基于OBE 理念的《数据库系统》课程体系建设

夏彬，张少娴

（南京邮电大学计算机学院、软件学院、网络空间安全学院，南京210023）

0 引言

自从2013 年6 月19 日，我国在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上成为了《华盛顿协议》的第21 个协议组织成员，这在一定程度说明了我国工程教育的质量得到了国际社会的普遍认可。这种面向成果产出的教育理念想要贯彻在中国各高等学校的教育之中绝非易事，但事实也证明了OBE 理念教育所培养出来的学生在实际的应用场景中拥有非常好的适应能力[1]。

《数据库系统》作为一门理论与实践并重的课程，就是贯彻OBE 教育理念非常合适的课程。理论性在于关系数据模型的复杂性，实践性在于数据库是目前所有计算机应用类最为底层的应用层。然而在过去的课程体系中，这门课的授课导向过于理论化教学，使得学生很难在课程中学习到能够实际应用的技能。因此，如何基于OBE 理念重新构建《数据库系统》课程体系是亟需解决的关键问题[2]。

1 研究目标

我们的研究目标是基于OBE 教育理念，将《数据库系统》这门课建设成一个理论与实践并重的课程。在OBE 的教学模式指导下，学生掌握了什么知识和是否能够将知识灵活地应用在实际的复杂工程问题中，远比学生如何去学习、什么时候去学习要重要的多。因此遵循这一教育理念，正是我们推陈出新、放开束缚、勇于创新教学形式的强大驱动力。

此外，我们也需要明白，学生是未来中国社会的中坚力量，他们的创新能力直接影响了我国未来的发展潜力与趋势。因此通过贯彻OBE 教学理念，增强学生对知识的掌握与灵活应用，对复杂问题的分析与解决能力是非常关键的问题[3-4]。

2 主要改革措施和实施情况

通过学习《数据库系统》这门课，学生应当全面了解数据库的基本概念、关系数据库语言SQL、数据库设计的理论和步骤与方法、数据库系统的组成及数据库管理系统的主要功能与实现技术、基于主流数据库管理系统的数据库应用系统开发方法，理解数据库应用系统软件的开发流程，掌握开发管理信息系统（MIS）的基本技能，才能为今后从事数据库系统的开发或在数据库技术方面继续深造奠定基础。本课程融合数据库基础、数据库管理系统和数据库应用技术于一体，以关系数据库为重点，全面系统地介绍数据库的基本概念、数据库语言SQL、数据库设计的理论、数据库设计的步骤与方法、数据库管理系统各项功能的实现技术和数据库应用系统的开发方法。通过本课程的学习，学生应该：熟悉数据库系统的组成及有关概念，熟悉数据模型的有关概念，熟悉数据库管理系统的数据库保护功能；熟练运用SQL 语言的主要语句；理解数据库设计的有关理论；掌握数据库设计各主要阶段的设计方法；初步掌握数据库应用系统开发方法。

针对OBE 理念在《数据库系统》这门课上的展现，我们的改革措施注重于理论教学与课程实践两者的有机融合，主要体现在以下几个方面：

（1）使学生加深对数据的理解，掌握关系数据模型的概念、数据库系统的组成、数据库管理系统的主要功能与实现技术、关系数据库语言SQL、数据库设计的理论，能够分析和解决数据管理工程问题。

针对中国教育工程认证中毕业要求1-4 掌握计算机科学与技术的专业知识，能将专业知识用于分析和解决计算机及应用领域内的复杂工程问题，我们在课程内容的设置上不再仅仅局限于数据库相关的理论知识教学，而更加注重于对知识的理解并将这种能力应用于解决同类型的工程问题之中。在过往的《数据库系统》教学过程中，由于主讲教师缺乏一定程度的工程背景，因此在教授此类偏向于应用的课程时缺乏实践知识的关联。这不仅导致了学生在学习知识的过程中枯燥乏味、难以理解，并且学到的知识很难转换成解决实际问题的工具。因此，在实际的教学中，应当积极地将理论问题结合应用案例，以满足学生“学有所用”的OBE 理念。

（2）使学生掌握数据库设计的步骤与方法、数据库应用系统开发方法，能够根据用户需求，合理地设计数据库应用系统的开发方案。

针对中国教育工程认证中毕业要求3-2 能够根据用户需求，选取适当的研究方法和技术手段，确定复杂工程问题的解决方案，我们在课程内容的选择上设置了部分具有难度的复杂工程问题。在传统的数据库系统考试中，我们按照问题的难易度划分，设置了不同类型的考题用以测试学生对该门课程知识的掌握与应用情况。虽然大部分的考题可以直接反映学生对知识点的掌握情况，但实际上却很难考核学生对掌握知识的应用能力。OBE 理念最为重要的就是以产出为驱动力改革现有的教学体系结构。因此为了确保学生更好地将知识转化为应用，不仅在授课的过程中需要代入更加完整的应用实例去渗透一个个知识点，更应当在最后的考试环节中增加知识应用类大题的分值比重。根据课堂上学生对应用案例的反馈情况以及考试中解题出现的问题，可以更好地持续改进和优化目前的课程体系，以满足OBE 理念的要求。

（3）使学生掌握主流数据库管理系统产品以及前端开发工具的使用方法，能够根据拟定的数据库应用系统开发方案，配置开发环境、进行开发，综合分析系统运行效果，评价系统的数据管理性能。

针对中国教育工程认证中毕业要求4-2 能够根据实验方案，配置实验环境、开展实验，使用定性或定量分析方法进行数据分析与处理，综合实验结果以获得合理有效的结论，我们在原本限于理论教学的《数据库系统》课程中增设了实验课程。在以往的教学中，《数据库系统》这门课被认定为一门理论教学课程。虽然数据库相关的知识中存有大量复杂的逻辑关系与架构证明等，但这并无法摆脱数据库是一门以SQL 语言为基础的应用类科学技术。因此对知识理解得再好，对案例了解得再清楚，都不如自己亲身将学到的知识应用于实际的工程问题当中。这种应用和考试时写下简短的解决方案与伪代码不同，只有在实际的应用过程中才会发现许许多多的问题，而解决这种问题正是学生毕业以后走上工作岗位会接触到的东西。因此，针对《数据库系统》这门理论性与实践性并重的课程，构建一个实际的工程问题，并让学生从头到尾独立地解决这一复杂工程问题是十分必要的。

（4）通过系统开发实验，使学生能够合理使用现代信息技术工具。

针对中国教育工程认证中毕业要求5-1 能够合理使用计算机专业涉及的现代仪器、软硬件平台、开发测试工具、配置管理工具、信息检索工具等现代信息技术工具，我们对该课程的实践课上所使用的工具与技术需要做到年年更新，以保证学生在学习过程中接触到的是最新的技术。在过往的教学中往往存在这样一个很严重的问题，主讲教师在开设课程的第一年精心地准备上课的内容，然而在接下来许多年的教学活动中仍旧使用开设课程时准备的课程体系与内容。这一行为其实严重地违背了OBE 理念中最为重要的持续改进思想。这种持续改进的思想不仅仅是根据学生和专家的各种反馈对课程体系进行调整，在课程内容的改进上也一样重要。明明MySQL 的版本已经升级到8.0了，然而课件上仍然是2.0 时候的案例。先不说老旧版本工具的学习是否能在日后实际的工程问题中直接使用，新版本更新取代了很多旧版本的特性，而这些新增和抛弃的特性会直接影响学生是否可以更好应用掌握的知识。因此不仅仅在教学内容上应当持续改进，在实践过程中的工具也应当与时俱进。

3 结语

教育一直是国家发展的重要基础保障，课程教育不仅仅是为了保证学生能够在课堂上课程的理论基础，更是帮助学生在走上社会以后，面对实际问题拥有随机应变、不断创新创造的能力。本文以《数据库系统》这门课为例，介绍了基于产出导向的教育理念在课程体系中的重要性，并以此为基础重构了《数据库系统》的课程体系。以数据库系统理论教学为基础，通过增设的一系列实践类教学方法，增强学生在学习过程中对知识的掌握，更关键的是如何应用掌握的知识更好地解决复杂工程问题。彻底贯彻以学生掌握的知识和如何应用知识为主导，勇于创新教学方式方法，为培养学生的发散性思维和创造性能力奠定良好的基础。