摘要：通過對數(shù)據(jù)庫技術(shù)專業(yè)人才能力結(jié)構(gòu)和特征的研究，提出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，分析當前高校數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關(guān)課程的教學現(xiàn)狀，從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)、教學層次的區(qū)分、實踐教學的創(chuàng)新等幾個方面，探討提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學質(zhì)量的途徑。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；知識結(jié)構(gòu)；教學層次；教學質(zhì)量
　　
　　大量信息處理是當前社會生活的重要特征，計算機作為信息處理的主要工具，其學科在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展迅速，為適應(yīng)這一形勢，國內(nèi)高校將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論與技術(shù)的教學作為計算機專業(yè)和信息管理專業(yè)教學的重要組成部分，此外，為達成提高大學生信息素質(zhì)的目的，有相當數(shù)量的非信息類專業(yè)的本、?？埔查_設(shè)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)有關(guān)的課程。然而，據(jù)筆者觀察，數(shù)據(jù)庫的教學質(zhì)量并不理想。數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)是計算機學科中一個較為獨立的分支，其內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)理論與新技術(shù)研究等多個層面，而我們在實際的教學中，往往不去區(qū)分授課對象專業(yè)背景和知識背景，千篇一律地以同樣的教材、同樣的內(nèi)容、同樣的方法施教，教師達不成教學目標，學生無所適從，學習成效較差。對此，本文系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學中存在的一些問題，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點提出提高教學質(zhì)量的五個途徑，以供探討。
　　1理清數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)
　　數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)是計算機學科中一個較為獨立的分支，研究數(shù)據(jù)如何高效地組織與管理。當前，我們把數(shù)據(jù)庫作為計算機學科一個分支，然而，數(shù)據(jù)管理(信息管理)自從有文明以來就是人類重要活動之一，長期以來，人們積累的數(shù)據(jù)管理的理論和經(jīng)驗，到今天依然有其價值，是數(shù)據(jù)庫理論的重要組成部分。計算機的發(fā)明給數(shù)據(jù)管理帶來了革命性的變化，因為計算機具有的存儲數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)傳輸便捷、計算速度快且準確的特點，所以當今數(shù)據(jù)管理活動無不以圍繞計算機技術(shù)而展開。
　　1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)
　　筆者對一名勝任的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)專業(yè)人員所需的知識結(jié)構(gòu)作了研究，得到結(jié)果如表1所示[1-2]。
　　表1中“基礎(chǔ)知識”一項所列的課程是學習數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識的先行課程，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)專業(yè)人員提供必要的計算機軟硬件知識，數(shù)理邏輯知識和信息檢索的基本原理和方法，這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)、管理和應(yīng)用的基礎(chǔ)?！皵?shù)據(jù)庫基本原理與設(shè)計”一項是作數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計所需的基本理論知識和規(guī)范，當前存在的各種數(shù)據(jù)庫模型中，關(guān)系數(shù)據(jù)模型最為成熟，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理的教學還是以關(guān)系數(shù)據(jù)模型為核心的，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理是通往數(shù)據(jù)庫世界的入門鑰匙。其次半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)XML有很好的應(yīng)用前景。“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)”一項是將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計藍圖變成實實在在的可運行的系統(tǒng)所需的知識和技巧，涉及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的物理層?！皵?shù)據(jù)庫新技術(shù)及延伸”一項所列的是數(shù)據(jù)庫理論、模型、技術(shù)的新研究領(lǐng)域及相關(guān)聯(lián)的一些延伸領(lǐng)域?！吧虡I(yè)系統(tǒng)及代碼開源系統(tǒng)”列出的是商業(yè)上成熟應(yīng)用的一些數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)，是軟件公司推出的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，作為數(shù)據(jù)庫從業(yè)人員，熟悉若干DBMS的使用是必要的，不過，前提是掌握前幾項所列的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本知識。其中Postgresql的源代碼是開放的，而且是免費的，適合作數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究對象。各部分知識構(gòu)成的關(guān)系如圖1所示。
　　1.2當前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性偏差
　　1.2.1基礎(chǔ)知識的學習欠缺
　　目前國內(nèi)高校中系統(tǒng)學習數(shù)據(jù)庫知識的主要是計算機專業(yè)和信息管理專業(yè)學生。對計算機專業(yè)來說，計算機軟硬件知識和數(shù)據(jù)邏輯知識方面的課程開設(shè)是充分的，欠缺的是信息檢索和情報學方面的相關(guān)課程設(shè)置，這種現(xiàn)狀不利于培養(yǎng)學生的信息素質(zhì)和信息意識。而對信息管理專業(yè)來說，計算機和數(shù)理邏輯知識相對較少，這對進一步深入學習數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識是一個障礙。另外，有些高校的信息管理專業(yè)招生是文理兼收(比如筆者所在單位)。比較來看，文科學生對計算機與數(shù)理邏輯知識接受能力較差，所以干脆不開設(shè)計算機系統(tǒng)原理和離散數(shù)學這兩門被認為很難的課程，這不能不說是個遺憾。另外，值得一提的是，為普及信息知識而開設(shè)數(shù)據(jù)庫課程的非信息類專業(yè)，基礎(chǔ)知識總是被忽略，學生在沒有任何基礎(chǔ)的情況下即開始學習數(shù)據(jù)庫原理或一些商業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用，這樣做無異于“空中搭樓閣”。當然，限于學時，對非信息類學生不可能進行這些基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)教學，如何有效縮減這些基礎(chǔ)知識以利于這一類學生的教學值得我們研究。
　　1.2.2對商業(yè)系統(tǒng)的學習認識不足
　　如上文提到的，作為數(shù)據(jù)庫從業(yè)人員，熟悉若干DBMS的使用是必要的，原因主要有兩點：一是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常情況下需要以這些產(chǎn)品為平臺；二是獲得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用的直覺經(jīng)驗，也就是感性認識。但正如圖1所示，對各類商業(yè)系統(tǒng)的研究和使用是需要前4個知識模塊作支撐的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的，教學上不能以此為本。然而，在實際的數(shù)據(jù)庫教學中，有些教師卻把學習這一類系統(tǒng)產(chǎn)品的使用(如VFP、Sql server、Oracle)作為教學的主體，這是本末倒置。若以學習某一數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品為主體進行教學，則后果可能是：學生學習了產(chǎn)品的各種使用細節(jié)，依然對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)建一無所知，從而造成學生學習興趣降低，失去進一步深入探究數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理的動力。另外，有些高校甚至要求學生學習多門(多達4～5門)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的課程，從VFP、Paradox、SQL Server到Oracle都有，暫且不論這些單位是否具備相應(yīng)的實驗條件，學習內(nèi)容的重復已足以讓學生厭倦，同時也讓學生產(chǎn)生“所謂數(shù)據(jù)庫技術(shù)就是用好這些數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品”這樣的荒謬認識。關(guān)于商業(yè)系統(tǒng)的教學，筆者認為，比較好的辦法是選擇一個教師已經(jīng)熟練掌握的且較為典型的一個軟件系統(tǒng)展開教學，同時應(yīng)鼓勵學生自學其感興趣的數(shù)據(jù)庫軟件，針對能力強的學生，甚至可以啟發(fā)他們?nèi)ラ_發(fā)一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)原型，據(jù)筆者了解，國外有不少數(shù)據(jù)庫商業(yè)系統(tǒng)軟件，其原型就是在校大學生設(shè)計開發(fā)的。
　　1.2.3系統(tǒng)實現(xiàn)教學偏弱
　　表1中所列“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)”一項是將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計藍圖變成實實在在的可運行的系統(tǒng)所需的知識和技巧，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識很重要的組成部分。然而，教師普遍在這部分內(nèi)容教學上投入的精力不足，究其原因，主要是：1)國內(nèi)普遍使用的教材將“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計”和“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)”二項合并，作為一門課程由一名教師來講，而我們的教師在授課時存在“重理論、輕實現(xiàn)”現(xiàn)象，再加上學時限制，后面的教學內(nèi)容自然就不受重視了；2)這部分內(nèi)容雖然涉及的是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的物理層，然而實際上肉眼是看不到的，教師講起來有難度，學生也覺得抽象，學起來吃力，產(chǎn)生“教學相怠”；3)部分教師和學生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)的重要性認識不夠，認為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)工作大部分可以交給商業(yè)DBMS去做，沒必要費力去追根問底。為加強數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)的教學，筆者認為：1)應(yīng)該將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)作為一門單獨的課程，由在這方面有專長的教師授課；2)制作一些高質(zhì)量的多媒體演示(如動畫)來展現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的物理層活動，提高教學效果；3)不能認為DBMS能做的就沒必要搞清楚，理解DBMS的工作原理本身就是學生應(yīng)該具備的知識。
　　2區(qū)分數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識的教學層次
　　當前社會生活與信息的處理和服務(wù)息息相關(guān)，人們幾乎每天都會和各種各樣的數(shù)據(jù)庫直接或間接地打上交道。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關(guān)從業(yè)人員按所從事的工作性質(zhì)可以分為4種角色：1)數(shù)據(jù)庫相關(guān)理論與技術(shù)的研究人員；2)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和維護人員，統(tǒng)稱為工程人員；3)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)管理人員(DBA)；4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶。這4類人員在知識結(jié)構(gòu)上、能力和素質(zhì)要求上是不同的，作為高校，培養(yǎng)這4類人才，在教學上應(yīng)區(qū)別對待。
　　
　　2.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的教學層次
　　為實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的教學目標個性化，我們可以將培養(yǎng)不同類型的人才分為4個教學層次：研究層次、工程層次、管理層次和應(yīng)用層次，各自教學側(cè)重點也有差別[3]，如表2所示。
　　2.2各層次教學特點
　　2.2.1研究層次
　　開展數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究需要有本專業(yè)方向上較為深厚的理論基礎(chǔ)和寬泛的專業(yè)知識背景，能了解和把握前沿的理論創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)明。在面向這一層次的教學中，應(yīng)提高基礎(chǔ)知識和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)的學習考核標準，尤其是目前偏弱的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)方面的內(nèi)容，更應(yīng)予以加強。此外，對數(shù)據(jù)庫新技術(shù)及其延伸的相關(guān)科目應(yīng)多涉及一些，拓展學生思路，培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)。值得一提的是，在實踐環(huán)節(jié)上，常用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究價值并不高，可以鼓勵學生對代碼開放的一些DBMS(如Postgresql)作探索性的研究和使用，為自行研制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)原型打下基礎(chǔ)。
　　2.2.2工程層次
　　培養(yǎng)勝任的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程人才是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教學的重點。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和維護是一個系統(tǒng)工程，在教學上，除傳授必要的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關(guān)知識以外，應(yīng)對下列能力和知識的培養(yǎng)有所側(cè)重：1)對具體業(yè)務(wù)過程進行分析、建模的能力；2)將客觀世界的信息轉(zhuǎn)化為計算機中數(shù)據(jù)表達的能力；3)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計理論；4)程序設(shè)計能力；5)軟件工程；6)商業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺的應(yīng)用。
　　另外，對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程人才的培養(yǎng)，將任務(wù)驅(qū)動機制引入實踐教學很有必要。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，除需具備數(shù)據(jù)庫技術(shù)知識以外，還要對所面向的業(yè)務(wù)過程做出適宜的分析和建模。引導學生結(jié)合具體的任務(wù)，從系統(tǒng)的規(guī)劃、分析開始，一步一步地完成概念建模、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、管理程序設(shè)計等，最后完成系統(tǒng)原型。這個過程可以培養(yǎng)學生在實踐中綜合應(yīng)用所學知識對實際問題進行分析和解決問題的能力。
　　2.2.3管理層次
　　對一個現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)進行有效的管理是數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)的職責，其職責內(nèi)容主要有：1)決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；2)決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略；3)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；4)監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行；5)數(shù)據(jù)庫的改進和重組。毫無疑問，一個合格的數(shù)據(jù)庫管理員應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)工程方面的知識，此外，由于DBA所面向的是多用戶(多到可以是一個企業(yè)所有的工作人員)的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對企業(yè)來說，高級的DBA就是CIO(首席信息官)，所以提升學生的管理素質(zhì)和與人溝通的能力也很重要[4]，在教學上，對諸如信息資源管理、組織行為學、信息經(jīng)濟學等管理類課程的教學應(yīng)予以側(cè)重。
　　2.2.4應(yīng)用層次
　　對為提高信息素質(zhì)的非信息類專業(yè)學生進行數(shù)據(jù)庫教學屬于這個層次。當前國內(nèi)普通高校有相當數(shù)量的非信息類專業(yè)的本、?？崎_設(shè)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)有關(guān)的課程，目的是利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來存儲和獲取所需的信息。這類學生計算機基礎(chǔ)知識并不多，且也不會花過多學時來學習數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這給教學帶來難度。不過，即使作為一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶，若不具備數(shù)據(jù)庫原理的基本知識，也不能正確、有效地使用數(shù)據(jù)庫。為適應(yīng)這一層次的教學，我們可以有針對性地將相關(guān)內(nèi)容做縮減，濃縮成一門課程讓學生學習?？s減的方法可根據(jù)學生的類別(文科還是理科)和知識背景等具體情況而定，不過，至少應(yīng)涵蓋下列內(nèi)容：1)計算機基礎(chǔ)知識；2)信息檢索基本原理和方法；3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型；4)關(guān)系數(shù)據(jù)操作(含關(guān)系運算、標準SQL語言、約束與觸發(fā)器)；5)一種商業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的基本應(yīng)用。
　　3注重實踐教學的創(chuàng)新
　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)知識是理論與實踐并重的，相關(guān)課程具有應(yīng)用性、系統(tǒng)性強的特點，教學上，除教師課堂講授外，還應(yīng)有多種實踐教學形式加以輔助。實踐教學應(yīng)注重培養(yǎng)學生的自主思考、自主學習和動手的能力，教師在設(shè)計實踐內(nèi)容和方法時不必拘泥于固有的實踐教學模式，應(yīng)以提升學生的分析問題、解決問題能力為目的勇于創(chuàng)新。
　　3.1實踐教學形式的多樣性
　　實踐教學在形式上不應(yīng)僅限于“教師布置題目，學生到機房上機操作”，根據(jù)不同的教學目標，因地制宜采取多種實踐教學形式，包括課程上機實驗、課程設(shè)計、案例系統(tǒng)演示、優(yōu)秀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)觀摩、項目開發(fā)實踐，社會調(diào)查、畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計等等。
　　3.2實踐教學環(huán)節(jié)的改進
　　目前實踐教學環(huán)節(jié)存在實踐教學的內(nèi)容和范圍局限性大、實踐環(huán)節(jié)難以激發(fā)學生興趣、考核標準難以統(tǒng)一且流于形式。為保證實踐教