基于CDIO的Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)實驗教學(xué)探討

黃源源　李飛　王娟　張路橋

摘要：《Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與開發(fā)》是成都信息工程大學(xué)計算機類專業(yè)的一門特色專業(yè)課程，包括理論部分與實驗部分。本文在該課程的教學(xué)改革背景下，分析了實驗課程的現(xiàn)狀，總結(jié)了實驗課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方面存在的一些不足。為進一步提高本實驗課程的教學(xué)質(zhì)量，本文基于CDIO工程教育理念，提出了實驗課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式上的一些改進方法，有利于提高學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新意識，培養(yǎng)具有高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：CDIO；Oracle數(shù)據(jù)庫；實驗教學(xué)；改革探討

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）52-0250-02

一、前言

《Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與開發(fā)》課程是成都信息工程大學(xué)計算機類專業(yè)的一門特色課程，課程內(nèi)容主要包含Oracle數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識、Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建、Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理與維護以及Oracle應(yīng)用程序開發(fā)四大部分[1，2]，課程開設(shè)對象為計算機類專業(yè)大三及大四學(xué)生。該課程是專業(yè)課程《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》、《計算機網(wǎng)絡(luò)》等的后續(xù)課程，要求學(xué)生能系統(tǒng)掌握Oracle數(shù)據(jù)庫的基本技能和工程應(yīng)用，具有很強的工程實踐性。因此，該課程需要通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)給學(xué)生創(chuàng)造一個理論聯(lián)系實際和思維拓展創(chuàng)新的機會，進而加強學(xué)生對Oracle數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識的理解，并培養(yǎng)學(xué)生對Oracle大型數(shù)據(jù)庫的綜合使用和系統(tǒng)設(shè)計能力，這也是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

二、實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和不足

目前，成都信息工程大學(xué)的計算機類專業(yè)課程大多以理論教學(xué)為主，實驗教學(xué)課時少于理論教學(xué)，但近年來實驗教學(xué)的重要性也得到了學(xué)校的重視，以《Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與開發(fā)》課程為例，學(xué)院在課程設(shè)置與實驗教學(xué)方面已有以下改進。

（1）本學(xué)年在課程設(shè)置方面進行了調(diào)整，把理論部分與實驗部分的課時數(shù)比例從3∶2提高到了4∶3。增加實驗課時有利于提高實驗教學(xué)質(zhì)量。其次，在課程安排方面要求本課程的理論課和實驗課穿插進行，這既有利于兩類教學(xué)內(nèi)容的有機結(jié)合，也便于學(xué)生鞏固知識。第三，在課程最終成績評定方面，實驗課成績和平時表現(xiàn)占總成績的30%。

（2）在實驗環(huán)境方面，實驗室購置了一批新型計算機，并專門安排了一個實驗室配置相關(guān)軟件環(huán)境用于實驗教學(xué)。良好的實驗環(huán)境是本課程實驗教學(xué)的基礎(chǔ)保障。

盡管如此，筆者在《Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與開發(fā)》的授課中，仍發(fā)現(xiàn)了本課程在實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上存在不足[3-5]，具體如下。

（1）實驗教學(xué)內(nèi)容主要目的是強化各知識點和基本技能的掌握，內(nèi)容往往缺乏工程應(yīng)用背景，對提升學(xué)生工程實踐能力作用不明顯。其次，實驗內(nèi)容設(shè)置容易和IT行業(yè)需求分離。Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)更新較快，如果完全按照選定教材安排教學(xué)，會造成實驗教學(xué)脫離IT行業(yè)前沿變化和實際需求，不利于學(xué)生就業(yè)。

（2）實驗教學(xué)以學(xué)生個體為基本單元。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式是為每個學(xué)生提供一臺計算機并安置相應(yīng)軟件環(huán)境，然后在教師的指導(dǎo)下由每個學(xué)生完成相應(yīng)的實驗任務(wù)。但這種教學(xué)方法不僅違背了Oracle數(shù)據(jù)庫所固有的基于網(wǎng)絡(luò)的分布式計算的特點，如常見的客戶/服務(wù)器和三層客戶/服務(wù)器模式，也無法突出當(dāng)前IT行業(yè)所強調(diào)的團隊協(xié)同創(chuàng)新精神。

三、實驗課程內(nèi)容設(shè)置探討

1.建立科學(xué)的遞進式多層次實驗教學(xué)體系。“坐而論道，不如起而行之”。基于CDIO工程教育理念，筆者建議在今后本課程的實驗內(nèi)容設(shè)計上建立“多層次實驗教學(xué)框架”（Multilayer Experimental Training Framework，METF），以提升學(xué)生的工程實踐能力。首先，與傳統(tǒng)的以知識點為中心、按照教學(xué)大綱內(nèi)容逐次展開并層層深入的方式不同，本課程實驗教學(xué)以一個學(xué)生成績管理系統(tǒng)案例為教學(xué)背景組織實驗教學(xué)內(nèi)容，并提供數(shù)據(jù)樣本，強調(diào)在“做”中學(xué)習(xí)每個知識點。其次，以課程特定知識群為單元組織實驗專題，把實驗內(nèi)容分為以下幾個環(huán)節(jié)：①Oracle數(shù)據(jù)庫基本綜合應(yīng)用，包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和表，表數(shù)據(jù)的增、刪、查、改等操作，數(shù)據(jù)庫視圖；②Oracle數(shù)據(jù)庫索引和數(shù)據(jù)完整性；③Oracle數(shù)據(jù)庫PL/SQL編程、存儲過程和觸發(fā)器；④Oracle數(shù)據(jù)庫高級數(shù)據(jù)類型；⑤Oracle數(shù)據(jù)庫安全管理、備份與恢復(fù)等。第三，增加基于Oracle數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用開發(fā)項目實訓(xùn)。筆者所在學(xué)院常年承擔(dān)氣象局的有關(guān)項目，許多項目基于Oracle數(shù)據(jù)庫設(shè)計，并在學(xué)院教師的指導(dǎo)下由研究生和高年級本科生完成。筆者倡導(dǎo)有效利用這類企業(yè)級項目，抽取并簡化為合法實訓(xùn)案例，在工程理論指導(dǎo)下輔助學(xué)生在短期內(nèi)迅速了解商業(yè)項目的執(zhí)行過程，進而增強學(xué)生的就業(yè)信心。總之，通過把實驗課程體系分為以上3個層次，形成“知識串聯(lián)—個體實踐—團隊實踐—案例實訓(xùn)”的遞進式實驗教學(xué)方法，不僅能加強學(xué)生對Oracle數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)，也能快速達到卓越工程師的培養(yǎng)要求，有利于從學(xué)生到工程師的平滑過渡。

2.強化團隊協(xié)作。目前實驗內(nèi)容多以單個學(xué)生為單元在課堂時間內(nèi)獨立完成，因此實驗的大小和難度無法提高，不能充分鍛煉學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。為此，筆者倡導(dǎo)在實驗教學(xué)中以“TEAM（Together，Everyone Achieves More）”精神為引領(lǐng)，進行協(xié)作型分組團隊實驗。實驗首先需要選定小組長，然后根據(jù)實驗總體目標(biāo)對實驗任務(wù)進行劃分，并要求學(xué)生獨立完成實驗任務(wù)，并在此基礎(chǔ)上將各學(xué)生完成的實驗內(nèi)容融合，從而達到更高的目標(biāo)。

3.結(jié)合工程應(yīng)用前沿。本實驗課的目的不僅在于加強學(xué)生對Oracle數(shù)據(jù)庫基本技能的掌握和工程應(yīng)用前沿的了解，同時也要求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在Oracle數(shù)據(jù)庫的實際開發(fā)應(yīng)用中，可能存在多個軟件版本，而不同版本的各類圖書、資料也很多，因此就需要教師充分整合教材、實驗室、圖書館等教學(xué)資源，并進一步通過網(wǎng)絡(luò)獲取最新的電子資源和配套實驗設(shè)備，保證學(xué)生能夠有良好的實驗學(xué)習(xí)環(huán)境。例如，筆者在Oracle高級數(shù)據(jù)類型的實驗內(nèi)容安排方面就進行了擴展，為學(xué)生提供了Oracle非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)內(nèi)容的實驗，并對高級數(shù)據(jù)類型進行了比較和探討。

四、實驗教學(xué)方式的改革探索

1.進一步提高實驗課的比重。本課程的實踐性強，因此應(yīng)該大幅度提升實驗課的比重。筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，本課程多數(shù)知識點一般通過課堂教學(xué)使用多媒體課件進行講解。如果能夠在實驗室進行教學(xué)，教師一邊演示，學(xué)生一邊操作，如有疑問，還可現(xiàn)場操作和答疑，如此學(xué)習(xí)效率就會提高。因此，筆者希望本課程的理論課和實驗課的比例能夠達到1∶1。

2.圍繞知識點加強對比。在實驗教學(xué)過程中，筆者倡導(dǎo)加強實驗內(nèi)容的比較，進而緊密聯(lián)系相關(guān)知識點，達到由點及面，以提高教學(xué)效果。例如，在完成Oracle 11g的安裝后，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識Oracle 11g中三種人機交互的工具：企業(yè)管理器、SQL*Plus和SQL Developer。在具體實驗教學(xué)中，每種工具各有特點。通過OEM界面進行操作非常簡單，可以快速地完成對基本知識點的串聯(lián)，而通過SQL*PLUS工具則可以清晰了解原理和運行流程。把這幾種工具的使用在實驗教學(xué)中穿插結(jié)合，既加深了數(shù)據(jù)庫基本理論和Oracle具體應(yīng)用場景的聯(lián)系，也更加全面的理解了Oracle數(shù)據(jù)庫軟件。再如，為了提高數(shù)據(jù)的安全性，Oracle數(shù)據(jù)庫提供了多種數(shù)據(jù)備份的方法，通過實驗比較，讓學(xué)生認(rèn)識到不管使用哪種方法，其目的都是為了在出現(xiàn)故障后能夠以最快的時間和最小的代價進行系統(tǒng)恢復(fù)還原。

3.與大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃結(jié)合。在實驗教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生群體的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力差別較大，部分優(yōu)秀學(xué)生能夠做到學(xué)有余力。因此，筆者建議在今后本課程的實驗安排上，增加工程應(yīng)用前沿實驗，幫助這類優(yōu)秀學(xué)生開拓視野和激發(fā)創(chuàng)造力。近年來，大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃在我校非常受重視，該計劃是由在校本科生個人或團隊為主體參加，在導(dǎo)師指導(dǎo)下自主完成創(chuàng)新性實驗方法的設(shè)計或項目實施。由于Oracle是大數(shù)據(jù)時代的信息基礎(chǔ)軟件之一，設(shè)計基于Oracle數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用創(chuàng)新實驗內(nèi)容，并結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，有利于提升本課程的實驗教學(xué)價值。

五、結(jié)語

本文是筆者對《Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與開發(fā)》課程教學(xué)的實踐總結(jié)和思索。首先分析了目前實驗教學(xué)中存在的問題、涉及的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等。然后提出了幾點教學(xué)改革思路：在教學(xué)內(nèi)容方面，其一是建立科學(xué)的多層次實驗教學(xué)體系，特別是增加項目實訓(xùn)；其二是增加分組團隊協(xié)作性實驗；其三是與工程前沿結(jié)合。在教學(xué)方法方面，建議進一步提高實驗課的比重，圍繞知識點加強比較，與大學(xué)生創(chuàng)新計劃結(jié)合。本文有助于進一步推動課程教學(xué)改革，強化在CDIO工程教育理念指導(dǎo)下，學(xué)生在基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊協(xié)作和工程實踐能力的全面提升，也有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

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