針對《數據庫原理與應用》的啟發式教學法

【摘要】分析《數據庫原理與應用》課程教學過程中的現狀后，認識到其中存在理論與實際分離、實踐教學不夠合理、教學方法缺乏多樣性、考核制度沿襲應試模式等諸多問題。從教學手段、教學內容、實踐環節、考核方式等方面進行了教學改革研究，提出了一套“問題驅動+圖表展示+比較分析”的啟發式教學方法，并在實際的課堂教學實例中取得較好的教學效果。

【關鍵詞】數據庫原理與應用 啟發教學 問題驅動

【基金項目】重慶師范大學基金項目資助，項目批準號（11XWB026）。

【中圖分類號】G64【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0028-02

數據庫技術是計算機科學一個十分重要的分支，云計算和互聯網的風起云涌使基于網絡的應用系統得以廣泛應用，作為后臺基礎的數據庫技術也被不斷地賦予新能力。因此，《數據庫原理與應用》在高校計算機專業課程系統中具有不可取代的重要地位與實際意義，該課程主要講授數據庫的基本原理及其應用方法，涉及數據庫原理、數據庫應用和數據庫設計三方面，這些內容彼此關聯而又各有重難點。由此可知，在該課程的教學實踐中，不僅應該教會學生正確理解數據庫的基本原理，還應該幫助學生熟練掌握數據庫的設計方法和應用技術，更應該激發學生對數據庫及相關知識的興趣，培養學生獨立探求新技術和新方法的能力，使其成為適應能力強、有創造才能的專業人才。為此，本文結合相關教學實踐，就計算機專業數據庫課程中存在的一些問題，提出了一種“問題驅動+圖表展示+比較分析”的啟發式教學方法。

1.課程存在問題

由于數據庫原理的知識點較為抽象、枯燥，灌輸型教學方式容易傷害學生的學習興趣，而且對這些概念的理解僅僅停留在文字層面，更為重要的是不能把這些理論知識與實踐很好地結合，極大降低了課程的教學效果[1-6]。

總結起來，根據多年的教學實踐，筆者認為當前數據庫課程教學中存在以下問題：

（1）理論與實際分離——部分教師的授課重點偏向理論知識，較少介紹具體的數據庫使用技術，使學生難以將所學理論知識融會貫通，不能適應各個企業對計算機應用人才的具體需要；然而另一部分教師又偏好介紹當下流行的數據庫開發工具，忽視甚至放棄講解原理知識，造成所教學生熟知現有的數據庫開發工具，但對整體的數據庫知識結構缺乏認知，使得后續發展能力不強。

（2）實踐教學不夠合理——數據庫原理與應用是一門實踐性很強的課程，但目前的實驗教學存在很多弊端，例如目的不具體、內容太籠統、實驗在考核中沒有一定的比例等。而且企業中數據庫應用大多是工程化的合作開發，必須按軟件工程的原則進行組織，因此應該將軟件工程的基本方法融入數據庫課程的實踐環節，幫助學生建立起工程化的概念。

（3）課程設計選題不夠開放——部分教師布置的選題沒有新意、且年年重復，有些同學直接照搬學長的東西，這種選題不僅無法引起學生的興趣、激發他們的興趣，也不能跟上數據庫技術的發展速度。所以應該在數據庫課程設計進行開放性題目的探索，讓學生在教師的引導下自主選題，發揮自己的特長與創造性。

（4）考核制度不科學——考核對學生學習和教師教學具有重要的導向作用，不同的方式能激發學生不同的學習動機。傳統模式一般以期末考試分數為最終成績的主要依據，造成學生只為考試過關而不注重培養實際操作能力，這種現象已嚴重阻礙了《數據庫原理與應用》課程的發展。對此，很多學校采用“平時分+實驗分=總成績”，但對實驗分數的評定較為主觀，造成學生在實驗環節通常是被動的完成任務、而非主動的思考創造。

2.啟發式教學

數據庫課程的知識體系完整，既有經典理論成果、又有發揮巨大作用的實踐技術，因此我們提出如圖所示的啟發式教學法，將一些有代表性的案例引入課堂和實踐。

（1）抽象分層

抽象是精確描述問題和建模的機制，數據庫中很多的概念和方法都體現了抽象的思想，如數據模型、規范化理論、事務管理等。

例如，作為數據庫理論知識的基本概念，數據模型分層次、逐步地對現實世界進行抽象。利用數據模型表達現實世界的時候，先從人的認識出發，形成信息世界，建立概念模型；再進入計算機系統，形成數據世界。在數據世界中，先從用戶的角度抽象，建立數據的邏輯模型；再從計算機的角度抽象，建立數據的物理模型。

在教學過程中，啟發學生體會抽象的思想和方法，學習運用抽象去表達需求并建模，發現問題的本質和其中蘊含的規律，并逐漸掌握抽象這個工具。

（2）難點分解

借鑒軟件工程的基本思想，先自頂向下地將整個課程的理論教學內容劃分為多個階段，每個階段有相對獨立的子任務，相鄰階段互相承接；關于相對復雜的數據管理和維護工作，也可以進一步被分解為數據恢復、并發控制、數據完整性和安全性的保護、數據庫的運行維護等多個子任務，相互協作以保護數據在運行過程中的正確性和有效性；而在基于數據庫的應用開發中，模塊化的難點分解也是最有效、最易操作的一個方法。

（3）三段教學模式

在數據庫原理與應用的理論和實驗教學中引入“問題引導+圖表總結+對比理解”三段教學模式，引導學生利用啟發式規則和推理來學習相對枯燥的教學內容。

1）問題引導——以問題設計為核心、以問題解答為驅動力、以激發學生主動自學和培養學生創新性思維為主要目標。在課堂教學過程中，教師設計出一些學生難理解、易混淆或易疏忽的問題，并在恰當的時候提出，使學生對這些問題有足夠的重視；對于那些比較重要的概念或在后續學習中常用的、學生容易出錯的知識點，也可以通過提問的方式引導學生深入理解。這樣既能“于無疑處生疑”以激發學生的求知欲望，還能通過引導學生解決問題以激發學生的能動性。

2）圖表展示——用一組簡單的示意圖或二維表直觀地展現問題涉及的內容，啟發學生思考，引導學生結合圖表對問題進行討論和交流。通過圖表展示將理論與實踐相結合，將原本枯燥、抽象的原理變得生動、具體，既活躍了課堂氣氛，又突出了學生在課堂的主體地位，有助于培養學生思考式學習。

3）對比理解——通過比較所提問題涉及的各個知識點的異同，分析其本質和特點，總結各個知識點之間的聯系和區別以及各自的用法和用途，并針對學生在上一環節中暴露出來的問題進行重點分析和講解。通過對比理解能加深學生對基本原理和概念的理解，有助于學生掌握分析問題和解決問題的方法、提高分析問題和處理問題的能力。

3.實例分析

為了更好地驗證啟發式教學法在《數據庫原理與應用》實際教學過程中的具體應用，筆者給出一個實際的教學示例。

【描述】關系模式STC（SNo，SN，SA，TN，CN，G），其中6個屬性分別為學生學號、學生姓名、學生年齡、教師姓名、課程名和學生成績。假設學生可以重名，課程名也可以重名。假設教師無重名，每個教師只教一門課，但一門課可以有幾個教師同時開設。要求：

【問題1】給出主碼、候選碼、主屬性、非主屬性及其之間的相互聯系。

在數據庫中，主碼、候選碼、主屬性、非主屬性這些概念非常重要，只有清晰、準確地理解和掌握才能學好后續理論。但學生卻常常混淆這些基本概念，因此我們以提問的方式突出強調，引導學生們思考、而非死記硬背。

（1）通過多媒體屏幕將一個關系模式STC所屬的數據庫顯示出來；

（2）讓學生對照主碼、候選碼、主屬性、非主屬性的定義給關系模式STC（SNo，SN，SA，TN，CN，G）分別標出這四個概念；

（3）詳細給出關系模式STC（SNo，SN，SA，TN，CN，G）的圖示，并結合圖示寫出這個關系模式的鍵碼{SNo，CN}和{SNo，TN}。

【問題2】分解關系模式使之屬于BC范式。

對此問題，我們仍然結合問題一中給出的圖示進行分析，得出這個關系模式的分解結果——STC1（SNo，SN，SA），STC2（TN，CN），STC3（SNo，TN，G）。

在上面的教學示例中，我們首先利用問題驅動的方法，通過問題1提出主碼、候選碼、主屬性以及非主屬性這四個概念，強調它們的重要性，引導學生思考它們之間的聯系；接著我們將一個形象的圖示通過屏幕呈現，將抽象的概念和具體形象的例子相結合，讓學生對知識點有一個直觀、感性的認識。在學生思考的過程中，我們及時關注、實時收集學生的各種反饋信息，發現學生的困惑和存在的問題，以便在下一個比較分析的環節做到有針對性的指導。當學生對所提問題有了自己的思考和初步的理解后，我們再重點強調學生普遍存在的問題，引起學生的足夠重視，助其形成深刻的印象。如果在學生反饋中發現一個十分普遍的問題，我們還可以將這個問題單獨提出來，循環使用“問題驅動+圖表展示+比較分析”這種教學模式進一步向學生深入解釋，使學生做到活學活用、舉一反三。

通過上述示例我們可以看到，問題驅動、圖表展示和比較分析這三個理論教學環節是環環相扣、相輔相成的，靈活運用這種教學模式可以使學生學得輕松、教師教得愉快。

4.結語

本文分析了《數據庫原理與應用》教學中存在的問題，提出了一種“問題驅動+圖表展示+比較分析”的啟發式教學法，能較好地調動學生的學習自主性，提高學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新思維能力。

目前這套啟發式教學法在本課程的教學工作取得較好的教學效果，讓學生的綜合素質和創新能力在循序漸進的過程中不斷得到鍛煉和提高。由于數據庫技術在不斷發展、知識在不斷更新，因此筆者將繼續在數據庫的教學上勤于思考、優化教學內容、改進教學方法、構建合理的教學體系，在數據庫技術和網絡技術相結合的道路上不斷探索，使理論教學和實際應用更好地結合起來，培養出更加適應信息化社會的復合型應用人才。

參考文獻：

[1]傅婷婷. 數據庫系統原理課程的立體化教材建設探索[J]. 計算機時代. 2012（7）：21-23.

[2]葉霞，李俊山，李海龍. 數據庫原理及應用實踐教學改革[J]. 計算機教育. 2011（1）： 28-29.

[3]范麗萍. 數據庫課程教學改革探討與實踐[J]. 中國電子商務. 2012（4）： 15-16.

[4]彭焱. 《大型數據庫應用技術》教學改革與探討[J]. 軟件導刊. 2012， 11（1）： 23-24.

[5]王劍，邵斌. SQL Server數據庫教學方法實踐淺析[J]. 中國市場. 2010，（31）： 52-53.

[6]王向輝，崔巍，徐俊麗. 基于CDIO的數據庫課程教學改革方案研究[J]. 計算機教育. 2011（2）： 61-63.