面向应用性教育的数据库课程改革设想
时间：2021-04-08 07:58:23 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘要:数据库课程的知识点具有立体化特点。本文针对应用性教育的特点和人才市场的需求,分析数据库课程的教学目标、能力要求,设计面向应用性教育的数据库课程体系,并提出相应的教学方法、实践训练建议。
关键词:应用性教育;课程改革;数据库课程
数据库类课程是计算机科学与技术的专业基础课程,涵盖从基本原理到应用实践的多方面内容。数据库技术具有理论基础强、实践应用性突出、学科间知识综合性明显、学科内多层面内容交融、前沿新技术发展迅速等特征。如何改革、设计数据库课程,使之适应应用性教育的培养目标,是需要认真研究的问题。
1问题的提出
数据库技术是计算机科学的重要分支,数据库系统已经成为信息系统的核心和基础。随着数据库技术的成熟发展和系统产品的研制应用,数据库学科不断丰富和发展,知识点形成了一个立体化的学科体系。课程体系可以按照应用开发人员、数据库管理员(DBA)、数据库设计师、数据库管理系统(DBMS)软件设计人员所需的知识、理论、素质、能力等多类型、多视角构建。目前国内计算机课程与技术专业数据库类课程的问题如下:
(1) 教学目标不明确。教学仍以理论教学为主、实践教学为辅。学生毕业后没有工程实践经验,对软件平台不熟悉,既无法很快从事应用开发及数据库管理工作,又不具备参与数据库设计工作的能力,对概念、术语、理论都知道一些,对DBMS也略有了解,但不能真正进入工作状态。
(2) 按照理论体系构建课程体系。教学内容理论性强,模型抽象,实践教学多是针对SQL语言或某些技术环节进行的。学生完成课程学习之后,往往对抽象的理论有模糊印象,但没有建立起应用体系的概念,不具备数据库技术的应用能力。
(3) 学习效果不好。在学习过程中,学生首先接触到的概念和理论抽象难懂、逻辑性强,他们很难建立起数据库系统的概念,某些知识点,如安全性、完整性、范式理论、数据库恢复、并发控制等内容缺少具有代表性的实例,学生只能体会到概念和某些局部功能,无法深刻体会各个知识点在整个数据库系统中的位置和作用,导致学习效果不好。
2数据库课程的定位与目标
2.1课程定位
“应用性教育”与“学术性教育”的重要区别是,应用性高等教育培养直接为生产、生活、工作服务的一线应用性人才[1],主要类型有技术应用、复合应用、服务应用和职业应用。这种为社会生产一线服务的人才,一方面要掌握某一领域学科的基本知识和基本技能,另一方面又应具有较强的解决实际问题的能力。从培养目标的内涵来看,应用性高等教育既不同于普通高等教育,也不同于高等职业教育,是一种全新的教育类型。与普通高等教育相比,二者都以学科为基础,但应用性本科教育更强调面向工作的应用能力培养,与高等职业教育相比,应用性本科教育强调学科知识平台对培养应用能力的支撑作用。应用性本科教育是学科与应用并重的一类高等教育。
应用性本科教育的课程强调学科和应用两个方面,既强调学科基础,又重视应用能力。前者为培养学生的应用能力打好学科基础,使学生具备运用理论和原理解决实际问题的学术性知识,后者提高毕业生可能从事工作的应用能力。落实培养应用型人才的目标,课程体系的设计、建设是关键的环节之一。
设计应用性课程体系需要进行如下工作:第一,明确学生将要从事的工作所需的应用能力,包括通用能力和专门能力;第二,分析、确定与应用能力相关的学科性知识,包括经验性知识和工作过程性知识。
根据调查,我国目前数据库应用人才主要有三类角色:数据库应用系统开发人员、数据库管理员(DBA)和数据库设计师。应用开发人员是在DBMS上开发信息系统的一组专门技术人员,能够利用DBMS提供的接口开发应用系统。DBA负责维护系统,对于大型数据库系统,则需要非常有经验的高水平DBA来管理、维护数据库,包括日常的性能检测、故障排除、数据备份、安全审计、性能调优、系统升级等。中、大型软件系统的开发往往需要专门的数据库设计师,他们要掌握数据库设计的方法、技术,熟悉DBMS及开发平台的特性,需要有实际经验。DBA和数据库设计师都需要不断的经验积累和较深厚的专业功底,经过本科教育的学生难以达到DBA和数据库设计师的要求,这部分教学主要让学生掌握知识、概念,并通过简单的设计、数据库管理的实践,掌握知识、理论,初步积累对相关工作的认知和感受。学生参加工作后,一般以数据库应用系统开发或简单的数据库管理工作为起点,积累一定工作经验后才能够承担DBA和数据库设计师的工作。
需要说明的是,数据库知识理论体系中有一部分内容是对DBMS本身功能的设计与开发。DBMS是一个大型复杂的基础软件,对系统软件设计开发人员的要求非常高。现阶段,在服务北京市信息产业的定位之下,对这类人才的培养不是重点。
2.2课程目标
根据人才市场的需求及应用性本科计算机科学与技术专业的培养方向,数据库系统课程的教学目标是使学生具备对数据库系统的认知、分析、设计、应用能力和学科素质。具体而言,就是使学生较全面地掌握数据库系统的基本概念和基本原理,了解学科的发展前沿和发展趋势,学习、掌握数据库的基本理论、技术和方法,提高学生综合运用数据库系统的知识、技术和方法进行数据库应用系统的设计和实施能力,在掌握相关课程、技术的基础上具备开发数据库应用系统的能力,较熟练地从事应用系统的开发;能够进行数据库的日常管理;能够参与数据库设计工作。在有一定的工作积累后,能够承担DBA和数据库设计师工作。
3构建数据库课程体系
目前,数据库教材及课程教学基本都是以知识体系为顺序组织、编排的:前半部分集中介绍数据库的基础理论;后半部分介绍一种具体的数据库管理系统软件,也有一批研究型院校使用的教材以理论为主。随着数据库技术的不断丰富和发展,数据库学科的知识点形成了一个立体化的学科体系,研究领域涉及理论、方法、技术、应用多个方面。立体化的学科体系决定了我们的课程体系应该是多层次、多类型、多视角的。
面向应用性教育的数据库课程不能是研究型本科教学内容的简单删减,也不是以某个DBMS软件为核心的软件使用培训,而是要按照数据库应用人才的能力需求,从教学内容、形式、组织方法等多方面进行改革,重新构造课程体系。
表1是将数据库知识体系与相关能力重构后得到的课程体系,重构的依据是应用能力。
数据库课程改革不是简单按照角色的知识、能力要求重新组合课程单元,而是按照培养目标进行优化、取舍、重组。例如,在数据库理论体系中,数据库的安全性、并发控制、备份与故障恢复等内容是面向DBMS设计的,面向应用的教育可以简化这部分内容,只介绍基础概念,不必详细分析原理。
4课程教学设计
4.1教学方法
数据库技术的立体化对有效教学提出了更高要求。课程内容多,即有抽象概念,又有应用技术,学生在短期内接受并掌握课程的概念、理论、方法和技术,有很大困难。因此,不同类别的教学内容应采用不同的教学方法。
(1) 一般到抽象。根据思维与能力训练的循序渐进性,在教学过程中,改变先讲关系数据库模型,后讲SQL语言的惯例,先介绍SQL语言的查询,并在给定的具有良好结构的样例数据库上进行操作,引导学生理解查询的含义,再学习关系代数形式化描述,然后学习查询优化的一般方法。在这个过程中,还要引导学生观察、分析样例数据库,为学习数据库设计打下基础。
(2) 案例教学+任务驱动+课堂讨论。讲授数据库设计时,采用案例教学+任务驱动+课堂讨论的教学方法。通过分析与设计实际案例,讲授数据库设计的理论、方法及技术,学生以小组为单位接受任务,设计数据库,在完成设计的基础上进行讨论,阐述设计思路和方案。教师适当点评并予以引导,帮助学生从应用的角度建构数据库设计的方法和技术体系,深化对相关内容的理解。
4.2实践训练
数据库课程的实践教学对于学生巩固知识,提高实际动手能力和综合素质十分必要。实践教学体系包括课程实验教学和综合实践教学两部分。
课程实验是对理论知识的验证、吸收和消化,主要是使学生全面、系统地理解和掌握数据库的操作。综合实践教学是课程实践教学体系中最重要的一个环节,重点是建立数据库应用系统,包括从数据库设计到应用系统开发的全过程。综合实践教学能够帮助学生建立数据库系统的整体概念,有利于发挥和挖掘学生的潜能。实践教学体系与理论教学体系应融为一体,相互补充、相互发展。
4.3数据库课程教学方案设计
培养目标
通过本课程的学习,使学生掌握数据库系统的基本概念和基本原理,了解学科发展前沿和发展趋势,培养学生综合运用数据库系统的知识、技术和方法进行数据库应用系统的设计和实施的能力。使学生在掌握相关课程、技术的基础上,具备开发数据库应用系统的能力;能够进行数据库的日常管理;能够参与数据库设计的工作。在有一定的工作积累之后,能够承担DBA和数据库设计师的工作。
基本要求
基本素质:
具有工程意识和素质
具有团队合作的品质
具有良好的职业道德和品质
具有良好的身心素质
基本理论、概念、方法:
数据模型、关系模型
关系数据理论
关系的安全性、完整性、并发控制、故障恢复
数据库规范化理论
数据库设计方法
应用能力:
安装、配置、使用一种DBMS
使用SQL语言管理、访问数据库
通过接口访问数据库
数据库管理:安全性、备份与恢复
数据库设计
课程内容
● 数据库、数据库系统、关系数据模型
● 数据库与SQL语言
● 数据库的完整性
● 数据库编程
● 关系数据理论
● 数据库设计
● 数据库管理(安全,备份与故障恢复)
● 数据库技术的发展
教学策略
● 课堂授课:常规以班级为单位的教学组织形式
● 课程实验:学生个人独立完成SQL、安全性、备份与恢复的实验
● 开放设计与讨论:以小组为单位进行数据库设计,按照答辩和设计报告评定成绩
● 综合实践:以小组为单位开发小型数据库应用系统,撰写设计报告,以项目验收方式评定成绩
5结论
数据库课程是计算机科学与技术专业的核心课程。对于培养学生掌握数据存储和检索的原理方法、设计合理的数据库结构、掌握数据存储与前台应用的综合开发等具有十分重要的意义。笔者针对教学实践中的问题和发展应用性教育的要求,对课程的课程体系、课程内容进行了改革,加强学生理论联系实际的能力,培养学生发现问题、解决问题的能力,锻炼学生良好的职业规范道德、团队分工协作等素质,对推进应用性人才培养有着非常重要的意义。在今后的教学实践中,我们会继续丰富和完善课程体系,使之适应应用性教育的发展要求。
参考文献:
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[2] 许明月. 应用性本科教育课程开发研究[J]. 教书育人,2007(2):97-98.
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Study on Reform of Application-oriented Curriculum in Database Courses
YUAN Mei, SHANG Xin-na
(School of Technical Information, Beijing Union University, Beijing 100101, China)
Abstract: Database courses are characterized by their stereoscopic knowledge structures. Grounded on features of application-oriented education and requirement of talent market, this article designs an application-oriented curriculum after a detailed analyze on teaching objectives and competencies of database courses. This article also issues suggestions on teaching method and practical training of the curriculum.
Key words: application-oriented education; curriculum reform; database courses
(编辑:张玥)
