递进式数据库实践教学体系的研究

摘要：数据库是一门和实际应用紧密结合的课程。笔者针对当前数据库实践教学中存在的问题，提出了递进式数据库实践教学体系，以加强学生综合分析能力、实践能力以及创新能力的培养。该教学体系通过基础型实验、综合设计型实验和创新型实验3个不同层次的实践教学形式引导学生学习，并强调在实验过程中应采取的实践教学方法、教学手段和考核方式，在实际教学中取得了较好的效果。

关键词：数据库；实践教学；实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0242-03

数据库课程作为一门重要的基础课，其理论性、实践性与应用性都非常强。这门课程要求学生在掌握数据库理论知识的基础上，还要具有较强的数据库设计、数据库应用系统开发和管理能力，能够灵活运用数据库技术解决实际应用问题。为此，很多高校都增加了实践教学的学时以加强培养学生的实践能力和创新能力。但通过教学工作和教学调研发现，在数据库实验教学中还存在以下问题：

1.实践教学的内容没有紧跟当前形势和体现社会需求，造成人才培养与实际需求脱节。

2.虽然很多高校都提供课程学习网站来支持自主学习和课程管理，但大多数网站都以教学内容呈现为主，缺乏对学生的有效引导，不能满足个性化学习需求。

3.在实践教学过程中，缺乏有效的过程监控机制，使得实践教学最后流于形式，学生糊弄交差，没有达到实践教学的目的。

4.在传统的教学中一般采用课堂教学与上机实验相结合的教学方式，在课堂上以老师讲解为主，学生在上机实验时才能动手验证。由于受实验室和时间的限制，课程讲解的内容和上机实验之间有时会有比较长的间隔，这使得学生在上机时已经忘记老师课堂所讲的大部分内容，上机的质量和效率难以得到保证，使学生渐渐失去了对数据库课程的学习兴趣[1]。

5.目前很多院校的数据库课程都是依托微软的Access、SQL Server平台来展开教学和实践。这使得学生对Access和SQL Server比较熟悉，但对其他主流数据库产品（如Oracle、DB2等）不熟悉，而Oracle、DB2在数据库市场中占据非常重要的份额，许多单位需要熟练掌握这种大型数据库产品的人才。这样，就出现学生毕业后不能很快胜任工作的情况。针对上述问题，结合我院多名老师的数据库教学经验，我院从实践教学的内容安排、教学方法和考核方式上进行改革，提出了递进式数据库实践教学体系，旨在激发学生学习的自主性和积极性，让学生在掌握数据库理论知识的同时，能够利用所学知识解决实际问题，提高学生实际动手能力，满足当今社会对数据库人才素质和能力的新要求。

一、递进式数据库实践教学体系

“递进式”是指后一阶段以前一阶段为基础，有层次、有阶段地不断创新深化的模式[2]。将“递进式”模式运用在数据库实践教学中，主要体现在以下两个方面：

1.依托课程实验、课程设计和课外实训等多种教学形式，将实验分为基础型实验、综合设计型实验和创新型实验3个层次。通过这种从简单到深入，从模仿到创新的不断深化的模式来引导学生进行数据库实践活动，加深对理论知识的理解，提高学生的数据库实践能力和创新能力。

2.由于Oracle、DB2等数据库具有知识体系复杂、入门难的特点，所以在课程设置上，首先开设了基于SQL Server的“数据库系统基础”课程，在此基础上，学生还可以继续选修Oracle、DB2等数据库课程，如图1所示。这些选修课属于技能性课程，更偏重于训练和考查学生的实践、操作和对数据库管理的能力而非侧重理论知识。通过这种递进式方式，使学生具备较强的数据库技术基础和动手能力，提高学生学习新知识的能力。

二、实践教学层次

数据库实践教学层次包含了基础型实验、综合设计型实验和创新型实验。

1.基础型实验。基础型实验使学生在数据库应用、数据库管理方面得到实践的基本训练，可以加深对所学内容的理解，增强理论教学的效果[3]。在设置实验内容时，注重每个专业的特点、层次性和实用性。我院共有信息管理与信息系统、计算机审计、电子商务、信息安全和管理科学等5个专业。教师在设计实验内容时，结合专业的培养目标选择实验内容，如在信息管理与信息系统专业中，设置了数据库访问技术（通过ADO.NET访问数据库）的实验来培养学生的开发能力，而计算机审计专业则改成了数据的导入/导出实验来培养学生对多种数据源的采集能力。除此之外，还注意各实验之间的连贯性。教师根据专业特点，选择有实际意义的实验项目供学生完成，如在信息管理与信息系统专业中，基于“订货管理信息系统的设计与实现”项目案例，设计了一系列的验证和设计类上机实验，供学生在实验课上逐步分阶段完成。设计的基础型实验包含数据库的创建与管理、表的创建与管理、数据操纵、数据查询、视图的创建与管理、存储过程与触发器、用户和权限管理、数据库备份和恢复、并发控制、数据库访问技术等。这些实验涉及数据库及其对象的创建、使用、管理和维护等各个方面的基本操作，需要和课堂教学相辅相成，可在SQL Server、Oracle和DB2平台上完成。

2.综合设计型实验。由于每个基础型实验针对的是某个范围的知识点，具有一定局限性，因此在“数据库系统基础”课程后期安排了20学时的课程设计。该课程设计属于综合设计型实验，要求学生选择一个具有一定实用价值的项目，利用数据库设计工具，完成整个系统的数据库设计并构造目标数据库，满足信息需求和处理需求。课程设计采用分组方式，由2-3名学生完成。在小组里，每人都有明确的分工，通过这种分工协作、共同完成设计任务来锻炼学生的交流沟通、团队合作的能力。在课程设计的实施过程中，采用教师引导，学生自主为主的方式。学生可以通过互联网、校园网、课程学习网站和图书馆查找相关资料，在实践中思考如何合理设计表及其结构，表和表之间的联系是什么，系统有哪些角色和权限，系统的备份策略是什么等问题。通过这种有针对性的训练，一方面促使学生对数据库的基本概念、基本原理和技术的深入理解和掌握，另一方面有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。

3.创新型实验。创新型实验项目包括学生从现实生活中提炼出的创新项目以及教师根据科研项目提炼出的创新项目。学生可以向学校提出项目申请，如果批准之后将会得到一些经费用于创新探索。除此之外，还可以通过参加学科竞赛来提高创新能力。自2009年起，我院每年都与企业合作开展数据库竞赛，如2009年的Sybase杯数据库应用大赛、2010-2013年的Oracle杯数据库应用大赛。竞赛采用组队（2-3人）的方式报名参赛，选题方式为开放选题，可以选择与数据库应用相关的主题（如：数据库设计、网站开发、移动数据库应用开发、数据库应用解决方案等）。在指导老师的引导下，学生可以尽情地拓展思路，选择具有创新和实用性的题目，然后根据选定的题目，分工协作完成作品。由于是学生自己选择的题目，这将极大地激发他们的学习兴趣和创新意识。学生在完成作品的过程中，会面临很多问题，这将锻炼他们的自主学习能力和解决问题的能力。通过选拔推荐，我院每年都有参赛队进入中国大学生计算机大赛的决赛，并取得好成绩，如在2012年获得了1个一等奖和2个二等奖[4]。从大学生科技创新项目和数据库竞赛的结果中可以发现，学生的数据库实践能力、创新能力和自主学习能力均有了一定的提高。创新型实验对学生的数据库理论与实践水平的提高所起的作用也进一步显现出来。

三、实践教学手段和方法

为了达到数据库实践教学的目的，必须采用多种实践教学手段和方法。

1.充分利用网络教学资源，调动学生自主学习能力。为了共享学习资源、强化课程学习内容、弥补课时不足，我院建立了数据库课程学习网站[5]。在实践教学方面，网站除了提供常规的实验及实验报告的管理、学习交流等功能外，还提供以下功能来满足学生自主学习和个性化学习需求：①支持对文本、视频、图像等多种类型的学习资源进行管理，学生可以利用这些资源进行自主学习，了解数据库学科的发展动态和最新技术。例如：教师把一些操作性强或有一定难度的实验（如数据库安装、并发控制等）制作成视频放在网站上，指导学生学习和实验；对于一些扩展知识或实验（如DDL触发器）也可以放在网站上供学生选学；②对创新型实践项目和参加数据库学科竞赛的实践项目进行管理，为培养学生的自主创新能力提供一个管理平台。

2.多元化的实验教学方法。教学方法在实现教学目标中起着非常重要的作用。结合前面提出的递进式数据库实践教学体系，针对不同的实验教学层次和教学内容，采用相适应的教学方法。例如：当学生在实践过程中遇到难于理解的问题时，教师可以采用启发式教学方式让学生学会思考，鼓励学生进行探究式的学习，而对于普遍存在的问题则通过集中演示，引导学生主动完成实验[6]；在课程设计、科技创新项目、学科竞赛的实践环节中，可以采用项目驱动教学法、团队合伙式教学法来培养学生的团队协作精神、交流能力、分析问题和解决问题的能力；由于不同数据库之间既有相似之处，又有不同，学生在学习过程中容易混淆，有的甚至是学一门忘一门，因此，在Oracle、DB2课程的实践教学中，采用比对式教学法，对各DBMS（数据库管理系统）的体系结构、SQL语法、安全控制、数据备份与恢复等内容上进行比对，让学生能够快速地掌握这些大型数据库的应用。

3.开放的实验平台。仅靠教学计划里安排的课时无法满足教学的需要，为了便于学生利用课余时间上机，实验室采取了开放的机制，保障学生在非教学时间能够进行自主的实践活动。实验室还提供了数据库创新型实验项目，供学生实践，这样在时间和空间上增加了实践教学的灵活性，有助于培养学生的创新能力。

4.加强与IT企业合作和课外实训。为了加强学生的实践能力和创新能力，提高学生的就业质量，我院加大了与IBM、Oracle和微软等企业的合作。主要的合作形式和实训有：①IBM、Oracle和微软为数据库课程组的教师提供课程和认证培训，以提高教师的实践水平；②建立IBM联合人才培养基地；③将IBM的认证考试（DB2 302A，DB2 730，DB2 731）作为选修课，让学生选修。以此加强实训，提高学生的就业能力；④安排学生参与甲骨文培训机构的实训——“电子商务平台（EBP）系统实训”，让学生熟悉软件架构，提高系统开发能力。

四、实践教学考核方式

传统的考核方式比较简单，没有注重阶段性考核，这样不能全面客观地反映学生的实际水平，对教学起不到应有的考查作用，还阻碍学生技能的培养和创造力的提高。为此，需要对传统的考核方式进行改革，加大对学生学习过程的检验和监督，采用多样考核和多次考核相结合的方法，具体如下：

1.“数据库系统基础”课程考核方法。将课程考核分为三个部分，即期末考试（50%）、实验成绩（20%）和平时成绩（30%），其中期末考试主要考查基本概念及基本理论，实验成绩考查学生的数据库操作及设计能力，平时成绩考查学生平时表现和平时学习的效果，包含随堂测验、阶段性测验、考勤、实验完成情况和作业情况[7]。期末考试采用笔试方式，在题型上增加了综合题，主要考核学生将理论知识运用到实际应用的能力。实验成绩采用上机考试方式，考核内容包括：SQL、数据库编程（游标、存储过程、触发器的应用）和数据库管理。

2.数据库课程设计的考核方法。数据库课程设计为综合设计型实验，教师只给出了基本要求，学生需要选题、设计、实践和撰写课程设计报告。课程设计的成绩评定一般包括如下步骤：①首先根据分工进行小组内自评，根据贡献大小和能力排出名次；②教师检查各小组所研制的系统，并对学生提交的报告进行评判；③分小组进行答辩，组长做系统综述，每个成员叙述自己完成的工作；④具有创新和实际意义的题目适当加分；⑤最后教师做出综合评判、并给出成绩，成绩为五级制。在整个课程设计中，教师要进行过程性监督，要求学生提交阶段性报告和成果，如：需求分析报告、系统设计报告和设计结果等。这样便于教师及时发现问题，并给出相应的指导。

3.“Oracle数据库系统”“DB2 Family Fundamental”等选修课的考核方法。Oracle、DB2等数据库选修课采用上机考试（70%）+平时成绩（30%）的考核方式。上机考核的内容包括数据库管理、数据库对象管理和数据操作等。平时成绩包含考勤、实验完成情况和作业情况，另外还要求学生查阅文献资料，撰写主流数据库某一专题的技术报告作为平时成绩。

按照上述教学方法、教学手段和考核方式，我院在数据库实践中采用递进式数据库实践教学体系，学生的学习能力、设计能力和实际动手能力得到了增强。学生的综合素质在循序渐进的实践教学过程中不断得到锻炼和提高，从而成为社会所需要的人才。

参考文献：

[1]马春梅，高仲合，禹继国等.CDIO模式下数据库系统概论课程的教学改革与实践[J].计算机时代，2012，20（8）：55-57.

[2]段辉艳，罗丽琳.递进式法学实践教学体系的探讨与实践[M].北京：知识产权出版社，2013.

[3]符蕴芳.“数据库原理与应用”实验教学模式探索[J].实验技术与管理，2011，28（8）：291-293.

[4]车蕾，崔巍，王晓波等.数据库实践类课程体系优化方案研究[J].中国电力教育，2013，34（12）：154-155.

[5]北京市精品课程数据库系统基础教学网站[EB/OL].http：//dbcourse.bistu.edu.cn..

[6]金梅，郭媛，滕艳平等.高校数据库原理课程实践教学改革研究[J].高师理科学刊，2013，33（1）：84-86.

[7]白彦辉.“数据库原理”课程考核方式的改革与实践[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012，28（12）：200-202.