数据库原理精品课程建设思路

王靖亚

(中国人民公安大学信息安全工程系,北京 100038)

0 引言

数据库原理是计算机科学与技术专业的经典专业课程之一,数据库系统的出现使得数据从计算机软件中分离出来成为可能。数据库便于信息的统一规划和组织,减少了数据的冗余,便于信息的共享与交换,是信息化社会“互联、互通、互操作”目标的基础,也是公安信息化的基础。

公安院校是公安机关科技人才的摇篮,学校应该始终坚持为公安工作服务、为公安队伍建设服务的宗旨,遵循高等教育规律,突出公安教育特色。以公安大学为例,学校的本科教育着力培养“政治坚定、业务精通、作风优良、执法公正”的应用型公安高级专门人才。计算机犯罪侦查专业方向是培养具有扎实的计算机科学与技术专业功底,全面系统掌握信息安全防控的基础理论、基础知识和基本技能,具有能利用信息化手段打击、控制、防范信息网络犯罪的能力,能从事公安信息化、网络监察、行动技术等领域的科学研究、技术应用和行业管理的高级专门人才。从培养目标可以看出,数据库原理课程在公安科技人才培养中起着举足轻重的作用。

1 数据库原理课程的指导思想及其在公安大学的发展沿革

1.1 数据库原理课程的指导思想

数据库原理是培养学生储备公安工作信息化知识和侦办信息化社会中犯罪案件的重要一步。基于此,培养既懂公安业务又懂信息化技术的高级应用型人才一直是该门课的指导思想。我们力求使学生在学完本门课程之后,能够掌握关系型数据库的基本理论、熟练掌握一种大型关系数据库的应用知识、同时了解公安业务模型,能够用规范化设计理论指导公安业务系统中的数据库设计,并为日后从事公安业务信息化研发、运行、维护以及从事网络空间的安全防范打下基础。

1.2 学校数据库原理课程的发展沿革

数据库原理这门课程在本校的发展经历了以下几个阶段。

第一阶段:作为专业基础课在计算机科学与技术专业中开设。在 2000年之前,该课程的教学内容与普通高等院校计算机科学与技术专业的数据库原理大致相同,由于实验条件的限制,该课程主要以理论教学为主,实验课并没有得到足够的重视。

第二阶段:2000年～2005年,随着学校办学目标以及人才培养特点的进一步明确,我们对该课程内容和授课方式进行了较大的调整,在课程中突出了应用能力的培养,并且融入了公安特色。

第三阶段:2006年至今,围绕该课程,进行了多种学习方式的尝试,包括双语教学、课外讲座、学生科研小组、课外实习基地等,多种学习方式并存,极大地弥补了课时量不足的问题,在教学效果和学生应用能力的提高方面取得一定的成效。

2 数据库原理课程的改革措施

2.1 案例教学,课程内容中融入行业特色

“金盾工程”是国家信息化建设的重点工程之一,而数据库则是信息化工作的核心知识之一。本专业的学生,毕业后有很大一批会进入到公安系统的科技信息化部门,从事信息化建设和维护的工作,因此,在课堂上培养学生的动手能力,通过一些成熟的案例培养理论联系实际的能力非常有必要。在课程内容上,我们除了讲授普通高等院校的数据库基本原理外,还着重培养学生对信息化项目进行需求分析以及对业务模型、数据模型和信息化标准进行设计的能力,另外,课程中还加强了数据库安全知识的内容。除了课本上的成熟理论外,我们还从课题组成员的科研活动和参与公安信息化建设工作的具体实践中精心挑选了一些案例,这些案例的加入,加快和加深了学生对抽象理论的理解,从而使学生走上工作岗位后,尽快适应公安信息化工作和执法办案工作的要求。

2.2 任务驱动,将学习从课堂延伸到课外

近年来,由于各方面的原因,课时数多次压缩,课堂内容的不断增加和课时量的不断压缩形成很大矛盾。因此,我们及时调整授课策略,充分调动学生学习的自觉性和能动性,让学生利用课余时间进行学习。具体做法体现在:

(1)在每个学期初,老师就对本门课要达到的目标、实践环节需要掌握的工具、本学期需要完成的实验等进行系统的介绍,同时,演示上届学生开发的系统,介绍前面学生学习的经验等,这种方法会给学生以直观的激励,极大地调动他们学习的兴趣,造成人人跃跃欲试的局面。由于目标明确,很多同学课后就在自己的机器上安装实验环境进行自学。

(2)组织兴趣小组,同学之间互帮互学。每学期初,我们都会在学生中发展 8名左右的学生组成兴趣小组。兴趣小组任务之一是协助老师辅导同学的实验,兴趣小组会提前熟悉实验环境,完成实验题目,并利用课余时间组织同学进行讨论。兴趣小组的另一项任务是进行创新活动,老师引导学生从日常生活中确定题目,在老师帮助下完成并完善系统开发。有些比较好的选题会为学生以后的独立科研立项或者毕业论文(设计)打下坚实的基础。很多学生反映,他们在学完数据库课程后才真正认识到计算机的作用,真正喜欢上了计算机。近年来,课程组的老师结合课程特点,辅导的学生科研多次获得校级科研和部级科研奖项,往年的毕业生论文选题中,有相当一部分学生都选择了公安业务和数据库知识相结合的课题。

(3)配合课程内容,举办专题讲座。配合本课程的内容,我们举办了多次由学校专家以及来自公安一线的信息化专家举办专题讲座,比如公安信息化热点问题讨论、标准与公安信息化、公安信息化发展战略等,这些讲座拓宽了学生的知识面,加深了对课程理论的理解。

2.3 双语教学,保持教学内容的前沿性

数据库技术发展日新月异,需要跟踪前沿技术,必须与国际教学体制接轨。从 2006年开始,数据库原理实行了分班教学的试点,选取一部分英语基础较好的学生进入双语班学习,另外一部分进行汉语教学。尽管进行了分班教学,两个班的任课教师还会互相听课,定期沟通和探讨,及时调整课程内容和授课方式。

3 数据库原理课程建设目标

3.1 对理论教学的内容进行调整和优化

传统的数据库原理内容比较偏重于理论教学,强调关系代数的基本理论和规范化设计的理念。我们本次的课程建设拟在对原有的理论部分进行提炼和压缩,同时融入公安信息化的知识。比如根据增加公安主流数据库Oracle的知识,结合公安信息化讲解C/S结构和 B/S结构的开发思路和主要技术、结合公安信息系统热点问题讲解公安信息化标准内容,加强数据库安全及信息系统需求分析等知识,为学生将来从事公安系统的数据库日常管理和维护以及从事网络安全防控工作打下坚实的基础。在教学资源方面,我们拟建立教学案例库,对现有的案例进行充实完善,同时进行分类、分层梳理,加强案例之间的关联性和系统性。

对理论教学的内容进行调整和优化,首先对原有的案例进行分类汇总,然后根据理论部分的内容,通过各种途径寻找新的案例,并将案例按照其内容充实到原有的案例库中,同时对案例进行编号管理,编号需要体现出案例之间的关系。

3.2 对实验内容进行调整和优化

一方面继续坚持现有的任务驱动和协作学习的方式,充分调动同学学习的积极性和主动性;另一方面我们还将建立上机实习题目库和相关的材料库,收集学生曾经做过实验的相关源程序、技术文档等,对这些系统建立档案,档案按照软件工程的思想,从系统的需求分析、概要设计、详细设计、代码实现等方面体现对系统的研发思路。同时还应该包含该系统实现过程中的心得体会和系统存在的需要改进的问题等。这些技术文档的整理一方面可以锻炼学生系统规范地进行系统开发的习惯,锻炼学生整理技术文档的能力;另一方面,这些材料还可以留给低年级的学生使用,以便锻炼低年级的学生分析系统的能力以及系统维护的能力。这样一来,一个系统经过几个年级学生的开发和维护,就会成为比较成熟的系统,这样也锻炼了学生之间的协作意识和团队精神。

对实验内容进行调整和优化可以和教学内容的优化工作并列进行。我们打算首先制定出实验材料库的制定规范,并根据此规范收集并整理已有的材料,该材料也需要进行编号管理,编号同样需要体现材料的内容和相互之间的关系。

3.3 进一步完善本课程的教学网站

通过课程网站提供全部电子化的教学课件及阅读材料,供学生下载。并采用网上作业系统、教师作业批改及成绩考核系统、学习交流园地及网上答疑系统等模块,实现师生之间全互动的网上交流,使教学的关键环节均可在网上进行。丰富、完善网络辅助教学系统。扩充网上测试系统试题的数量,提高试题质量,完善课程的全程视频录像。另外增加学生学习经验交流和作品展示栏目,加强对学生课外学习的指导。

我们将及时更新网站内容,特别是及时扩充网站的信息量。使该网站一方面能够帮助广大同学学习数据库知识,同时也希望将此网站建成一个较为有影响力的数据库学习网站。

3.4 加快该课程的校内外实习实训基地建设

在数据库实践教学体系建设中,引入工程项目,进行案例教学,紧扣课程的实验教学、综合设计等,鼓励学生积极参与校内科研课题申报及参与相关学科竞赛活动。如果脱离实际地让学生自己设想实验题目,势必会有闭门造车的感觉,这样研发的系统一方面缺乏实用性,另一方面会在系统的友好性、可扩充性和可维护性方面存在问题。因此,我们拟建立该课程的校内外实验基地,在校内我们可以选择一些数据库系统应用比较广泛的部门,比如学生工作处,让学生通过和工作人员的充分交谈和调研,寻找要完成和实现的题目,这样的系统由于出自于实际需求,因此有一定的开发价值,也具有持续开发的可能性,最终还可能为实际用户服务,达到一举多得的目的。

另外,我们将在学校的扶持下,确定一批校内数据库课程实习基地,并在基地发展一定数量的熟悉本部门业务的联系员。同时在公安系统、社会上的软件公司等选取一些符合条件的单位作为课程的实习基地。

3.5 将教学与科研紧密结合

数据库技术实践性强,将教学与主讲教师的科研项目和实际工程项目紧密结合起来是提高教学质量的前提和基础。目前课程组中多名主讲教师均有从事实际数据库应用系统开发的经历,对数据库技术的理论及其应用有着深刻的理解,能够动态优化教学内容,不断地将研究成果有机地融入本课程的教学之中。另外,鼓励教师积极主动辅导学生开展科研活动,并通过学生的科研活动锻炼学生分析问题解决问题的能力,培养他们的创新精神,从而达到提高我们整体教学水平的目的。

3.6 积极引入国外新技术和新思想

结合计算机学科专业的特点,采用案例教学,逐步推行双语教学,改革作业形式和实践环节,设计并安排不限机时的综合性作业,充分借鉴国际先进经验培养学生主动学习的能力。收集并整理国内外有关本门课程的教学资源,通过这些资源,激发学生学习兴趣,引导他们锻炼自我学习、自主学习的能力,了解数据库技术的最新发展。

3.7 加强师资队伍建设

该课程的教师队伍虽然具有一定的优势,但是作为一门知识更新快速的课程来说,教师队伍的知识也不能一成不变。因此,我们一方面鼓励教师要积极参与科研活动,以此来提高自己的理论和动手能力,丰富和充实教学内容。另一方面,培养教师之间的互助学习风气,积极开展教学研讨及学术交流活动。注重和兄弟院校、研发公司以及公安系统的软件应用部门的联系和沟通,积极参加国内外的相关技术研讨,扩展教师的视野。积极培养新教师,通过让他们给老教师当助教、改作业、带实验等途径,让新教师尽快进入教师角色,尽快脱颖而出。

4 结语

数据库原理课程是公安大学计算机犯罪侦查专业方向的专业基础课,大三开设,在学习该课程之前,学生已经具备了 C语言程序设计、离散数学、数据结构、操作系统等软件类课程的基础,具备了算法设计和系统开发的基本理念,具有了一定的自学能力。通过该课程的学习,为后续的公安信息系统分析与设计、信息安全体系结构打下坚实的基础,具有承上启下的作用。作为学校立项的精品课程,在建设的过程中我们秉承的一个重要原则是课程内容与公安特色的有机结合,如何使我们的学生学以致用、如何向公安系统输送大量的合格人才应该是我们进行课程改革和创新的重要依据。

[1] 韩加,王靖亚,杜彦辉.公安网监人才培养的研究与探索[J].中国人民公安大学学报:自然科学版,2009(2).

[2] 霍宏涛,王任华.公安院校计算机犯罪侦查专业方向课程体系改革研究[J].北京电子科技学院学报,2006(1).

[3] 黄明,王靖亚,张宪华.公安信息化人才长效培养机制研究[J].中国人民公安大学学报:自然科学版,2010(1).