Oracle数据库课程的启发性实验设计

刘 璨

(广东海洋大学 工程学院，广东 湛江 524088)

Oracle数据库课程的启发性实验设计

刘 璨

(广东海洋大学 工程学院，广东 湛江 524088)

教学实践中发现，高校学生数据库课程实验的效果不好。秉着激发学生兴趣、促使学生思考、启发学生思维的目的，遵照内容具体、充实、体现理论知识点的原则，设计了Oracle数据库结构实验和Oracle数据库安全性实验。在广东海洋大学试点应用的结果表明，提高了学生的实验积极性，而且学生能更好地掌握相关知识点。该研究结果可作为非计算机专业的Oracle数据库实验方案。

数据库；实验；设计；启发式

数据库原理及应用课程通常选用SQL Server作为教学软件，由于Oracle数据库是在国内外应用广泛的大型数据库软件之一，为适应人才培养的市场需求，近年来出现了许多Oracle数据库方面的教材[1-3]。

针对数据库课程知识枯燥的缺点，许多相关教学研究都认为应该增强实践教学[4-6]。数据库课程实践主要包括课程实验和课程设计两个环节，其中课程实验是理论教学的辅助，其目的主要是帮助学生理解理论知识，熟悉软件操作。

在教学实践中发现，学生对数据库课程实验的兴趣不高，在实验过程中往往没有激发思维，而是机械地操作，还常常在上机时消磨时间，达不到预期的实验目的。究其原因，一方面，存在学生学风不良的问题，另一方面，也存在实验设计不当的问题。细节性和启发性较好的实验能更好地激发学生兴趣，取得更好的实验效果。例如,对于创建表的实验，可有如下三种方案：

方案一，创建一张关系表。

方案二，创建选课关系表(学号，课程名，教师名，成绩)，其中,“学号”属性为字符型，“课程名”属性为字符型，“教师名”属性为字符型，“成绩”属性为数值型。

方案三，创建表1所示的选课关系表，要求有主键约束。

表1 选课关系表

分析三种方案可知，方案一的实验内容空泛，将使学生无从下手，导致学生的实验积极性受到打击；方案二的实验内容具体，然而，由于完全给出了主键和属性的数据类型，学生仅仅需要机械地套用表定义语句，不能启发思维；方案三的实验内容具体，而且迫使学生分析表中的数据关系和数据特征，找出候选键并确定数据类型。这将促使学生掌握相关理论知识，提高分析问题的能力，并有完成实验后的成就感。

由此可见，数据库上机实验设计需要注重细节性和启发性，融入相关理论知识。启发性教学的基本方法[7-8]在于，根据教学目标和内容，引导学生思维，使他们主动地获取知识。秉着启发性教学原则，本文进行了Oracle数据库结构和Oracle数据库安全性两个实验的设计。

1 Oracle数据库实验设计

1.1 Oracle数据库结构实验设计

1)相关的课程知识。Oracle数据库结构分为物理结构和逻辑结构。物理结构包含数据文件、控制文件、日志文件等三类文件，每类文件有多个，其中,数据文件可动态创建；逻辑结构包括表空间(tablespace)、段(segment)、范围(extent)和Oracle数据块(block)等存储空间概念。

2)表空间和范围的关系。范围是数据库空间分配的最小逻辑单位，由一个或多个连续的Oracle数据块组成，范围的大小不固定，在每个表空间定义的时候指定。表空间由范围组成，当现有范围不能满足数据存储要求时，DBMS自动为表空间分配一个新的范围。

3)范围和数据块的关系。Oracle数据块是数据库的基本分配单位，其大小由数据库配置文件initial.ora给定。一个或多个数据块组成一个范围。

4)表空间和数据文件的关系。数据文件是表空间的物理结构表现，表空间和数据文件属于1∶n的关系，1个表空间可包括多个数据文件，1个数据文件只属于1个表空间。

5)数据库结构实验的目的。掌握物理结构的三类文件在硬盘中的存储路径；理解数据结构的表空间、范围、数据块的概念和相互之间的关系；理解数据文件和表空间的相互关系。

为体现表空间、范围和数据块三者之间的关系，可设计实验为：首先，定义一个新的表空间userdata1；其次，建立一个新的数据表T1，令T1使用表空间userdata1，此时DBMS为userdata1分配范围，以存储表T1；最后，根据表空间使用情况验证已用范围个数，并计算已用数据块的个数。学生要计算数据块个数，必须首先查看initial.ora文件得到数据块的大小。

为体现表空间和数据文件的关系，可要求学生为表空间新建或添加一个数据文件，再查看执行结果。

综上所述，所设计的Oracle数据库结构实验为：(1)要求用SQL语句任意定义一个新的表空间userdata1；(2)要求用缺省用户任意建立一个数据表T1，该数据表使用表空间userdata1；(3)问userdata1已使用了多大的空间及已用范围个数；(4)用企业管理员的图形化工具验证userdata1的使用情况;(5)计算userdata1中已使用数据块的个数；(6)用SQL语句为表空间userdata1添加一个数据文件，用操作系统的资源管理器查找新添加的数据文件以验证该语句的执行结果。

该实验可达到如下目的：(1)促使学生对表空间的缺省存储方式有感性认识；(2)促使学生对Oracle初始化文件lnitorcl.ora有感性认识；(3)促使学生掌握创建数据文件的方法，并熟悉物理文件存放的路径；(4)促使学生理解表空间、范围和数据块、数据文件的关系。

1.2 Oracle数据库安全性实验设计

Oracle数据库安全性涉及用户和权限管理、数据备份和恢复等知识。其中，数据库权限分为系统权限和对象权限，系统权限由系统管理员授予和剥夺，而对象权限是由拥有该模式对象的用户授予和剥夺。

创建一个使用数据库资源的新用户，需要进行如下操作：(1)创建新用户并设置密码；(2)给新用户分配表空间；(3)给新用户授予模式对象的操作权限。

为体现创建新用户和授予/剥夺权限的教学内容，可按照如下思路设计实验：(1)用数据库缺省的数据库管理员身份创建新用户A，并通过授权使A成为数据库管理员；(2)由数据库管理员A创建用户B和用户C，并为B、C适当授权，使B和C可以使用数据库资源(例如创建表)；(3)用户B登录数据库以验证授权是否成功；(4)用户B创建表TB1，并授予用户C查看表TB1的权限；(5)用户C登录数据库，查看用户B的表TB1，以验证对象权限授予是否成功；(6)数据库缺省的数据库管理员剥夺A的管理员权限。

为体现角色的概念，可令用户B将表TB1的查询和数据插入的对象权限做成角色，将该角色授予C。

对于非计算机专业，例如工业工程专业，因为数据库课程的上机学时少，因而侧重于练习逻辑备份和恢复。可设计实验：令普通用户B逻辑备份表TB1，再删除表TB1，最后，用逻辑恢复操作方法恢复表TB1。

已知如表2所示藏书表，设计Oracle数据库安全性实验如下：(1)以缺省管理员用户身份(system)登录数据库，创建表空间USER2；(2)用户system创建用户李华，并授予李华为数据库管理员；(3)管理员李华创建用户张平、王海；(4)张平更改其密码为“ZHANGPING”，并建立藏书表；(5)张平创建一个可以查询和更新同学录权限的角色，将该角色授予用户王海；(6)王海查询《越女剑》的作者；(7)张平逻辑备份藏书表；(8)张平删除藏书表，再逻辑恢复藏书表；(9)用户system剥夺用户李华的管理员权限。

表2 藏书表

2 实验效果

上述实验已试点应用于广东海洋大学工业工程专业的数据库原理及其应用课程。大部分学生在6个学时内完成了上述两个实验。

在实验过程中，学生上机积极性高，出勤率高；实验工作饱满，学生一直在紧张地进行实验，没有发生学生无所事事的现象；学生勤于思考，相互间常讨论实验中碰到的问题；实验后，学生普遍评价实验具有新意，能激发思维。课程考试的答题情况表明，学生对实验相关的知识点掌握较好。

3 结束语

本实验内容具体，具有较好的启发性，并且学时少，可用作非计算机专业Oracle数据库课程实验，也可供其他数据库课程实验参考。

[1] 吴思远. Oracle数据库实用教程[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012.

[2] 姚世军. Oracle数据库原理与应用教程[M]. 北京:中国铁道出版社, 2010.

[3] 刘甫迎, 王道学, 党晋蓉. 数据库原理及应用(Oracle)实用教程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.

[4] 牛一捷, 杨鑫华, 李雪梅, 等. 案例教学法在五年制双专业数据库课程的应用[J]. 中国电力教育, 2012(2): 54-55.

[5] 叶霞, 李俊山, 李海龙. 数据库原理及应用实践教学改革[J]. 计算机教育, 2011(1): 56-59.

[6] 徐传运, 张杨, 杨宏雨. 针对《数据库原理与应用》的启发式教学法[J]. 课程教育研究, 2013(1): 28-29.

[7] 侯煦光. 怎样进行启发式教学[J]. 高等教育研究, 1997(5): 72-76.

[8] 李慧勤, 李红君. 现代启发式教学的内涵与实施[J]. 中国高等教育, 2008(10): 21-23.

Design of Heuristic Experiment for Oracle Database Course

LIU Can

(College of Engineering, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

It’s found in database teaching practice that, the effect of college students doing course experiments is not well. In order to stir students’ interesting, promote them to think, and illuminate their mind, following principles of filling specific and substantial content, embedding theoretical knowledge, both experiments of database structure and database security for Oracle were designed. The result of applying them on trial in Guangdong Ocean University showed that, the enthusiasm of students doing experiment increased, and they learned related knowledge more well. This study result can be taken as experiment scheme of Oracle database for non-computer specialty.

database; experiment;design; heuristics

2013-7-14

刘 璨(1971-)，男，博士，主要从事制造系统的计算机控制研究工作。

TP392；G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.013