劉加伶,馮 欣,尹 靜
(重慶理工大學計算機科學與工程學院,重慶 400054)
在當前的計算機應(yīng)用領(lǐng)域中,數(shù)據(jù)庫占有重要的地位。例如:在企業(yè)、銀行、大型商業(yè)、學校、政府機關(guān)等機構(gòu),數(shù)據(jù)庫已成為存儲業(yè)務(wù)信息的主要方式。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)和計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心,它已成為先進信息技術(shù)的重要組成部分。2002年,在《中國計算機科學與技術(shù)學科教程 2002》(簡稱CCC2002)中,《數(shù)據(jù)庫原理》課程被列為16門核心課程之一,地方高校的IT類專業(yè)都開設(shè)了該門課程并將其作為專業(yè)基礎(chǔ)課程來定位和建設(shè)。
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,可視化程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)和軟件工程等計算機技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了大融合,由此帶來了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展和進步。然而,一般本科院校IT類專業(yè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的教學現(xiàn)狀卻不能很好適應(yīng)社會對數(shù)據(jù)庫人才需求的變化,主要表現(xiàn)為:
1.專業(yè)設(shè)置不能反映數(shù)據(jù)庫人才需求。隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展和進步,國家對數(shù)據(jù)庫技術(shù)人才的要求也發(fā)生了變化。這就要求我們對數(shù)據(jù)庫技術(shù)人才的培養(yǎng)模式做出相應(yīng)的調(diào)整。
各類企業(yè)、公司對數(shù)據(jù)庫技術(shù)人才的要求區(qū)別很大,例如,數(shù)據(jù)庫的用戶主要是使用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),他們是從綜合應(yīng)用的角度掌握數(shù)據(jù)庫的基本知識,了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、使用方法。應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員是在DBMS上開發(fā)信息系統(tǒng)的專門技術(shù)人員,需要掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的方法,要利用DBMS提供的接口開發(fā)應(yīng)用,進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。對于大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則非常需要有經(jīng)驗的高水平的DBA來管理、維護數(shù)據(jù)庫,包括日常的性能檢測、故障排除、數(shù)據(jù)備份、安全審計、系統(tǒng)升級等。因此,社會對數(shù)據(jù)庫技術(shù)人才的需求是多層次、多類型、多視角的,這就要求本科院校設(shè)置相關(guān)的專業(yè),提供對口的人才。
2.課程模式滯后于數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展。目前一般本科院校IT類專業(yè)主要以《數(shù)據(jù)庫原理》+《數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計》的課程模式進行教學,而數(shù)據(jù)庫技術(shù)的知識層次和內(nèi)容體系已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化。例如網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的DBMS、支持多層體系結(jié)構(gòu)與中間件技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)倉庫等新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。因此,在數(shù)據(jù)庫課程上也應(yīng)緊緊圍繞IT專業(yè)人才的需求,對不同IT人才分別“量身”制定層次性的課程培養(yǎng)模式[1]。
3.教學模式單一。目前一般本科院校IT類專業(yè)的教學仍然主要以統(tǒng)一的“授課+課程設(shè)計的模式”,對不同專業(yè)學生的教學缺乏針對性和層次性。這樣,學生仍然缺乏對專業(yè)的認識以及應(yīng)具備的實踐能力和創(chuàng)新能力。按照學校關(guān)于加強學生實踐能力和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的要求,我們的教學目標應(yīng)具有“基礎(chǔ)、應(yīng)用和綜合”的層次性,用一句話概括,就是使學生具備“對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的認知、分析、設(shè)計、應(yīng)用能力和學科素質(zhì)”。這樣的教學目標較為龐大,單靠一門課程、一個課程設(shè)計是難以達到的[1]。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫課程教學往往忽略了IT類各專業(yè)培養(yǎng)目標的區(qū)別,在課程安排和課程內(nèi)容講授上大同小異,特別是缺乏對課程體系整體層次的把握。要滿足社會對數(shù)據(jù)庫技術(shù)人才的多層次、多類型、多視角需求,僅僅通過原有模式的教學是難以實現(xiàn)的。我們需要進一步研究數(shù)據(jù)庫技術(shù)的課程體系和教學模式,從不同的角度來構(gòu)建科學的教學體系,組織課程體系的內(nèi)容,并在科學的體系上培養(yǎng)學生的能力。因此,IT類專業(yè)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系內(nèi)容應(yīng)該根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標,將整個數(shù)據(jù)庫的教學內(nèi)容劃分為相互依賴、漸進提高的多個層次,由此構(gòu)成多類型、多層次、多視角需求的課程內(nèi)容體系。
1.多類型。目前IT產(chǎn)業(yè)對數(shù)據(jù)庫人才的需求主要分為:數(shù)據(jù)庫綜合應(yīng)用人員(包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員(包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā))和數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)三大類。高校的IT類專業(yè)人才供給應(yīng)分別針對三類人才設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)方向,將IT類專業(yè)劃分為:信息管理和技術(shù)、計算機科學與技術(shù)、軟件工程,如圖1所示。
圖1 IT產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫人才需求與高校IT類專業(yè)方向分類
這三類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和主要的數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程分別為:
(1)信息管理和技術(shù)。本專業(yè)培養(yǎng)掌握現(xiàn)代管理知識和計算機技術(shù),具有計算機信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計和信息管理的知識與技能,能承擔經(jīng)濟管理活動中信息的管理與分析和計算機信息系統(tǒng)的開發(fā)與維護的信息管理高級專業(yè)人才。
數(shù)據(jù)庫相關(guān)主要課程:程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、信息系統(tǒng)分析與設(shè)計、電子商務(wù)、信息資源組織與管理、信息系統(tǒng)分析設(shè)計、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。
(2)計算機科學與技術(shù)。培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,具有良好的人文和科學素養(yǎng),受到良好的實際應(yīng)用訓練,掌握本學科的基本理論、專業(yè)知識和技能,具有較強的解決實際問題的能力,能夠承擔軟硬件開發(fā)、維護與管理工作的高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才。
數(shù)據(jù)庫相關(guān)主要課程:程序設(shè)計語言(C、C++等)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、.Net應(yīng)用軟件開發(fā)系列課程及應(yīng)用實踐。
(3)軟件工程。培養(yǎng)具有良好的人文、科學素養(yǎng),受到良好的應(yīng)用訓練,掌握軟件工程的基本理論、掌握國際上最新的軟件開發(fā)技術(shù)和軟件項目管理方法,具有較強的實踐動手能力,能從事信息技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)工作的高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才。
數(shù)據(jù)庫相關(guān)主要課程:程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(Java)、Windows程序設(shè)計、Web程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、軟件工程導論、軟件質(zhì)量保障與測試等。
2.多層次。由于數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展和新技術(shù)的出現(xiàn),以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)為主線,可以把數(shù)據(jù)庫技術(shù)劃分為以下6個知識層次:
(1)啟蒙層:計算機基礎(chǔ)?!坝嬎銠C基礎(chǔ)”是所有IT類專業(yè)以及非IT類專業(yè)了解并學習計算機的入門課程及公共基礎(chǔ)課程。“計算機基礎(chǔ)”課程中介紹了數(shù)據(jù)庫的一般概念,以及Access數(shù)據(jù)庫的基本功能和應(yīng)用。這為IT類專業(yè)學習數(shù)據(jù)庫提供了啟蒙知識。
(2)奠基層:程序設(shè)計基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?!俺绦蛟O(shè)計基礎(chǔ)”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是IT類專業(yè)必修的學科基礎(chǔ)課程。其中,“程序設(shè)計基礎(chǔ)”相關(guān)課程主要學習高級程序設(shè)計語言,以及結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想,為IT類專業(yè)學習數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)提供基本的編程技能;“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程介紹數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和訪問方式,為IT類專業(yè)學生學習數(shù)據(jù)庫的二維表結(jié)構(gòu)和物理存儲模型提供了儲備知識。
(3)起步層:數(shù)據(jù)庫原理和技術(shù)相關(guān)課程。IT類各專業(yè)方向開始學習數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)知識。從起步層開始,各專業(yè)方向的數(shù)據(jù)庫教學趨于差異化。根據(jù)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)課程的知識側(cè)重點也有所區(qū)別。
計算機科學與技術(shù)專業(yè)設(shè)置“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”課程,主要學習數(shù)據(jù)庫的基本概念,數(shù)據(jù)庫在軟件開發(fā)中應(yīng)用以及SQL語言檢索應(yīng)用等,側(cè)重數(shù)據(jù)庫技術(shù)知識點的應(yīng)用。
軟件工程專業(yè)設(shè)置“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程,主要學習關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本概念、SQL語言、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法等,側(cè)重掌握數(shù)據(jù)庫基本原理和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)技能。
信息管理技術(shù)專業(yè)設(shè)置“數(shù)據(jù)庫原理”課程,主要學習關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論和SQL語言等,側(cè)重于數(shù)據(jù)庫原理及理論知識。
(4)應(yīng)用層:數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)、建模和資源管理。該層中計算機科學與技術(shù)和軟件工程專業(yè)都主要側(cè)重于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)(包括與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相關(guān)的Windows應(yīng)用程序開發(fā)、與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫等有關(guān)的.net應(yīng)用程序開發(fā)、Web應(yīng)用程序開發(fā)等)。而信息管理與技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用方向則主要培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫分析和建模技術(shù)(如“數(shù)據(jù)庫建模”課程),以及數(shù)據(jù)管理和信息檢索應(yīng)用(如“信息資源管理”課程)。
(5)進階層:數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計和測試。該層中計算機科學與技術(shù)和軟件工程專業(yè)主要在“軟件工程”課程中學習有關(guān)數(shù)據(jù)庫設(shè)計和測試的內(nèi)容。信息管理與技術(shù)專業(yè)則在“信息系統(tǒng)分析與設(shè)計”相關(guān)課程中進一步學習數(shù)據(jù)庫、web數(shù)據(jù)庫的分析設(shè)計,以及數(shù)據(jù)庫測試方法;另外,還進一步學習大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫等先進數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
(6)深化層:數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已隨著產(chǎn)業(yè)界各類分析型應(yīng)用成為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的一個重要分支,是數(shù)據(jù)庫知識的理論升華。“數(shù)據(jù)挖掘”相關(guān)課程是所有IT類專業(yè)的專業(yè)選修課程,各專業(yè)學生可根據(jù)個人學業(yè)和就業(yè)發(fā)展選擇對相關(guān)技術(shù)進行深入學習和研究[2]。
3.多視角需求。表1從系統(tǒng)角度構(gòu)建了多層次的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程內(nèi)容體系。該體系滿足各IT專業(yè)對數(shù)據(jù)庫教學多層次的要求,也滿足各專業(yè)視角對人才培養(yǎng)的多視角需求。例如:滿足計算機科學與技術(shù)專業(yè)與軟件工程專業(yè)培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人才的需求;滿足信息管理與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計與管理,信息資源管理等方面人才的需求[3]。另外,數(shù)據(jù)庫實踐教學應(yīng)遵循循序漸進的多層次教學方案:課程設(shè)計→綜合課程設(shè)計→企業(yè)實習→畢業(yè)設(shè)計。
表1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系
從表1數(shù)據(jù)庫課程知識體系中可以看出,數(shù)據(jù)庫技術(shù)的相關(guān)知識點散布在相關(guān)的不同課程中,如《數(shù)據(jù)庫原理》《大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)》《數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘》《信息系統(tǒng)分析設(shè)計》《軟件工程》《應(yīng)用程序設(shè)計》等,各課程自成一體,各自為陣,課程內(nèi)容難免簡單重復(fù)和遺漏。因此,提煉課程的重點知識點,并實現(xiàn)知識點有機聯(lián)接是數(shù)據(jù)庫教學體系建設(shè)的關(guān)鍵。
關(guān)聯(lián)知識點的選取不僅要考慮知識點本身重要性,也要重點考慮與下層(即前期課程基礎(chǔ))課程和上層(后續(xù)課程)的關(guān)聯(lián),以及學生對課程實際掌握的情況。圖2給出了根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程體系構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)知識點體系。
圖2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)關(guān)聯(lián)知識點教學體系
其中,啟蒙層的計算機基礎(chǔ)課程可提供一些數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)相關(guān)的啟蒙知識,并初步接觸數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本操作;奠基層主要提供程序設(shè)計的基本思想、流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)概念。在教學過程中,這些知識點應(yīng)作為課堂教學的重點內(nèi)容,并強調(diào)其與后續(xù)數(shù)據(jù)庫課程的緊密關(guān)聯(lián)性。處于起步層的數(shù)據(jù)庫原理、技術(shù)及基礎(chǔ)應(yīng)用課程的教學是整個教學體系“承上啟下”的中間層,在知識點相應(yīng)課程的教學中,教師應(yīng)首先通過回顧相應(yīng)先行課程的關(guān)聯(lián)知識點來引導學生,如在講解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫二維表結(jié)構(gòu)時,可先將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及順序表結(jié)構(gòu)的基本概念進行回顧,從而實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)、物理存儲結(jié)構(gòu)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫二維表結(jié)構(gòu)概念的銜接。處于應(yīng)用層的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)課程需承接來自起步層的數(shù)據(jù)庫設(shè)計、關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言、數(shù)據(jù)庫鏈接等相關(guān)知識點,并為進階深化層提供數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及綜合數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本知識和技能。此外,考慮到學生學習相關(guān)知識的遺忘性,在較高層的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容教學中,應(yīng)盡量提煉與低層課程內(nèi)容的關(guān)聯(lián)知識點,如進階深化層的大型、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用中可繼續(xù)將數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)中的數(shù)據(jù)庫鏈接作為關(guān)聯(lián)知識點,從而加強學生在此知識點上的記憶和學習。
依次提煉相應(yīng)課程的教學關(guān)聯(lián)知識點,可實現(xiàn)教學內(nèi)容相互依賴、相互支撐、循序漸進,鞏固記憶的完整數(shù)據(jù)庫教學體系。
數(shù)據(jù)庫課程是IT類專業(yè)學生課程中的重中之重。學好數(shù)據(jù)庫課程要在計算機基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序開發(fā)等先修課程的基礎(chǔ)上,從基本理論知識開始,逐步進入不同的實踐環(huán)節(jié)。這一切都需要有一個良好的循序漸進的課程和教學體系。因此,通過構(gòu)建滿足多類型、多層次、多視角需求的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系框架,可實現(xiàn)相關(guān)課程內(nèi)容之間的有機聯(lián)系,優(yōu)化教學內(nèi)容。通過進一步建立基于知識點關(guān)聯(lián)的教學體系,挖掘數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系內(nèi)部以及與其他基礎(chǔ)或?qū)I(yè)課程的有機聯(lián)系,可實現(xiàn)多層次的、循序漸進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學體系。在數(shù)據(jù)庫教學中,應(yīng)將基于知識點關(guān)聯(lián)的教學方法在教學組內(nèi)進行規(guī)范統(tǒng)一,使不同的教師在講授同一門課程時能達到大致相同的教學效果。
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