在數據庫課程設計中培養學生項目開發能力

王艷紅　章小莉　姜湘崗

摘要:數據庫課程是教育部規定的本科計算機專業的核心課程,數據庫課程設計是學生實踐數據庫理論知識、真正掌握數據庫應用系統開發技能所必需的學習環節。本文就數據庫課程設計在教學過程、實施方法、考核方法等方面的改革進行了探討。

關鍵詞:項目開發能力;教學過程;實施方法;考核方法

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

數據庫技術是計算機科學技術中發展最快的領域之一,也是應用最廣泛的技術之一,已成為計算機信息系統與應用系統的核心技術和重要基礎。當前,計算機的計算模式已由單用戶發展到主從式或主機/終端式結構、C/S結構、B/S結構,進而發展到了Web服務與網絡計算時代,而數據庫及其技術一直是它們的后臺與基礎。

當前國內軟件產業發展迅速,為了增強學生的就業競爭能力,必須全面培養學生的軟件項目開發能力,以適應時代的發展。學生在大學四年學習中,不僅應該掌握一定的理論與技術知識,而且應該樹立管理理念,建立項目工程思維觀念。

數據庫課程設計是學生實踐數據庫理論知識,真正掌握數據庫應用系統開發技能所必須的學習環節,目的在于培養學生面對大量而復雜的數據管理要求時,具備分析問題和解決問題的能力。我們于2004年完成對數據庫課程設計的教學方法改革,不僅在教學手段(包括課程設計的實施過程、考核方法等)上進行了體系化和規范化,而且與“軟件工程”課程結合,對兩門課程的實踐教學環節進行了整合。

通過兩課整合的課程設計,不僅使學生在理解數據庫理論的基礎上,實際動手開發一個實際的應用系統,而且培養學生應有的團隊協作、自主管理、主動學習、創新思維、綜合運用、動手實踐等能力,使課程設計真正成為學生驗證理論的“實驗場”,成為開發學生潛力、培養實戰能力的“戰場”,成為體驗項目開發過程的“運動場”。

2數據庫課程設計的教學方案

2.1基本內容

學生運用已學數據庫理論思想和數據庫設計理念,具體設計一個實用小型數據庫應用系統。開發設計過程按以下順序進行——自選課題研究方向,調查用戶需求,總結歸納數據流程,分析性能,書寫需求分析及總體設計報告(包括數據流圖、數據字典、數據庫概念模型、邏輯模型、系統功能模塊),完成應用系統的開發,匯報設計成果(包括撰寫設計報告、系統驗收、結果匯報),在這一系列工作中樹立學生項目開發管理思想,培養學生的綜合素質。

2.2進度安排

為使學生充分感受數據庫系統開發的全過程,安排課程設計進度如下。

2.2.1前期準備階段

該階段主要任務是理解數據庫、數據模型和數據庫系統的基本概念;掌握數據庫的概念模型、數據模型及數據

庫系統的設計方法;進而確立自選課程設計題目,并依據軟件工程中項目需求調研方法進行系統需求調研,繪制系統數據流程,提出系統要解決的問題。該階段成果主要包括3份報告。

(1) 系統需求分析報告:包括采用的工程開發模型,數據流圖和數據字典,系統功能。

(2) 數據庫信息要求報告:對數據庫中要存儲的信息及語義進行詳細描述,對數據約束和數據之間的關聯進行詳細描述。

(3) 數據庫的操作和應用要求報告:詳細描述數據庫的數據操作要求、處理方法和處理流程,畫出系統功能劃分的模塊圖。

2.2.2基本操作階段

主要任務是掌握數據庫系統的基本操作,包括SQL語言的應用以及利用DBMS的工具進行數據庫定義、維護、查詢及掌握數據庫安全性、數據完整性和并發控制技術等基本操作,初步設計系統測試數據,并能夠正確解決實際遇到的問題。該階段的成果包括一套系統數據表、關系以及基本數據。

2.2.3技術提高階段

該階段要求學生不僅掌握書本上的內容,而且還需要自學一些數據庫系統開發新技術和相關知識。主要任務是掌握數據庫備份和恢復技術以及有關的數據轉換、復制、傳送和數據庫系統編程技術。該階段成果為新技術交流討論資料。

2.2.4設計完成驗收階段

該階段教師通過3種方式對學生設計的應用系統進行全面驗收:系統運行測評、分小組成果匯報和上交課程設計報告。

2.3全程指導原則

在課程設計進行過程中教師僅從宏觀上把握一系列原則,讓學生自己有更大的可選范圍,實踐時間長,緊密結合應用,實現了在課程設計中全面培養項目開發能力的目標,體現了新課程教學理念。在方案實施中嚴格要求學生從理論出發,與實際項目結合,從而提高他們項目開發的綜合能力。

2.4評分原則

2.4.1根據數據庫系統總體結構對系統從三方面進行評測

數據庫原理、數據庫應用和數據庫設計三部分有機地聯系起來形成數據庫系統的總體結構,因此對課題設計的評測也從這三方面著手,達到對數據庫系統的主要內容和框架的評測。

(1) 數據庫原理部分:主要評測學生在數據庫的數據結構設計、數據庫系統總體設計以及數據庫安全保護方面完成的工作。

(2) 數據庫設計部分:主要評測學生如何將現實系統的數據通過某種數據模型組織起來,并利用DBMS系統提供的功能,完成結構及其約束的建立。

(3) 數據庫應用部分:主要評測現實系統業務邏輯的實現,即通過某種應用模式(C/S模式、B/S模式)和某些(個)程序設計語言、開發技術和工具,在數據庫設計以及DBMS平臺支持的基礎上,實現現實系統的業務功能,為用戶提供友好和人性化的業務操作界面。

該環節的目的是使學生對于理論課中涉及的內容和自學內容進行綜合實踐以達到對它們之間關系的清晰理解,實現理論與實際的緊密結合。

2.4.2嚴格把關和考核,確保每一名學生在課程設計中得到實實在在的鍛煉

由于課程是在學生第七學期開設,并且貫穿整個學期,很多學生面臨考研或其他一些畢業前的事務,為了防止有些學生對課程設計任務敷衍了事,我們對課程設計的考核方法進行了詳細規劃,實施過程考核,而不是結果考核。具體考核步驟主要分為以下幾個方面。

(1) 開題階段:在第1～3周進行,要求每組寫一份開題報告,包括課題內容、建立的需求分析及總體設計、小組成員任務分配、具體時間分配計劃等,審驗合格后方可進行系統開發。

(2) 中期檢查:在第8～9周開展,根據計劃表檢查學生開發進度,糾正問題,督促學生按計劃開展課程設計。

(3) 系統驗收:在第13周進行,學生演示系統,說明和解釋運行效果。考查的重點:每名學生是否完成了分配的任務以及任務量的多少、完成情況等。通過該階段以后方可進入答辯階段。

(4) 答辯:在第14周進行,每組學生指派一名代表進行陳述,然后進入教師提問環節(可提問小組中任何一名學生,為了鼓勵學生參與提問,凡是提問的學生可以獲得成績加分)。考查的重點:陳述是否清晰、回答問題是否正確。

(5) 課程設計報告:報告的編寫是考查一個學生總結工作,撰寫科技論文的能力。考查的重點:報告是否內容完整、充實,條理是否清楚,格式是否符合科技文章規范。

以上各個方面考查的結果,進行匯總和綜合評判,最后得出評分。

3數據庫課程設計的創新點

3.1整合課程

目前在我國項目管理人員奇缺,大多數項目負責人在技術上能獨當一面,而項目管理方面的知識缺乏,并且普遍存在著“重技術,輕管理”的思想,因此導致項目開發效率低、花費大。我們在課程設計中結合軟件工程課程中學習的項目開發管理思想,對整個課程設計任務進行全面管理與實施,樹立工程概念,培養團隊合作精神。主要從以下幾個方面強調管理理念。

(1) 認真執行需求分析與需求管理。

(2) 合理制訂時間執行計劃,記錄與分析時間分配效果,積累時間分配經驗。

(3) 個人分工明確,團隊合理協作,通過全過程管理理念的貫徹,提高學生的管理能力,培養學生團隊合作進行項目開發的素質。

同時各項目小組在課程設計的各個階段還需填寫階段性報告,包括項目開發計劃、小組角色的職責、需求規格說明書、概要設計說明書、詳細設計說明書、項目開發日志等。

通過全過程管理理念的貫徹,提高學生的管理能力,培養學生團隊合作進行項目開發的素質。

3.2豐富選題

教師推薦部分設計題目供學生選擇,學生也可以自擬題目課題。但是課題的選擇要由教師把關,主要依據以下幾個原則。

(1) 隨著Internet和Intranet的普及,網絡數據庫應用需求越來越廣泛,因此課題注重開發基于B/S或C/S結構的網絡數據庫系統,以適應時代需要。

(2) 選題要求學生盡量選擇實際需求的題目,這樣學生不僅可以走出“象牙塔”,通過調查走訪,了解國內計算機應用發展的狀況,開闊眼界,而且在開發一個真實項目中,帶來求學的動力,激發自主學習的渴望以及創造力。

(3) 對于虛擬題目,要求學生切合實際需要,符合發展潮流。

3.3工具多樣

市場實際可用的編程開發工具與日俱增,且不斷更新,為此在課程設計中,對于學生到底選擇哪種開發工具,不做過多限制,鼓勵學生自主選擇,使學生可以選擇自己感興趣的程序設計工具進行系統開發,一方面鍛煉他們自學的能力,另一方面也讓學生成為項目開發的決策者,這種“主人翁”意識使得他們變被動學習為主動學習,實踐證明學生自主學習的積極性和主動性直接決定了項目開發的成與敗。

實際運作中教師會隨時了解開發工具的發展形勢,提出指導性意見,使學生根據選題“量身訂做”工具,避免所選工具“大材小用”;跟上當前發展方向,實踐技術“與時俱進”。同時,要求學生以講座形式分類介紹所用新的開發工具,講解自己學習新開發工具之后的體會,通過這種研究性的學習方式,避免學生重復學習、盲目學習,同時打開眼界,更加廣泛了解技術發展局勢。

3.4彰顯個性

在完成數據庫應用系統基本功能的基礎上,鼓勵學生運用安全技術、多媒體技術和美術功底等突出系統特色,完善系統性能,培養學生綜合運用知識和創新的素質。

主要在以下幾方面做進一步要求。

(1) 強調系統中信息安全保護的實現,把理論課中關于“數據庫安全保護”的教學內容應用到所開發的系統中,學以致用。

(2) 用戶界面友好、設計合理、畫面優美反映系統設計人員的審美意識,強調色彩的協調,布局的合理,操作的方便。

(3) 各組之間允許選題相同,但必須突出本組特色,使學生通過競爭,努力發揮個人特長和創新意識。

3.5理論聯系實際

系統的評測按照數據庫系統的總體結構進行,從而達到對數據庫系統的主要內容和框架進行評測,使學生對于理論課中涉及的內容和自學內容進行綜合實踐,以達到對它們之間關系的清晰理解,實現了理論與實際的緊密結合。

3.6過程評測

課程設計分階段,每階段設有檢查與評估,既做到及時指導,又確保督促每一名學生在課程設計中得到實實在在的鍛煉。考核依據環節的特點進行不同形式的考評,不僅培養學生的語言表達能力、編寫技術文檔、科技論文的能力,而且可以發現有組織能力的人才。

4實踐效果

依據匯總的五輪評測統計表格可以看到,學生在課程設計中,學習積極性高漲,開發出來的系統形式多樣,有單機版、C/S或B/S結構的網絡版,甚至C/S和B/S結合的網絡版,使用的數據庫管理系統從小型DBMS,如VFP、ACCESS到大型DBMS,如SQL Server、Oracle等,前臺開發工具從傳統的Delphi、VB到先進的.Net、Java等,學生們普遍樂于挑選新工具、新技術,積極檢索學習資料,參與網上BBS技術論壇,相互討論,全面體驗網絡學習環境的樂趣。各組學生除了完成系統應具備的功能外,都在努力突出系統性能特色,完善系統功能,發揮本組同學的特長。各組開發的系統基本符合課程設計總目標的要求,并有幾個系統成為他們工作后繼續研究的方向。

通過數據庫課程設計,表現出大部分學生具備參與一個項目開發的基本能力,并使他們動手實踐、自主學習、積極創新等科學素質得到很好的培養,反映出課程設計大大提高了學生綜合應用所學知識的素質,說明我們培養的學生具備終生學習的能力,能夠適應社會發展的需要。

5小結

學習是人生的一個環節,就業是大學學習后的現實目標。面對嚴峻的就業形勢,培養學生的實際動手人力,提升他們的競爭能力,是教師的責任。在課程教學過程中不斷探索新方法,開展課程教學過程的改革,是教師的必須任務。這里所做的數據庫課程設計改革,意在與大家共同探討如何幫助學生擺脫“沒有工作經驗”難于就業的尷尬局面。

參考文獻:

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[4] 張海藩. 軟件工程[M]. 北京:人民郵電出版社,2006.

The Training for Students Project Developing Ability in Database Course Design

WANG Yan-hong, ZHANG Xiao-li, JIANG Xiang-gang

(Department of Computer Science and Technology, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: Database is the core curricula of the computer science and technology specialty, and the Database Course Design is the necessary learning tache for students to practice the database theory and grip the skills of developing database application system in deed. The paper discusses the teaching process, implementing measures and assessing means of the Database Course Design.

Key words: project developing ability; teaching process; implementing measures; assessing means