王令群++李凈++王振華++袁小華

摘 要： 上海海洋大學空間信息與數字技術專業(yè)具有鮮明的海洋特色，而現有教材中缺少海洋數據的特色，結合本專業(yè)對課程的要求，在組織教學時，將海洋相關項目中用到的實際數據庫改寫成適合教學的案例，使學生在消化課程知識點時，為后續(xù)專業(yè)課程奠定基礎。

關鍵詞： 數據庫原理 海洋特色 案例教學

21世紀是海洋的世紀，不僅是人類全面認識、開發(fā)和保護海洋的世紀，更是培養(yǎng)高水平海洋科學人才的世紀[1]。在中共中央政治局就建設海洋強國進行第八次集體學習中，中共中央總書記習近平在主持學習時強調，建設海洋強國是中國特色社會主義事業(yè)的重要組成部分，黨的十八大作出了建設海洋強國的重大部署。

上海海洋大學根據國家海洋事業(yè)發(fā)展的需要，立足于上海的區(qū)位優(yōu)勢，于2010年率先在上海市開設了“空間信息與數字技術”專業(yè)。數據庫原理作為空間信息與數字技術專業(yè)（以下簡稱數計專業(yè)）的專業(yè)必修基礎課，教學大綱僅要求該課程講述數據庫的理論知識、如何存儲、使用和管理數據，所有教材中缺乏海洋數據的應用，但該課程在與后續(xù)專業(yè)課程的銜接上迫切需要加入海洋相關項目的案例，引導學生使用數據庫存儲管理海洋數據，從數據庫中發(fā)現、分析出現的海洋災害、利用海洋為人類服務，如“風暴潮”災害，“赤潮”災害，海水養(yǎng)殖，等等。

1.數據庫原理課程現狀

數據庫原理課程本身是一門理論性和實踐性很強的課程，現階段數計專業(yè)該課程授課方式依然采用傳統(tǒng)的講臺授課模式，老師課堂授課、布置課后作業(yè)，學生被動聽、課后做作業(yè)，有些學生干脆抄襲作業(yè)，自覺參與差，教學效果一般，該課程和后續(xù)專業(yè)課程的銜接做得也不夠好，現階段最突出的兩大問題如下：

（1）海洋專業(yè)特色弱。

多源、動態(tài)及空間關聯性等海洋數據特性使其有別于傳統(tǒng)工業(yè)數據，傳統(tǒng)的數據庫原理中缺少了海洋數據的特色，不適應于該數技專業(yè)的教學。

（2）課時量有限，實踐課時偏少。

數據庫原理總課時為48學時，講授32學時，實踐16學時，做8次實驗：Create語句建庫和表，單表查詢，多表連接查詢，子查詢，數據更改，視圖的定義和使用，安全管理，備份和恢復數據庫，沒有足夠的課時完成一個完整的數據庫使用的實驗。

2.面向海洋需求的數據庫原理案例教學

在教學時，采用案例驅動的方式，在準備案例時，教師針對該專業(yè)對數據庫課程的要求，從實際海洋項目中編寫可用于教學的案例供學生學習、參考、實踐，引導學生使用數據庫存儲管理海洋數據，從數據庫中及時發(fā)現海洋災害、進行海水養(yǎng)殖等，避免學生的知識結構和后續(xù)課程內容要求之間出現斷層。

以海洋災害預報為例：

海洋災害工作流程為：數據監(jiān)測—數據管理—數據分析—災害預測預報—災害評估—災后重建。

災害預報的基本流程為：（1）通過海洋災害數據的監(jiān)測，獲取數據；（2）建立一個融合后的數據庫，包括溫、鹽、流、深，流速、流向等，數據；（3）通過對數據庫中的各類監(jiān)測數據進行分析；（4）對分析數據進行管理；（5）對分析數據進行應用，進行災害的應急預案生成（所以應急預案需加入數據庫）；（6）災害評估及損失評價；（7）災后重建。

實際教學中，建庫、建表、查詢、數據更改、視圖、安全管理、備份和恢復數據庫等所需的實例均可從該項目中抽取，學生既掌握了數據庫的知識點，又對海洋有了充分理解。

再如：海水養(yǎng)殖苗種投放環(huán)節(jié)中，涉及以下一些管理需求。

水產品養(yǎng)殖涉及許多養(yǎng)殖企業(yè)，每個養(yǎng)殖企業(yè)有唯一的編號，每個養(yǎng)殖企業(yè)需要存儲其企業(yè)名稱、負責人、地址、聯系電話和郵箱。而每個養(yǎng)殖企業(yè)擁有多個池塘，池塘通過池塘編號來標識，每個池塘需要描述池塘的長度、寬度、高度、面積和負責人。

每個池塘都會投放很多水產品苗種，苗種用蝦苗批次編號標識，而一個池塘會投放多個批次的苗種。在投放中要記錄投放苗種的數量、投放日期、苗種的親本蝦和規(guī)格（規(guī)格相當于數量的單位）等信息。每一批次的苗種在投放池塘前還需要檢驗并記錄檢驗信息，包括檢驗日期、蝦苗全長和規(guī)格合格率、基本安全指標是否通過及檢驗人等。一個檢驗人可以檢驗多個批次的苗種，而一個批次的苗種也需要經歷多個檢驗人的檢驗。

其ER圖如圖1所示。

在關系數據庫的規(guī)范化設計知識點處，講解到設計不合理的關系模式的弊端時，教師需要將該數據庫編輯成不規(guī)范的數據庫，如：描述員工信息及檢測池塘的關系模式E-I-S（員工工號，身份，辦公室，蝦苗批次編號，池塘編號，安全指標是否通過），假設員工身份決定了其所在的辦公室，不同檢查人員對池塘檢查的結果可能也有誤差，員工工號，蝦苗批次編號，池塘編號為主碼。

通過具體實際數據，該數據庫可能導致數據冗余問題、數據更新問題、數據插入問題、數據刪除問題等異常，要求學生課后將其分解成符合3NF的關系模式。

為解決課時量有限、實踐課時偏少的問題，教師采用案例授課時學生采用自主學習模式，充分利用學生的課余時間，進行有效的教—做—答疑的互動，強調教中實踐、實踐中思考、交流中提升；教師布置若干綜合實踐作業(yè)，學生分組完成，自主學習完后各小組通過“以強帶弱、以老帶新”的方式合作完成綜合實踐作業(yè)。這種模式引導學生進行自主式、探究式學習，突出學生在學習過程中的主體和主人地位，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，逐步掌握發(fā)現問題、分析問題、解決問題的能力。

3.結語

結合專業(yè)面向海洋需求的特點，將海洋相關實際項目案例經過改進后用于教學，使學生對專業(yè)有進一步了解，為后續(xù)的專業(yè)課程奠定基礎。

參考文獻：

[1]馮士筰，王修林，高艷.適應新形勢，加快海洋科學教育的發(fā)展[J].中國大學教學，2002（增刊1）：23-25.

[2]何世鈞，張書臺，袁小華，等.基于海洋發(fā)展戰(zhàn)略需求的空間信息與數字技術專業(yè)課程體系建設[J].計算機教育，2014，10：75-77.

[3]梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設計模式研究—基于國內外微課程的對比分析[J].開放教育研究，2013，19（1）.

[4]Maureen J.Lage，Glenn J.Platt，Michael Treglia.Inverting the Classroom：A Gateway to Creating an Inclusive Learning Environment[J].The Journal of Economic Education，2000，31（1）.

[5]李燕君.翻轉課堂模式下的計算機網絡課程教學[J].第七屆全國計算機網絡教學研討暨網絡工程專業(yè)建設研討會論文集，P30-34.

上海海洋大學重點課程建設項目（A-0209-15-0302-46）