数据库原理及应用实践教学改革

摘要：针对数据库原理及应用课程教学过程中存在的重原理轻应用的问题，在总结数据库课程教学特点的基础上，对数据库实践教学改革进行探讨，分析附属式、跟随式以及结构化实践三种教学模式，并通过教学效果分析，说明数据库结构化实践教学的改革取得良好效果。

关键词：数据库；实验方法；实践教学；教学改革

1研究背景

数据库原理及应用课程一般包含数据库原理与数据库应用开发两个部分的内容。原理部分以数据库设计方法为目标，重点讲述数据库的基本概念、基本原理以及基本技术；应用部分以现实需求为基础，应用数据库设计方法，在数据库管理系统支持下，采用程序设计语言实现应用系统的详细过程。数据库课程的教学目标就是要求学生掌握数据库设计方法，同时掌握数据库应用系统的开发过程。但传统的教学内容主要以原理为核心，较少涉及数据库系统的应用，教学过程较为抽象，缺乏直观性，学生在学习过程中很难深入理解这些原理。因此，必须大力加强数据库应用实践教学，使“原理”与“应用”并重，用“应用”带动和强化“原理”内容，用“原理”指导“应用”的教学效果。

结合我院数据库原理及应用国家精品课程建设，我们已经建立了“数据库原理及应用”的教材体系[1]，并建设了相应的实验体系、考试体系以及网络课程等。在实际的教学过程中，为适应新的教学需求，改变重原理轻实践的状况，我们不断对实验体系进行改进，并应用于实践教学中，不断改革数据库实践教学，取得了良好效果。

2课程特点

数据库原理及应用是一门兼有理论和实践的综合性课程。它不仅要求学生掌握课堂理论知识，更重要的是，通过大量的实践教学，使学生能够结合一种数据库管理系统，利用程序设计语言，设计出一个小型的数据库应用系统。基于这样的要求，该课程就不仅仅是单一的课堂理论教学，而应该是一个完整的集理论教学和实践于一体的教学体系。图1列举了课程的内容体系。

数据库原理及应用课程的内容体系分为3个部分，分别为数据库原理、数据库管理系统DBMS以及面向对象的程序设计语言。因此，数据库课程教学必须与这3部分内容相适应，将基础知识讲授、上机操作等方式作为课程内容的支撑系统。使学生掌握数据库设计的理论方法，在某种数据库管理系统的支持下，用面向对象的程序语言完成数据库应用系统的设计。

可见，在数据库课程的教学过程中，理论课与实践课必须齐头并进。理论必须通过实践来贯彻，而实践课又要建立在理论课的基础之上，过去那种重理论轻实践的思想已经不能适应新的人才培养目标。在数据库原理的理论课讲授中，我们采用了多层次、多环节的案例驱动导学模式，促使学生结合案例理解数据库设计的思想。并通过搭建内容合理、与课程内容相配套的实验体系加强学生的实践能力与自主学习能力。

3实践教学改革

在多年的教学过程中，我们不断改进教学方法，对实践的要求不断加强。结合国家精品课程的建设任务，我们对数据库课程的实践教学也进行了相应改革。从过去的附属式实验课到与课程内容相配合的跟随式实验，再到结构化实验，我们在实践教学的要求、方法及手段上都进行了大力改进。

3.1附属式实践教学

附属式实践教学就是将实践课作为理论课的附属，在理论课结束后，集中安排一部分课时上机，进行数据库的实践[2]。对于本科60学时的数据库原理及应用课程，通常安排课内上机10学时，课外上机10学时。上机课一般选用Access或Visual Foxpro这两种数据库管理系统，因为其简单易用，上手快，不需要花费太多时间去摸索复杂的软件系统。上机时，学生以小组为单位，每个学生独立上机，并进行小组内讨论，以每个小组选定的一个信息管理系统的课题为内容，在数据库管理系统的环境下，进行数据库设计、表设计、SQL查询设计以及应用程序的表单报表等设计。通常将20学时的上机课统一安排，2个学时一次课，一次课完成一个目标，最后每个小组分别完成一个数据库信息管理系统应用项目的开发，并提交一份实验报告，描述整个系统设计实现的过程。

附属式实践教学有利于学生集中精力，在短时间内结合理论知识，进行数据库系统的开发设计。但由于其不能主动结合理论知识，在实践过程中，容易造成理论与实践的脱节。学生上实验课时，对数据库管理系统较为陌生，对实验课的总体要求感觉难度较大，也没有编程语言的前序学习基础。因此，除少数自学能力较强的学生能够按时按要求完成实验课程，并通过实验课进一步掌握了理论知识，达到理论与实践相统一的效果外，大多数学生没有深刻理解和掌握数据库原理及应用课程的教学要求。

3.2跟随式实践教学

跟随式实验指实验课紧紧跟随着理论课的进度而开设，选用的数据库管理系统为SQL Server 2005。在数据库原理课程的教学中，用一个学生容易熟悉的大案例――教学管理系统开展，有顺序地介绍数据库的基本概念、关系代数、SQL语言、关系数据库模式设计方法、数据库应用系统设计以及数据库的保护技术等内容[3]。我们选用由李俊山教授等编写、清华大学出版社于2009年出版的教材《数据库原理及应用(SQL Server)》[1]及配套教材《数据库原理及应用(SQL Server 2005)教学指导与习题解答》。通过深入理解数据库课程的特点，制定了数据库实践课程的内容，分成5个实验，如表1所示。

表1中列举的实验内容跟随着理论课的进度开设。当学完相应的理论课内容后，就立刻安排一次实验课，以利于知识的保鲜和巩固。在学习完数据库的基本概念后，安排一次集中上机操作，内容是“认识SQL Server”，教师通过演示SQL Server的安装过程以及软件模块，并结合科研成果，展示一个在SQL Server下开发的数据库应用系统，让学生对数据库有一个感性认识，结合理论内容，初步了解数据库的概念含义。在学习了关系模型后，学生就可以进行“数据库的基础操作”的实验了。数据库的基础操作实验包括建立数据库、建表等内容，直观地让学生了解关系模型的二维表格形式表示的形态和建立方法。交互式SQL语言实验课是在学生学习了关系数据库语言SQL的理论知识后进行的，通过交互式方式，在SQL Server中完成表和视图的定义、数据的查询以及数据更新操作。完整性控制和恢复实验的目的是让学生对SQL Server中表的完整性和数据恢复有直观感受，能够独立地根据需要设置数据库完整性控制，并理解数据库恢复的重要性。最后，在理论课结束后，再进行一个数据库应用系统设计的大实验，相当于课程设计。

跟随式实验是对附属性实验的改革，它解决了附属性实验理论与实践容易脱节和遗漏的缺点，使学生对知识现学现用，容易理解，兴趣较高。在近几年的教学中，我们采用跟随式实验，学生的实践能力得到了明显提高。但跟随式实验没有考虑到学生运用程序设计语言开发数据库应用系统的困难，在数据库应用系统设计的大实验中，往往完成得较粗糙。

3.3结构化实践教学

结构化实践教学是将数据库原理及应用课程分成3个部分，分别为数据库原理40学时的理论课、面向对象程序设计20学时和数据库课程设计20学时，如表2所示。

其中，数据库原理为理论课，讲述数据库设计的基本理论。面向对象的程序设计课为实践课，通常安排在机房上课，一人一机。考虑到开发数据库的支持性与面向对象程序设计的通用性，选择PowerBuilder程序设计语言作为编程语言。课程设计课也是在机房上课，主要内容分为两部分，一为学习SQL Server或Oracle数据库管理系统，第二为课程设计。教师准备8～10个数据库课程设计课题，一般选择较为实用、贴近生活、学生容易理解的课题，比如学生成绩管理系统、图书管理系统、工资管理系统等。学生分成3～4人的小组，每组选择一个课题。学生从数据库设计规划、系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计，再到物理结构设计，最后结合程序设计语言完成数据库应用行为设计。

结构化实验教学与数据库课程内容体系模式相一致，能够较好地解决在数据库理论知识与实践内容学习中的脱节问题，大大提高了学生采用数据库设计思想，结合程序设计语言进行数据库开发的能力。通常在学习了数据库原理及应用结构化教学内容后，绝大部分学生都能深刻理解数据库的设计过程，通过小组合作解决问题，提高自主学习能力，并能够独立完成一个小型数据库应用系统的开发。

4考核方法与教学效果分析

按照结构化实践教学的过程，我们对学生成绩考核方法也进行了相应改革。考核分为3个部分，分别为数据库原理的笔试考核、程序设计能力考核以及课程设计考核。在原理的笔试考核中，并不单纯以期末理论考试为评分依据，还融入了平时成绩以及课堂实践的考核。成绩标准为笔试成绩(50%)+单元测试成绩(40%)+平时表现成绩(10%)。程序设计课程用考查方法检验成绩，即上机考试，按照完成的既定程序设计科目给分。课程设计的成绩评定也分为3个部分，分别为程序演示(50%)+课程设计报告(30%)+答辩(20%)，按小组评定成绩。通过多角度全方面考核，根据学生掌握知识和实际付出的努力情况进行成绩评定，有助于教师掌握学生对知识的理解和熟练应用程度，还可以正确反映学生实际学习情况。

通过结构化实践教学，该课的教学效果显著提高。在近3个学期的数据库课程教学中，数据库原理及应用三个阶段的课程成绩中，综合成绩在80分以上的人数比例占到了35%，较之过去的20%有了大幅度提高。成绩在70～80分之间的人数比例占到45%，较过去的30%也提高了很多。不及格率由过去的10%下降到了3%左右。学生在学习完数据库原理及应用结构化课程体系后，在毕业设计以及程序设计比赛中都体现出了较强的能力。

5结语

数据库原理及应用是一门理论性和实践性都较强的课程，只有加强实践教学的训练，理论知识才能得到有效巩固。在多年的教学过程中，我们不断对实践环节进行改革与探索，加强实践教学，通过专门开设课程设计这门课，让学生在完成一个有分量的课题作业的过程中，多练习、自己学，在做中学。实践表明，数据库原理及应用课程的实践教学改革，提高了学生的学习兴趣，培养了学生使用数据库原理和方法解决实际问题的能力，提高了学生的分析、归纳、设计和编程的能力，加强了学生自主学习和实际动手能力，提高了学生团队合作以及研究创新能力。

随着计算机科学的不断发展，数据库技术也在不断的发展中。随着教学内容的不断更新，我们除了在教材建设方面下功夫，教学方法也需要不断改革和创新。因此，我们将根据学生情况，及时总结教学经验，调整教学方法，设计实践教学环节，注意教学节奏，结构化分阶段地进行实践教学，使数据库原理及应用课程的整个实践教学更加合理、完善。

参考文献：

[1] 李俊山,罗蓉,赵方舟. 数据库原理及应用(SQL Server 2005)[M]. 北京:清华大学出版社,2009:123-147.

[2] 李雁翎.“数据库技术与应用”的课程改革与实践[J]. 计算机教育,2006(1):75-77.

[3] 薛云.“数据库原理与应用”课程实践教学的改革与探索[J]. 计算机教育, 2009(11):129-131.

Innovation of Practice Teaching on Database Principle and Application

YE Xia, LI Junshan, LI Hailong

(The Second Artillery Engineering College, Xi’an 710025, China)

Abstract: Database Principle and Application is considered much of the principle, while less of the application in its teaching process. The paper summarizes the teaching traits, and discusses the innovation in practice teaching of the course database. We analyze three practice teaching models which are accessorial type, following type and structured type respectively. Structured practice teaching model has nicer effect on database course teaching innovation by analyzing teaching result.

Key words: database; experiment means; practice teaching; teaching innovation