摘要：適應(yīng)新工科人才標(biāo)準(zhǔn)的計算機專業(yè)課程教學(xué)研究是近年來計算機專業(yè)課程教學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，而“數(shù)據(jù)庫原理”作為計算機專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，新工科視角下“數(shù)據(jù)庫原理”課程教學(xué)改革也是目前研究熱點之一。本文首先介紹傳統(tǒng)“數(shù)據(jù)庫原理”課程教學(xué)所面臨的諸多問題，并分析了傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)與新工科人才標(biāo)準(zhǔn)下教學(xué)目標(biāo)之間的差距。針對這些問題，提出了新工科視角下“數(shù)據(jù)庫原理”課程體系建設(shè)與改革方案，通過調(diào)整課程內(nèi)容，完善教學(xué)平臺，改革成績評價系統(tǒng)等方法強化思維能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：新工科視角；數(shù)據(jù)庫原理；能力培養(yǎng)；教學(xué)改革

ResearchontheReformof"DatabasePrinciples"CourseTeachingfrom

thePerspectiveofNewEngineeringEducation

ZhengLintaoYuWeihuaDongYongshengYangChunlei

SchoolofInformationEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnologyHenanLuoyang471023

Abstract：Adaptingcomputermajorcoursestothenewengineeringtalentstandardsisaresearchhotspotinthefieldofcomputercourseteachinginrecentyears.Asanimportantbasiccourse forcomputermajors，"databaseprinciples"arealsooneofthecurrentresearchhotspotsforteachingreformfromtheperspectiveofnewengineeringeducation.Thisarticlefirstintroducesthemanyproblemsfacedbytraditional"databaseprinciples"courseteachingandanalyzesthegapbetweentraditionalteachingobjectivesandteachingobjectivesundernewengineeringtalentstandards.Toaddresstheseissues，anewengineeringperspectiveisproposedfor"databaseprinciples"coursesystemconstructionandreform，whichstrengthensthecultivationofthinkingabilitythroughmethodssuchasadjustingcoursecontent，improving

teachingplatforms，andreformingscoreevaluationsystems.

Keywords：PerspectiveofNewEngineeringEducation；Databaseprinciple；Abilityculture

當(dāng)前，我國正致力于通過創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，并實施重大戰(zhàn)略，包括“一帶一路”倡議、“中國制造2025”計劃和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動。隨著新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)形態(tài)、新商業(yè)模式和新產(chǎn)業(yè)的快速增長，新經(jīng)濟正在迅速崛起，對工程技術(shù)人才提出了更高的要求。因此，迫切需要加速工程教育的改革與創(chuàng)新步伐。自2017年2月以來，新工科建設(shè)取得了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”等標(biāo)志性成果。在《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》中，明確了教育教學(xué)的新質(zhì)量要求：在完善中國特色、國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的基礎(chǔ)上，研究制定新興工科專業(yè)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，開展多維度的教育教學(xué)質(zhì)量評價等。同時《新工科建設(shè)行動路線（天大行動）》中的第四點也明確了“問學(xué)生志趣變方法，創(chuàng)新工程教育方式和手段”，并要求落實以學(xué)生為中心的理念。新工科理念為工程教育的理論與實踐注入了新的元素，并明確了工程學(xué)科的前進方向。推動“新工科”的建設(shè)不僅是順應(yīng)國際競爭的需要，也是響應(yīng)國家戰(zhàn)略規(guī)劃的要求。

“數(shù)據(jù)庫原理”是計算機專業(yè)的一門學(xué)科平臺必修課和專業(yè)主干課程，同時也是進一步學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)、oracle數(shù)據(jù)庫管理、軟件工程等課程的基礎(chǔ)，是一門承前啟后的課程［1-4］。課程有較強的理論性和實用性，應(yīng)用領(lǐng)域廣大。課程內(nèi)容比較寬泛，涉及了關(guān)系代數(shù)、謂詞演算、關(guān)系數(shù)據(jù)理論等與數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)相關(guān)的內(nèi)容，還涉及了數(shù)據(jù)庫安全性、完整性、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等工程設(shè)計方面的原理知識，以及SQL語句、數(shù)據(jù)庫編程、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制等工程應(yīng)用方面的技術(shù)。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興技術(shù)的快速發(fā)展，“數(shù)據(jù)庫原理”課程作為一門面向高校計算機專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)人才方面的重要性日益凸顯，成為信息時代中不可或缺的關(guān)鍵課程，對于學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。在新工科建設(shè)背景下，“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)資源也亟須進行深入的改革和創(chuàng)新，以更好地培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工程和科學(xué)領(lǐng)域需求的優(yōu)秀人才，達到新工科建設(shè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

一、“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

雖然“數(shù)據(jù)庫原理”在計算機專業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的核心基礎(chǔ)課程位置，并且在整個課程體系中發(fā)揮著橋梁和紐帶的作用。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，許多教師傾向于依照教科書進行教學(xué)，將重點放在理論知識的傳授上。此外，由于缺少有效的評價機制，學(xué)生往往只注重掌握課程中一些結(jié)論性的知識，而無法深入理解應(yīng)用，并且在最終的考核中只能機械地記住一些答案，而不清楚答案背后的原因。這種教學(xué)模式不符合培養(yǎng)應(yīng)用型和工程型人才的目標(biāo)，也不符合教育教學(xué)中注重創(chuàng)新的要求，很難達到教學(xué)目標(biāo)。這主要存在以下幾個方面的問題：

（一）課程教學(xué)內(nèi)容較為陳舊落后

隨著大數(shù)據(jù)和云計算等新技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)成為此類新技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)之一［5］。當(dāng)前，高校的“數(shù)據(jù)庫原理”課程在專業(yè)特色上尚不突出，面對大數(shù)據(jù)、云計算以及圖數(shù)據(jù)庫、時空數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫等新興技術(shù)與應(yīng)用的強烈挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程內(nèi)容顯得相對陳舊，導(dǎo)致課堂教學(xué)的實際效果并不盡如人意。隨著數(shù)據(jù)庫新技術(shù)的極大發(fā)展，各種新的理論和實踐成果也不斷出現(xiàn)，特別是大數(shù)據(jù)、云計算和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)深入社會生活的方方面面，目前的“數(shù)據(jù)庫原理”課程體系主要以傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論教學(xué)和結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）操作實驗為主要授課內(nèi)容，顯然已經(jīng)落后于目前數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生無法掌握最新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和應(yīng)用趨勢［6-7］。

（二）重理論，輕實踐

當(dāng)前教學(xué)工作中，許多教師在教學(xué)過程中只關(guān)注專業(yè)理論的講授，而忽略了對學(xué)生更為重要的工程實踐能力的培養(yǎng)。在這種傳統(tǒng)教育培養(yǎng)模式下，大學(xué)生將大部分的課程學(xué)習(xí)時間投入理論知識的學(xué)習(xí)上，而忽視了對自身工程實踐技能的鍛煉，這明顯與新工科教育目標(biāo)背道而馳。針對這一普遍現(xiàn)象，為了更好地貼合新工科教育的要求和社會對高校畢業(yè)生的需求，我們必須對傳統(tǒng)的“講授式”教學(xué)模式進行與時俱進的改革和優(yōu)化，以期通過改革后的“數(shù)據(jù)庫原理”課程，有效提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、工程知識和設(shè)計開發(fā)能力。

在傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程教學(xué)中，大多仍然采用以教師為中心的課堂講授模式，學(xué)生只是被動地接受知識，課程中教師在講授理論性較強的部分往往會讓學(xué)生覺得課堂枯燥無味，學(xué)習(xí)氣氛沉悶，常常有跟不上教師的思路的現(xiàn)象出現(xiàn)。而近年來，隨著新工科教育理念的大力推行，各高校對各個專業(yè)的本科生培養(yǎng)方案進行了調(diào)整，降低了總學(xué)分要求。隨之而來必然會引起專業(yè)課課時縮減，本就不多的課程實驗時間被進一步擠壓。由于實驗教學(xué)實踐課時少，實驗內(nèi)容上學(xué)生勢必只能進行一些簡單的驗證性實驗，而無法去做更具有實踐意義更能鍛煉學(xué)生能力的綜合性實驗項目了。

（三）考核評估方式單一

以往我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的“數(shù)據(jù)庫原理”課程考核分?jǐn)?shù)構(gòu)成比為：期末筆試成績占總成績70%，平時成績占總成績20%，實驗成績占總成績10%。由這個分?jǐn)?shù)占比可以看出，本課程的成績還是以筆試成績?yōu)橹鲗?dǎo)。而筆試試卷仍是側(cè)重于考試學(xué)生的機械記憶能力的考查。這種考核現(xiàn)狀會給學(xué)生造成錯誤的引導(dǎo)，讓學(xué)生覺得只要考試前突擊死記硬背課本上的知識點就一定能獲得一個不錯的考試成績。這也助長了學(xué)生平時不注重課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，僅靠考前死記硬背以求順利通過考試的風(fēng)氣，而學(xué)生自身的工程實踐能力、積極主動學(xué)習(xí)的積極性都沒有在課程學(xué)習(xí)過程中得到任何實質(zhì)性提高，這與新工科要求的培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目標(biāo)背道而馳。

二、“數(shù)據(jù)庫原理”課程改革路徑

在新工科育人新理念的指導(dǎo)下，我們結(jié)合河南科技大學(xué)關(guān)于加強工程實踐環(huán)節(jié)、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對未來工程界挑戰(zhàn)的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、為企業(yè)輸送滿足企業(yè)需要的應(yīng)用型復(fù)合人才的目標(biāo)，我們對“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)做了如下改進：

（一）及時調(diào)整理論和實踐教學(xué)內(nèi)容

一方面，針對傳統(tǒng)“數(shù)據(jù)庫原理”課程理論只關(guān)注關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀，我們壓縮了傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的部分教學(xué)內(nèi)容。例如SQL的細節(jié)問題、范式、部分功能的介紹：游標(biāo)、觸發(fā)器、存儲過程、訪問控制。我們在理論課堂很少講技術(shù)細節(jié)，而是突出強調(diào)概念、思想與方法講解，將簡單的細節(jié)知識交由學(xué)生自學(xué)，我們在課堂多次明確說明：很多細節(jié)課堂上不講，而是讓同學(xué)們通過作業(yè)自學(xué)，通過網(wǎng)絡(luò)途徑自己查找資料解決細節(jié)技術(shù)問題。

另一方面，增加了目前行業(yè)常用的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)的內(nèi)容，例如，大數(shù)據(jù)模式、處理平臺和框架結(jié)構(gòu)以及一些常用的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如NoSQL數(shù)據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。

在教學(xué)實踐環(huán)節(jié)方面，我們課程組經(jīng)過近幾年迭代設(shè)計了一套與理論內(nèi)容緊密銜接、難度逐步遞進的設(shè)計與實驗題，受到學(xué)生歡迎。實驗題目緊密圍繞數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的6大模塊即需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護進行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。該套實驗題要求學(xué)生自學(xué)掌握多個相應(yīng)的設(shè)計工具，并要求將多門課程內(nèi)容串接起來，活學(xué)活用，對學(xué)生建立知識體系和培養(yǎng)自身自學(xué)的能力大有裨益。同時，部分實驗內(nèi)容稍提前于課程理論內(nèi)容，倒逼學(xué)生去提前預(yù)習(xí)部分知識，從而提高理論概念講述的吸收效果。

上述教學(xué)內(nèi)容的改革方向是：刪減壓縮了一些已經(jīng)過時的、純理論推導(dǎo)方面的知識。強調(diào)應(yīng)用和實踐：隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫在實際應(yīng)用中扮演著重要角色。我們在“數(shù)據(jù)庫原理”課程更加注重學(xué)生對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的實際應(yīng)用和解決實際問題的能力培養(yǎng)。盡可能地創(chuàng)造一切機會通過案例分析、項目實踐等方式，讓學(xué)生將所學(xué)知識運用到實際場景中。

（二）從理論教學(xué)為主轉(zhuǎn)向?qū)嵺`為主

“數(shù)據(jù)庫原理”課程的理論知識較多，我們教師在教學(xué)過程中加強實驗環(huán)節(jié)，通過搭建數(shù)據(jù)庫實例，讓學(xué)生親自動手操作和實踐，加深對“數(shù)據(jù)庫原理”的理解。同時，引入一些目前業(yè)界流行的數(shù)據(jù)庫管理工具和開發(fā)框架，幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)據(jù)庫的使用和管理技能。

除了上述教學(xué)內(nèi)容改革中突出實驗實踐內(nèi)容以外，我們向同學(xué)們灌輸了貫徹全棧數(shù)據(jù)庫工程師培養(yǎng)理念。在課程要求與實驗實踐環(huán)節(jié)設(shè)計，都明確要求每個學(xué)生實現(xiàn)一個全鏈條信息系統(tǒng)，從UI、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，系統(tǒng)的整個鏈條必須完整，但不要求枝繁葉茂，從而培養(yǎng)提高學(xué)生的全鏈條技術(shù)能力。而從學(xué)生的學(xué)習(xí)過程來看很多同學(xué)開始不太有信心，而經(jīng)過課程的實踐任務(wù)的磨煉，建立了做復(fù)雜系統(tǒng)的自信心，個人自學(xué)和動手實踐的能力在實踐項目實戰(zhàn)中得到了大幅的提高。同學(xué)們紛紛表示自己從“數(shù)據(jù)庫原理”課程實踐項目中受益頗深。

（三）考核評估方式多樣化

為了增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，確保教學(xué)效果，并推動學(xué)生的全面成長，對“數(shù)據(jù)庫原理”課程的評估體系進行了創(chuàng)新。過去以單一的期末考試成績作為評價標(biāo)準(zhǔn)的模式已被改變，現(xiàn)在平時成績和期末考試成績各占一半。此外，課程引入了多樣化的持續(xù)評估方法，將整個教學(xué)周期的各個環(huán)節(jié)納入評價體系，強調(diào)持續(xù)的過程評價。這表明，課程評價將覆蓋整個教學(xué)周期，以及加強對課堂內(nèi)外、線上與線下學(xué)習(xí)活動的評價，同時加入了競賽和本科生科研項目等額外加分項，以鼓勵學(xué)生的全面進步。

平時成績由線下和線上兩部分學(xué)習(xí)活動成績組成。學(xué)生線下學(xué)習(xí)活動包括參與課堂主題討論、完成課后研究型作業(yè)、進行課堂實驗、參與項目答辯和撰寫項目報告等。而線上學(xué)習(xí)則主要通過學(xué)習(xí)通和學(xué)銀在線等平臺來追蹤學(xué)生的線上學(xué)習(xí)進展。這些平臺詳盡地記錄了學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，包括課程學(xué)習(xí)進度、預(yù)習(xí)測試、作業(yè)提交、小組討論、實訓(xùn)實驗的完成情況及成績、課堂參與度以及單元測試的完成情況等。這些記錄最終可以被導(dǎo)出，作為學(xué)生持續(xù)評估的參考。至于課程的期末考試，則采用閉卷形式，試卷內(nèi)容依據(jù)課程大綱設(shè)計，覆蓋所有教學(xué)要點，并以實際應(yīng)用為主，全面測試學(xué)生對“數(shù)據(jù)庫原理”基礎(chǔ)、SQL應(yīng)用技能和數(shù)據(jù)庫設(shè)計等知識的掌握程度，以確保實現(xiàn)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

三、課程教學(xué)改革后的效果

在領(lǐng)會新工科建設(shè)的要求基礎(chǔ)上，本文分析了河南科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，提出了相應(yīng)的課程教學(xué)改革措施并進行了教學(xué)改革實踐，取得了以下效果。

在近兩年我校的教學(xué)效果測評中，“數(shù)據(jù)庫原理”獲得了督導(dǎo)和學(xué)生的一致好評，主講教師獲得了2022年度河南科技大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀成果獎，團隊教師的平均評教成績明顯高于學(xué)院整體水平。學(xué)生從課程的持續(xù)改進中獲益，在各級軟件設(shè)計大賽、創(chuàng)新比賽、SRTP項目等活動中獲獎、評優(yōu)。

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基金項目：河南科技大學(xué)校級教育教學(xué)改革研究與實踐項目（2021BK175）

作者簡介：鄭林濤（1977—），男，河南洛陽人，副教授，研究方向為數(shù)字圖像處理；俞衛(wèi)華（1979—），女，河南洛陽人，講師，研究方向為數(shù)字圖像處理；董永生（1979—），男，河南新鄉(xiāng)人，教授，研究方向為數(shù)字圖像處理；楊春蕾（1980—），女，河南開封人，副教授，研究方向為數(shù)字圖像處理。