許佳捷 張若茜

摘要：“成果導(dǎo)向教育”（Outcome Based Education，簡稱OBE）是高校本科專業(yè)建設(shè)的重要改革方向，對我國一流大學(xué)、學(xué)科建設(shè)意義深遠(yuǎn)。本文結(jié)合作者在相關(guān)課程的多年教學(xué)經(jīng)驗與體會，探討面向OBE理念的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)思路，使得畢業(yè)學(xué)生能夠掌握對應(yīng)的出口能力，并根據(jù)多方反饋對課程內(nèi)容進行多層次的閉環(huán)持續(xù)改進，最終保證專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育；數(shù)據(jù)庫課程改革；軟件工程專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)體系

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0194-02

一、基于OBE的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)背景與意義

OBE理念，即“成果導(dǎo)向”教育，由Spady等人于1981年首次提出，是一種以保證學(xué)生通過教育后所獲得的學(xué)習(xí)成果為量化目標(biāo)的教育方法，也是現(xiàn)今全球本科工程教育國際互認(rèn)《華盛頓協(xié)議》的基礎(chǔ)框架。我國于2013年加入《華盛頓協(xié)議》，對高等院校人才培養(yǎng)意義深遠(yuǎn)。

近年來，蘇州大學(xué)計算機學(xué)院各專業(yè)展開了基于OBE的課程體系改革。數(shù)據(jù)是信息的載體，是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)下計算機系統(tǒng)的核心，95%以上的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理?！稊?shù)據(jù)庫原理與設(shè)計》是計算機大類學(xué)生理解結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的建模與事物管理方法、具備關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計能力、掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS下的數(shù)據(jù)存取與管理技術(shù)的關(guān)鍵，是大類課程體系中的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)庫課程是計算機大類OBE課程體系改革重點，對人才培養(yǎng)目標(biāo)的達成、本科畢業(yè)生的綜合能力提升的推動作用明顯。本文將根據(jù)實踐經(jīng)驗探討OBE理念下的數(shù)據(jù)庫課程建設(shè)思路，從課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容改革、課程的閉環(huán)持續(xù)改進等幾個方面進行詳細(xì)闡述。

二、OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革

在OBE理念的指導(dǎo)下，“工程知識”、“問題分析”、“設(shè)計方法”、“研究”、“現(xiàn)代工具掌握”等畢業(yè)要求指標(biāo)點在各專業(yè)課程中被合理分解，每門課程需要保證學(xué)生滿足課程對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點（即出口能力，例如工程知識、設(shè)計方法、現(xiàn)代工具掌握），保證培養(yǎng)目標(biāo)的達成。通過專業(yè)課程體系的總體規(guī)劃，數(shù)據(jù)庫課程所應(yīng)具備的出口能力得以明確，課程改革的目的是優(yōu)化數(shù)據(jù)庫課程設(shè)置與內(nèi)容，提升課程教學(xué)對出口能力的支撐作用。

從課程設(shè)置的角度，數(shù)據(jù)庫教學(xué)分為數(shù)據(jù)庫原理與數(shù)據(jù)庫課程實踐兩門課程。其中數(shù)據(jù)庫原理是相關(guān)概念的課堂講授；數(shù)據(jù)庫課程實踐則強調(diào)實戰(zhàn)化教學(xué)，要求學(xué)生能熟練使用典型的RDMBS，解決實際場景中的數(shù)據(jù)管理需求，模擬實現(xiàn)RDBMS的內(nèi)部功能。

在課程內(nèi)容方面，我們主要從關(guān)系模型、數(shù)據(jù)查詢、事物管理和數(shù)據(jù)庫設(shè)計這四個方面介紹DBMS的基本概念與原理：

1.關(guān)系模型主要涉及相關(guān)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)操作和數(shù)據(jù)完整性，講授重點是數(shù)據(jù)建模的必要性和抽象方法。

2.數(shù)據(jù)查詢即非過程化查詢語言SQL（包括數(shù)據(jù)定義、操縱和控制語言），講授中以RDBMS接口的視角簡單介紹，相關(guān)運用結(jié)合課程實踐進行。

3.數(shù)據(jù)庫事務(wù)是面向業(yè)務(wù)的RDBMS多操作序列，核心問題主要包括軟硬件故障下的數(shù)據(jù)恢復(fù)和多事務(wù)之間的并發(fā)控制。

4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計則包括概念模型、數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計、規(guī)范化及其支撐理論。

課程每周兩學(xué)時，簡潔、凝練地闡述RDBMS的建模、訪問、控制和設(shè)計思想，強調(diào)知識點之間的關(guān)聯(lián)。增設(shè)4—6人一組的課程討論環(huán)節(jié)，促進學(xué)生獨立思考，以底層系統(tǒng)的視角理解數(shù)據(jù)管理問題。此外，可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況酌情補充一些底層相關(guān)的知識點，例如數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)（SGA內(nèi)存結(jié)構(gòu)、元祖結(jié)構(gòu)、塊結(jié)構(gòu)、基于擴展的段存儲結(jié)構(gòu)等）、數(shù)據(jù)索引、查詢優(yōu)化、共享內(nèi)存等，要求學(xué)生閱讀關(guān)系數(shù)據(jù)或物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的OLAP系統(tǒng)等前沿技術(shù)，制作并提交相關(guān)的PPT文檔。

在課程實踐方面，我們安排每周四課時的上機，內(nèi)容包括RDBMS工具使用、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和RDBMS功能實現(xiàn)這三個層面，難度逐層遞進。RDBMS的工具使用即完成指定的DDL、DML、DCL等SQL查詢，可以基于Oracle、SQL Server、MySQL等不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，體會并理解不同RDBMS之間存在的語法差異及其對應(yīng)用代碼通用性的影響。數(shù)據(jù)庫設(shè)計則是針對給定的應(yīng)用場景，要求學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的概念模型和數(shù)據(jù)庫模式，滿足規(guī)范化準(zhǔn)則避免數(shù)據(jù)冗余和異常。上述實驗是基于DBMS的系統(tǒng)接口，鍛煉學(xué)生基于工具解決實際應(yīng)用問題的能力。

OBE理念強調(diào)對專業(yè)學(xué)生的復(fù)雜工程能力培養(yǎng)。對此，本課程借鑒美國知名高校的課程相關(guān)課程設(shè)計，增加了針對數(shù)據(jù)庫原理部分的課程實踐內(nèi)容，主要包括：（1）關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲功能，支持定長元祖結(jié)構(gòu)（所有字段均為定長數(shù)據(jù)類型）的關(guān)系定義和數(shù)據(jù)存儲，保證數(shù)據(jù)更新與完整性約束的一致性；（2）關(guān)系數(shù)據(jù)的索引和查詢處理功能，包括單表、連接等不同查詢方式，需要結(jié)合歸并、索引方法對連接查詢處理進行優(yōu)化；（3）事務(wù)管理功能，旨在解決并發(fā)業(yè)務(wù)的正確性和軟硬件故障的恢復(fù)問題，這部分為選做內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的實際情況進行安排。這部分內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、數(shù)據(jù)庫原理、程序設(shè)計等綜合技能，具有一定的難度，促進學(xué)生對基礎(chǔ)軟件的底層系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)方法和基本原理的掌握，鍛煉學(xué)生將理論知識靈活運用到復(fù)雜工程實踐中的動手能力。

三、OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程閉環(huán)持續(xù)改進

課程和課程體系的持續(xù)改進是OBE理念的重要環(huán)節(jié)。這涉及課程教學(xué)大綱的評價與審核，課程教學(xué)過程的監(jiān)督檢查機制，課程考核方式和內(nèi)容審核機制，本專業(yè)通過對畢業(yè)生的跟蹤反饋和有關(guān)各方參與的社會評價來計算專業(yè)級的培養(yǎng)目標(biāo)達成情況，并對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程體系進行持續(xù)改進，最終落實數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的持續(xù)改進（包括課程內(nèi)容、課程教材、課程實踐、學(xué)生活動、師資隊伍等）。

以蘇州大學(xué)軟件工程專業(yè)為例，本專業(yè)在畢業(yè)生調(diào)查和社會評價中獲得反饋“畢業(yè)生的復(fù)雜工程能力可以進一步加強”，對此專業(yè)優(yōu)化了整體課程體系，明確數(shù)據(jù)庫課程對“復(fù)雜工程能力”的支撐作用。因此我們強化了數(shù)據(jù)庫課程實踐，避免實踐環(huán)節(jié)不充分的問題，以DBMS的功能模塊為內(nèi)容鍛煉學(xué)生的復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)能力。此外，課程組根據(jù)試卷分析改進課程的內(nèi)容與組織方式，實施“以學(xué)生為中心”的持續(xù)改進，避免單一化的考核，本專業(yè)的相關(guān)課程改革在2018年的教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。

四、結(jié)束語

本文介紹了OBE理念驅(qū)動的數(shù)據(jù)庫課程改革的必要性，介紹了蘇州大學(xué)計算機學(xué)院面向OBE理念的數(shù)據(jù)庫課程的建設(shè)思路，強化對“復(fù)雜工程能力”等出口能力的支撐，并實施課程的閉環(huán)式持續(xù)改進。

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