“数据库原理”课程教学改革关键问题探讨
时间：2021-04-09 08:00:17 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要： 本文针对目前数据库原理教学中存在的一些问题，从课程的内容编排、教学方法和实践环节三个关键方面进行了教学改革探讨。
关键词： “数据库原理”课程 教学内容 理论教学 实践环节
1.引言
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最为广泛的技术之一，它已经成为计算机信息系统和应用系统的核心技术和重要基础。经过几十年的发展，数据库技术已经形成了比较完整的理论体系和广泛的应用系统。
“数据库原理”课程作为大学本科计算机专业的一门专业基础必修课，主要讲授数据库的基本原理和应用设计方法，理论性强、应用广泛。通过该课程的学习，如何使学生既能掌握数据库技术的基本概念和理论，又能掌握数据库的设计和应用方法，更好地胜任今后的实际工作，是所有任课教师都要重视的问题。目前，我国高校计算机及信息技术等相关专业大都开设了数据库原理这门课程，教学内容和教学方法基本相似，并且大都存在着一些类似的问题。针对目前数据库原理教学中存在的一些问题，本文对该课程的内容组织、教学方法和实践环节几个关键问题进行研究探讨。
2.优化教学内容的组织结构
教学内容的选择和知识模块的组织方式是课堂教学的一个重要方面，直接影响着教学效果。教学内容是培养目标、教学计划和课程体系的完整体现，也是课堂教学得以实施的基本保证，而知识模块的组织方法则是先进教学思想的体现，它对于教学方法和教学手段的创新，以及提高教学质量都有着非常重要的促进作用。
传统的数据库原理课程的教学内容主要以关系数据库为基础、数据库管理系统为中心，介绍关系系统的基本原理，理论教学始终放在首位，很少涉及具体的应用，学生在最初的学习过程中因为没有实践的心得体会而很难理解那些抽象的概念和理论，并进一步导致学生被动乏味、兴趣低下。进入实践阶段后，由于理论基础不扎实，学生常会感到无从下手，致使实践和理论之间严重脱节，更进一步挫伤了学生学习的积极性，影响了教学效果。
鉴于内容编排上的问题，我们在介绍完数据库的一些基本概念之后，即对照着某一具体的关系数据库系统，如SQL SERVER 2005，介绍关系模型、关系代数和关系数据库语言SQL等内容，同时进行上机实践，这样学生能较早对关系数据库有个感性认识，较好地掌握SQL的语法和功能,并锻炼其实际操作能力。接下来，针对某一具体数据库应用系统的需求，如图书管理系统，讲授关系数据库的规范化理论和设计方法。这样让课程内容的组织始终与具体应用相结合，不仅使很多抽象难懂的概念更加具体和容易理解，而且调动了学生学习的兴趣和积极性。
3.从需求和问题出发进行理论教学
现在很多数据库原理教材都是从理论出发，先讲解一大堆的理论，然后才谈及实践。由于数据库的基本原理、概念和技术的理论性强、抽象度高，因此这样常会导致学生在最初的理论知识学习阶段感觉被动乏味、兴趣低下、理解困难，一些学生甚至会自暴自弃。并且，这种用理论引出实践的方法也不符合人们认知世界的规律。马克思主义的实践论和认知论告诉我们，理论源于实践，又反过来指导实践，脱离实践的理论是空洞无力的，“实践—理论—再实践—再理论”无限循环往复才是人类认知世界的基本过程。因此，从实践引出理论会使理论知识更容易理解，能够让学生首先明白学习这些理论的实际意义，也更容易激发学生的积极性和主动性。
为了帮助学生理解抽象的理论，激发兴趣，我们采取了下面的方法。
（1）课程第一堂课，先联系生活实际，谈谈我们生活中哪些地方离不开数据库，如：银行储蓄，火车飞机订票，学生的学籍管理，人事工资管理，等等。让学生从感性上认识到数据库和我们现代生活的密切相关性。接着引出一些相关概念，如：信息、数据、数据库、数据库管理系统等，并用实例和类比的方法讲解这些概念及其相互关系。有实际生活知识做背景，这些概念理解起来也就更容易了。
（2）在以关系数据库为例讲解数据库的基本概念、模型和技术时，选择一个主流的大型数据库系统作为理论教学背景和实践教学平台，如SQL Server 2005。在理论教学讲授SQL语句时，如果干巴巴地列出语句格式和要注意的事项，学生必定感到枯燥乏味。那么，可以在讲解SQL语句及其使用格式的同时，在SQL Server 2005环境下输入SQL语句，然后让学生观察结果。如果语句出错，则引导学生思考原因：为什么出错？是格式错误，还是逻辑错误？如果有条件，也可以在实验室进行这部分内容，边讲解边实验。这样不仅调动了学生学习的积极性，而且加深了学生对基本概念和理论的理解。
（3）基于问题驱动的理论教学法。在讲数据库设计的规范化理论一章时，很多学生不明白学习这些形式化的理论有什么用。因此，在讲这一章之前，应先把问题提出来，比如，如何设计一个数据库的关系模式，你设计的这个关系模式是好是坏？衡量的标准是什么？为什么？让学生知道学习这章内容就是为解决这些问题的，有其必要性和重要性，从而做到心中有数。接下来讲解相关理论，以及这些理论是如何解决提出的问题的时候，学生就可以有的放矢地进行学习了。
4.重视实践环节，加强应用能力的培养
数据库原理是一门应用性很强的课程，实践环节直接关系到整个课程的教学效果。目前在数据库原理的教学中普遍存在一定的误区；过分强调原理和知识的完备性和系统性，而忽视了实践教学、实验方案在培养学生实践能力和创新能力中的重要作用，认为既然是原理课，不论对什么学生都应着重讲解理论知识，实践环节的学时偏少，忽视了学生实际应用能力的培养。此外讲课也大多是填鸭式的教学，在学生自主学习和创新能力的培养方面还很欠缺，学生学习状态不佳，学习目的不明确，导致学习效果不理想。
目前大部分院校本科生学习该门课程的目的是为了应用。对于这样的学生，数据库的实践教学尤为重要，任课教师更应该在实践教学上下功夫，让学生能够真正把所学理论知识和实践联系起来，为日后开发数据库应用系统奠定基础。
由于学时的限制，我们在课程实验环节上做了精心设计和周密安排。除了与理论课相配合的实验课外，我们还在课程结束后的小学期设置了相应的课程设计。
（1）通过基础实验帮助学生理解和巩固理论知识
教学过程中课堂教学和基础实验需同步进行。学生只有通过上机操作才能真正理解所学，消化课堂上的理论知识，这一点对数据库课程也尤为重要。为提高上机质量，教师应首先做好实验课和理论课的衔接关系，实验课最好和相应的理论课同步进行，否则很难达到好的效果。我们按照教学顺序编写了实验指导书，让学生设计SQL语句并通过上机来验证。结合课程内容，我们设置的实验如下。
●建立数据库及基本表：学习使用关系数据库SQL SERVER 2005，并练习数据库的建立和删除、基本表的建立和修改、数据的输入。
●数据更新：使用INSERT、UPDATE、DELETE语句进行数据更新。
●数据查询：使用SELECT语句进行数据的查询。
●视图的创建与修改：使用CREATE、DROP语句创建和删除视图，使用INSERT、UPDATE、DELETE语句更新视图，体会更新视图的前提条件。
●数据完整性：使用PRIMARY KEY、FOREIGN KEY REFERENCES、NOT NULL、UNIQUE、CHECK等关键字定义完整性约束，并通过相应操作验证这些完整性约束，体验完整性约束的作用。
（2）通过课程设计培养学生的综合应用能力
为了增强学生的综合运用能力，在学完数据库原理课程之后的小学期我们开设了相应的课程设计。课程设计的任务是让学生从实际生活中的数据库应用系统出发，完成一个实际的、基于C/S或B/S的数据库应用系统设计的全过程。包括：需求调查、数据库设计、数据库建立、数据输入、应用系统的设计和开发，用户界面的设计和实现等。具体要求如下：
●分组：将学生分成小组，每组人员为4—5人，组长1名，负责任务分工和总体协调。
●分工：每名学生担任不同的角色，包括系统分析、系统设计人员、数据库设计人员、应用系统开发人员、测试人员等，分工协作、共同完成设计和开发任务，从而培养团队精神。
●开发数据库应用系统：选择一个合适的DBMS产品，选择合适的应用开发工具，按照设计的结果建立数据库，开发应用系统，输入数据并调试运行所开发的系统。
●实验报告：写出完整的实验报告，包括：需求调查报告、系统分析报告、数据库设计报告、应用系统设计报告、数据库实施计划、系统测试计划、系统测试报告、用户使用手册等文档。
●考查形式：向教师和其他小组运行演示开发的数据库应用系统，提交所有文档。
课设任务书后面可附上参考题目，以供学生选择，如：图书管理系统、网上书店系统、加油站管理系统、医院住院管理系统、股票交易系统、人力资源管理系统、仓库管理系统、企业工资管理系统等。
课设小组完成设计方案后，组织全班学生对每个小组的设计方案进行讨论和评价，各小组根据大家的意见进行修改，通过后再进行代码的编写。整个系统完成后，每组派代表演示本组所开发的系统。通过集体讨论，大家可以互相学习，交流开发过程中的收获和体会。
数据库课程设计不仅要用到数据库的知识，而且要用到编程和软件工程方面的知识。教师应该让学生充分发挥自己的积极性和主观能动性，一方面应注重学生独立解决问题能力的培养，另一方面还要注重培养学生的团队合作精神。在整个课程设计中，要以学生为主体，充分发挥教师的引导作用，教师不仅要指导学生学会查找资料，更重要的是培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
5.结语
要提高数据库原理的教学效果，必须不断优化教学内容，积累实践经验，改进教学方法和手段，构建科学、合理的教学体系。由于数据库技术在不断发展，知识在不断更新，教师观念也必须不断更新，教师应从教学内容、教学方法和实践等方面认真思考，锐意改革，为社会培养出更多具有创新能力的数据库应用人才。
参考文献：
［1］崔巍等.浅谈数据库课程实践教学.计算机教育，2007.11.
［2］黄德才等.“数据库原理及其应用”课程知识模块组织和教学实践，中国科教创新导刊，2007，（471）.
［3］施伯乐，丁保康等，数据库系统教程（第2版）.北京：高等教育出版社，2003.8.
［4］王珊，萨师煊.数据库系统概论（第四版）［M］.北京：高等教育出版社，2007.11.
基金项目：北京工业大学教育教学研究项目（项目编号：025000514106）资助。
