業，大大提高了效率，也便于優質教學資源的積累。

6. 大力建設實驗上機環境：充分利用軟件學院擁有的政策，建設自己的專用機房，為學生提供不限機時的開放用機條件，使各項教改措施能夠得以實施。這樣我們布置的所有作業不必再考慮機時問題，只需向學生明確作業要求和通過網上作業系統提交作業的截止期。

7. 利用已有師資條件，提供SQL Server、DB2等主流數據庫產品的應用開發輔導，使學生在完成課程實際環節的同時，參加并通過DB2或SQL Server的認證考試。

8. 加強國際合作：充分利用軟件學院與愛爾蘭、印度、澳大利亞的多所大學的穩定合作關系，加強課程建設交流，合作高校一些好的實踐環節設計經改進后可直接用于課程的實踐教學。

總之，根據學生已有基礎，改革教學方式，注意節奏，使學生課后有較多發展空間。理論聯系實際，深入淺出，突出重點。最終目的是達到少講、多練、自己學，讓學生在完成綜合性作業的過程中，自我學習、主動學習，掌握課程知識點。

4結束語

本課程教學改革總的指導思想是借鑒國外先進經驗，結合國內實際，精簡課內學時，加強實踐環節，最終目的是達到少講、多練、自己學，讓學生在完成有份量的作業的過程中自主學習，在做中學。近三年的教改實踐，特別是作業和實驗的改革，雖然還存在一些問題，但總體效果還比較不錯。事實證明，盡管國內學生從小學開始就一直接受的是灌輸式的教學，但只要加以合理引導，是完全可以實現本課程預定的改革思路的，軟件學院提供的相應軟硬件條件支持也使這些教改措施得以落實。

實踐表明，像數據庫原理這類專業課的實踐環節改革，對提高學生以下六個方面的能力是很有益處的：

1. 分析、歸納和設計能力。學生應能深刻理解基本概念與方法，歸納現象，權衡因素，設計合理系統；

2. 自主學習與實際動手能力。學生通過大量實踐環節，課余自學和動手開發調試應用系統，可大大增強這方面能力；

3. 系統集成和綜合能力。學生應能懂得數據庫技術與其他技術的相互關系，能綜合運用所學知識，把握整體結構，集成優化。

4. 研究創新能力。數據庫技術發展快，新內容層出不窮，學生通過學習類比，課外閱讀，能夠用批判的眼光看問題，觀察提煉、勇于創新。

5. 團隊合作能力。這是軟件工程專業學生應具備的基本素質，學生應通過綜合性的實驗，共同探討、互相協作。

6. 外語能力。本課程采用雙語教學，而且學生在完成大量實踐環節的過程中，必須閱讀許多原版文獻，快速獲取新知識和新信息。

參考文獻

[1] 徐立臻，唐繼衛. 愛爾蘭高等教育對我國高校教學實踐環節改革的借鑒意義[J]. 中國大學教學，2006，(4).

作者簡介

徐立臻，男，東南大學計算機科學與工程學院教授，中國計算機學會電子政務與辦公自動化專業委員會秘書長，數據庫專業委員會委員，主要研究方向為數據庫技術及其應用，主持建設的數據庫原理課程于2006年被評為江蘇省一類精品課程。

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