《數據庫系統概論》經典教材建設的回顧與展望

倪文慧

（高等教育出版社，北京 100029）

0 引 言

數據庫技術是計算機科學技術的重要分支，已成為計算機信息系統與智能應用系統的核心技術和重要基礎。“數據庫系統概論”課程是高校本科計算機類專業的核心課程之一，是學生系統學習數據庫技術的第一門課。該課程旨在為學生構建一個完整的數據庫系統的框架，培養學生的數據抽象與建模以及對大型系統的認識和管理使用能力，為學習其他數據管理課程打下堅實的基礎。作為課程內容的重要呈現以及知識體系的主要載體，教材建設在教學中有著重要的作用，始終是教學工作者的關注點。本文將以《數據庫系統概論》經典教材建設為例，通過回顧教材建設的過程，總結教材建設的思路及經驗，展望新時期教材建設，為計算機類專業課程教材建設提供借鑒。

1 《數據庫系統概論》教材簡況

《數據庫系統概論》由中國人民大學薩師煊教授、王珊教授合作編寫，是國內首部系統闡明數據庫原理、技術和理論的教材。教材第一版于1983年出版，至今已修訂至第五版，先后被列入普通高等教育“九五”國家教委重點教材、普通高等教育“十五”國家級規劃教材和“十二五”普通高等教育本科國家規劃教材，并兩次獲得國家級優秀教材獎。教材各版次累計銷量逾300萬冊，為推動國內數據庫技術的研究和普及起到了開創性作用。

2 《數據庫系統概論》教材建設的思路及經驗

綜觀《數據庫系統概論》教材的編寫及修訂歷程，教材的建設不是單一的過程，而是與課程建設，科學研究與產業發展等密不可分、相輔相成。此外，教材建設也與我國數據庫技術發展階段以及高等教育發展的重要歷史時期相映射。

1）教材建設與課程建設同步進行。

教材是課程教學內容的載體，教材建設包含課程內容、教學方法與手段、教學隊伍、教學條件等方面建設的基礎。因此，教材建設應與課程建設同步進行，它是不同教改環境下課程建設的成果展示。

改革開放初期，“數據庫系統概論”課程實現了教學內容零的突破，《數據庫系統概論》第一版教材率先將數據庫理論引入國內，填補了我國數據庫課程教材的空白[1]。在經過6年多的發展后，國內數據庫技術有了很大進展，且計算機專業的學生和技術人員的整體水平都有顯著提升，第二版教材針對這些情況對原書從內容到結構做了較大的調整、修改和增刪，有選擇地將一些新技術內容，如分布式數據庫系統納入教材中。這個時期的課程教材重在內容建設，受限于當時的教學手段與教學條件，教材僅為教學內容的單一呈現。

1997年國家教委啟動“面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”，作者響應教委要求，對課程的教學內容、教學方法和教學手段進行了全面改革，以PPT為講課提綱，開發了與教材配套的CAI軟件及Easybase數據庫系統，使課堂教學更加生動[2]，同時開始引入數據庫實驗教學。這個時期修訂的第三版教材大大減少了網狀、層次數據庫系統的介紹，加強了關系數據庫系統的講解，對RDBMS的內容做了適度的加寬和加深，并增加了新技術篇，主要選擇同時期較為重要的新技術進行介紹，使學生了解數據庫技術的最新發展，拓展視野。

2003年教育部啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作，按照國家精品課程的建設要求，作者依據體現一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材的特點進行課程建設[3]，并開發了精品課程網站。修訂出版的第四版教材即采用了國家精品課程建設的成果，充分利用了豐富的多種數字化教學資源，以書配學習卡的方式，探索了融合紙質教材與數字化資源的創新理念。

隨著我國本科教育教學改革的進一步深化，教育部、財政部聯合在“十二五”期間繼續實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”，提出對已經建設的國家精品課程進行改革升級，更新完善課程內容，建設精品資源共享課程[4]。“數據庫系統概論”于2016年完成課程升級，入選國家級精品資源共享課程。第五版教材在此背景下編寫而成，與建課初期階段的教材相比，經過第三、四版教材在教學資源建設方面的探索與實踐，第五版教材已建設成為包含電子教案、全程教學視頻、課程實驗指導、習題庫、網絡課程、教學網站于一體的立體化精品教材，起到了很好的引領與示范作用。“數據庫系統概論”課程與教材建設的時間軸如圖1所示。

2）以實踐教學與科學研究促進教材建設。

“數據庫系統概論”課程具有非常強的實踐性，需在重視理論知識教學的基礎上，針對數據庫技術的工程性和應用性，在教學中加強實驗環節的訓練。《數據庫系統概論》教材從第四版起加入實驗與實踐內容，根據課程內容及進度設計了10個上機實驗和1個數據庫設計與應用開發大作業。其中，上機實驗密切結合基本知識和基本技術，幫助學生消化和理解課程內容（如查詢優化、并發控制、恢復等），讓學生在實際的軟件環境下進行操作和實驗，并提交規范化的上機實驗報告；大作業則要求學生直接在某一真實的實驗平臺上自行開發一個小型的數據庫系統。學生在大作業環節分成多個小組，在小組內按不同的角色分工完成項目任務，最終提交大作業后還將分組進行匯報交流。這種將理論知識的學習與實際系統實驗相結合的做法不僅有利于學生強化對基礎理論知識的掌握，鍛煉獨立思考、分析并解決問題的能力，還能激發他們的學習熱情，培養協作精神和團隊意識。

另一方面，將科研工作與教學工作緊密結合可以很好地促進教材建設。作者團隊先后在面向對象數據庫、并行數據庫系統、數據倉庫與聯機分析處理技術、內存數據庫等方面的科研工作取得了杰出成績，這些內容均作為“新技術篇”內容體現在不同版次的教材中。在講解成熟理論和技術的同時介紹數據庫技術的前沿進展，不僅使教材內容保持了先進性，也使學生對整個數據庫領域的研究現狀和發展趨勢有所了解，拓寬知識面，激發學生進行科學研究的興趣。鑒于數據庫是支撐各類信息管理應用系統的基礎軟件，對保障國家信息安全意義重大，教材采用人大金倉公司自主研發的通用型國產數據庫KingbaseES作為實驗環境，引導學生加深對國產數據庫的認識，增強民族責任感，為將來致力于國產數據庫的相關研發與應用工作打好基礎。

圖1 “數據庫系統概論”課程與教材建設時間軸

此外，在作者團隊及有關專家持之以恒的推動下，國內數據庫學者凝聚形成了中國計算機學會數據庫專委會。在專委會的努力下，數據庫學術會議已逐漸發展成為中國計算機學會參加人數最多、規模最大的學術研討會，至今已成功舉辦了34屆。與這樣的一個國內外數據庫學術界的交流平臺相伴而生、不斷演進，也是《數據庫系統概論》教材能夠長盛不衰的重要原因。

3 新時期《數據庫系統概論》教材建設的思考與展望

隨著信息技術的發展，云計算、物聯網、社交網絡等新興技術與服務的出現，數據種類和規模以空前的速度增長，現代社會已進入大數據時代。這些數據可以作為一種新的平臺，在其基礎上可以發展新的應用，數據的組織、存儲與管理的理論及方法均發生了巨大變化。大數據已成為當前社會的熱詞，受到我國政府的高度重視。2015年8月國務院印發的《促進大數據行動發展綱要》（國發[2015]50號）中，明確鼓勵高校設立數據科學和數據工程相關專業，重點培養專業化數據工程師等大數據專業人才。2016年3月國家將大數據戰略納入“十三五”規劃綱要，同時各地出臺政策，支持大數據產業發展。為了解決大數據人才瓶頸的問題，教育部2018年3月公布的2017年度普通高校本科專業備案和審批結果中，有250所高校新增了“數據科學與大數據技術”本科專業，該專業的建設與發展，必將對“數據庫系統概論”等學科基礎課程提出新的要求。

同時，教育信息化技術也在不斷演進。隨著MOOC（Massive OpenOnline Course，大規模開放在線課程）的興起，作者團隊于2016年開通MOOC，目前已授課4輪，累計選課人數超過18萬，并于2018年被評為首批國家精品在線開放課程。在線開放課程建設對課程和教材的內容與形式都有重要的影響。與此同時，教材的形式也將發生改變，即利用網絡技術，將傳統紙質教材與課程建設中研發的多種類型的數字化資源更緊密地結合在一起，作為新形態教材出版，使線上線下教學有機融合。例如，在書中適當位置放置二維碼，讀者掃描相應的二維碼即可在線觀看知識點的視頻講解、動畫演示或拓展閱讀材料，以豐富教材的內容和呈現形式，滿足學生個性化學習的需求；建設線上習題庫，引導學生通過在線練習檢測自己對課堂教學知識的掌握情況，從而有效地提高學習效率。同時，為便于高校教師的課程教學與過程管理，將教學內容、教學活動和教學環境有機結合，有效地支持“翻轉課堂”等混合式教學模式。

4 結 語

《數據庫系統概論》出版至今已歷經35年，見證了國內數據庫技術與高等教育發展的不同階段。教材緊扣我國不同時期對高等教育教學的要求進行建設，其思路與經驗對我國高校計算機類專業課程教材建設具有很好的借鑒意義。另外，隨著信息技術的深入發展與應用，還應不斷更新教材內容，調整出版形態，使教材保持先進性。

5 致 謝

本文在寫作過程中得到中國人民大學王珊教授的熱情幫助與指導，在此向她表示衷心的感謝！