數(shù)據(jù)庫原理課程實驗教學(xué)設(shè)計探索

□祝振欣

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機學(xué)科的一個重要組成部分，數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)、人工智能被稱為計算機三大熱門技術(shù)，是信息化管理的重要工具。數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)成為各類計算機信息系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。目前很多院校都已開設(shè)了《數(shù)據(jù)庫原理》課程，該課程實踐性很強，實驗學(xué)是本課程的重點。基于當(dāng)前職專院校的實際情況，下面將對數(shù)據(jù)庫原理課程的實驗教學(xué)設(shè)計進行探討。

一、實驗教學(xué)的設(shè)計思路

實驗教學(xué)的總體設(shè)計思路是以能力為本位，以項目導(dǎo)向和任務(wù)驅(qū)動的方式組織課程教學(xué)內(nèi)容，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，讓學(xué)生在完成具體項目和任務(wù)的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，逐步培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫進行管理信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和維護的職業(yè)能力。

在項目的選題上應(yīng)該以學(xué)生較熟悉、易接受的為主，如“教學(xué)成績管理”、“圖書借閱管理系統(tǒng)”、“運動會管理系統(tǒng)”等。在教學(xué)過程中對項目各階段任務(wù)進行分解，將實驗指導(dǎo)書中平時實驗任務(wù)與集中課程設(shè)計結(jié)合、課內(nèi)外結(jié)合、模擬演練與動手“產(chǎn)學(xué)研項目”等實踐結(jié)合，從而使得項目分階段推進實驗。特點是“以項目為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，體現(xiàn)學(xué)生主動參與、協(xié)同合作、探索創(chuàng)新的教學(xué)模式，通過項目研發(fā)，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化。強調(diào)項目任務(wù)真實性、教師指導(dǎo)的目標(biāo)及過程的指引性、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性、實踐過程的探究性和合作性等。按軟件工程設(shè)計原則，項目的具體實施由以下步驟組成:

(一)確定選題。由教師提出課程設(shè)計的目標(biāo)、要求和步驟，學(xué)生以分組討論形式，提交備選項目，并由小組代表和教師一起確定所要使用的教學(xué)項目。目的是讓學(xué)生從開始就參與其中，提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

(二)進行需求分析。需求分析是項目實施的必要前提，本階段主要以學(xué)生為主體完成。通過學(xué)生深入調(diào)研項目的業(yè)務(wù)需求，查找參照各種相關(guān)資料，結(jié)合本課程所學(xué)知識，對實際業(yè)務(wù)的各種需求、數(shù)據(jù)和處理功能等進行分析。

(三)完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計。在需求分析基礎(chǔ)上，設(shè)計E -R模型，詳細描述各實體的屬性以及各實體間聯(lián)系;實現(xiàn)由ER 圖向關(guān)系模型(數(shù)據(jù)表)的轉(zhuǎn)換及優(yōu)化與規(guī)范化;實現(xiàn)概念模型向數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)化，并設(shè)計數(shù)據(jù)的完整性，定義主鍵、外鍵及規(guī)則等各種約束和視圖、索引、數(shù)據(jù)查詢等數(shù)據(jù)處理等。

(四)著手項目實施。學(xué)生對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)編程、調(diào)試、運行與維護，教師提供技術(shù)支持和幫助，適時組織討論、指導(dǎo)和歸納總結(jié)，及時發(fā)現(xiàn)問題并提出具體解決的新思路、新方法。

(五)項目成果交流。學(xué)生以項目組形式完成項目設(shè)計與研發(fā)后，各小組將展示交流成果，接受師生的評價。通過作品評價總結(jié)，激發(fā)競爭意識，加強交流、協(xié)作、取長補短。

(六)總結(jié)評價與體會。提交文檔包括課程設(shè)計方案、實驗報告和作品。引導(dǎo)學(xué)生反思是內(nèi)化學(xué)生情感與態(tài)度的有效手段，回顧探究過程中的得失，有利于培養(yǎng)堅忍不拔的意志和相互配合的團隊協(xié)作精神。教師按評價表對提交的文檔和作品評價，并形成總結(jié)性評價報告。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)內(nèi)容的選取本著“理論以實踐為基礎(chǔ)，實踐以崗位為引導(dǎo)，重點提高實踐能力”的教學(xué)宗旨，打破傳統(tǒng)教學(xué)的方式，根據(jù)“崗位需要、個人發(fā)展”的原則、以從業(yè)能力培養(yǎng)為核心選取課程內(nèi)容的原則以及以“工作過程”導(dǎo)向選取課程內(nèi)容的原則，選取和整合教學(xué)內(nèi)容，以增強課程教學(xué)的針對性和適用性，并為學(xué)生未來職業(yè)生涯規(guī)劃和可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

在整個教學(xué)過程中，以“工作過程”為導(dǎo)向，設(shè)計具體的項目為載體，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。實驗教學(xué)內(nèi)容根據(jù)實際問題，從軟件工程的角度完成需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)出數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，完成系統(tǒng)安全、備份和恢復(fù)等相關(guān)的維護管理工作。所以教學(xué)過程可分解為6 個模塊，每個模塊又包含若干任務(wù)，在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)的理論教學(xué)過程中穿插進行。教學(xué)模塊如下:

(一)初識數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。本模塊涵蓋數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論知識，以及本課程所學(xué)習(xí)的SQL Server 2008 系統(tǒng)軟件的相關(guān)知識，重點任務(wù)包括SQL Server 2008 的安裝、調(diào)試和工作環(huán)境等。

(二)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以學(xué)生所選項目為載體，依據(jù)需求分析的調(diào)查結(jié)果，進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，重點任務(wù)為項目中所涉及到的實體的概念模型及E-R 圖設(shè)計。

(三)創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫。本模塊包含在SQL server 2008 環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、數(shù)據(jù)表的設(shè)計與實現(xiàn)、數(shù)據(jù)完整性設(shè)計和數(shù)據(jù)表的基本操作等任務(wù)。

(四)數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)管理主要任務(wù)有，數(shù)據(jù)查詢、視圖、觸發(fā)器和存儲過程等，由于觸發(fā)器和存儲過程涉及程序代碼的編寫，學(xué)生不易于理解，所以用的教學(xué)課時較多。

(五)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全管理的主要任務(wù)包括數(shù)據(jù)庫的安全設(shè)置、登錄帳戶和用戶的管理以及數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)的設(shè)計及實現(xiàn)。

(六)數(shù)據(jù)庫綜合應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫綜合應(yīng)用完成數(shù)據(jù)庫的綜合開發(fā)。基于ASP 或VB 等程序設(shè)計語言完成信息系統(tǒng)的開發(fā)，本階段由于所涉及的知識較多，所以和后期的課程設(shè)計一起實施，使學(xué)生將所學(xué)知識與實踐結(jié)合，提高學(xué)生在實際工作中的動手能力。

由驗證性實驗到設(shè)計性實驗，使學(xué)生對知識的掌握由淺入深，層層遞進，最后達到具備初步實訓(xùn)設(shè)計能力。通過實訓(xùn)項目，模擬企業(yè)工作環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力，對疑難問題能獨立查閱有關(guān)參考書和文獻，提出努力方向和解決意見。了解數(shù)據(jù)庫中的新知識、新技術(shù)和現(xiàn)代化進展情況。經(jīng)過學(xué)生具體實踐，此種教學(xué)模式具有良好的教學(xué)效果。

三、改革實驗教學(xué)的考核方式

根據(jù)課程的特點，本門課程的實驗獨立考核，考核目的是測試同學(xué)們的實驗規(guī)劃、操作能力和分析、判斷、總結(jié)能力，成績主要由平時各普測的完成情況、實驗報告的撰寫質(zhì)量以及課程設(shè)計的完成情況綜合形成。

(一)平時課內(nèi)實驗。要求每次實驗提交報告，并進行檢查打分。考核方法:一是考勤占總成績20%;二是實驗課堂完成情況50%;三是實驗報告提交情況30%。

(二)課程設(shè)計。學(xué)生要提交能正確運行的完整的系統(tǒng)程序。考核方法:一是提交課程設(shè)計報告40%;二是提交系統(tǒng)的源程序，包括數(shù)據(jù)庫腳本程序60%。通過考核方式的改革既強化了學(xué)生對基本知識的掌握情況，又提高了分析問題、解決問題的能力。要求學(xué)生撰寫相關(guān)的、合乎文檔規(guī)范的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)報告，從而使學(xué)生熟悉系統(tǒng)分析、設(shè)計與開發(fā)的過程，培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力和素質(zhì)。

四、結(jié)語

多年來，通過對“數(shù)據(jù)庫原理”課程實驗教學(xué)的改革，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用軟件開發(fā)、系統(tǒng)軟件的開發(fā)技能以及科研能力，鞏固了理論知識，使學(xué)生的理論結(jié)合實際的能力以及創(chuàng)新能力得到提高，為學(xué)生的就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

［1］ 郭鄭州等．SQL Server 2008 完全學(xué)習(xí)手冊［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2011:100～107

［2］ 楊力等．?dāng)?shù)據(jù)庫原理精品課程改革與實踐［J］．計算機教育，2011，23:77～78