基于应用能力培养的《数据库系统》教学研究

边山，黄栋，梁云

（华南农业大学数学与信息学院，广州510642）

1 数据库课程特点

数据库课程是高等院校的计算机相关专业的核心必修课之一，课程名称又为《数据库原理》或《数据库系统》。两种课程名称则分别强调了课程的理论性和应用性特点，由此可见数据库课程是一门兼有理论和应用的综合性课程。它不仅要求学生掌握基础的理论知识，如关系代数理论，更重要的是学生需要通过大量的应用实践，掌握基于结构化查询语言（SQL,Structured Query Language）的数据库管理系统（DBMS）的使用以及关系数据库设计。

图1列举了数据库课程的基本内容体系。从图中可以看出该课程的内容可大体分为四个部分，分别为关系数据库理论、数据库相关语言、数据库设计以及数据库管理。关系数据库主要涉及到关系数据结构、关系操作、关系代数语言和关系演算；数据库相关语言（SQL语言）主要涉及数据定义/查询语言，视图，动态SQL以及存储过程和触发器为代表的高级SQL语言；数据库设计部分主要学习实体关系模型进行概念设计以及范式理论进行数据库优化；数据库管理相关内容涉及到用户管理、权限控制和事务管理方面。

上述的数据库课程内容体系既涉及到数据库理论性特点，也兼顾了数据库系统的应用性特征。关系数据库和数据库设计部分以理论教学为核心，是整个数据库课程的理论基础，重点培养学生对于关系型数据库和数据库设计的理论思维能力；在此基础上，SQL语言和数据库管理的内容是课程要求掌握的实践应用技能，着重培养学生的实验思维能力。

图1

2 教学中存在的问题

《数据库系统》课程是计算机相关专业学生的必修课程，其在专业教育中的重要性不言而喻。然而，经过多年的一线教学和调研工作，笔者发现目前的教学工作仍然存在着一些问题。

2.1 教学内容与社会实际需求脱节

课程内容与社会需求脱节是课程教学中存在的主要问题。《数据库系统》课程属于理论和实践应用联系紧密的课程，诸多教师在课程教学中由于受传统教学模式和理论教学惯性思维的影响，在知识传授过程中偏重采用原理讲解、列举实例以及习题训练的三步走教学方式。此类教学方式使得课程中所学习到数据库相关知识无法与系统开发应用相结合，导致学生缺乏实际操作数据库的能力。因此教学内容与社会实际需求的脱节严重偏离了《数据库系统》课程的培养目标[2]。

2.2 教学方法相对陈旧

教学方法陈旧是数据库系统教学中存在的第二个问题[3]。教师按传统的“填鸭式”教学方法，向学生灌输理论术语、抽象的概念，把主要精力放在命令的解释。课堂教学以教师为中心,以课程为主，重视课堂讲解，而忽略课堂互动和学生反馈。由于数据库系统理论知识多，学生往往会感到枯燥无聊，注意力难以集中，难以达到良好的课堂教学效果。

2.3 缺少针对应用能力培养的实训环节

目前实验课堂教学主要采用验证式的实验方法[4]。这种教学方法比较注重对学生现有单个技能的培养。如数据库系统实验时学生只训练了SQL语言部分，而对于完整数据库的设计、搭建、管理实践环节等却是一无所知。在毕业设计时许多学生不懂得如何使用大型数据库管理系统的高级技术，不会采用软件工程的思想去合作开发一个实用的数据库应用系统。这将直接导致学生的未来工作中应用能力的欠缺和不足。

3 数据库课程教学方法改革

从上述的数据库课程教学存在的问题中，可以看出，理论教学和实践教学不能顾此失彼，应该摆在同等重要的位置，这样才能达到计算机理论专业性教育以及实践应用性教育的双重培养目标。因此，我们探索并研究了实践辅助理论教学的新方法，并通过教学实验验证了方法的有效性。下面将详细介绍我们提出的教学改革方法。

3.1 科学合理地设计教学内容

合理的课程设置是有效教学的重要前提。我们组成“数据库研究小组”深入研究美国ACM和IEEE CS的计算机课程体系，并参考麻省理工学院、加州理工大学、卡耐基梅隆大学等著名大学的数据库教学方案，根据数据库课程的实际教学要求,，对现有教学体系进行改革与整合。同时针对当前社会对数据库技术人才需求和要求，重新修订数据库教学大纲，设置更加合理的教学内容，将教学重点和教学目标锁定在数据库原理和实践应用开发技术上，合理地分配理论教学和实践教学的学时。

3.2 采用案例启发式教学方法

对于关系数据模型和数据库设计的理论教学中，我们选择与学生学习生活贴近的教务管理系统作为案例进行启发式讲解。从熟知的学生成绩数据表结构引出关系数据模型的概念，以此为例进一步介绍关系代数运算、讲解关系演算等理论内容。同样，从教务管理系统的需求分析开始，引导学生一步步实现概念设计、逻辑结构设计、物理设计和优化等。由于学生选课、报名、查成绩等都需要用到教务系统，对案例中的内容非常熟悉，借助案例启发式教学使得学生能够更好理解数据库理论知识，大大提高了学生的课堂积极性和对数据库理论知识学习的兴趣。

3.3 理论教学和实践教学相结合

在SQL语言以及数据库管理的教学中，我们重点采用理论与实践结合的教学方式。SQL语言和数据库管理是和具体的数据库管理系统（DBMS）直接相关的教学内容，我们选用Oracle9为实验平台，采用理论教学和实践教学相结合的教学方法。具体地，在理论课教学中，根据Oracle9数据库的基本语法，讲解SQL语言和数据库管理相关操作，包括数据定义、数据查询、视图的定义和使用、动态SQL语法、存储过程触发器的定义使用、用户权限管理以及事务定义和管理的相关内容。为辅助理论课教学，我们同期开展实践课教学，根据理论课的进度有针对性地训练学生们在实验室Oracle9环境下的实践能力。通过理论结合实践的教学方法，不仅通过实践促进学生对于理论知识的理解，还将抽象的理论知识在实践中进行验证。理论教学和实践教学互相促进，起到了相得益彰的作用。

3.4 开设实习课程检验理论教学效果

为了进一步巩固和检验教学效果，我们在数据库课程之后还专门开设了数据库分析与实习课程，要求学生在Windows环境下开发一个基于数据库的应用系统。该课程要求学生掌握实现一个完整的数据库应用系统的流程和方法，包括功能分析、数据库设计、应用程序设计，并且熟悉对数据库的操作，包括数据库连接、SQL、完整性约束、索引，以及视图、触发器、存储过程等数据库对象的综合运用。通过实习课程的实践，学生能够进一步巩固数据库相关的理论知识，加深对于数据库理论的理解，并且将基础理论真正地学以致用，实现理论思维培养和实践能力训练的双赢的效果。

4 结语

本文分析了《数据库系统》课程教学中存在的若干问题，包括：教学内容与社会实际需求脱节、重实践而忽视思维能力的培养。根据我们的探索和研究，提出了基于应用能力培养的数据库系统课程教学改革方法，包括：科学合理地设计教学内容、采用案例启发式教学方法、理论教学和实践教学相结合。通过我们提出的《数据库系统》课程教学改革方法，既可以实现理论教学效果的巩固，又可将基础理论付诸实践，同时达到对学生理论思维培养和实践能力训练的双重目标。

[1]瞿中.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.

[2]颜清.数据库系统概论教学改革与实践研究[J].教育探索,2008(9):25-26.

[3]简艳英,周爱霞.数据库系统及应用课程教学改革[J].教育与职业,2007(26):155-156.

[4]孟宪虎.面向应用型人才培养的数据库系列课程体系和教学模式改革探索[J].计算机教育,2009(24):6-9.