项目驱动与分层递进混合方法在数据库系统概论课程教学中的应用

魏国利 张成刚

摘要：针对数据库系统概论课程理论难度大、实践性强的特点，该文提出一种项目驱动与分层递进混合方法。通过将应用型的工程项目引入课堂教学，可以实现理论教学内容与实际项目编程无缝对接；通过分层递进教学法的引入，可以做到因材施教，促进各层次学生不断递进。实践证明，应用项目驱动与分层递进混合方法在数据库系统概论课程的运用，提升了学生的学习主动性与创造性，增强了学生的动手能力。

关键词：项目驱动；分层递进；数据库系统；课堂教學

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）33-0146-03

Abstract： Database System Introduction Course is characterized by its difficulty and practicality， this paper proposes a project driven and hierarchical hybrid approach. By introducing applied engineering projects into classroom teaching， it can realize seamless programming between theoretical teaching content and practical project. Through the introduction of hierarchical teaching method， it can promote the continuous progress of students at all levels. Practice can prove that Teaching application of project driven and hierarchical hybrid approach for Database System Introduction Course could promote students' learning initiative and creativity， and enhance students' practical ability.

Key words： Project driven， Stratified progressive， database system， classroom teaching

1 概述

项目驱动教学法有别于传统教师作为教学主体、学生被动接受的课堂模式，它是将应用型工程项目引入到课堂活动中，并且师生承担角色互换：学生跃升为课堂主体，教师辅为客体。师生间围绕实践项目组织课堂教学，这样可以做到教学目标有的放矢。学生将会带着较高的学习兴趣与热情，利用课堂理论知识解决实际问题，有利于调动学生探求真知的主动性与创造性。

分层递进教学方法是在承认所有学生知识水平与学习能力有一定差异的前提下，根据具体学生的水平和能力设定不同层次的教学目标，实施分层施教与分层测试评价，从而在整个教学过程中形成一种促进各层次学生不断递进的机制。

内蒙古民族大学的在读学生现状是汉班同学与蒙班同学人数比例是1：1。蒙班学生由于受到前期（包括初、高中）教学水平的限制，汉语能力、英语能力都普遍有所欠缺，导致在数据库系统概论课程当中接受新知识较慢。因此需要专门为蒙班同学设定相对低层次的教学与考核目标，为汉班同学设定高一层次的课程目标，从而实现因材施教。

2 混合方法设计

本文任务是基于内蒙古民族大学现行的教务管理系统平台设计。由于本平台规模较大，且课程学时有限，这里选择有代表性的学生成绩管理模块数据库设计与实现进行研究。

另外，由于数据库系统概论课程的绪论与关系数据库理论部分为纯概念部分，不适用于本文提出的方法，因此将后面的九个章节内容应用混合方法实施教学活动。其中，SQL语言、数据库安全性、数据库完整性三个部分为基础理论部分，为汉、蒙两班学生设定的教学目标完全一样；对其余六部分内容根据汉、蒙两班学生不同的知识接受与理解程度，教学目标做出了区分。数据库系统概论课程内容结构如图1所示。

具体授课内容即教学目标说明如下：

（1）SQL语言

教学内容及目标：结合学生成绩管理模块中使用的系统表及视图，讲解SQL语句的查询、更新、修改、删除操作，使学生能够结合实际案例熟练掌握SQL语句的基本操作。

（2）数据库安全性

教学内容及目标：列举出系统平台上线运行遭受到的各种不安全挑战，通过培养学生的危机意识，使学生了解并掌握数据库安全性控制的各种方法与措施。

（3）数据库完整性

教学内容及目标：在讲授数据库完整性理论知识的同时，对照学生成绩管理模块系统表当中的完整性实例进行应用分析，使学生理解实施数据库完整性的必要性与具体方法。

（4）规范化理论

教学内容：结合规范化理论知识，分析学生成绩管理模块数据库是属于第几范式的标准，以及未来可以进行升级改造空间；蒙班目标：了解并掌握4NF及以下范式的定义与应用；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，掌握模式分解。

（5）数据库设计理论

教学内容：结合成绩管理模块中后台数据库设计成果，系统性讲解需求分析与结构设计内容，使学生能够直接感受知识的实际应用；蒙班目标：了解并掌握数据需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计的方法；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，掌握数据库的实施与维护。

（6）数据库编程

教学内容：结合成绩管理模块程序中嵌入式SQL与存储过程的使用实例，讲解教材中相关知识点，逐步提升学生数据库编程能力；蒙班目标：了解并掌握嵌入式SQL、过程化SQL、存储过程与函数的使用方法；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，掌握ODBC、JDBC编程

（7）关系查询处理与优化

教学内容：结合系统成绩查询功能，讲解关系查询优化的基本知识点与应用模式；蒙班目标：学习掌握关系数据库系统的查询处理与优化、代数优化以及物理优化内容；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，了解查询计划执行。

（8）数据库恢复

教学内容：引入教务管理系统实施的数据库恢复机制，讲授事务、故障、恢复策略内容；蒙班目标：学习掌握事务、故障分类、恢复技术与恢复策略；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，了解数据库镜像技术。

（9）并发控制

教学内容：对比成绩管理模块并发程序实现，讲授课程相关内容；蒙班目标：掌握并发控制与封锁概念、并发调度的可串行性；汉班目标：在完成蒙班目标基础上，了解两段锁协议与封锁粒度

3 方法实施设计及步骤

根据制定的教学目标，并按照目前内蒙古民族大学课程改革的总体要求，分别针对蒙班与汉班实施教学混改的授课活动。在这一过程中，以自然班为单位，分成若干个课程讨论组，每组4-5人，设小组长一名。课堂上就是以小组为基本单元进行学习讨论活动。

课堂教学实施步骤如下：

（1）根据每节课教学进度与目标预先布置预习内容

（2） 课堂以自然班学习小组为单位，采取翻转课堂的形式进行授课，学生与老师交替成为课堂活动主体。学生根据预习内容进行知识点陈述，教师在旁进行强调和补充说明，并利用自身实践经验剖析项目程序理论知识，引导学生利用所学知识对系统缺陷进行改进。

（3） 设定固定时间，利用内蒙古民族大学上线的网上综合教学平台进行师生在线交流，探讨问题。

（4） 每隔一段时间，将蒙班与汉班学生组织在一起进行学习内容交流，使汉班与蒙班学生结成对子。蒙班学生通过汉班学习的带动能够提升自身知识层次与水平，漢班学生也能从中发现自身不足。

（5） 在完成所有授课内容与目标之后，设置一个综合性的考核任务。即利用所学数据库原理知识，以班级小组为单位，完成一个宿舍管理系统后台数据库的设计与实现工作，进行设计答辩最后给出成绩。

混合方法课堂教学实施流程如图2所示。

4 课程考核与评价方式

应用项目驱动与分层递进混合方法的数据库系统概论课程考核方式也做了创新调整，加入了宿舍管理系统后台数据库设计与实现工作考核，这一部分占据了30%的考核权重。这样才能体现出项目驱动教学的侧重点，即以提升学生实践动手能力为根本出发点。课程原始考核权重与本文方法考核权重对照如表1所示。

从表可以看出，本文提出的考核评价方法增加了课堂表现（翻转课堂教学、小组讨论）方面的权重，有利于提升学生学习的积极性与主动性。

5 结语

为响应学校倡导的深化本科教学改革要求，考虑到数据库系统概论在计算机系列课程中的重要地位，本文引入项目驱动与分层递进混合方法。该方法突出了理论教学与实践应用的融合性，鼓励学生去主动发现问题并解决问题，从而提高数据库设计能力与实践操作能力。综合近几年的实际教学情况来看，应用项目驱动与分层递进混合方法在数据库系统概论课程的运用，提升了学生的学习主动性与创造性，增强了学生的动手能力。

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