数据库课程体系建设和教学方法探索

文章编号：1672-5913(2008)18-0086-03

摘要：本文论述了我院从数据库系列课程体系的构建、课程知识结构化及优化、针对课程各模块内容特点的教学方法手段的选取、实验教学方式、课程设计教学模式等五个方面进行的积极而有效的探索。

关键词：数据库系统；教学方法；课程体系

中图分类号：G642 文献标识码：A

Research on Course Architecture and Teaching Method of Database System

CHEN Long-meng

(College of Information Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China)

Abstract: For the purpose of achieving the innovative education target of database system and improving teaching quality, this paper presented the active probes into the following five aspects: the construction of the database system series courses, the optimization of the course knowledge, the adoption of the teaching methods and means gearing to the characteristicsof each module in the course, the teaching mode of experiment, the teaching pattern of course design.

Key words: database system, teaching method, course architecture

1数据库课程体系建设

1.1数据库系统课程的教学目标

根据数据库技术应用广泛、快速发展的实际情况，按照学校关于加强学生实践能力和创新能力、培养高素质应用型人才的要求，我们确立了数据库系统课程的教学目标，用一句话概括为使学生具备“对数据库系统的认知、分析、设计、应用能力和学科素质”，具体而言就是：较全面的掌握数据库系统的基本概念和基本原理，了解学科发展前沿和发展趋势，提高数据库的理论知识水平；学习数据库技术和方法，掌握其应用技能，提高学生的动手实践能力；培养学生综合运用数据库系统的知识、技术和方法进行数据库应用系统的设计和实施的能力，提高其综合素质和创新能力。

1.2课程体系的构建

上述教学目标较庞大，单靠一门课程、一学期难以达到。上述教学目标体现出明显的层次性，即“基础、应用和综合”，为此我们将上述教学目标分解为三个层次，分三阶段来实现。因此我们设立了如下数据库系列课程：

Ⅰ 必修课：数据库系统概论(第6学期开设)；

Ⅱ 选修课：“SQL SERVER使用技术”，“动态网站建设”(第7学期前面开设)

Ⅲ 必修课：数据库课程设计(第7学期后面开设)

数据库系统概论课程是学习数据库技术的第一门课程，属于基础层次，肩负着培养学生数据库基本理论、基本技术和方法及其基本应用的能力，使学生获得系统的数据库知识结构和基本应用技能，为后续课和考研打下基础；

SQL SERVER使用技术、动态网站建设两门课程都是选修课(学习选择权交给学生)，其教学目的是使学生掌握一种数据库应用系统开发工具(人利用工具而生存)，进一步掌握数据库理论和方法的应用，提高学生的动手实践能力。

数据库课程设计是培养学生全面理解和综合运用数据库系统及相关学科的知识、技术和方法分析问题、进行数据库应用系统的设计和实施以解决实际问题、提高其综合素质和创新能力的重要实践教学环节，是数据库系统课程教学目标培养中的最高层次。在这一教学阶段，学生需要综合运用前两阶段所学课程的知识，以及程序设计、软件工程、计算机网络等相关知识才能完成本阶段教学任务，达到教学目标。

因为上述三阶段的课程在内容上前后相承，层次递进，所以在教学时间安排上，它们的开设学期前后相连，符合循序推进的教学规律，在教学上可起到趁热打铁的作用。

1.3教学内容的结构化与优化

课程体系教学内容的优化包括教学内容的结构化、确定重点教学内容和在系列课程间合理分配教学内容和任务，使课程间教学内容不重复不遗漏，优化目的是最大程度地实现教学目标。数据库系统概论课程在整个数据库系列课程中处于基础和支柱地位，因此课程体系教学内容的结构化首要是该课程教学内容的结构化。按照美国教育心理学家和教育改革家布鲁纳提出的“学科基本结构”的观点，教师要指导学生掌握教材全貌，使知识结构化、系统化[1]。为此，笔者从教学内容的结构化入手，经过精心整理，将数据库系统概论课程的教学内容归结为“两行四块”的知识体系结构[2]，见表1。“两行”即按照研究范畴(即本身的性质)将课程教学知识点在水平方向上分为理论知识和技术知识两类，四块就是按照在人才培养中的作用将课程教学知识点在纵向上分为原理、设计与应用、系统维护管理、前沿与趋势四个模块。

观察表1，发现有两条水平的有交叉的线索，第一条是理论知识线索，第二条是技术知识线索，前者为后者提供严格的理论支持，后者为前者的提出和完善提供素材，两者相辅相成，统一于关系数据库系统。这样一种内容设计上的安排，既让学生扎实地掌握数据库的基本理论，又使学生全面掌握数据库的实际应用，可以迅速投入实际工作。

数据库基本概念、数据库系统体系结构、关系模型数据库、关系数据理论(含关系规范化，数据依赖的公理系统，模式的分解)等部分，构成了关系数据库核心理论基础，本部分在数据库学科知识体系中处于基础地位；SQL语言、数据库设计、数据库编程等部分讲述数据库的开发技术和方法，这部分内容的学习要直接用到关系数据理论等基础；在数据库基本理论的基础上，讲授数据库安全性和完整性控制、数据库恢复技术、并发控制技术以及关系查询处理及优化技术，使学生掌握数据库系统的维护管理和优化方面的知识和技能；对数据库技术的前沿动态仅作简介，学生了解即可。因为关系数据库系统已成为最重要、应用最广泛的数据库系统，所以，关系数据模型的原理、技术和应用无疑是本课程的教学重点。知识结构化，利于学生从整体上把握课程知识体系，了解知识点间的关联，这样才能使同学们带着明确的目的性去学习，从而提高学习的主动性和适应性，增强学习效果。

1.4课程间教学内容分配

在讲解数据库系统概论课程中SQL语言部分的内容时，为使学生能看到SQL语句的执行结果，采用Ms SQL Server 2000为平台，来演示语句的执行情况。在此使用SQL Server 2000这一DBMS时，仅以满足本章内容教学演示的需要为目的，只讲解其必要的操作使用，对其它具体深入的应用不予讲解，留待学生课下自学或在后续“SQL Server实用技术”选修课中学习，这就避免了上述两门课在教学内容上的重叠。

2教学方法与教学手段

2.1适当应用一般的教学方法和手段进行教学

课程体系及教学方案设定后，教学方法和手段就成为影响教学目标实现的重要因素。教学方法和手段是为实现教学目标服务，以提高教学质量为目的的。为此，在教学中笔者针对各部分教学内容的具体特点，以教学质量的高低为取舍依据，灵活采用多种教学方法和手段。同时，在满足一般学生学习要求的前提下，对有一定基础的同学还增加一些个性化的教学，为学生的个性化发展提供空间。

例如，对于综述性知识，如课程绪论部分，采用多媒体授课效果较好；关系代数、关系数据理论等部分教学内容都是很抽象的理论，采用讲解+板书授课方式要比多媒体授课效果更好；数据库设计这一章详细介绍了数据库的设计的步骤和方法，其内容和实践联系很紧密，非常适合用案例教学法[3]。在这一章教学中，我们采用课后习题图书馆数据库设计作为教学案例，结合教材中的理论内容，详细讲解每一阶段的工作和形成的成果，这样既使学生深刻地理解了课本上抽象的理论内容，又使学生学到了如何用理论来指导数据库设计的实践，起到了一箭双雕的功效。

在引入新知识时，如关系数据理论和并发控制技术时，采用启发式教学法，得出一个不好的关系模式存在的四类异常问题，和数据库共享可能引起的三类数据不一致问题，从而引出相应概念：数据依赖和封锁。

对SQL语言这一章，一要结合目前信息系统建设的实际进行全面讲解，以增加学生的学习兴趣，二要让学生能亲历查询的结果，以加深理解。实际讲解时，笔者应用SQL Server 2000这一DBMS 平台，让学生实实在在地看到查询结果，这样加深了理解，激发了学习兴趣。此外，指导学生课下自学一种DBMS，如SQL Server 2000，并以此为平台进行上机实验，让学生通过对SQL语句的使用来掌握SQL语言的各种语法和功能。

对于重要算法，如求最小覆盖算法、数据库恢复算法等，先讲清思路，再辅以动画进行演示。

2.2运用计算机学科特有的方法论于课堂教学

理论、抽象和设计描述了计算学科的研究和实践的三种形态，是学科方法论的最根本内容[4]。当讲解抽象的概念或理论时，教师恰当运用从理论到设计或从抽象到设计的形态转化，会使学生对其产生兴趣并留下很深的印象。这就要求教师理解课程体系中点、线、面的关系。例如实体完整性是指关系中主关键字不能为空且其值不能相同。在人事管理信息系统中个人数据库的职工号就是主关键字。参照完整性是指不允许引用数据库中不存在的外键数据，在进行参照完整性检查和约束时，可通过触发器来完成。

针对该课程的实践性、应用性，我们在教学中加强了实践环节的训练，具体做法是：按照课程内容的进度设计了从SQL语言的使用操作到数据库编程的系列上机实验。上机实验密切结合基本知识和基本技术，帮助学生消化课程内容，让学生在实际的DBMS(SQL Server 2000)上进行实际操作和实验，提交规范化的上机实验报告。这种课堂教学与上机实验紧密结合的教学方式既利于学生对基础理论知识的掌握，又利于学生的自主学习，激发学习兴趣。

3课程设计

课程课程设计的教学目标是使学生全面理解、综合运用数据库知识和技术进行数据库应用系统的设计和实施，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高其计算机理论水平和综合素质。这一实践教学环节在培养学生的综合实践能力和创新能力方面起着不可替代的作用，我们非常重视其教学组织，从选题到答辩采取了一系列切实措施来确保其教学质量。

3.1成立课程设计指导教师小组，提前下达课程设计任务

课程设计指导教师小组由承担过该门课程且有实践经验的教师组成，设组长一名，在组长协调下共同进行课程设计前的准备，如制定课程设计任务和实施计划等，共同组织对学生的答辩；但分工明确，每人指导1个班。数据库课程设计为期2周，安排在第7学期后半部分。指导小组在第7学期第一周向布置课程设计任务，组织学生分组和选题。课程设计时学生分组一般是按照学生的知识、能力、性别、性格等特征互补的原则搭配，每组2～3人，设组长一名。选题在第二周内完成。这样早地布置任务，目的是让同学提前进入课程设计，早开始，早准备。

3.2选题

课程设计题目的命题原则是：符合教学要求，紧密联系实际。具体题目一般是由指导教师小组提供备选题目清单，由各学生小组选择，也可以是学生从自己感兴趣并熟悉的方面提出，经指导老师审核通过的题目。学生小组组长负责召集和协调讨论本组的课程设计，组员间既明确分工，又相互协调配合。

3.3以过程管理管理为着力点，确保课程设计保质保量完成

指导教师组将从选题和分组确定后到集中课程设计周之前的八周左右的时间，按照数据库设计阶段和软件工程时间进度相应地划分为若干阶段(一般为6阶段)，明确规定各时间阶段结束前各小组要上交阶段报告和设计方案，并记录是否按时上交情况，记入平日成绩，以促使学生抓紧此项学习任务。对上交的阶段报告和设计方案，教师要及时评阅、反馈和指导，使其可行。

在集中课程设计周，采用以安排学生集中上机为主，分散设计为辅的形式。教师制定集中上机时间内上机纪律，并对学生考勤。之所以设置分散设计，是为学生对上机实施中发现的问题进行研讨或资料查阅留出时间。

3.4考核与评定

课程设计完成后，不但要提交软件系统、课程设计报告，而且还要进行答辩，答辩含讲解、演示、答问三环节。为避免在小组课程设计中，有的同学不积极参与，采用随机抽查个人和以抽签方式随机确定一位同学代表本组上台答辩的方式来考核小组的成绩，促使小组内部相互督促、相互帮助。通过这种课程设计组织方式，既培养了学生的综合实践能力和创新能力，又培养了学生的团队意识和协作精神。

课程设计的成绩由考勤、平日成绩(各阶段报告提交情况、随机抽查情况)、课程设计报告、答辩(含软件运行情况)成绩等部分组成。这种成绩构成方式，强化了对课程设计过程的监督和控制。

上述一系列措施，经过我们带多届学生进行数据库课程设计的教学实践证明，是行之有效的，并且可供其它软件类课程设计的教学指导所借鉴。

4结束语

经近年来对“数据库系统概论”课程的建设，我们以综合实践能力培养和创新教育为本课程教学目标，构建了数据库系列课程体系，建立了课程教学大纲、教案、多媒体课件、实验指导书和教学网站等，并对课程教学内容进行了优化、教学方法手段进行了改革和革新，对实验教学方式和课程设计教学模式进行了探索，取得了成效。

参 考 文 献

[1] 连润江. 数据库系统概论教学改革的探讨[J]. 湖北广播电视大学学报,2007,(5):22-23.

[2] 王珊,萨师煊. 数据库系统概论(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[3] 陈龙猛,王保桂,李吉忠,于仁师. 大案例教学法在Visual Basic程序设计教学中的探究[J]. 计算机教育,2008,(5):60-61.

[4] 中国计算机科学与技术书学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术书学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002:19.