黃德才　龔衛(wèi)華

文章編號(hào)：1672-5913(2009)10-0169-03

摘要：針對(duì)“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊組織存在的不足，本文提出了實(shí)驗(yàn)改革的目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊組織的“協(xié)調(diào)性、多樣性、趣味性、創(chuàng)新性和實(shí)用性”原則，給出了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案和模塊組織結(jié)構(gòu)，以及教學(xué)實(shí)踐的效果體會(huì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果表明，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)K組織方法有利于提高理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效果，對(duì)提高學(xué)生自主獲取知識(shí)能力和創(chuàng)新能力有積極的作用，對(duì)其他高校同類課程的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；實(shí)驗(yàn)?zāi)K；實(shí)驗(yàn)改革；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1問題的提出

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)中發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)同操作系統(tǒng)一樣，已成為各種應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)平臺(tái)，因此，“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程已成為各類高校許多專業(yè)的必修課，更是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的核心主干課程。通過這門課程的開設(shè)和教學(xué)，力圖使學(xué)生能夠正確理解數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史和基本原理，熟練掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用技術(shù)等。

雖然數(shù)據(jù)庫作為一門學(xué)科的研究范圍十分廣泛，但對(duì)于絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫課程的主要目的或者說畢業(yè)后的主要就業(yè)渠道，就是應(yīng)用現(xiàn)有的商品化DBMS和開發(fā)工具，設(shè)計(jì)和開發(fā)面向各種實(shí)際問題的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，因?yàn)榇蟛糠諭T企業(yè)和用人單位需要的是工程型應(yīng)用人才。因此，為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的目標(biāo)，課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊組織方案也就顯得十分的基礎(chǔ)和重要。

雖然我?！皵?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)計(jì)劃中安排了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和為期1-2周的大型實(shí)驗(yàn)，但由于實(shí)驗(yàn)方案陳舊，內(nèi)容單一，且理論教學(xué)基本上按照“理論-實(shí)踐-理論”的順序進(jìn)行組織和教學(xué)，加之?dāng)?shù)據(jù)庫原理知識(shí)理論比較抽象，導(dǎo)致學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)階段感覺被動(dòng)乏味、理解困難，而當(dāng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)大型實(shí)驗(yàn)階段后，又感到系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等實(shí)踐工作無從下手，致使實(shí)踐與理論之間嚴(yán)重脫節(jié)，也導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量難于提高。

由于計(jì)算機(jī)新理論、新方法的不斷涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的課程數(shù)不斷增多，且因總教學(xué)時(shí)數(shù)的限制，許多專業(yè)課程的教學(xué)時(shí)數(shù)逐年下降。從2001年起，我校“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)課時(shí)數(shù)已經(jīng)減少到48學(xué)時(shí)(含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí))，但數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程涉及的知識(shí)卻更加豐富，導(dǎo)致理論和實(shí)踐教學(xué)中存在的問題和矛盾更加突出。因此，如何科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、組織實(shí)驗(yàn)?zāi)K，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，總體上提高教學(xué)質(zhì)量，成為我校該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的核心任務(wù)之一。

2改革目標(biāo)與模塊組織原則

“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，更是社會(huì)用人單位對(duì)畢業(yè)生實(shí)踐動(dòng)手能力的強(qiáng)烈要求。因此，“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)改革的目標(biāo)就是在不增加現(xiàn)有教學(xué)課時(shí)的前提下，不僅要幫助學(xué)生真正理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的原理，熟練掌握某種商品化DBMS的安裝、配置、常用工具和SQL語言的具體使用方法等基本技術(shù)，還要提高學(xué)生綜合運(yùn)用課程知識(shí)，能夠使他們?cè)诮o定用戶需求的情況下，具備主要通過獨(dú)立思考和分析研究，完成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)任務(wù)等數(shù)據(jù)庫知識(shí)綜合應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。

雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革包括多個(gè)層次和許多內(nèi)容，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇以及實(shí)驗(yàn)?zāi)K的組織方法卻是決定實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵，因此，我們不僅要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容完全體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃和課程體系，而且要求實(shí)驗(yàn)?zāi)K的組織方法能夠體現(xiàn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。因?yàn)閷W(xué)生在“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)困難，首先來自于他們對(duì)所學(xué)知識(shí)缺乏必要的感性認(rèn)識(shí)，因而，我們?cè)谖墨I(xiàn)[4]中提出了“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐-再理論”的“雙循環(huán)”教學(xué)思想，即用“先實(shí)踐后理論”的方法把根據(jù)理論知識(shí)需求精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)相融合，以實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)來促進(jìn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，解決學(xué)生的認(rèn)知困難。故實(shí)驗(yàn)?zāi)K的選擇和組織應(yīng)該遵循以下原則。

(1) 協(xié)調(diào)性原則：主要指實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)教學(xué)節(jié)奏必須與理論教學(xué)的內(nèi)容、時(shí)間和節(jié)奏協(xié)調(diào)一致，以及實(shí)驗(yàn)?zāi)K與模塊之間的協(xié)調(diào)性。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容雖然是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的完整體系，但它畢竟是總體教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)部分，必須與理論教學(xué)體系有機(jī)結(jié)合。特別是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，更應(yīng)該與理論教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，重點(diǎn)在于使學(xué)生加深對(duì)理論的理解，掌握其中的基本技術(shù)和方法，解決其中的基本問題。

(2) 多樣性原則：指實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)要求的多樣性?！皵?shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)?zāi)K中應(yīng)該包括演示型、驗(yàn)證型、操作型、綜合型和設(shè)計(jì)型等多種類型的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，而且應(yīng)該根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)類型提出不同的要求，包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)和考核等的不同要求。比如，演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課不進(jìn)行考核；一部分綜合性實(shí)驗(yàn)可要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)完成，另一部分可以在課堂教學(xué)結(jié)束后由學(xué)生自主完成等。

(3) 趣味性原則：指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是對(duì)數(shù)據(jù)庫原理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。比如，可以通過一些演示型或驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)出對(duì)數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)的需求和學(xué)習(xí)興趣，在講授和學(xué)習(xí)新的理論知識(shí)后，再引入新的實(shí)驗(yàn)并導(dǎo)出對(duì)數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)的進(jìn)一步需求，這樣“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐-再理論”的不斷循環(huán)往復(fù)以至無窮，使實(shí)踐和認(rèn)識(shí)的每一次循環(huán)內(nèi)容，都進(jìn)到了比較高一級(jí)的程度。

(4) 創(chuàng)新性原則：指實(shí)驗(yàn)?zāi)K的設(shè)計(jì)不僅要求涵蓋教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的所有知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)踐動(dòng)手能力，更重要的是還要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因?yàn)橹R(shí)雖然使我們能夠站在“巨人”的肩膀上，但只有通過實(shí)踐，才使我們能夠用智慧的大腦，練就一雙靈巧的手去開創(chuàng)一個(gè)嶄新的世界，因此，在一些綜合型和設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)?zāi)K中應(yīng)該增加一些集成創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求。

(5) 實(shí)用性原則：指實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能地與實(shí)際問題緊密結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來源于實(shí)際應(yīng)用需求，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有一定的實(shí)用性，因?yàn)閷?shí)用性也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效方法之一。當(dāng)然，對(duì)一些驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫原理知識(shí)正確性的模塊也不一定非要有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3實(shí)驗(yàn)?zāi)K組織

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊組織的“協(xié)調(diào)性、多樣性、趣味性、創(chuàng)新性和實(shí)用性”原則，以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐-再理論”的“雙循環(huán)”教學(xué)思想，我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和模塊進(jìn)行了科學(xué)的劃分和合理的組織。各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的類型、內(nèi)容和要求如表1所示。

4應(yīng)用實(shí)踐與效果

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)?zāi)K組織順序和時(shí)間安排，在理論教學(xué)中結(jié)合以“需求”為導(dǎo)向的教學(xué)方法，即在理論教學(xué)的第一堂課就以演示“一個(gè)完整的微型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)”(1#模塊實(shí)驗(yàn))開始，簡(jiǎn)單說明這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所涉及的用戶、應(yīng)用軟件案、DBMS、OS和計(jì)算機(jī)硬件等五個(gè)基本部分，引起學(xué)生對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成和開發(fā)的好奇心，由此提出對(duì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的需求；在對(duì)SQL Server的安裝和配置，SQL 語言應(yīng)用88例和常用工具等(2,3,4#模塊實(shí)驗(yàn))的操作使用過程中，又引起對(duì)DBMS本身的好奇心，進(jìn)而提出對(duì)數(shù)據(jù)模型、關(guān)系代數(shù)、模式規(guī)范化、數(shù)據(jù)庫安全與保護(hù)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)施等數(shù)據(jù)庫理論的需求；理論知識(shí)的豐富和SQL語言操作的熟練，特別是按照開發(fā)指南完成“一個(gè)完整的微型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)”(5#模塊實(shí)驗(yàn))的開發(fā)之后，就為學(xué)生獨(dú)立開展數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)打下了很好的實(shí)踐基礎(chǔ)，同時(shí)學(xué)生也產(chǎn)生自主開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的沖動(dòng)，適時(shí)地提出數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)大型實(shí)驗(yàn)要求并安排實(shí)施時(shí)間，使學(xué)生在接受任務(wù)時(shí)就顯得非常輕松自然。同時(shí)，在大型實(shí)驗(yàn)安排和理論教學(xué)中進(jìn)一步指出，課堂上介紹的演示系統(tǒng)和大型實(shí)驗(yàn)要求的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)并不能完全滿足現(xiàn)實(shí)世界的各種實(shí)際需要，從而對(duì)數(shù)據(jù)庫理論的進(jìn)一步發(fā)展提出了新的需求；恰當(dāng)?shù)匾牒徒榻B面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、嵌入式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘等一些數(shù)據(jù)庫理論中的新發(fā)展和新知識(shí)，不僅為學(xué)生開啟了多個(gè)觀看數(shù)據(jù)庫星空的窗口，并為有興趣繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究數(shù)據(jù)庫理論、技術(shù)和方法的學(xué)生指出了可供選擇的學(xué)習(xí)方向。

實(shí)驗(yàn)?zāi)K4中的10個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅具有相對(duì)獨(dú)立性，而且還有一定的創(chuàng)新要求。通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)，學(xué)生體會(huì)并掌握了數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和標(biāo)準(zhǔn)SQL命令的使用，鞏固了理論教學(xué)知識(shí)和內(nèi)容，并提出對(duì)數(shù)據(jù)庫理論的學(xué)習(xí)需求，使后續(xù)的原理教學(xué)變得輕松自如，達(dá)到事半功倍的效果，整體上提高了教學(xué)質(zhì)量。

多數(shù)學(xué)生反映，通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使自己感覺數(shù)據(jù)庫原理知識(shí)有了實(shí)實(shí)在在的載體，不再是霧里看花，理論知識(shí)變得不僅理解容易，而且記得牢靠，并為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)打下了很好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

單獨(dú)開課的大型實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了知識(shí)的綜合性、探索性和創(chuàng)新性。要求學(xué)生綜合運(yùn)用課程中所學(xué)的知識(shí)，在給定用戶基本數(shù)據(jù)需求的情況下，主要通過獨(dú)立思考和研究，完成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)任務(wù)。因此，通過大型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，從整體上提高了學(xué)生分析、解決問題的能力以及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和創(chuàng)新能力。

多數(shù)學(xué)生反映，通過數(shù)據(jù)庫應(yīng)用大型實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)數(shù)據(jù)庫基本原理和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法的理解。許多學(xué)生不僅應(yīng)用數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用知識(shí)，參加了學(xué)校的“運(yùn)河杯”科技創(chuàng)新競(jìng)賽項(xiàng)目，并取得了較好成績(jī)，有些學(xué)生還參與學(xué)院教師組織的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用方面的科研項(xiàng)目或獨(dú)立對(duì)外承擔(dān)企事業(yè)單位的小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)。

總之，這種以“需求”為導(dǎo)向，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)協(xié)調(diào)一致的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，受到學(xué)生的極大歡迎。學(xué)生不僅課內(nèi)積極認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，課后也不斷地進(jìn)行深入鉆研和探討，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過這些實(shí)踐的鍛煉，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性得到空前提高，大大提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。上學(xué)期在教務(wù)處組織的學(xué)評(píng)教評(píng)分活動(dòng)中，本課程所有任課教師的得分都是優(yōu)秀。

5結(jié)束語

在“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上，不僅提出了明確的改革目標(biāo)，還提出了實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容選擇和模塊組織的“協(xié)調(diào)性、多樣性、趣味性、創(chuàng)新性和實(shí)用性”原則，依照以“需求”導(dǎo)向的“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐-再理論”的“雙循環(huán)”教學(xué)思想開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的積極性，使教育質(zhì)量整體上得到很大提高，其方法對(duì)國內(nèi)高校同類課程的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有一定參考價(jià)值。該課程被評(píng)為2007年浙江省精品課程。今后，我們還將在已有教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)改革成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方式，進(jìn)一步提高了學(xué)生自主獲取知識(shí)能力和創(chuàng)新能力，并在浙江省精品課程建設(shè)項(xiàng)目的資助下，向國家精品課程“一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理”的目標(biāo)邁進(jìn)。

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