高职院校《数据库基础》实验教学综述

毕诚 程晨

摘要：数据库系统的研究与开发历经三代演变，取得了辉煌成就。对目前数据库的发展进行总结，并重点结合高校数据库实验教学进行梳理和探究，旨在把握这一教学研究领域的基本情况，探寻数据库实验教学的新方法，将《数据库基础》实验教学的研究推向更深层面。

关键词：数据库基础;实验教学;综述

中图分类号： TP391        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）08-0016-03

1 数据库发展概述

数据库系统的研究与开发从20世纪60年代中期至今，历经三代演变，取得了十分辉煌的成就：造就了三位图灵奖得主;发展了以数据建模和数据库管理系统（DBMS）为主的核心技术;内容丰富的一门学科;带动了数百亿美元的软件产业的发展。今天，伴随着大数据时代的到来，数据库系统所管理的数据和应用环境发生了巨大变化，表现为数据量激增、数据类型繁多、应用领域越来越广泛等，为此数据库系统的研究与发展从未停止脚步，数据库技术和系统有力地促进了信息技术与各行业的深度融合，推动了新技术和新应用的不断涌现。

数据库技术依据数据模型的进展分为三个发展阶段：第一代的层次、网状数据库系统;第二代的关系数据库系统;以及新一代的数据库系统。

由于早期数据量较小，第一代数据库系统多以层次和网状数据模型出现，其简单的结构能直接描述现实世界，并在当时得到广泛地使用。随着数据量的不断增加，第一代系统无法满足现实的需要，支持关系数据模型的关系数据库系统于20世纪70年代诞生。由于关系模型简单明了、具有坚实的数学理论基础，所以一经推出就受到了学术界和产业界的高度重视和热烈响应，并很快成为数据库市场的主流。但是随着第三次信息化浪潮的到来，关系型数据库系统的局限性也开始显现：它对“表格型数据”处理十分高效，但对越来越多的复杂类型的数据无能为力。以关系数据库为代表的传统数据库已经不能胜任新领域的需求，面向对象技术与数据库技术相结合的第三代数据库系统由此产生。1990年美国高级DBMS功能委员会发表了《第三代数据库系统宣言》提出了第三代數据库系统的三个基本特征：一是应支持数据管理、对象管理和知识管理;二是必须保持或继承第二代数据库系统的技术;三是必须对其他系统开放。目前，第三代数据库系统中最主要的数据库类型是面向对象数据库系统，它是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物，它既是一个DBMS，又是一个面向对象系统。但是面向对象数据库系统也存在一定的局限性，新一代的数据库系统概念还在不断变化中。

2 数据库基础课程实验设计

目前高职院校中，开设《数据库基础》的专业多为计算机应用技术及其相关专业，课程采用的系统基本都是SQL Server数据库系统。该系统使用方便，易于维护，适合高职院校师生使用。通过课程学习，学生可在掌握数据库设计的基础上，较为全面、系统地掌握SQL Server数据库管理系统及其应用开发。

根据SQL Server的关键知识点，参考相关教材，结合实验大纲和高职院校学生特点，教师在课程实验教学中设计了数据定义语句、数据操作语句、数据控制语句、数据库编程四个实验模块，教学内容涵盖了数据库创建与操作、数据表的创建与操作、数据库查询与视图、索引、存储过程、触发器等重点知识。

下面详细介绍实验模块。学生实验使用的数据库为“电脑销售数据库”，库中含有“商品一览表”“销售表2020”“进货表2020”“员工表”“供货商表”。具体如下：

1）商品一览表（货号，货名，规格，单位，平均进价，参考价格，库存量）;

2）销售表2020（序号，销售日期，客户名称，货号，货名，单价，数量，金额，销售员）;

3）进货表2020（序号，进货日期，货号，数量，进价，供货商ID，收货人）;

4）员工表（员工ID，姓名，性别，出生日期，部门，工作时间，照片，个人简历）;

5）供货商表（供货商ID，供货商，厂家地址，账户，联系人）。

2.1 数据定义语句

本实验模块内容包括数据库、表、索引、视图的创建和管理。数据库和表的实验考查重点在于创建、修改、删除。索引是提高查询速度的有效手段，索引的实验有创建、删除。视图是一个或多个表的动态数据集合，是一个虚拟数据表，可以屏蔽数据库的复杂性，视图的实验有创建和删除。本模块的实验见表1。

2.2 数据库操作语句

本模块的设计包括数据更新、单表查询和多表查询。数据更新实验考查数据的插入、更新、删除，以及与子查询结合的相关应用。单表查询实验考查的是基本查询语句、去除重复、排序、分类统计、条件查询等应用。多表查询实验考查的是表的各种连接。本模块的实验见表2。

2.3 数据库控制语句

数据库控制语句中，权限管理是数据库安全控制的一项重要措施。权限管理决定了用户能够对哪些数据库对象执行哪种操作以及能够访问、修改哪些数据。本模块的实验见表3。

2.4 数据库编程

存储过程可作为一个单元被用户直接调用，相当于其他编程语言的函数、过程、方法。存储过程实验考查的是创建方法。触发器是一段自动执行的程序，是一种特殊的存储过程。触发器实验考查的是创建方法。本模块实验见表4。

3 数据库课程实验教学探究

《数据库基础》是一门实践性较强的课程，实验课程中反复多次训练，是保障熟练使用SQL语言，达成教学效果的重要途径。作为实验指导教师，在实验教学中应通过细致地学情调研，把准学情脉搏，以学生为主体，调动学生的学习积极性。为此，教师团队探索出适合《数据库基础》实验教学的项目式翻转课堂实验教学，让学生在实验中充分掌握实验技能和技巧，从而完成实验教学任务。

3.1 建立以学生为主体的实验教学理念

在整体教学设计过程中，课程团队采用“项目式翻转课堂实验教学方法”开展实验教学，有效提高了学生的学习兴趣。

项目实施与探讨阶段（实验课堂），以学生为主体，教师为主导。学生在职教云平台完成教师布置的课前任务，经过课前自主学习，学生是带着问题进入实验课堂的。教师根据前期的情况了解，让学生根据任务书的要求分小组进行项目实施;学生可以根据各自的技术特点和兴趣爱好制订合理的分工和实施方案。

在项目实施过程中，教师作为指导员，一方面参与学生研讨，注重启发学生对数据的选取、对数据库建设的整体思维;同时注重学情观察，在知识的传授中注重培养学生严谨细致的工作作风和精益求精的工作态度;此外，教师作为参与者，也常常被学生富有创新意识的思维启发，产生灵感的碰撞，教师注重学情记录，真正实现教学相长。

在项目实施后的研讨阶段，教学团队采取项目解说和辅助答疑。首先，学生进行项目解说，项目解说是学生对小组作业的一次深入剖析和成果展示，此过程既是對学生学习成效的一次有效检验，也是对学生表达能力和乐学风貌的一次生动展示，学生通过项目解说能够更好地体验到自身学习主体地位，学生之间通过相互关照也能各取所长，汲取经验，达到互助学习。

此外，教师团队依然注重学情记录，对学生难以消化的知识难点、技能痛点进行记录和统一细致讲解，并作为教学反思为后续课程诊改做好记录。

3.2 推动实验教学信息化技术改革

在教育信息化、数字化的快速推动下，传统的课堂形式已经不能适应社会发展。为此，课程教学团队依托网络课程平台，融合网络、视频、动画等多种方式辅助实验教学;建立多元实验考核方法，统筹考核实验过程与实验结果，从而激发学生实验兴趣，提高实验能力，逐步实现实验教学平台的全面开放，服务以学生为中心的开放式实验教学和自主式、合作式、研究式学习。目前，我校已建立《数据库基础》精品线下开放课程，团队完成了课程教学标准、教案、课件、教学案例库、习题库、试题库、微课等课程资源建设。依托《数据库基础》精品线下开放课程，学生可以跨越时间、空间限制，实时进行有效学习;教师可以借助课程平台，与学生进行及时的沟通，帮助学生答疑解惑，同时课程的数据留痕、数据存储、数据分析，更能够帮助教师对学情进行科学的分析和预警，也为整体教学评价提供了客观依据，使得教学评价体系更富多元、更加科学高效。2020年初学校因疫情开展了线上教学，教学团队设计的这些教学资料将不便于展示的实验内容以数字化资源的形式发布给学生，学生可以反复观摩，从而保障了实验课程的教学效果。

同时，现代虚拟仿真实验教学项目也是推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。生动、逼真、立体的表现形式，能让抽象的实验过程浓缩在形象逼真的动画演示中，教师可结合实际的教学需求，最大限度地发挥虚拟设备资源的优势，提高教学效果，演示实验室无法完成的实验。

3.3 加强实验室师资队伍建设

高职院校一般较为重视实验室设备采购投入，部分高校对实验室教师的认知还停留在“负责电脑维护”的阶段，对实验室教师队伍的建设上还有待加强培养力度。伴随着“互联网+”时代的到来，实验室教师同样急需参加各类培训、进修提升教学水平。

学校应安排高水平教授作为实验教学团队的带头人，带动团队教师进行教学研讨、实验教学改革、自制实验平台设备的开发等，提高教师的综合素质。同时，应安排专项经费保障实验教师培训、进修，在业务考核、技术职务晋升等方面制定相应的政策，努力提高实验队伍的学历、职务层次。实验教师和实验技术人员在实验教学技术等方面所取得的成果（如实验方案创新、自制仪器设备等）和其他教学、科研成果应同等对待。

3.4 提高实验教学的真实性

目前《数据库基础》课程实验主要是学生依据教材里的实验环节进行操作，实验案例的选择具有一定的局限性，与企业项目运作有很大的差别，针对这种情况，学校应采取校企合作的方式共建实验室，合作开发实验教材，让真实的案例进入课堂，提高实验教学的真实性。

实验教师也应进入企业，参与到企业项目的实施，努力缩小教学内容和社会科技发展的距离。同时，学校也应聘请企业的一线技术和管理岗位的人员担任兼职教师，共同制定实验方案，把产业最新的技术带到课堂，授课的同时还穿插一些企业文化知识，让学生了解企业，认清自身职业能力和职业素养的不足。

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【通联编辑：唐一东】