《数据库原理》教学方法的探索与改革

杨 梦 闫 琰 刘振晗

（中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院 北京 100083）

0 引言

《数据库原理》是为计算机和信息类本科生开设的专业必修课，是一门理论性，实用性较强的综合型课程，通过这门课程的开设，使学生掌握数据库技术理论基础和应用实践，对培养学生的解决实际问题能力、创新能力有着积极的作用。在信息大爆发时代背景下，社会对信息类人才的需求量日益增多，数据库技术是信息领域支撑基础和软件学科的重要支撑，其应用领域占计算机应用的70%以上，已形成完整的理论体系和完善的应用系统，是计算机领域中最为广泛的应用技术之一，因此《数据库原理》课程教学在学科领域的重要性不言而喻。《数据库原理》课程介绍了数据库技术的基本概念、关系数据库、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性和完整性、数据库编程、查询处理和优化、数据库恢复技术和并发控制，理论基础内容繁多且抽象，要求学生不仅掌握理论知识，还需要结合实际问题能合理的分析和判断，将理论知识应用于实践。作为计算机、软件工程专业课程体系中的核心课程数据库技术也是后继课程如软件工程、管理信息系统等的理论和技术基础，综合而言，该课程具有理论基础抽象，实践应用强，学科内多层面综合性高和新技术发展迅速的特点。传统的数据库教学体系以讲授和讨论数据库系统的原理、主要思想、关键方法为主，采用课堂面授的传统教学方式，侧重理论讲解，实验内容大多为验证性实验。课堂上原理性内容讲解偏多，实验内容缺乏开放性和自主性，甚至只是对课堂教学内容的原样重现，导致实际的教学效果往往不是很理想，原理性知识内容抽象，脱离生活和工作的实际，学生缺乏解决问题的能力，无法将其灵活应用于广泛的实际工作中。作为发展迅速、应用性强的计算机基础学科，现有的《数据库原理》教学体系有以下一些主要问题：（1）教学大纲滞后，传统的教学大纲更新周期长，不能与时俱进，不适应计算机行业快速发展的需要。数据库技术发展迅猛，教学内容更新周期短，合理的课程内容设置是有效教学的前提。（2）传统的教学资源多以教材作为载体，不具备共享性和实时性；教学手段落后，以讲授法为主，除多媒体外没有用到现代化的教学手段，只是把教科书上内容简单复制到课件上，缺乏感染力，与学生互动少，学生处于被动填鸭式学习状态，降低学习积极性。利用信息化网络化的现代教学资源和多角度教学方法是提高教学效率的有效手段。(3)传统的教学体系中实验教学以认知性、验证性实验为主，主要是对课堂理论内容的重现，很少以实际应用中的项目案例向学生介绍数据库技术，学生虽然对抽象的理论和概念进行了实践但仍然无法利用知识点解决实际问题，难以树立所需知识体系。理论与实践相结合，培养学生分析问题解决问题的实践能力和创新能力，是提高学生素质能力的重要方法。

近年来，随着信息化和网络化教学方式不断推陈出新，线上线下的混合教学模式应运而生，各高校开始尝试课程教学设计与教学方法改革，为该课程的建设与改革提供了一系列可参考实施的途径。本次改革《数据库原理》课程的目的在于引导学生主动学习，激励学生的学习积极性，在注重概念、原理、方法和技术的教学基础上，增强方法、技术的实际应用环节，提高学生的实践能力，培养学生分析问题和解决问题的能力。从课程内容安排、教学方法和实践环节三个方面着手，形成《数据库原理》课程的教学研究与资源建设成果。

1 教学大纲和教学内容改革

教学大纲是教学的指导性文件，是组织、审核和检查教学质量的重要依据，规范的教学大纲可以培养及发展学生的科学素养、实践能力和创造性。在教学改革中设计教学大纲是首要任务，不仅要求完全体现培养目标、教学计划和课程体系，而且要求其教学内容能体现先进的教学思想，培养学生的理论分析、工程实践能力和创新能力，总体上提高教学质量。《数据库原理》课程教学的目标是让学生学习数据库理论基础和掌握基本的实际技能，课程全面阐述了数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法，在教学过程中需根据其知识内容体系的科学性、系统性和层次性的特点，研究环节间的关联，从统一协同的观点对核心内容进行设计，渐进展开，帮助学生建构知识图谱。同时，还应考虑学生的未来就业方向，以促进学生全面发展为目，对数据库课程的教学一般可分成一系列课程，除去数据库系统原理之外，还有数据库系统实现的工程训练，事务和分布式数据库，在进行教学设计时可结合不同的方向领域进行指导性教学，满足不同层次学生的学习和应用需求。除此之外，面对数据库技术是发展迅猛，更新周期短的特点，在组织教学时需注重内容更新，在教学过程中不断吸收国内外数据库技术的新发展，使教学始终于同时期技术同步。

2 丰富教学资源和多角度教学方法

传统的教学过程偏重理论教学，以讲授法为主，通过多媒体方式进行教学，对刚接触数据库这一概念的本科生来讲，大量的抽象的理论原理难以理解，而传统的理论灌输方式缺乏感染力，学生学习积极性不高。教师应当不断探索新的教学方式，丰富教学资源，提高学生的学习积极性，从被动化为主动，达到事半功倍的效果。

（1）丰富教学资源。建立信息化教育资源，包括课程信息资源建设、教学内容资源建设以及实验资源建设。其中，课程信息资源包括教学大纲、教学日历、考核标准、学生信息等；教学内容资源主要包括教材、讲义、课件、视频、习题及答案等。实验资源包括实验指导书、课程设计项目指南等。以信息化教育资源为支撑构架立体化教学平台，使得资源具有共享性，得以统一规划建设，集中管理，改变传统的教育资源本地化和更新周期慢的问题。

（2）采用多角度的教学方法。在精选教学内容的基础上，应用现代化教学技术，将多种教学手段有机融合，采用启发式、互动式的授课方法，在提高学生的学习兴趣和主动参与性的同时，全面提高授课效率。在信息化教学平台的基础上，采取线上线下混合教学模式，将理论讲授、实践训练和互动讨论相结合的教学方法。其中，线上教学以视频为主要载体，一个视频解决一个具体问题，主题突出，学生可以充分利用课下的碎片化时间有针对性的学习。在教学平台的支撑下，教师可以在教学中增加学生自主学习比例，提前将学习任务、学习资源和在线测试发布到平台，学生可以依据自身情况控制学习进程，在学习过程中遇到问题可以线上直接与同学或者老师进行讨论，通过在线测试能够及时反映学生对内容的理解和掌握程度。在线下教学环节中，教师可以有依据的确定重点解决的问题，有针对性的安排课堂活动，可以通过专题讨论解决重点难点问题，设计训练任务巩固所学知识和技能。课上课下的学习各有侧重点，解决不同问题，但又环环相扣相互支持和补充，与传统教学方式相比，混合教学模式自主自学比重增大，发现问题并及时解决问题的奖励机制能够刺激学生的学习积极性，有利于提高教学效果。

3 理论教学与实验实践相结合

实验教学也是《数据库原理》课程教学过程中的一个重要环节，是对课程理论教学的非常关键的补充，通过合理的实验教学，可以使学生理解抽象的理论知识，也可以培养学生理论分析解决实际问题的能力，对培养学生的实践能力、分析和解决问题和创新能力有着积极作用。实验教学内容需结合课程理论基础强，学科间综合性高的特点进行设计。实验教学需涵盖必须掌握的知识点，比如数据库安装配置、数据库定义和管理、SOL语言的使用、数据库安全性和数据库完整性，数据库备份和恢复等验证性实验。除了验证性实验外，实验教学还需要增加注重综合性和设计性的内容，注意与软件工程、信息处理、地理信息系统等课程的衔接，可以鼓励学生自行完成小项目，增强学生的数据库设计水平和应用能力。项目开发可分为四个阶段：项目开题，项目实施，项目中期报告和项目总结与评价。在项目开题阶段完成学生组队和选题，学生以每组四人的形式自由组合，题目可以由学生自主设定，通过调查研究选择一些有意义的课题，或者教师向学生提供项目题目，项目内容需结合教学内容，从学生知识掌握和经验积累出发，选定题目后每一小组推选项目负责人，就选题背景、选题意义、实施方案和可行性进行开题报告。在项目实施阶段，各小组针对所选题目分工协作，保证小组成员有各自独立完成的工作量，定期交流完成情况，保证项目按计划完成。在中期报告阶段，小组按照系统开发规范标准，就需求分析、概念结构设计、物理结构设计和应用程序的业务流程、功能设计以及工作进展进行展示描述，教师给出中期评价，提出问题和改进措施。在完成自选项目的数据库设计后，学生用ppt做正式报告，展示成果，进行项目自评和互评。通过项目的设计和开发，学生以数据库技术为基础，以软件工程思想控制开发流程，以解决实际问题为出发点，从中获得成功感，协同工作的模式下学生比个体独立学习更具主动性，学生会更多的利用图书馆、互联网甚至深入到各行业中去搜集信息，培养了学生的自主学习能力。

4 结束语

综上所述，在信息化飞速发展的时代，培养高素质、高文化、高能力的信息化人才是本科教育的主要目的，本文讨论了在新的时代背景下《数据库原理》的教学改革方法，从教学大纲、教学内容、教学方法和实验实践等角度提出了课程教学改革的相关措施，以提高学生自主学习能力，激励学生的学习积极性为手段，让学生具备在数据库课程中的问题分析能力和实践操作能力，从而实现教学改革的目标。