與科研課題相結合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學新模式

摘要：針對目前數(shù)據(jù)庫課程體系的教學現(xiàn)狀，分析了將科研課題引入數(shù)據(jù)庫課程體系的必要性，建立了與科研課題相結合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學新模式。重點討論了該教學新模式實施過程中諸如教學目標的確定、科研課題的選擇、知識點整合和實踐環(huán)節(jié)考核等關鍵問題。

關鍵詞：數(shù)據(jù)庫；課程體系；科研課題；教學模式

0 引言

數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)管理的最新技術，是計算機科學的重要分支。對于一個國家來說，數(shù)據(jù)庫的建設規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已經(jīng)成為衡量這個國家信息化程度的重要標志。數(shù)據(jù)庫課程同其他課程結合緊密，與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結構、編譯技術、離散數(shù)學、程序設計和軟件工程等課程都有密切關系，是集理論性、實用性、操作性、創(chuàng)新性于一體的綜合性課程。數(shù)據(jù)庫課程體系設置的合理與否，直接關系到計算機專業(yè)每個學生的數(shù)據(jù)庫應用水平和計算機實際應用能力。

1 教學現(xiàn)狀

目前我校數(shù)據(jù)庫課程體系的直接相關課程有“數(shù)據(jù)庫原理及應用”，“數(shù)據(jù)庫程序設計”，“數(shù)據(jù)庫大型實驗周”。該數(shù)據(jù)庫課程體系分為“理論”和“實踐”兩條主線，其中“數(shù)據(jù)庫原理及應用”，重理論，通過該門課的教學，使學生全面地了解和掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念原理及應用技術，系統(tǒng)科學地受到分析問題和解決問題的訓練，為運用理論知識解決實際問題做鋪墊；“數(shù)據(jù)庫程序設計”，重實踐，要求學生在已掌握計算機基本操作技能及數(shù)據(jù)庫原理的基礎上，進一步掌握數(shù)據(jù)庫語言及數(shù)據(jù)庫程序設計的基本理論和技術方法，初步具備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)能力，為應用計算機解決實際問題打下良好的基礎。“數(shù)據(jù)庫大型實驗周”，重應用，要求學生按照關系型數(shù)據(jù)庫的基本原理，綜合運用所學的知識，通過對—個實際問題的分析，設計開發(fā)+小型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，將原理與應用相結合，使學生學會如何運用書本上學到的知識去解決實際問題，培養(yǎng)學生的實際動手能力，使學生能深入理解和靈活掌握教學內(nèi)容。

盡管從數(shù)據(jù)庫課程體系來看，教學過程包括了數(shù)據(jù)庫的理論教學，也包括了將理論與實踐相結合的應用教學，但得到的教學效果并不令人滿意。究其原因，整個數(shù)據(jù)庫課程體系的教學模式仍存在不足，主要體現(xiàn)在以下幾點：

(1)“數(shù)據(jù)庫原理及應用”課程教學內(nèi)容側重于數(shù)據(jù)庫基本概念與原理，“數(shù)據(jù)庫程序設計”課程教學重點在于某種流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用，學生在學完這兩門課程之后不能將所學知識與實踐融會貫通，缺乏完整的知識結構，造成在后續(xù)的“數(shù)據(jù)庫大型實驗周”中，乃至最后的畢業(yè)設計中，還是不會解決實際問題，不懂得如何開發(fā)一個實用的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫的設計到最后軟件成型，質(zhì)量都難以保證。

(2)“數(shù)據(jù)庫原理及應用”和“數(shù)據(jù)庫程序設計”兩門課的實驗內(nèi)容都是針對某個具體的知識點設置，學生往往對于局部知識點有所掌握，但是不知道如何將這些知識點應用于實際的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

(3)部分任課教師缺乏實際的科研工作經(jīng)歷，在教學過程中難以按照軟件工程的思想將一個完整的數(shù)據(jù)庫應用實例融匯其中，在實踐教學環(huán)節(jié)，學生難以建立工程化的概念，不知道如何按照軟件工程的思想開發(fā)成功的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

(4)整個數(shù)據(jù)庫課程體系的教學過程的考核機制存在弊端。對于理論教學的課程，學校以期末理論考試成績作為對學生最終評分的主要依據(jù)；對于以實踐為主的“數(shù)據(jù)庫大型實驗周”，盡管以實踐考核為主，但是往往教師只注重最后的軟件成果，而對開發(fā)過程和軟件的實用性不能嚴格把關。這就造成學生為考試過關而學，并不注重提高自身能力，教師僅為完成教學任務而教，并不注重培養(yǎng)學生的能力，背離了數(shù)據(jù)庫課程體系原始的教學目標。

鑒于教學模式的現(xiàn)狀，對于所存在的弊端，我們提出“與科研課題相結合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學新模式”，目的在于通過該課程體系的教學，培養(yǎng)適應社會需求的數(shù)據(jù)庫應用人才，使學生既理解原理，具有扎實的編程功底，又善于靈活運用，將原理應用到實踐中，將理論和實踐很好地融合在一起。

2 將科研課題引入數(shù)據(jù)庫課程體系的必要性

教學和科研結合是大學人才培養(yǎng)的需要，教學是高?？蒲械那疤岷突A條件，利用科學研究形成的創(chuàng)新知識和創(chuàng)新成果可以再反哺和提升教學水平。

我們提出將科研課題引入數(shù)據(jù)庫課程體系教學新模式還基于以下原因：

(1)數(shù)據(jù)庫課程體系與社會需求結合緊密，幾乎各行各業(yè)都需要與建設與該行業(yè)相關的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將科研課題引入數(shù)據(jù)庫課程體系的教學過程，可以使學生的教學內(nèi)容與社會需求接軌，把教師實際系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗介紹給學生，有助于學生提高學習的主動性；

(2)采用結合教師的科研項目的數(shù)據(jù)庫案例教學，以科研課題為主線，將各個離散知識點融會貫通，學生會感到學以致用，所學內(nèi)容不脫離實際，能豐富教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)；

(3)數(shù)據(jù)庫技術理論發(fā)展成熟，軟件產(chǎn)品日新月異，將科研課題引入教學過程，可以使學生了解當前數(shù)據(jù)庫的發(fā)展及其趨勢；

(4)教學目標、計劃和教學方案應圍繞社會需求開展和實施，科研課題體現(xiàn)了最新社會的需求，將科研課題引入教學過程，可以擴充教學內(nèi)容，促進教學方法與人才培養(yǎng)目標的統(tǒng)一，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

3 與科研課題相結合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學新模式的組織和管理

(1)數(shù)據(jù)庫課程體系教學目標的確定

計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)庫課程，應面向社會需求，以培養(yǎng)基礎扎實、實踐動手能力強的高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標，使學生在熟練掌握基本數(shù)據(jù)庫基本概念、理論和方法的基礎上，建立工程化的軟件開發(fā)思想，能夠使用某種開發(fā)工具進行數(shù)據(jù)庫應用程序的設計與開發(fā)，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和團隊合作精神。

(2)將科研課題引入教學，精心選擇合適案例

對于數(shù)據(jù)庫的初學者來說，需要首先了解數(shù)據(jù)庫是什么、能下什么、如何使用等基本問題。在第一次上課時，可將一個合適的、實際的科研課題介紹給學生，使學生對數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生感性認識。在數(shù)據(jù)庫課程的后續(xù)教學過程中，教師將以該科研課題為實例進行教學。但是數(shù)據(jù)庫相關的科研項目，涉及領域眾多，難度各不相同，科研課題的選擇將直接影響課程的教學效果，如何選擇一個合適的科研項目引入教學過程，是該教學模式的關鍵所在，將關系到整個教學過程的成敗。

選擇科研課題進入教學過程時，應注意以下幾點：

①科研課題大小和難度要適中，涉及的領域要和學生密切相關。教師首次將科研課題引入時，要通過該課題激發(fā)學生學習數(shù)據(jù)庫課程的學習興趣，樹立學習信心。如果課題太大，太復雜，領域陌生，超出了學生的分析能力，會直接打擊學生學生的積極性，

②科研課題要有針對性。教師所選的利-研課題，要能涵蓋課程的絕大部分知識點，并且與現(xiàn)實相吻合，并要考慮學生的接受能力。

③科研課題要有系統(tǒng)性。實際的科研項目往往比教學過程中的實例要復雜，在教學過程中有可能要將一個大的科研項目進行拆分，教師要保證拆分后的科研課題的邏輯相對完整，使學生能夠理解該課題與課程內(nèi)容的相關性；教師通過對該課題的講解，要讓學生在課后能編程實現(xiàn)，并且隨著課程的深入，對課題的研究能逐漸深入；在課程結束后，學生能夠完成一個功能相對完整數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，增強學習的成就感。

(3)以教學目標為導向，以科研課題為主線，整合教學內(nèi)容

目前的數(shù)據(jù)庫課程體系，理論教學部分主要有兩門課程，“數(shù)據(jù)庫原理及應用”和“數(shù)據(jù)庫程序設計”這兩門課雖然一門課重理論，一門課重實踐，但是都屬于數(shù)據(jù)庫課程體系的兩門必修課。分析兩門課的教學內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)《數(shù)據(jù)庫原理及應用》中的部分理論教學內(nèi)容，缺少必要的實驗環(huán)節(jié)，而《數(shù)據(jù)庫程序設計》中的某些應用部分，需要的理論知識在該門課程中有沒有講授，造成整個數(shù)據(jù)庫課程體系部分教學內(nèi)容理論和實踐相脫節(jié)。因此我們提出“以教學目標為導向，以科研課題為主線”的整改思想，將上述兩門課程進行合并，對教學內(nèi)容重新整合。

在數(shù)據(jù)庫課程的引言階段，以—個實際的科研課題為例，引導學生認識數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生感性認識。在后續(xù)的教學過程中，將“數(shù)據(jù)庫程序設計”課程中的教學內(nèi)容穿插到數(shù)據(jù)庫原理中，并輔助科研案例進行演示教學，使學生既深刻地理解了教材中的理論，同時又知道如何利用它們解決現(xiàn)實問題。

例如：在介紹數(shù)據(jù)庫及其關系模型時，教師可以實際的科研課題所使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為例，介紹數(shù)據(jù)庫和表的概念，使學生知道數(shù)據(jù)是如何存儲在計算機中；而在講解SQL語言時，教師以真實科研項目中的查詢作為實例講解，引導學生學習構造實際的查詢；在講授數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論時，教師首先介紹理論知識，然后針對具體的科研課題，由學生充當數(shù)據(jù)庫設計人員，設計數(shù)據(jù)庫，最后教給予及時的講評和糾正。這樣，學生不但在解決實際問題的全過程中鍛煉了能力，而且更增加了學習的興趣。

數(shù)據(jù)庫程序設計中講到數(shù)據(jù)庫開發(fā)的一些應用知識，如函數(shù)、存儲過程、觸發(fā)器和數(shù)據(jù)庫備份恢復和導入導出，教師都要以實際的科研案例的引入，使學生不但掌握其基本概念，并且對這些知識的應用背景有所掌握，增強其工程實踐能力。

(4)加強實踐環(huán)節(jié)的組織和管理，改進實踐環(huán)節(jié)考核的機制

數(shù)據(jù)庫課程體系實踐環(huán)節(jié)主要由“課內(nèi)實驗”和“數(shù)據(jù)庫大型實驗周”兩部分組成。以往，“課內(nèi)實驗”大部分為驗證性實驗，只是將課堂上的理論延伸到實驗室；而在“數(shù)據(jù)庫大型試驗周”，教師所布置的題目，都是一些教師自擬的題目，學生開發(fā)數(shù)據(jù)庫時，由于缺乏實際的項目開發(fā)經(jīng)驗，往往是為開發(fā)而開發(fā)。教師對實踐環(huán)節(jié)進行考核時，只注重實驗結果，大致把握一下學生是否獨立完成實驗任務，而對其數(shù)據(jù)庫設計是否合理，界面設置是否合理，實驗成果是否有實用性缺乏具體的考核指標，以至于學生做完實驗后，也不知道一個好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應該是什么樣的。整個實踐教學環(huán)節(jié)缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，難以達到實踐教學的目標。

將科研課題引入教學過程后，教師將科研課題的部分科研內(nèi)容節(jié)選下來，作為輔助該課程的實驗內(nèi)容。而在“數(shù)據(jù)庫大型試驗周”中，教師可以將實際的科研課題依據(jù)學生的能力進行拆分，以替代自擬題目。在實踐過程中，教師要和學生不斷交流，對于學生設計過程中存在的問題，要及時反饋。在整個實踐過程結束后，教師要向?qū)W生展示成功科研項目，幫助學生尋找設計中存在的差距。在實踐過程的考核機制中，要避免以往只注重結果，不注重過程的考核辦法，教師要跟蹤學生的整個設計過程，從需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、數(shù)據(jù)庫物理設計、到數(shù)據(jù)庫的實施和維護，每個階段都要和學生交流，及時反饋，并對該階段學生的成果，包括設計文檔和程序質(zhì)量，進行考核，最后給出綜合成績，以促使學生重視整個設計過程，在真正的科研課題中將課本中學到的知識學以致用。

4 結束語

鑒于數(shù)據(jù)庫課程體系的特殊性，提出了與科研課題相結合的數(shù)據(jù)庫課程體系的教學新模式。能否選擇合適的科研案例進入教學，是該教學模式成敗的關鍵所在，這就要求教師要有目的地挖掘與科研環(huán)節(jié)相融合的教學內(nèi)容，充分利用每個教學環(huán)節(jié)，幫助學生在實踐過程中體驗理論對實踐的指導作用。實踐表明，該教學模式對于為大學生參與科研提供了機會和條件，成為培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的平臺。