发布时间:2023-03-07 15:06:03
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的数据库原理样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
在计算机应用领域中,90%以上的软件系统都需要数据库做支持,因此数据库知识是每个应用开发人员必备的专业知识[1-2]。也正是由于这个原因,数据库原理在计算机科学与技术专业的本科教育中有着非常重要的地位,是核心专业课程。数据库原理是一门理论与实践结合非常紧密的课程,既有较系统的理论推导,如关系代数、元组演算、规范化理论等,又有很强的技术性与实践性,如数据概念模型及逻辑模型的设计、索引及视图的设计、数据的处理与使用、交互界面的设计技术等。理论与实践的完美结合使得数据库原理成为能使学生提高计算机应用能力的重要课程。
1数据库原理教学中存在的问题
尽管数据库原理是一门实践性很强的课程,但目前大多数高校在开设这门课程时存在一个普遍的现象:“重理论、轻实践”。无论是教材建设,还是课程内容的设置及讲授均以理论介绍为主,侧重于数据库理论和数据库设计的基本知识和基本语言的介绍,忽略了它的应用性。具体表现为以下两个方面。
第一,教材及授课内容偏理论,内容组织系统性差。目前关于数据库原理的教材通常写成纯粹数理逻辑式的演绎内容和几个基本知识点的汇集,且各成系统,联系性不强,不利于学生理解这些内容到底在说明什么问题。在教学时,授课内容的组织实施也受到教材内容的影响,同样偏重理论的介绍,逻辑推导。授课形式也主要是“教师讲,学生听”的灌输方式。因此课程内容表现得枯燥、难懂,很难激起学生的学习兴趣。
第二,实验环节课时少,内容单一。数据库原理课程的教学计划通常安排为54个学时左右,课堂教学环节一般占学时数的2/3,基础性实验环节占学时数的1/3。北京工业大学则将该课程缩减至48学时,其中课堂教学环节为40学时,基础性实验缩减至8学时。在这种情况下,实验的内容就比较单一,实验环节流于形式,起不到理论结合实际的效果。学生往往还是一知半解,无法建立起数据库应用的整体概念,对于什么是数据库系统的开发平台,如何运用数据库开发平台创建数据库系统或进行数据处理更是一片茫然。结果是学生到毕业后还不能够使用数据库技术管理数据,很多同学在比较设计时仍然用文件进行数据的管理。
针对上述情况,北京工业大学计算机学院数据库课程组不断研究数据库原理课程的内容及特点,分析各部分内容间的联系,根据所给的学时,对课程的教学内容进行改革,通过循序渐近、理论与实践相结合的方式让同学们逐步理解数据库的基本理论和方法。同时积极探索新的教学模式,根据现代学生的学习特点充分利用各种教学资源调动学生的学习积极性,从而提高数据库原理课程的教学效果。
2教学内容的改革
2.1重新组织教学内容
我们通过观察近年的教学效果,研究各部分内容的联系,对教学内容进行了重新组织。为了让学生了解什么是数据库,首先抽象出数据库的核心特征:1)数据按统一的数据模型进行组织;2)数据之间是有联系的,这种联系由数据模型来表达。接下来就介绍什么是数据模型以及关系模型,这样学生们就知道现在的数据库是按定义为“关系”的二维表进行组织的。随之给学生提的问题就是,如何把现实世界中的数据组织成关系模型?这是数据库建模的核心问题,所以这部分就要介绍数据库设计的基本步骤、概念模型及概念模型向逻辑模型的转化。那么数据库设计的结果又如何评判?什么样的数据库模式才能针对自己的应用环境表现出较优的性能呢?这需要用规范理论来回答。因此在数据库建模之后接着介绍函数依赖和规范化理论。这几部分内容环环相扣,结合实际的应用,学生们很容易就能理解数据库到底是什么以及如何设计它。接下来就是实践性较强的内容――SQL语言,学习SQL语言的目的是让同学们学会如何利用具体的软件DBMS定义和操作数据库,通过定义和操作数据库,学生可以更加深刻地理解前面讲的几部分内容。最后我们将数据库的安全控制及并发控制介绍给同学,因为同学们已经有了操作数据库的经验,再讲解实际应用过程中会遇到的权限问题、并发问题,以及关于这些问题的控制机制就比较容易,不会让同学们感到茫然不知所措。
2.2将实践环节与理论学习相融合
将实践环节与理论学习穿插、融合在一起。在课程的开始,就将实践所需要完成的内容交待给学生,并明确告诉学生实践环节的作用、任务及目标。在接下来的学习过程中,每完成一部分内容的学习,就进行相应的实践工作。如讲完数据库建模时,就让学生结合具体的应用,进行数据库概念模型的设计和逻辑模型的设计。讲完规范化理论后,让学生们对自己以前的设计进行评估,是否达到所要求的范式。这样既加深了学生对基本理论的理解和掌握,也让同学们理解实际开发数据库的具体过程。实践环节采用的是完整的应用案例,这些案例可以由教师提供,也鼓励学生到公司进行实践,接触实际的应用课题。在实践内容上,除了必须完成的内容如设计、建库表、查询外,还鼓励并引导学生扩展实践内容,利用开发工具如VB、VC、Java等开发完整的数据库应用。这种方法一方面解决了实践环节受有限课时的限制,另一方面扩展并丰富了实践环节的内容,帮助学生建立整体数据库应用的概念,使学生能更好地理解数据库原理课程的内容,提高了学生开发数据库应用的能力。
3利用信息技术探索教学新模式
众所周知,当今世界处于信息爆炸式增长、更新的时代,传统的教学模式无法适应有限时间内讲授大信息量教学内容的需求。而现代信息技术特别是计算机网络技术的飞速发展,使得互联网成为资源的海洋,许多知识、技术都可以从网上获得,网络还提供多样的如聊天室、论坛、邮件等便捷的交流和互动工具。在这种情况下,学生获取某一类知识已经不完全依赖于教师的传授,他们可以通过在网上搜索,或通过与他人的交流获取相关知识,也就是通过网络进行学习,这也是现代学生的学习特点之一[3-4]。根据这些分析,我们认为要在目前有限的40+8学时设置模式下,让学生掌握数据库原理的精髓,必须充分利用丰富的网络资源,发挥学生的主观能动性,最大程度地实现学生自主学习。为此我们做了如下工作。
3.1建立数据库原理课程学习网站
网络信息资源虽然丰富,种类数量繁多,但鱼龙混杂,良莠不齐,没有系统性。学生虽能从中获取到相关信息,但不容易辨别真伪,更不容易形成系统、完整的知识。因此,教师必须在茫茫信息海洋中为学生导航,根据学生的主要学习内容对网上的信息去粗取精、去伪存真,建成可利用性较高的学习网站及本地资源库,提高学生的学习效率。我们的学习网站包括数据库原理学习资源库、辅导答疑系统、作业批改系统、信息反馈系统等。学习资源库提供丰富的学习资源,如课程大纲、学习方法、课件、教学案例、与其他著名学习网站的URL导航链接,主流数据库管理系统开发商网站的URL导航链接等,学生在本网站或通过导航链接登陆相关网站可获取所需的信息资源。辅导答疑系统为学生与教师进行关键问题的理解提供交流空间,该系统24小时开放,学生任何时间有问题都可以登录该系统上传自己的问题,查看教师或其他学生给出的解释。教师也可随时给出解答,或与学生进行讨论。反馈系统是学生学习效果的跟踪系统,通过调查问卷或论坛的方式将学生某一阶段的学习效果以及对教师指导的满意程度反馈给教师。作业批改系统实现作业的网上提交与批改。
3.2建立适合培养自主学习的教学方法
我们改变了传统灌输式的被动学习方式,对教学过程进行重新设计,采用双主过程导向型学习模式,重新定位教师和学生的角色,以学生为主体、教师为主导,强调学生在学习过程中不仅仅要学习基本原理、还要学会数据库应用的开发技术,提高学生的自主学习能力。同时在整个教学活动中,我们采用“合作+控制”的教学模式来加强学生间的协商与竞争意识以及教师对学生学习过程的指导与监控职能。
在教学设计与实施过程中,首先引导学生建立正确的学习策略,将原有的被动学习模式转变为主动学习模式;其次培养学生实践使用自主学习策略,使自己成为学习活动组织者和管理者;然后培养学生创造性地建立适合自身学习特点的自主学习机制。为了达到这一目的,我们对数据库原理每一部分内容的讲授方案根据内容本身的特点进行重新设计,加大学生参与的力度。比如在基本概念的理解上,教师先安排学生到教学资源库中搜索相关知识进行预学习,并进行分组讨论、汇总,最后将每组讨论结果呈给教师,教师根据学生的理解程度进行不同层次的讲评,从“面”上加深学生对概念的理解;对设计原理部分,如何建立概念模型以及规范化等则通过“理论讲解+案例”分析的方式,先讲解设计的原理及过程,然后将设计过程中的关键知识,如为何要建立概念模型,大型应用中E-R模型综合时产生的问题,进行规范化可以避免的问题以及规范化在实际应用中的把握等,可以留给学生去思考,让他们通过搜索资源库或链接到数据库网站上寻找相关的学习资源,并通过对应用实例的设计体会所学理论。教师则根据学生的分析、理解,引导学生在实践中正确地应用理论,理解理论与实践的联系与区别,从而掌握数据库设计的正确方法。
为了让学生能够快速获取相关知识,完成安排的学习任务和学习目标,我们事先为每部分的学习内容制定了学习策略,并及时给予指导,帮助学生答疑解惑,提高他们的学习效率,增强学生学习的自信心。
3.3改进辅导答疑方式
传统被动式的教学过程中,辅导答疑是在规定的时间内进行,学生有疑问时常常不能马上得到指导,时间一长,学生就会失去兴趣。为培养学生的学习兴趣,提高其学习效率,除传统的固定时间答疑外,我们建立了辅导答疑系统,学生如有疑问,可随时在系统中问题,教师就能及时对学生的问题做出解答。此外,该系统提供学习论坛聊天室功能,供学生对学习内容或遇到的问题进行讨论,学生也可以将自己的知识、经验共享给其他同学,从而形成共同学习、协作学习。这种方式跨越了时间限制,具有较强的民主性,对提高学生学习兴趣起到很好的作用,在教师布置的自主学习内容及实践环节中体现得最为明显。
3.4评价机制设计
我们修改了传统的“试卷+实验+出勤率”的考核方式,将学生平时主动参与学习的情况考虑进来,如对教师安排知识点就自己的理解发表演讲的次数,在网上发表问题的数目,回答同学提问的次数,对知识点回答的准确率,参与知识点讨论的次数等。这种评价机制一方面激励学生参与学习,另一方面培养学生共同学习的能力。在实施过程中,我们对每一部分内容都进行单独的、有针对性的统计,如对于理论性强的关系代数、元组演算等部分,主要看其提问的深度,参与回答及讨论问题的准确性,对于技术及实践性较强的部分除了上述几点外,还要考虑每个同学共享自己知识与开发经验的多少。
4实践结果
通过两年的实践、调查和访问,我们发现学生们在以新的学习模式学习数据库原理课程时逐渐由原来的迷惑、无目标、无所适从转变为目标明确、积极参与、主动学习的状态中。
在对2007级学生所做的一次问卷调查中,很多学生都表示以新的学习模式学习数据库原理课目标明确,思路也清晰,课程完成后收获较大,同时在学习本课程的过程中也培养了自主学习的能力,提高了综合素质。有同学表示更加愿意参加到新的教学活动中来。
实践结果的初获成功,对我们积极推行数据库原理课程的教学改革增添了信心,我们相信在先进的网络平台及丰富网络资源的支持下,在培养学生自主学习理念的指导下,我们的教学模式将会使数据库原理课程的教学突破“只重理论不重应用,只讲基础不讲开发,只有说明没有实例,只有方法没有过程”的状态,充分发挥该课程应有的作用。
参考文献:
[1] 伍俊良,刘飞. 数据库原理与基础实践环节在信息专业类教学中的应用与教学要求解析[J]. 计算机教育,2004(6):59-61.
[2] 袁玫,商新娜. 面向应用性教育的数据库课程改革设想[J]. 计算机教育,2009(3):66-69.
[3] 任友群. 利用信息技术实现教学创新[J]. 教育发展研究,2004(12):89-91.
[4] 王进彦. 网络环境下大学生自主学习问题的探讨[J]. 中国现代教育装备,2007(1):97-101.
Exploration on Teaching Mode of Database Principle
DU Jinlian
(College of Computer Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China)
关键词 空间数据库 数据库 教学质量 融合教学 模式思考
中图分类号:G424 文献标识码:A
Probe into the Integration Teaching of Principles of
Spatial Database and Principles of Database
WANG Yuanni[1], HE Zhenwen[1], GE Fei[2]
([1] Computer College of China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074;
[2] Computer Science of Central China Normal University, Wuhan, Hubei 430079)
Abstract Principles of spatial database is one of the main courses of the major of spatial information and digital technology. It is worth exploring and thinking of how to conduct the teaching of space database principles better in the absence of the curriculum of database principle as the pilot. Combining the reality of the major and the status of the curriculum of spatial database principle of our school, this paper puts forward a suitable teaching model. It could introduce students faster and also ensure the quality of teaching, so as to reach the teaching purposes.
Key words spatial database; database; teaching quality; integration of teaching; pattern thinking
空间数据库原理课程是空间信息与数字技术专业的主干课程之一,要求学生通过本课程的学习,掌握空间数据库的基本原理与建设方法。经过课程学习和上机实践训练,使学生掌握空间数据库的基本原理以及建立空间数据库的技术方法,具有使用、管理以及建立空间数据库的基本能力。我校空间信息与数字技术专业该课程配套有2周的课程设计,通过课程设计,使学生掌握空间数据库系统的基本概念、原理和技术,将理论与实际相结合,应用现有的空间数据建模工具和空间数据信息管理技术,学会完成空间数据库的设计与实现。该课程开设已经两年,头年是在大二下,次年调整到大三下开设,但是都由于学生没有学习过数据库原理课程,在该课程的学习中暴露出一些问题,教学效果欠佳。为此,本文根据教学经验和实践,就如何开展空间数据库原理课程,提出一些建议,共探讨。
1 数据库原理基础知识有机融合
针对本校空间信息与数字技术专业来说,并未设置数据库原理课程。面临这一现状,空间数据库原理课程在讲解时如何引入数据库的相关知识是需要思考的问题。如何更有效地引入数据库原理的基础知识,从一般数据库系统进入到空间数据库系统,将数据从一般数据上升到空间数据。这需要将数据库原理的基础知识与空间数据库的基础知识有机结合起来,让学生体会到空间数据库与数据库的相异性。从基础原理上讲,空间数据库满足数据库的一般特性,只是数据上升到空间数据后,对于带空间地理位置的数据表达及存储、查询等多了一些方法。实际中,可先介绍的一般概念、原理包括数据表达、数据模型、数据查询等,在弄清楚一般数据库的使用后,再来看空间数据库对应各部分就比较容易看出相同和相异的地方,可以更好地理解二者的关系。
当然也不能完全分为数据库和空间数据库两部分来讲解,不能形成两张皮的局面。一是效果不好,二是学时不够,重点不突出。所以,应该想办法融合数据库和空间数据库的知识,以空间数据库为主体,按照空间数据库的基本原理以及空间数据库设计的各个环节为主线来贯穿,在讲解每部分内容时可以按照先从一般数据库的表示方法入手,先用一般数据来做示例讲解基本方法,然后引入空间数据,再来看方法的变化之处。从一般数据到空间数据围绕数据的变化设计内容,最终实现知识的融合,既了解了一般数据库的思想,也学会了空间数据库的使用。
2 一般数据到空间数据的阶梯介入
对于没有接触过数据库知识的学生来说,如果一下子上升到空间数据的处理,可能存在着一定的困难。毕竟,空间数据的处理相对比较复杂。在课堂案例的选择与设计以及上机实习环节,一般数据的处理方法和空间数据的处理方法,需要一个渐进的过程。比如空间数据的查询,单纯来看空间数据的查询,涉及到很多的空间操作方法。如果一下子介入进去,学生很可能消化不了,不妨先介绍一般的查询方法,也就是简单的select结构。用一般数据容易理解的实例先来看select的基本用法,再弄清select查询的使用后,再来变换实例,选择实际中带有空间数据的查询,如果只是简单的信息查询,可能基本只会用到一般数据的select结构就够了,如果涉及到相关空间位置的操作,再来看在对应select基本结构的基础上需要增加什么谓词和字句,对应不同的情况划分,谓词和字句结构都是固定的,只是要根据查询条件给予不同的参数而已。通过一般数据到空间数据的渐进变换,逐步理解空间数据操作与一般数据操作的相异性,理清楚后会发现其实二者很多基本方法都是一致的,只不过空间数据为了实现空间位置的信息需求,增加了一些使用方法以及细化了一般数据问题处理的基本方法。
采用从一般到特殊,从简单到复杂的思路,学生学起来会轻松得多。渐进式的导入也是一个逐步消化和理解的最好方式。
3 主线贯穿式
空间数据库原理概念颇多,如果泛泛都讲到,效果是可想而知的。建议围绕空间数据库的设计与实现这一主线来讲解,上完这门课也是让学生学会如何设计与实现空间数据库。如何设计一个空间数据库,各个环节的工作如何实现,应该让学生带着这些问题来学习这门课,既明白课程目标,也能理清课程思路。
有了主线,围绕这一主线,空间数据库设计的每一步涉及到哪些原理和方法也就自然而然地引出来了。某一个知识点是为某一个环节服务的,某一个环节是空间数据库设计的不可缺少的某一步。这样,就不会觉得理论知识零散。围绕各环节设计的原理和方法去讲,不用面面俱到,具体设计涉及到哪些方法讲清楚就行,这样才能体现主线的清晰度,同时做到重点突出。
只有理清主线,利用主线将知识点连接起来,才能更加明确课程的目的。一般原理类课程没有主线的贯穿,学生学完了感觉都是凌乱的,不知道能做什么,学了有什么用。因此,梳理一条主线,围绕主线设计知识点和授课内容是很重要的。
4 循序渐进式实践
学生的实习实践教材我们选用的是Oracle Spatial 空间信息管理――Oracle Database 11g. Ravi Kothuri(美)Albert Godfrind 著,管会生等译。之所以选用该教材是因为这本书围绕空间数据库的数据操作讲解非常详细,也有数据案例,基本上涉及到了空间数据库的各个方面。实践环节包括平时上机和课程结束后的课程设计。
实践中,发现大部分学生都能按要求掌握知识点,但存在着一些不足。比如基本上是按照所给资料在做,处于赶着进度完成的状态,对于问题的思考较少,理解程度不够。学生对空间数据库建模理解不透彻,缺乏独立设计空间数据库方面的能力。分析原因主要在于需要一些先导课程,如数据结构中对树的一些知识点涉及到与空间数据建模方面相关的树介绍不够等。 知识点分散,没有最后的整体设计等等。
对于诸如上述之类情况,在今后的实践中如何更好地做到理论与实践相结合,重点突出,建议采用渐进式的实践方式。围绕最终目标学会设计并实现小型空间数据库系统,设计并精炼每次实习任务,而不是泛泛实习。根据空间数据库系统建立与设计的各个环节,分解到平时每次任务中学习,先学习各环节的主要知识点,待重点知识点消化后,课程设计环节再围绕设计一个小型空间数据库系统将平时上机零散的知识点串接起来。把Oracle Spatial 空间信息部分的重要内容移到平时上课的上机中,增加平时上机学时。在平时上机过程中就掌握如何使用Oracle Import工具导入数据,如何实现空间数据的加载、传输和验证;如何在应用程序中访问和操作空间对象,重点在于用PL/SQL操作几何体;如何创建空间索引以及空间索引参数的设置;学会几何处理函数等。做到平时上机完成基本知识的学习,课程设计开始就先通过案例研究学会使用Oracle Spatial对空间数据的存储、分析、可视化和集成等。接着,进行空间数据库的应用开发,利用高级语言针对Oracle Spatial等进行二次开发。这样的话,空间数据库课程设计就可以顺利进入空间数据库的应用开发,完成从设计到实现的过程。整体上经历空间数据库设计的各个环节。
采用循序渐进式实践方法,可以保证学生在学习的过程中能够由浅入深、由局部到整体、逐步深化、有条不紊地进行。
5 自主与团队精神的有效融合
在学习的过程中,应该注重学生的自主能力以及团队合作能力。就空间数据库原理课程而言,该课程的最终目标是学生能够学会设计与实现小型的空间数据库系统。为了达到这一教学目标,我们应该有机地融合学生的自主能力和团队合作能力。通过学生的自主学习,掌握基本原理方法和基本训练;通过小团队的集体力量设计完成小型空间数据库的设计与实现。
在自主学习的过程中,可以培养学生的自我学习能力。在教师引导下,发挥学生主体作用,学会自我思考,培养自我解决问题的能力。在自主学习中,通过查阅资料,分析总结,掌握新知识。
同时,团队合作精神也是非常重要的。作为一个学生,不但要具备自我学习的能力,也应该具备团队合作的能力。在团队中体现自我,发挥个人价值。
该课程有理论有实践,如果能够有效地融合学生自主学习与团队学习,不论是从课程本身的讲授,还是从学生个人能力的培养来说,都是非常有意义的。两者相辅相成。因此,课程设置时可以将平时的上机实践安排为个人独立完成,课程设计安排为小团队分组设计与实现。在每个人掌握基本知识之后,将问题融入到团队中一起实现,既能培养团队协作能力,也能发挥个人的主观能动性。
6 总结
空间数据库原理课程理论偏多,尤其在学生缺乏对数据库理论知识了解的背景下,如何合理安排教学实践环节,有机地融合数据库原理基础知识,突出空间数据库的特色与重点,本文探讨了其有效的教学模式,主要从五个方面提出了建议。在今后的教学过程中我们也需要根据实际的教学效果逐步调整和优化教学模式,使其不断完善。
参考文献
[1] 吴信才.空间数据库.科学出版社,2009.
[2] 崔铁军.地理空间数据库原理.科学出版社,2007.
[3] 杨勇.GIS 专业“空间数据库”课程教学内容和方法探讨.测绘与空间地理信息,2013.36(2):31-33.
[4] 王家耀.空间数据库信息系统原理.科学出版社,2001.
[5] 龚健雅.空间数据库管理系统的概念与发展趋势.测绘科学,2001.26(3):4-9.
[6] 曹敏.测绘工程专业《空间数据库原理》课程教学探讨.现代测绘,2011.34(6):62-64.
[7] 闫金凤.GIS专业“空间数据库”课程教学内容研究与实践.测绘工程,2010.19(6):75-78.
网络课程是解决教学资源不足的一种高效的方法,既能成为传统教学的有益补充,也适合在校内开展网络选修课程,使更多的学生能选修本课程,学到更多数据库原理与技术的课程知识,充分培养学生利用网络获取知识的方法。在《数据库原理》网络课程建设过程中,教师自己首先就是一个学习者,通过建设网络课程,教师可以加深对本门课程的理解,以及对自我的认识,可以不断实现自主发展。通过网络课程建设,为教师学习新知识、增强专业基础知识与教学能力提供了机会;是教师进行课程研究、教师之间交流合作的一种有效方式;《数据库原理》课程资源平台也是教师进行教学反思与总结的有力工具。网络课程建设与教师专业发展是相互促进的关系,教师可以利用课程建设的机会提升自己的专业发展水平,其专业素养的提升又会促进网络课程的优质化。
二、《数据库原理》网络课程建设中的不足及对策
网络课程在《数据库原理》课程教学中具有不可替代的作用,但也存在一些需要改进和完善的地方。
1、相关网络学习的指导不够系统
在为期三学期的网络课程建设中,课程平台积累了丰富的资源,课程一直处于开放使用中,教学团队的师资队伍结构合理,但建设中相对缺乏较为系统的网络学习的指导。在开展一系列教学活动的过程中,虽然为学生提供了大量的在线学习方式方法的指导,但尚未形成一套系统的指导方法。在线参与学习的文化氛围尚未形成。提供在线学习的方式方法、学习策略的选择等都离不开教师的参与和指导,因此,要加强师资培训。通过师资培训,转变教育思想,更新教学理念;让教师了解网络环境下的学习变革,并在教学中适应这些学习变革的特点;了解新技术,了解网络教学,并积极参与网络教学;让技术为教学内容和教学设计服务,如果教师唯技术、或者理解有偏差,都很难开发出高质量的网络课程,也难以实现网络课程的内涵建设。
2、师生、生生互动不足
与传统的学习方式相比,网络课程不仅提供丰富的学习材料,更能方便师生、生生之间的互动交流。目前,网络课程面向的是在校全日制本科学生。互动不足主要有以下两个原因:一方面,每周有四个课时的课堂教学,师生和生生之间更加注重的是面对面的交流,更有利于阐释清楚问题,思维的碰撞更能加深对问题的理解;另一方面,在需要答疑,但时空受限时,学生更倾向于邮件方式或者QQ这种一对一的沟通方式。通过访谈,观察发现,由于课程平台的答疑讨论模块的实名制,不少同学处于某些问题的考虑,更加倾向于一对一的沟通方式,这种方式不利于常规疑难问题的共享,同时从平台的数据统计结果来看,师生、生生互动显得不够充分。教学中,教学团队始终以应用为目的,建用结合,以用促建,来开展《数据库原理》网络课程的建设工作。针对使用状况,我们将以服务学生学习交流和教师教学工作需要为目标,以最终提高教学质量为根本,结合运行中的反馈信息,对答疑讨论模块进行有效的调整,使师生、生生之间的互动交流更加方便和快捷。
3、教学内容呈现形式相对比较单一
课程教学内容的呈现目前主要有以下几种方式:一是电子教案,二是PPT课件,三是教学录像,四是FLASH视频文件,五是优秀作品展示,六是案例系统学习等。目前没有实现课程知识点的立体化呈现功能,没有提供按照不同线索连接知识点,以服务学生学习多元需求的模块。对于这一现状,教师在丰富的教学经验的基础上,要充分运用现代教育技术手段,阐述和呈现基本理论知识,引导学生深入思考,激发学习兴趣,帮助学生巩固所学知识,促进课程的教学相长。
4、扩展学习内容模块建设需进一步完善
数据库原理教学改革案例教学随着计算机技术的飞速发展,数据库技术已成为各行各业中信息系统的核心和基础,几乎所有信息系统都需要数据库支持,数据库在如今社会中有着举足轻重的地位。目前,数据库课程已不仅仅是计算机专业的核心课程,该课程也日益成为其他理工科专业本科生、专科生一门愈来愈受到关注的选修课,甚至是必修课。但是对于刚刚接触数据库课程的学生来说,这门课程理论知识点较多,而且课程的学时有限,若在短时间内既掌握该课程的理论知识,又能对数据库软件熟练操作,还是比较困难。因此,如何将数据库的理论知识、基本技能与科学实践相结合,提高学生实践动手能力,能够应用数据库技术解决实际问题,构建科学的教学体系,成为教学改革的重要任务。
一、现状及存在问题
对于我国高等院校,《数据库原理》课程采用教材几乎都是高等教育出版社的“数据库系统概论(第四版)”,该教材一直被推荐为计算机专业、信息管理与信息系统等相关专业数据库课程的御用教材。该教材系统介绍了基础概念、关系数据库、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性、数据库完整性、关系数据理论、数据库设计、数据库编程、关系查询处理、查询优化、数据库恢复技术、并发控制、数据库管理系统、新技术篇等数据库技术综合内容,理论知识点繁多,如何将理论知识点与现实应用实践有效结合,找出适合学生掌握数据库技术的教学方法,则是各院校数据库专业骨干教师一直探讨研究的课题。
1.理论知识和实验实践脱节
以所在学校为例,根据教学大纲,课程授课学时为72学时,其中课堂讲授54学时,实验18学时,授课教师平均每三次课堂授课才有一次实验,而授课教师为了协调课程授课学时的实施以及满足众多知识点实验实践的要求,结果造成学生所学的知识不能和实验同步进行,而且有些教学内容实践性特别强,实验内容不得不压缩,如学习数据库定义中,数据库数据表的定义及数据的添加删除及管理,一次实验2学时就要完成数据库数据表的创建、修改、删除等管理实践操作,学生学完课程后,重难点不够突出,对理论知识没有真正整体应用体系的概念,对数据库技术知识还是很抽象。
2.教学模式单调枯燥
目前,该课程基本采用教师课堂讲授、课堂演示、学生实验的教学模式,教师只负责传递课程的基本知识,学生被动的接收和练习,以至于大部分学生与现实数据库系统脱节,无法领会所学理论知识在数据库中的位置,对数据库知识点概念较为抽象。
3.课程设计力度不够
在课堂学习过程中,学生接触的主要是数据库技术的基础概念、理论等知识,缺少综合应用实践,无法领会数据库知识在整个信息应用系统的位置及作用,而课程设计正好弥补了这些,但是由于授课教师要遵守学校教学周历的安排,以及学校对此方面并无要求,部分授课教师并未真正实施。
二、教学改革方法及措施
1.案例教学,紧密联系实际
根据课程的特点,在教学过程中,为了避免学生对所学知识的理论性过强,授课教师应多联系一些学生熟悉的领域。例如,在课程第一章理论知识中,实体的联系有一对一、一对多和多对多三种联系,若仅仅介绍课本中的实体学生、课程和教师联系时,内容过于枯燥,学生的学习兴趣不高,很容易出现课后就忘记的现象。本人在授课时,在讲解到实体联系知识点时,首先引入学生较熟悉的购物网站“淘宝”,然后分析“淘宝”中有哪些实体,以及分析实体集中顾客和商品、顾客和订单、顾客与商家等之间的关系,学生立马兴趣盎然,学习在热烈的过程中进行,这样学生对所学知识点的印象较为深刻,即学习了课程的理论知识,也探讨了实际生活中的案例,教学效果反响很好。
基于上述的方法,在学生理解数据库系统基础理论知识的同时,授课教师应该多引入现实生活中的案例,以达到学生学习的共鸣,让学生从“被动听”转移到“主动学”的模式,这样的教学不仅使学生将抽象的数据库原理知识运用到现实生活中,同时也培养了其解决实际问题的能力,真正达到了课程的教学目标。
2.动手实践,发挥“主人翁”学习
教学授课的对象是学生,在学习过程中,学生不断在课堂中接触新的概念或者理论知识点,而部分知识点课本上又缺少代表性例子进行介绍,经常对学习的知识点一头雾水。授课教师在授课过程中,在介绍新知识点时,不能只是完成任务似地把知识点讲完就行,而应该从学生的实际情况出发设计各项知识点的任务,让学生参与进来,给学生足够的接收新事物的时间,发挥“主人翁”的思想,主动完成各项任务。
例如,概念数据模型是从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系,是用户和数据库设计人员交流的工具,是数据库专业人员将现实世界转化为数据模型的必经过程,是数据库理论知识的重点内容。本人在讲授该知识点时,先将课本的图书借阅体系统进行详细介绍,然后以“淘宝”为例,让学生先自己分析该系统内的常用实体及实体间联系,并在课堂上独立完成该案例的E~R图的设计,同时让2~3名学生在教室黑板上演示,然后大家共同分析最终的结果,这样的授课方式看起来有些“费时”,但是更能强化学生的学习,提高学生的积极性,对其所学知识点印象深刻。
3.积极开发课程教学网站
课堂学习和实验实践的时间是有限的,而课下的时间却是无限的,要想让学生真正学好这门课程,应提供多个途径供学生学习和交流,课程的教学网站就是一个较好的途径。教学课程网站已经是一种客观需求,目的是为教师提供网络资源教学平台,为学生提供学习平台。它能方便教师、管理课程资源,同时也提供了学生进行在线的学习环境,这就改变了原始的授课方法,无论是教师授课还是学生学习的效率均得到了很大的提高。
数据库原理的课程网站有很多,大都提供了教学视频、教学课件、习题、课件等,可谓是资源丰富,但是如何让学生主动对这些资源感兴趣,毕竟强制性规定或者硬性规定只会让学生反感进而讨厌课程,那么如何让学生主动学习这些丰富网络资源就成为很多教师一直探索得课题。
以本校为例,对于学习该课程的学生,初始阶段接触的课程教学网站由该课程的上一级学生评优选择出的最终教学网站,可浏览该课程中上一级的教学课件、教学大纲、测试题、教师推荐资料、交流讨论等;学习到中间阶段,由该班同学们分小组设计该课程的教学网站,到期末时期继续引入竞争机制,由该班级确定出最优的教学网站作为年度课程的精品课程网站,同时分享给下一级学生使用。
该课程教学网站不但能提供课程的学习资源,提供学生的交流空间,而且该网站由学生自己设计开发完成,学生本身就是网站的需求者,同时又扮演开发者的角色,激发了学生学习的积极性,这样的锻炼机会不仅使学生真正的学以致用,将理论知识与实践相结合,同时也帮助学生加深对数据库原理课程内容的理解和掌握,为后续课程奠定了基础,有效提升了教学效果。
4.考核方式
考试作为教学效果的一种客观测试手段,是教学中的一个重要环节,也是课程建设的重要组成部分。《数据库原理》这门课程的基础理论知识点较多,不仅要求学生牢固掌握课程的基础知识,而且要求学生具备较强的实践能力。
大多数学校的期末考核形式基本上都采用笔试,如果学生对课程基础知识死记硬背,也能得到不错的分数,但是这样很难体现出学生真正的水平。对于该课程,目前的考核方式主要包括笔试、实验、课程设计三个部分,其中笔试部分采用闭卷形式,占用较大的分值,主要考查学生对数据库课程基础知识的掌握,题目涉及基础概念、基础理论、关系数据库、数据库管理、SQL语言、数据库安全、数据库完整等多个知识点,较全面的考查了学生的理论水平。实验部分由9次上机实验构成,主要考查学生对数据库管理系统的管理的综合能力,主要涉及数据库的安装配置、创建管理数据库、创建管理数据表、表数据、安全性、完整性、数据库连接等多项实践内容,学生需完成实验课程内容并按要求填写实验报告,即可获得相应分数。另外,该课程考核中加入了课程设计,在课程进行到中期阶段,授课教师公布课程设计的题目及完成目标,由学生分成小组完成,然后由授课教师组织课程设计答辩,给出最终各成员课程设计分数。
三、结束语
数据库课程的教学改革是一个长期的动态完善的过程,这就要求我们授课教师不断努力,提升自己,探索教学的新思路、新方法,提高课程教学质量,将教学贯穿于整个教学过程中。实践证明,上述改革方法是一种改变学生被动学习为主动学习的有效方法,教学从学生的兴趣入手,让学生带着兴趣进入课程的学习,对课程理论知识的理解和实践能力的提高都有很好的效果,真正的提高了学生在数据库原理课程的基础知识理解能力、分析问题能力、实践操作能力等方面,因此,加强数据库课程教学改革有着重要的现实意义。
参考文献:
[1]谭月辉,吕建红,王红胜.“数据库原理”课程教学改革实践[J].中国电子教育,2011,(3):60-64.
[2]黄祥淡.计算机应用课的“任务驱动”教学模式[J].中国职业技术教育,2005,(1):36-37.
[3]王珊,萨师煊.数据库系统概论[M].北京:高等教育出版社,2006.
[4]杨力,,陈汶滨,耿新宇.数据库原理精品课程改革与实践[J].计算机教育,2011,(12):77-80.
1、《数据库原理》课程的教学主要包括了理论教学和实验教学两大部分,收到整个专业的教学计划和每学期教学学时的影响,绝大部分高校都采用了以理论教学为中心,实验教学为补充的教学模式,实验学时偏少,很难满足实际教学的需要。数据库原理课程中确实涉及到较多的原理性理论知识,但在整个教学实施过程中亦不能忽视实验教学的重要性。
2、在教学大纲的制定上,通常重视理论教学大纲的制定和修订,忽视了实验教学大纲与时俱进的修订工作。实验项目的制定更是具有随意性,同一课程不同教授讲授时往往会设置完全不一样的实验项目,实验项目和实验内容的选择完全取决于任课教师的水平和偏好,缺乏实验大纲的指导和约束。
3、实验项目的设置以验证性实验偏多,缺少综合性、设计性实验。除了正常的实验课时外,缺少项目实践,未形成实践教学体系。
4、为了便于实验室的管理和出于安全考虑,一般实验室对每台机器都会采取还原保护措施。因此,在实验课时就会出现上次实验未完成的内容下一次课无法继续完成,而在涉及到数据库管理系统软件安装、配置的实验内容时,受到还原卡的影响,往往不能顺利完成。
5、受大的环境影响,学生心浮气躁,学习缺乏自主性,实验课的讲授仍然停留在老师讲解、演示,学生模拟、重复的阶段,师生互动不够,学生积极性不高,每次实验并不能达到预期的效果。
二、实践教学改革探索
目前,深入提高大学生应用创新能力已经成为了高校实践教学研究的热点。面向应用型人才教育的数据库实验教学不仅仅要针对实验内容进行简单增减,也不是以某个流行的数据库管理系统软件为核心的使用培训,而是要根据培养目标的定位,从实践教学内容及实施方法等方面进行改革。[2]
1、组织学科教师进行调研论证,根据专业培养目标修订教学计划和实验教学大纲。明确实验课程的教学目标和教学任务,讨论确定适合本专业学生的实验项目,实验项目可分为必做项和选做项,由任课教师和学生根据实际情况有选择的开设。详细叙述每个实验项目的实验目的和实验原理,可以通过流程图的形式让师生对此次项目的步骤和所需时间有大致的了解。除此之外,实验考核是检验学生实际操作能力的主要途径,在实验大纲中也要明确列出考核项目和所占分值,提高学生实验的积极性。
2、以实验大纲为指导,认证撰写课程的实验指导书。实验指导书是学生做实验的主要参考和依据,要让学生通过指导书明确指导自己要做什么、怎么做、为什么这样做。为了能在有限的实验课课堂上取得良好的实验效果,可以提前将实验指导书发给学生,让他们提前准备,复习实验过程中所涉及到的理论知识,这样就节省了实验时间,起到了事半功倍的效果。
3、实验环境的好坏直接影响到实验课的实施,在不能改变实验室硬件条件的情况下,可以通过安装虚拟机或者利用云平台来解决机器还原保护的问题。在虚拟机下可以很好的完成数据库管理系统软件的安装和配置,避免重启后丢失的问题。而利用云平台可以给每位学生分配一台虚拟计算机,学生通过各自指定的账号登录后就可以完成各项试验,不仅在实验室,在宿舍以及校内其他可以使用网络的地方,都可以进行远程登录访问,随时随地完成实验内容,避免了每次实验开始是的数据库附加和实验课结束时的数据库分离操作。
4、利用课程设计弥补实验课的不足。实验课学时内的实验主要针对某个或某几个知识点组织的,每次实验之间的联系并不很明显,而为了让学生达到能够熟练掌握数据库设计基本技术和方法,为将来从事数据库应用系统分析、设计和开发,奠定必要的实践基础,单纯的综合性或设计性实验是满足不了的,而通过课程设计,让学生通过所掌握的诸多知识,以小组合作的形式实现一类应用软件的开发,就可以了解数据库设计、开发、管理的全过程。
5、培养学生自主学习的习惯。在实验教学实施过程中,学生有问题不加思考就求助老师,有时候可能只是一个英文单词写错了,从来没有想到自己是否能够独立解决。熟话说,“授之以鱼不如授之以渔”,教会学生解决问题的方法比解决具体问题要重要的多。因此,在实验的过程中要注重数据库管理系统中联机帮助文件的使用,让学生认识到其重要性。[3]借住帮助文件,鼓励学生多写多练,逐渐杜绝如SQL语句会读却不会写的现象。这样既能培养学生的自主学习习惯,也可以为他们自学提供保障。
三、结束语
制作合成环节是设计课件非常重要的步骤及重点。我们使用DreamweaverUltraDev8、Flash6及设计所要的各种多媒体素材进行合并,整个根据教学意图设计过程及制作脚本的要求来完成的。系统课件的调试及运行阶段不管是制作好的课件,还是制作好课件,都要进行反复调试和更改,这是设计的重要环节。在正式公开出版发行之前,进行必要的测试和评价。
2课件的结构设计
现阶段,《数据库原理与应用》多媒体课件的设计往往采取的内容组织结构方式主要分为四个方面,即树状结构、复合结构、线性结构以及网状结构。通常而言,树状结构是课件结构设计中最为常用的,这是因为树状结构又便于内容逻辑关系的构建,也让教学内容中知识点的层次性有效划分,从而促进学习者的学习。与此同时,远程多媒体课件的设计运用网状结构还能实现长文本结构的设计,即非线性结构设计。这样学生在学习过程中可以越过路径设置,根据自身不同状况进行学习。
3教学系统模块简介
3.1教学板块
主要用Dreamweaver8和Flash6来开发设计,并用相应的按钮将其交互功能链接。
3.2考试练习板块
题库及对成绩查询及询问的使用,可用Access和UltraDev8来建立。
3.3讨论交流并学习板块
讨论区用Access和UltraDev8来实现,电子邮件使用Intemet资源。
3.4优秀作品分享板块
用Access和UltraDev8来实现,学生可分享受给大家自己的设计作品。
3.5学生管理板块
用Access和UltraDev8来对学生信息的管理、注册的信息修改等。
4课件的开发
4.1素材的开发
数据库原理与应用在课件开发过程中,素材的开发也是整个工作量中最为复杂的一个环节。因此,必须将素材开发放在课件开发的首要地位,切实做好各种素材的整合和调整,才能保障课件的有效性。
通常进行课件的合成和编辑可以采用VB、C++等高级程序设计语言。通过这些设计,课程开发的容错性更好、运行效率也更高。这就需要课程开发人员在进行开发过程中精确掌握编程环境和编辑语言,确保往后的应用能够顺利进行维护。
5总结
关键词:数据库原理及应用;教学改革;案例驱动;问题交互式
作者简介:刘双印(1977-),男,山东菏泽人,广东海洋大学信息学院,副教授;徐龙琴(1977-),女,陕西汉中人,广东海洋大学信息学院,讲师。(广东 湛江 524025)
基金项目:本文系湛江市科技计划项目(项目编号:2010C3113011)、广东海洋大学教改项目(项目编号:XJG201140、XJG201115、XWJ2012-01)、广东省科技计划项目(2012A020200008)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0056-03
数据库技术作为信息领域支撑基础和软件学科的重要分支,其应用领域占整个计算机应用的70%以上,成为计算机领域中最为广泛的应用技术之一。掌握数据库理论知识和熟练运用数据库技术是计算机及其相关专业学生必须具备的能力。2004年教育部《关于进一步加强高校计算机基础教学的几点意见》明确指出:当代大学生应具备利用数据库技术对信息进行管理、加工和处理的意识与能力,用以解决本专业领域中的问题。
“数据库原理及应用”是高等院校普遍开设的一门专业必修课,更是计算机、软件工程、信息管理与信息系统专业课程体系中的核心课程,为后继软件工程、管理信息系统等课程的学习打下坚实的基础。针对其理论与应用并重的特点,积极探索行之有效的数据库教学方法和措施,充分调动学生学习的积极性和主动性,提高教学效果和教学质量,是从事数据库教学工作者普遍关注的问题。
一、教学过程中存在的问题
通过多年对“数据库原理及应用”课程教学以及教学效果的研究,发现教学效果不理想,有些同学虽然理解一些相关概念,但在课程设计时画的E-R不规范,不会运用数据库规范化理论对数据库逻辑结构进行优化,甚至不会编写存储过程或触发器程序,对目前流行的数据库管理系统如SQL Server 2008的数据库访问接口(如ODBC、DAO、JDBC、RDO和ADO)等不会使用的现象时有发生。“数据库原理及应用”课程教学包括理论教学和实践教学。在本课程的教学过程中主要存在四个方面问题。
1.教学大纲滞后
制定的教学大纲不能与时俱进,不适应计算机行业日新月异快速发展的需要。一旦教学大纲制定后往往多年不变,要求教师必须严格按大纲进行教学,所教的知识陈旧,与社会IT行业及企事业单位人才需求的技能脱节。
2.教学方法陈旧及教学手段落后
在课堂上主要采用灌输式、填鸭式等传统的教学方法,很少与学生进行双向互动。学生缺乏学习的主动性。另外,有些老师没有充分利用多媒体教学手段,只是把教科书上的内容简单复制到PPT上,上课读课件,缺乏感染力,课堂沉闷,学生学习积极性不高。
3.理论教学与实践脱节
由于理论部分概念抽象、逻辑性强,很少能以科研项目开发为案例向学生介绍数据库技术的具体应用,造成理论脱离实践。学生不仅难以理解枯燥抽象的理论或概念,还无法把握各个知识点在整个数据库系统中的作用。此外,对实践教学环节不够重视,上机前不做任何准备,照搬实验指导书上的操作实例,不能举一反三,做完后不理解操作的作用,不能有效地把实践的知识点转化为自己在编程中所需的技能,缺乏综合分析问题和解决问题的能力,与IT软件企业对数据库人才需求的技能相距甚远。再加上期末考核采用笔试的形式不能引起学生的足够重视。
二、教学改革措施
1.定期修订教学大纲
在每学期期中检查,数据库课程组负责人召集课程组全体成员,组织互相观摩听课的教研活动,及时与学生代表进行沟通,将存在的问题以及改进措施及时反馈给任课教师。此时,任课教师要辩证地看待此问题,一切都是为了提高教学为目的,不要闹情绪,要虚心修正自己的教学方法。在学期末根据深入到IT企业的调研,结合招聘单位对人才技术的需求和专业的培养目标及专业定位渐进式地修订教学大纲和教学计划,并要求教师严格按照修订的教学大纲进行教学,避免同一课程因教师不同所讲授课程内容有差异的现象发生。近年来,数据库课题组注重从两个方面对教学大纲进行了修订。
(1)为了使“数据库原理及应用”课程的实践环节紧跟社会主流需求,不断更新数据库管理系统(DBMS)的实验环境,如DBMS从SQL Server2005更新为SQLServer2008 R2版本;前端可视化开发工具先后采用PowerBuilder、JAVA、Visual Studio2008、Visual Studio2010,部分还配置了新不久的Visual Studio2012,让学生尽快体验新技术。
(2)根据不同专业的培养计划及专业定位修改大纲。如,笔者所在单位的信息管理与信息系统专业2011~2012年度第1学期的“数据库原理及应用”课程的理论课时由原来的48学时调整为40学时,实验课时也由16学时调整为24学时,以提高学生实践能力。为了适应这个变化,课题组对该课程的授课内容、实验内容及侧重点及时作了调整,删减了“域中的完整性限制”等理论性较强的部分,增加了数据库操作、权限管理、数据库编程、数据库访问接口等的实验学时,有效提高了学生数据库重要部分的动手能力。
2.课堂教学方法改革
(1)案例驱动式教学及案例设计原则。案例驱动教学法是以瑞士著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)所研究建构主义理论的基础上提出来的一种教学方法。[2-3]即通过选取“科研项目案例或学生所熟知的现实问题”来创设“案例情景”,学生以“团队协作学习”的方式开展学习,通过完成“案例任务”达到掌握相关知识的目的。在具体案例教学中,学生应积极参与案例的阅读、分析与课堂讨论等环节,并发挥主体作用,而教师则始终起着引导和辅助的作用。[4]学习兴趣是最好的老师,代表性案例的设计与使用可以取得事半功倍的教学效果。为此,在设计有代表性的教学案例时应注意以下原则:
1)案例具有典型性:以现实生活中学生关注的问题为案例情景,具有典型性,能集中反映一类问题的共同本质和特点,有助于学生解答此类问题后将其应用技巧触类旁通地应用到其他领域。如在讲解数据库权限管理时,以淘宝商城购买计算机图书为例,涉及到的用户类别和用户权限如表1所示。
在该权限管理案例中,如何给用户授权、授哪些权限、如何撤销权限等用户权限管理的技术讲解形象逼真,能激发学生的学习兴趣,使学生很容易掌握grant和revoke等数据库技术。同时该技术可以推广到所有数据库应用系统中。
2)案例要有针对性:首先要根据某个单元教学目标的需要,考虑案例需涉及哪些知识点,案例讲解后还可以延伸到哪些知识单元中,何时引入案例较合适。结合教学大纲的要求设计直观、形象的案例,并充分体现案例的针对性。如在介绍SQL分类汇总查询时,以学生成绩表(学号、课程号、成绩、开课学期)为例求每个学生的选课门数和平均成绩:
该案例有针对性地讲解了分类汇总查询语句语法格式及如何分类,在此基础上可以让学生思考如何从学生成绩表中查询选修了三门以上课程的学生的学号及选课门数。给大家一定的时间进行讨论,然后让同学到黑板上书写查询语句:
这样将所讲授的知识加以拓展,从而使学生透彻地理解和充分掌握分类汇总的查询语法及作用。
3)案例设计系统性:在设计数据库原理及应用课程的教学案例时,要将本课程所有案例进行整体规划,并注意各个案例自身的完整性以及各案例之间的衔接性。要围绕学生熟知的生活案例或具体科研项目的数据库设计这一主题进行案例分解与设计,将数据库的知识点分布到各个案例单元中,环环相扣。通过案例驱动式学习,让学生理解各个案例涉及的理论知识在数据库设计过程中的地位和作用。在本门课程结束后,使得学生不但能够掌握数据库理论的知识,还可掌握对实际项目研发的应用技能,为自己动手做综合性课程设计打下坚实的理论基础,提高实践能力。
(2)问题驱动交互式教学。“问题驱动交互式学习”是近年来广受关注的一种教学模式。它强调把学习设置于难易适中、有意义的问题情境中,以“创设问题疑惑”—“分析问题”—“解决问题”为线索贯穿整个教学过程中。即任课教师首先根据教学大纲及教学知识点创设问题,激发学生思考、大胆质疑、互相讨论,教师协助学生推理、比较、鉴别和分析,最后让学生解答问题。教师根据学生解答问题的情况有针对性地讲解相关知识的重点和难点,准确地引导学生解决问题,达到掌握隐含在问题中科学知识的目的。该方法不但摆脱传统教学中任课教师一言堂或填鸭式学习的沉闷局面,还能有效提高学生注意力,引发学生探究的兴趣和求知欲望。在问题驱动交互式教学实施过程中需要注意几个问题:[5]
1)问题的设计要有启发性和科学性:启发性是指以问题为导向,激发学生思维,在师生讨论或同学之间讨论,进行逻辑推理,能够找到解决问题的答案。科学性是指问题清楚明了,难易适中,问题中要隐含一定量的知识点,并能培养学生解决问题的能力。即针对任课老师设计的问题,学生能在现有知识背景下,通过网络论坛、图书馆等方式查阅资料,独立思考或小组讨论的方式能够找到解决问题的办法,从而掌握知识点。这样,使学生的学习变被动为主动,积极探索,认真思考,整体教学质量就会有较大提高。
2)以“授人以渔”的方式解决问题:在问题的解决过程中以“授人以渔”方式把单纯解决某个知识点问题技巧转化为讲解解决一类问题的方法,使学生能够触类旁通,掌握分析问题、解决问题的方法。
3)问题中隐含知识点的掌控:问题交互式教学的目的就是让学生能够通过问题领会问题背后的知识点,掌握解决问题的方法,并在实际系统研发过程中能熟练运用。所以教师在设计问题时要很清楚该问题能覆盖哪些知识点,知识点数量要适中,即在课堂上能够解决该问题。若涉及知识点太多,连续几堂课才能完成,其教学效果将会大打折扣。
3.更新教学手段
(1)精心制作多媒体课件。在制作多媒体教学课件时,课题组组织全体成员分工合作,避免简单地把教材内容PPT化,将每个章节制作任务责任到人,利用Flash、Authorware等软件制作动画,对一些晦涩难以理解的知识点增加形象化的描述,以声音、图片、图像等方式展示出来。只有制作精美的多媒体课件才能吸引学生的注意力,提高学习兴趣。例如:讲到规范化理论时,如果只说关系模式易存在数据冗余大、增删改异常的话,没有动画及具体案例的配合,学生很难理解关系模式设计过程中规范化理论的作用。
(2)构建网络资源课程平台。教学手段多样,可以利用学校购置的“天空教室”系统软件和Blackboard网络教学工具研制数据库原理及应用网络教学平台。利用“天空教室”系统软件设计的网络资源课程如图1所示。同时收集国内外知名数据库专家讲课视频和自己多年研发的科研项目中部分典型案例分析作为教学的有益补充,构建数据库资源库,拓宽学生的知识面。
(3)增加师生交流渠道。组建基于Blackboard网络教学平台的讨论组、课程QQ群、飞信群和课程邮箱等,通过上述手段多渠道地与学生进行技术交流,以解决在学习过程中遇到的疑难问题。
4.实践环节和IT企业人才需求相结合,构建完备的实验体系
在实践教学环节中,学生是实践的主体,教师起主导作用,并给学生讲解目前从事IT行业需要什么技术、数据库原理及应用能为学生提供哪些技能。这种与IT人才市场对接的实验体系可以激发学生的实践兴趣,使学生采用自主发现+自主探索的方式进行实践才能取得较好的实践效果。
为实现实验教学目标,构建完备的实验体系,课程组将实验体系规划为五类,如操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型等实验类型。其中操作性实验就是教师根据学生实际情况精心编制在实验指导书上的具体例子。学生按照指导书上的操作步骤或代码在计算机上独立地操作一遍,以了解该实验的流程。如“数据库的创建与管理”实验,就是通过启动SQL Server2008,在SQL Server Management Studio中通过界面或SQL语句两种方式创建数据库,对数据库的初始大小、保存路径、增长方式等进行管理,使学生对该数据库管理系统有直观的理解,提高他们的学习兴趣。验证性实验就是对课堂讲授的数据库增删改基本语法,根据实验要求,在计算机上输入SQL语句检验自己是否掌握了相关语句,验证实验结果和理论上分析的结果是否一致。而综合性和设计性实验的主要目的是通过对理论教学的深入学习掌握SQL语句基本操作和数据库设计方法等知识。根据实验指导书的要求,可以让学生自己完成学生学籍管理系统数据库的设计或者设计模拟银行转账的存储过程等,进一步提高学生分析问题、解决问题的实践能力。研究创新型实验承担着整个课程中学生开发能力与自主创新能力培养的重要任务。该实验能够把前面零散学习数据库技术贯穿起来,以软件工程的思想为指导进行系统的设计分析与设计。通过当前比较流行的面向对象开发工具进行编程,完成一个中小型的数据库应用系统。这一过程和课程设计是一脉相承的。
5.严抓课程设计质量,发挥创新思维
课程设计是发挥学生创新思维、综合锻炼学生分析问题、解决问题、提高动手能力的过程。为此,在课程设计过程中把好课程设计的“选题”、“过程监督”、“结果评价”三道关至关重要。以2~3人组成课程设计小组,学生自由组合,并选一个协调能力强的学生为组长。教师以科研项目的子课题或一些学生所熟知的数据库应用系统为题目,供学生选择。学生也可根据自己生活中的具体案例自拟题目,但该题目必须要涵盖数据库原理及应用的主要知识点,并有一定的难度和工作量,经指导老师认可后才可以作为课程设计题目。接下来各小组成员都要按照数据库设计的六个阶段对所选题目进行分工协作,详细记录各阶段的标志性成果,如可行性报告、需求分析说明书、数据字典、编码规则等,[1]共同完成一个有一定实用价值的数据库应用系统,着力培养学生的团队协作精神、项目开发能力和职业素养。在结果评价过程中,要求每个同学介绍自己在课程设计系统开发过程中做了哪些工作、取得哪些阶段性的成果。不能与其他同学有交叉,并接受教师和其他小组代表的提问,采用去掉学生评定的最高分和最低分后加权求其平均值。其中教师权重系数为60%,学生权重系数为40%,以保证评价结果的客观性。
通过在课程设计具体项目中实践,提高了学生解决实际问题的动手能力,使学生综合运用所学知识并在锻炼中得到升华,使问题交流与表达、思维创新、团队协作、实践动手等能力得到显著提高,并为未来走向IT行业积累了宝贵的实战经验。
三、结束语
实践证明,以培养学生学以致用、所学知识与IT企业人才需求对接、提高教学质量为出发点的数据库原理及应用教学改革不仅丰富了教学方法及教学手段,激发了学生学习的积极性,提高了教学质量和教学效率,还有利于培养学生分析、解决实际问题的能力及团队协作精神,为学生从事IT行业奠定基础。诚然,由于不同高校以及学生情况存在一些差异,完全照搬其他学校的教学改革措施是行不通的,根据本校学生具体情况进行数据库原理及应用课程改革也不是一蹴而就的事情,仍存在很多问题需要完善,今后课程组仍将继续完善数据库的教学改革工作。
参考文献:
[1]王珊,萨师煊.数据库系统概论[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]白杨.基于案例驱动的《数据库原理及应用》课程教学模式研[J].电脑知识与技术,2012,8(1):5-6.
[3]王爱冬,张涛.项目教学法在《数据库原理及应用》课程教学中的应用研究[J].台州学院学报,2011,33(6):74-77.
一、教学目标分析
中等职业技术学校计算机专业的《数据库原理与应用》课程的任务是:介绍数据库技术的基本概念,熟悉数据库管理软件xBASE系列的基本操作,掌握程序设计的基本方法,初步掌握交互式开发工具,通过课程实习掌握小型应用软件的开发过程。
因此,本课程的教学目标是:使学生掌握数据库技术和数据库管理软件的基础知识和基本技能,掌握程序设计方法,具有开发小型应用系统的能力。为实现这一教学目标,要进行相应的教学改革,主要是课程的教学由传统“理论教学+笔试”模式改为“基础(包括基本理论和基本技能)教学+课程设计”模式。课程设计的目标是:培养学生利用各种媒体(包括传统媒体和Internet技术等)获取、加工、处理信息的能力,能够完成小型软件的开发。
二、活动目的
通过课程设计教学活动,让学生在已掌握数据库原理的基础上,通过对社会或生活需要的调查、分析,做出规划、设计,培养学生搜集信息的能力,开发小型应用软件,从而使学生掌握数据库知识意义和信息技能,提高自学能力和知识的综合能力和信息素养。
三、活动内容
活动内容包括指导学生从生活出发,搜集相关资料,分析需求情况,确定开发项目;要针对开发的项目再采集数据,进行系统规划,确定系统的框架;画出流程图,并以此写出FoxPro程序及进行调试和修改;编写系统使用手册;指导学生进行演示和组织评价工作;在课程设计中指导学生自学。
四、教学设想
课程设计采取以学生学习活动为主体的教学活动,学生在教师的要求和指导下,自主地确定设计的课题,确定软件的内容和表现方式,通过各种媒体进行自学。因此,在课程设计教学中教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。
五、教学对象
2000级计算机应用专业全体学生。
六、教学时间
2001年5月~6月。
七、教学过程
共分为五个阶段:
1.动员布置阶段
强调进行课程设计的意义,鼓励学生积极参与课程设计,激发学生的学习热情,培养良好学习环境。印发《〈数据库原理与应用〉课程设计说明》,详细地布置设计内容,完成工作,并推荐一些设计项目供学生参考,提高学生参与的积极性,动员更多的学生参与其中。
2.指导学生收集资料阶段
指导学生收集原始资料,初步确定课程设计项目,并上报指导教师,再由指导教师汇总,教师再根据情况进行个别或集中指导。
3.协助学生对资料进行分析、归纳阶段
对学生所收集到的资料进行分析,提出所要解决的问题,研究解决该问题的可行性。通过论证,确定课程设计项目。在这个阶段,教师要对学生所要解决的问题及解决问题的方法的科学性、合理性、可行性进行分析归纳。
4.指导规划设计阶段
学生根据所选课题,进行系统规划设计。包括确定软件(课题)功能、系统结构(数据流程)、程序流程、编写代码、调试程序。这是课程设计的主体部分,这个阶段我们对学生的指导原则是严格要求、规范设计、耐心指导、发扬个性、鼓励创新。
5.总结评价阶段
总结采取三种方法:学生自己演示课题,教师组织其他学生进行评价;教师总结表彰;学生书面总结。这个阶段的主要目的是“表扬先进,激励后进”,让学生展示自己的成果,分享成功的喜悦,总结学习成绩,增强学习信心;相互了解,通过对比发现差距,确立奋斗目标。
八、指导学生学习
在课程设计的教学过程中,学生的“学”是教学的中心。学生主动地学习,并自觉地应用相关知识,同时利用反馈的信息总结解决实际问题的方法。在教学中,一方面,教师要着力为学生创造一个良好的学习环境,使学生可以在其中进行自由探索和自主学习,并及时地为学生在探索过程中提供相应的帮助。另一方面,教师指导学生如何利用各种工具去获得信息资源(如文字资料、书籍、Internet资源等),使学生的学习环境空间得到充分扩展。
九、课程设计结果统计
课程设计结果统计是完整教学活动的组成部分,主要包括:
1.课题分布
2.课程设计评价统计
如何科学地进行课程设计的评价,主要考虑下列因素:(1)学生的综合能力;(2)学生应用信息的能力;(3)学生对教学之外知识的汲取能力;(4)学生的创造能力。具体从软件作品(包括所有要求上交的内容)的外观、软件说明书的编写、软件界面和使用方法、软件的结构、编写程序的算法和创新精神等方面进行评价。
十、问题思考
如何理解课程设计的目的和如何给学生进行科学的评价,是课程设计教学的重要问题。
课程设计教学不仅要求学生掌握相关的数据库理论和软件工程学的有关知识,更重要的是学生能够对它们形成意义建构,这是基于建构主义教学的核心。也就是说学生的知识不是通过人为的“灌输”,而是学生在自主学习中得到的。学生通过解决具体问题、查阅书籍和文字资料以及利用Internet寻找信息资源培养和提高了自学能力和信息素养,从而提高了学生的素质。因此,对学生课程设计的评价不应过分强调设计的本身,而应围绕学生的自主学习能力、协作学习过程中作出的贡献、是否达到意义的建构要求三个方面去进行的。