基于认知规律的数据库课程教学设计

叶 霞，罗 蓉，李海龙

（火箭军工程大学 信息工程系，陕西 西安 710025）

基于认知规律的数据库课程教学设计

叶 霞，罗 蓉，李海龙

（火箭军工程大学 信息工程系，陕西 西安 710025）

针对数据库原理及应用课程的知识分类，结合数据库课堂教学经验，提出将课程按照学生学习的认知规律进行教学设计，合理安排课堂教学、实验课、课程设计等的学时与次序，以期对教学过程产生积极作用并取得良好的教学效果。

认知规律；数据库；教学设计；实践教学

0 引 言

许多学生在学习数据库课程时感觉很难，体现在两方面：一是数据库理论内容太抽象，不易学懂;二是数据库实践内容太繁杂，不易上手。事实上，数据库课程具有理论知识抽象、实践能力要求高、理论联系实际紧密等特点，学生在学习过程中，常常出现对概念的理解似是而非、对实践内容掌握得不深人、不能较好地将理论知识与实践相结合等问题。究其原因，主要是教材和教学过程不符合人们的认知规律，仅按照数据库理论的逻辑顺序安排教学过程，从而容易导致部分学生学习不求甚解，听不懂也学不会。

1 数据库课程的认知规律

学习过程是一种认知过程，认知过程有其内在的规律，通过实践发现真理，再通过实践证明真理和发展真理。从对事物感性认识发展到理性认识，再用理性认识能动地指导感性认识，中间需要经过实践、认识、再实践、再认识，这种形式呈螺旋式上升，每一次循环的内容都会进人高一级的程度。这是人类认识过程的规律，揭示实践和认识的辩证关系以及认识的产生和发展过程[1]。

教材将知识固化在纸上，编写时需考虑内容的完整性和逻辑性，内容安排通常是对知识 “认识、再认识、实践”的过程，一般的数据库教材也是如此，而数据库原理及应用课程则具有典型的“实践、认识、再实践、再认识”认知规律，二者之间并不相符。也就是说，在教学实施过程中，不能死板地照搬教材内容，而要注重学生的认知规律，认真梳理知识体系，灵活安排教学内容，优化课堂组织，重点在于进行合理的课程教学设计。

学生对数据库原理及应用课程的认知过程需要解决4个问题：①数据库是什么样的？②数据库为什么是这样的？③自己怎样构建数据库？④还会出现哪些问题？对数据库的认知规律可以用图1表示。

为了解决学生认知过程的这4个问题，教学过程也相应地分为4个步骤：①向学生展示一个常用的数据库应用系统和一种数据库管理系统DBMS，让他们感知数据库的形态、结构、功能等，使学生对数据库有一个感性、具体的认识，激发对数据库的兴趣，这属于第一次“实践”;②开展原理部分的讲解，结合学生第一次获得的感性“实践”理解数据库的概念，将知识上升到理性“认识”;③在理论讲授过程中，经常穿插一些实验，用不断的“再实践”提高对理论知识的认识，并通过课程设计加强对整体理论知识的总体掌握;④通过原理的拓展和引申，理解数据库的设计理论、规范化理论、安全理论等，对数据库的知识进行更进一步的“再认识”。

图1 数据库认知规律

2 课程教学设计

根据数据库原理及应用教材内容进行分析，组织课堂上应讲授的基本内容，进行课程的总体教学设计并根据情况进行优化，以适应学生的认知规律。

2.1 课程基本内容

数据库原理及应用课程内容包含两大部分，分别是数据库原理部分和数据库应用部分。在课程教学设计上，教师对这两部分应分别有所侧重并体现在课堂教学组织中。数据库原理部分的内容主要包括数据库的基本概念、设计思想和基于数学的基础理论，以教师课堂讲授为主;数据库应用部分的内容主要有数据库管理系统的操作、数据库访问技术、数据库应用程序设计与实现等，以实践操作为主。图2列出数据库原理及应用课程的基本内容。

数据库原理部分的教学以课堂讲授为主，核心围绕数据库系统的设计，讲解数据库的基本概念、关系代数、SQL语言、规范化设计、保护技术等，为学生全面理解数据库系统的设计理论打下基础。

数据库应用部分的教学以实践性教学和课程设计为主。教师应设置实验项目，结合具体的数据库管理系统（教学中选用SQL Server 2012），让学生完成实践项目的任务，理解数据库原理部分的相关内容，培养设计和开发数据库的综合素质，提高实践能力[2]。

2.2 课程教学设计

目前，各所大学的数据库原理及应用课程安排的学时数不同，课程教学设计也有所不同。以火箭军工程大学为例，相关专业开设的数据库类课程为50学时。如何在这50学时内合理地安排理论和实践教学内容，完成图2中课程内容知识的学习，满足教学目标的要求呢？

图2 课程内容分类

一是选择合适的教材，市面上数据库类教材比较多，根据教学目标的不同，选择内容合适和重点突出的教材非常重要[3];二是合理安排教学内容，理论教学与实验课有机穿插安排，体现学生的认知规律，达到课堂教学收益最大化;三是分阶段进行教学反馈，即在认知规律的“再认识”阶段，形成对知识的总结性提高，从实践中获得对所学知识的体会。作者经过10余年数据库课堂教学实践，形成了一套行之有效的课程教学设计方案，以本科生50学时为例，详见表1。

教师应将认知规律始终体现在表1的教学设计中，围绕5次实验课，形成5个知识模块的“实践-认识-再实践-再认识”认知小循环;而对于整个课程，则围绕课程设计形成认知规律的大循环。我们围绕第一次实验的认知过程看看它的认知规律。一开始，教师在课堂上讲授第一章数据库系统概述与关系模型，先让学生回顾以前接触过的数据库系统，从寒暑假购买火车票的12306系统，到校园一卡通系统，再到图书馆的图书管理系统等，这些便是第一次的实践过程;然后教师开始讲解数据库的基础知识和概念，这是第一次对知识的认识过程;接着经过第一次实验，SQL Server数据库环境创建，完成SQL Server 2012的安装和配置，创建教材中的案例“大学教学管理”数据库并建立相应的关系模型，建表、输人数据等，这是对数据库知识的第二次实践，即再实践;最后，通过讲解第三章内容数据库应用系统设计方法，掌握数据库系统的整个设计过程和采用的方法，进一步掌握知识。

表1 数据库原理及应用课程教学设计

课程设计在整个课程中起到非常重要的作用，可以说，课程设计便是整门课程认知过程中的“再实践”[4]。由图1可以看出，第一次实践要解决“数据库是什么样的”这一问题，通过学生的生活常识和课程5次实验可解决;由教师的课程内容讲授解决“数据库为什么是这样的”这一问题，形成学生的第一次宏观认识;通过课程设计将整门课程的知识贯通起来，解决“自己怎样构建数据库的”第二次实践;随后的课堂复习总结、撰写课程设计报告、再学习等形成第二次认识，即解决数据库“还有哪些问题”的过程。

3 结 语

通过对数据库原理及应用课程认知规律的分析，根据课程学时合理安排课程的教学设计，我们在教学实施过程中取得了较好的效果。过去将实验课和课程设计安排在课程的最后，使得学生往往在学习过程中一直弄不清楚“数据库是什么样的”这个问题，等到做完实验解决这个问题后，又遗忘已经在课堂讲授中讲解过的问题“数据库为什么是这样的”，不能形成知识的往复交叉掌握。相比而言，笔者论述的教学设计在实际教学过程中，通过“实践-认识-再实践-再认识”的认知过程，将学生带人认知的螺旋式上升中，令课堂效率和学生兴趣大大提高，成绩也稳步提升，尤其是学生的实践动手能力得到很大提升。

[1] 殷彬, 袁传怀, 陶安. 基于认知规律的数据库教学探讨[J]. 科技信息，2011(11):42-43.

[2] 李小遐. SQL Server数据库课程设计与实施研究[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2013(1): 267-268.

[3] 李俊山, 罗蓉, 叶霞, 等. 数据库原理及应用(SQL Server) [M]. 北京: 清华大学出版社, 2012.

[4] 赵刚, 侯志红. 高校计算机专业数据库规范化教学设计研究[J]. 辽宁科技学院学报, 2013(15): 58-59.

（编辑：宋文婷）

1672-5913(2017)01-0095-04

G642

2013年国家精品资源共享课程资助项目（教高司函[2013]129号）。

叶霞，女，副教授，研究方向为数据库和指挥信息系统，yex_qing@163．com。