大型數據庫教學改革探索

肖紅玉,孫 瑋,楊 林

（北京師范大學珠海分校信息技術學院，519087）

數據庫技術產生于20 世紀60 年代末70 年代初，經過40多年的發展，數據庫技術已經成為現代計算機系統的重要組成部分。尤其在當今的互聯網時代、大數據時代、云時代，數據庫技術已經成為計算機領域最重要的研究與應用領域之一，其應用領域占整個計算機應用的70%以上。與其他的數據庫產品相比Oracle 一直占有較大的市場份額，Gartner 2011年RDBMS 市場份額報告顯示近年Oracle 市場份額增長到 48.8%，占據了大型數據庫的半壁江山，因此許多高校在“大型數據庫”課程的授課過程中，選擇Oracle 數據庫作為講解和演示的平臺。目前部分高等院校在該課程教學過程中強調理論知識的完備性,缺乏學習的應用性和針對性,理論性強、概念抽象,教學效果差強人意,因此分析該課程目前教學過程中存在的主要問題，研究教學改革方案，就教學內容、教學方法、教學手段、教學模式等方面進行研究具有十分重要的意義。

1 大型數據庫教學現狀

1.1 課程內容定位不清晰

大型數據庫課程要培養的是能夠進行數據庫設計、開發和維護的數據庫管理員(DBA)。一般情況下，數據庫管理人員分為三類：軟件開發型 DBA，軟件維護型 DBA 和系統設計型 DBA。這3 類人員對知識結構需求的側重點也有所不同。后2類人員要求熟練掌握數據庫的邏輯存儲結構，物理存儲結構，用戶管理，安全管理，數據庫備份與恢復等等。軟件開發型DBA更多的是根據項目需要進行建模、數據庫設計、建庫和PL/SQL編程。在以往的教學過程中沒有針對工作崗位進行知識點的梳理和劃分，所以課堂涉及的知識點非常多，主要包括：SQL語言基礎，PL/SQL 編程入門，Oracle 邏輯存儲結構和物理存儲結構，備份與恢復，安全審計，單實例性能調優，RAC 調優，以及一些管理工具GC、DG、Stream、Gold Gate 等的使用，但是由于受到課時的限制（36 理論課時+36 實驗課時），每個知識點只能做到點到為止，課程定位不夠清晰，教學效果欠佳。

1.2 傳統的教學方法導致學生學習主動性欠缺

大型數據庫課程傳統的教學方式主要采用以知識點為核心的講授方式，在這種傳統的教學方法中，教師從抽象的概念出發,講定義,講語法,講原理,學生被動地接受知識,缺乏和教師的互動,學生學習以被動接受為主，學生的學習興趣和積極性難以被調動起來。從收集的資料來看，大型數據庫的理論授課課時與實踐課時的比例通常是1:1，同時由于受到教學資源等條件的影響，理論課和實驗課的授課時間和地點是分離的，理論課多使用多媒體課件授課，使用多媒體課件教學一方面減輕了教師板書的負擔，增加了授課的信息量， 同時好的課件也能夠使教學內容更加形象化地展現出來；但另一方面，教師在授課時對課件的過分依賴也給課程的教學質量帶來了一些問題，由于使用課件進行教學時， 雖然加快了演示的節奏，但是師生間缺乏教與學的友好交互，學生的思維難以與老師同步，從而使教學質量下降。

1.3 缺少實時教學評價平臺

到目前為止不少學校都建立了網絡教學平臺，并且將課程教學資源，如課程介紹、教學大綱、教學日歷、教學信息、教學課件、教學材料、課程作業等信息共享到網絡教學平臺，在一定程度上拓展了教與學的空間，不足之處是大部分網絡教學平臺更多的是教師信息發布平臺，雖然對教學質量和教學效果有一定的促進作用，但是跟學生的實時互動性欠缺，更重要的是無法對教學進行實時評價，教師無法從網絡教學平臺實時掌握學生的學習狀況和效果。

2 改革與創新

數據庫課程從開課開始，各高校一直在進行相應的教學改革，目前數據庫課程教學改革主要以“項目驅動”、“與科研結合”等教學模式為主，重視學生為主體的項目導向、任務驅動等教學模式。通過對國內外教學模式和國內大型數據庫課程教學模式的親身體驗和總結反省，本文提出從以下幾個方面進行教學改革和探索。

2.1 優化教學內容，明確教學目標

Oracle 數據庫體系結構復雜龐大，涉及的知識點非常多，在以往的教學過程中力求大而全，結果往往是每個知識點都沒講透，學生沒學好，沒學精。針對這種狀況，考慮到應用型教育的學生特點，提出“小而精，小而美”的教學理念，重新優化教學內容，重點突出強化數據庫設計和數據庫編程開發兩大塊知識結構，新增課程設計及項目案例環節，考慮到課時緊張的現實情況，充分利用多維教學平臺，將課程學習延伸到課外，課程課后練習、綜合練習與思考和課程設計等教學內容主要布置給學生課外完成。而數據庫的系統架構和性能調優等內容只做簡要的介紹，優化后的教學內容和教學目標如圖1 所示。

2.2 建立多維立體化教學平臺

為了給全校教師和學生提供教與學互動平臺，為開展探究式學習、自主學習和全天候學習創造條件我校于2011 年9 月引進了清華大學教育技術研究所開發的網絡教學綜合平臺。《大型數據庫》課程也第一時間在網絡教學平臺安營扎寨，經過3 年的課程建設，課程網絡教學已初具規模，所有的教學內容實施要素都已發布至網絡教學平臺，在該教學平臺可查閱的資源如下:課程介紹、教學大綱、教學日歷、電子教材、網絡課件、教學案例、習題作業、實驗教學、文獻資料等等,同時還有輔助教學資源:作業、郵件、答疑、通知等。

不僅如此，在新一輪的教學改革中還將與甲骨文學院合作，引入Oracle 公司的兩大在線學習平臺：iLearning 和APEX。Oracle iLeaming 平臺是一個在線學習、練習、測驗平臺，平臺中包括數據庫設計、數據庫開發編程的所有課件和其他教學材料。每章都配有相應的在線練習題，即做即評分，對于做錯的題或者是掌握不夠好的內容可以反復多次練習，系統最終記錄最高分。iLeaming 還有在線測驗和考試功能，自動閱卷，給學生提供成績、做錯題目、需要復習的章節等反饋信息。教師可以通過iLeaming 生成學生成績報表，實時掌握學生的學習情況。APEX (Oracle Application Express) 是一個針對 Oracle 數據庫的 Web 應用程序快速開發平臺。只需要一個 Web 瀏覽器和有限的編程經驗，學生就可以開發和部署快速、安全的專業應用程序。APEX 還可以為學生提供SQL/PLSQL 的練習環境。利用該平臺，學生可以創建和管理數據庫對象、執行SQL/PLSQL 命令、構建基于Web 的數據庫應用程序。教師可以在線查看每個學生的SQL/PLSQL 命令執行歷史，了解學生的練習情況。

圖1 教學目標和教學內容

2.3 多樣化的教學設計

經過多年的教學積累，我校大型數據庫課程已形成多種教學手段相互補充，集課堂、實驗、網絡教學于一體的多維立體化教學模式，該教學模式具有如下特點：“課內教師教學+ 課外學生小組學習+競賽協會”、“常規教學+ 實驗教學+ 網絡教學” 、“課上多媒體教學為主/板書為輔+ 啟發引導為主/講授為輔+ 現場實驗演示師生互動+精講多練、循序漸進”、“開放實驗室+ 教學網站”及“課后作業練習+ 課下實驗練兵+ 機上考試實戰+ 課外創新實踐提高”。多樣化教學設計如圖2 所示。

圖2 多樣化教學設計

3 結束語

針對《大型數據庫》課程教學過程中的現狀及存在的問題，本文提出從優化教學內容、明確教學目標，建立多維立體化教學平臺和多樣化的教學設計三方面開展課程教學改革，注重培養學生自主學習能力和創新精神、突出數據庫建模和數據庫開發兩大知識結構的培養，側重學生綜合能力的培養。實踐證明，這種教學改革模式是可行的，有助于明顯提高教學質量。