在数据库课程设计中培养学生项目开发能力

王艳红　章小莉　姜湘岗

摘要:数据库课程是教育部规定的本科计算机专业的核心课程,数据库课程设计是学生实践数据库理论知识、真正掌握数据库应用系统开发技能所必需的学习环节。本文就数据库课程设计在教学过程、实施方法、考核方法等方面的改革进行了探讨。

关键词:项目开发能力;教学过程;实施方法;考核方法

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一,也是应用最广泛的技术之一,已成为计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要基础。当前,计算机的计算模式已由单用户发展到主从式或主机/终端式结构、C/S结构、B/S结构,进而发展到了Web服务与网络计算时代,而数据库及其技术一直是它们的后台与基础。

当前国内软件产业发展迅速,为了增强学生的就业竞争能力,必须全面培养学生的软件项目开发能力,以适应时代的发展。学生在大学四年学习中,不仅应该掌握一定的理论与技术知识,而且应该树立管理理念,建立项目工程思维观念。

数据库课程设计是学生实践数据库理论知识,真正掌握数据库应用系统开发技能所必须的学习环节,目的在于培养学生面对大量而复杂的数据管理要求时,具备分析问题和解决问题的能力。我们于2004年完成对数据库课程设计的教学方法改革,不仅在教学手段(包括课程设计的实施过程、考核方法等)上进行了体系化和规范化,而且与“软件工程”课程结合,对两门课程的实践教学环节进行了整合。

通过两课整合的课程设计,不仅使学生在理解数据库理论的基础上,实际动手开发一个实际的应用系统,而且培养学生应有的团队协作、自主管理、主动学习、创新思维、综合运用、动手实践等能力,使课程设计真正成为学生验证理论的“实验场”,成为开发学生潜力、培养实战能力的“战场”,成为体验项目开发过程的“运动场”。

2数据库课程设计的教学方案

2.1基本内容

学生运用已学数据库理论思想和数据库设计理念,具体设计一个实用小型数据库应用系统。开发设计过程按以下顺序进行——自选课题研究方向,调查用户需求,总结归纳数据流程,分析性能,书写需求分析及总体设计报告(包括数据流图、数据字典、数据库概念模型、逻辑模型、系统功能模块),完成应用系统的开发,汇报设计成果(包括撰写设计报告、系统验收、结果汇报),在这一系列工作中树立学生项目开发管理思想,培养学生的综合素质。

2.2进度安排

为使学生充分感受数据库系统开发的全过程,安排课程设计进度如下。

2.2.1前期准备阶段

该阶段主要任务是理解数据库、数据模型和数据库系统的基本概念;掌握数据库的概念模型、数据模型及数据

库系统的设计方法;进而确立自选课程设计题目,并依据软件工程中项目需求调研方法进行系统需求调研,绘制系统数据流程,提出系统要解决的问题。该阶段成果主要包括3份报告。

(1) 系统需求分析报告:包括采用的工程开发模型,数据流图和数据字典,系统功能。

(2) 数据库信息要求报告:对数据库中要存储的信息及语义进行详细描述,对数据约束和数据之间的关联进行详细描述。

(3) 数据库的操作和应用要求报告:详细描述数据库的数据操作要求、处理方法和处理流程,画出系统功能划分的模块图。

2.2.2基本操作阶段

主要任务是掌握数据库系统的基本操作,包括SQL语言的应用以及利用DBMS的工具进行数据库定义、维护、查询及掌握数据库安全性、数据完整性和并发控制技术等基本操作,初步设计系统测试数据,并能够正确解决实际遇到的问题。该阶段的成果包括一套系统数据表、关系以及基本数据。

2.2.3技术提高阶段

该阶段要求学生不仅掌握书本上的内容,而且还需要自学一些数据库系统开发新技术和相关知识。主要任务是掌握数据库备份和恢复技术以及有关的数据转换、复制、传送和数据库系统编程技术。该阶段成果为新技术交流讨论资料。

2.2.4设计完成验收阶段

该阶段教师通过3种方式对学生设计的应用系统进行全面验收:系统运行测评、分小组成果汇报和上交课程设计报告。

2.3全程指导原则

在课程设计进行过程中教师仅从宏观上把握一系列原则,让学生自己有更大的可选范围,实践时间长,紧密结合应用,实现了在课程设计中全面培养项目开发能力的目标,体现了新课程教学理念。在方案实施中严格要求学生从理论出发,与实际项目结合,从而提高他们项目开发的综合能力。

2.4评分原则

2.4.1根据数据库系统总体结构对系统从三方面进行评测

数据库原理、数据库应用和数据库设计三部分有机地联系起来形成数据库系统的总体结构,因此对课题设计的评测也从这三方面着手,达到对数据库系统的主要内容和框架的评测。

(1) 数据库原理部分:主要评测学生在数据库的数据结构设计、数据库系统总体设计以及数据库安全保护方面完成的工作。

(2) 数据库设计部分:主要评测学生如何将现实系统的数据通过某种数据模型组织起来,并利用DBMS系统提供的功能,完成结构及其约束的建立。

(3) 数据库应用部分:主要评测现实系统业务逻辑的实现,即通过某种应用模式(C/S模式、B/S模式)和某些(个)程序设计语言、开发技术和工具,在数据库设计以及DBMS平台支持的基础上,实现现实系统的业务功能,为用户提供友好和人性化的业务操作界面。

该环节的目的是使学生对于理论课中涉及的内容和自学内容进行综合实践以达到对它们之间关系的清晰理解,实现理论与实际的紧密结合。

2.4.2严格把关和考核,确保每一名学生在课程设计中得到实实在在的锻炼

由于课程是在学生第七学期开设,并且贯穿整个学期,很多学生面临考研或其他一些毕业前的事务,为了防止有些学生对课程设计任务敷衍了事,我们对课程设计的考核方法进行了详细规划,实施过程考核,而不是结果考核。具体考核步骤主要分为以下几个方面。

(1) 开题阶段:在第1～3周进行,要求每组写一份开题报告,包括课题内容、建立的需求分析及总体设计、小组成员任务分配、具体时间分配计划等,审验合格后方可进行系统开发。

(2) 中期检查:在第8～9周开展,根据计划表检查学生开发进度,纠正问题,督促学生按计划开展课程设计。

(3) 系统验收:在第13周进行,学生演示系统,说明和解释运行效果。考查的重点:每名学生是否完成了分配的任务以及任务量的多少、完成情况等。通过该阶段以后方可进入答辩阶段。

(4) 答辩:在第14周进行,每组学生指派一名代表进行陈述,然后进入教师提问环节(可提问小组中任何一名学生,为了鼓励学生参与提问,凡是提问的学生可以获得成绩加分)。考查的重点:陈述是否清晰、回答问题是否正确。

(5) 课程设计报告:报告的编写是考查一个学生总结工作,撰写科技论文的能力。考查的重点:报告是否内容完整、充实,条理是否清楚,格式是否符合科技文章规范。

以上各个方面考查的结果,进行汇总和综合评判,最后得出评分。

3数据库课程设计的创新点

3.1整合课程

目前在我国项目管理人员奇缺,大多数项目负责人在技术上能独当一面,而项目管理方面的知识缺乏,并且普遍存在着“重技术,轻管理”的思想,因此导致项目开发效率低、花费大。我们在课程设计中结合软件工程课程中学习的项目开发管理思想,对整个课程设计任务进行全面管理与实施,树立工程概念,培养团队合作精神。主要从以下几个方面强调管理理念。

(1) 认真执行需求分析与需求管理。

(2) 合理制订时间执行计划,记录与分析时间分配效果,积累时间分配经验。

(3) 个人分工明确,团队合理协作,通过全过程管理理念的贯彻,提高学生的管理能力,培养学生团队合作进行项目开发的素质。

同时各项目小组在课程设计的各个阶段还需填写阶段性报告,包括项目开发计划、小组角色的职责、需求规格说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、项目开发日志等。

通过全过程管理理念的贯彻,提高学生的管理能力,培养学生团队合作进行项目开发的素质。

3.2丰富选题

教师推荐部分设计题目供学生选择,学生也可以自拟题目课题。但是课题的选择要由教师把关,主要依据以下几个原则。

(1) 随着Internet和Intranet的普及,网络数据库应用需求越来越广泛,因此课题注重开发基于B/S或C/S结构的网络数据库系统,以适应时代需要。

(2) 选题要求学生尽量选择实际需求的题目,这样学生不仅可以走出“象牙塔”,通过调查走访,了解国内计算机应用发展的状况,开阔眼界,而且在开发一个真实项目中,带来求学的动力,激发自主学习的渴望以及创造力。

(3) 对于虚拟题目,要求学生切合实际需要,符合发展潮流。

3.3工具多样

市场实际可用的编程开发工具与日俱增,且不断更新,为此在课程设计中,对于学生到底选择哪种开发工具,不做过多限制,鼓励学生自主选择,使学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行系统开发,一方面锻炼他们自学的能力,另一方面也让学生成为项目开发的决策者,这种“主人翁”意识使得他们变被动学习为主动学习,实践证明学生自主学习的积极性和主动性直接决定了项目开发的成与败。

实际运作中教师会随时了解开发工具的发展形势,提出指导性意见,使学生根据选题“量身订做”工具,避免所选工具“大材小用”;跟上当前发展方向,实践技术“与时俱进”。同时,要求学生以讲座形式分类介绍所用新的开发工具,讲解自己学习新开发工具之后的体会,通过这种研究性的学习方式,避免学生重复学习、盲目学习,同时打开眼界,更加广泛了解技术发展局势。

3.4彰显个性

在完成数据库应用系统基本功能的基础上,鼓励学生运用安全技术、多媒体技术和美术功底等突出系统特色,完善系统性能,培养学生综合运用知识和创新的素质。

主要在以下几方面做进一步要求。

(1) 强调系统中信息安全保护的实现,把理论课中关于“数据库安全保护”的教学内容应用到所开发的系统中,学以致用。

(2) 用户界面友好、设计合理、画面优美反映系统设计人员的审美意识,强调色彩的协调,布局的合理,操作的方便。

(3) 各组之间允许选题相同,但必须突出本组特色,使学生通过竞争,努力发挥个人特长和创新意识。

3.5理论联系实际

系统的评测按照数据库系统的总体结构进行,从而达到对数据库系统的主要内容和框架进行评测,使学生对于理论课中涉及的内容和自学内容进行综合实践,以达到对它们之间关系的清晰理解,实现了理论与实际的紧密结合。

3.6过程评测

课程设计分阶段,每阶段设有检查与评估,既做到及时指导,又确保督促每一名学生在课程设计中得到实实在在的锻炼。考核依据环节的特点进行不同形式的考评,不仅培养学生的语言表达能力、编写技术文档、科技论文的能力,而且可以发现有组织能力的人才。

4实践效果

依据汇总的五轮评测统计表格可以看到,学生在课程设计中,学习积极性高涨,开发出来的系统形式多样,有单机版、C/S或B/S结构的网络版,甚至C/S和B/S结合的网络版,使用的数据库管理系统从小型DBMS,如VFP、ACCESS到大型DBMS,如SQL Server、Oracle等,前台开发工具从传统的Delphi、VB到先进的.Net、Java等,学生们普遍乐于挑选新工具、新技术,积极检索学习资料,参与网上BBS技术论坛,相互讨论,全面体验网络学习环境的乐趣。各组学生除了完成系统应具备的功能外,都在努力突出系统性能特色,完善系统功能,发挥本组同学的特长。各组开发的系统基本符合课程设计总目标的要求,并有几个系统成为他们工作后继续研究的方向。

通过数据库课程设计,表现出大部分学生具备参与一个项目开发的基本能力,并使他们动手实践、自主学习、积极创新等科学素质得到很好的培养,反映出课程设计大大提高了学生综合应用所学知识的素质,说明我们培养的学生具备终生学习的能力,能够适应社会发展的需要。

5小结

学习是人生的一个环节,就业是大学学习后的现实目标。面对严峻的就业形势,培养学生的实际动手人力,提升他们的竞争能力,是教师的责任。在课程教学过程中不断探索新方法,开展课程教学过程的改革,是教师的必须任务。这里所做的数据库课程设计改革,意在与大家共同探讨如何帮助学生摆脱“没有工作经验”难于就业的尴尬局面。

参考文献:

[1] 钱雪忠. 数据库原理及技术课程设计[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2] 苗雪兰. 数据库系统原理及应用教程[M]. 北京:机械工业出版社,2004.

[3] (美)Stephen R.Schach.面向对象软件工程[M]. 黄林鹏,等译.北京:机械工业出版社,2008.

[4] 张海藩. 软件工程[M]. 北京:人民邮电出版社,2006.

The Training for Students Project Developing Ability in Database Course Design

WANG Yan-hong, ZHANG Xiao-li, JIANG Xiang-gang

(Department of Computer Science and Technology, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: Database is the core curricula of the computer science and technology specialty, and the Database Course Design is the necessary learning tache for students to practice the database theory and grip the skills of developing database application system in deed. The paper discusses the teaching process, implementing measures and assessing means of the Database Course Design.

Key words: project developing ability; teaching process; implementing measures; assessing means