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研究型教学模式在《数据库系统原理》课程中的应用
研究型教学模式在《数据库系统原理》课程中的应用
王伊蕾，李涛
（鲁东大学信息与电气工程学院，山东烟台264025）
摘要：本文针对目前数据库教学的现状，分析了传统数据库教学模式的几点不足。笔者结合实际的教学经验，提出了一种新的研究型教学模式，包括前导式案例教学、头脑风暴法的课堂教学、课程内和课程间知识点的整合以及由教师引导的创新型学习方法。
关键词：研究型教学；前导式案例教学；头脑风暴；创新型学习
作者简介：王伊蕾（1979-），女（汉族），山东济南人，博士，网络工程系副主任，讲师，研究方向：计算机网络技术、网络安全。
一、前言
《数据库系统原理》是本科计算机类各专业的核心课程或必修课程，是一门理论性和实践性都很强的课程。既可以培养学生计算机操作能力，又可以培养学生数据库管理能力以及数据库应用系统开发能力。研究型教学模式是指在教师的指导下，学生根据各自的兴趣、爱好和条件，选择不同研究课题，独立自主地开展研究，从中培养学生创新精神和创造能力的一种教学模式。这种教学模式的突出特征是坚持在学习过程中的自由选题、自主探究和自由创造，与以往教学模式相比，研究型教学模式更有利于培养学生创新能力。
本文提出的新的研究型教学模式在原有研究型教学模式的基础上，针对本校学生的具体情况，对多年的《数据库系统原理》教学经验进行总结，从案例教学、头脑风暴法、知识点整合、教师引导创新型学习等几个方面进行了研究，将其应用到实际教学中，并且取得了良好的教学效果。
二、数据库教学现状与不足
笔者总结几年的课堂教学经验，得出几点传统教学的不足。
1.课程理论教学方面，因为学生没有相关的项目实战背景，在学习理论时普遍感觉概念抽象、难于理解。例如学生无法真正体会E-R图的作用，不知道如何建立若干关系，为什么这样建立关系。在后半程理论学习的过程中，学生仅仅掌握几个孤立的知识点，例如学生不知道为什么建立审计机制，如何使用并行控制机制等，不会设计和评价具体的数据库系统，无法完成预定的教学目标。另外理论学习的过程枯燥乏味，加之学生无法体会理论的用处，从而使得学习处于被动状态。
2.课程实验教学方面，目前关于数据库的实验大多是验证性的，学生把课本中的例题和课后习题输入验证，因此实验失去了本来的作用，而实验内容也因为缺乏创新，无法激发学生的兴趣，失去了提高学生学习能力的辅助作用。
3. 课程设计环节的用意在于为学生提供一个平台，将《数据库系统原理》的前序课程《数据结构》和后续课程《软件工程》融汇贯通，使学生了解学习数据库的作用。然而在实际教学过程中，这一环节基本无法执行，数据结构中的上机编程使用的是C或者C++，而软件工程所做的项目大多是B/S模式，需要使用的语言是ASP或JSP，数据库中的SQL语言需要嵌入ASP或JSP，但不同的宿主语言嵌入SQL的格式不尽相同。因此，学生在学习《数据库系统原理》课程时普遍感觉实际用处不大，缺乏学习兴趣。
三、研究性教学模式的实施
对于大学教育而言，积极研究开发研究型课程，并在教学实践中鼓励运用研究型学习的方法，是培养研究型人才的可行途径之一。
1.前导式案例教学。传统的案例式教学一般是在描述了原理之后，给出有关的典型事例，从而一目了然地帮助学习者建立相关的图式，案例教学法已成为一种较为成功的教学方法。研究型教学模式提倡在学习理论之前给学生充分的思考空间，只有真正经过研究的问题，学生在学习过程中才能掌握好、记得牢。本文提出的前导式案例教学在不学习理论知识的前提下，将往届学生的成功案例展示给学生，让学生接触实实在在的东西，建立数据库的第一印象，让学生观察案例中包括几个表，适时提出问题，为什么要建这几个表，建表的依据何在，表中的字段如何安排，如何控制表的完整性和安全性。当然往届学生的案例可能会有一些缺陷，但是较之设计完整、功能完善的大型系统，这些小系统更能引起学生的学习兴趣，激发他们的学习热情。通过演示案例，简单介绍数据结构中的某些算法，例如排序算法、查找算法在案例中的应用，让学生了解为什么《数据结构》是《数据库系统原理》的先序课程以及它在整个案例中的作用。然后分模块介绍该案例，并且简单介绍软件工程的基本知识，让学生了解《软件工程》为什么是《数据库系统原理》的后续课程。通过第一次课中的案例引出为什么要学习数据库，学习了数据库能干什么事情，并且把案例中的知识重点分散到各个章节，让学生了解数据库各章节的连贯性，能够全局把握本书的内容，做到有目的地、主动地学习。
2.头脑风暴法的课堂教学。在教学过程中，教师可以将课后习题布置给学生，要求学生在短时间内完成，并且鼓励学生尽可能多地应用多种方法解题，同时教师还可以将历年学生的习题答案和应届学生的答案作对比，看他们掌握到何种层次。最后由教师将所有的答案整理分类，分为正确和错误两大类，课堂上为学生讲解可以用什么样的方法正确作答，另外从理论上分析错误类的问题所在，提示学生以后避免发生类似的错误，然后在上机时为学生演示习题结果，加深学生的印象。例如笔者在教学过程中，以第三章课后习题四“求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO”为例，正确做法包括用NOT IN引出的嵌套查询、连接查询、两个集合的差操作和EXISTS与IN引出的嵌套查询等几种操作，错误的做法包括“=”的错误使用、JNO选择范围错误、表连接错误和ANY的错误使用等一些错误。头脑风暴法的应用拓宽了学生的思维，使学生了解到习题的解答不仅有一种方案，可以使学生充分掌握各种SQL语句。
3.课程内和课程间知识点整合。研究型教学模式不仅仅单纯把知识灌输给学生，还注重培养学生在学习过程中的自学能力，注意大学期间各门课程之间的联系。很多学生在学习过程中认为数据库的知识点太零散、抽象，不容易掌握，因此失去了学习的兴趣。如在第一章绪论，介绍了数据库系统的特点———数据的共享性高、冗余度低、易扩充，在学生还没有关系的概念及内容的时候，就显得抽象、空洞。又如关系代数和SQL语句都是对关系运算的描述语言，在这两者之间有什么联系和区别，如何进行两者之间的转换。通过这样的两个问题来思考两者之间的联系。又如在数据库设计的逻辑结构设计阶段，要使用前面章节的关系理论的知识，来对初步的关系模式进行范式识别、规范化处理，针对设计过程中的实例进行分析处理，在强化关系理论知识的同时，掌握它的实际应用。
本文提出的知识点整合包括两方面的内容，一方面指合理调整教学内容、知识点，加强各章节内容之间的联系，使学生易于理解、掌握，形成一个完整的知识架构。另一方面还指将《离散数学》、《数据结构》、《数据库系统原理》、《软件工程》和《操作系统》等多门课程知识点的整合。在教学过程中，不断地将其先序和后继课程的知识点贯穿其中，让学生充分了解到不仅这门课程内部有连贯性，整个大学四年的课程都具有连贯性。例如，在课程之间离散数学中的存在量词、全称量词、蕴含都在数据库的元组关系演算中有所体现，而在数据库内部，存在量词、全称量词、蕴含又是SQL语句中EXISTS谓词子查询的基础。教师应该在充分熟悉《数据库系统原理》这门课的同时，也应了解《离散数学》、《数据结构》、《软件工程》和《操作系统》等多门课程的基本知识点，才能做到课程内部和课程之间内容的真正整合。
4.教师引导的创新型学习。学生的动手能力和实践能力首要在课程实验中逐步培养，因此，教师的引导作用就显得极为重要。课程的综合设计性实验对大多数学生来说是一个较大的跨越，涉及面向对象的程序设计和SQL SERVER 2000的融合问题。教师应该为学生搭起支架，给学生提出问题，引导学生去探究。如怎样在VB的环境里访问SQL SERVER的数据库，如何对数据库进行更新和查询操作，这是数据库应用系统设计的最基本的问题。对于在学习过程中感觉有困难的同学，还要结合实验项目，讲解具体的ADO的连接方式、信息的插入、删除、修改以及查询功能的具体实现语句，并按照编程过程一步步演示，这样让学生对数据库应用系统的实现有直观的实际的理解，逐步为后期课程设计打下动手的基础。
四、结束语
数据库技术是信息技术领域发展最快的技术之一，《数据库系统原理》课程进行教学改革也是为了紧跟数据库的前沿技术，积极跟踪当前数据库技术发展的水平和趋势来培养管理类人才。本文分析了数据库教学的现状，结合多年的教学经验总结了课程理论教学、实验教学和课程设计等方面的不足，究其原因，主要是学生缺乏学习的兴趣，从而导致学习效果不佳。然后提出了一种新的研究型教学模式，在原有概念的基础上对其进行了改进。笔者将这些新的措施应用于实际的教学，实践表明这些措施能够调动学生的学习兴趣，在扎实的理论基础之上，培养学生的实践与动手能力、创新能力。
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