数据库原理精品课程改革与实践

文章编号：1672-5913(2011)23-0077-04 中图分类号：G642 文献标识码：A

摘 要：文章针对数据库原理精品课程建设需要解决的问题，从优化教学内容、丰富教学方法和教学手段、加强实践环节和培养学生创新能力等方面，提出课堂教学的多媒体化和多元化、基于案例教学法、网络教学平台的建设、“课内实验+课外实验+课外开放性创新实验项目”的实验教学法、KPAS评价体系等一套相应的教学改革措施。这些方法在实践中运用取得较好的效果。

关键词：数据库；精品课程；教学改革；KPAS；案例教学

作者简介：杨力，男，讲师，系统分析师，主要研究方向为数据挖掘、人工智能与分布式计算。

数据库技术是计算机科学技术中发展最快、应用最广的领域，随着数据库技术的不断发展，数据库原理课程的教学方法和手段随之而改变。因此，如何将数据库的基础知识、基本技能与数据库技术相结合，成为教学改革的重要任务[1]。此外，数据库原理是一门理论与实际结合非常紧密的课程，其实践性非常强，教学过程中如何把理论与实践有机结合，调动学生的学习兴趣，有效地提高教学质量，是数据库原理课程建设过程中面临的主要问题。

为此，西南石油大学启动了数据库原理精品课程建设工作，先后经历了以下四个阶段。

1) 1986年―1996年：第一阶段的课程建设主要是调研教材和教学大纲，建立课程体系。

2) 1997年―2002年：数据库作为计算机专业核心课程的重要地位逐步确立，建立了适应新形势下的教学大纲和实验教学体系，教师队伍建设取得实质进展，充实了多名年轻教师。

3) 2003年―2006年：建设分层次的立体化的全方位的教学支撑环境是第三阶段课程建设目标。 基本完成多媒体课件、实验指导书、网络课程、双语教学体系、教学支撑资源库建设。

4) 2007年至今：本课程于2008 年6月被评为四川省精品课程，课程建设迈上一个新的台阶。本阶段课程建设的基本目标是继续完善课程教学体系，加大现代信息技术手段在教学中的应用，加强与学生的互动交流，加强学生实践动手能力的培养，继续提升教学质量和教学效果。同时，继续探索适应中国国情的双语教学模式。

本课程组通过长期的教学和科研积累以及加强与国际知名大学的数据库课程教学交流，引入了其先进的教学模式和网络教学系统，大大拓展了教师的视野和教学思路，提升了学生的学习兴趣和自信心，达到了精品课程建设的目的，本文从以下几个方面探讨精品课程建设实践经验。

1 教学改革拟解决的问题

1) 以培养基础扎实、实践动手能力强的高素质创新人才为目标，在大量调查研究的基础上，确定了面向21世纪计算机专业“数据库原理”的全新教学体系[2]。

2) 高度重视课程基础(包括教学大纲、授课教案、多媒体课件、教材及实验指导书等)建设及多媒体网络课程建设。

3) 以省级教改项目“适应创新人才培养的计算机类课程考试方法与教学容改革的研究与实践”的研究成果为基础，改革考核方式和考试形式，建立全新的数据库原理考核形式和自主学习模式。

4) 双语教学方法和内容改革。

5) 采用多种媒体和多种方式引导学生开放式自主学习。

6) 以实训中心和软件外包开发基地为平台，强化学生综合应用能力。

2 数据库原理课程的改革措施

2.1 教学方法和教学手段内容

在数据库原理精品课程建设过程中，我们恰当地将传统的教学手段和现代教育技术有机地结合起来，使教学手段和教学方式多样化，主要表现在以下几个方面。

1) 以课堂教学为基础，实现课堂教学的多媒体化和多元化。

以课堂教学为主，结合多媒体教学手段。多媒体教学手段改变了纸质媒介、板书教学的传统模式，将图形图像、文字、声音、演示程序等多种教学载体有效结合起来，既活跃了课堂气氛，又加深了学生对知识的理解，大大改善了教学效果。我们主要采用教师的电子板书、多媒体课件、演示动画、演示录像及模拟程序等。

2) 教学中利用“案例教学法”，实现理论与实践的结合。

本课程是一门实践性很强的课程，深刻理解数据库的各种概念需要丰富的实践经验积累。课程组长期从事各种基于数据库的复杂应用系统的开发，积累了丰富的经验和实际案例。在教学中通过剖析这些案例，使学生了解所学的各种算法、原理和规则是如何构成一个真实系统的，加深对基本概念的理解,帮助学生顺利自主完成综合实验项目的开发[3]。

同时鼓励学生在课余时间积极参加开放实验项目和实训中心项目；并协助学生组建软件开发团队，积极承接信息管理类的实际项目，在软件外包开发基地这个平台上提高实践动手能力。

3) 利用现代计算机网络技术建立网络教学平台。

充分利用计算机网络技术，建立了网络教学平台，扩展了教学空间。主要在以下方面实现了传统教学方式无法或很难达到的教学目的。

(1) 通过在网络课堂中各种教学资源，可以极大地方便学生课后复习、预习以及自主学习，将课堂延伸到了课外。

(2) 学生通过网络课堂提问，教师通过网络课堂答疑，不但方便了师生交流，而且可以将所有学生的提问及教师的回答情况记录下来供其他学生查看，从而达到知识共享的目的。

(3) 教师除了通过Email、QQ、网络课堂等现代信息技术手段与学生进行交流与互动外，还利用网络课堂进行教学问卷调查，及时了解学生对当前教学的意见和建议，并根据实际情况适时调整后期教学。目前课程组已进行了7次这样的问卷调查，收集并电子存档了大量学生的反馈意见，课程组教师经常在开展课程组教研活动时一起分析、讨论学生的意见，发现并及时解决教学中存在的问题。

(4) 学生通过网络课堂提交电子作业和实验报告，教师通过网络课堂进行批改和写电子评语，可以提高教学效率，方便作业和实验报告的永久保存以及成绩的统计分析。

(5) 通过课程组引进和自主研发的数据库网络教学系统，学生可随时随地通过网络完成部分实验和自测练习、测验，并且教学系统可自动进行评判和反馈，既方便了学生自主学习，也减轻了教师批改作业、实验和测验劳动强度。

(6) 学生在网络课堂上进行提交电子作业，完成实验、自测练习和测验后，其成绩和完成情况记录都详细记录在教学系统的数据库中，教师可随时调阅这些记录并进行统计分析，从而发现学生学习中的薄弱环节，并在今后的教学中加以改进。

(7) 除了针对学生整体的统计分析外，由于网络课堂详细记录了每个学生的登录时间，登录次数，在线时间，提交电子作业时间，网上实验和自测练习的答题时间、答题次数、每道题的回答情况，网上提问的时间和次数，这就使得教师可以通过这些记录数据详细了解和分析每个学生的学习进度、学习状况、学习行为和学习态度，从而进行因材施教和实现对学生平时成绩更加公正的评价。

4) 组织学生参加“数据库应用大赛”，以促进学生对数据库基本原理的理解、掌握，提高数据库实际应用能力。

从2009年开始，每年由计算机科学学院主办、数据库原理课程组承办“西南石油大学数据库应用大赛”。该竞赛面向学校所有对数据库感兴趣学生，分专业组与非专业组比赛。竞赛分初赛和决赛两个阶段。

(1) 初赛阶段：主要考查学生对数据库基础理论和SQL编程语言的理解和掌握情况。该阶段比赛利用课程组研发的“数据库网络辅助教学系统”和“在线SQL 自测系统”在网上进行比赛，以提高比赛效率、减少教师阅卷强度。

(2) 决赛阶段：主要考查学生协作开发实际数据库应用系统的能力。由学生自由组队利用自选的数据库平台和编程语言开发一个实际可用的数据库应用软件，然后由专家从软件的界面友好性、功能完善性、文档规范化等方面对学生团队作品打分，以决定比赛的最终成绩。

2.2 实践教学活动

为保证实践教学的效果，我们采用“课内实验+课外实验+课外开放性创新实验项目”相结合的办法，以弥补课内学时的不足。

1) 实验教学围绕本课程的重点和难点，从最初的数据库安装到交互SQL、SQL编程、数据库设计、数据库备份与恢复等，精心设计了一系列上机实验(包括一个需要小组合作完成的综合实验项目)。

2) 针对SQL语言部分，我们还自主开发了 “在线SQL 自测系统”(内含1000多道SQL 实验题目)，以辅助学生进行远程自主在线实验。该系统可以实现实验题目自动抽取、SQL 程序自动执行和自动判分，为学生自主学习提供了很好的平台和环境。

3) 设计了50 多个课外开放性创新实验项目，对学生综合应用能力的锻炼起到了积极的作用。

实践教学的基本目标是帮助学生消化理论知识，并重点培养学生的实践动手能力和数据库应用能力。

2.3 实践考核

传统的实践考核往往采用实验报告的书面方式和教师随堂抽查学生实验步骤和结果的方式。这两种方式都存在一定的弊端。首先，实验报告书面方式很难客观地评价学生的实验效果。学生在一定期限内完成教师指定的实验任务并上交，但这一过程缺乏有效的监督措施，因此无法避免学生相互抄袭实验报告的情况。而采用教师随堂抽查学生实验步骤和结果的方式往往也无法达到全面考核的效果，只有部分学生在抽查中得到较为客观的评价，而且教师工作量很大，评价效果不尽如人意。因此，本课程组创新地提出了KPAS (Key Procedure Appraisal System：关键步骤评价体系)评价体系，并自主研发了配套的实验考核系统。该实验考核系统针对每个实验项目提取出若干关键实验步骤，为每个实验步骤设计一定量的能够反映实验者熟练程度的试题，在每次实验课程结束前10分钟，学生登录该实验考核系统，系统针对每次实验的关键步骤和核心知识点在题库中随机抽取一套测试试题(所有学生试题均不完全相同)，学生限时答题，系统自动评判并汇总全班评分表给教师。该系统经两届学生使用，效果良好，既实现了对学生实验掌握情况的客观评价，又有效地减轻了教师的评判工作量。

2.4 双语教学

数据库技术是发展非常快的一个研究及应用领域，很多新概念并没有相应的中文术语，硬性翻译既不自然也不便于理解。为了与国际一流大学接轨，提高学生运用专业英语的能力，让其能够直接阅读国外数据库教育专家的经典文件和著作，本课程已在计算机科学与技术专业开展了4次双语教学试点，使学生理解原汁原味的概念和术语的定义，教学效果良好。确定了双语教学的国外原版教材，建设了一系列的网络教学资源及辅助材料，包括双语教学用电子教案、国外优秀数据库多媒体语音讲义、数据库领域经典文献、全英文练习题库/实验题库、常用数据库专业词汇中英文对照表及解释等。

考虑到本科学生的实际英语水平，编写完成了国内第一本专门用于数据库双语教学的注释版国外原版教材，配合中文主教材使用，在一定程度上降低了学生接受双语教学方式的难度。另外，课程组在具体实施双语教学时采取了循序渐进的方式。课程初期的电子讲义幻灯片和课堂讲授以中文为主，英文为辅；课程中期以英文为主，重要专业词汇中文注释；课程后期根据学生的接受情况，逐步过渡到全英语教学，包括电子讲义幻灯片、作业、测验等。

3 课程的主要特色

1) 引进欧美一流大学的教学模式和数据库网络教学系统，建立了立体化的数据库多媒体网络教学平台，基本上实现网上多媒体课件等教学资源下载、网上布置作业、学生网上作业、网上实验、网上考试、网上答疑、师生网上交流互动等。教师通过网络教学系统可方便地查看所有学生网上作业、实验成绩，每个学生每次作业、实验的回答情况，并详细分析学生对知识点的掌握情况，从而有针对性地改进教学并进行因材施教。这套网络教学系统也大大减轻了教师批改作业和试卷的压力，使教师能够在不增加劳动强度的前提下，加强对学生的课后延伸(作业、实验、平时测验)要求，并投入更多的时间进行教学改革和研究。

2) 引入了双语教学，向国外一流大学数据库教学水平看齐，促进了学生的专业英语运用水平的提高。还针对中国国情，编写并出版了国内第一本专门用于数据库双语教学的注释版国外原版教材。

3) 特别强调案例和实践教学。通过教师积累的丰富数据库项目经验，理论联系实际，加深学生对基本概念、基本理论的理解。同时要求学生综合利用数据库基础理论及先修的或同时开设的程序设计、数据结构、网络原理、软件工程等课程的知识，通过完成教师精心设计的11个实验(包括1个综合实验项目)，提高实践动手和数据库的应用能力。

4 结语

数据库原理是我校计算机及相关专业的主干核心课程，在整个专业课程体系中有承上启下、融会贯通的重要作用(也是我校计算机科学与技术省级特色专业的重要支撑课程)，为学生的后期生产实习、毕业设计，以至走上工作岗位打下坚实的理论和实践基础。为此，本课程经过长期的探索与建设，被评为四川省省级精品课程。课程组成员坚持用先进的教学理念来指导课程改革，不断完善理论教学体系和实践教学体系，并综合运用现代教育手段，采用课堂、课下、实践、网络立体教学方法，使学生的学习效果得到很大提高。

参考文献：

[1] 李志欣,卓亚琦. 计算机专业中数据库原理课程的改革与实践[J]. 科技传播,2010(8):218-219.

[2] 谢幼如. 部级精品课程“教学设计原理与方法”的建设[J]. 电化教育研究,2005(7):28-31.

[3] ,杨先凤. 数据库原理精品课程建设探讨[J]. 石油教育,2008(3):63-65.

The Teaching Innovation and Practice on the Database Principle Select-Course

YANG Li, SUN Yu, CHEN Wenbin, GENG Xinyu

(School of Computer Science,Southwest Petroleum University, Chengdu 610500,China)

Abstract: Analysing the problems which needs to be solved in the construction process of the Database Principle Select-Course, some inovative methods, such as multimedia and diversification of class teaching, case-oriented teaching,construction of network teaching platform, experimental teaching of ‘curricular experimen+extra-curricular experiment+ extra-curricular open innovation experiment’ and KPAS evaluation system, are introduced. From the aspects of designing the course for training goals, optimizing teaching contents, enriching teaching methods, strengthening practice activities and developing creative abilities of the students, etc.，the measures have improved corresponding teaching and achieved some desired effect.

Key words: Database; top quality course; teaching innovation; KPAS; case-oriented teaching