在《數據庫系統原理》課程中應用研究型的教學模式
在《數據庫系統原理》課程中的
摘要:本文針對目前數據庫教學的現狀,分析了傳統數據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新型學習方法。
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
《數據庫系統原理》是本科計算機類各專業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。既可以培養學生計算機操作能力,又可以培養學生數據庫管理能力以及數據庫應用系統開發能力。研究型教學模式是指在教師的指導下,學生根據各自的興趣、愛好和條件,選擇不同研究課題,獨立自主地開展研究,從中培養學生創新精神和創造能力的一種教學模式。這種教學模式的突出特徵是堅持在學習過程中的自由選題、自主探究和自由創造,與以往教學模式相比,研究型教學模式更有利於培養學生創新能力。
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《數據庫系統原理》教學經驗進行總結,從案例教學、頭腦風暴法、知識點整合、教師引導創新型學習等幾個方面進行了研究,將其應用到實際教學中,並且取得了良好的教學效果。
二、數據庫教學現狀與不足
筆者總結幾年的課堂教學經驗,得出幾點傳統教學的不足。
1.課程理論教學方面,因爲學生沒有相關的項目實戰背景,在學習理論時普遍感覺概念抽象、難於理解。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係,爲什麼這樣建立關係。在後半程理論學習的過程中,學生僅僅掌握幾個孤立的知識點,例如學生不知道爲什麼建立審計機制,如何使用並行控制機制等,不會設計和評價具體的數據庫系統,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,從而使得學習處於被動狀態。
2.課程實驗教學方面,目前關於數據庫的實驗大多是驗證性的,學生把課本中的例題和課後習題輸入驗證,因此實驗失去了本來的作用,而實驗內容也因爲缺乏創新,無法激發學生的興趣,失去了提高學生學習能力的輔助作用。
3. 課程設計環節的用意在於爲學生提供一個平臺,將《數據庫系統原理》的前序課程《數據結構》和後續課程《軟件工程》融匯貫通,使學生了解學習數據庫的作用。然而在實際教學過程中,這一環節基本無法執行,數據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,數據庫中的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《數據庫系統原理》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
對於大學教育而言,積極研究開發研究型課程,並在教學實踐中鼓勵運用研究型學習的方法,是培養研究型人才的可行途徑之一。
1.前導式案例教學。傳統的案例式教學一般是在描述了原理之後,給出有關的典型事例,從而一目瞭然地幫助學習者建立相關的圖式,案例教學法已成爲一種較爲成功的教學方法。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,建立數據庫的第一印象,讓學生觀察案例中包括幾個表,適時提出問題,爲什麼要建這幾個表,建表的依據何在,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,這些小系統更能引起學生的學習興趣,激發他們的學習熱情。通過演示案例,簡單介紹數據結構中的某些算法,例如排序算法、查找算法在案例中的應用,讓學生了解爲什麼《數據結構》是《數據庫系統原理》的先序課程以及它在整個案例中的作用。然後分模塊介紹該案例,並且簡單介紹軟件工程的基本知識,讓學生了解《軟件工程》爲什麼是《數據庫系統原理》的後續課程。通過第一次課中的案例引出爲什麼要學習數據庫,學習了數據庫能幹什麼事情,並且把案例中的知識重點分散到各個章節,讓學生了解數據庫各章節的連貫性,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,教師可以將課後習題佈置給學生,要求學生在短時間內完成,並且鼓勵學生儘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。最後由教師將所有的答案整理分類,分爲正確和錯誤兩大類,課堂上爲學生講解可以用什麼樣的方法正確作答,另外從理論上分析錯誤類的問題所在,提示學生以後避免發生類似的錯誤,然後在上機時爲學生演示習題結果,加深學生的印象。例如筆者在教學過程中,以第三章課後習題四“求沒有使用天津供應商生產的紅色零件的工程號JNO”爲例,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選擇範圍錯誤、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繫。很多學生在學習過程中認爲數據庫的知識點太零散、抽象,不容易掌握,因此失去了學習的興趣。如在第一章緒論,介紹了數據庫系統的特點———數據的共享性高、冗餘度低、易擴充,在學生還沒有關係的概念及內容的時候,就顯得抽象、空洞。又如關係代數和SQL語句都是對關係運算的描述語言,在這兩者之間有什麼聯繫和區別,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繫。又如在數據庫設計的邏輯結構設計階段,要使用前面章節的關係理論的知識,來對初步的關係模式進行範式識別、規範化處理,針對設計過程中的實例進行分析處理,在強化關係理論知識的同時,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,加強各章節內容之間的聯繫,使學生易於理解、掌握,形成一個完整的知識架構。另一方面還指將《離散數學》、《數據結構》、《數據庫系統原理》、《軟件工程》和《操作系統》等多門課程知識點的整合。在教學過程中,不斷地將其先序和後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,在課程之間離散數學中的存在量詞、全稱量詞、蘊含都在數據庫的元組關係演算中有所體現,而在數據庫內部,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《數據庫系統原理》這門課的同時,也應瞭解《離散數學》、《數據結構》、《軟件工程》和《操作系統》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,因此,教師的引導作用就顯得極爲重要。課程的綜合設計性實驗對大多數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。教師應該爲學生搭起支架,給學生提出問題,引導學生去探究。如怎樣在VB的環境裏訪問SQL SERVER的數據庫,如何對數據庫進行更新和查詢操作,這是數據庫應用系統設計的最基本的問題。對於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語句,並按照編程過程一步步演示,這樣讓學生對數據庫應用系統的實現有直觀的實際的理解,逐步爲後期課程設計打下動手的基礎。
四、結束語
數據庫技術是信息技術領域發展最快的技術之一,《數據庫系統原理》課程進行教學改革也是爲了緊跟數據庫的前沿技術,積極跟蹤當前數據庫技術發展的水平和趨勢來培養管理類人才。本文分析了數據庫教學的現狀,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。然後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於實際的教學,實踐表明這些措施能夠調動學生的學習興趣,在紮實的理論基礎之上,培養學生的實踐與動手能力、創新能力。
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