《数据库技术与应用》课程的教学改革方案研究

【摘 要】数据库课程处于计算机专业课程体系的核心位置，对C语言、操作系统、软件工程等课程有着承上启下的作用，是一门理论与实践紧密结合的课程。然而传统的数据库教学模式重理论，轻实践，如此教学对于学习能力不够强的学生来说，只能增添他们对枯燥理论知识的厌恶，而影响了实际教学效果，以至于学生往往学完了数据库，仍然不知道数据库是什么，如何在具体的项目中使用数据库。文章借鉴CDIO工程教育模式，对现有的数据库课程教学改革方案进行了研究，旨在提高计算机专业学生学习数据库的兴趣和效果。

【关键词】数据库；CDIO；教学改革；案例库

数据库课程处于计算机专业课程体系的核心位置，对C语言、操作系统、软件工程等课程有着承上启下的作用，是一门理论与实践紧密结合的课程。学习数据库课程的目的是使学生理解数据库的基本原理，能够自己或配合团队进行数据库系统的设计和开发，从而掌握如何在实际的项目中使用数据库技术[1]。

通过对省内外数据库课程教学改革的相关研究发现，目前的数据库教学仍然以理论教学为主，虽然教学过程中穿插了部分的实例教学，但是这个教学模式仍然存在不足之处：

（1）针对独立学院学生来源差别较大的问题，学生对数据库的认识和态度不一，枯燥的理论教学很难在大部分学生中引起共鸣，从而影响了教学效果。

（2）数据库知识在课本中的设置往往比较零散、孤立，没有形成一个完成的实践体系。学生可以掌握各章知识点，但对数据库系统的全局建立不起完整的概念，以至于学生往往学完了数据库，仍然不知道数据库是什么，如何在具体的项目中使用数据库。

针对上述存在的问题，本文借鉴近年来国际上流行的CDIO(Conceive 构思、Design 设计、Implement 实现、Operate 运作)工程教育模式，对现有的数据库课程教学改革方案进行了研究，将与我们生活息息相关的软件项目引入到课程教学中，使学生能够参考具体项目的数据库设计过程学习相关数据库理论知识，在实践中提高计算机专业学生学习数据库的兴趣和效果。

1、课题改革研究的内容

CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达，以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的工程能力、职业道德、学术知识和运用知识解决问题能力、终生学习能力、团队协作能力、交流能力和系统掌控能力[2-4]。

通过借鉴CDIO工程教育模式，我们将生活案例引入到实际教学的每个环节中，具体从以下几方面对数据库课程进行教学改革。

（1）基于案例的理论教学内容改革

将案例渗透到课堂教学的每个环节，以本学院正在使用的学生学籍管理系统为基础讲解数据库设计的基本知识点，主要包括：概念模型设计、逻辑模型设计、标准SQL、规范化理论、数据库设计、数据库软件操作等相关内容。这样做不仅可以将枯燥的理论知识与实际生活结合，让数据库教学内容变得更加立体化，学生也更容易理解和接受。

当然，为了帮助学生更好的巩固所学知识，提高教学的效果，在本课程的教学互动中，我们还将采用分组教学模式，为每个组分配大家熟悉的典型案例，从用户对象、功能需求、数据管理三个方面描述每个案例的内容，设置案例对应的思考题，使每个小组通过案例描述就能明确案例考核的知识点和自己应该完成的工作。

（2）基于案例的实验教学内容改革

数据库课程是一门理论与实践紧密结合的课程，理论教学是实验教学的基础，而实验教学则是巩固理论教学的必要过程。因此，实验教学内容的设计主要包括两个部分：SQL命令实验和案例设计实验。SQL命令实验要求学生掌握课程的基本知识点，如使用SQL命令完成数据库、数据表的创建与查询管理。其中，数据库和数据表的内容是实验已经给出的，直接完成SQL命令编写即可。因此，这一部分要求每个学生独立完成；而案例设计实验是将各章节所学知识点融入到实际案例中，以项目组为单位，组内成员要在组长的协调下共同完成，主要设计的任务包括：确定项目，完成功能模块划分，完成概念结构设计和逻辑结构设计，创建数据表，然后进行数据库管理和查询。

实验教学主要是采用SQL Server 2005系统软件，结合典型的教学案例，在软件管理平台上完成案例数据库、数据表的创建及相关数据的查询操作，培养学生的实际动手能力和解决问题能力。

（3）教学案例库的建设

教学案例库的建设是本课程改革的核心部分。案例库中案例主要来自于学生的毕业实训项目、业余科研项目或者教师自己做的项目等。案例的内容是针对数据库设计的步骤来制定的，主要包括：案例背景、案例需求、案例概念结构设计、案例逻辑结构设计、案例实现代码和案例测试用例。作为任课教师，我们必须对每个案例的具体实施情况非常了解，并且根据案例的具体情况设计好教学实验的内容，突出教学知识的重难点。实际上，对于教学案例库的设计并不是一下子就能完成的，它需要一个不断积累的过程，当然案例设计的内容可能一开始不是很规范，我们会在实际操作中，特别是该课程所在学期结束后将不规范的案例进行调整，将积累的新案例充实到案例库中。

（4）教学方法的改革

本课程的教学方法主要采用启发式教学、分组教学和情景式教学相结合的方法。

在教学过程中首先采用启发式教学方法，即“分析案例系统需求——提出问题——寻求解决方法——引出课本知识点”这四个步骤，帮助学生理清学习的思路。如关系数据库理论中模式分解知识，首先给出具体学生管理系统的关系表案例，分析案例在实际信息描述和查询中存在数据冗余、插入和删除异常等现象，寻求解决的方法，从而引出课本的知识点“模式分解”。

在掌握了课程基本知识后，对学生采用分组教学和情景式教学模式，即将学生按照一定的比例进行分组，并为每组分配不同的数据库项目案例，让学生进入项目组，以开发人员的身份思考数据库的设计和优化，吸引学生参与课程案例的讨论和实践。当然，为了让学生充分理解案例，并将案例与课程知识点产生联系，我们将选择学生比较熟悉的典型案例（如图书管理数据库、学生管理数据库和教务管理数据库等）。在案例的分析描述上，我们坚持采取简单明了的描述方式，尽量缩短学生在完成案例需求分析上所花费的时间，突出了数据库课程的教学重点，提供学生实践的机会。

2、课题改革拟达到的目标

本课题对数据库理论教学内容和实验教学内容进行改革，希望达到以下三个目标：

（1）针对独立学院的学生特点，改变传统的理论教学模式，引入“基于项目教育和学习”的理念，对现有的数据库课程教学的每个环节进行了改革，丰富课程教学的形式，提高学生学习兴趣。

（2）引入案例，对数据库系统的全局建立完整的概念，在实践中帮助学生掌握数据库是什么，如何在具体的项目中创建数据库，提高学生的实际动手能力。

（3）模拟工作中的项目组模式，培养学生的团队协作精神和能力，在实际案例中巩固课本的理论知识，建立数据库完整模型，为后续课程和实训内容的学习打基础。

参考文献：

[1] 王向辉,崔巍,徐俊丽.基于CDIO的数据库课程教学改革方案研究[J].计算机教育,2011(2):38-41.

[2] 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(5):35-37.

[3] 张爽,朱志良,姜慧研,等.基于CDIO模式的软件工程课程教学改革实践[J].南京大学学报,2009,45(增刊):76-79.

作者简介：

徐嘉，女，硕士研究生，研究方向为数据库，软件工程。