淺談數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)踐教學(xué)

摘要：本文分析總結(jié)了我們?cè)诙嗄陮?shí)踐中摸索出的方法，首先在課程理論教學(xué)中就要注重聯(lián)系實(shí)踐，然后通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的理解，最后通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；實(shí)踐教學(xué)；基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；綜合實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 22-0117-03

1引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展、時(shí)代的進(jìn)步和教學(xué)理念的變化，更多的課程越來(lái)越強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。與其他課程相比，數(shù)據(jù)庫(kù)課程則更強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，需要用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)理解基礎(chǔ)知識(shí)和理論、用綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，繼而培養(yǎng)學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的綜合能力和創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)說(shuō)起來(lái)容易，但是真正做好、達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)卻不是一件容易的事情，本文將針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的特點(diǎn)，就數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行一些探討，并提出一些建議。

2實(shí)踐環(huán)境的選擇與課程內(nèi)容的相結(jié)合

實(shí)踐教學(xué)不是一個(gè)孤立的環(huán)節(jié)，需要結(jié)合到課堂教學(xué)和理論教學(xué)中，在課堂教學(xué)過(guò)程中就要強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合。為了全面理解數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的原理、理解數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、理解數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)概念、掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的安全管理、并發(fā)控制、備份和恢復(fù)、掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)技術(shù)等，必須選擇一個(gè)主流的大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)作為理論教學(xué)的背景和實(shí)踐教學(xué)的平臺(tái)，我們選擇了Microsoft SQL Server。為了跟蹤新的技術(shù)也需要不斷更新版本，目前使用最新的SQL Server 2005，SQL Server 2005有免費(fèi)的Express版本可以下載，無(wú)論是教師備課還是學(xué)生課外完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，都很容易建立起實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

在課程內(nèi)容安排方面，可以和實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)密切結(jié)合，在課堂教學(xué)過(guò)程中注重理論和實(shí)踐相互滲透，可以用理論為實(shí)踐奠定基礎(chǔ)，也可以從實(shí)踐引出理論，使得理論知識(shí)更容易被理解，也更容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。例如可以在教學(xué)過(guò)程中采用以下幾種方法來(lái)充分體現(xiàn)理論和實(shí)踐的緊密結(jié)合。

(1) 代碼調(diào)試

在講授SQL語(yǔ)句時(shí)，如果只是在幻燈片上先顯示出某條SQL命令，然后再列出執(zhí)行結(jié)果，學(xué)生會(huì)將信將疑，并且學(xué)生沒(méi)有思考的過(guò)程，肯定達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。如果教師能直接在SQL Server的查詢(xún)編輯器中輸入SQL命令，然后檢查語(yǔ)法并執(zhí)行語(yǔ)句，最后產(chǎn)生結(jié)果，那么學(xué)生就可以在教師的輸入過(guò)程中主動(dòng)思考，而且還可以看到真實(shí)的執(zhí)行結(jié)果。另外教師在輸入SQL命令時(shí)，還可以故意寫(xiě)錯(cuò)一些地方，讓學(xué)生觀(guān)察檢查語(yǔ)法或執(zhí)行命令后的錯(cuò)誤提示，能夠根據(jù)提示找出錯(cuò)誤并修改，不僅可以訓(xùn)練學(xué)生的調(diào)試能力，還可以加深對(duì)基本概念和理論的理解。

(2) 理論——軟件演示證明

在講授“數(shù)據(jù)完整性約束的作用”時(shí)，可以分別分析各種操作對(duì)數(shù)據(jù)的影響，得出數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是否需要檢查數(shù)據(jù)完整性約束和檢查哪些數(shù)據(jù)完整性約束等，然后在SQL Server中實(shí)際操作一下，讓學(xué)生直觀(guān)感覺(jué)到違背各種完整性約束時(shí)系統(tǒng)為何拒絕相應(yīng)的操作，真正理解數(shù)據(jù)完整性約束的作用。通過(guò)這種方式，大多數(shù)學(xué)生都會(huì)覺(jué)得理論知識(shí)變得容易理解，并且深刻感受到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)，從而提高對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性。

(3) 軟件演示——理論——應(yīng)用

在講授“數(shù)據(jù)庫(kù)安全管理認(rèn)證”時(shí)，可以先從實(shí)踐開(kāi)始，然后再上升到概念和理論。因此可以先給學(xué)生演示一組相關(guān)的操作，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最后再得到答案。例如先建立登錄賬戶(hù)，然后試圖訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生們就會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題“為什么登錄系統(tǒng)的用戶(hù)卻不能訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)”，接著建立數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)，學(xué)生們又會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題“為什么數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)不能訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表”，接著建立角色和進(jìn)行授權(quán)等，結(jié)果學(xué)生就可以根據(jù)這個(gè)演示過(guò)程自己總結(jié)出數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的安全管理策略，最后由教師全面講解相關(guān)的理論知識(shí)，以使學(xué)習(xí)達(dá)到一定的理論高度。這種方式讓學(xué)生通過(guò)觀(guān)看演示先對(duì)新知識(shí)建立起一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，引起他們的學(xué)習(xí)興趣，然后再主動(dòng)積極投入到理論知識(shí)的學(xué)習(xí)中。

(4) 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

教學(xué)中采用SQL Server，同時(shí)也將ORACLE、DB2、Sybase等主流系統(tǒng)介紹給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生自主地了解和學(xué)習(xí)課程之外的內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的學(xué)習(xí)打好扎實(shí)的基礎(chǔ)，并可以很快地掌握其他數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的使用、管理和開(kāi)發(fā)方法等。

3以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)鞏固理論知識(shí)

教學(xué)過(guò)程中理論和技術(shù)需相互滲透，課堂教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需同步進(jìn)行。學(xué)生只有通過(guò)上機(jī)操作才能真正理解所學(xué)，消化課堂上的理論知識(shí)，這一點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程也尤為重要。

為提高上機(jī)的質(zhì)量，教師應(yīng)首先做好理論課與實(shí)驗(yàn)課的銜接關(guān)系，這一點(diǎn)要求理論課與實(shí)驗(yàn)課同步進(jìn)行，既不能提前，也不能滯后，否則效果就不太理想。受學(xué)時(shí)數(shù)的限制，為學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)所提供的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目都需要周密考慮、精心設(shè)計(jì)。力求在有限的課時(shí)中獲取最佳的教學(xué)效果。為此我們編寫(xiě)了專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。其次，要使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)，上機(jī)前先講解實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束要完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生上機(jī)時(shí)，教師應(yīng)隨時(shí)注意學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況并及時(shí)給予指導(dǎo)，這樣效果會(huì)更好。此外，實(shí)驗(yàn)順序安排要合理，以課程教學(xué)順序?yàn)橹鳎龅侥承┨厥馇闆r時(shí)也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

結(jié)合課程內(nèi)容可以安排如下基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：

●建立數(shù)據(jù)庫(kù)，理解和掌握SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；

●建立表、定義數(shù)據(jù)完整性約束，以及SQL數(shù)據(jù)操作、體驗(yàn)各種數(shù)據(jù)完整約束的作用；

●SQL數(shù)據(jù)查詢(xún)，通過(guò)大量SQL查詢(xún)練習(xí)真正掌握SQL的使用；

●視圖的定義和操作，理解虛表和實(shí)表，加深對(duì)三層結(jié)構(gòu)的理解；

●SQL基本編程，包括SQL的宿主使用方式、存儲(chǔ)過(guò)程和觸發(fā)器等；

●數(shù)據(jù)庫(kù)的安全管理，主要是用戶(hù)管理和權(quán)限管理；

●事務(wù)和并發(fā)控制，理解事務(wù)的概念，掌握并發(fā)控制的基本方法和策略；

●數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)，理解日志的概念，掌握災(zāi)難恢復(fù)的基本方法；

●數(shù)據(jù)庫(kù)建模，通過(guò)建模工具進(jìn)行概念數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

即便是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也存在好學(xué)生“吃不飽”，中等生“提不高”，后進(jìn)生“吃不了”等實(shí)質(zhì)性問(wèn)題，所以在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)充分考慮到學(xué)生個(gè)體的差異，采取套餐式的方法，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中可以提供A、B兩種套餐供學(xué)生選擇。A餐是為絕大多數(shù)學(xué)生安排的，主要以掌握書(shū)本知識(shí)為主，通過(guò)與教學(xué)同步的實(shí)驗(yàn)達(dá)到深入理解課堂教學(xué)內(nèi)容和學(xué)以致用的目的。B餐是針對(duì)有余力的學(xué)生設(shè)計(jì)的，在掌握書(shū)本知識(shí)的同時(shí)，提出一些相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生自學(xué)和實(shí)驗(yàn)，并及時(shí)給與指導(dǎo)。

在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的題目時(shí)要充分考慮系統(tǒng)性，即通過(guò)合理編排每個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，使得每個(gè)實(shí)驗(yàn)都可以單獨(dú)完成，但最后又能匯成一個(gè)系統(tǒng)，這樣一個(gè)學(xué)期下來(lái)，學(xué)生就相當(dāng)于完成了一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，他們既能建立起完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的概念也會(huì)有成就感。

4以綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生能力

數(shù)據(jù)庫(kù)綜合性實(shí)驗(yàn)以課程設(shè)計(jì)的方式體現(xiàn)，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)課程之后設(shè)置一門(mén)獨(dú)立的實(shí)踐課程，通過(guò)集中實(shí)踐和訓(xùn)練可以完成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、又有一定規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用項(xiàng)目。

課程設(shè)計(jì)從項(xiàng)目出發(fā)，一方面注重對(duì)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，另一方面還要注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中教師要指導(dǎo)學(xué)生查資料，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑、自學(xué)和調(diào)查研究解決問(wèn)題的能力。針對(duì)在校學(xué)生接觸實(shí)際比較少，沒(méi)有實(shí)際開(kāi)發(fā)軟件和工作經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，應(yīng)精選有代表性的案例，從問(wèn)題的提出，方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，到最終問(wèn)題的解決，給學(xué)生全面了解解決問(wèn)題的全過(guò)程。然后，由學(xué)生當(dāng)主角，自己解決問(wèn)題，鍛煉綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。具體過(guò)程如下：

(1) 將學(xué)生分成若干個(gè)小組。每組人員為4~5名，每組設(shè)組長(zhǎng)，全面負(fù)責(zé)小組的學(xué)習(xí)討論和任務(wù)安排。

(2) 選題。選題是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的前提和關(guān)鍵。題目的選擇要符合教學(xué)要求，使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；另外，題目應(yīng)該和實(shí)踐緊密聯(lián)系。要貼近學(xué)生學(xué)習(xí)和生活實(shí)際，先選擇容易開(kāi)發(fā)的實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生以后從事相關(guān)工作有幫助。脫離實(shí)踐的題目往往激發(fā)不出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐可以選擇如下題目：客房管理系統(tǒng)、學(xué)籍管理系統(tǒng)、學(xué)校工資管理系統(tǒng)、科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)、高校設(shè)備管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、圖書(shū)資料管理系統(tǒng)、教學(xué)成績(jī)管理系統(tǒng)、小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)、出版社管理系統(tǒng)、職工人事管理系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)等。另外，指導(dǎo)老師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)親身實(shí)踐和興趣自擬課程設(shè)計(jì)題目，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

(3) 方案設(shè)計(jì)和方案實(shí)施。學(xué)生在確定題目后，需要按照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)的要求依次完成相應(yīng)的需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)、邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、使用編程工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)等。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，小組成員在組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下，可以分頭完成各自負(fù)責(zé)的任務(wù)，小組成員要分工負(fù)責(zé)和團(tuán)結(jié)協(xié)作。教師在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以設(shè)置幾個(gè)檢查點(diǎn)，制定階段性任務(wù)；教師還可以觀(guān)察挖掘一些表現(xiàn)突出的學(xué)生，邀請(qǐng)他們參與到自己主持的科研項(xiàng)目中，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生參與科研的能力和創(chuàng)新意識(shí)。

(4) 課程設(shè)計(jì)的考核與評(píng)定。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，不僅要提交軟件系統(tǒng)，還要提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，闡述其設(shè)計(jì)思路、運(yùn)用的知識(shí)及自己的體會(huì)。課程設(shè)計(jì)的成績(jī)由以下幾部分組成：考勤占l0分，平時(shí)抽查和提問(wèn)題情況占l0分，課程設(shè)計(jì)報(bào)告占40分，應(yīng)用程序占20分，演示與答辯占20分。課程設(shè)計(jì)報(bào)告主要看各個(gè)部分的完備性，分析的透徹性和獨(dú)到的見(jiàn)解。在評(píng)分方式上采取自評(píng)和互評(píng)的方式，首先由各小組依據(jù)教師給出的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給本小組打分，然后由每組各選一名代表給大家介紹系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的情況并演示系統(tǒng)，同時(shí)回答學(xué)生和教師提出的問(wèn)題。所有小組代表陳述完后，由各組分組討論，對(duì)其他組開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和評(píng)分。最后由教師根據(jù)其自評(píng)、互評(píng)分?jǐn)?shù)結(jié)合實(shí)際情況(包括軟件開(kāi)發(fā)水平、演示能力、回答問(wèn)題能力、軟件開(kāi)發(fā)文檔等)適當(dāng)總結(jié)并給出最終成績(jī)。

5 總結(jié)

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是很有幫助的。各院校在開(kāi)設(shè)這門(mén)課程時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的重要性，結(jié)合實(shí)際組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力，適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用人才的素質(zhì)和能力要求。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：崔巍(1958-)，男，教授，北京信息工程學(xué)院

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