数据库系统课程设计实践教学改革研究
时间：2021-04-09 07:59:37 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：本文介绍我院在计算机特色专业建设过程中围绕数据库系统课程设计实践教学环节所开展的一系列工作，分析数据库系统原理课程教学的状况，并从教学内容、教学方法等方面进行探讨，提出案例教学法和问题驱动教学法，并强调实验环节，合理改进考核方法，注重学生编程能力和实际应用能力的提高，以达到提高课程教学质量的目的。
关键词：案例教学法；问题驱动法；课程设计；教学改革
数据库技术是计算机科学技术中发展最快且应用最广泛的技术之一。数据库系统概论作为计算机专业的重要课程，由于涉及到理论、技术和应用三个方面，加之以数据库为核心的信息系统发展迅速，数据库学科和应用中的新思想、新概念和新技术层出不穷。教材组织上理论概念多、应用实例少，教学安排上课堂讲授多、实践动手少，课程考核上死记硬背多、灵活应用少。学生为考试过关而学，并不注重提高自身能力，不利于激发学生学习的主动性，教师仅为完成教学任务而教，并不注重培养学生的能力。因此，在教学上必须改变这种纸上谈兵、理论脱离实际的状况。本文结合计算机特色专业建设，就数据库课程设计的教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了教学改革分析。
1 课程设计教学目标、内容及要求
1.1 课程教学目标
随着计算机的不断发展，新的软件不断出现，版本不断升级，学生不可能把所有的数据库系统都学习一遍，因此，教学安排应强调基础性、系统性、综合性。为达到这一目标，教师应该周密、细致地安排和优化教学过程，使知识教学与实践教学相互衔接、紧密结合、交叉进行。
我们制定的教学目标是：通过课程设计，使学生掌握数据库的基本概念，结合实际的操作和设计，巩固课堂教学内容，使学生掌握数据库系统的基本概念、原理和技术：将理论与实际相结合，应用现有的数据建模工具和数据库管理系统软件，规范、科学地完成一个小型数据库管理信息系统的设计与实现，培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。
1.2 教学内容
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足用户的应用要求，包括数据库的结构设计和数据库的行为设计。因此，课程设计的教学内容包括：掌握对用户业务需求、数据需求、处理需求等进行分析的方法，掌握数据模型中语义的表达方法，能够熟练地利用E-R图为现实世界建立概念数据模型，了解UML的E-R建模方法；掌握概念数据模型到逻辑数据模型间的映射关系，掌握关系数据库的规范化理论：重点掌握函数依赖的概念及有关问题；了解数据库物理设计的内容，掌握簇集设计的原则、索引设计的原则，掌握文件组织结构和访问方式的选择方法，结合具体案例按照数据库结构设计的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护这六个阶段，根据软件工程的方法和理论进行应用程序的设计，分阶段分步骤进行讲解，让学生熟悉完成每一个阶段的任务。
1.3 培养要求
(1)分析能力的培养：主要是对用户数据需求分析的能力培养。
(2)设计能力的培养：要求学生通过本课程的学习，能够为用户的需求建立数据模型、能够进行逻辑设计和物理设计、能够用规范化理论进一步优化数据库设计。
(3)自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。
(4)表达能力的培养：主要是通过设计报告，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
(5)创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，以及针对问题提出多种解决方案、选择不同设计方案的能力。
2 课程设计教学方法
2.1 转变教学观念，学以致用贯穿教学全过程
数据库课程设计重点应贴近实际应用，以应用为目的，以应用为出发，即以提高技能为宗旨。为达到这一目标，教师应不满足于一般的教材引进和自己原有的那点经验，而要精细、周密地安排和优化教学过程，使知识教学与实践教学相互衔接，紧密配合，交叉进行。
2.2 案例法和问题驱动法相结合，实现启发和引导
在教学过程中应精选有代表性的案例，从问题的提出、方案的设计与实施，到最终问题的解决，使学生能全面了解解决问题的全过程。教师授课的重点应放在系统化的开发步骤和关键性问题的求解上，介绍案例的设计思想、方法和程序设计的思想和方法。如在讲到课程设计中的开发技术时，对于面向对象程序设计中的对象、事件和方法，通过结合实际案例中如何建立一个实用的数据库访问窗体，使学生了解该窗体要实现功能的设计思想、控件的使用方法，然后再讲对象的基本概念、对象的引用方法，这样的案例可以起到启发引导的作用。另外在处理某些具有代表性的控件或对象的实现上，留有一定的空间和余地，学生去思考和发挥，然后再去分析和总结。
问题驱动教学法从问题入手，多角度分析问题，注重教学过程中师生之间的交互，有利于激起学生的求知欲、调动学生的学习自觉性和主动性，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。如在讲授“数据库规范化——范式”设计时，可以从问题入手，采用通俗的语言，循序渐近、由浅入深地讲述不同的范式。例如，在讲授“第二范式”时，首先给出一个满足第一范式的关系模式例子：学生成绩(学号，系别，系名，课程号，成绩)；然后针对这一关系模式分析其将产生哪些问题，为什么会产生这些问题，应该如何解决，最后给出第二范式的设计思路。接下来，对前面的分析结果再进一步分析引出第三范式的概念。由此根据该问题驱动教学可以使学生对数据库规范化的概念有一个全面的了解，从而提高学生学习理论知识的兴趣。
结合案例中经常出现的问题，教师应指导学生如何查阅资料，同时要指导学生充分借助软件帮助系统，培养学生学会质疑、自学和调查研究解决问题的能力，培养学生学会如何解决设计中出现的难点。
选题是整个课程设计的前提和关键。课程设计题目选择的难易程度、范围的大小和是否能激发学生的学习热情，直接影响到这一实践教学环节的效果。
3.1 选题原则
课程设计题目以选用学生相对比较熟悉的业务模型为宜，选题的难易程度要适当，以学生在规定时间内经过努力可以完成为宜，要求通过本实践性教学环节，能较好地巩固数据库的基本概念、基本原理、关系数据库的设计理论、设计方法等主要相关知识点，针对实际问题设计概念模型，并应用现有的工具完成小型数据库的设计与实现。
3.2 选题范围
在内容的深度和广度符合教学要求的前提下，应积极从实际生产中提出设计题目。
基础理论问题。数据库的基本概念、基本原理、关系数据库的设计理论、设计方法等。
数据库的设计与实现。数据建模工具与数据库管理系统软件的应用。
教师应对学生选定的题目进行批阅，在可行性、工作量大小及题目意义等方面进行把关评估，及时将意见反馈给学生，学生再针对教师的意见进行调整，最终确定课程设计的选题。
4 课程设计方案实施
在确定选题后，要撰写课程设计任务书，明确设计目标及基本要求，提出课程设计的基本内容、设计方式、基本步骤与设计时间。按如下步骤开展课程设计。
(1)撰写课程设计任务书，收集资料，明确设计任务和目标。
(2)提出数据应用系统的系统分析，并画出数据流图。
(3)提出数据应用系统的设计方案，并画出系统总体功能模块图。
(4)数据概念设计，画出系统实体联系图。
(5)数据逻辑设计，将系统实体联系图转化为关系模式。
(6)用数据管理系统在计算机上建立物理数据库。
(7)数据应用系统的各功能模块的实现。
(8)系统集成调试。
(9)撰写课程设计报告。
5 课程设计考核方式
改革考核方式，注重能力培养，考核内容及方式在第一堂课就布置给学生，使学生充分重视综合素质的训练，彻底打消侥幸和依赖心理。该课程的考核包括三部分：设计表现考核，设计任务答辩考核和设计报告的考核。课程设计的表现(态度、出勤及纪律等)考核占20％，设计任务答辩考核占40％，根据选题和完成情况，以及在系统演示时，针对设计随机问题的回答情况给出分数：设计报告的考核占40％，根据报告中E-R模型设计规范、合理性，关系模式的设计是否满足第三范式，数据库的设计是否考虑安全性和完整性的要求，具体实现的情况说明给出适当的分数，并针对设计报告进行学生交流。实践证明，这种考核办法对调动学生的学习积极性，提高其学习兴趣，客观、公正地评价该门课程的教学质量和效果都起到了很好的促进作用。
6 结语
综上所述，案例教学法和问题驱动法在数据库课程设计教学中的运用，旨在理论教学的基础上，加强引导学生动手能力的培养，加强学生实际应用数据库技术进行系统设计与开发能力甚至科研能力的培养。随着数据库技术的不断发展和教学设备的不断完善和更新，教师应该遵循数据库技术的发展规律，跟踪最新技术的发展动态，从教学内容、教学手段、考核方式等方面认真考虑，锐意改革，结合专业实际把新的教学方法和手段带进课堂，提高教学效率和教学效果。近几年，我院有多名学生在参加市教委组织的大学生创新设计竞赛时获一、二等奖，实践证明，我们的实践教学方案的实施效果是显著的。
参考文献：
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[3]罗志高，张锦.“数据库原理与应用”教学方法探讨[J].中山大学学报论丛，2006(9)：123-125.
(编辑：郭小明)
