数据库课程教学改革的探讨和实践

2011-03-31何晓桃

电脑与电信 2011年6期

何晓桃

（广东工业大学，广东广州 510006）

1.引言

数据库课程是计算机各类专业本科生的非常重要的专业必修课程，教学目标是向学生传授数据库原理的基本知识和技术，培养学生的实际动手能力以及分析和解决问题的能力，提高学生的计算机和科学的综合素质[1]。数据库课程理论性强、应用广泛，涉及数据库原理、数据库应用和数据库设计三方面的内容。一般高校会同时开设数据库原理和数据库课程设计两门课程。数据库原理主要讲述数据库领域的基本概念和基本原理，数据库课程设计主要指导学生设计和开发一个数据库系统。学生通过本课程的学习，既能理解和掌握数据库原理的基本组成、基本理论，又能掌握数据库设计和使用的方法,锻炼实际动手能力，从而能在今后的工作中胜任计算机及其信息技术领域的工作[2]。

本文结合广东工业大学计算机学院目前数据库原理和数据库课程设计教学内容，分别探讨课程开设的内容、现状和存在的问题，最后结合作者的教学实践，提出了一些教学改革措施，并取得了良好的实践效果。

2.数据库课程的教学内容

数据库原理课程内容包括数据库的基本概念和基本理论，各种数据模型的特点，数据库系统的组成，关系数据库基本概念，关系代数，SQL语言，优化技术和关系数据理论，数据库的设计理论以及数据保护等[3]。

数据库课程设计要求学生运用数据库原理理论知识，结合某种具体的数据库管理系统软件设计与实现一个数据库系统。[4]它是计算机相关专业集中实践环节的必修课，是学生学习完数据库原理课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对数据库基础理论和基本知识的理解，培养学生对C/S模式和B/S模式的数据库系统的设计和开发能力。其具体内容包括：调查并分析应用背景的业务和数据需求、设计E-R模型、将E-R模型转换成关系数据模型、创建数据库、设计用户介面和编写应用程序。系统要求采用C/S或B/S模式的数据库系统体系结构，可选用VB、PB、ASP、JSP等工具设计用户界面（Windows窗口或网页形式）并连接数据库，实现对数据库中数据的基本操作（包括对数据的查询、插入、删除、修改等操作）、简单的事务处理和统计报表等功能。

3.数据库课程教学的现状和存在问题

目前高校普遍存在数据库原理和数据库课程设计分离的教学误区。例如：一般数据库原理安排54个理论课时，这部分课程内容于15周内结束。数据库原理课程结束以后，学生将开始为时一周的数据库课程设计。这种以理论知识点为前期教学核心的教学方式存在以下几方面的问题。

3.1 实践课安排在最后面，和理论课脱节

数据库原理课程的知识点本身较为抽象、枯燥、不易理解，学生在上数据库原理课时，对理论知识感到非常深奥难懂。因为没有实际练习和教学演示，因此学生无法真正领会这些理论知识什么时候用、应该怎样用，以及如何将日常生活中的情况与数据库理论进行联系，从而普遍感到数据库理论知识抽象、难于理解，导致学生对该课程的学习兴趣降低，学习效果不佳。因为学生学完后不能马上与实践相结合，还降低了课程的教学效果。

3.2 数据库原理教学效果差

传统的以知识体系为核心的“灌输型”课堂教学方式，教学效果差。在教学内容的组织时都要求教师系统地讲授理论知识，并对知识点进行重点和难点分析，而应用知识讲解和演示的都不够。过多的理论介绍，既增加学生的学习负担，又不能突出教学重点，还会挫败学生的学习积极性。

3.3 数据库课程设计时间太少，达不到课程设计教学的目的

数据库课程设计时间安排一周，在这一周时间里面包括老师对课程设计成绩的考核评定。一个数据库系统的设计过程包括系统开发环境的安装和学习，应用需求分析，E-R图设计，数据库逻辑结构和物理结构的设计，应用程序模块设计和代码编写、调试等。这中间的每一个步骤都需要学生时间学习、体会、交流并修改。例如：开发环境的安装和学习，涉及操作系统、数据库管理系统、中间应用服务器的安装和参数配置调试，大部分学生需要用一个星期时间安装完成并顺利启动数据库管理系统。又例如：数据库逻辑结构设计，首先从E-R图转换成的关系模式，然后对所有关系模式做规范化的检查，和效率上的优化，大部分同学需要两个星期的时间完成。即便是一个非常简单的模拟的小型学生管理系统，数据库设计都需要这个时间。因为一周时间远远不够设计和实现一个数据库系统，所以，许多学生可能随便在网络上下载，或者找师兄师姐拷贝一个现成的系统应付老师的检查。也有一部分学生认真学习，但是为了在规定的时间内完成，完全照着一本数据库设计指导书的演示系统，跟着做一遍。这种情况算好的，但是中间每一步骤为什么要这么做，学生都没有时间思考，以至于做完一个数据库系统以后，依然没有实现上面所述的数据库课程设计的目的。

4.数据库课程教学的改进方法探索

根据以上在数据库相关课程教学中表现出来的问题，结合本人多年的教学研究实践，总结出以下几点改进的方法。

4.1 教材的选择

目前数据库原理方面的教材很多，一些以数据库原理为主要内容，侧重于理论研究，应用方法和技术介绍得少，这类教材更适用于数据库专业的硕士生教材；一些以某个常用的数据库系统的设计和开发为线索，侧重介绍某一具体的数据库管理系统产品及其开发技术，数据库理论介绍较少，这类教材更适用于专科学校或数据库培训机构使用。上述两种书籍都有一定程度的欠缺。目前高等教育出版社的由萨师煊、王珊编写的《数据库系统概论》能较好地将理论与应用相结合，将数据库原理和数据库应用技术两部分内容较好地结合起来。

4.2 教学内容的设计与补充

教师在教学过程中，根据当前学生的接受能力，在教材的基础上对其中的内容做一定程度上的增删是非常必要的，常采用以下的方法：

针对学生在数据库课程设计中的问题，适当增减数据库原理的各章节的内容。例如教材的第一章，图示了数据库系统的组成和数据库在计算机系统中的地位。教师在讲述的时候增加数据库设计过程的内容介绍，让学生在学习课程之初就知道最后的学习目的是设计和开发一个数据库系统，并了解设计和开发大概的过程。从而让学生可以在技术上做一些学习准备。例如先实习和使用一个具体的DBMS，学习和使用一个具体的设计开发工具或B/S框架等。教材的第二章，关系操作的的关系演算语言，可以不讲或者只是介绍；针对很多学生在学习SQL语言，容易入门，不容易精通；容易上手，不容易知道原理的情况，对第二章的关系代数语言部分内容，就可以详细介绍，并补充一定量的课堂练习和课后作业，为学生学习并精通第三章的SQL语言打下结实的理论基础。数据规范理论章节内容，理论性强，概念繁多，教材在讲述的时候，缺少必要的实例演示。例如，范式的内容，可以增加同学们比较熟悉的学生管理系统里面的关系模式，进行范式的判断。根据学生的学习接受能力，4NF以后的内容可以只做介绍，重点在于3NF,BCNF的讲解。尤其是Armstrong公理系统，需要补充大量的例题，作为课堂练习和课后作业，以加深学生对概念的理解和应用。借助科研和项目开发，使教学内容最新化。在课程教学中，教师尽量将科研课题中的项目开发和教学内容结合，不断了解前沿技术，不断增加新的知识和新的案例，从而实现课堂教学内容新颖、信息量大，反映当前计算机技术先进水平，适应社会需要的目标。例如在讲解数据库设计章节，结合具体的项目设计开发的数据库设计和开发的过程，对整个设计过程做一个演示；可以介绍目前流行的网络数据库的两大技术框架J2EE和.NET；介绍C/S结构和B/S结构数据库；建议学生学习使用实用性强，入门容易的SQL Server，同时推荐基础好的学生入门学习使用Oracle等大型系统，并介绍大中型DBMS的特点等。

4.3 采用理论结合实践，数据库课程设计和数据库原理教学相结合的教学模式

把数据库课程设计指导分布到整个数据库原理教学的过程中。

4.3.1 数据库课程设计和数据库原理教学同时进行

数据库原理第一周介绍完数据库系统组成和数据库设计过程后，就开始数据库课程设计指导，首先布置DBMS、开发工具和框架的选择和学习任务，指导学生在第三周左右选择并安装调试完成开发环境。

4.3.2 改进数据库课程设计的教学方法上，实行开放式课程设计指导

给出环境配置选择，让学生自由选择题目和开发环境。例如 VC+++SQL2005；PHP+MYSQL；delphi＋sql2000；Jbuilder+SQL2000；VB+Access；Eclipse+SQL2000；JSP+MySQL+Hibernate；JSP+SQL 2005；Struts+Hibernate+Spring+MySQL；C#+SQL2000，并对各种配置特点做简单的介绍，并给出选择建议，例如基础一般的学生可以选择VB+Access，基础好的学生可以尝试Oracle等。

4.3.3 规范化课程设计管理

在课程设计指导上面，有以下环节：确定开发环境、熟悉开发环境、确定选题、中期检查（进度调查）、课程设计答辩、提交设计报告。通过规范化的过程的推进，让学生可以清楚地了解在什么阶段应该做什么以及如何做，以保障课程设计的顺利进行。整个课程设计过程中，经常调查进度。结合数据库原理教学内容，在数据库课程设计的每个环节，教师都有的放矢地对部分学生个体的设计进行分析和指导。例如在讲述第三章的时候，结合某个具体的DBMS指导学生如何尽快学习DBMS的SQL语言。在讲述第六章的时候，抽查某个学生的数据库模式设计，实例分析模式的范式以及操作异常等。在讲述第七章的时候，抽查某个学生的E_R图，分析E-R图设计过程中的常见问题等。