徐靜 姚志壘

關(guān)鍵詞：金課；數(shù)據(jù)庫(kù)；線上線下混合教學(xué)；考核方式；慕課

1 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)核心，數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模和使用頻率直接決定了一個(gè)國(guó)家信息化程度[1]。隨著數(shù)字化應(yīng)用不斷深入生活，人們平時(shí)都離不開數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問。然而，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，不但要求會(huì)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作，而且要了解數(shù)據(jù)庫(kù)的工作原理，要能根據(jù)實(shí)際問題，進(jìn)行分析，按照用戶需求，設(shè)計(jì)出一個(gè)完整高效的數(shù)據(jù)庫(kù)?！皵?shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。它要求學(xué)生能夠理解關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，能夠?qū)?fù)雜問題分解，根據(jù)信息處理的要求，按照E-R圖的方法，完成概念設(shè)計(jì)，再根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論，進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)表和索引等信息，利用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)實(shí)現(xiàn)功能和人機(jī)交互界面的程序設(shè)計(jì)[2]。

2“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程現(xiàn)狀

2.1 理論教學(xué)現(xiàn)狀

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程由56學(xué)時(shí)的理論課和16學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課組成。理論教學(xué)主要分為數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)用兩部分。基礎(chǔ)知識(shí)部分主要從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束三方面講解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、SQL語(yǔ)言的操作、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性；設(shè)計(jì)應(yīng)用部分，主要講解關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟、數(shù)據(jù)庫(kù)的編程及數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)和并發(fā)控制。理論課程在多媒體教室展開，按知識(shí)結(jié)構(gòu)的順序來推進(jìn)，以教師講授為主，結(jié)合演示，這樣的教學(xué)方式的弊端也是越來越多，主要體現(xiàn)在：（1） 并未充分以學(xué)生為中心，突出學(xué)生的主體地位，導(dǎo)致學(xué)生的積極性和參與度不高。（2） 學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用需求了解不深，前后所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通能力不足。如在講授數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生知道如何通過規(guī)范化要求對(duì)邏輯模型進(jìn)行高級(jí)別范式分解，但對(duì)于實(shí)際設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的邏輯模型往往不知道是否需要規(guī)范化，如何規(guī)范化及規(guī)范到哪一級(jí)范式。（3） 知識(shí)運(yùn)用能力不夠，學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力不強(qiáng)。（4） 課程內(nèi)容相對(duì)滯后，不能反映前沿性。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”是一門操作性極強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)由8個(gè)基本實(shí)驗(yàn)組成，包括：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)更新，單表和連接查詢，嵌套分組統(tǒng)計(jì)查詢，試圖的定義和使用，數(shù)據(jù)庫(kù)安全性實(shí)驗(yàn)，查詢優(yōu)化及數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在的問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課堂中采用的都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上對(duì)于實(shí)驗(yàn)的步驟過于詳細(xì)，學(xué)生積極性不高，導(dǎo)致部分學(xué)生甘于做“代碼搬運(yùn)工”，知識(shí)的串聯(lián)及靈活運(yùn)用能力不夠。（2） 實(shí)驗(yàn)環(huán)境，主要采用的單機(jī)環(huán)境，即每臺(tái)機(jī)器上都安裝一套DBMS，我們采用的是SQL Server，每臺(tái)機(jī)器都是訪問本地機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)，體現(xiàn)不出數(shù)據(jù)庫(kù)的共享和并發(fā)訪問的特性。（3） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集較小，查詢操作中，學(xué)生滿足于可以查詢出結(jié)果即可，忽視了查詢優(yōu)化，對(duì)索引等概念和運(yùn)用理解不到位。

3 教學(xué)方法和模式的改革

3.1 理論教學(xué)

建設(shè)“金課”就是要建設(shè)高質(zhì)量的課程，吳巖司長(zhǎng)提出了“金課”的“兩性一度”。即課程要具有高階性、創(chuàng)新性且有挑戰(zhàn)度[3]。因此，在“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”

這門課的理論教學(xué)過程中，要改變?cè)瓉砉噍斒降慕虒W(xué)方式，充分突出學(xué)生的主導(dǎo)地位[4]。教師在課堂教學(xué)組織中，以小型項(xiàng)目應(yīng)用的形式串聯(lián)各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，以問題引入，引導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題中學(xué)習(xí)相關(guān)理論語(yǔ)法及數(shù)學(xué)知識(shí)，充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，培養(yǎng)學(xué)生用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際復(fù)雜問題的思維。結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)等方面的迅速發(fā)展，適當(dāng)擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)知識(shí)的前沿內(nèi)容，幫助明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)和努力方向。為了更好掌握課堂中的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生就要做好“課前預(yù)習(xí)”“課中參與”“課后操作”三個(gè)環(huán)節(jié)。

抓好課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，充分利用已建設(shè)的“慕課”資源或者“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，學(xué)生可以在相關(guān)平臺(tái)上對(duì)課程的知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)，并完成教師布置的隨堂測(cè)試。一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高獨(dú)立思考的能力，由于對(duì)本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系有了提前了解，帶著問題去學(xué)習(xí)，課堂上可以更加發(fā)揮出主體作用，加深知識(shí)的掌握；另一方面，教師能在課前了解學(xué)生對(duì)于相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，課堂上，就可以根據(jù)學(xué)生的掌握程度靈活分配時(shí)間，講課時(shí)也更會(huì)有側(cè)重點(diǎn)，提高了教學(xué)質(zhì)量。如：在SQL語(yǔ)言這一章中，當(dāng)教師通過平臺(tái)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于基本插入、刪除及查詢等語(yǔ)法已經(jīng)了解的情況下，就可以跳過書上的驗(yàn)證性的示例，直接以實(shí)際項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)為例，帶領(lǐng)大家一起編寫數(shù)據(jù)庫(kù)的常用操作的代碼。這樣，就能加深學(xué)生對(duì)用高級(jí)語(yǔ)言操作數(shù)據(jù)庫(kù)的常規(guī)步驟以及不同的查詢方式、效率的了解，理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式，有助于后續(xù)的相關(guān)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐課程的順利開展，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際負(fù)責(zé)問題的能力。

課中在講解知識(shí)點(diǎn)時(shí)，不孤立地去講解某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，要注重其應(yīng)用需求，以及知識(shí)的前后融會(huì)貫通，加強(qiáng)和學(xué)生的互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的能力。如：在介紹關(guān)系數(shù)據(jù)理論時(shí)，首先從一個(gè)關(guān)系模型出發(fā)，讓學(xué)生通過插入、刪除一些指定數(shù)據(jù)，再通過查詢語(yǔ)句的運(yùn)用，分析其可能存在數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常等問題，引出規(guī)范化設(shè)計(jì)的必要性，進(jìn)而尋找解決方法。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)這一部分，以實(shí)際項(xiàng)目為主線，串起數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)用戶需求，經(jīng)過概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)等步驟后，設(shè)計(jì)出一個(gè)合理高效的數(shù)據(jù)庫(kù)。最后再以設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)來鞏固前面所學(xué)的理論知識(shí)，包括SQL語(yǔ)言，數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性及優(yōu)化查詢等。這樣就能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，所學(xué)知識(shí)和應(yīng)用能力得到有機(jī)融合。課堂教學(xué)中，也要進(jìn)行一些知識(shí)的拓展，增加一些前沿性的內(nèi)容，結(jié)合大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用，介紹數(shù)據(jù)管理技術(shù)遇到的挑戰(zhàn)和數(shù)據(jù)管理新技術(shù)，增強(qiáng)課程的時(shí)代性和先進(jìn)性。

課后的作業(yè)布置也要改變?cè)鹊募児P頭作業(yè)的方式，增加一些實(shí)際操作。選用一些實(shí)際項(xiàng)目，選取其數(shù)據(jù)庫(kù)的部分內(nèi)容，進(jìn)行操作。學(xué)生不但可以多學(xué)習(xí)成型的數(shù)據(jù)庫(kù)，從中學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，常用數(shù)據(jù)類型的定義、約束關(guān)系的定義、索引定義、存儲(chǔ)過程及觸發(fā)器的運(yùn)用等，還能利用其進(jìn)行一系列操作。比如，在SQL語(yǔ)言部分，利用實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)，讓學(xué)生進(jìn)行插入、刪除和查詢等操作，查詢操作的時(shí)候，不僅要滿足得到正確的查詢結(jié)果，還要關(guān)注查詢的效率，注意尋求最優(yōu)路徑。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍和精益求精的學(xué)習(xí)精神，踐行工匠精神。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)多采用驗(yàn)證型，即通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，這類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。而在課程的培養(yǎng)目標(biāo)中，不僅要求培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，還要致力于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，提高綜合分析及查閱文獻(xiàn)尋求解決方法的能力。因此，在有限的課時(shí)內(nèi)，更充分地挖掘?qū)W生的潛能和鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，就要構(gòu)建“立體化”的實(shí)驗(yàn)資源地圖。充分利用實(shí)驗(yàn)課的課前，課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)課也可以采用“線上”與“線下”相結(jié)合的方式，利用“慕課”等線上教學(xué)資源[5-6]。教師在“慕課”上發(fā)布實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，利用啟發(fā)式的教學(xué)方式靈活設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以在學(xué)完對(duì)應(yīng)理論知識(shí)后，對(duì)在線資源中的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行學(xué)習(xí)，在課前先進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)，課前的實(shí)驗(yàn)中，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，尋求自我解決問題的方法。實(shí)驗(yàn)課堂上，教師逐一檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，根據(jù)出現(xiàn)的問題，針對(duì)性個(gè)性化指導(dǎo)。學(xué)生可以把遇到的，無(wú)法解決的問題，提出來一起探討解決。這樣既提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。另外，在“慕課”資源中，增加一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，如一些實(shí)際項(xiàng)目，給定用戶的需求，讓學(xué)生根據(jù)需求自行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的方案，如自行確定設(shè)計(jì)幾張表、視圖，每張表中有哪些字段，字段的類型，表與表之間的聯(lián)系，表中是否需要定義索引，數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及幾類用戶，分別設(shè)置哪些權(quán)限等。這樣可以解決在有限的課時(shí)內(nèi)增加一些設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的問題，學(xué)生可以了解理論知識(shí)的各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，能夠把所學(xué)知識(shí)串起來，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和方案實(shí)現(xiàn)的能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境問題中，單機(jī)環(huán)境的安裝配置和管理較為簡(jiǎn)單，弊端是難以體現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫(kù)的共享和并發(fā)的特點(diǎn)。針對(duì)這個(gè)問題，可以采用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，即在一臺(tái)服務(wù)器上安裝一套DBMS，學(xué)生用機(jī)上只安裝DBMS的客戶端，可以通過服務(wù)器設(shè)置每臺(tái)機(jī)器的用戶名及用戶的權(quán)限，客戶端可以使用自己的用戶名創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)與表，和其他客戶端互不干擾。學(xué)生也可以直觀感受到數(shù)據(jù)庫(kù)的共享與并發(fā)的特性，并能完成與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

數(shù)據(jù)集的大小，直接決定了實(shí)驗(yàn)的效果。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課中，通常是按照實(shí)驗(yàn)的順序，首先定義數(shù)據(jù)庫(kù)和表，并利用insert語(yǔ)句往表中插入數(shù)據(jù)，然后利用這些表，進(jìn)行SQL語(yǔ)句的select、insert、delete等操作的實(shí)驗(yàn)，但是這些數(shù)據(jù)量較小，索引、視圖等查詢優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)無(wú)法體現(xiàn)。因此，在做查詢、視圖、更新和索引相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于復(fù)雜查詢，嘗試使用索引，優(yōu)化like語(yǔ)句，使用限制條件避免返回多余的額外行等方法優(yōu)化查詢，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)更新操作時(shí)，考慮批量插入、優(yōu)化modify和delete語(yǔ)句。以此來提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍，精益求精的精神[7]。

4 考核改革

考核是檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)程度的一種方式，也是對(duì)學(xué)生的一種激勵(lì)。在考核中，要避免一卷定乾坤，要注重過程的考核?！皵?shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”是一門注重操作和思維能力培養(yǎng)的課程，因此在課程考核時(shí)，要重視過程的考核，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的考核。該課程的成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（占20%） ，實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占20%） 及期末卷面成績(jī)（占60%） 組成。平時(shí)成績(jī)主要由“慕課”的隨堂測(cè)試和課后作業(yè)兩部分組成，分別各占10%。實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)操作兩部分構(gòu)成，分別各占10%，八個(gè)實(shí)驗(yàn)的占重比相同。這樣的考核制度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體性，學(xué)生也會(huì)從思想上重視課前和課后環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)利用相應(yīng)資源，獨(dú)立分析問題的能力也會(huì)得到相應(yīng)提高，也能學(xué)以致用，利用已學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)“金課”建設(shè)的要求，提出了計(jì)算機(jī)專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用”課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施，采用線上線下的混合模式，充分抓住課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建教學(xué)立體化資源，利用實(shí)際項(xiàng)目把所學(xué)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，達(dá)到知識(shí)和能力的有機(jī)融合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則通過對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集的改革，進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題，解決復(fù)雜問題的能力。實(shí)踐證明，對(duì)該課程實(shí)施的理論、實(shí)驗(yàn)和考核的改革，教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了時(shí)代性和先進(jìn)性，充分突出了學(xué)生的主體地位，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們能根據(jù)實(shí)際問題，分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，能使用SQL語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)定義、查詢，操縱和控制編程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)完整性約束、數(shù)據(jù)庫(kù)安全的控制、查詢優(yōu)化和數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行維護(hù)等。