羅志宏，毛明志，阮文江

(中山大學計算機學院，廣州 510006)

0 引言

我校為非計算機專業(yè)的學生開設了《數(shù)據(jù)庫技術及應用》的核心通識課，課程的教學內(nèi)容是介紹數(shù)據(jù)庫的基礎理論、基本技術，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成和發(fā)展趨勢、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)技術、數(shù)據(jù)庫設計方法和規(guī)范化理論、SQL數(shù)據(jù)庫操作語言，面向?qū)ο缶幊痰?。通過本課程的學習，使學生了解關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的原理知識，初步具備運用理論知識對專業(yè)中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行分析和設計，以及通過實際的上機操作，理解并掌握數(shù)據(jù)庫應用程序開發(fā)的一般方法，能夠選擇和使用恰當?shù)募夹g和工具針對數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)進行開發(fā)的工程實踐能力。

計算機類的必修課和通識課相比，有很多差別。筆者首先分析了本課程原來存在的不足，本著“培養(yǎng)能力，強化應用，提高素質(zhì)”的原則，積極探索有效的教學方法和措施，提出了思維導圖和項目式驅(qū)動相結(jié)合的教學模式。

在思維導圖和項目驅(qū)動相結(jié)合的教學模式中，我們首先精選了教材，優(yōu)化了知識點的教學順序，在融合了多本教材的內(nèi)容的基礎上，基于Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為中心，講授數(shù)據(jù)庫相關的原理和技術。其次，在教學中，選取幾個完整的項目，采取“項目驅(qū)動”教學法，將知識點融入到項目中，利用所學的知識來不斷完善改進一個具體的項目。

1 該課程原有的不足

首先我們分析了課程教學的基本情況。

(1)對學生情況的分析。我校的《數(shù)據(jù)庫技術及應用》是面向非計算機專業(yè)的核心通識課，一半以上的學生來自于各年級的非計算機專業(yè)的學生，由于沒有經(jīng)過系統(tǒng)的計算機理論的學習，知識結(jié)構與計算機專業(yè)存在較大差別，學生之間也存在著計算機水平參差不齊。

(2)課程情況的分析。原來數(shù)據(jù)庫課程教學以教師課堂講授為主，并采用學生實驗驗證的方法，這種教學方法比較注重學生對課程基礎知識的掌握，對數(shù)據(jù)庫技術在項目開發(fā)過程中的綜合應用缺乏系統(tǒng)訓練，學生雖能理解基本概念，但很難在具體項目實踐中完整應用所學知識進行綜合設計及開發(fā)。另外通識課的課時有限。

國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)中指出：“堅持能力為重。優(yōu)化知識結(jié)構，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)”?；诖朔较颍岢隽藢⑺季S導圖和項目驅(qū)動教學法相結(jié)合的教學模式。

2 教學改革的方案

2.1 項目驅(qū)動教學

項目驅(qū)動教學模式是一種建構主義學習理論基礎上的教學方法。該教學模式的內(nèi)容是以項目為核心，按項目的工作進度整合教學內(nèi)容，在此過程中，學生不斷地學習各個知識點，并利用所學的理論知識參與到項目的開發(fā)中，從而培養(yǎng)計算機的應用能力[1-4]。

基于上述的原則，我們選擇了一個完整的項目——教務管理系統(tǒng)作為案例來組織相關的教學。將這個項目分為若干個子項目，對應教學內(nèi)容相關的知識點。

2.2 思維導圖及其作用

思維導圖是英國心理學家托尼·博贊發(fā)明的一種將發(fā)散性思維具體化的方法，通過信息表征工具，包括圖片、圖形、詞語等，加以組合運用，通過呈現(xiàn)概念之間的層次關系和思維順序關系，實現(xiàn)概念表征的可視化[5]。思維導圖通過一個中心主題發(fā)散出去，用分層級的線條將各關鍵點連接起來，形成清晰的結(jié)構圖。正像Lewis和Landale所言，思維導圖將信息加以歸納和綜合，輔助人們思考復雜問題和表征信息，增強記憶力，進而有助于提高教學和學習的效率[6]。

目前，思維導圖作為一種可視化的教學輔助工具，應用在教學領域里，例如C程序設計，計算機科學技術導論，環(huán)境工程專業(yè)等課程的教學已有報道[7-9]。

3 該教學模式在《數(shù)據(jù)庫技術及應用》課的實踐

3.1 明確教學目標

課程開始時，軟件工程思想的引導很重要，讓學生了解這門課是理論和實踐相結(jié)合的教學目標。我們首先展示了以前的學生作品，通過多個優(yōu)秀的案例幫助學生了解數(shù)據(jù)庫知識可以完成實際生活中的哪些項目，項目的開發(fā)流程，所用到的關鍵技術。

3.2 優(yōu)化教學內(nèi)容

目前的教材大多數(shù)有兩類，一類教材重點偏向理論教學，課程的理論性強、概念抽象，對于非計算機專業(yè)的學生來說，不易理解這些理論，降低了學生的學習興趣。另外一類教材，主要講解工程實踐中流行的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具軟件或平臺的操作，對于數(shù)據(jù)庫基本原理的知識偏少，造成學生知識體系缺乏，對知識的綜合應用、遷移能力欠缺。我們首先精選了幾本教材的知識點和主要案例，梳理了各章的知識點，以項目開發(fā)的案例為基礎，將各章節(jié)所包含的知識點在案例中體現(xiàn)，并根據(jù)實際情況優(yōu)化了知識點的先后順序。

3.3 以思維導圖呈現(xiàn)每章的知識框架

在講解每一章的開篇中，首先利用思維導圖向?qū)W生展現(xiàn)這一章知識點的主體框架，圍繞圖中的關鍵詞展開本章的教學內(nèi)容，例如，第一章是關于數(shù)據(jù)庫的基本原理，知識點較多，我們圍繞思維導圖展開教學。最后本章結(jié)束時，通過思維導圖進行總結(jié)，引導學生把零散的知識點聯(lián)系起來，形成知識網(wǎng)絡圖，加深理解。

圖1 第一章的“思維導圖”

3.4 以項目為核心完成教學

我們使用項目教學法的目的：通過自己操作和團隊協(xié)作，分析、設計和實現(xiàn)具體的基于Access系統(tǒng)的應用數(shù)據(jù)庫開發(fā)實例，讓學生從理論和應用上掌握知識點

在教學中，我們提出要建立一個“教務管理系統(tǒng)”項目，我們首先啟發(fā)學生，如果要完成這個教務管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，需要考慮包含哪些信息，這些信息采用的數(shù)據(jù)類型，設計哪些表來存放，每張表要有哪些字段？在建立了學生信息、教師信息、課程、成績等數(shù)據(jù)表后，建立表與表之間的關系。這時結(jié)合實際的數(shù)據(jù)表，再進一步講解數(shù)據(jù)庫基本原理中的關系模式規(guī)范化的問題。學生通過實例，加深了對數(shù)據(jù)庫基礎理論中的概念設計、邏輯設計、關系模型的規(guī)范化理解。

接下來讓學生思考，如何利用表，實現(xiàn)一系列的查詢，在教學中，我們先使用可視化的查詢，然后引入SQL的知識點。

為了給用戶提供友好的操作界面，直觀方便地對數(shù)據(jù)庫進行編輯、顯示、查詢，引導學生采用窗體對象。此外將數(shù)據(jù)庫的各種對象整合成一個信息系統(tǒng)，制作登錄界面和導航菜單，需要進一步使用宏、面向?qū)ο缶幊痰闹R。

上述過程是將教學的內(nèi)容拆解為一個個的“子項目”，逐步地展示給學生。通過貫穿于整個課程教學的項目，體現(xiàn)各知識點的聯(lián)系和實際應用系統(tǒng)的構成。讓學生產(chǎn)生感性認識，知道這些功能或子任務是可以通過學習完成的。一個子任務完成了，學生就會獲得滿足感，從中學生就學到了很多的知識與技能，鍛煉了分析問題、解決問題的能力。

3.5 實驗內(nèi)容的設計

上機實驗是整個教學中比較重要的一環(huán)，實驗設計分為兩個層次：

(1)基礎的實驗題。這一層次是采用課本的操作題，主要是為了鞏固課堂上講授的知識點。

(2)自主選題制作信息系統(tǒng)。教師在班上提出多個數(shù)據(jù)庫應用方向，學生自愿組成2-3人的團隊，運用數(shù)據(jù)庫的知識來構建數(shù)據(jù)庫應用的關系數(shù)據(jù)庫模型，設計出相應的數(shù)據(jù)庫應用所需的文檔、關系結(jié)構、查詢等產(chǎn)品，最終解決實際問題。

3.6 考核方式

根據(jù)課程特點，采用綜合性考核方式，評價學生所有的學習結(jié)果。即：課程的總評成績由學習期間的各項過程成績組成，包括平時作業(yè)和上機成績、作品設計成績和期末考試成績，從而體現(xiàn)了對學生的設計能力、創(chuàng)新能力的考查。

4 結(jié)語

在該課程的教學改革中，采用思維導圖向?qū)W生展現(xiàn)每一章知識點的主體框架，圍繞關鍵詞來展開教學內(nèi)容，幫助學生形成完整的知識圖譜。在內(nèi)容上，應用項目教學法，把知識點蘊含于項目內(nèi)部，通過以項目驅(qū)動的形式激發(fā)學生們解決問題的興趣，有效地避免了傳統(tǒng)教學方式中重理論輕實踐的現(xiàn)象，從而提高操作技能和解決實際問題的能力。