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研究型教學模式在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中的應用
研究型教學模式在《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程中的應用
王伊蕾，李濤
�。敄|大學信息與電氣工程學院，山東煙臺264025）
摘要：本文針對目前數(shù)據(jù)庫教學的現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫教學模式的幾點不足。筆者結合實際的教學經驗，提出了一種新的研究型教學模式，包括前導式案例教學、頭腦風暴法的課堂教學、課程內和課程間知識點的整合以及由教師引導的創(chuàng)新型學習方法。
關鍵詞：研究型教學；前導式案例教學；頭腦風暴；創(chuàng)新型學習
作者簡介：王伊蕾（1979-），女（漢族），山東濟南人，博士，網絡工程系副主任，講師，研究方向：計算機網絡技術、網絡安全。
一、前言
《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》是本科計算機類各專業(yè)的核心課程或必修課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。既可以培養(yǎng)學生計算機操作能力，又可以培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)庫管理能力以及數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)能力。研究型教學模式是指在教師的指導下，學生根據(jù)各自的興趣、愛好和條件，選擇不同研究課題，獨立自主地開展研究，從中培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種教學模式。這種教學模式的突出特征是堅持在學習過程中的自由選題、自主探究和自由創(chuàng)造，與以往教學模式相比，研究型教學模式更有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。
本文提出的新的研究型教學模式在原有研究型教學模式的基礎上，針對本校學生的具體情況，對多年的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》教學經驗進行總結，從案例教學、頭腦風暴法、知識點整合、教師引導創(chuàng)新型學習等幾個方面進行了研究，將其應用到實際教學中，并且取得了良好的教學效果。
二、數(shù)據(jù)庫教學現(xiàn)狀與不足
筆者總結幾年的課堂教學經驗，得出幾點傳統(tǒng)教學的不足。
1.課程理論教學方面，因為學生沒有相關的項目實戰(zhàn)背景，在學習理論時普遍感覺概念抽象、難于理解。例如學生無法真正體會E-R圖的作用，不知道如何建立若干關系，為什么這樣建立關系。在后半程理論學習的過程中，學生僅僅掌握幾個孤立的知識點，例如學生不知道為什么建立審計機制，如何使用并行控制機制等，不會設計和評價具體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，無法完成預定的教學目標。另外理論學習的過程枯燥乏味，加之學生無法體會理論的用處，從而使得學習處于被動狀態(tài)。
2.課程實驗教學方面，目前關于數(shù)據(jù)庫的實驗大多是驗證性的，學生把課本中的例題和課后習題輸入驗證，因此實驗失去了本來的作用，而實驗內容也因為缺乏創(chuàng)新，無法激發(fā)學生的興趣，失去了提高學生學習能力的輔助作用。
3. 課程設計環(huán)節(jié)的用意在于為學生提供一個平臺，將《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的前序課程《數(shù)據(jù)結構》和后續(xù)課程《軟件工程》融匯貫通，使學生了解學習數(shù)據(jù)庫的作用。然而在實際教學過程中，這一環(huán)節(jié)基本無法執(zhí)行，數(shù)據(jù)結構中的上機編程使用的是C或者C++，而軟件工程所做的項目大多是B/S模式，需要使用的語言是ASP或JSP，數(shù)據(jù)庫中的SQL語言需要嵌入ASP或JSP，但不同的宿主語言嵌入SQL的格式不盡相同。因此，學生在學習《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程時普遍感覺實際用處不大，缺乏學習興趣。
三、研究性教學模式的實施
對于大學教育而言，積極研究開發(fā)研究型課程，并在教學實踐中鼓勵運用研究型學習的方法，是培養(yǎng)研究型人才的可行途徑之一。
1.前導式案例教學。傳統(tǒng)的案例式教學一般是在描述了原理之后，給出有關的典型事例，從而一目了然地幫助學習者建立相關的圖式，案例教學法已成為一種較為成功的教學方法。研究型教學模式提倡在學習理論之前給學生充分的思考空間，只有真正經過研究的問題，學生在學習過程中才能掌握好、記得牢。本文提出的前導式案例教學在不學習理論知識的前提下，將往屆學生的成功案例展示給學生，讓學生接觸實實在在的東西，建立數(shù)據(jù)庫的第一印象，讓學生觀察案例中包括幾個表，適時提出問題，為什么要建這幾個表，建表的依據(jù)何在，表中的字段如何安排，如何控制表的完整性和安全性。當然往屆學生的案例可能會有一些缺陷，但是較之設計完整、功能完善的大型系統(tǒng)，這些小系統(tǒng)更能引起學生的學習興趣，激發(fā)他們的學習熱情。通過演示案例，簡單介紹數(shù)據(jù)結構中的某些算法，例如排序算法、查找算法在案例中的應用，讓學生了解為什么《數(shù)據(jù)結構》是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的先序課程以及它在整個案例中的作用。然后分模塊介紹該案例，并且簡單介紹軟件工程的基本知識，讓學生了解《軟件工程》為什么是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》的后續(xù)課程。通過第一次課中的案例引出為什么要學習數(shù)據(jù)庫，學習了數(shù)據(jù)庫能干什么事情，并且把案例中的知識重點分散到各個章節(jié)，讓學生了解數(shù)據(jù)庫各章節(jié)的連貫性，能夠全局把握本書的內容，做到有目的地、主動地學習。
2.頭腦風暴法的課堂教學。在教學過程中，教師可以將課后習題布置給學生，要求學生在短時間內完成，并且鼓勵學生盡可能多地應用多種方法解題，同時教師還可以將歷年學生的習題答案和應屆學生的答案作對比，看他們掌握到何種層次。最后由教師將所有的答案整理分類，分為正確和錯誤兩大類，課堂上為學生講解可以用什么樣的方法正確作答，另外從理論上分析錯誤類的問題所在，提示學生以后避免發(fā)生類似的錯誤，然后在上機時為學生演示習題結果，加深學生的印象。例如筆者在教學過程中，以第三章課后習題四“求沒有使用天津供應商生產的紅色零件的工程號JNO”為例，正確做法包括用NOT IN引出的嵌套查詢、連接查詢、兩個集合的差操作和EXISTS與IN引出的嵌套查詢等幾種操作，錯誤的做法包括“=”的錯誤使用、JNO選擇范圍錯誤、表連接錯誤和ANY的錯誤使用等一些錯誤。頭腦風暴法的應用拓寬了學生的思維，使學生了解到習題的解答不僅有一種方案，可以使學生充分掌握各種SQL語句。
3.課程內和課程間知識點整合。研究型教學模式不僅僅單純把知識灌輸給學生，還注重培養(yǎng)學生在學習過程中的自學能力，注意大學期間各門課程之間的聯(lián)系。很多學生在學習過程中認為數(shù)據(jù)庫的知識點太零散、抽象，不容易掌握，因此失去了學習的興趣。如在第一章緒論，介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點———數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易擴充，在學生還沒有關系的概念及內容的時候，就顯得抽象、空洞。又如關系代數(shù)和SQL語句都是對關系運算的描述語言，在這兩者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別，如何進行兩者之間的轉換。通過這樣的兩個問題來思考兩者之間的聯(lián)系。又如在數(shù)據(jù)庫設計的邏輯結構設計階段，要使用前面章節(jié)的關系理論的知識，來對初步的關系模式進行范式識別、規(guī)范化處理，針對設計過程中的實例進行分析處理，在強化關系理論知識的同時，掌握它的實際應用。
本文提出的知識點整合包括兩方面的內容，一方面指合理調整教學內容、知識點，加強各章節(jié)內容之間的聯(lián)系，使學生易于理解、掌握，形成一個完整的知識架構。另一方面還指將《離散數(shù)學》、《數(shù)據(jù)結構》、《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》、《軟件工程》和《操作系統(tǒng)》等多門課程知識點的整合。在教學過程中，不斷地將其先序和后繼課程的知識點貫穿其中，讓學生充分了解到不僅這門課程內部有連貫性，整個大學四年的課程都具有連貫性。例如，在課程之間離散數(shù)學中的存在量詞、全稱量詞、蘊含都在數(shù)據(jù)庫的元組關系演算中有所體現(xiàn)，而在數(shù)據(jù)庫內部，存在量詞、全稱量詞、蘊含又是SQL語句中EXISTS謂詞子查詢的基礎。教師應該在充分熟悉《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》這門課的同時，也應了解《離散數(shù)學》、《數(shù)據(jù)結構》、《軟件工程》和《操作系統(tǒng)》等多門課程的基本知識點，才能做到課程內部和課程之間內容的真正整合。
4.教師引導的創(chuàng)新型學習。學生的動手能力和實踐能力首要在課程實驗中逐步培養(yǎng)，因此，教師的引導作用就顯得極為重要。課程的綜合設計性實驗對大多數(shù)學生來說是一個較大的跨越，涉及面向對象的程序設計和SQL SERVER 2000的融合問題。教師應該為學生搭起支架，給學生提出問題，引導學生去探究。如怎樣在VB的環(huán)境里訪問SQL SERVER的數(shù)據(jù)庫，如何對數(shù)據(jù)庫進行更新和查詢操作，這是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計的最基本的問題。對于在學習過程中感覺有困難的同學，還要結合實驗項目，講解具體的ADO的連接方式、信息的插入、刪除、修改以及查詢功能的具體實現(xiàn)語句，并按照編程過程一步步演示，這樣讓學生對數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的實現(xiàn)有直觀的實際的理解，逐步為后期課程設計打下動手的基礎。
四、結束語
數(shù)據(jù)庫技術是信息技術領域發(fā)展最快的技術之一，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程進行教學改革也是為了緊跟數(shù)據(jù)庫的前沿技術，積極跟蹤當前數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的水平和趨勢來培養(yǎng)管理類人才。本文分析了數(shù)據(jù)庫教學的現(xiàn)狀，結合多年的教學經驗總結了課程理論教學、實驗教學和課程設計等方面的不足，究其原因，主要是學生缺乏學習的興趣，從而導致學習效果不佳。然后提出了一種新的研究型教學模式，在原有概念的基礎上對其進行了改進。筆者將這些新的措施應用于實際的教學，實踐表明這些措施能夠調動學生的學習興趣，在扎實的理論基礎之上，培養(yǎng)學生的實踐與動手能力、創(chuàng)新能力。
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