殷　旭，何玉洁，岳　清

(北京信息科技大学　计算机学院，北京　100101)



数据库原理与应用工程教育方法改革

殷旭，何玉洁，岳清

(北京信息科技大学计算机学院，北京100101)

摘要：实践是培养学生创新能力的有效途径之一,针对数据库原理与应用课程教学过程中存在的专业理论知识与实践能力之间脱节的问题，改变传统的教学模式，采用案例教学方法，在案例中突出了一个问题多种解法，并将相关课程中涉及的多种知识融为一体，拓宽学生知识的深度与广度，真正提高学生的思维能力和创新能力。

关键词：实践教学；案例驱动；工程教育；数据库系统

一、引言

数据库原理与应用是目前各高校计算机类专业的专业基础课程之一，也是我校计算机学院核心课程之一，与UML、Java、JavaWeb技术等其他课程有着紧密的联系。学习数据库原理与应用的主要目标之一就是开发出数据库应用系统，所以数据库原理与应用是一门强调实践类的课程，也是培养学生创新能力的有效途径之一。

由于学生没有对较为复杂应用系统的认识及开发实践体验，为了让学生能够综合运用所学知识开发出数据库应用系统，同时还要提高学生解决实际问题与创新的能力，因此在教学过程中引入案例教学法来连接已经学过的知识与实际问题中的运用，引发学生内在学习动机，强化学生主动学习的行为，增强学生自我引导的学习技巧，增强知识的迁移，使学生能学以致用[1]。传统的教学目标很容易被定位成仅仅使学生完成教师布置的项目和对理论知识更深入的理解，而往往忽视学生综合素质的培养，这不仅与素质教育及全面发展的教育理念不相符合，与人才市场的需求也存在明显的差距[2]。针对数据库课程教学目前存在的问题, 基于多年从事数据库及软件工程的一线教学与实践辅导，不断对实践类课程进行教学创新并精心组织实施,积累了一些经验与一系列的改革方法, 从多方位教学相结合、案例教学、教材资源整合形成标准等方面进行教学改革探索，以适应创新人才培养。实践表明案例教学法比口述与文字叙述能更有效连接知识与实际应用，能更好地激发学生的好奇心和求知欲，使数据库原理与应用课程发挥实践应有的作用,提高了学生的综合知识应用能力与创新能力,促进了学生创新能力和素质的培养,达到培养应用型及社会发展紧缺型人才的目的,以适应社会发展的需要。

二、课程内涵及现状分析

(一)课程内涵

数据库原理与应用是与操作系统、UML、Java、Web技术等课程并行开设的一门课程，学时64，其中40学时授课、24学时上机，通过2-3人/组的形式完成所选题目,以常见实际问题为背景，研究如何运用已学知识解决数据库应用系统开发过程中实际问题的一门课程，是将数据库应用系统各组成部分如增加、删除、修改等操作按照业务逻辑组装成为一个完整的软件整体所实施的改进技术及实施方法与步骤[3]，要求学生必须对数据库应用系统的分析过程及其相关工具、技术有一定深度的理解和比较熟练的运用，还要具备系统实现的能力，对学生实践能力的培养有极大的帮助。

(二)学生缺乏经验

在数据库原理与应用课程的教学过程中，经常发现学生对大部分理论知识都能理解，但在实践过程中要具体应用时常常达不到要求，显示学生对理论知识的掌握不牢固，在相关课程的学习过程中存在突击而没有真正的掌握，有相当一部分学生对开发工具的运用还不太熟练，另外学生很缺乏开发一个比较完整的业务处理系统的经验和体验，对目标系统的印象非常抽象，无法对系统的开发实践过程有一个整体的把握，缺少计划，被动依赖老师的指导。

(三)缺少统一的规范和范例

规范化包括设计过程中方法和步骤的规范化以及设计成果的规范化，在缺少范例模板的情况下，由于软件本身具有抽象性的特点，学生对开发过程的管理很难驾驭，小组人员分工不合理导致互相推诿而影响进度，很容易误入歧途而走弯路。另外，不同教科书和参考资料对分析和设计工具的符号表示方法甚至一些概念的解释上也有所差别，会给学生带来一些负面的影响。

三、 教学内容改革

采用CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)的工程教育理念，以实现学生能力培养为目标，完成实践教学的改革与大学生实践创新能力的培养[4]。

(一)明确工程教育的目标定位

为了使相关课程如数据库原理与应用、UML、Java、Web技术等课程在知识体系上达到有效整合与综合运用，另外软件工程专业学生毕业大多从事软件开发、软件测试等行业，所以本课程的定位目标以职业活动为向导，除了培养学生基本的专业素养之外，还包括综合素质的培养任务，包括：团队协作能力，组织能力，项目管理能力，分析问题、解决问题能力，处理问题的方法和思维习惯等多方面素质[5]。因此，我们要求学生分组并建立组员任务分工表(学号/姓名、任务、进度、完成情况、贡献值)，把小组每个人员做的具体工作及完成的时间点交待清楚，提高学生们的项目组织、协作及管理的能力。

(二)教师指导工作的前瞻性与规范化

在数据库原理与应用、UML、Java、Web技术等课程的教学过程中，教师要重点强调知识的相关性及重要性，让学生有充分的时间牢固掌握相关的理论知识并熟练运用开发工具，做好宣传工作，引起学生重视，调动学生做好准备工作的积极性和主动性。另外还应该对教师指导工作的内容制定规则，包括如何组织设计小组、引导学生如何分工及制定进度规划，加强对系统分析、设计及实施阶段的指导、总结及考核方面的规定等，详细说明指导工作的要素、重点、方法与步骤。例如我们明确规定考核点：实现数据库的增删改查、数据库结构设计合理、命名符合要求、连接数据库进行封装、查询功能的有效性、界面设计合理、代码及报告格式要规范、报告内容要完整等；规范了教师在指导过程中的行为和态度，提高了教师的工作效率，使教师有更多的时间和学生做更细致的沟通，为教师对学生综合素质及能力的培养创造了一定的空间。

(三)加强学生设计过程的规范化训练

学生缺乏解决具有一定规模和复杂度问题的经验，对指导教师的依赖性较强，极大地影响开发效率，另外不同参考书及资料对分析和设计过程中的模型表示不尽相同，因此有必要提供具有统一标准的范例方便学生参考，如图书借阅系统的用例模型(见下图)、关系数据表的结构(见下表)起到模板的作用，使学生对开发过程各阶段要提交的成果及标准清晰明了，减少学生规范化方面的偏差，使学生把主要精力集中在设计的优化和创新上面，促进了学生能力和素质的提高，使主动性、创造性得到充分发挥。

表关系表结构

图用例图

四、案例设计的思路

教学案例的设计既要符合教学目标又要具有真实性，案例的选取直接影响到教学效果及学生的学习兴趣，好的教学案例能使学生自觉地完成知识的学习及迁移过程。所以根据教学计划相关知识点对收集的素材有针对性地进行了筛选，如学生熟知图书借阅系统，提出问题“如何对借阅信息进行管理”引导学生思考，如何用ER图抽象借阅信息中的学生、图书、借阅等实体并最终转化成如上表的关系结构，当学生面对一个既熟悉又具有实际意义的问题情境，便能激发学生求知的欲望和兴趣，有益于学生对问题及解决方法的探究和理解，保证后续启发式教学方法的贯彻。

另外案例要具有一定的启发性，即案例的设计要有一定的深度，要求案例既能体现理论知识及其应用，又能做到举一反三，留给学生足够的思维空间，如连接数据库有多种方法，案例先给出ODBC连接数据库的方法，这种连接方式相对简单，易于成功，适于初学，给学生建立起自信，同时让学生了解连接数据库的原理。但是这种方法限制比较大，有其缺陷，要求学生探究jdbc、开源框架hibernate及JNDI DataSource连接数据库的方法，并了解其特点，即使用jdbc连接是操作数据库最直接、最快速的方式，自己添加驱动包，出现错误易发现易调试。开源框架hibernate操作方式是直接将数据库中的表反映射成java程序中的实体，以操作实体的方式操作数据库的表，是目前比较主流的方式，但在响应速度方面比jdbc连接要差。DataSource方式可以提高系统访问数据库的效率，因为应用程序和数据库每建立一次连接都要消耗系统的资源和时间，目前很多基于B/S的项目，同时访问的人数很多，每一个访问者都要调用一个连接，在这种情况下数据库连接效率不可忽视。通过讨论分析逐步给出结论，从而培养学生提出问题、解决问题的能力，建立起探求知识的思维习惯和信心。

案例还要具有一定的规范性，各阶段形成的文档要与教材标准保持一致，最终形成针对各开发阶段成果的标准规格说明，作为学生的参考模板，减少学生规范化方面的偏差，降低了返工率，使学生对最终提交成果的目标很清晰，提高开发效率。

五、结束语

数据库应用系统开发相关技术发展较快，新的理论、方法和技术还会不断出现，教学内容需要不断的更新和完善，案例驱动不仅能提高学生的学习能力和实践能力，还能培养他们解决工程实际问题的能力，对增强学生的专业意识起到非常重要的作用，得到了学生的充分肯定。为了适应现代信息技术的高速发展，我们将继续探索新的教学方法，使教学水平稳步提升，教学效果越来越好。

(责任编辑：梁京章)

参考文献：

[1]董东,解建军. 信息系统工程案例设计[J]. 计算机教育,2012(5): 33-37.

[2]巫华芳. 软件工程教学案例设计初探[J]. 教育与职业,2007(27): 139-140.

[3]纪贤标,邵哲平. 管理信息系统课程设计教学改革研究[J]. 集美大学学报,2008(1): 83-86.

[4]EDWARD F.CRAWLEY.重新认识工程教育-国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，译.北京：高等教育出版社,2009.1.

[5]张建林,王锁柱. 应用型本科信息系统分析与设计教学改革实践[J].计算机教育,2010(5): 2-5.

Teaching Reform of Principle and Application of Database

HE Yu-jie，YUE Qing，YIN Xu

(Beijing Information Science and Technology University，Beijing 100101,China)

Abstract：Practice is one of the effective way to develop students ability to innovate, against the problem of gap between professional theoretical knowledge and the ability to analyze and to solve practical problems in the teaching process, changing the traditional teaching mode, Using case teaching method, highlighting a variety of solution about a problem in the case, and integration a variety of knowledge of related courses, expanding the depth and breadth of students' knowledge, truly improving students' thinking skills and the ability to innovate

Key Words：practice teaching；case-driven；engineering Education；information system

基金项目：北京信息科技大学教育教学改革项目“基于过程化考核的数据库核心课程教学效果研究”(2015JGYB22)；北京信息科技大学课程建设项目“数据库课程过程化考核方式探索”。

收稿日期：2015-11-13修稿日期：2015-11-27

作者简介：殷旭(1964-)，女，安徽肥东人，副教授，研究方向为数据库，软件工程。

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1671-9719(2016)1-0074-03