任务驱动和案例相融合的数据库教学方法研究

摘要：针对数据库课程的特点，为了使学生能更为牢固的掌握数据库的知识技能，探索任务驱动和案例相融合的数据库教学方法。将案例分为引导案例、任务案例和扩展案例三类，提出了一些新的教学方法。教学实践表明，将教师对案例的讲解和学生完成相应的任务有机的融合在一起能较大程度的提高教学效果，学生的自主学习能力和动手实践能力得到较大的提高。

关键词：数据库；案例；任务驱动

中图分类号：TP311 文献标志码：A

近年来，数据库技术取得了巨大的应用和发展，它广泛的应用于众多的行业，如通信、银行、电力、农业、林业、交通、工矿企业等。数据库的理论和技术受到了大家的广泛重视。相应的，数据库的人才需求也是巨大的，培养具有专业的数据库知识和技能的高技术人才是许多高校计算机学院教学任务的一个重点。

数据库理论与技术课程是高校计算机专业的一门重要专业课。该课程的特点是既包含较多的理论知识点（如关系代数、规范化理论等），又含有较多的专业技术（如数据库设计、SQL语言运用、数据库实现等）。传统的教学方法主要是教师依据各知识点利用板书或幻灯片在课堂上一一讲解，布置少量习题供学生课后完成。单靠老师的课堂讲解，学生对理论性较强的知识如函数依赖、范式和模式分解等往往是仅进行了机械的记忆，为了考试而死记硬背，记了知识点但不知其所用，遗忘较快，而对技术实践性强的知识如SQL语言、数据库概念设计、逻辑设计等，学生若仅听老师的讲解，最终将会导致眼高手低，实践操作能力较差，无法胜任具体的数据库工程任务。为了增强数据库的教学效果，近年来，国内外研究者提出了一些有用的教学方法如任务驱动教学法和案例教学法等，但这些方法在实际数据库教学中也存在一些不足，为了进一步增强教学效果，本文研究了任务驱动和案例相融合的数据库教学方法。

1、案例教学和任务驱动教学方法

1.1 数据库中的案例教学

案例教学法是教师依据基本的教学目标和学生的具体情况，设计一个或多个有针对性的案例，组织学生对案例中所用到知识技能进行学习、思考和讨论的教学活动。成功的案例教学法可使学生在相关案例的学习和交流中增强对知识点的理解与掌握，提高分析问题和解决问题的能力，可收到较为显著的教学效果。

针对数据库的理论和应用技术较强这一特点。单纯的传统课堂讲解方法很难激发起学生学习的主动性和浓厚兴趣，将案例教学法引人数据库教学中可收到一定的教学效果。由于数据库理论和应用技术知识点较多，很难用一个案例进行全面深入的教学，故可根据不同的教学内容和教学目标设计几个经典案例。本节以关系数据库规范化的教学为例说明案例教学法在数据库课堂教学的应用。

关系数据库规范化理论与技术是数据库教学中理论性较强、学生较难理解的知识，所包含的知识点较多，诸如函数依赖、规范化、范式、模式分解等。单靠教师在课堂逐一讲解知识点，学生机械的学习，不知所学具体用在何处，学生往往会逐渐失去兴趣。为了解决该问题，在教学中选取学生较为熟悉的超市管理信息系统数据库逻辑设计部分所包含关系模式设计的内容作为一个案例进行课堂分析与讲解。该案例主要涉及超市系统的数据实体和属性分析、具体关系模式的设计、基于不同范式的数据库操作效果、数据库的改进等内容。利用案例，在教学中可综合课堂讲解、问题分析、课堂交流、效果演示等多种方法。例如，针对该案例，在组织同学们学习范式知识时，教师可预先给出满足2范式的关系模式，可由学生亲自动手对基于2范式的关系模式的数据库表进行操作，继而引导学生对操作时遇到的某些插入异常问题进行分析和集体讨论，进而鼓励学生给出解决办法。通过对案例的讲解、学习和讨论，许多枯燥的理论变得生动起来，学生们的学习兴趣和知识掌握程度都有了较大程度的提高。

1.2 数据库中的任务驱动教学

任务驱动教学法（task based learning）是以建构主义教学理论为指导，学生紧紧围绕一个或多个共同的任务，在强烈的解决动机的驱动下，对知识技能积极主动学习和灵活应用，进行自主探索和互动协作的学习，并完成既定任务的一种教学实践活动。任务驱动教学法以任务为主线、以学生为主体、以教师为主导。

数据库的众多知识技能均和工程实践紧密相联，学生的任务题目和完成任务的环境较容易实现，通过自主探索和积极学习，学生能较好的完成具体任务。在教学过程中，学生由被动的接受知识的主体转变为自主探索知识，独立思考，独立完成任务的主体。本节以数据库SQL语言的教学为例说明任务驱动教学法在数据库教学中的应用。

SQL语言的特点是语法知识较多、高度的操作性，学生若在课堂上仅听教师的讲解或看演示例子，实际工作时往往会陷入“眼高手低”的困境。为此，在该知识模块的教学中可利用任务驱动教学法改进教学。将SQL语言的练习分成多个子任务，如关系表的查询任务，视图、存储过程和函数的实现与调用任务，完整性约束实现任务等。学生围绕着各个任务进行学习活动，在完成任务的过程中主动发现问题、讨论问题和解决问题。在任务的完成过程中，学生居于中心地位，充分的发挥了主观能动性，教师主要起了引导的作用。利用任务驱动的教学方法，学生们的学习兴趣和自主解决问题的能力能得到较大提高。

2、融合案例和任务驱动的数据库教学

在数据库课程教学过程中，案例教学法和任务驱动教学法都有一定的成效，但是，案例教学法和任务驱动教学法也有一定的不足。案例教学法依旧以老师讲解为主，学生主要是被动的听，动手机会较少。对于一些重要知识点，例如对关系表中的信息如何查询，如何删除等，学生往往是课堂听的挺明白，过后遗忘的也快，对数据库的许多知识有了初步认识但理解不深，尤其是数据库的技能操作方面，案例教学法授课效果往往不够理想。同时，在讲解案例时，教师很难真正了解学生掌握知识点的程度，无法较好的因材施教。任务驱动教学法虽然可以充分的调动学生的积极性和主动性，提高学生的知识运用能力，但数据库的知识点较多，既有理论知识又有操作技能，难易差别较大，任务的划分和分配难度较大。任务驱动教学法以学生为主体，但很多学生在完成任务时，遇到一些困难往往就止步不前了，尤其是对自学能力稍低的同学，突破各种难题的难度较大，容易打击信心，经常半途而废，分配的任务最终流于形式。

为了弥补任务驱动教学法和案例教学法的不足。本文提出将任务驱动教学法和案例教学法融合起来进行数据库课程的教学。针对数据库课程的特点，依据案例的性质和作用的不同，案例主要分为引导案例、任务案例和扩展案例三类。引导案例主要是教师在课程开始概要讲解的一个案例，引导案例的特点是规模不大、简单易懂、涵盖基本知识点和技能。引导案例的讲解要求精要概括，使学生从整体和基本结构上了解案例，对该案例各个部分所需的基本知识心里有数，为完成后续的任务打下基础。例如，可将仓库管理系统的数据库设计与实现部分作为引导案例，包括数据库的功能设计、概念设计、逻辑设计、规范化、sQL语言的运用、数据库的运行和维护等内容。该案例由详细的文档和成型的软件组成，教师依据文档和软件进行概要讲解和功能演示。引导案例讲解完毕后，教师进一步将任务案例划分成多个子任务分给学生进行分组完成，为便于指导和比较，教师可预先完成任务案例的文档和软件，但在学生完成任务的过程中不提供给学生。任务案例的特点是难度适中、涵盖知识点较多、功能较多。任务案例可设为1个或多个。例如，可将图书馆管理信息系统中的数据库设计与实现部分作为任务案例，将任务划分为数据库的需求分析、功能设计、概念设计、逻辑设计、数据库的实现与测试等子任务。学生通过完成交替轮换子任务，最终全面的掌握数据库的知识技能。在学生完成了任务案例后，为了进一步提升学生的技能，教师利用扩展案例再做一次概要的课堂讲解。扩展案例要求具有一定的难度和工程量，和实际工程紧密联系，高于教学用例。例如银行系统的数据库设计与实现、大型煤矿管理信息系统的数据库设计与实现等。扩展案例的学习使学生能更深的体会数据库知识在具体行业领域内的应用，从而进一步激发学生的学习兴趣。

上述3类案例中的每个案例所包含的知识技能点尽可能多，统一称之为整体案例，利用整体案例组织教学能节省时间，使学生能系统自主掌握数据库的知识技能。但利用整体案例进行教学需要学生有较强的自学能力和克服困难的能力，比较适合基础较好的学生。对于程度较低自主学习能力不高的学生，他们往往跟不上节奏。为了增强教学的灵活性且为了便于学生学习和锻炼，在实际教学中，根据知识点的特点和教学需求，引导案例和扩展案例还可划分为众多子案例，如图1所示。任务案例相应的划分为一些子任务供学生阶段性完成。

例如，将仓库管理系统的数据库设计与实现部分作为引导案例，则数据库的功能设计、概念设计、逻辑设计、规范化、SQL语言的运用、数据库的运行和维护等内容可划分为引导子案例。相应的，作为学生任务的1个或多个任务案例的实现部分的功能设计、概念设计、逻辑设计、规范化、SQL语言的运用、数据库的运行和维护等内容划分为任务子案例。扩展子案例类似划分。例如，教师首先可讲解数据库概念设计的引导子案例，接着将任务子案例的任务题目分给学生完成，学生完成后，再选相应的扩展子案例进行总结提高。接着进入下个子案例的循环。当各个子案例的教学全部完成后，再做整体案例的总结与分析。

在实际教学中是运用整体案例还是运用子案例，没有固定的标准，主要是取决于学生的整体学习水平，如果学生水平较高（如重点大学学生），则选用整体案例；如果基础较低则用子案例进行教学。

为了更好的将任务驱动教学法和案例教学法融合在数据库课程教学中，除了教师正常讲解案例知识点和正常的任务指导之外，还采用了以下新的具体教学方法：①案例的整体演示和软件体验法。无论是利用整体案例还是划分的子案例进行教学，课程开始我们会将精心选择的引导案例进行课堂演示，同时分发给学生进行功能体验。使学生较为轻松自然的进入学习状态，以较好的感官操作体验带动浓厚的学习兴趣，同时对数据库技术的应用有个整体的认识。②网上即时交流研讨法。任务分配后，学生完成任务的主要时间是课堂之外，为了发挥集体研讨的作用，充分调动学生们的学习能动性，利用即时通讯工具建立了学习群。任何一位同学均可将所遇到的问题即时在群里或单独和群成员进行交流，学生和教师可就该问题给出自己的处理意见和解决方法。通过群，教师可即时和学生沟通、传递资料，就一些重要问题进行点拨。便捷的网络工具的应用使教师对任务进行指导和督促有了更大的灵活性，是课堂教学的一大补充。③优秀学生讲座法。学生们将案例的全部任务完成后，将会形成一个较详细的文档和一个小型数据库软件产品。教师挑出最为优秀的作品，教师概要评价后组织完成作品的优秀作者做一次完整的讲座。讲座包括完成任务的准备、遇到的问题、解决的办法、同学问的合作情况、知识点的体会、作品的自我评价和进一步的完善等内容。任务结束后选拔优秀学生做讲座既能锻炼学生的综合能力，通过榜样的力量又能进一步调动大家学习的积极性。

3、结语

针对数据库课程的特点，本文探讨了将案例教学法和任务驱动教学法融合在一起的数据库教学方法。依据案例的性质和作用的不同，将案例分为引导案例、任务案例和扩展案例3类。引导案例和扩展案例主要用于教师讲解与演示；任务案例供学生分组训练完成。根据学生的不同，进一步将案例进行细分为子案例，子案例用于各个阶段的教学。在基本的教学方法基础上，利用案例的整体演示和软件体验法、网上即时交流研讨法、优秀学生讲座法等方法进行灵活的教学。教学实践表明，本文探索的教学方法能较好的调动学生的学习积极性，增强学生学习能力，使学生能较牢固的理解和掌握数据库的理论和知识技能。