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数据库系统原理课程的立体化教材建设探索

2012-04-29傅婷婷

计算机时代 2012年7期
关键词:教材建设教学模式改革立体化

傅婷婷

摘要: 针对计算机专业数据库系统原理课程的教学实际,分析了国内外高校数据库系统原理课程的教材建设现状。按照杭州电子科技大学计算机学院计算机科学与技术、网络工程、物联网工程、数字媒体技术等专业对数据库教学的共性要求和各自特点,结合教学研究、教学实践和教学理念,提出了数据库系统原理课程高水平立体化教材建设方案,并倡导面向能力培养、提倡三大创新、以教材为核心的教学模式改革。

关键词: 数据库系统原理; 教学模式改革; 立体化; 教材建设

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1006-8228(2012)07-60-03

0 引言

数据库作为计算机学科的重要基础技术之一,在互联网、计算机辅助设计、电子商务、工业控制、办公自动化、和工程技术等诸多领域得到了广泛应用。数据库系统原理作为本科课程,通常包括三部分内容:数据库原理、数据库设计和数据库应用。在传统的数据库相关教材中强调数据库理论知识的完备性,缺乏应用性和针对性,理论性强、概念抽象,理论和实践教学存在不同程度的脱节[1]。

数据库系统原理是高等学校计算机相关专业必修的专业基础课。作为计算机科学与技术专业复合型应用人才培养计划中的一个重要组成部分,数据库系统原理课程的开设,旨在使学生能够掌握数据库系统的基本概念、原理、方法,培养学生对复杂数据进行分析和处理的能力,使学生能够通过使用如SQL Server或者Oracle等典型的商业数据库管理系统,熟练掌握结构化查询语言,且能够进行实际的数据库应用系统的设计和开发。

教材建设是高校教学建设的重要组成部分。教学改革、教学质量、人才培养等都跟教材建设息息相关。高校的教材建设是教育部关于高等学校本科教学质量与教学改革工程中的重点建设内容之一。能否编写出好的课程教材,实际上关系到新的教育理念能否体现,能否提高教学质量,培养出高素质的专业人才等问题。目前,我国高校教材的出版仍然秉承大而全的建设指导方针,教材编写过分强调知识系统的逻辑性,反映学科体系基本原理的教材多,以训练、培养学生应用能力,创新意识和探索精神为教学目标的教材少。

和许多地方高校一样,我校正努力向教学研究型大学转变,主要承担着为社会和地方培养人才的任务。因此,地方高校教材建设除了要符合各高校培养学生的目标及模式外,更应当与学生的认知水平、专业培养目标、工作实践相关联。而加强实践教学,就需要通过案例分析等方式来引导学生分析实际工作当中出现的问题,培养其解决实际问题的能力。此外,更要注重以课堂教学为中心、以实践教学为导向、以自主性学习为辅的立体化教材体系的建设。

教学改革与教材建设的关系是相辅相成的。只有加强课程的教学内容、结构、教学方法和手段的研究,教学改革才能取得实质性成果;只有将教学成果落实到教材编写和选用上,才能促进教材建设,促进教学质量的提高。在明确了教学改革要求与方向后,我们结合学校的定位,确定了教材体系建设的具体要求:

首先,教材应具有“应用型”特色。要贯彻理论与实际相结合的原则,加强基础理论、基础知识和基本技能的教学与训练,培养学生分析问题、解决问题的能力。支持教师进行教学、教材改革试验。

其次,教材编写要在总结教学经验与科研成果的基础上,以教学大纲、教学计划、课程建设为依据,认真组织编写。在内容安排上要循序渐进、由浅入深、由深到难,对关键性的难点、重点要阐述清楚透彻。

另外,还应构建在形式上以课堂教学为中心、以实践教学为导向、以自主性学习为辅的立体化教材体系。在形式上除了包括传统的纸介质教材与配套的实验指导与习题解答外,还应建立较为完整的教学资源库,建立基于Web的数据库系统原理课程的网络教学平台,为学生自主学习提供完整的教学资源和教学平台,为将来精品课程的建设起推动和支撑作用。

1 国内外情况

我国高校教材的出版建设仍存在着严重的不足和缺陷,概括起来就是:教材编写过分强调知识系统的逻辑性,反映学科体系基本原理的教材多,以训练、培养学生应用能力,创新意识和探索精神为教学目标的教材少。高校教材建设应当与学生的认知水平、专业培养目标、工作实践相关联,比如,加强实践教学的问题,就需要通过案例分析等方式来引导学生分析实际工作当中出现的问题,培养其解决实际问题的能力[2-3]。

高等教育出版社的由萨师煊、王珊编著的《数据库系统概论》(第三版)堪称国内经典教材,该教材对数据库基本理论、基本方法的阐述清晰明确,也是目前计算机及相关专业本科教学选用较为广泛的教材之一。但自1983年8月出版该书第一版到现在已经20多年了,虽然也几经修订,内容仍非目前市场使用最为普遍的SQL Server或者Oracle等商业数据库管理系统,因此它在上机实践、实际应用及与数据库最新技术结合方面还有不足之处。

由于数据库技术的急速发展,教材中的某些内容必须更新,为此,课程组结合我校的实际情况,组织我校资深教师和专家编写了具有本校特色的教材《数据库原理》,并由西安电子科技大学出版社于2002年1月出版,于2003年11月初次修订出版第二版。但是,今天看来,该教材特色并不明显,实际应用也仍有不足,许多内容已经跟不上技术的发展。

国外大学所使用的教材一般比较注重理论方面,所选用的内容比较精炼,对系统的原理表述比较到位。但这并不意味着他们不重视实践,而是他们将实践作为一个重要内容,单独开设课程。

美国人很注重学生实际动手能力的培养,每门计算机课程的实验学时都不少于课程总学时的一半,而且实验、平时作业和测试要占课程成绩的70%,期末考试成绩只占总成绩的30%甚至更少。这充分说明了他们的教学理念是面向过程的重能力教育。英国人也十分重视学生动手能力的培养,强调讲练结合,几乎所有的课程教学都由课堂讲课和实验课程两部分组成,一般,课堂气氛比较轻松,而实验课程则严格的多,直接关系到本门课程的最终成绩,而且实践课占的比重大,大部分课程主要在实验室进行,所以学生的动手能力和解决实际问题能力较强。日本则非常重视能力培养和科学的培训方法,为了适应学生的个性差异,课程灵活、多样,而且重视课程改革与重组。但日本也存在重学历、重分数、忽视能力和创造精神的问题,现已认识到并正在进行改革,具体措施是减少必修课增加选修课,同时提出“交流的学习”的新概念,强调丰富个性,开发创造力。

尽管国外的教材系统性强,有利于培养学生的科研和逻辑思维能力,但是他们的经验并不能完全适合中国的国情,特别是各个高校还有差异。因而,地方院校应遵循以就业为导向的原则,吸取国内外教材的优点,在此基础上建设符合校情的系列教材。

2 立体化教材建设方案

2.1 总体思路

以学科为依托、结合专业建设、课程建设,面向学生的培养目标,做好教材建设规划与实施,加强教材研究与队伍建设,实施精品教材战略,力争编写出版高质量、具有学科与自身专业特色的优秀教材;除教材本身外,注重立体化教材体系的建设,提供更为多样化的完整的教学资源和教学平台,也为将来精品课程的建设起推动和支撑作用。

2.2 确立课程体系定位“学科本位”结合“学生本位”

《数据库系统原理》是多个专业共享的基础教材,这些专业之间既有共性也有很大的区别,单独针对计算机学科来设定教材内容具有较大的局限性。另一方面,一些教学部门过分强调学生本位,把学生培养同质化,背离了“一专多能”的培养目标。我们认为:在教材建设中,需根据课程在各专业培养目标中的定位,将课程教学目标分解成先导理论、应用实践两个环节中,既强调面向应用的实践教学内容,又注重作为其他课程先导的理论教学内容。理论教学自我完备、承上启下够用,并为实践教学服务;应用知识强调针对性和实用性,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力和较强的适应性和创造性,为学生的可持续发展打下基础。

2.3 教材内容体现各专业对人才培养提出的新要求

我们在教材建设中广泛吸收先进教学经验,结合各专业培养目标,坚持“基础扎实”和“学以致用”的方针,以培养学生综合能力特别是创新能力和实践能力为主线,对教材的教学内容进行重新修订编写。修订后的课程教材内容协调处理实践教学和理论教学的关系,体现教学改革内容,反映课程教学的科学性、先进性和创新性,为学生理论知识和动手能力的协调发展创造了有利条件。编写教材要求做到:写法创新、内容创新和使用创新。

2.3.1 写法创新

采用符合学生认知规律的教材内容组织方法。一方面对知识的介绍采取由简入深,由易到难的方式;另一方面与其他相关课程的知识出现交叉时,给出必要的参考书,引导学生多学多想。

对于已有的知识点,在论述方法上也适当做些修改。如改变了以往SQL语言对SELECT语句的介绍方法,改为根据实际应用的需要分层进行介绍。这有助于学生对SELECT语句的掌握和应用。

2.3.2 内容创新

在教材编写过程中,要反映数据库技术的发展和研究现状,注重训练和培养学生应用能力与创新意识[4]。同时,教材在内容的安排上要与社会需求相适应,加强针对性的专项实验内容,使学生提高动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,使学校教育真正符合社会需求。比如说,根据目前数据库应用的实际情况,对第3章“SQL的高级应用”内容进行了充实和整理,将SQL中的完整性实现手段放在第2章中讲解;在介绍事务、嵌入式SQL、存储过程与触发器之前,加入了对客户机/服务器软件结构和ODBC的介绍,并将它们放在第7章,使学生在初学时能集中精力于最基本的内容,也方便教学。

同时,我们突出了数据库设计和数据库编程的内容,弱化了第1章中有关数据库设计的若干概念。把原书第1章中的数据化过程、概念模型等与原第4章数据建模等内容一起集合成了第2章建立数据模型。在介绍E-R模型时,引进了弱实体的概念。强化了数据库设计的实用性。第8章在介绍数据库设计的概念方法以后,增加了UML方法规范数据库设计,并使用PowerDesigner工具设计数据库,在书的附录中补充了PowerDesigner的入门实验。充实了数据库应用方面的内容。在第5章介绍典型数据库接口技术时,除了介绍ODBC,还增加了JDBC的内容。

2.3.3 使用创新

在教材的使用过程中,不再仅仅把其当作一个纸质的知识载体,里面也不光阐述“概念”、“原理”、“应用”,否则教材的应用也就局限于成为工具书或者手册,除了上课时间,学生在课外很少会去看。我们在编写教材的过程中,除了内容和写法的与时俱进,还强调使用方法的创新。通过增加大量的经典的数据库使用例子,使得教材除基础和先导知识外,还具有极好的工程指导性。另一方面,在教材编写过程中,引入了很多问题,促使学生在课外去思考,去找资料来解决问题。

2.4 立体化教材为学生自主学习提供有效学习资源

大学的教育,比较理想的状态应该是课堂教学占40%,实践教学占30%,课外自学占30%。课外的知识扩充、应用及实践是提升大学生核心竞争力的主要手段。可见,课外的自主学习十分重要。我们充分考虑到学生喜闻乐见的互动方式,以课堂教学为主、以实践教学为辅、以自主学习为拓展的立体化教材体系。通过建设课程网站,提高学生课外的交流和知识扩展。教学网站除提供教学案例库、多媒体课件、教学视频、问题解答、习题库等教学资源外,还包括网上讨论社区、在线作业系统和模拟测验系统等,为进一步建设精品课程起到推动和支撑作用。

2.5 立体化教材建设促进精品课程的建设

教学手段总是和教材等相辅相成的。立体化教材建设中建立网络教学环境,促进了教学手段的变化。教师在课堂上,必然要根据网站的访问、问答、留言、使用等情况,对教学内容进行调整。同时,因材施教的理念可能因为学生数量过多而无法实现,在有了网络教学后能得到很大改观[5]。在课堂上“吃不饱”的学生,可以通过课外学习获得更多的知识。此外,教学资源的丰富、教学手段的改进,必然促进传统教学模式向现代教学模式转变,从而为精品课程的建设添砖加瓦。

教材建设更新了教师的教学观念,提高了师资队伍整体水平,推动教学内容和课程体系改革的深入开展,完善了教学条件,促进了教学方法与手段的改革,保证了精品课程建设的可持续发展。教材建设特色与创新成为精品课程特色与创新的基础,教材建设对精品课程建设起到了至关重要的支撑和推动作用。

2.6 与教材相辅相成的教学方式与考核方法多样化

作为面向教学研究型大学,且为多个专业所用的本科教材,数据库系统原理课程须针对不同教学层次的教学目标,采用对应的教学模式和教学方法,并与修编教材配合,在每个教学层次或阶段都能提高学生的能力和素质。比如,采用案例和任务驱动结合教学法,从真实需求中讲解案例,引导学生多思考;采用集中和开放结合的教学法,通过上课或者答疑等多种形式,让课堂超越45分钟;采用主体教学和个性化教学结合的教学法,满足大多数,照顾少数,尽量做到因材施教;采用多资源多引导教学法,引导学生自行通过图书馆、网络等查找感兴趣的资源。此外,考核作为学生学习的重要方向标,其方法必须配合新的教学方式和教材[6],总的方针是,考试注重过程考核,促进学生知识积累,强调综合能力。具体实行考核应强调平时讨论、演讲、实例报告的分数比重,适当降低期末笔试的权重。通过考核引导学生多思考、多发言、多自主学习,提高他们的主观能动性,改变填鸭式的被动教育。

3 结束语

我们所编写的《数据库原理》等系列特色教材,自2002年由西安电子科技大学出版社出版以来,至今已是第三版。每次再版,都根据学校和学生发展的需要,结合课程教学模式改革,进行了大量的修订工作,在实际使用中效果良好,得到了学生的好评。

参考文献:

[1] 吴达胜,刘丽娟,孙圣力.数据库原理与技术的理论与实践教学的整

体优化研究[J].计算机时代,2005.11:31-32

[2] 翟中.数据库教学方法改革的探索与实践[J].黑龙江高教研究,

2006.2:113-114

[3] 孙志挥,倪巍伟,刘亚军.案例教学──开放课程“数据库系统”改革

的有效模式[J].电气电子教学学报,2005.2:105-107

[4] 罗蓉,苑璟,杨百龙,李俊山.数据库原理及应用实验教学探索[J].太原

教育学院学报,2006.6:112-114

[5] 陈树平等.数据库系统原理课程教学方法研究[J].电脑知识与技术,

2007.3.

[6] 霍英,苗雪兰.“数据库系统”教材建设的探索与实践[J].计算机教育,

2009.22:76-77

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