数据库系统原理课程教学载体设计的持续改进

2015-05-30 10:48:04徐薇
计算机教育 2015年12期
关键词:持续改进研究性教学数据库

徐薇

摘要:针对数据库系统原理课程实践教学过程中教师指导薄弱而无法保证达到培养目标等问题,对研究性教学训练载体进行研究和设计,说明研究性教学训练载体库的整体框架和设计细节,提出以不断增加的成就感激发学生兴趣,以不断扩展的问题求解引导学生探究,强调教师在教与学关系中的重要作用。

关键词:研究性教学;数据库;训练载体;持续改进

0 引言

数据库系统原理课程是一门实践性较强的课程,建设一定数量且较高质量的研究性训练载体可以使训练题目动态更新,使训练内容更丰富和多样化。教师可根据学生的反馈对教学载体进行持续改进,在训练载体中增加研究性设计和实验项目前后衔接设计,使前期实验能够为后期的综合课程设计服务,提升综合课程设计质量,保证学生完成课程训练。

数据库系统原理课程研究性训练载体库的设计思想、主要内容、研究性训练安排、学生自主探究环节等实现细节,已经在课程教学中使用并不断改进。目前已有多组学生的训练作品依托该载体获得了学校优秀研究性学生作品。

1 教学训练载体库的整体框架

数据库系统原理课程研究性教学训练载体的设计目的是要求学生在系统学习数据库基础理论知识,包括数据模型、数据库设计、数据库控制等基本原理和方法的基础上,掌握运用数据库设计技术、规范化理论、SQL语言等技术实现数据库应用系统的过程与方法。

一个好的训练载体的设计应以培养学生为目标,因此教师应首先将数据库系统原理课程训练目标确定如下:①让学生深刻理解和领会关系数据库的核心“关系模型”;②培养学生的分析、归纳和设计能力;③使学生熟练掌握各种关系数据库操作;④从实际工程角度训练学生的编程和调试能力;⑤训练学生利用所学知识求解新问题的能力,重点培养自学能力和系统集成能力。

在对学生基本能力培养的基础上,数据库系统原理教学训练载体应特别体现数据库系统分析能力、数据库系统综合实践能力和创新能力的训练。

1.1 总体设计

数据库系统原理课程研究性教学训练载体库是由综合课程设计“图书借阅系统”“酒店前台登记系统”“房产中介系统”等多个训练载体组成的。每个训练载体均包括两部分训练内容。

第1部分训练内容是精心设计的由浅入深的9组实验,完成全部SQL重点命令的练习,涵盖数据定义、数据查询、数据更新、数据完整性、数据库编程与查询优化6个理论教学模块。整个训练载体的设计符合认知规律,由浅入深,层层递进,前后衔接,保持了学生的学习兴趣,能够使大部分学生迅速获得成就感。第1部分训练题目都是从后期综合课程设计中抽象出来的典型数据库操作问题,能够使学生在实现这些核心操作任务的同时,掌握具体的数据库SQL语言并在后期的综合课程设计中运用。

第2部分内容是要求学生按照软件工程的规范完成综合课程设计的需求分析、系统概要设计和详细设计、系统编程实现等数据库应用系统开发流程。该课程设计题目体现了综合实验的设计性、综合性和研究性特点,可以使学生全面认识数据库系统原理课程中的各个知识点及其联系,从而掌握数据库应用系统分析、设计和实现的方法,进一步提高学生的编程能力和动手实践能力。此外,综合课程设计在前期SQL基础训练上完成,使学生能够快速进入角色,这种循序渐进的设计可以提高训练的效率。

1.2 详细设计

以训练载体“图书借阅系统”为例的研究性教学训练载体设计见表1。

训练项目1和项目2是整个训练的基础,帮助学生逐渐熟悉环境。Access是一个小型数据库管理系统,具有使用方便、操作简单、容易上手的特点,数据库基础训练就从学生熟悉的Access数据库环境开始。SQL Server是“图书借阅系统”训练载体的主要实验环境,项目2将项目1中使用Access建立的表及数据导人SQL Server,使学生了解在实际应用中共享数据的方法。每组实验在设计时都需要建立这种前后的关联。

训练项目3--项目9是基础训练的重点。在每个训练载体中,教师可将前期的SQL验证实验题目全部设计为与该载体相关的内容,如“图书借阅系统”中的子查询实验题目是“借了3本以上计算机类图书的金卡读者”、触发器实验题目是“已挂失的借书证不能再借阅图书”等。在“酒店前台登记系统”中,所有的题目都更改为与该载体相关的内容,如子查询实验题目是“已住人的各类房间的总数”、触发器实验题目是“故障和整理中的房间不能登记住人”等。教师可在基础实验和综合实验之间建立联系,使前期实验能够为后期的综合课程设计服务,将前期的完整性实验、触发器实验、函数和存储过程等实验全部用于后期的综合课程设计中,使得整个训练载体的设计体现系统性和完整性。

训练项目10是综合课程设计。除了共同的训练内容之外,每个训练载体均有其侧重的研究任务。图书借阅系统重点研究数据的完整性,如读者借阅的图书一定是系统中提供的图书、一个读者不能借同一本书超过1本、读者遗失的图书一定是本人借阅的图书、已遗失的图书不能再被借阅、遗失图书数量不能超过馆藏图书数量、已挂失的借书证不能再借书、出借天数和最多借书册数由会员级别决定等;酒店前台登记系统则突出事务的练习,如换房操作就是一个事务,如果没有按事务处理,就可能导致客人无法实现换房操作;房产中介系统引导学生研究数据库安全性的实现方法,保证某些重要信息不被窃取和丢失。通过上述训练,学生能够对数据完整性、事务、数据安全性、查询优化等数据库中重要概念的认识更加深入,从而加深对数据库的理解。

2 教学洲练载体的研究性设计

要想在训练载体中体现研究性,教师必须巧妙设计题目,引导学生思考与探究。例如,每个训练载体中都有自出题,要求学生出的是把自己难倒的题,需要学生用未学的知识解决,学生必须通过自己上网查阅资料研究解决办法,教师还要引导学生学会提出问题。再比如,每次实验都会特别设计题目让学生探究完成,数量不多,难度也不大,如有一题是“建立金卡会员的视图,显示会员姓名和年龄”,数据库中存储的是会员的出生日期,如何将出生日期转化为年龄输出,需要学生自己解决;教师可引导学生找到函数year、getdate、datediff、datepart等将日期显示转换成数值显示,或用cast和convert转换数据类型,还可以使用多种方法并对每种方法进行扩展应用,引导学生学会寻找解决问题的方法。这样的设计能够引起学生的兴趣,同时培养学生的探究意识。

综合课程设计中也有很多可以扩展的问题,甚至故意留有小的“陷阱”,如要求学生查阅读者的借阅历史信息,但给出的表并没有支持该查询的数据存储,要想完成该功能需要在数据库中增加新表;再比如,借书时要根据读者的级别、是否挂失、是否还有库存、同一本书是否2次借阅等多个条件,才能确定是否允许借阅,该判断要求学生使用之前的触发器实验完成,但当时的触发器功能并不能区分是何种原因使借阅操作无法进行,这样就不是单纯的引用,而是需要在前面的基础上继续补充知识。

在训练载体中精心设计研究性问题并带领学生探究非常重要。教师在教与学的互动中,需要既突出学生的自主性,又要让学生离不开教师的指导和反馈;而无论是载体的设计还是训练过程中的引导,教师都发挥着重要作用。实践足检验真理的标准,教学改革的效果只有在学生的实践过程中才能体现,在此过程中,如何做到持续改进更是重中之重。

3 结语

在数据库系统原理课程的每个验证实验和后期的综合课程设计训练之间建立联系,将前后实验打通连贯并层层递进,使验证实验能够作为综合课程设计的基础实验,不仅能够建立前后实验的衔接层次关系,而且可以保证学生做实验的效果。笔者在训练载体中特别设计了与各个数据库应用系统有关的重点研究问题,如安全性问题、优化问题、数据完整性问题等,用数据库理论、方法和技术指导学生的课程实践活动,在课程设计中体现研究性。未来的工作是根据学生反馈小断改进,进一步丰富与完善载体库设计并对改进效果进行科学评价。

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