面向新工科人才培养的数据库原理及应用课程改革研究

张晓丽

关键词：新工科；数据库原理及应用；课程改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）14-0168-03

为应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展，教育部于2016年首次提出“新工科”概念，此后通过“复旦共识”“天大行动”“北京指南”三部曲明确新工科建设目标和内容。新工科建设的目标就是利用新技术、新方法培养主动适应新技术、新产业、新经济发展的交叉复合型人才。相比较传统的工科教育，在新工科教育背景下，高等教育更需要注重培养学生快速学习新事物的能力、较强的工程实践能力及创新能力[1]。新工科多维度复合型人才的培养需要在教学过程中循序渐进，不断积累，课程建设是人才培养质量的基础工程[2]，因此在新工科建设过程中加强课程建设是提高人才培养质量的重要基础和保证。

数据库原理及应用课程作为计算机专业的核心基础课程，主要讲授数据库技术理论及数据库技术的应用，是一门理论和实践并重的课程。随着新技术的不断涌现，传统以讲授为主的教学模式已经不适应新工科的人才培养需求。作为应用型本科院校，以培养综合应用型人才为出发点，在新工科教育背景下，应主动服务地方产业发展，积极加强课程建设。本文结合数据库课程的特点，从课程群建设、课程教学内容、教学模式、课程思政、课程考核方式等方面对数据库原理及应用课程进行改革建设，以全面提升计算机专业人才的创新应用能力。

1 数据库原理及应用课程改革的意义

数据库技术作为信息系统的核心和基础，是软件的灵魂，是数据管理的重要工具，已遍及现代生活的各个角落，在各行业领域中都有廣泛的应用[3]。数据库原理及应用课程是计算机科学与技术、物联网工程、软件工程、信息计算等专业的专业核心课程，面向实际应用开发，课程目标为培养学生全面地了解和掌握数据库系统的基本概念、原理及应用技术，使用数据库技术解决软件复杂工程问题。通过学习本课程，学生可以掌握数据库原理、数据库工具的应用、数据库系统设计方法步骤，运用工程思想实现数据库系统的分析、设计与开发。数据库原理及应用课程作为专业核心课程，在大三第一学期进行开设，在课程体系中具有非常重要的地位，不仅与面向对象程序设计、数据结构等先修课程联系密切，又是后续软件工程、软件开发技术、JavaEE程序设计等软件开发设计课程的前导课程。本课程涉及众多计算机领域的相关知识和应用，对学生未来工作、学习和科研的发展具有重要的影响。

传统的数据库课程教学，课程教学内容按照教材顺序，以教材理论知识讲解为主，忽视了前后课程间的联系，教学模式上仍以教师讲授为主，学生被动接受、消化，缺少参与度，同时在课程实验中多以验证性实验为主，忽视对学生创新应用能力的培养。面对新工科在新知识、新理念、新方法等方面提出的新要求，迫切需要改革传统的数据库课程模式，融入工程教育思想，依据新工科人才培养教育理念创新课程的教学内容、教学模式、教学方法，以学生为中心，培养主动适应新技术、新产业、新经济发展的应用型工程人才。

2 新工科背景下数据库课程改革措施

针对传统数据库原理及应用课程教学中存在的问题，围绕新工科的应用创新型人才培养目标，同时结合“应用型”本科院校的办学定位和就业岗位的需求，数据库原理及应用课程改革以“学生为中心，成果为导向”作为指导思想，在课程群建设、教学内容、教学模式、课程思政、评价体系等方面进行了教学改革探索。

2.1 注重课程间联系，建设数据库课程群

随着科技的不断进步，学科间的交叉融合也越来越紧密。新工科强调各学科间的交叉融合，计算机领域复杂工程问题的解决需要综合应用多学科的知识，因此在以新工科为背景的课程建设过程中，采用现代信息手段拓展课程建设，将理论知识与专业应用相结合，引入更多维度的知识在课程教学中非常有必要。

数据库原理及应用课程作为专业核心课程，在课程体系中具有承前启后的重要地位，因此在课程教学中，应梳理相关课程间的联系，融合前后续课程的相关内容。例如讲授数据库设计部分知识的同时引入后续软件工程的相关知识，引导学生结合软件开发流程去分析设计数据库系统，同时在完成数据库系统设计过程中，要求学生使用软件开发语言（C++、Java 等），综合数据结构、算法分析等课程知识，利用软件工程开发思想解决计算机领域的复杂工程问题。由此，通过前后课程知识的融合，形成以数据库课程为主线的课程群体系，将课程相关知识贯穿于整个数据库应用系统的建设全过程，以加强学生对数据库知识的应用和理解，对课程知识体系形成感性认识。

从宏观角度来看，在数据库课程学习过程中将本课程在计算机领域工程问题中的应用框架展示给学生，让学生在数据库学习中了解相关知识在软件系统开发中的地位和应用，为学生后期的专业课程学习和工作奠定一定的基础，这样可以更直观地提升学生对专业的认可及专业知识的应用，进一步提高学生工程应用能力，培养学生的创新思维。

2.2 以学生为中心整合优化教学内容

数据库原理及应用课程总学时为48学时，该课程内容繁杂，涉及知识点众多，前后课程联系紧密。因此，为了更加合理地安排学时，根据新工科提出的“将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入教学过程”的要求[4]，对照课程目标对课程内容进行了优化重构。在知识重组的过程中，坚持以学生为中心，以企业岗位需求为导向，以培养学生运用数据库知识技术解决复杂工程问题的能力为重点，在保证知识完整性的前提下，打破传统的教学顺序，重新梳理教学内容，将教学内容按学生熟悉的项目案例进行分解整合，整体分为数据库基础、数据库应用，数据库综合设计三大模块。在课程讲授过程中，以项目贯穿整个教学，将各模块内容分为“点、线、面”三层体系，将最小知识单元作为知识点，而相关知识点融合形成知识线，最后关联多条知识线形成知识面，用于求解综合应用问题，保证教学内容的逐层递进。同时根据学生的学习程度，“去繁就简、化简为精”，结合实际工程应用，舍弃不常用的内容，让学生易于理解掌握。

在课程实践环节中，根据分解的知识模块，将课程实验分为基础验证型、应用提高型和综合创新型实验三个层次[5]，由浅入深、逐层递进地在实践中让学生掌握数据库知识的应用。教学内容的重新整合有效地提升了学生对知识的掌握程度，从而提高课堂的授课效率，使得在有限的课程教学时间中进一步提升学生的学习效率。

2.3 线上线下混合式教学模式

数据库原理及应用课程教学改变传统线下课堂教师讲授为主的模式，采用线上线下混合式教学方法展开课程教学，充分利用雨课堂、学习通等教学平台，覆盖课前、课中和课后三个教学环节，如图1所示。课前学习依托学习通教学平台，教师在学习通上提前推送相关学习任务、慕课视频、教学课件和课前测试习题等，要求学生提前自主预习并完成课前测试，提出问题，形成对课堂知识点的感性认识；课堂教学中教师结合学生预习知识的反馈情况，分析课前测试，采用多种教学方法着重对重难点进行分析讲解，并通过课堂提问、分组讨论，随堂测试等教学环节提高学生的参与度，加深学生对知识点的理性认识；课后是巩固与提高，除线下作业外，教师在学习通上推荐与教学内容相关的复习资料并发布课后测试习题，同时为满足学生的个性化发展，设置开放性作业，要求学生根据个人能力去选择性完成。

在课程实践教学中，为了提高学生的工程应用能力，深入挖掘实践资源，精心设计实践内容，同时借助头歌实践平台，发布与课程教学内容相关的实验拓展项目，设置不同难度关卡，学生根据自身能力选择性完成，并可反复多次测试练习实验项目，直到成绩满意为止。通过多次反复练习，强化对知识的掌握，达到“做中学，学中做”的目的。教师可随时在实验课堂跟踪掌握学生完成进度，并加强过程监督管理，动态了解学生学习情况，实现“课上与课下教学的有机结合”。通过课外拓展项目练习，引导学生自主学习，相互协作，提高个人工程应用能力，培养学生的自主学习和终身学习意识。

除此之外，教师还可通过QQ群、微信群等线上平台和学生进行实时互动，积极引导学生进行思考和交流，并通过练习、答疑、讨论等建立反馈机制，引领学生巩固与拓展知识。在整个教学过程的执行中，学生由被动的知识接受者转变为学习的主体，学习主动性和热情不断攀升，学习效果得到了明显的提高。

2.4课程思政融入

“课程思政”是一种教育理念，是在课程知识传授和能力培养的基础上，紧紧围绕立德树人这一根本任务，以专业课程为载体，在专业知识教学中将思政元素以润物无声的方式融入课程教学内容，使学生在学习专业知识的过程中，树立正确的三观，全面提升个人综合素质，实现专业知识传授和价值引领的有机融合，发挥隐形课程思政教育功效[6]。

数据库技术的发展体现了国家信息化技术的发展，数据库原理及应用课程与现实联系紧密，其很多思想和理念与我们日常生活密切相关。在课程教学中，根据课程特点，深入挖掘课程相关的思政元素，将数据库发展历史、数据库理论和数据库管理应用、数据库系统设计开发等多方面与历史、人文、社会等有机结合，根据当代学生特点，引入实际案例（人物故事、社会热点、科技创新等），结合专业知识进行分析讲解，将知识传授、能力培养与价值引领有机融合，使学生在学习数据库知识应用和正确使用现代化工具解决数据库领域工程问题的过程中，树立正确的世界观、人生观、价值观，达到教书育人的效果[7]。表1中列举了本课程中部分思政素材及思政育人目标。

2.5过程性多元化的考核方式

课程考核评价是衡量教学质量的重要指标，也是检测课程目标是否达成的重要依据。为了促进学生全面发展，提升学生学习主动性，保障教学质量，数据库原理及应用课程在考核中改变传统的以单一期末考试作为考核结果的方式，调整成绩比例（平时50%+ 期末50%），实施多元化的过程性考核方式，引入教学全过程要素信息，注重过程性评价，将课程的考核贯穿于整个教学过程，加强课上课下、线上线下的学习评价，并引入竞赛科研项目、课程建设等加分项，促进学生全面发展。

平时成绩的构成主要来源于线下和线上的学习过程。其中线下包括课堂讨论、课后作业、课堂实验完成情况、项目答辩、项目报告等；线上学习主要通过学习通、雨课堂、头歌等线上平台记录，以上教学平台对学生的整个学习过程都有完整的数据记录，包括课程学习完成度、课前测试、课后作业、小组讨论、实训实验完成度及成绩、课堂表现及单元测试的完成情况等，这些得分最终可以导出作为学生过程性考核的依据。课程期末考试采用闭卷考试，试卷内容依据课程大纲，涵盖各教学知识点，以综合应用为主，综合考查数据库原理的基本概念、SQL知识应用和数据库设计等方面知识，注重课程目标的达成。

在整个课程的学习过程中，为提高学生的工程应用能力，设置阶段性项目，学生以小组为单位，合作完成每个项目，同时每阶段的项目需进行验收汇报。另外鼓励学生参加各类学科竞赛、大学生创新创业大赛、教师的科研项目等，并以此作为课程的加分项目。以上措施提高了学生的学习主动性，激发了学生的学习兴趣，大大地提升了学生的项目参与度。

3 结束语

作为软件领域三大基础技术之一的数据库技术，在信息化建设的过程中占有重要的地位。随着“新工科”建设的大力推進以及计算机信息技术的飞速发展，高校数据库课程建设必须不断提升教学质量以满足新工科人才的培养要求。本文基于新工科的建设背景，以提高学生能力培养为目标探索数据库原理及应用课程的教学改革方法，从数据库课程群建设、课程内容重整优化、丰富教学手段和方法、课程思政育人、课程多元化考核机制等方面进行改革和尝试，全面提升人才培养质量，为新工科背景下的数据库课程建设提供新的途径。