基于工程教育认证的数据库设计与优化教学研究

何凯 黄春晓 叶鹏 梁金星

摘要：针对目前数据库课程体系中数据库设计与优化的教学内容和方法不足等问题，探索基于工程教育专业认证的教学改革措施。明确数据库课程体系培养目标，科学规划教学内容，精心设计教学案例，重点采用案例启发式教学方法。教学效果表明提高了学生的学习积极性，增强了学生对知识点的理解，锻炼了学生解决复杂工程问题的实践能力，为工程教育认证背景下数据库课程体系的教学改革和探索提供参考。

关键词：数据库课程;复杂工程问题; 工程教育认证;教学内容设计;教学改革

中图分类号： TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）23-0029-03

Abstract： To solve the shortcomings of teaching contents and methods of database design and optimization in the current database curriculum system， this paper explores its teaching reform measures based on the professional certification of engineering education. This paper redefines the training objectives of database curriculum system， scientifically makes plan for the teaching contents， carefully designs teaching cases， and focuses on case-based heuristic teaching method. The teaching effect shows that it can improve students learning enthusiasm， enhance their understanding of knowledge points， stretch their practical ability to solve complex engineering problems， and further provide references for teaching reform and exploration of database curriculum system under the background of engineering education certification.

Key words： database course; complex engineering problems; engineering education certification; teaching content design; reform in education

1 引言

大数据的快速发展和广泛应用，对数据库技术提出了新的要求和挑战。数据库学习的效果直接影响着学生从事软件系统的设计与开发、数据处理、分析和挖掘等工程行业的能力和水平[1]。2016年，我国正式加入《华盛顿协议》，有利于推动高等教育工程专业改革和发展，推进一流本科专业建设。新版工程教育认证标准重点强调，工程类本科专业对“解决复杂工程问题”的要求，目的在于“提高人才培养质量”。在新一轮的本科工程教育专业认证背景下，数据库课程体系作为理论与实践紧密结合的课程，探讨其基于解决复杂工程问题的教学研究具有重要意义[2-3]。

目前，在笔者所在单位的软件工程专业培养方案和大纲中，数据库系列相关课程体系分为三大模块：

（1）数据库原理。教学内容包括数据库的基本理论，如关系代数、实体联系和范式等，目的在于让学生掌握数据库基础理论知识;

（2）数据库应用。教学内容包括数据库设计的基础知识和数据库创建、表的操作、视图操作、索引操作、存储过程和触发器应用、函数应用、SQL 程序设计，目的在于培养学生应用数据库的应用能力;

（3）数据库优化技术。教学内容以数据建模、数据库设计优化、性能监控与调优、数据库安全和授权、数据备份与恢复等实用技术，目的在于培养学生解决实践工程问题的实践能力。

上述教学内容循序渐进、相辅相成。但教学内容根据知识点展开，教学以学生掌握数据库知识和应用数据库技术为主要教学目标，不足以培养学生解决复杂工程问题的能力，使得课程体系难以支撑学生毕业目标达成。因此，有必要重新设计与改进培养方案和教学内容，实施成果导向教育，依据毕业要求安排教学活动，依据毕业要求对毕业生实施评价[4]。在数据库课程体系的知识点中，数据库设计与优化技术是数据库的重点和核心且与实践结合紧密，探讨其基于工程教育专业认证的教学内容和方法，对建立以解决复杂工程问题的为导向的数据库课程体系的教学改革和探索具有参考和借鉴意义。

2 数据库设计与优化教学现状

数据库设计是数据库应用开发的基础，培养学生对数据库问题的分析能力和解决问题的实践能力。数据库优化是数据库的高级知识，也是实际工程项目所必需的技术，有利于提高学生的创新思维和创新技能。传统教学内容以教会学生知识点为教学目标[5]，存在以下局限性：

（1）知識模块整合不够，难以提高学生培养质量。传统教学内容是将数据库设计与优化分开，课程内容安排在两门课程中，忽略了两者之间是紧密联系的。教学内容注重数据库设计，而忽略了数据库设计优化，而这恰好是实际复杂工程问题中所必需的;

（2）知识结合不紧密，不利于培养学生的创新思维。学生会设计简单的数据库，理解范式和逆规范化的原理，但难以应用于工程实践。在工程问题中，数据库的设计和优化往往还会结合查询考虑，传统教学内容在这方面结合度不够，不利于引导和发展学生创新思维;