基于項目式教學的數據庫系統原理課程實驗改革策略

[摘要]計算機技術發展步伐的不斷加快，促使數據庫系統應用范圍日益擴大，已由數據處理、信息管理等領域延伸至人工智能、計算機輔助設計等領域，成為計算機系統的核心內容。項目式教學模式近些年被廣泛應用于各學科教學中，其價值有目共睹，將之引入到數據庫系統原理課程實驗改革工作中，可彌補以往教學存在的不足，達到更顯著的教學效果。本文主要對數據庫系統原理課程教學現狀進行分析，并探討基于項目式教學的數據庫系統原理課程實驗設計的原則以及具體的改善策略。

[關鍵詞]項目式教學；數據庫系統原理；實驗教學

[中圖分類號]G434 ?????[文獻標識碼]A

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.02.046

引言

新時代背景下，數據庫技術的重要性不言而喻，其已是信息處理的核心技術，也是計算機專業必修課程及部分專業的選修課程。數據庫系統原理課程實驗是極為重要的實踐環節，結合學生的學情以及必須掌握的知識與能力，精心設計實驗課程內容，讓學生利用已掌握的知識，科學地完成實驗操作，不僅有助于學生掌握數據庫系統原理課程知識，還促進學生系統設計、開發能力、團隊協作能力的有效培養，從而成為符合社會要求的計算機人才。如何結合數據庫技術的應用范圍，分析數據庫系統原理課程存在的不足，基于項目式教學要求革新教學模式，創新教學手段，培養出實踐動手能力較強的計算機人才，是當下需重點探究的課題。

一、數據庫系統原理課程教學現狀

從以往數據庫原理課程教學情況來看，若是實踐環節未做到位，必然會給該門課程的學習帶來很大影響。但仍然有很多教師未注重實驗環節，將理論學習放在重要位置，導致學生空有知識而不知道如何應用，難以對知識掌握狀況進行檢驗。

（一）教學內容和實際應用銜接不足

以往的數據庫系統原理課程，基本都是圍繞著教材開展教學工作，教學內容主要是數據庫介紹、數據庫的完整性等基礎內容，教師也是按部就班地講解理論知識，而極少涉及實踐應用。學生通過此種學習模式，難以對數據庫的重要技術形成深入理解，在實踐中鞏固這些知識更是無從談起，和具體學習要求不相匹配，不僅增加學習負擔，還會導致積極性受挫。

（二）實踐教學環節所受重視程度偏低

數據庫原理課程兼具概念性與實踐性，但如今大部分高校的課程設置都偏向理論知識，實踐環節嚴重不足，鮮少安排實驗課程。而安排的實驗內容，幾乎都是以課程所學知識的消化為主要目的，極少設計綜合應用。從已有經驗得出，若不做好實踐訓練，理論知識也難以獲得有效鞏固，學生的分析力、判斷力、系統設計能力等也無法獲得較好的培養，利用數據庫來解決面對的實際問題更是難上加難，這和新時代高校的育人要求不相匹配。

（三）教學方法過于單一、落后

如今，數據庫原理課程大多數采取的仍然是教師講授與演示的方法，學生的動手操作機會極少，主體地位被嚴重忽視。社會所需的是有實踐能力、職業素養的應用型人才，若是一直沿用老舊的培養法，會導致學生和崗位需求存在明顯差異性。與此同時，很多教師也盡管引入網絡教學模式，但也只是PPT結合投影儀，從而將教學內容簡單處理通過這些設備呈現出來，并未真正在網絡平臺中呈現教學活動，這些問題都導致教學質量的提升受限。因而，采取項目式教學的做法，改善傳統教學的弊端，激發學生的主體意識，提升學生的參與興趣，有效鍛煉動手操作能力，可更好地保障教學質量。

二、基于項目式教學的數據庫系統原理課程實驗設計原則

結合數據庫系統原理課程存在的不足，以及項目式教學的特性，開展課程實驗的設計，具體需要遵循下述幾個原則：

（一）完整性

實驗課和理論課兩者是獨立開展卻又是緊密聯系的，必須要構建完善的教學體系，使得實驗課程不再是理論課的附屬品，真正地改變傳統教學的局面。結合大綱要求以及課程涉及的理論知識，建構一系列的實驗課程。結合單個知識點設置實驗課，讓學生的某個專項能力可獲得有效培養，也可在實驗參與中促進分析能力、創新能力等的提升。由于學生的認知與能力水平不同，需要結合不同學生需求建立多層次的實驗教學體系，確保學生們都可從中獲得有效鍛煉，學習需求獲得更大程度的滿足。如實驗課程可劃分為基礎型、提高型、綜合型三類。

（二）綜合性

各實驗項目看似獨立存在，實則都有潛在的關聯性，實驗項目本就是為了讓學生將所學的知識綜合應用，激發學生參與動力，讓學生可切實通過實驗教學來培養綜合應用能力，從而把握好項目間的關聯性，有助于引導學生回憶相關知識點，并進一步提升綜合能力。

（三）探索性

實驗的設計不應當是按部就班地完成某個操作，而是要學生自主去發現各項問題，邊動手操作邊發現相應的原理，通過自主的探索實現知識的理解、記憶、遷移。若是讓學生完全按照設定的步驟走，會遏制學生的探索熱情，仿佛就是為了完成一個任務，整個過程都是枯燥的。只有探索式的學習，才可讓學生養成自覺推理的習慣，保持深入探究的熱情，培養解決問題的能力。如數據庫實驗設計時，面對一些重難點知識，可專門停下提示，讓學生認真思考，這會在無形中激發學生的探索欲。

（四）實用性

數據庫系統本就極具實踐性、應用性，因而在實驗設計時也要重點突出實用性。學生一般都很看重實驗內容的實用性，這將直接影響學生對該實驗的投入程度，這對學生日后能否在工作中發揮該實驗的價值也是至關重要的。與此同時，網絡技術的實用性是不可否認的，其涉及的范圍極廣，有很多內容都可作為實驗項目，因而在選擇實驗項目、涉及實驗時必須確保實用性。

（五）拓展性

學生的學習基礎以及理解能力的差異性都是客觀存在的，因而設計實驗的過程中，需確保有基礎性實驗內容，還需有一定深廣度的內容。即除了數據庫系統原理課程大綱中的實驗要求外，還需增加拓展性內容，讓有學習余力的學生進行探索學習，用來延伸自身的知識面，有效鍛煉個人的能力。

（六）可操作性

可操作性也是實驗設計最基礎的要求之一，雖然某些實驗已具備實用性、探索性，但由于環境、設備等帶來的影響，導致其不具有可操作性，那所有的設計便是徒勞的。因而對該課程來說，選擇的實驗項目應當是學生較為熟悉的，如成績查詢系統等。如此學生可積極參與其中，自主觀察與分析，自行總結實驗內容，獲得成功的愉悅感。

三、基于項目式教學的數據庫系統原理課程實驗改革策略

項目式教學模型下的實驗改革，必須要將學生主體地位呈現出來，還需充分發揮教師在實驗過程中的主導作用。數據庫系統原理課程實驗設計屬于一項復雜化的任務，教師在設計過程中應在項目中巧妙穿插實驗內容，盡可能把相關知識點都包含其中。在具體實施時，應注重引導學生自主觀察、思考，探究問題的解決方法，并在項目任務完成后，鼓勵學生提出問題，及時點撥，最終解決消化實驗內容。

（一）營造實驗情境

在情境創設過程中，巧妙地將實驗內容隱藏在細分任務中，讓學生在一個個任務完成后，也可順利地掌握知識。所以，項目式教學的實施，教師需提前布置此次實驗任務，讓學生提前做好準備，明確任務的重難點，圍繞著項目任務及重點問題參與實驗。通過此類問題探索的模式，讓學習者保持良好的學習動機。此階段教師應注重引導，但不可直接告知學生該如何做，讓學生的好奇心被充分激發。只有學生產生興趣后，才可真正投入到實驗中，之前面臨的問題也可順利解決。

（二）確定實驗任務

教師在項目任務提出后，不要著急講解項目的內容，也不要讓學生直接去動手實驗。而需要讓學生以小團隊的形式先討論，對任務進行分析探討，具體需要完成的內容，并提出自身的疑惑。教師在設定的任務中，需要涉及學生以往學習的知識點，學生在自行探究和交流后可以自行解決的，還需要融入新的內容，這些未學習過的知識便是實驗的核心，當然最好是讓學生探索后提出這些問題。基于此，教師再進一步總結歸納學生需要動手完成的任務，讓學生確定實驗重心。由于實驗和理論本就密切關聯，兩者是相輔相成的，教師可將實驗和理論穿插起來。講解部分理論知識后，便要求學生完成對應的實驗任務，如數據庫建模知識點講解完后，讓學生自行設計數據庫概念模型；規范化理論講解完成后，讓學生對上個課程的設計內容進行檢查并優化。如此一來，學生對自身學習的理論知識，用于哪個系統設計環節就會更加清楚，而在實驗參與中也可對理論本質真正摸透。所以，需在講解完理論知識后，就開始布置實驗內容，讓學生對下個階段的實驗任務及需達成的目標有清晰了解，從而更好地做足準備。

（三）實踐操作應用

該階段的核心在于鼓勵學生自主操作，教師需預留足夠的操作時間讓學生通過動手來感受知識的魅力。當然，并不意味著教師在此過程中需完全放手，如學生遇到難題教師需及時提供指導。而在學生完成實踐操作后，教師可對學生面臨的共性問題進行統一示范，用來鞏固學生動手操作的效果。教師還需隨時關注學生的動手操作狀況，明確學生的知識掌握程度，把握學生的興趣點，從而對實驗方案進行靈活調整，控制好實驗進度，保障實驗的有效性。

（四）交流討論啟發

此環節的重點在于查缺補漏，教師需統一講解該項目的重難點內容，并通過應用實例的展示，讓學生深入理解所學的知識點。并讓學生們自由發表看法，鼓勵學生提出不一樣的意見，通過集思廣益來形成思維的碰撞。對于學生提出的新觀點，教師都需以鼓勵為主，若思想有誤也需巧妙地點撥，不可直接否認學生的觀點，極易澆滅學生的談論熱情。同時，教師還可提出熱門問題讓學生討論，在潛移默化中啟發學生，為下次的實驗做好鋪墊。

（五）總結分析提升

該環節是項目式教學的重點環節，教師在前面幾個環節重在引導，學生也基本將精力投入到動手操作上，必然會存在由于學生能力水平不同而實驗掌握程度不同的問題。此時教師首要做的就是實驗總結，回顧實驗涉及的知識點，讓學生對照教師的回顧來對比自身的不足，從而彌補之前未掌握的知識點。同時，需注重知識應用空間的延伸，讓學生通過觀賞他人的實驗成果激發再次嘗試的想法，從而在課后自主探索，長時間保持學習的熱情。項目式教學法可讓學生以帶著任務的形式加入數據庫原理系統課程實驗中，可掌握較為完整的數據庫應用開發技能，還可鍛煉自主操作、交流探討等多項能力。

四、結語

綜上所述，數據庫原理系統課程在以往教學中存在的問題是不可否認的，而項目式教學法的應用，可有效改善實踐安排不足、知識和實驗銜接不足等問題，也可有效激發學生的實驗參與熱情。此種以生為本，給予學生更多動手操作機會，引導啟發為輔的教學模式，是極具實用性的，后續教師們應該積極推廣與應用此種模式，徹底改善傳統教學的弊端，真正地培養出符合新時代要求的應用型人才。

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桂林電子科技大學2023年課程建設教育教學改革項目，項目名稱：挑戰性學習課程機器學習與模式識別建設（項目編號：JGKT202384）

任婕（1986.7-），女，漢族，湖北襄陽人，博士，研究方向：遙感應用。