新工科驱动的数据库应用技术教学改革研究

韩国鑫，谢秋菊*，许译丹，王莉薇

（1. 肇庆学院 计算机科学与软件学院，广东 肇庆 526061；2. 肇庆学院 机械与汽车工程学院，广东 肇庆 526061）

1.引言

新工科建设是在新阶段科技革新和产业变革背景下培养优秀人才的重要举措，主要围绕工程教育改革打造新的教学理念、课程结构和人才培养模式，以适应未来各行业的深化发展[1-2]。数据库应用技术是组成计算机科学与技术专业的重要课程，也是该专业学生职业生涯必备的核心技术[3]。目前，Oracle数据库是世界上主流且使用最为广泛的关系型数据库管理系统，其应用主要以各类数据库的开发及运维为主[4-5]。本文结合工程教育发展的历史和教育改革的经验与教训，以Oracle数据库技术的教学为例，分析研究新工科背景下数据库应用技术的课程特点、教学现状和发展趋势等，进而提出该课程教学方法改革创新的特色理念和思路。

2.课程建设与传统教学现状

数据库应用技术作为计算机科学及其相关专业的主干必修课程，是构成学生专业素质不可或缺的一项技术需求。目前，Oracle数据库的讲授主要以Oracle 11g的管理操作和应用开发为主，结合PLSQL的基本知识和实例应用进行教学。主要教学内容包括Oracle 11g数据库的创建、连接以及表的使用、PLSQL的基础及高级查询与程序设计、函数游标和存储、Java EE开发基础以及数据库管理系统的开发应用等，课程建设包括Oracle数据库的重点基础理论、专业概念和体系、丰富的实例和重难点的搭配，使学生能够基本掌握Oracle数据库的管理和开发。在课时分配上，该课程共48课时，其中理论学时为16课时，主要针对课程体系、知识结构和重点概念进行讲解，有助于学生对数据库基本操作的理解和掌握，为后期实验打下基础；实验课时为32课时，主要进行针对实例的验证性实验、PLSQL的程序设计以及数据库系统的基础性开发。考核成绩主要包括理论作业、实验报告和期末设计三个部分，注重于学生对于Oracle 11g数据库的实践和应用。

Oracle数据库应用技术在传统的教学规划和内容设计上主要包括以下几个方面：培养学生数据库内部数据关系模式的转换和设计能力；针对PLSQL语言基础和高级查询开展讲授，培养学生熟练掌握数据的增、删、改、查等一系列数据操纵能力；PLSQL高级程序设计的讲授，培养学生基本的数据库构建思维和数据交互设计能力；（4）Java EE和DBMS的开发，培养学生针对Java项目和数据库管理系统的开发能力。

3.新工科背景下的教学改革方法

为了适应新阶段科技革新和产业变革，布局未来国家重点领域的发展，培养高质量的新兴领域高级工程人才，助力传统理工类专业的教学升级与转型，教育部于2018年提出了新工科研究与实践项目，探究新的工科教育理念、模式标准以及方法、技术和文化。新工科建设正在革新高校教育方法和培养方案，改变高校评价体系与资源配置方式，从而塑造新的产业竞争格局，增强国家在全球的竞争力。本文针对新工科背景下数据库应用技术的教学改革方法，将人才培养目标和新时代工程建设所需的人才要求进行深度结合，主要从融合行业特色、理论教学创新、实践教学创新三个方面开展教学改革，其改革的思路结构如图1所示。

3.1 融合行业特色

在数据库应用技术中，以Oracle数据库的使用最为广泛，目前许多主流行业的企业都利用Oracle数据库进行内部管理和业务管理，并且在聘请技术工作人员时也将在项目上熟练应用Oracle数据库作为一项主要的用人标准。传统的数据库应用技术在教学时主要依托于部分经典范例，针对范例开展一系列的全过程数据库建设讲授，教学重点在数据库高级查询以及设计和搭建方面，但是传统教学方法缺乏与行业特点和发展的融合，很难让学生在步入工作岗位后快速地开展面向行业的应用级数据库开发。

在教学内容的设计上工程实践项目需要针对目前主流的行业，融合其行业特点进行内容上的丰富和补充，例如交通行业的数据库搭建，就需要了解该行业整体的运行和资产流通过程，其主要的建设内容分别包括交通运输标准、交通运营管理、交通出行服务等子数据库，并且在数据库建设前期需要针对各项子数据库进行调研，确定其数据库建设的需求，设计整体数据建设的流程以及表空间的交互，学生通过学习和了解工程级别数据库开发的方法及过程提高综合应用能力。这些面向行业的数据库开发流程和实施标准都是需要在学生不断了解行业特点、结合行业特色的基础上，才能锻炼出最佳的行业数据库设计思维，最终形成优秀的数据库建设方案，使得学生能够在工作过程中处理行业应用级别的数据库建设时具有出色专业素养和工作表现。

3.2 理论教学创新

新工科建设背景下的数据库应用技术主要培养新时代工程应用型人才，将科学原理和专业技术转化为直接应用于行业实践的运行规划、决策和工程设计。在理论教学的过程中，其教学内容主要侧重于可持续发展的知识和数据库结构框架的搭建，使学生能够掌握数据库的知识结构和脉络，在培养学生理论知识储备的基础上，重视数据库学习的广度和深度，了解实际开发需求、依据、过程和条件，为培养学生拥有过硬的数据库应用性技术和实践能力打下坚实的基础[6-7]。

在教学模式上要融合发现教学和学导教学等多种教学方法[8-10]。发现教学法能够培养学生的探索精神和创造力，比如在学习难度较大、知识结构较为复杂的“数据库程序设计”阶段，可以利用发现式教学先提出待解决的问题，然后设置基础情境引导学生针对所提出的问题进行研究，从各种不同的角度分析出解决方法并进行验证，最后针对所有解决方法进行分析归纳，在总结方法可行性和效率的基础上进一步改进和优化问题解决的方法。这种方法注重学生解决问题和知识形成的过程，有利于培养学生学习的主观能动性，适合基础较好、思维活跃的学生。学导教学法是以教师指导为主，引导学生针对某一课程难点展开深入学习的教学方法。该方法能够培养学生良好的学习能力和思维习惯，适用于在操作性比较强、不易言传的教学环节中使用，有利于提高学生在程序阅读、理解和综合应用方面的能力。

在教学内容上要重点研究数据库应用技术的体系结构教学，包含Oracle数据库的逻辑结构、物理结构和总体结构及几者之间的关系。逻辑结构和物理结构之间通过“表空间”进行交互，但表空间、字段和数据文件之间的关系是教学难点，需要在该方面进行教学创新，使学生掌握新的理解和学习思路；另外，在表空间和逻辑存储上的一对多关系、段和数据文件以及表空间之间的关系也是教学重点，要在基础教学方法的基础上创新思维引导型教学，帮助学生记忆知识重点，梳理重难点理论和数据库应用的整体知识结构。

3.3 实践教学创新

数据库应用技术相比于其它实践类课程，实践环节多、周期长，实践方法和特色灵活多样，易于针对实践教学方法进行创新，从而更好地适应新工科建设下人才培养和发展的要求。课程实践能够帮助学生检验理论学习中的不足和缺陷，锻炼学生数据库的认知、设计和应用思维，在这一过程中不仅要专注于各种实践题目和专题的设计，还要善于总结和创新各种教学方法，比如基于各类工程项目背景下进行的数据库应用开发教学，还有针对触发器、PLSQL高级程序设计和项目开发等重难点进行实例融合型教学，在融合项目实践的过程中去完善学生对于数据库系统开发的体系构建能力，锻炼其面向行业和市场的整体数据库整体建设思维。

在实验内容的设计上，主要针对Oracle数据库建造的各个阶段并结合实际项目需要进行设计上的创新，同时运用案例教学、激励教学、主动探索等综合教学方法对教学模式进行改进与革新，使学生在学习实验的过程中能够自己设立预期目标、找到学习的目的和方向，从而加强学生在数据库应用上面向产业和项目的实践能力。与此同时，要结合项目开发和应用经验，针对经典案例库进行建设，从而有利于学生了解面向各行业的数据库应用开发技术和方法，加强学生在面向不同行业数据库项目建设的过程中自我思考、学习和创新的能力，提高综合的专业技术能力和素养，增强社会竞争力，从而为社会培养数据库应用方面的新工科人才。

4.结语

本文在产教融合、理论教学创新和实践教学创新三个方面针对新工科建设下数据库应用技术的特色教学方法进行研究，结合工程教育发展的经验，分析研究适应新工科发展的数据库应用技术教学革新方法，提出工程教育改革创新的理念和思路。面向社会新经济发展需要和未来发展趋势，开展特色教学方法的研究与探索，对传统教学方式进行革新和升级。未来要在综合优秀的工程教育人才培养模式改革经验的基础上，开展深化产教融合、校企合作的体制机制和人才培养模式改革研究和实践，从而创建数据库应用技术新时代工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系。