夏彬,張少嫻
(南京郵電大學計算機學院、軟件學院、網絡空間安全學院,南京210023)
自從2013 年6 月19 日,我國在韓國首爾召開的國際工程聯(lián)盟大會上成為了《華盛頓協(xié)議》的第21 個協(xié)議組織成員,這在一定程度說明了我國工程教育的質量得到了國際社會的普遍認可。這種面向成果產出的教育理念想要貫徹在中國各高等學校的教育之中絕非易事,但事實也證明了OBE 理念教育所培養(yǎng)出來的學生在實際的應用場景中擁有非常好的適應能力[1]。
《數據庫系統(tǒng)》作為一門理論與實踐并重的課程,就是貫徹OBE 教育理念非常合適的課程。理論性在于關系數據模型的復雜性,實踐性在于數據庫是目前所有計算機應用類最為底層的應用層。然而在過去的課程體系中,這門課的授課導向過于理論化教學,使得學生很難在課程中學習到能夠實際應用的技能。因此,如何基于OBE 理念重新構建《數據庫系統(tǒng)》課程體系是亟需解決的關鍵問題[2]。
我們的研究目標是基于OBE 教育理念,將《數據庫系統(tǒng)》這門課建設成一個理論與實踐并重的課程。在OBE 的教學模式指導下,學生掌握了什么知識和是否能夠將知識靈活地應用在實際的復雜工程問題中,遠比學生如何去學習、什么時候去學習要重要的多。因此遵循這一教育理念,正是我們推陳出新、放開束縛、勇于創(chuàng)新教學形式的強大驅動力。
此外,我們也需要明白,學生是未來中國社會的中堅力量,他們的創(chuàng)新能力直接影響了我國未來的發(fā)展?jié)摿εc趨勢。因此通過貫徹OBE 教學理念,增強學生對知識的掌握與靈活應用,對復雜問題的分析與解決能力是非常關鍵的問題[3-4]。
通過學習《數據庫系統(tǒng)》這門課,學生應當全面了解數據庫的基本概念、關系數據庫語言SQL、數據庫設計的理論和步驟與方法、數據庫系統(tǒng)的組成及數據庫管理系統(tǒng)的主要功能與實現技術、基于主流數據庫管理系統(tǒng)的數據庫應用系統(tǒng)開發(fā)方法,理解數據庫應用系統(tǒng)軟件的開發(fā)流程,掌握開發(fā)管理信息系統(tǒng)(MIS)的基本技能,才能為今后從事數據庫系統(tǒng)的開發(fā)或在數據庫技術方面繼續(xù)深造奠定基礎。本課程融合數據庫基礎、數據庫管理系統(tǒng)和數據庫應用技術于一體,以關系數據庫為重點,全面系統(tǒng)地介紹數據庫的基本概念、數據庫語言SQL、數據庫設計的理論、數據庫設計的步驟與方法、數據庫管理系統(tǒng)各項功能的實現技術和數據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)方法。通過本課程的學習,學生應該:熟悉數據庫系統(tǒng)的組成及有關概念,熟悉數據模型的有關概念,熟悉數據庫管理系統(tǒng)的數據庫保護功能;熟練運用SQL 語言的主要語句;理解數據庫設計的有關理論;掌握數據庫設計各主要階段的設計方法;初步掌握數據庫應用系統(tǒng)開發(fā)方法。
針對OBE 理念在《數據庫系統(tǒng)》這門課上的展現,我們的改革措施注重于理論教學與課程實踐兩者的有機融合,主要體現在以下幾個方面:
(1)使學生加深對數據的理解,掌握關系數據模型的概念、數據庫系統(tǒng)的組成、數據庫管理系統(tǒng)的主要功能與實現技術、關系數據庫語言SQL、數據庫設計的理論,能夠分析和解決數據管理工程問題。
針對中國教育工程認證中畢業(yè)要求1-4 掌握計算機科學與技術的專業(yè)知識,能將專業(yè)知識用于分析和解決計算機及應用領域內的復雜工程問題,我們在課程內容的設置上不再僅僅局限于數據庫相關的理論知識教學,而更加注重于對知識的理解并將這種能力應用于解決同類型的工程問題之中。在過往的《數據庫系統(tǒng)》教學過程中,由于主講教師缺乏一定程度的工程背景,因此在教授此類偏向于應用的課程時缺乏實踐知識的關聯(lián)。這不僅導致了學生在學習知識的過程中枯燥乏味、難以理解,并且學到的知識很難轉換成解決實際問題的工具。因此,在實際的教學中,應當積極地將理論問題結合應用案例,以滿足學生“學有所用”的OBE 理念。
(2)使學生掌握數據庫設計的步驟與方法、數據庫應用系統(tǒng)開發(fā)方法,能夠根據用戶需求,合理地設計數據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)方案。
針對中國教育工程認證中畢業(yè)要求3-2 能夠根據用戶需求,選取適當的研究方法和技術手段,確定復雜工程問題的解決方案,我們在課程內容的選擇上設置了部分具有難度的復雜工程問題。在傳統(tǒng)的數據庫系統(tǒng)考試中,我們按照問題的難易度劃分,設置了不同類型的考題用以測試學生對該門課程知識的掌握與應用情況。雖然大部分的考題可以直接反映學生對知識點的掌握情況,但實際上卻很難考核學生對掌握知識的應用能力。OBE 理念最為重要的就是以產出為驅動力改革現有的教學體系結構。因此為了確保學生更好地將知識轉化為應用,不僅在授課的過程中需要代入更加完整的應用實例去滲透一個個知識點,更應當在最后的考試環(huán)節(jié)中增加知識應用類大題的分值比重。根據課堂上學生對應用案例的反饋情況以及考試中解題出現的問題,可以更好地持續(xù)改進和優(yōu)化目前的課程體系,以滿足OBE 理念的要求。
(3)使學生掌握主流數據庫管理系統(tǒng)產品以及前端開發(fā)工具的使用方法,能夠根據擬定的數據庫應用系統(tǒng)開發(fā)方案,配置開發(fā)環(huán)境、進行開發(fā),綜合分析系統(tǒng)運行效果,評價系統(tǒng)的數據管理性能。
針對中國教育工程認證中畢業(yè)要求4-2 能夠根據實驗方案,配置實驗環(huán)境、開展實驗,使用定性或定量分析方法進行數據分析與處理,綜合實驗結果以獲得合理有效的結論,我們在原本限于理論教學的《數據庫系統(tǒng)》課程中增設了實驗課程。在以往的教學中,《數據庫系統(tǒng)》這門課被認定為一門理論教學課程。雖然數據庫相關的知識中存有大量復雜的邏輯關系與架構證明等,但這并無法擺脫數據庫是一門以SQL 語言為基礎的應用類科學技術。因此對知識理解得再好,對案例了解得再清楚,都不如自己親身將學到的知識應用于實際的工程問題當中。這種應用和考試時寫下簡短的解決方案與偽代碼不同,只有在實際的應用過程中才會發(fā)現許許多多的問題,而解決這種問題正是學生畢業(yè)以后走上工作崗位會接觸到的東西。因此,針對《數據庫系統(tǒng)》這門理論性與實踐性并重的課程,構建一個實際的工程問題,并讓學生從頭到尾獨立地解決這一復雜工程問題是十分必要的。
(4)通過系統(tǒng)開發(fā)實驗,使學生能夠合理使用現代信息技術工具。
針對中國教育工程認證中畢業(yè)要求5-1 能夠合理使用計算機專業(yè)涉及的現代儀器、軟硬件平臺、開發(fā)測試工具、配置管理工具、信息檢索工具等現代信息技術工具,我們對該課程的實踐課上所使用的工具與技術需要做到年年更新,以保證學生在學習過程中接觸到的是最新的技術。在過往的教學中往往存在這樣一個很嚴重的問題,主講教師在開設課程的第一年精心地準備上課的內容,然而在接下來許多年的教學活動中仍舊使用開設課程時準備的課程體系與內容。這一行為其實嚴重地違背了OBE 理念中最為重要的持續(xù)改進思想。這種持續(xù)改進的思想不僅僅是根據學生和專家的各種反饋對課程體系進行調整,在課程內容的改進上也一樣重要。明明MySQL 的版本已經升級到8.0了,然而課件上仍然是2.0 時候的案例。先不說老舊版本工具的學習是否能在日后實際的工程問題中直接使用,新版本更新取代了很多舊版本的特性,而這些新增和拋棄的特性會直接影響學生是否可以更好應用掌握的知識。因此不僅僅在教學內容上應當持續(xù)改進,在實踐過程中的工具也應當與時俱進。
教育一直是國家發(fā)展的重要基礎保障,課程教育不僅僅是為了保證學生能夠在課堂上課程的理論基礎,更是幫助學生在走上社會以后,面對實際問題擁有隨機應變、不斷創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。本文以《數據庫系統(tǒng)》這門課為例,介紹了基于產出導向的教育理念在課程體系中的重要性,并以此為基礎重構了《數據庫系統(tǒng)》的課程體系。以數據庫系統(tǒng)理論教學為基礎,通過增設的一系列實踐類教學方法,增強學生在學習過程中對知識的掌握,更關鍵的是如何應用掌握的知識更好地解決復雜工程問題。徹底貫徹以學生掌握的知識和如何應用知識為主導,勇于創(chuàng)新教學方式方法,為培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性能力奠定良好的基礎。