基于数据库系统工程师考试的数据库实验教学设计

摘要：数据库系统概论作为一门实践性强的课程，其实验教学设计对课程质量至关重要。鉴于数据库系统工程师下午考试内容与该课程密切相关，本研究通过分析试题，分解知识点，并根据题型、内容和分值确定知识点的重要性，将其与教材内容相对应，以此指导实验课时的分配和内容设计。本研究旨在以考促学，激发学生对全国计算机技术与软件专业技术资格（水平） 考试的兴趣，提高学习效率，拓展就业途径。

关键词：数据库课程；数据库系统工程师考试；实验教学设计；课时分配

中图分类号：G641 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）02-0123-04 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平） 考试（简称“软考”） 是由人力资源和社会保障部、工业和信息化部领导的国家职业资格考试[1]。软考不限学历和资历，注重考查考生的实际能力，共设初级、中级、高级三个级别，涵盖27种职业岗位。其中，数据库系统工程师属于中级资格考试，其考试内容与高校“数据库系统概论”课程知识密切相关。本研究以2017—2021年五年间数据库系统工程师下午卷应用技术部分试题为研究对象，分析试题类型、知识点出现频率及分值，期望为“数据库系统概论”实验课程的课时分配和内容设计提供参考，从而促进学生的专业发展。

数据库技术是信息系统的核心和基础，是计算机相关专业、信息管理专业以及众多非计算机专业的必修或选修课程[2]。对于计算机相关专业的学生而言，“数据库系统概论”课程旨在使学生系统掌握数据库系统的基本原理和技术，能够使用SQL语言在数据库管理系统上进行熟练操作，并掌握数据库设计的方法和步骤，具备设计数据库模式和开发数据库应用系统的基本能力[3]。

数据库系统工程师是软考中级资格之一，其试题设计科学合理，能够有效评估考生在数据库系统方面的能力。通过考试的合格人员应具备以下能力：参与应用信息系统的规划、设计、构建、运行和管理；根据用户需求，设计、建立、运行和维护高质量的数据库和数据仓库；作为数据库管理员（DBA） 管理信息系统中的数据资源，建立和维护核心数据库，并提供相关技术支持；具备工程师的实际工作能力和业务水平，能够指导助理工程师或技术员开展工作[4]。这些能力要求与“数据库系统概论”课程的教学目标相契合。

软件工程专业设立于2002年，旨在培养具备软件开发和维护能力的工程技术人才。该专业以计算机科学与技术学科为基础，融合管理技术与开发技术，强调软件开发的工程性，注重实践训练。毕业生的就业方向主要面向信息技术企业和部门，从事软件设计、项目管理、软件开发、质量保证、软件测试、维护等相关工作[5]。其中，数据库系统设计是软件工程设计的重要组成部分。

为推动我国工程教育发展，承担国家责任、全球义务和未来使命，教育部发布了《新工科研究与实践项目指南》[6]。2015年11月，国务院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》[7]，旨在推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列。作为河南省一流建设点，洛阳师范学院软件工程专业为保证建设目标，对培养方案、课程教学大纲等进行了修订。

洛阳师范学院信息技术学院软件工程专业的学生普遍存在入学成绩参差不齐、学习目标不明确等问题[8]。为激发学生学习兴趣、提高学习效率，“以考促学”不失为一种有效途径。作为软件工程专业的核心课程，“数据库系统概论”与数据库系统工程师考试内容密切相关。因此，本研究以数据库系统工程师下午试题为依据，对“数据库系统概论”实验课程的课时分配和内容设计进行研究，以期提高教学质量。

1 考试大纲分析

数据库系统工程师考试大纲[1]中，下午试题为应用技术部分，大纲体现了数据库应用系统的设计与开发过程，考查考生开发数据库应用系统的基本能力。内容分为五部分：系统分析和设计、应用系统详细设计与开发、数据库管理与维护、数据库的安全性、大数据相关技术与应用。

1.1 系统分析与设计

系统分析与设计是开发数据库应用系统的第一步，包含应用系统分析、应用系统功能设计、应用系统架构设计、数据库设计、安全体系设计、数据库系统测试。这是数据库管理员（DBA） 、系统分析员和数据库设计人员的主要工作，同时也是“数据库系统概论”的重要内容，是数据库系统工程师考试的重点。

1.2 应用系统详细设计与开发

一个大型的数据库应用系统是由硬件和软件组成的复杂系统，在应用系统分析与设计的基础上，需要进行应用系统的详细设计与开发。内容包括：应用系统的详细设计（包括模块划分、界面设计、编写程序设计文档、程序设计评审、设计文档、设计评审） 、应用程序开发准备（软硬件准备等） 、数据库环境的搭建、SQL语言的应用、应用系统的数据库开发、培训与用户支持。这部分工作主要由应用程序员完成，包含了数据库系统的开发过程，同时训练了开发语言的应用。其中，数据库关系语言SQL的应用是“数据库系统概论”基础篇中的重点。

1.3 数据库管理与维护

经过前面两步工作后，数据库应用系统的开发已完成，接下来是数据库的运行管理与维护。内容包括：数据库系统的运行计划、数据库系统的运行和维护、数据库管理、数据库监控、数据库系统性能调整、用户支持。这部分主要是数据库管理员（DBA） 的工作，是“数据库系统概论”系统篇的重点内容。

1.4 数据库的安全性

数据库管理系统阶段的数据具有共享性，而数据共享会带来安全性问题。系统安全保护措施是否有效，是数据库系统的主要技术指标之一。其内容包括：安全性策略、数据库安全控制、数据库安全审计，属于“数据库系统概论”基础篇的部分内容。

1.5 大数据相关技术与应用

大数据部分属于新技术篇的内容，包含了分布式数据库、Web与数据库、XML与数据库、面向对象数据库、大数据与数据库、NewSQL数据库等内容。

1.6 大纲中的考点

通过对考试大纲的分析，内容涵盖了数据库系统开发与应用的所有知识点。其中，有些知识点虽然与“数据库系统概论”相关，但属于软件工程和高级语言开发应用的重点。由于考试时间和试题篇幅有限，出题并未涵盖所有知识点。通过对2017—2021年下午试题[9]的分析，发现试题的侧重点主要集中在三大块：系统分析与设计、应用系统详细设计与开发、数据库管理与维护。这三部分内容与“数据库系统概论”课程的关系更加紧密。详细大纲考点总结如表1所示。

2 试题分析

2.1 试题分值标准化

本研究对2017—2021年[9]数据库系统工程师下午应用技术试题进行了分析，将试题与考试大纲中的知识点进行对应，细化每个知识点的分值，并计算其在近五年试题中的平均分值，以反映知识点考查的频率和重要程度。为更好地指导教学实践，本研究选择王珊、萨师煊的《数据库系统概论》（第五版） [2]作为参考教材，将每章涉及知识点的平均分值相加，得到每章的总平均分值。

鉴于2019年试题结构的调整，删除了“结构化方法进行系统分析与设计”相关内容，增加了“数据库恢复技术”相关内容。为保证分析结果的客观性，本研究将“数据库恢复技术”的平均分值设定为15 分。（注：三[1]（1）表示试题三【问题一】第（1） 题） 。其详细试题分析结果见表2。

2.2 课时调整

已有研究对数据库系统工程师上午试题进行了分析，并提出了一些合理化建议[10]，但缺乏对实验课程的深入研究。基于上述试题分析结果，本研究结合洛阳师范学院信息技术学院软件工程专业培养方案，对“数据库系统概论”实验课程的课时分配进行研究。根据培养方案，“数据库系统概论”课程理论课时/实验课时为72/36。本研究将依据每章分值重新分配实验课时。如表2所示，数据库系统工程师试题主要涵盖教材的七章内容。

如表2 所示，“关系数据库标准语言SQL”（第三章） 和“数据库的完整性”（第五章） 的平均分值分别为11.6分和3.4分，共计15分。这两章内容主要涉及使用SQL语言实现数据定义、查询、更新等功能，是数据库技术的基础，实践性强。因此，建议将这两章的实验课时总计分配为12学时，其中第三章保持8学时不变，第五章由2学时增加至4学时，以加强对触发器的学习。

“关系数据理论”（第六章） 的分值为15分，涵盖了关系模式的优化过程，在整个数据库设计中占有重要地位。由于理论性较强，学生理解难度较大，需要借助实践加强理论理解。因此，建议实验课时由0调整为6学时。

“数据库设计”（第七章） 的分值为15分，主要涉及概念结构设计和逻辑结构设计，这是数据库设计中非常重要的两步，需要学生熟练掌握。因此，建议实验课时由2学时调整为6学时。

“数据库编程”（第八章） 和“并发控制”（第十一章） 的总分值为15分，主要涉及使用存储过程实现事务的并发控制，这是常用技术，在数据库技术实现过程中占有重要地位。因此，建议实验课时由4学时调整为8学时。

“数据库恢复技术”（第十章） 从2019年开始新增，是数据库设计人员需要着重考虑的问题。因此，建议实验课时由0调整为4学时，让学生通过实践深刻理解数据库恢复的知识。课时调整见图1。

2.3 综合实验设计

如表2所示，列出了近五年数据库系统工程师下午试题的题型，每类题型都体现了数据库应用系统开发过程中的步骤。根据这些题型设计数据库综合实验，是一种科学合理的方式。

2.3.1 实验目的

掌握数据库应用系统的设计与开发方法。

2.3.2 实验要求和内容

基于某一行业的业务流程，设计数据库结构，搭建数据库开发环境，实现数据库系统操作等应用系统常见功能，并完成系统的运行与维护。

2.3.3 实验步骤

借鉴数据库系统工程师下午试题的题型，其综合实验设计的具体步骤见表3。

4 实施效果

以2022级软件工程专业10个班510多名学生作为教学对象，实施本文提出的实验教学方法，取得了良好的效果，满意度达到了98%。学生对“数据库系统概论”课程和软考产生了浓厚的兴趣。在学习“数据库系统概论”的同时，将数据库系统工程师的历年试题作为实验练习加以实现，大大促进了重点和难点内容的学习，取得了显著的成绩。以期末考试为例，试题范围参照软考的题型和难度，成绩以2022级6班为例，班级总人数47人，其中最高成绩为97分，90分以上的有6人，80～89分的有14人，良好率达到42%。其中，数据库系统设计与开发题目的得分率达到90%。

5 结论

通过借鉴数据库系统工程师下午试题，对“数据库系统概论”的实验课时和实验内容进行了调整。从实施效果来看，达到了“以考促学”的目的。信息技术发展迅速，教学改革也需与时俱进。未来需要继续研究教学方式和方法，以制定更加科学的教学模式。

参考文献：

[1] 全国计算机专业技术资格考试办公室. 数据库系统工程师考试大纲[M]. 北京： 清华大学出版社， 2020.

[2] 王珊， 萨师煊. 数据库系统概论[M]. 5版.北京： 高等教育出版社， 2014.

[3] 中国人民大学. 数据库系统概论精品课程教学大纲[EB/OL]. [2024-01-08]. http：//chinadb.ruc.edu.cn/home/nav/3.

[4] 中国计算机技术职业资格网. 数据库系统工程师考试说明[EB/OL]. （2015-10-28） [2024-01-08]. https：//www. ruankao.org.cn/article/content/ksjs/02_45.

[5] 阳光高考网. 软件工程：玩“积木”高手[EB/OL]. （2021-05-31）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/2021/2021_zt12/tujie/202105/t20210531_534459.html.

[6] 中华人民共和国教育部. 新工科研究与实践项目指南[EB/OL]. （2017-06-21）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/src⁃site/A08/s7056/201707/W020220711531537265381.pdf.

[7] 中华人民共和国教育部. 国务院关于印发统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案的通知[EB/OL]. （2015-10-24）[2024-01-08]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xxgk/moe_1777/moe_1778/201511/t20151105_217823.html.

[8] 常志玲， 朱海龙， 赵鹏. 高收费二本课程教学改革探究[J]. 教育教学论坛， 2023（45）： 71-74.

[9] 计算机技术与软件专业技术资格考试研究部. 数据库系统工程师—2017至2021年试题分析与解答[M]. 北京： 清华大学出版社， 2023.

[10] 连剑波. 通过《数据库系统工程师》试题分析修订课程教学大纲[J]. 科技信息， 2010（26）： 117-118.

【通联编辑：唐一东】

基金项目：洛阳师范学院教师教育课程改革研究项目（2022XJJJ011）