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研究型教學(xué)模式在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中的應(yīng)用
研究型教學(xué)模式在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中的應(yīng)用
王伊蕾，李濤
（魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，山東煙臺264025）
摘要：本文針對目前數(shù)據(jù)庫教學(xué)的現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫教學(xué)模式的幾點不足。筆者結(jié)合實際的教學(xué)經(jīng)驗，提出了一種新的研究型教學(xué)模式，包括前導(dǎo)式案例教學(xué)、頭腦風(fēng)暴法的課堂教學(xué)、課程內(nèi)和課程間知識點的整合以及由教師引導(dǎo)的創(chuàng)新型學(xué)習(xí)方法。
關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)；前導(dǎo)式案例教學(xué)；頭腦風(fēng)暴；創(chuàng)新型學(xué)習(xí)
作者簡介：王伊蕾（1979-），女（漢族），山東濟南人，博士，網(wǎng)絡(luò)工程系副主任，講師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全。
一、前言
《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》是本科計算機類各專業(yè)的核心課程或必修課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。既可以培養(yǎng)學(xué)生計算機操作能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫管理能力以及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力。研究型教學(xué)模式是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)各自的興趣、愛好和條件，選擇不同研究課題，獨立自主地開展研究，從中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的突出特征是堅持在學(xué)習(xí)過程中的自由選題、自主探究和自由創(chuàng)造，與以往教學(xué)模式相比，研究型教學(xué)模式更有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
本文提出的新的研究型教學(xué)模式在原有研究型教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，針對本校學(xué)生的具體情況，對多年的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》教學(xué)經(jīng)驗進行總結(jié)，從案例教學(xué)、頭腦風(fēng)暴法、知識點整合、教師引導(dǎo)創(chuàng)新型學(xué)習(xí)等幾個方面進行了研究，將其應(yīng)用到實際教學(xué)中，并且取得了良好的教學(xué)效果。
二、數(shù)據(jù)庫教學(xué)現(xiàn)狀與不足
筆者總結(jié)幾年的課堂教學(xué)經(jīng)驗，得出幾點傳統(tǒng)教學(xué)的不足。
1.課程理論教學(xué)方面，因為學(xué)生沒有相關(guān)的項目實戰(zhàn)背景，在學(xué)習(xí)理論時普遍感覺概念抽象、難于理解。例如學(xué)生無法真正體會E-R圖的作用，不知道如何建立若干關(guān)系，為什么這樣建立關(guān)系。在后半程理論學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生僅僅掌握幾個孤立的知識點，例如學(xué)生不知道為什么建立審計機制，如何使用并行控制機制等，不會設(shè)計和評價具體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，無法完成預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。另外理論學(xué)習(xí)的過程枯燥乏味，加之學(xué)生無法體會理論的用處，從而使得學(xué)習(xí)處于被動狀態(tài)。
2.課程實驗教學(xué)方面，目前關(guān)于數(shù)據(jù)庫的實驗大多是驗證性的，學(xué)生把課本中的例題和課后習(xí)題輸入驗證，因此實驗失去了本來的作用，而實驗內(nèi)容也因為缺乏創(chuàng)新，無法激發(fā)學(xué)生的興趣，失去了提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的輔助作用。
3. 課程設(shè)計環(huán)節(jié)的用意在于為學(xué)生提供一個平臺，將《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的前序課程《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和后續(xù)課程《軟件工程》融匯貫通，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫的作用。然而在實際教學(xué)過程中，這一環(huán)節(jié)基本無法執(zhí)行，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的上機編程使用的是C或者C++，而軟件工程所做的項目大多是B/S模式，需要使用的語言是ASP或JSP，數(shù)據(jù)庫中的SQL語言需要嵌入ASP或JSP，但不同的宿主語言嵌入SQL的格式不盡相同。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程時普遍感覺實際用處不大，缺乏學(xué)習(xí)興趣。
三、研究性教學(xué)模式的實施
對于大學(xué)教育而言，積極研究開發(fā)研究型課程，并在教學(xué)實踐中鼓勵運用研究型學(xué)習(xí)的方法，是培養(yǎng)研究型人才的可行途徑之一。
1.前導(dǎo)式案例教學(xué)。傳統(tǒng)的案例式教學(xué)一般是在描述了原理之后，給出有關(guān)的典型事例，從而一目了然地幫助學(xué)習(xí)者建立相關(guān)的圖式，案例教學(xué)法已成為一種較為成功的教學(xué)方法。研究型教學(xué)模式提倡在學(xué)習(xí)理論之前給學(xué)生充分的思考空間，只有真正經(jīng)過研究的問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中才能掌握好、記得牢。本文提出的前導(dǎo)式案例教學(xué)在不學(xué)習(xí)理論知識的前提下，將往屆學(xué)生的成功案例展示給學(xué)生，讓學(xué)生接觸實實在在的東西，建立數(shù)據(jù)庫的第一印象，讓學(xué)生觀察案例中包括幾個表，適時提出問題，為什么要建這幾個表，建表的依據(jù)何在，表中的字段如何安排，如何控制表的完整性和安全性。當(dāng)然往屆學(xué)生的案例可能會有一些缺陷，但是較之設(shè)計完整、功能完善的大型系統(tǒng)，這些小系統(tǒng)更能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。通過演示案例，簡單介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的某些算法，例如排序算法、查找算法在案例中的應(yīng)用，讓學(xué)生了解為什么《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的先序課程以及它在整個案例中的作用。然后分模塊介紹該案例，并且簡單介紹軟件工程的基本知識，讓學(xué)生了解《軟件工程》為什么是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的后續(xù)課程。通過第一次課中的案例引出為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫，學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)庫能干什么事情，并且把案例中的知識重點分散到各個章節(jié)，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫各章節(jié)的連貫性，能夠全局把握本書的內(nèi)容，做到有目的地、主動地學(xué)習(xí)。
2.頭腦風(fēng)暴法的課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中，教師可以將課后習(xí)題布置給學(xué)生，要求學(xué)生在短時間內(nèi)完成，并且鼓勵學(xué)生盡可能多地應(yīng)用多種方法解題，同時教師還可以將歷年學(xué)生的習(xí)題答案和應(yīng)屆學(xué)生的答案作對比，看他們掌握到何種層次。最后由教師將所有的答案整理分類，分為正確和錯誤兩大類，課堂上為學(xué)生講解可以用什么樣的方法正確作答，另外從理論上分析錯誤類的問題所在，提示學(xué)生以后避免發(fā)生類似的錯誤，然后在上機時為學(xué)生演示習(xí)題結(jié)果，加深學(xué)生的印象。例如筆者在教學(xué)過程中，以第三章課后習(xí)題四“求沒有使用天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號JNO”為例，正確做法包括用NOT IN引出的嵌套查詢、連接查詢、兩個集合的差操作和EXISTS與IN引出的嵌套查詢等幾種操作，錯誤的做法包括“=”的錯誤使用、JNO選擇范圍錯誤、表連接錯誤和ANY的錯誤使用等一些錯誤。頭腦風(fēng)暴法的應(yīng)用拓寬了學(xué)生的思維，使學(xué)生了解到習(xí)題的解答不僅有一種方案，可以使學(xué)生充分掌握各種SQL語句。
3.課程內(nèi)和課程間知識點整合。研究型教學(xué)模式不僅僅單純把知識灌輸給學(xué)生，還注重培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自學(xué)能力，注意大學(xué)期間各門課程之間的聯(lián)系。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中認為數(shù)據(jù)庫的知識點太零散、抽象，不容易掌握，因此失去了學(xué)習(xí)的興趣。如在第一章緒論，介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點———數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易擴充，在學(xué)生還沒有關(guān)系的概念及內(nèi)容的時候，就顯得抽象、空洞。又如關(guān)系代數(shù)和SQL語句都是對關(guān)系運算的描述語言，在這兩者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別，如何進行兩者之間的轉(zhuǎn)換。通過這樣的兩個問題來思考兩者之間的聯(lián)系。又如在數(shù)據(jù)庫設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，要使用前面章節(jié)的關(guān)系理論的知識，來對初步的關(guān)系模式進行范式識別、規(guī)范化處理，針對設(shè)計過程中的實例進行分析處理，在強化關(guān)系理論知識的同時，掌握它的實際應(yīng)用。
本文提出的知識點整合包括兩方面的內(nèi)容，一方面指合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、知識點，加強各章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系，使學(xué)生易于理解、掌握，形成一個完整的知識架構(gòu)。另一方面還指將《離散數(shù)學(xué)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》、《軟件工程》和《操作系統(tǒng)》等多門課程知識點的整合。在教學(xué)過程中，不斷地將其先序和后繼課程的知識點貫穿其中，讓學(xué)生充分了解到不僅這門課程內(nèi)部有連貫性，整個大學(xué)四年的課程都具有連貫性。例如，在課程之間離散數(shù)學(xué)中的存在量詞、全稱量詞、蘊含都在數(shù)據(jù)庫的元組關(guān)系演算中有所體現(xiàn)，而在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，存在量詞、全稱量詞、蘊含又是SQL語句中EXISTS謂詞子查詢的基礎(chǔ)。教師應(yīng)該在充分熟悉《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》這門課的同時，也應(yīng)了解《離散數(shù)學(xué)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《軟件工程》和《操作系統(tǒng)》等多門課程的基本知識點，才能做到課程內(nèi)部和課程之間內(nèi)容的真正整合。
4.教師引導(dǎo)的創(chuàng)新型學(xué)習(xí)。學(xué)生的動手能力和實踐能力首要在課程實驗中逐步培養(yǎng)，因此，教師的引導(dǎo)作用就顯得極為重要。課程的綜合設(shè)計性實驗對大多數(shù)學(xué)生來說是一個較大的跨越，涉及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計和SQL SERVER 2000的融合問題。教師應(yīng)該為學(xué)生搭起支架，給學(xué)生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生去探究。如怎樣在VB的環(huán)境里訪問SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫，如何對數(shù)據(jù)庫進行更新和查詢操作，這是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的最基本的問題。對于在學(xué)習(xí)過程中感覺有困難的同學(xué)，還要結(jié)合實驗項目，講解具體的ADO的連接方式、信息的插入、刪除、修改以及查詢功能的具體實現(xiàn)語句，并按照編程過程一步步演示，這樣讓學(xué)生對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)有直觀的實際的理解，逐步為后期課程設(shè)計打下動手的基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程進行教學(xué)改革也是為了緊跟數(shù)據(jù)庫的前沿技術(shù)，積極跟蹤當(dāng)前數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的水平和趨勢來培養(yǎng)管理類人才。本文分析了數(shù)據(jù)庫教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)了課程理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計等方面的不足，究其原因，主要是學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。然后提出了一種新的研究型教學(xué)模式，在原有概念的基礎(chǔ)上對其進行了改進。筆者將這些新的措施應(yīng)用于實際的教學(xué)，實踐表明這些措施能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在扎實的理論基礎(chǔ)之上，培養(yǎng)學(xué)生的實踐與動手能力、創(chuàng)新能力。
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