“数据库原理及技术”在“数据工程”课程体系中的改革探索

陈瑛， 章鸣嬛

(1. 上海杉达学院 信息科学与技术学院，上海 201209； 2. 上海杉达学院 大数据分析与处理研究中心，上海 201209)

“数据库原理及技术”在“数据工程”课程体系中的改革探索

陈瑛1,2， 章鸣嬛1,2

(1. 上海杉达学院 信息科学与技术学院，上海 201209； 2. 上海杉达学院 大数据分析与处理研究中心，上海 201209)

“数据库原理及技术”是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，也是“数据工程”专业方向的技术基础之一。以适应技术发展为导向，针对“数据库”课程教学中所出现的问题，提出了“纵向”及“横向”两方面的教改措施。即，不仅对“数据库”本身的课程教学问题提出解决方案，更进一步着眼于该课程与其后续课程的衔接改进。

数据库原理及技术； 教学模式探索； 数据工程

0 引言

“数据库原理及技术”是计算机及相关专业的一门重要必修课。在计算机技术应用领域中，几乎都需要强大的数据库作为其软件系统的有力支撑，因此，“数据库”的课程教学在计算机及相关专业教育中占有非常重要的地位。

人类社会正在经历一场由“大数据”及其相关技术引发的社会革命。多样化的数据、巨大的数据量以及它们潜在的商业价值已开始对社会的发展产生深远的影响。“数据工程”一词涵盖了与大数据分析及处理相关的技术和方法，是“互联网+”的核心技术之一。“数据工程”的发展方向可视为近年来IT产业的最新技术发展方向，其应用前景极为广阔。国内外多所知名高校或研究所或是设置了与“数据工程”相关的硕士点，或是开设了与该领域相关的核心课程。就上海的高校而言，上海交通大学[1]、复旦大学[2]及华东师范大学[3]等均已成立了相关的科研机构，以培养社会所亟需的大数据及相关领域的人才。

根据网络调研结果[4]可知，与“数据工程”领域相关的岗位主要有数据科学家、数据分析师及数据工程师等。在经过广泛的网上调研及实地考察之后，依据“岗位→能力→课程”贯通的指导思想，我们列出了与该领域相关的几门核心课程，即数据库原理及技术、数据仓库技术、数据可视化技术、统计理论与机器学习、云计算支撑技术、数据存储与访问、基于R的数据分析与数据挖掘，等等。

可以看出，数据库技术是整个“数据工程”流程链中最基础的技术环节，网络资料[5]也显示，与大数据分析与处理相关的工作，均要求从业者能够熟练掌握数据库结构化查询语言(Structured Query Language，SQL)。因此，为更好地培养计算机科学与技术专业(数据工程方向)的应用型本科人才，我们尝试对课程“数据库原理及技术”(以下简称“数据库”)进行了改革探索。

1 数据库课程传统的教学模式

传统的“数据库”课程教学中，存在的主要问题有：

1) 理论讲解比较晦涩

“数据库”是一门理论与实践紧密联系的课程。很多教师由于受传统教学模式的影响和束缚，在教学过程中只注重介绍理论，未利用实例来辅助学生理解。比如，在“关系数据理论”这部分中，如果枯燥地解释从第一范式到第四范式的定义，往往会让学生陷入迷惘，分不清这几种范式有何区别和联系。

2) 教学手段及考核方式单一

在“数据库”课程的课堂教学中，常依赖于黑板板书或多媒体教学方式，难以生动地向学生展示课程的知识点，容易让学生感到倦怠。同时，目前国内多数高校仍受到传统考核模式的影响，考核模式不能有效地激发学生的学习兴趣，甚至只是在考试前临时背题以求及格，这显然违背了“数据库”课程的教学初衷[6]。

3) 实践教学的成效不明显

传统的上机实践手段，一般是以学生个体为单位，学生完成教师在课堂内布置的上机任务即可。由于一名教师无暇顾及多名学生的上机情况，导致这种实践方式缺乏切实有效的监管机制，几乎完全依靠学生的自觉性。

4) 与后续课程的衔接不够紧密

一般而言，学生修完“数据库”课程之后，即开始学习“软件工程”“软件课程设计”等后续课程。如果前后课程的任课教师之间沟通不够充分，就会导致后续课程的上课效果不尽如人意。比如，我们曾听到“软件课程设计”的授课教师抱怨学生对数据库存储过程、触发器等概念不太清楚，影响了后续课程的授课效果。

在“数据工程”专业方向的课程体系中，“数据库”和“数据仓库”是“数据工程”课程体系中最为基础的两门课程；而“数据库”作为“数据仓库”的直接先导课，其地位更可谓是举足轻重。因此，加强这两门课程的衔接和联系，是不可忽视的重要问题。

2 数据库课程的教改探索

针对“数据库”教学过程中存在的各种问题，我们对其进行了深入思考和探索，提供了从纵向和横向两方面进行教改的措施。

2.1 纵向教改

1) 注重理论联系实际

在理论授课过程中，尽量考虑多用实例加以说明，帮助学生消化理解。本文第2节曾提到，针对同学难以理解“范式”的问题，教师可以考虑对教材前面所用到的关系表进行改造，并以此作为理解“关系数据理论”的实例佐证。再比如，讲到“数据字典”这部分内容时，学生普遍觉得很抽象，我们向学生展示了美国肿瘤数据库SEER所提供的数据字典，令学生一目了然。

同时，我们也要避免走向另一个极端，将学生的学习重心都放在对社会上流行的数据库软件的使用之上，而完全忽略了理论的学习[7]。

2) 改进教学手段及考核方式

在授课过程中，尽量避免使用单一枯燥的教学手段，比如长时间使用黑板板书或播放PPT电子文档等。可在课堂教学过程中，将文字、图像、动画、录像等多种教学载体有效结合起来，有益于活跃课堂气氛，提升学生的积极性。

考核方式可分成平时成绩和期末成绩两部分。由于“数据库”是一门实践性极强的课程，一次期末考试成绩往往难以反映出学生的学习情况。因此，平时成绩的考核应侧重于操作能力的体现[8]，切实培养学生的实际动手能力。

3) 提升实践教学的成效

为提升“数据库”课程的上机效果，增强学生的学习兴趣，可先让同学完成教材所提供的基础案例，再去进一步完成教师提供的课外实例。通过循序渐进的方式，达到令人满意的上机成效。同时，可考虑让学生分组，并以“组”为单位来完成一个较综合的项目，这样不仅可为学生提供扩展内容，也为后续“软件课程设计”等课程做好衔接准备。

2.2 横向教改

横向教改，则着眼于解决“数据库”课程与后续课程的衔接问题。

为使学生更好地学习“软件工程”、“软件课程设计”等后续课程，必须加强授课教师间的沟通与联系。“数据库”课程的任课教师若能获知后续课程中频繁使用到哪些知识点、哪些技术环节，就可在课程教学中充分考虑到后续课程的需求，其授课过程也更有针对性。

因此，建议在日常教学中，由相关课程的任课教师组成“数据库技术”教研组。教研组内每一位教师均应能够承担的《数据库原理与技术》《软件工程》《软件课程设计》《数据仓库》等课程的教学工作。这样可使得四门课的授课内容紧密衔接，既有利于教师提高自身的教学水平，也有利于学生更容易理解和接受该课程群所包含的知识点。

在“数据工程”课程体系中，“数据库”是“数据仓库”的直接先修课。在授课过程中，应着重强调两者间的联系与区别。比如：

1)“数据库”与“数据仓库”虽只有一字之差，似乎是同样的概念，实则不然[9]。两者的服务对象不同。前者主要为操作型处理服务，后者则主要为分析型处理服务。

2)数据库是面向事务的设计，数据仓库则是面向主题的设计；数据库一般存储在线交易数据，数据仓库一般则存储历史数据。

3)数据库设计应尽量避免冗余，一般采用符合范式的规则来设计[10]；数据仓库则有意引入冗余，采用反范式的方式来设计，等等。

能够顺利从“数据库技术”过渡到“数据仓库技术”，这对于我们培养“数据工程”领域人才具有极为重要的意义，也是我们探索“数据工程”课程体系和人才培养模式所跨出的重要一步。

3 总结

论文针对“数据库”课程教学中所出现的问题，从“纵向”及“横向”两方面进行了深入思考和探索。就“纵向”而言，主要针对在授课过程中出现的“理论讲解比较晦涩”“教学手段及考核方式单一”“实践教学的成效不明显”及“与后续课程的衔接不够紧密”等问题，提出了解决方案。就横向而言，则着眼于“数据库”与后续课程的衔接联系，不仅考虑了与“软件工程”“软件课程设计”等传统的计算机类课程的对接，更着重强调了与“数据仓库”课程的衔接联系，为培养“数据工程”专业方向的应用型本科人才打下坚实的基础。

[1] http://www.seiee.sjtu.edu.cn/seiee/list/309-1-20.htm.

[2] http://www.sds.fudan.edu.cn/.

[3] http://dase.ecnu.edu.cn/index.php/component/content/article?id=156:vldb2014zhaoshengjianzhang.

[4] http://bbs.pinggu.org/thread-4000452-1-1.html

[5] http://www.raincent.com/content-10-7083-1.html.

[6] 刘春颖.“数据库原理”课程教学改革与探索[J].科教导刊.2016(2):130-131.

[7] 马浩.“数据库原理及应用”课程教学改革与实践探讨[J].长春理工大学学报.2011,6(8):186-186.

[8] 赵园丁.“数据库原理与技术”课程教学方法分析[J].办公自动化杂志.2015,12:57-58.

[9] 王珊、萨师煊. 数据库系统概论(第5版)[M].高等教育出版社.2016.

[10] http://wenwen.sogou.com/z/q468959346.htm.

ExploringtheTeachingReformofPrinciplesandTechniquesofDatabasewithintheCurriculumSystemofDataEngineering

Chen Ying1,2, Zhang Minghuan1,2

(1. School of Information Science and Technology, Sanda University, Shanghai 201209, China; 2.Research Center of Big Data Analysis and Processing, Sanda University, Shanghai 201209, China)

PrinciplesandTechniquesofDatabase, one of the most basic techniques in the field of data engineering, is an important compulsory course for the major of computer science and technology. After examining the problems frequently occurred in the teaching of this course, this paper proposes reform measures for solving these problems from vertical and horizontal perspectives. Not only solutions to the teaching of database are suggested, but also recommendations are given for the improvement of connection between this course and ensuing courses.

PrinciplesandTechniquesofDatabase; Exploration of teaching reform; Data Engineering

1007-757X(2017)12-0001-02

2015年上海市教委重点课程《数据库原理及技术》；2016年上海市教委民办重点科研项目(2016-SHNGE-01ZD)

陈 瑛(1968-)，女，上海，教授，博士。研究方向：数据工程。

章鸣嬛(1980-)，女，安徽，副教授，博士。研究方向：数据分析与处理。

Q334

A

2017.02.26)