《数据库原理与应用》课程教学改革

北京城市学院信息学部 高清华

一、引言

随着信息技术在现代生活中的广泛应用，作为信息系统中重要的理论应用组成部分的数据库，其重要性已经越来越为人所认识。现在各种本科高等院校的计算机专业和非计算机专业，几乎都把“数据库原理与应用”课程作为了必修或必选课程。2004 年6月，国家教委发布的“计算机基础教育白皮书”中提出了“1+X”的课程体系，即一个大学计算机基础和一组计算机基础核心课程。其中数据库技术与应用被列为计算机基础教学课程体系中的典型核心课程。在上述课程体系中，数据库技术与应用以大学计算机基础为先修课，与多媒体技术与应用课程一道组成了计算机基础教学内容知识结构中数据分析与信息处理部分的骨干。数据库技术与应用、计算机程序设计基础、网络技术与应用三者相结合，是目前网络环境下较大型信息应用系统开发的基础。

正因为如此，我们认为“数据库技术与应用”有其自身的教学规律。尤其是课程大纲的制定，教学内容的选择，教学方法的设计，课堂教学的实施，考核方式等均值得深入探讨。传统上认为，理论部分的教学非常重要，只有在学生掌握了数据库基本概念与技术之后，才能进一步培养学生的动手操作实践能力。不可否认的是，数据库技术与应用的教学内容要涵盖一定的数据库基础理论，学生有了扎实的理论基础后，才能有较灵活的应用能力。但如果一直延续这一思路去开展教学，实际结果是大部分学生会因抽象的理论而失去进一步学习的兴趣，造成的结果就是理论没学好，实际的应用能力也没有。所以，我们认为在主线保持基本不变的前提下，根据学生的认知规律规律，可以对预定的教学程序进行合理分配，安排适当的教学内容。这也正好吻合我校“以就业为导向”“知识应必须，够用”“少而精”“为了学生的终身发展”等办学精神。基于这些考虑，我们认真从“课程的内容”“学生的特点”“社会的需求”三方面着手进行研究，并在教学实践中逐步形成了一套行之有效的方法。

二、课程设计

我校的定位是应用型本科院校，培养的主要是应用型人才。这既区别于研究型大学，又区别于注重实践动手能力为主的高职高专。这样，“数据库原理与应用”课程就不能是简单的研究型本科教学内容的删减，而是要从教学内容、形式、组织方法等多方面进行改进。为此，教学设计必须摆脱研究型本科教育的影响，使其教学内容整体要贴近学生实际的计算机文化素质水平和社会需要，这样才能使教学改革定位在“懂理论会操作”的层面上。

基于这些考虑，我们认为“数据库原理与应用”这门课程是讲授如何科学的组织和存储数据的理论和方法；如何高效的检索数据和处理数据；以及如何既减少数据冗余，又能保证数据的安全，实现数据共享的计算机应用技术。所以我讲授这门课程时，一反传统的“先将数据库原理，再介绍一个数据库管理系统的使用”的方法，而是采用了符合学生认知规律——“感性认识——理论原理——提高技能”的三段式教学法。

在组织教学内容时，采用的是项目教学法。项目教学法是一种在建构主义学习理论指导下的教学法，是基于探索式学习和协作学习的一种模式。建构主义学习理论认为，有效的学习是在教师指导下以学习者为中心的学习，其本质是既强调学生的认识主体作用，又充分发挥教师的主导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者与灌输者，学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，而不是信息存储的介质和知识的被动接受对象。项目教学法的特点是将工作过程作为课程内容的载体， 即按照工作的相关性来组织课程的教学内容， 而不是根据知识的相关性组织课程内容。这种教学方法要求教学设计者把教学内容和教学目标巧妙地隐含在一个个任务之中，即教学进程由任务来驱动。在教学实施过程中，教师要采用相对开放的教学组织方式，以保证教学的有序进行，讲授内容时，力求概念准确，原理简明，举例新颖，内容实用，通俗易懂。

依据上述的教学内容和教学方法，在教学评价时，我们制定了下面的办法。期末考试与平时考查相结合，平时考查包括课堂表现和阶段性考试，阶段考试采用理论考试，期末考试采用大作业形式。数据库的基本概念、数据库的设计等都是重点，对于这类知识，笔试仍然是最佳的考核方式，所以我们阶段性考试主要考核该类知识。与此同时，本课程同样着眼于学生数据处理能力的培养，所以期末采用信息管理系统数据库设计与开发的大作业形式进行考核。期末考试与平时考查结合起来，二者的比重可以为5： 5，进行综合的成绩评定。平时考查的50%的比重中包括20%的出勤、课堂表现及课堂实现情况，30%的阶段性考试成绩。

三、课程实施

1.感性认识——Access 2000数据库管理系统

对于初学者来说，需要首先了解数据库是什么？能干什么？如何使用等基本问题，然后在“做中学”即选择一个数据库管理系统产品，完成一个简单的、接近于社会或生活实际问题的管理应用系统，在实践过程中领会和加深对数据库的理解。如果在学生刚接触本门课程时，就学习大量枯燥、难懂的理论，很容易使他们失去对本门课程的兴趣和信心。Access数据库管理系统是一种功能齐全但操作简单、直观小型DBMS（Database Management System数据库管理系统）。Access 数据库是Office办公系列软件的主要组件之一，是一种为数据库管理和应用程序开发而设计的面向对象的可视化程序设计语言，不仅能使编程人员从复杂的工作中解脱出来，而且在程序开发上不再需要过多地与语言打交道，可视化的开发过程使原先以编码为主的开发变为以操作为主的开发，从而极大地提高了开发效率，缩短了开发周期。而且，它是基于我们熟悉的操作系统Windows系列之上的，于是我选用了Access这种数据库管理系统作为教学示例软件，在第一阶段Access数据库技术内容的教学中，先使用这样的软件来开发一个学生非常熟悉的“教学管理系统”，让学生对DBMS有一个感性的认识。在组织课堂教学时采用项目教学法，以任务驱动的方式来完成一个个基本操作。课堂教学和上机时间按2：3的比例来安排，每次课开始的40%的时间，让学生边听课、边跟做，给学生一个学习和熟悉的过程，然后留60%的时间，让学生自己动手完成类似的实验作业——“图书管理系统”，在这个过程中，教师不但可以及时发现学生在学习中存在的问题，而且可以培养学生利用计算机解决实际问题的能力，教师及时解答学生的疑问，掌握学生的实际情况，从而动态地调节课堂教学的内容和进度，就能构成一个良好的教学循环。

2.理论原理——关系数据库的设计

数据库技术与应用中，理论部分的教学非常重要。只有在学生掌握了数据库基本概念与技术之后，才能进一步培养学生的动手操作实践能力。数据库是一项应用性的技术，关系数据理论为设计数据库奠定了坚实的理论基础。结合上一阶段的具体的案例——“教学管理系统”，通过对该数据库E-R 图的设计、E-R 图到关系模式的转换、数据库中表的创建、数据的增删改与查询等一系列操作，展示了数据库从需求分析到实现应用的全部过程，使学生对所学基本概念与技术获得比较清晰的感性认识，从而激发学生对理论知识的学习兴趣和热情，使抽象的理论具体化，变枯燥为好玩，提高学生的学习效果，帮助学生建立起系统的概念和思想，指导他们综合运用已学的知识和技能，初步形成设计实现小型数据库开发能力。要使数据库的创建和使用既方便又快捷，关键的工作是设计合理、好用、效率高的数据库。因此数据库技术的应用是三分技术，七分设计。为达此目的，在开发数据库应用系统时，一定要做好前期的需求分析、概念结构设计和逻辑结构设计，以在数据库实施后减少修改的工作量，避免大量的数据丢失。然而，数据库理论只是一些原则和指导思想，在千变万化的实际应用中，数据库应用系统的设计者必须灵活地运用数据库理论，根据实际情况决定创建什么样的数据库，库中包括什么信息，信息之间如何联系，以及数据库模式应该达到哪个级别的范式等。“数据库原理与应用”课程的目的是培养学生具有这样的能力：在事务用户和计算机之间架起桥梁，开发出满足用户使用的、操作简便、功能齐全、运行效率高的应用系统。为达此目的，学生必须深刻领会数据库原理的本质，还要善于从管理的对象中，抽取出有用信息，并建立概念模型和数据模型。数据库的设计是一项复杂的工作，它要求设计人员不但具有数据库基础知识，熟悉DBMS，而且要求应用领域方面的知识，了解应用环境和具体业务内容，才能设计出满足应用要求的数据库管理应用系统。而此能力不是靠知识的记忆，应该是知识的综合利用。

3.提高技能——SQL Server 2000数据库管理系统

具备了数据库基本理论知识以及关系型数据库的设计方法，掌握了Access的使用方法，可以初步解决一定的实际应用问题，但是Access属于小型的、桌面数据库系统，在如今的网络时代，数据量极大，实际应用中，像Access这样的DBMS很难解决所有的应用问题，有时必须使用像Oracle、DB2、SQL Server等这些大型的数据库管理系统。每一种数据库软件都有其不同的可视化操作界面和使用方法，但是对于目前广泛使用的关系型数据库系统软件，有一种共同的面向集合的数据库语言——结构化查询语言SQL（Structured Query Language），它可以完成创建、修改数据库各种对象的功能，可以说，掌握了结构化查询语言，就掌握了使用关系型数据库的精髓。

因此，为使学生的数据库知识能提高一个层次，我认为我们必须在学校阶段给学生一个熟悉SQL语言和大型数据库管理系统的机会，以使学生具有更强的应变能力，将来工作中能适应不同的关系型数据库软件，快速掌握各种DBMS。考虑到目前大多数用户使用的计算机操作系统是Microsoft的Windows系列，SQL Server 2000具有在企业级应用的特点，也利于学生搭建应用环境，于是，我选用了Microsoft的网络数据库产品——SQL Server 2000作为运行软件，以Transact-SQL为标准，学习SQL语言。

在学习SQL Server 2000 DBMS和Transact-SQL语言中，在组织课堂教学时我仍然采用项目教学法，以任务驱动的方式来完成一个个基本操作。这次使用一个全新的项目——“期刊管理系统”，让学生有个新鲜的感觉，跃跃欲试的激情。在完成一个个任务的过程中，让学生掌握SQL语言的9个核心动词的功能和使用。

四、结束语

总体来看，我们在课程内容的安排上采取了三段式教学法，在每个阶段中根据教学内容采用了以任务驱动为手段的项目教学法。这样处理后，既然覆盖了知识的内容，又可以充分尊重学生的认知规律，始终把学生作为的学习的主体，让学生通过实际任务，把书本上的理论灵活地应用于实际。在合适的评价措施协助下，学生在理论、实践上均得到了提高。既有了一定的项目开发经验，形成良好的职业素养，又在无形中获得了成就感，激发了进一步学习的兴趣，为将来进入社会，参加信息系统的设计、管理工作有打下了扎实的基础。

几年来的实践证明，在《数据库原理与应用》这门课程中形成的教学方法有利于培养学生的创新能力、实践能力、独立分析问题和解决问题的能力及协作精神，比较适合于应用型本科院校的教学。我们也根据这些年的研究和实践，出版、发表了体现这种方法的教材、论文，供相关高校借鉴和参考。