沈德海，傘曉麗，劉大成，邢 濤

（1.渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121000；2.清華大學(xué) 工業(yè)工程系，北京 100084；3.北京城市系統(tǒng)工程研究中心 北京 100089）

《數(shù)據(jù)庫原理》課程“項目-案例”式教學(xué)模式設(shè)計與實踐

沈德海1，傘曉麗1，劉大成2，邢 濤3

（1.渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121000；2.清華大學(xué) 工業(yè)工程系，北京 100084；3.北京城市系統(tǒng)工程研究中心 北京 100089）

從《數(shù)據(jù)庫原理》課程的特點(diǎn)和地位出發(fā)，分析了當(dāng)前高校在該門課程教學(xué)中存在的一些問題，提出了一種基于數(shù)據(jù)庫原理課程的“項目-案例”式教學(xué)模式。實踐結(jié)果表明，該教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們對數(shù)據(jù)庫的分析、設(shè)計及實際操作能力等方面效果良好，有效的提高了教學(xué)質(zhì)量。

數(shù)據(jù)庫原理；教學(xué)模式；案例；項目驅(qū)動

隨著信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，《數(shù)據(jù)庫原理》這門課程已經(jīng)成為各本科院校和高職高專等院校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程。但是，《數(shù)據(jù)庫原理》課程中相關(guān)概念和思想比較抽象，原理與實際應(yīng)用聯(lián)系不緊密，根據(jù)筆者對本校和其他院校學(xué)生的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)存在著機(jī)械盲目、知識點(diǎn)理解不透徹、理論與實踐脫節(jié)等嚴(yán)重問題。為此，我們需要思考和探索如何有效地提高這門課程的教學(xué)質(zhì)量以推進(jìn)這門課程的教學(xué)模式改革，這也是我院“適用型人才培養(yǎng)模式改革”的一個重要分支。

1 《數(shù)據(jù)庫原理》課程的地位和特點(diǎn)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是當(dāng)今計算機(jī)技術(shù)中的一個重要分支，在現(xiàn)代信息社會中應(yīng)用極其廣泛，涉及到各個領(lǐng)域，尤其是企事業(yè)信息管理方面[1-2]?！稊?shù)據(jù)庫原理》課程是各高校計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程，學(xué)好該門課程，學(xué)生能夠在數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)過程中正確地選擇數(shù)據(jù)庫平臺，合理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，提高軟件開發(fā)的質(zhì)量，為今后的畢業(yè)和就業(yè)打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。

《數(shù)據(jù)庫原理》課程包括數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用3部分知識，相應(yīng)部分邏輯性強(qiáng)且抽象，內(nèi)容枯燥，許多知識點(diǎn)聯(lián)系不緊密，學(xué)生普遍感到理論部分較難，因而傳統(tǒng)教學(xué)模式勢必導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低，學(xué)習(xí)盲目，對理論知識掌握模糊，不能將所學(xué)知識很好地應(yīng)用到實踐中去。因此，如何提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好的理解和掌握數(shù)據(jù)庫的理論知識，能夠正確應(yīng)用到軟件開發(fā)的實踐中，是該門課程教學(xué)模式改革的關(guān)鍵所在。

2 《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)中存在的問題

當(dāng)前各高校的計算機(jī)、信息管理等專業(yè)都開設(shè)了《數(shù)據(jù)庫原理》課程，教學(xué)模式基本上采用的是傳統(tǒng)教學(xué)模式，因此，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織、教學(xué)評價等方面不可避免存在著很多弊端，直接導(dǎo)致該門課程教學(xué)質(zhì)量的下降，無法達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。筆者在以往的《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)中，經(jīng)過多角度的觀察、分析和研究，總結(jié)出了傳統(tǒng)教學(xué)模式存在以下幾個方面的問題。

2.1 教學(xué)內(nèi)容書本化

傳統(tǒng)教學(xué)模式中教學(xué)內(nèi)容完全依賴于教材，教學(xué)幻燈片上的教學(xué)內(nèi)容就是教材內(nèi)容的簡化版，而且傳統(tǒng)的經(jīng)典教材主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為中心，介紹基本原理。主要包括數(shù)據(jù)庫介紹、關(guān)系模型的基本概念、關(guān)系代數(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢語言、關(guān)系系統(tǒng)的查詢優(yōu)化、關(guān)系模式規(guī)范化、數(shù)據(jù)庫安全性和完整性以及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容，其中的原理內(nèi)容占據(jù)了大部分，教材中很少涉及到具體的應(yīng)用[3]。另外，傳統(tǒng)教材中只注重理論的系統(tǒng)化，聯(lián)系實際較少，而且內(nèi)容更新速度慢，許多新技術(shù)不能及時納入進(jìn)來。如果教學(xué)內(nèi)容照搬教材，沒有變化。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會缺少學(xué)習(xí)興趣，很難深入理解數(shù)據(jù)庫中的一些重要技術(shù)更不知如何將理論運(yùn)用到實踐中去。

2.2 教學(xué)方法單一

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，比較注重傳授數(shù)據(jù)庫的理論知識和片面的操作技能。在理論教學(xué)中，通常是選用經(jīng)典教材，教學(xué)方法以課堂講授理論為主，對課程中各部分內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解[4]。在這種灌輸型的教學(xué)方法下，學(xué)生對于理論知識的接受是非常被動的，加之理論性又較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用聯(lián)系不緊密，教師與學(xué)生之間缺少互動，使得多數(shù)學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)會感到枯燥、厭煩，逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，聽課狀態(tài)不佳。教師也會感到疲憊和無奈，學(xué)生對理論知識掌握不牢固，教學(xué)效果很不理想。在實踐教學(xué)中，多是驗證性試驗，教師演示后由學(xué)生再去做。另外，若干個實驗題目不能有機(jī)地結(jié)合在一起，因此，導(dǎo)致學(xué)生知其然不知其所以然，他們的思考能力、設(shè)計能力及綜合運(yùn)用能力得不到進(jìn)一步的提高。

2.3 教學(xué)組織不靈活

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，《數(shù)據(jù)庫原理》課程理論教學(xué)和實驗教學(xué)的采用的教學(xué)組織形式基本是一樣的，即大班整體教學(xué)，不分組，同一專業(yè)的2個班或3個班在一起上課。在這樣的教學(xué)組織環(huán)境下，不利于學(xué)生的積極思考和自主學(xué)習(xí)，學(xué)生之間的競爭意識和團(tuán)隊合作精神不能得到激發(fā)和培養(yǎng)，同時，也不利于教師對學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)和傳授知識。

2.4 課程考核不合理

課程考核是教學(xué)評價中的一項重要內(nèi)容，課程考核主要考查學(xué)生對所學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)教學(xué)模式下的課程考核主要是以知識為中心，考查學(xué)生對所學(xué)知識的數(shù)量和掌握程度[5-8]。《數(shù)據(jù)庫原理》課程具體考核標(biāo)準(zhǔn)通常是“筆試+上機(jī)考試+考勤”模式，其中筆試所占比重最大，一般占總評成績70%以上，上機(jī)考試和考勤所占比重較小。課程考核方式注重理論知識層面的考核，卻忽視了學(xué)生的認(rèn)知能力、組織能力、實踐操作能力等綜合素質(zhì)。這樣“一刀切式”考核方式下的“合格”或“不合格”的評判結(jié)果是極其不合理的，對于那些筆試分?jǐn)?shù)低但實踐操作能力強(qiáng)的學(xué)生來說是不公平的，而且更嚴(yán)重的是這種考核方式逐漸使學(xué)生們滋生了一種“重理論，輕實踐，重死記，輕理解”的不良心態(tài)，不利于學(xué)生身心的健康發(fā)展。

3 “項目-案例”教學(xué)模式的探索與實踐

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，借鑒以有的教學(xué)模式提出了“項目-案例”式教學(xué)模式，教學(xué)模式以開發(fā)項目為驅(qū)動，以案例講解為引導(dǎo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織、教學(xué)評價等多個方面分析和設(shè)計《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)，現(xiàn)從如下幾個方面介紹。

3.1 教學(xué)模式的中心思想

“項目-案例”式教學(xué)模式的理論依據(jù)是學(xué)習(xí)動機(jī)理論和建構(gòu)主義理論，該模式以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性為根本出發(fā)點(diǎn)。整個教學(xué)體系中以案例教學(xué)、項目實施為主線，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實質(zhì)性的改進(jìn)，結(jié)合理論知識，融入了“教學(xué)案例”的實踐內(nèi)容，將理論和實踐很好的結(jié)合到了一起。學(xué)生以小組為單位，分階段合作完成事先選擇的實驗項目。最后以“筆試+答辯”方式對學(xué)生進(jìn)行整體考核，從多角度考查了學(xué)習(xí)效果，教學(xué)模式的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 “項目-案例”教學(xué)模式的體系結(jié)構(gòu)Fig.1 Architecture of“Project-Case” Teaching Mode

3.2 教學(xué)模式的操作程序

1）改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，融入案例

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容上存在的問題，“項目-案例”式教學(xué)的實施首要解決的就是改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，不能照搬書本。具體方法是對經(jīng)典教材“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概率”的教學(xué)內(nèi)容做了增刪改。增加了案例教學(xué)內(nèi)容，案例選取了學(xué)生比較熟悉的“學(xué)分查詢與管理系統(tǒng)”，將整個案例開發(fā)過程中涉及到的數(shù)據(jù)庫知識部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，并分解到各章節(jié)，與相應(yīng)知識點(diǎn)結(jié)合。由于學(xué)時有限，需要對于教材中與實際應(yīng)用聯(lián)系很少或過于理論化的知識點(diǎn)進(jìn)行刪減，比如“關(guān)系演算語言ALPHA”、“域關(guān)系演算語言QBE”、“關(guān)系數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化”等。對于教材內(nèi)容中與實驗或案例中不一致的語法、方法進(jìn)行修改。比如教材中的SQL實例是在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)“Kingbase Enterprise Server”上運(yùn)行的，其中有很多在我們的實驗平臺“SQL Server”上是無法運(yùn)行的，需要做修改。另外，在章節(jié)順序上做了相應(yīng)調(diào)整，將“關(guān)系數(shù)據(jù)理論”和“數(shù)據(jù)庫設(shè)計”章節(jié)提到“關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL”章節(jié)之前，這樣是為了與下面的學(xué)生項目開發(fā)階段相呼應(yīng)。

2）劃分項目小組，確立題目

項目驅(qū)動使學(xué)生在自己感興趣的項目開發(fā)過程中，結(jié)合所學(xué)知識，主動地進(jìn)行知識的建構(gòu)，達(dá)到解決實際問題能力的教學(xué)目標(biāo)。在學(xué)期的一開始，教師將項目和具體要求布置給學(xué)生。項目題目可由教師提供，也可由學(xué)生自擬。學(xué)生組成項目小組共同完成一個項目。小組成員的劃分要兼顧性別、能力等的差異，合理安排。整個項目共分4個階段完成，每一階段都包含具體的任務(wù)，其進(jìn)度是與教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)的，如表1所示。

表1 項目階段進(jìn)度及具體任務(wù)分配表Tab.1 The allocation table of the project phase schedule and the specific task

3）案例教學(xué)，分組討論

在數(shù)據(jù)庫原理的 “項目-案例”教學(xué)模式中，教師將數(shù)據(jù)庫原理的知識點(diǎn)分散融入到教學(xué)案例 “學(xué)分查詢與管理系統(tǒng)”的開發(fā)過程中，使得原本枯燥的理論變得現(xiàn)實和鮮活，突出了技術(shù)性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)案例的選取比較關(guān)鍵，“學(xué)分查詢與管理系統(tǒng)”比較貼近學(xué)生，在分析、開發(fā)時涉及的業(yè)務(wù)流程比較容易接受。教學(xué)案例貫穿整個《數(shù)據(jù)庫原理》課程的知識體系。教師對案例系統(tǒng)開發(fā)的整個過程要認(rèn)真分析，精心選取系統(tǒng)開發(fā)每個階段所涉及的核心知識點(diǎn)，比如需求分析、概念模型、關(guān)系模式等基礎(chǔ)知識，將這些嵌入到案例系統(tǒng)開發(fā)的不同階段講授。在對每個核心知識點(diǎn)的講授過程中，教師要精心準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置課堂教學(xué)情境，采用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生對案例的學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)過程中以“提出問題-分析問題-解決問題”方式進(jìn)行，以項目小組為單位對于一些典型的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行分組討論，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，加強(qiáng)師生互動，活躍課堂氛圍，增強(qiáng)教學(xué)效果。

在案例教學(xué)的實施過程中，為了使開發(fā)過程更加完整和連貫，教師要引入一些新的技術(shù)，比如.net技術(shù)、web數(shù)據(jù)庫技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)反映了當(dāng)前軟件開發(fā)的最新潮流，既可以使學(xué)生初步了解當(dāng)前軟件開發(fā)的趨勢，又可以使學(xué)生全面掌握數(shù)據(jù)庫的實際應(yīng)用，較快速的投入到實際項目開發(fā)中去。

4）教學(xué)網(wǎng)站輔導(dǎo)

為了配合課程教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)方法多樣化，建立一個課程教學(xué)網(wǎng)站。網(wǎng)站包括課程資源下載（課件、視頻、電子書、案例材料）、留言板、虛擬課堂（相當(dāng)于聊天室功能）、在線測試、作業(yè)/項目查詢與提交等幾個主要模塊。由于課堂時間有限，學(xué)生的項目大部分都在課外時間去完成，不可避免地遇到一些問題，在這種情況下，教學(xué)網(wǎng)站發(fā)揮了作用，學(xué)生們可以在必要時登陸教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，可以與同學(xué)、老師在虛擬的空間里進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，進(jìn)一步彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的時空限制。課程教學(xué)網(wǎng)站不僅方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高了教師的工作效率，而且也拉近了學(xué)生之間，師生之間的距離，為“項目-案例”教學(xué)模式的開展提供了巨大的技術(shù)支持和有效的保障。

5）實施課程考核

傳統(tǒng)的課程考核方式偏重于理論知識，忽視了實踐能力。在“項目-案例”教學(xué)模式下，具體考核方案包括兩大項：筆試+項目答辯，比重各占50%。筆試是由學(xué)校統(tǒng)一安排的期末考試；項目答辯在課程結(jié)束后的一周內(nèi)進(jìn)行，由學(xué)院組織本專業(yè)相關(guān)教師對本課程各小組的項目成果進(jìn)行考核。與畢業(yè)論文答辯類似，項目答辯考查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫的分析與設(shè)計能力、論文規(guī)范程度、團(tuán)隊合作情況、數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用能力等方面。該模式下的課程考核方式減少了理論知識考核的比例，增加了對學(xué)生的數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計及實際操作能力的考核力度，很好地體現(xiàn)了本課程的教學(xué)目標(biāo)的要求。

3.3 對比數(shù)據(jù)分析

為了驗證“項目-案例”式教學(xué)模式的效果，將我院同一專業(yè)的2007級1～3班 （以下稱為對比班）和2008級的1～3班（以下稱為實驗班）進(jìn)行了實驗測試和問卷調(diào)查（人數(shù)均為78人），對比班采用的是傳統(tǒng)教學(xué)模式，實驗班采用的是“項目-案例”式教學(xué)模式，實驗測試和問卷調(diào)查均在學(xué)期課程結(jié)束后進(jìn)行，統(tǒng)計數(shù)據(jù)分別如表2和表3所示。

表2 實驗測試成績對比統(tǒng)計Tab.2 Comparative statistical data experimental test results

實驗測試從測試分?jǐn)?shù)上對比學(xué)生在數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計和實際操作能力上的差異。表2的測試結(jié)果表明，實驗班的測試成績整體均高于對比班，其中90～100分段和80～89分段的人數(shù)明顯增多，60～69和60以下分段人數(shù)大幅度減少，說明了實驗班的分析、設(shè)計和應(yīng)用能力強(qiáng)于對比班。

表3 學(xué)習(xí)興趣對比統(tǒng)計Tab.3 Comparative statistical data of interest in learning

調(diào)查問卷主要檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度的變化，表3是對實驗班和對比班在學(xué)習(xí)興趣上的問卷調(diào)查的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從表中不難看出，實驗班學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯高于對比班，說明了采用“項目-案例”式教學(xué)模式對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣起到了非常重要的作用。

4 結(jié)束語

“項目-案例”式教學(xué)模式是在現(xiàn)代教學(xué)理念的基礎(chǔ)上提出來的，充分體現(xiàn)了“教育要以學(xué)生為本”的思想。教學(xué)從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性出發(fā)，以提高學(xué)生的數(shù)據(jù)庫分析和設(shè)計能力、數(shù)據(jù)庫實際操作能力為宗旨。教學(xué)過程中教師以“案例引導(dǎo)”貫穿整個課程的知識系統(tǒng)，學(xué)生以“項目驅(qū)動”為主線構(gòu)建對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技能的體系。教學(xué)模式從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了積極探索與改革，經(jīng)過一年多的教學(xué)實踐，學(xué)生的實踐能力得到很大提高，反響很好，教學(xué)效果比較明顯。為了更充分地發(fā)揮“項目案例式”教學(xué)模式的優(yōu)越性，還需要在今后的教學(xué)過程中做進(jìn)一步研究和探索。

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Design and practice of project-case teaching mode in “database principles”

SHEN De-hai1， SAN Xiao-li1， LIU Da-cheng2， XING Tao3
（1.College of Information Science and Technology，Bohai University，Jinzhou121000，China；2.Department of Industrial Engineering，Tsinghua University，Beijing100084，China；3.Beijing Research Center of Urban Systems Engineering，Beijing100089，China）

According to the character and status of the “database principles” course， analyzes the some problems existed in the course teaching in current university， proposes a “project-case” teaching model based on database principles course.Practical results indicates the teaching model has better effects in stimulating students’ interest in learning， improving their analysis abilities and design abilities and practical skills for the database，it improves the teaching quality effectively.

database principles； teaching mode； case； project-driven

G642.4

A

1674－6236（2012）05-0022-04

2012-01-15稿件編號：201201063

國家自然科學(xué)基金項目（70871067）；北京市科學(xué)技術(shù)研究院創(chuàng)新團(tuán)隊計劃項目（IG201106N）；渤海大學(xué)2011年校級教學(xué)改革研究基金項目（2011B1-12）

沈德海（1978—），男，遼寧興城人，碩士，講師。研究方向：計算機(jī)課程教學(xué)研究、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與圖像處理。