本科《數據庫系統》教學改革的嘗試和體會

[摘要]本文分析了《數據庫系統》課程教學現狀中存在的問題，探討了解決這些問題的改革方法，從教學目標區分不同的教學內容和要求，采用案例教學方法重新組織教學內容，同時加入任務驅動教學方法和多樣的教學手段，在實踐教學和考核手段上做出探索，從而在課程改革上給出有益的嘗試。

[關鍵詞]數據庫系統 教學改革 教學目標 案例教學 任務驅動教學

數據庫技術是計算機科學的一個重要分支，數據庫系統應用于現代社會的方方面面，是計算機科學在應用技術領域最活躍、應用最廣泛的一種實用性技術。數據庫系統是四年制計算機本科專業的必修專業骨干課程之一，其目標是使學生通過課程及配套的課程設計學習和實踐，掌握數據庫系統的基本原理，方法和應用技術，掌握數據庫結構的設計和數據庫系統的開發方法，培養和提高分析、解決實際問題的能力。課程教學的成效如何，直接關系到學生畢業后是否能適應社會發展需要，具有基本的工作能力的問題。

數據庫系統課程教學面臨的困難和挑戰

1.教材內容廣泛而不乏抽象，全部照搬地講授會造成學生消化不良的現象，為體現不同學校特定的教學目標，達到加深學生對理論的理解，促進實踐能力的提高的效果，有選擇地講授內容是教學首先面臨的問題。

2.現有的教學組織方式從理論到設計，再到新技術的順序方式，學生在學習前半部分的理論時，無法真正領會這些理論什么時候用、應該怎樣用，因此普遍感到抽象、難于理解、理論部分脫離實際，教學效果不佳。

3.傳統的教師主導的講授型教學方法降低了學生學習興趣，割裂了理論和實際的聯系，造成學生理解困難。

4.考核手段仍然停留在知識的考查為主的方式，沒有真正體現學生對理論的理解和實踐能力。

數據庫系統課程教學改革方案與實施辦法

1.正確定位教學目標、有目的的選擇教學內容

不同的學校有不同的學校定位，決定其不同的課程教學目標。實踐證明大體上有三種不同的教學目標：一種是培養學生全面、深刻掌握數據管理的思想、概念、模型、機制和技術，將來具有從事深入研究和系統開發的潛力；第二種是培養學生基本掌握數據庫理論，并具有熟練設計開發數據庫應用系統能力；第三種是培養學生理解數據庫理論的基本思想，掌握設計開發數據庫應用系統的能力。

第一類目標要求在理論教學上有高層次的教學，在教學內容的把握上，對數據庫存儲結構、優化技術和保護技術均有深入講授，實踐上側重于數據庫管理系統框架的設計和實現，而非數據庫應用系統的設計和實現，和這類教學目標適應的學校應該是國內的重點大學。第二類教學目標要求必須講授基本的數據庫理論，但可不要求學生掌握可選的理論，如存儲結構和優化技術等，實踐上側重于數據庫應用系統的設計與實現。和這一類教學目標相適應的學校是一般的本科院校。第三類教學目標是要求學生理解數據庫系統的理論，其理論學習的要求比起第二類還弱，在內容選擇上，可比第二類稍少，如數據庫保護和新技術等可以不選，在教學要求的力度上有明顯的區別，和第三類教學目標相對應的是一般高職、專科學校。

2.由淺入深地認識規律和教學內容循環方式組織

傳統的教學組織方式是先理論、后設計和實踐，理論按照知識結構組織。這種方式的組織教學使學生在學習前半部分的理論時，無法真正領會這些理論什么時候用、應該怎樣用，所以普遍感到抽象、難于理解，無法提起學習興趣。因此在選定了教學內容后，必須改革現有的教學組織方式。

人類認識客觀事物往往是一個循環漸進的過程。遵循這一原則，數據庫系統的理論教學不應該是直線行的一步到位的教學，而應該是多循環的過程。為此我們設計了三個層次的理論教學過程，一個是過程教授數據管理、數據模型概念和數據庫系統歷史和概念的過程，配以相應的教學方法，重點講清數據庫系統的概念、數據模型的概念和數據庫系統的思想。第二個過程是教授關系數據模型和語言以及標準的SQL語言，配以相應的教學方法，使學生明白理論的來源和用途。第三個過程是教授關系數據理論和數據庫保護技術，配合相應的教學方法，重點講清數據庫設計可能出現的問題和原因，數據庫系統運行的保護機制。循環組織過程的劃分遵循這樣的原則：同一個過程中的理論屬于聯系較緊密的理論，各個過程分屬人們認識、設計和實現使用數據庫的不同階段。多層次循環過程的理論教授，使學生學習和掌握理論有一個由淺入深的過程，也使學生的學習一直保持較高的興趣。

3.案例教學方法的引入和多樣化的教學手段實施

循環教學組織方式的不同過程雖然分解了學生學習理論的難點，但每個過程如何有效地教學仍然值得考慮。如果處理不當，學生對該過程的理論學習仍然模糊不清。為此我們引入案例教學方法和任務驅動的教學方法。案例為核心的教學，是以學習者容易理解的案例為引導性材料，通過案例中遇到的問題，引出多個新的任務，為完成新的任務，提出新的理論，再引導學生學習新的理論，不斷提升和強化學習興趣和學習心向。對每個任務，可由教師提出，然后學生討論探索解決方法，分析各種方法的優劣，再由教師總結給出新的理論框架，最后轉入新理論的詳細講授。任務驅動教學法是一種以學生主動學習、教師加以引導的教學方法，它打破了傳統教學方法中注重學習的循序漸進和積累的老套路，不再按照教學內容的從易到難的順序，而是以完成一個任務作為驅動來進行教學，完成教學任務。教師的引導、點撥更多的是把知識加以引申，使學生能夠觸類旁通。任務驅動教學法較好地解決了教與學的矛盾，在整個教學過程中，充分體現了學生在學習中的主體地位、教師的引導作用，是主動與被動教學相結合。

這樣的教學方法的關鍵是引入什么樣的案例，分解為什么任務，我們根據上面給出的不同循環過程，設計不同的案例，再分解出多個任務，如第一階段可考慮設計數據庫初期產生時的例子，用于重點講清數據庫思想和概念，第二個階段用實際的數據庫系統的案例，用于重點介紹用戶對數據庫系統可能的操作，分解這些操作為各種基本的任務，再由學生探討實現這些基本任務的原理等。

4.加強實踐教學

在數據庫課程里詳細介紹了數據庫設計的6大基本步驟：(1)需求分析(2)概念結構設計(3)邏輯結構設計(4)物理結構設計(5)數據庫實施(6)數據庫運行與維護。在講解這部分內容時最好結合實例，課本上的例子一般比較散，沒有連貫性。我們仍然采用案例教學的方法，以一個設計案例貫穿整個過程，在案例設計過程中既要分解出設計中關系范式的任務，又要分解出各種結構設計的任務，因此理論和設計相結合來介紹。這樣的效果是較好解決設計相關理論的講授。但由此產生設計的思路線索拉長而分散的不利，我們采用每個步驟后加以總結和下一個步驟前的導入介紹來強化這個過程。

為適應新的技術發展的需要，我們鼓勵學生在課程設計上采用數據庫的新技術，如web數據庫技術來完成設計實現任務，這樣對學生的自主分析問題、解決問題能力的培養、加深對新技術的認識和縮短與社會應用的差距有很好的作用。

5.新型的考核機制

傳統的考核機制是采用一次性閉卷知識性考核，這樣的考核無法衡量學生在學習過程的表現，無法衡量學生實踐動手能力，尤其是這樣的考核驅使學生尤其重視最終的知識背誦，不重視學習過程的主動性，這對教學過程改革的努力不利，因此，我們采用過程分、實踐分和最后知識考核分相結合的方式。對考試進行改革，增加對過程的考核，可以從學生討論的表現，對案例分解出任務的思考等幾個方面來實施，對實際應用問題的綜合分析、實際解決、動手能力和數據庫設計項目完成情況等考核內容。改變了以往一次考試確定成績的做法，注重學習過程的考核。《數據庫設計實踐》課程的考核完全取消閉卷考試，直接采取項目案例教學并以學生自己設計與實現的數據庫項目記錄成績。

針對目前數據庫課程教學存在的問題，本文采用根據特定的教學目標選取不同的教學內容，采用案例教學法對教學內容重新組織，案例教學法是一種綜合性的教學方法，它的目的就是引導學生由案例引出問題和任務，探討解決任務的理論方法，解決孤立學習理論的弊端。該教學法的主要特點是：理論與實踐相結合，在實際運用中總結提高。同時引入任務驅動的教學，從而大大提高了教學效果。

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作者單位：廣西工學院計算機工程系