《数据库原理与应用》课程教学改革研究
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作者:刘永平 郭小波
摘要：分析了《数据库原理与应用》课程的教学现状及存在的突出问题，针对我国普通本科高校工科类专业教学特点和要求，引入任务驱动教学、PBL基于问题式学习等新型教学模式，从优化教学内容、改革教学方法和考核方式、加强学生实践等方面提出了一系列教学改革措施，旨在通过合理实施教学过程，提升学生的学习动机和自主学习能力，促进学生全面发展。
关键词：数据库原理与应用;创新能力;教学改革;PBL
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）06-0118-03
伴随信息化在各行各业的广泛应用和深入渗透，数据库技术作为信息化的重要支撑和保障，已经成为现代工科类大学毕业生必须熟练掌握并灵活应用的核心技术之一，目前我国普通高校工科类专业结合自身专业特点大多都开设了《数据库原理及应用》或其他相关课程，以适应社会和行业的普遍需求。
《数据库原理及应用》既是计算机类专业的核心课程或专业基础课程，也是许多其他涉及信息处理专业的首选课程，该课程结合具体的数据库管理系统软件来介绍数据组织与建模、数据维护与安全等原理及其应用过程。从提升大学生综合能力和学术技术水平的目标出发，加强《数据库原理及应用》课程的建设，深化教学改革与创新，进而提升教学质量和学生能力，是时代的迫切需要，本文结合作者教学与研究实践，分析目前教学现状及存在的主要问题，研究教学改革方案，针对教学内容、教学方法、教学手段、教学组织与管理、考核方式等提出切实可行的应对措施，具有一定的实践指导意义。
1《数据库原理与应用》课程的教学现状及存在的问题
1.1理论与实践脱节
《数据库原理与应用》课程一般包含数据建模原理、数据库要素设计和数据信息应用、开发与维护等部分。各部分知识紧密联系、相辅相成，相互渗透。教师在教学过程中应把握好它们的关系，培养既具有扎实理论功底，又能将理论知识灵活恰当应用于实践，善于结合多学科知识进行知识扩展、知识聚焦、实践创新的学生。当前教学中普遍存在理论与实践相脱节的问题，主要表现在两个方面：
第一，教师重点偏向理论教学，课程的理论性强、概念抽象，忽视指导学生深度学习具体的数据库开发、管理、应用与维护技术，造成学生“学而不会”，“会而不强”，不能做到举一反三，灵活应用，无法满足现代社会对数据库高级应用与管理人才的迫切需要。
第二，教师重点讲解工程实践中流行的数据库开发工具软件或平台的操作，不重视数据建模原理的教学，造成学生仅仅充当“学徒”的角色，知识体系缺乏，知其然而不知其所以然，失去对知识的综合应用、迁移、迭代能力，工作场景或软件平台变化后便茫然若失，无所适从，这与人才培养的目标相背离。
1.2对实践教学环节重视不够
《数据库原理与应用》课程具有很强的实践性，但目前在一些高校实践教学环节还存在困难，如学校的实验条件还不完备，存在教学场地、教学设备等资源竞争，导致对学生的管理和辅导比较困难，使教学质量受到一定的影响。另外，现代企业数据库在工业应用中基本以工程化的合作开发为主，对软件综合性、整体性、可靠性、易维护性的要求较高，在学生具备一定的专业知识以后，应将软件工程学科的基本原则和方法融人《数据库原理与应用课程》的实践教学过程，结合程序设计语言和数据库系统开发和部署综合性实战项目，使学生深入建立起工程化的思想，适应中小型企业实际项目的开发流程、软件组织结构和部署方法，但由于实践课时和条件有限，无法指导学生进行系統化的数据库设计，除了毕业设计之外，软件开发实践几乎都是学生的个人行为，实验内容与工程实际开发存在较大的差距，导致学生实验的积极性不高，缺乏学习内在驱动力。
1.3教学方法和手段缺乏多样性
当前高校《数据库原理与应用》课程主要采用多媒体进行授课，这种方式能够在增加授课信息量的同时将授课内容更好地进行形象化的展示，但教师对课件的过多依赖将导致某些理论的推演过程缺乏，教与学之间良好的互动缺失，学生的思维进度难以与授课内容同步，久之失去学习兴趣，从而导致教与学的过程相隔离，使教学质量下降。
1.4考核方式不能客观评价学习过程
考核是检验教学和学习效果，反思教学过程和教学方法的有效方式和重要手段，对教师教学和学生学习具有重要的指导和反馈作用，学生学习什么，学到什么深度，以及如何学习在很大程度上取决于他们认为自己将以什么样的方式被考核，不同的考核方式所激发出的学生学习动机迥异。传统的考核办法是期终卷面成绩和由考勤、作业、课堂表现、实验报告等组成的平时成绩结合起来，按照相应比例折算出学生该课程的最终成绩，这种单一性的考核机制忽视了对学生批判精神、学习态度、团队合作能力、分享与表达能力、知识迁移能力的客观评价，造成有的学生不主动思考知识点之间的内在联系和多学科、多课程之间的支撑、拓展、深化等关系，不思考所学知识用在哪里以及如何应用的问题，仅仅为考试过关而学，并不注重提高自身能力。导致学生的终身学习、自主学习的意识和能力较差，实际上背离了该课程的教学培养目标。
2《数据库原理与应用》课程教学改革的总体思路
分析《数据库原理与应用》课程的教学现状，提出该课程的教学改革研究的总体思路：
第一，在分析学校人才培养目标、专业建设特色的基础上明确课程教学目标，选用优秀适用的教学材料组织教学。
第二，重视和加强实践性教学环节，结合工程应用实际引入实践教学项目。
第三，合理组织教学内容，强调数据建模理论的重要性，鼓励并辅助学生基于程序设计语言和特定的数据库应用进行系统分析与开发。
第四，在教学方法上，采用案例式、交互式和情景式教学，要吸纳现代信息技术对传统教学方法进行升级，在部分教学环节采用PBL教学法等新型教学模式，充分鼓励和指导学生进行自主学习、深度学习、综合学习。 第五，改革传统的考核方式，更加注重考察学生的学习过程、学习态度、学习方法，激励创新思维和团队协作精神。
3《数据库原理与应用》教学改革具体措施
3.1优化教学内容，培养工程意识
在实施《数据库原理与应用》教学时，要注重理论与实际的有机结合，从基本原理、数据要素设计到应用系统开发，要涵盖如下教学内容：
（1）基本原理。包括数据设计模型、关系数据理论与关系演算、数据库查询语言、数据安全及数据保护、并发控制与调度等，这些内容是教学的重点，它们涵盖了关系数据库的基本原理，对数据库的设计、应用和开发起基础性的指导作用。
（2）设计方法。包括软件工程原则与软件开发方法、需求分析方法、数据完整性等。
（3）应用系统的开发。可以结合程序设计语言让学生在课程学习结束后综合应用所学的知识设计开发一个适度规模的数据库应用系统，如学生综合素质系统、实验室预约与管理系统、校园二手物品交易平台等。
通过该课程的学习，要使学生充分理解和掌握数据库的基本原理、设计方法、应用开发、数据维护、异构数据处理等知识与技术，培养自主分析问题、解决问题、迁移问题的能力，在工程开发和创新实践方面受到专业、系统的训练。
3.2采取新型的教学方法和教学手段
在教学过程中要根据教学内容和目标合理综合应用多种教学方法、教学手段，做到以教促学，教学相长。要以学生为中心，适时采用案例教学、PBL教学、翻转课堂等新型教学方法，增强学生的实践能力、协作能力、创新能力，极大的激发学生进行自主学习和深度学习，激发学生学以致用、探究创造的主动性，促进知识的强化、融合和迁移。
（1）采用案例教学，促进学用结合
针对理论教学、实践教学、自主学习、团队学习，要设计有不同侧重点和目标的教学案例。案例要涵盖数据库基本原理、设计、实现和开发等诸方面，教师在适当的时机重点讲评和演示具有代表性的实际案例，从设计方法、实现技术、数据库的性能优化等方面给学生具体的指导，培养学生的思维方式和开发技巧，提高学生学习的积极性和创造性，提高学生实践能力，促进学生对抽象理论和方法的理解和掌握。教学中要注意留给学生思考与讨论的空间，增强学生的分析判断能力，更多的对学生进行学习方法的指导，从而使学生能以点带面，以面带体的进行主动学习，促进知识的交叉和协同，促进理论与实践两者之间的有机增强。
（2）基于任务驱动组织教学
针对不同的教学内容，精心构造学习任务。对特定问题的讲解如数据库的导入导出、备份与恢复、转储与加密等可以采用任务驱动的教学方法，这种方法是在教师的启发引导下，学生通过自主学习和团队学习，在教学内容和体系和框架下，参照现实生活、学术材料和工程应用等实际，以充分自由表达观点、质疑、探究、讨论为主要形式，综合应用自己所学知识解决现实问题，或提出问题的解决思路与办法。这种方法特别重视多学科知识的融合，能充分提升学生的创造性思维能力、语言表达能力、知识聚合能力，引导学生掌握科学的学习方法，为终身学习和研究奠定基础。教师作为探究式课堂教学的导师，其任务是调动学生的积极性，使学生成为课堂的主人，教师在必要的时候进行提示、讲评和总结。
（3）采用PBL等新的教学方法
PBL是“基于问题的学习（Problem-based Learning）”的简称，这种学习方法强调以学习者为中心，由学生自己根据所学知识和面对的问题，进行分析、讨论和决策，并由学生自身和所在团队管理学习过程，自主和合作是这种学习方法的主要特色，该方法尤其注重跨学科知识的整合，鼓励新思维模式。基于这种学习方法可以逐渐地减弱对教师的依赖，有效提升学生的自主学习能力。应用该方法在某些教学环节中可以让学生进行自主分组或由教师指定分组，小组自主选择感兴趣的任务和项目，自主选择实现工具和方法，经过分工和协作达到预期的目标，并在此基础上进行小组内和小组间的互动、分享与评价，以此培养学生探索创新能力、交际表达能力和团结协作的精神。任务完成后各小组之间可相互借鉴学习，使教学过程充满生机与互动，使学生之间相互监督，相互促进。在某些特定的教学环节也可采取翻转课堂、对分课堂等新型教学模式。
（4）采用更加丰富的教学手段
為避免单一多媒体教学的不足，可以采用多媒体教学、传统板书教学方式相结合方法，也可以借助网络资源和现代信息技术基于混合课堂进行教学，使它们取长补短，提高教学效果。还可以通过网站上的学习专题、学习论坛和公共聊天室等进行教学和讨论，在条件允许的情况下，也可以通过开展实地调研、专训等活动提高学生的感性认识和实际经验。
3.3重视实验环节，提高动手能力和创新能力
培养学生的创新能力是素质教育的灵魂。要达到这个目标，必须紧密融合理论教学与实践教学，日常实验通常以专题的形式针对特定的知识点，实验任务的整体性和系统性不强。因此在课程的后期教师要精心设计综合性实践教学项目，指导学生应用软件工程的基本原则设计一个具有实用价值的数据库应用系统。要鼓励学生敢于质疑，善于创新，能积极主动的学习知识、技术和经验并用于解决问题，培养勤奋努力、百折不挠的拼搏精神。鼓励学生参与工程项目、科研项目开发，并撰写学术论文或总结报告，从中阐述其设计思路、运用的知识及自己的体会，以此培养学生的科研意识和科学思维习惯。
3.4改革考核方式，重视能力培养
通过课程考核可以评价教学效果，检验学生的知识和技能水平，激发学习动机。课程考核对教学也具有强化、检测和反馈的作用。
有效的考核评价机制应不仅关注学生对知识的掌握程度，还要更加注重学生的各项能力是否得到了锻炼和提升。要通过考核引导学生掌握高效的学习方法，学会解决问题的有效途径，增强其自主学习的能力，培养其团队精神和创新意识，使其具有较强的学科融合和知识迁移能力，以及较强的人文素养、团队协同和实践创新能力。提升其核心竞争力，从而使学生尽早适应社会需求和行业变革。在期末考试中要考查学生对关键性概念和原理的掌握程度，加大实践能力、学习态度、学习方法等在综合考核中的占比，把平时的实验、具体的设计开发任务、课堂讨论、专题汇报和自主学习的表现以及思维能力与创新能力融人考核范畴，力避高分低能的现象。另外，鼓励学生参加计算机资格认证考试、软件水平考试等较高水平的考试，提高学生的学习动力和自信心。
学校要采取更多的措施鼓励教师和学生参与科学研究和项目开发，组织学生参与各种科学实践活动，选拔一部分成绩突出、乐于科研、踏实肯干的学生成立科研小组到专业实验室和教师共同进行科学研究，营造和谐、求知、实干的校园文化，鼓励学生参加各种国家级和省级技能比赛，学校每年也可以自己组织各种技能创新比赛活动，以此提高学生的科研热情和创新精神。
4结束语
《数据库原理与应用》是一门实践性很强的课程，要求学生能够分析实际问题，编程解决实际问题。该课程理论与实践教学的改革需要高校师生的共同努力，作者针对我国普通高校目前教学中存在的共性问题，提出了若干教学改革措施，其目标是提升教学质量，培养出更多适应信息化社会的创新型、复合型、应用型人才。
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