摘要：針對數據庫原理及應用課程教學過程中存在的重原理輕應用的問題，在總結數據庫課程教學特點的基礎上，對數據庫實踐教學改革進行探討，分析附屬式、跟隨式以及結構化實踐三種教學模式，并通過教學效果分析，說明數據庫結構化實踐教學的改革取得良好效果。
　　關鍵詞：數據庫；實驗方法；實踐教學；教學改革
　　
　　1研究背景
　　數據庫原理及應用課程一般包含數據庫原理與數據庫應用開發(fā)兩個部分的內容。原理部分以數據庫設計方法為目標，重點講述數據庫的基本概念、基本原理以及基本技術；應用部分以現(xiàn)實需求為基礎，應用數據庫設計方法，在數據庫管理系統(tǒng)支持下，采用程序設計語言實現(xiàn)應用系統(tǒng)的詳細過程。數據庫課程的教學目標就是要求學生掌握數據庫設計方法，同時掌握數據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)過程。但傳統(tǒng)的教學內容主要以原理為核心，較少涉及數據庫系統(tǒng)的應用，教學過程較為抽象，缺乏直觀性，學生在學習過程中很難深入理解這些原理。因此，必須大力加強數據庫應用實踐教學，使“原理”與“應用”并重，用“應用”帶動和強化“原理”內容，用“原理”指導“應用”的教學效果。
　　結合我院數據庫原理及應用國家精品課程建設，我們已經建立了“數據庫原理及應用”的教材體系[1]，并建設了相應的實驗體系、考試體系以及網絡課程等。在實際的教學過程中，為適應新的教學需求，改變重原理輕實踐的狀況，我們不斷對實驗體系進行改進，并應用于實踐教學中，不斷改革數據庫實踐教學，取得了良好效果。
　　2課程特點
　　數據庫原理及應用是一門兼有理論和實踐的綜合性課程。它不僅要求學生掌握課堂理論知識，更重要的是，通過大量的實踐教學，使學生能夠結合一種數據庫管理系統(tǒng)，利用程序設計語言，設計出一個小型的數據庫應用系統(tǒng)?；谶@樣的要求，該課程就不僅僅是單一的課堂理論教學，而應該是一個完整的集理論教學和實踐于一體的教學體系。圖1列舉了課程的內容體系。
　　數據庫原理及應用課程的內容體系分為3個部分，分別為數據庫原理、數據庫管理系統(tǒng)DBMS以及面向對象的程序設計語言。因此，數據庫課程教學必須與這3部分內容相適應，將基礎知識講授、上機操作等方式作為課程內容的支撐系統(tǒng)。使學生掌握數據庫設計的理論方法，在某種數據庫管理系統(tǒng)的支持下，用面向對象的程序語言完成數據庫應用系統(tǒng)的設計。
　　可見，在數據庫課程的教學過程中，理論課與實踐課必須齊頭并進。理論必須通過實踐來貫徹，而實踐課又要建立在理論課的基礎之上，過去那種重理論輕實踐的思想已經不能適應新的人才培養(yǎng)目標。在數據庫原理的理論課講授中，我們采用了多層次、多環(huán)節(jié)的案例驅動導學模式，促使學生結合案例理解數據庫設計的思想。并通過搭建內容合理、與課程內容相配套的實驗體系加強學生的實踐能力與自主學習能力。
　　3實踐教學改革
　　在多年的教學過程中，我們不斷改進教學方法，對實踐的要求不斷加強。結合國家精品課程的建設任務，我們對數據庫課程的實踐教學也進行了相應改革。從過去的附屬式實驗課到與課程內容相配合的跟隨式實驗，再到結構化實驗，我們在實踐教學的要求、方法及手段上都進行了大力改進。
　　3.1附屬式實踐教學
　　附屬式實踐教學就是將實踐課作為理論課的附屬，在理論課結束后，集中安排一部分課時上機，進行數據庫的實踐[2]。對于本科60學時的數據庫原理及應用課程，通常安排課內上機10學時，課外上機10學時。上機課一般選用Access或Visual Foxpro這兩種數據庫管理系統(tǒng)，因為其簡單易用，上手快，不需要花費太多時間去摸索復雜的軟件系統(tǒng)。上機時，學生以小組為單位，每個學生獨立上機，并進行小組內討論，以每個小組選定的一個信息管理系統(tǒng)的課題為內容，在數據庫管理系統(tǒng)的環(huán)境下，進行數據庫設計、表設計、SQL查詢設計以及應用程序的表單報表等設計。通常將20學時的上機課統(tǒng)一安排，2個學時一次課，一次課完成一個目標，最后每個小組分別完成一個數據庫信息管理系統(tǒng)應用項目的開發(fā)，并提交一份實驗報告，描述整個系統(tǒng)設計實現(xiàn)的過程。
　　附屬式實踐教學有利于學生集中精力，在短時間內結合理論知識，進行數據庫系統(tǒng)的開發(fā)設計。但由于其不能主動結合理論知識，在實踐過程中，容易造成理論與實踐的脫節(jié)。學生上實驗課時，對數據庫管理系統(tǒng)較為陌生，對實驗課的總體要求感覺難度較大，也沒有編程語言的前序學習基礎。因此，除少數自學能力較強的學生能夠按時按要求完成實驗課程，并通過實驗課進一步掌握了理論知識，達到理論與實踐相統(tǒng)一的效果外，大多數學生沒有深刻理解和掌握數據庫原理及應用課程的教學要求。
　　3.2跟隨式實踐教學
　　跟隨式實驗指實驗課緊緊跟隨著理論課的進度而開設，選用的數據庫管理系統(tǒng)為SQL Server 2005。在數據庫原理課程的教學中，用一個學生容易熟悉的大案例——教學管理系統(tǒng)開展，有順序地介紹數據庫的基本概念、關系代數、SQL語言、關系數據庫模式設計方法、數據庫應用系統(tǒng)設計以及數據庫的保護技術等內容[3]。我們選用由李俊山教授等編寫、清華大學出版社于2009年出版的教材《數據庫原理及應用(SQL Server)》[1]及配套教材《數據庫原理及應用(SQL Server 2005)教學指導與習題解答》。通過深入理解數據庫課程的特點，制定了數據庫實踐課程的內容，分成5個實驗，如表1所示。
　　表1中列舉的實驗內容跟隨著理論課的進度開設。當學完相應的理論課內容后，就立刻安排一次實驗課，以利于知識的保鮮和鞏固。在學習完數據庫的基本概念后，安排一次集中上機操作，內容是“認識SQL Server”，教師通過演示SQL Server的安裝過程以及軟件模塊，并結合科研成果，展示一個在SQL Server下開發(fā)的數據庫應用系統(tǒng)，讓學生對數據庫有一個感性認識，結合理論內容，初步了解數據庫的概念含義。在學習了關系模型后，學生就可以進行“數據庫的基礎操作”的實驗了。數據庫的基礎操作實驗包括建立數據庫、建表等內容，直觀地讓學生了解關系模型的二維表格形式表示的形態(tài)和建立方法。交互式SQL語言實驗課是在學生學習了關系數據庫語言SQL的理論知識后進行的，通過交互式方式，在SQL Server中完成表和視圖的定義、數據的查詢以及數據更新操作。完整性控制和恢復實驗的目的是讓學生對SQL Server中表的完整性和數據恢復有直觀感受，能夠獨立地根據需要設置數據庫完整性控制，并理解數據庫恢復的重要性。最后，在理論課結束后，再進行一個數據庫應用系統(tǒng)設計的大實驗，相當于課程設計。
　　跟隨式實驗是對附屬性實驗的改革，它解決了附屬性實驗理論與實踐容易脫節(jié)和遺漏的缺點，使學生對知識現(xiàn)學現(xiàn)用，容易理解，興趣較高。在近幾年的教學中，我們采用跟隨式實驗，學生的實踐能力得到了明顯提高。但跟隨式實驗沒有考慮到學生運用程序設計語言開發(fā)數據庫應用系統(tǒng)的困難，在數據庫應用系統(tǒng)設計的大實驗中，往往完成得較粗糙。
　　3.3結構化實踐教學
　　結構化實踐教學是將數據庫原理及應用課程分成3個部分，分別為數據庫原理40學時的理論課、面向對象程序設計20學時和數據庫課程設計20學時，如表2所示。
　　其中，數據庫原理為理論課，講述數據庫設計的基本理論。面向對象的程序設計課為實踐課，通常安排在機房上課，一人一機。考慮到開發(fā)數據庫的支持性與面向對象程序設計的通用性，選擇PowerBuilder程序設計語言作為編程語言。課程設計課也是在機房上課，主要內容分為兩部分，一為學習SQL Server或Oracle數據庫管理系統(tǒng)，第二為課程設計。教師準備8～10個數據庫課程設計課題，一般選擇較為實用、貼近生活、學生容易理解的課題，比如學生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、工資管理系統(tǒng)等。學生分成3～4人的小組，每組選擇一個課題。學生從數據庫設計規(guī)劃、系統(tǒng)需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計，再到物理結構設計，最后結合程序設計語言完成數據庫應用行為設計。
　　
　　結構化實驗教學與數據庫課程內容體系模式相一致，能夠較好地解決在數據庫理論知識與實踐內容學習中的脫節(jié)問題，大大提高了學生采用數據庫設計思想，結合程序設計語言進行數據庫開發(fā)的能力。通常在學習了數據庫原理及應用結構化教學內容后，絕大部分學生都能深刻理解數據庫的設計過程，通過小組合作解決問題，提高自主學習能力，并能夠獨立完成一個小型數據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)。
　　4考核方法與教學效果分析
　　按照結構化實踐教學的過程，我們對學生成績考核方法也進行了相應改革?？己朔譃?個部分，分別為數據庫原理的筆試考核、程序設計能力考核以及課程設計考核。在原理的筆試考核中，并不單純以期末理論考試為評分依據，還融入了平時成績以及課堂實踐的考核。成績標準為筆試成績(50%)+單元測試成績(40%)+平時表現(xiàn)成績(10%)。程序設計課程用考查方法檢驗成績，即上機考試，按照完成的既定程序設計科目給分。課程設計的成績評定也分為3個部分，分別為程序演示(50%)+課程設計報告(30%)+答辯(20%)，按小組評定成績。通過多角度全方面考核，根據學生掌握知識和實際付出的努力情況進行成績評定，有助于教師掌握學生對知識的理解和熟練應用程度，還可以正確反映學生實際學習情況。
　　通過結構化實踐教學，該課的教學效果顯著提高。在近3個學期的數據庫課程教學中，數據庫原理及應用三個階段的課程成績中，綜合成績在80分以上的人數比例占到了35%，較之過去的20%有了大幅度提高。成績在70～80分之間的人數比例占到45%，較過去的30%也提高了很多。不及格率由過去的10%下降到了3%左右。學生在學習完數據庫原理及應用結構化課程體系后，在畢業(yè)設計以及程序設計比賽中都體現(xiàn)出了較強的能力。
　　5結語
　　數據庫原理及應用是一門理論性和實踐性都較強的課程，只有加強實踐教學的訓練，理論知識才能得到有效鞏固。在多年的教學過程中，我們不斷對實踐環(huán)節(jié)進行改革與探索，加強實踐教學，通過專門開設課程設計這門課，讓學生在完成一個有分量的課題作業(yè)的過程中，多練習、自己學，在做中學。實踐表明，數據庫原理及應用課程的實踐教學改革，提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生使用數據庫原理和方法解決實際問題的能力，提高了學生的分析、歸納、設計和編程的能力，加強了學生自主學習和實際動手能力，提高了學生團隊合作以及研究創(chuàng)新能力。
　　隨著計算機科學的不斷發(fā)展，數據庫技術也在不斷的發(fā)展中。隨著教學內容的不斷更新，我們除了在教材建設方面下功夫，教學方法也需要不斷改革和創(chuàng)新。因此，我們將根據學生情況，及時總結教學經驗，調整教學方法，設計實踐教學環(huán)節(jié)，注意教學節(jié)奏，結構化分階段地進行實踐教學，使數據庫原理及應用課程的整個實踐教學更加合理、完善。
　　
　　參考文獻：
　　[1]