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中圖分類號:G434
文獻標志碼:A
文章編號:1002-0845(2007)05-0106-02
一、引言
隨著信息社會的到來,既掌握專業技能又具有計算機應用能力的人越來越來受到歡迎。為了適應社會的發展,必須培養既熟悉專業又能把計算機技術同各領域的專業需要緊密結合的復合型人才。數據庫技術成為高校各學科專業的必修或選修課程。數據庫課程設計一般是大學三年級學生在學完計算機應用基礎、計算機編程語言、辦公自動化軟件基礎、數據庫原理與應用等課程后進行的集中實踐環節,主要內容是通過社會調查,選擇一個實際課題,完成數據庫應用系統設計工作,課程結束后提交應用軟件系統和課程設計報告。通過課程設計,可以使學生較全面地理解、掌握和綜合運用所學知識,培養學生調查研究,查閱技術文獻、資料以及編寫技術文獻的能力。非計算機專業學生對于計算機類的課程通常有一定的畏懼感,尤其對計算機語言、編程等,覺得難以駕馭和掌握。如何讓學生通過數據庫課程設計,使他們的各方面能力得到培養和鍛煉,一直是值得思考的課題。本文結合教學實踐,就教學內容、教學手段、考核方式、課程管理等方面進行初步探索。
二、課程設計的目標、內容及要求
教師應了解學生以往所學過的計算機相關課程,注意課程的銜接,分析非計算機專業學生已經掌握的知識和知識的體系結構,明確數據庫課程設計的教學目標、內容及課程設計要求,對需要加強或充實的內容要重點講解和補充。數據庫設計是指對于一個給定的應用環境,構造最優的數據庫模式,建立數據庫及其應用系統,使之能夠有效地存儲數據,滿足各種用戶的應用要求,包括數據庫的結構設計(數據靜態模型的設計)和數據庫的行為設計(應用軟件等的設計)。學生應按照數據庫結構設計的需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施、數據庫運行和維護這六個階段,分階段分步驟進行,完成每一個階段的任務。根據軟件工程的方法和理論進行應用程序的設計,熟練運用相關語言編制應用系統的界面,實現開發工具與數據查詢語言的無縫連接,建立數據庫應用系統。要求學生要提交課程設計報告、所開發的軟件系統和程序清單。課程設計報告包括各階段的設計內容和對所開發的應用系統的評價,以及課程設計的體會與建議。
為了發揮學生的主動性,教師授課的重點應放在系統化的開發步驟和關鍵性問題的求解上,首先要介紹設計思想、方法和程序設計的思想和方法。課程設計過程中教師要指導學生查資料,如數據庫原理及應用,數據庫系統,軟件工程,管理信息系統等方面的書籍,同時要指導學生善用軟件幫助系統,培養學生學會質疑、自學和調查研究解決問題的能力。針對在校學生接觸實際比較少,沒有實際開發軟件和工作經驗的特點,應精選有代表性的案例,從問題的提出、方案的設計與實施,到最終問題的解決,給學生全面了解解決問題的全過程。然后,由學生當主角,讓學生自己解決問題,鍛煉他們綜合運用知識的能力。
三、課程設計的選題
選題是整個課程設計的前提和關鍵。課程設計題目選擇的難易程度、范圍的大小和是否能激發學生的學習熱情,直接影響到這一實踐教學環節的效果。一個好的題目應該符合以下原則:首先,要符合教學要求,使學生通過課程設計進一步鞏固所學的專業知識,培養學生分析問題、解決問題的能力;其次,一個好的題目應該和實踐緊密聯系。理論來自于實踐,又服務于實踐。要貼近學生學習和生活實際,先選擇容易開發的實用的數據庫應用系統,對學生以后從事相關工作有幫助。脫離實踐的題目往往激發不出學生的學習熱情,達不到預期的目標。
首先,將學生分成若干個小組。分組的依據為:學生的學習成績、知識結構、學習能力、性格特點、男女搭配等,遵循互補的原則,成績好的與成績差的搭配,性格內向的與外向的搭配等。每組人員為5~6名,每組設組長,全面負責小組的學習討論和任務安排。在組長的指揮下,對成員進行分工,善于口頭表達的負責聯系工作和調查研究,計算機操作能力強的負責代碼的編寫,程序設計能力強的負責整體規劃、程序調試和連編,寫作能力強的負責技術文檔的書寫等,成員努力的成果與個體成員共同分享。教師只需提醒學生合理分配工作時間,注意小組成員之間的溝通,幫助把握進度。實踐表明:在互相討論又各自有所負責的學習氛圍中,學生之間可以相互學習、取長補短,對知識的掌握與鞏固有很大的幫助。
其次,各個小組通過討論、觀察、思考、查資料等方式,結合各個學生的特長,參考教師指定的范圍選定課程設計題目,然后與教師進行交流。教師應對學生選定的題目進行批閱,在可行性、工作量大小、小組成員及題目意義等方面進行把關評估,及時將意見反饋給學生,學生再針對教師的意見進行調整,最終確定課程設計的選題。結合教學實踐可以選擇如下題目:客房管理系統、學籍管理系統、學校工資管理系統、科研項目管理系統、高校設備管理系統、檔案管理系統、圖書資料管理系統、教學成績管理系統、后勤管理系統、系辦管理系統、居委會管理系統、職工人事管理系統、宿舍管理系統等。
四、方案設計和方案實施
選定題目后,即可著手完成數據庫課程設計的各個階段的任務。首先,各小組應對所選題目進行分析,通過查閱資料、小組討論、走訪專家或社會調查等途徑,進行調查研究和可行性分析。通過調查組織機構情況、業務活動情況、數據情況、用戶要求,確定新系統的邊界,完成系統需求分析。然后,采用實體聯系模型確定應用程序中的實體和聯系,確定實體的屬性和實體之間聯系的類型,得到局部E-R模型,異對局部E―R模型集成進行輸入/輸出設計和軟件結構設計等,完成概念結構設計。接下來,實現E-R模型向關系模型的轉化,利用關系規范化理論進行關系模式的優化,設計用戶視圖,同時進行界面設計,模塊設計等,完成邏輯結構設計階段的任務。再往下,進行物理設計和軟件實施,最后是應用系統的集成與。小組成員在組長的領導下,可以分頭完成各自負責的任務,小組成員要分工負責和團結協作。教師在指導課程設計過程中,可以設置幾個檢查點,制定階段性任務。如根據課程內容、教學目的、系統規模、工作量等因素,審查各小組遞交的初始設計方案,在設計方案的實現方法、表現形式等方面做出調整建議,以避免在方案實施過程中出現不必要的反復。
在課程設計過程中,提倡通過模仿來學習,只有多模仿才能掌握方法,才有可能創新。學生根據初始方案,通過各種途徑查找與自己的題目類似的范例,通過模仿范例來實現自己的程序。有的學生在范例中看到自己感興趣的內容,通過適當修改,將其應用到自己的程序中,使程序更合理,內容更豐富。學生在掌握了基本方法和解決問題的途徑后,對自己感興趣的內容,自然愿意努力去尋找答案。學生在方案設計、修改、實施的過程中不斷發現問題與解決問題,逐步產生了學習的樂趣。為了避免在分組的實驗、設計中有的同學不積極參與的現象,可以采用隨機抽查的辦法來考核小組的成績,促使小組內部互相監督、互相幫助、互相學習,有利于培養學生學習的積極性,提高教學效果。
數據庫課程設計中實驗是重要的組成部分,教師要詳細布置實驗,制訂上機紀律,并且督促學生嚴格按照課程設計各階段工作要求操作。實驗可以參考以下內容安排:(1)建立數據庫。包括創建數據庫,創建表,建立字段和記錄的有效性約束,建立索引,創建表間關系和觸發器設計等。(2)使用表單操縱數據庫。包括設計表單,創建表單,為表單添加對象,定義表單及其對象的屬性、事件和方法。(3)設計用戶視圖。包括創建不同的用戶視圖,實現用視圖來控制更新數據庫中的數據的目的。(4)設計報表。包括創建報表,打印和預覽報表,注意各個帶區的使用。(5)設計菜單系統。包括規劃菜單系統,創建菜單及其子菜單,為菜單指定任務,調試和使用菜單系統。(6)項目集成。包括使用項目管理器集成數據庫、表單、視圖、報表等數據庫對象,設置主控程序,編譯和發行軟件等。
五、課程設計的考核與評定
學生在課程設計結束后,不僅要提交軟件系統,還要提交課程設計報告,闡述其設計思路、運用的知識及自己的體會。課程設計的成績由以下幾部分組成:考勤占10分,平時抽查和提問題情況占10分,課程設計報告占30分,軟件系統設計占30分,演示與答辯占20分。課程設計報告主要看各個部分的完備性,分析的透徹性和獨到的見解。在評分方式上采取自評和互評的方式,首先由各小組依據教師給出的評價標準給本小組打分,然后由每組各選一名代表給大家介紹系統開發的情況并演示系統,同時回答學生和教師提出的問題。所有小組代表陳述完后,由各組分組討論,對其它組開發的系統進行評價和評分。最后由教師根據其自評、互評分數結合實際情況(包括軟件開發水平、演示能力、回答問題能力、軟件開發文檔等)適當總結并公布成績。
為有效避免學生在課程設計過程中的抄襲現象,教師可以對學生進行有針對性地提問,學生當場解答;教師也可以采取刪除軟件中一些關鍵性語句由學生當場調試的方法檢查學生的學習效果。通過評價和自我評價,學生的學習主體意識得到充分體現和加強,激發了學生發現、分析和解決實際問題的學習積極性,不僅提高了學生運用數據庫理論開發出具有實際應用價值的數據庫應用系統的能力,而且學生思考和解決實際問題的能力也有了較大提高。
六、結束語
課程設計是一種學習、實踐、探索和創新相結合的綜合教學,是高等學校培養人才的重要教育教學環節。通過近年來課程設計的指導實踐.筆者深切地體會到,正確合適的選題、恰到好處的指導、學生積極性的調動、科學的評價手段及課程設計規范化管理等對提高課程設計質量是至關重要的。實踐證明,課程設計大大激發了學生的學習興趣,促使學生將所學的課程知識運用到實踐中去,使學生對所學的知識融會貫通,鞏固加深。課程設計培養了學生的團隊意識和協作精神,增強了學生的創新意識,提高了學生的創新能力。
參考文獻:
[1]靳學輝.數據庫原理與應用[M].北京:電子工業出版社,2004.
關鍵詞:數據庫;實踐教學;實踐能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)41-0242-03
數據庫課程作為一門重要的基礎課,其理論性、實踐性與應用性都非常強。這門課程要求學生在掌握數據庫理論知識的基礎上,還要具有較強的數據庫設計、數據庫應用系統開發和管理能力,能夠靈活運用數據庫技術解決實際應用問題。為此,很多高校都增加了實踐教學的學時以加強培養學生的實踐能力和創新能力。但通過教學工作和教學調研發現,在數據庫實驗教學中還存在以下問題:
1.實踐教學的內容沒有緊跟當前形勢和體現社會需求,造成人才培養與實際需求脫節。
2.雖然很多高校都提供課程學習網站來支持自主學習和課程管理,但大多數網站都以教學內容呈現為主,缺乏對學生的有效引導,不能滿足個性化學習需求。
3.在實踐教學過程中,缺乏有效的過程監控機制,使得實踐教學最后流于形式,學生糊弄交差,沒有達到實踐教學的目的。
4.在傳統的教學中一般采用課堂教學與上機實驗相結合的教學方式,在課堂上以老師講解為主,學生在上機實驗時才能動手驗證。由于受實驗室和時間的限制,課程講解的內容和上機實驗之間有時會有比較長的間隔,這使得學生在上機時已經忘記老師課堂所講的大部分內容,上機的質量和效率難以得到保證,使學生漸漸失去了對數據庫課程的學習興趣[1]。
5.目前很多院校的數據庫課程都是依托微軟的Access、SQL Server平臺來展開教學和實踐。這使得學生對Access和SQL Server比較熟悉,但對其他主流數據庫產品(如Oracle、DB2等)不熟悉,而Oracle、DB2在數據庫市場中占據非常重要的份額,許多單位需要熟練掌握這種大型數據庫產品的人才。這樣,就出現學生畢業后不能很快勝任工作的情況。針對上述問題,結合我院多名老師的數據庫教學經驗,我院從實踐教學的內容安排、教學方法和考核方式上進行改革,提出了遞進式數據庫實踐教學體系,旨在激發學生學習的自主性和積極性,讓學生在掌握數據庫理論知識的同時,能夠利用所學知識解決實際問題,提高學生實際動手能力,滿足當今社會對數據庫人才素質和能力的新要求。
一、遞進式數據庫實踐教學體系
“遞進式”是指后一階段以前一階段為基礎,有層次、有階段地不斷創新深化的模式[2]。將“遞進式”模式運用在數據庫實踐教學中,主要體現在以下兩個方面:
1.依托課程實驗、課程設計和課外實訓等多種教學形式,將實驗分為基礎型實驗、綜合設計型實驗和創新型實驗3個層次。通過這種從簡單到深入,從模仿到創新的不斷深化的模式來引導學生進行數據庫實踐活動,加深對理論知識的理解,提高學生的數據庫實踐能力和創新能力。
2.由于Oracle、DB2等數據庫具有知識體系復雜、入門難的特點,所以在課程設置上,首先開設了基于SQL Server的“數據庫系統基礎”課程,在此基礎上,學生還可以繼續選修Oracle、DB2等數據庫課程,如圖1所示。這些選修課屬于技能性課程,更偏重于訓練和考查學生的實踐、操作和對數據庫管理的能力而非側重理論知識。通過這種遞進式方式,使學生具備較強的數據庫技術基礎和動手能力,提高學生學習新知識的能力。
二、實踐教學層次
數據庫實踐教學層次包含了基礎型實驗、綜合設計型實驗和創新型實驗。
1.基礎型實驗。基礎型實驗使學生在數據庫應用、數據庫管理方面得到實踐的基本訓練,可以加深對所學內容的理解,增強理論教學的效果[3]。在設置實驗內容時,注重每個專業的特點、層次性和實用性。我院共有信息管理與信息系統、計算機審計、電子商務、信息安全和管理科學等5個專業。教師在設計實驗內容時,結合專業的培養目標選擇實驗內容,如在信息管理與信息系統專業中,設置了數據庫訪問技術(通過訪問數據庫)的實驗來培養學生的開發能力,而計算機審計專業則改成了數據的導入/導出實驗來培養學生對多種數據源的采集能力。除此之外,還注意各實驗之間的連貫性。教師根據專業特點,選擇有實際意義的實驗項目供學生完成,如在信息管理與信息系統專業中,基于“訂貨管理信息系統的設計與實現”項目案例,設計了一系列的驗證和設計類上機實驗,供學生在實驗課上逐步分階段完成。設計的基礎型實驗包含數據庫的創建與管理、表的創建與管理、數據操縱、數據查詢、視圖的創建與管理、存儲過程與觸發器、用戶和權限管理、數據庫備份和恢復、并發控制、數據庫訪問技術等。這些實驗涉及數據庫及其對象的創建、使用、管理和維護等各個方面的基本操作,需要和課堂教學相輔相成,可在SQL Server、Oracle和DB2平臺上完成。
2.綜合設計型實驗。由于每個基礎型實驗針對的是某個范圍的知識點,具有一定局限性,因此在“數據庫系統基礎”課程后期安排了20學時的課程設計。該課程設計屬于綜合設計型實驗,要求學生選擇一個具有一定實用價值的項目,利用數據庫設計工具,完成整個系統的數據庫設計并構造目標數據庫,滿足信息需求和處理需求。課程設計采用分組方式,由2-3名學生完成。在小組里,每人都有明確的分工,通過這種分工協作、共同完成設計任務來鍛煉學生的交流溝通、團隊合作的能力。在課程設計的實施過程中,采用教師引導,學生自主為主的方式。學生可以通過互聯網、校園網、課程學習網站和圖書館查找相關資料,在實踐中思考如何合理設計表及其結構,表和表之間的聯系是什么,系統有哪些角色和權限,系統的備份策略是什么等問題。通過這種有針對性的訓練,一方面促使學生對數據庫的基本概念、基本原理和技術的深入理解和掌握,另一方面有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。
3.創新型實驗。創新型實驗項目包括學生從現實生活中提煉出的創新項目以及教師根據科研項目提煉出的創新項目。學生可以向學校提出項目申請,如果批準之后將會得到一些經費用于創新探索。除此之外,還可以通過參加學科競賽來提高創新能力。自2009年起,我院每年都與企業合作開展數據庫競賽,如2009年的Sybase杯數據庫應用大賽、2010-2013年的Oracle杯數據庫應用大賽。競賽采用組隊(2-3人)的方式報名參賽,選題方式為開放選題,可以選擇與數據庫應用相關的主題(如:數據庫設計、網站開發、移動數據庫應用開發、數據庫應用解決方案等)。在指導老師的引導下,學生可以盡情地拓展思路,選擇具有創新和實用性的題目,然后根據選定的題目,分工協作完成作品。由于是學生自己選擇的題目,這將極大地激發他們的學習興趣和創新意識。學生在完成作品的過程中,會面臨很多問題,這將鍛煉他們的自主學習能力和解決問題的能力。通過選拔推薦,我院每年都有參賽隊進入中國大學生計算機大賽的決賽,并取得好成績,如在2012年獲得了1個一等獎和2個二等獎[4]。從大學生科技創新項目和數據庫競賽的結果中可以發現,學生的數據庫實踐能力、創新能力和自主學習能力均有了一定的提高。創新型實驗對學生的數據庫理論與實踐水平的提高所起的作用也進一步顯現出來。
三、實踐教學手段和方法
為了達到數據庫實踐教學的目的,必須采用多種實踐教學手段和方法。
1.充分利用網絡教學資源,調動學生自主學習能力。為了共享學習資源、強化課程學習內容、彌補課時不足,我院建立了數據庫課程學習網站[5]。在實踐教學方面,網站除了提供常規的實驗及實驗報告的管理、學習交流等功能外,還提供以下功能來滿足學生自主學習和個性化學習需求:①支持對文本、視頻、圖像等多種類型的學習資源進行管理,學生可以利用這些資源進行自主學習,了解數據庫學科的發展動態和最新技術。例如:教師把一些操作性強或有一定難度的實驗(如數據庫安裝、并發控制等)制作成視頻放在網站上,指導學生學習和實驗;對于一些擴展知識或實驗(如DDL觸發器)也可以放在網站上供學生選學;②對創新型實踐項目和參加數據庫學科競賽的實踐項目進行管理,為培養學生的自主創新能力提供一個管理平臺。
2.多元化的實驗教學方法。教學方法在實現教學目標中起著非常重要的作用。結合前面提出的遞進式數據庫實踐教學體系,針對不同的實驗教學層次和教學內容,采用相適應的教學方法。例如:當學生在實踐過程中遇到難于理解的問題時,教師可以采用啟發式教學方式讓學生學會思考,鼓勵學生進行探究式的學習,而對于普遍存在的問題則通過集中演示,引導學生主動完成實驗[6];在課程設計、科技創新項目、學科競賽的實踐環節中,可以采用項目驅動教學法、團隊合伙式教學法來培養學生的團隊協作精神、交流能力、分析問題和解決問題的能力;由于不同數據庫之間既有相似之處,又有不同,學生在學習過程中容易混淆,有的甚至是學一門忘一門,因此,在Oracle、DB2課程的實踐教學中,采用比對式教學法,對各DBMS(數據庫管理系統)的體系結構、SQL語法、安全控制、數據備份與恢復等內容上進行比對,讓學生能夠快速地掌握這些大型數據庫的應用。
3.開放的實驗平臺。僅靠教學計劃里安排的課時無法滿足教學的需要,為了便于學生利用課余時間上機,實驗室采取了開放的機制,保障學生在非教學時間能夠進行自主的實踐活動。實驗室還提供了數據庫創新型實驗項目,供學生實踐,這樣在時間和空間上增加了實踐教學的靈活性,有助于培養學生的創新能力。
4.加強與IT企業合作和課外實訓。為了加強學生的實踐能力和創新能力,提高學生的就業質量,我院加大了與IBM、Oracle和微軟等企業的合作。主要的合作形式和實訓有:①IBM、Oracle和微軟為數據庫課程組的教師提供課程和認證培訓,以提高教師的實踐水平;②建立IBM聯合人才培養基地;③將IBM的認證考試(DB2 302A,DB2 730,DB2 731)作為選修課,讓學生選修。以此加強實訓,提高學生的就業能力;④安排學生參與甲骨文培訓機構的實訓――“電子商務平臺(EBP)系統實訓”,讓學生熟悉軟件架構,提高系統開發能力。
四、實踐教學考核方式
傳統的考核方式比較簡單,沒有注重階段性考核,這樣不能全面客觀地反映學生的實際水平,對教學起不到應有的考查作用,還阻礙學生技能的培養和創造力的提高。為此,需要對傳統的考核方式進行改革,加大對學生學習過程的檢驗和監督,采用多樣考核和多次考核相結合的方法,具體如下:
1.“數據庫系統基礎”課程考核方法。將課程考核分為三個部分,即期末考試(50%)、實驗成績(20%)和平時成績(30%),其中期末考試主要考查基本概念及基本理論,實驗成績考查學生的數據庫操作及設計能力,平時成績考查學生平時表現和平時學習的效果,包含隨堂測驗、階段性測驗、考勤、實驗完成情況和作業情況[7]。期末考試采用筆試方式,在題型上增加了綜合題,主要考核學生將理論知識運用到實際應用的能力。實驗成績采用上機考試方式,考核內容包括:SQL、數據庫編程(游標、存儲過程、觸發器的應用)和數據庫管理。
2.數據庫課程設計的考核方法。數據庫課程設計為綜合設計型實驗,教師只給出了基本要求,學生需要選題、設計、實踐和撰寫課程設計報告。課程設計的成績評定一般包括如下步驟:①首先根據分工進行小組內自評,根據貢獻大小和能力排出名次;②教師檢查各小組所研制的系統,并對學生提交的報告進行評判;③分小組進行答辯,組長做系統綜述,每個成員敘述自己完成的工作;④具有創新和實際意義的題目適當加分;⑤最后教師做出綜合評判、并給出成績,成績為五級制。在整個課程設計中,教師要進行過程性監督,要求學生提交階段性報告和成果,如:需求分析報告、系統設計報告和設計結果等。這樣便于教師及時發現問題,并給出相應的指導。
3.“Oracle數據庫系統”“DB2 Family Fundamental”等選修課的考核方法。Oracle、DB2等數據庫選修課采用上機考試(70%)+平時成績(30%)的考核方式。上機考核的內容包括數據庫管理、數據庫對象管理和數據操作等。平時成績包含考勤、實驗完成情況和作業情況,另外還要求學生查閱文獻資料,撰寫主流數據庫某一專題的技術報告作為平時成績。
按照上述教學方法、教學手段和考核方式,我院在數據庫實踐中采用遞進式數據庫實踐教學體系,學生的學習能力、設計能力和實際動手能力得到了增強。學生的綜合素質在循序漸進的實踐教學過程中不斷得到鍛煉和提高,從而成為社會所需要的人才。
參考文獻:
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[5]北京市精品課程數據庫系統基礎教學網站[EB/OL].http://..
關鍵詞: 數據庫技術; 應用能力; 教學改革; 案例式教學; 設計型實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)03-80-03
Abstract: Advanced database technology, as the main course of information related specialties, focuses on the management of the database and the design of the background program to meet the needs of the society for the talents of database application. Aiming at the existing problems of the course, the idea of teaching reform guided by application ability training is put forward, which the teaching content is optimized, the case-teaching method is used, the design-oriented experiments are added, the teaching resources are improved and the end of term grouped curriculum design is set up, so as to improve students' application ability of large database management system.
Key words: database technology; application ability; teaching reform; case-teaching method; design-oriented experiment
0 引言
S著信息技術的快速發展,數據庫技術已成為管理信息系統的核心技術,企業對于應用型數據庫人才的需求也日益增加。作為浙江省首批應用型建設試點示范學院,我院依托母體高校的教學模式和改革思路,面向信息分院計算機科學與技術專業以及信息管理與信息系統專業,開設了一系列數據庫課程,包括數據庫原理、高級數據庫技術等。其中,數據庫原理是基礎,是低年級學生的必修課,該課程注重數據庫原理和系統設計介紹;高級數據庫技術是對數據庫原理的擴展和在應用層面上的提高[1],是高年級學生的專業選修課,該課程注重數據庫的管理以及數據庫后臺程序設計。
相較于數據庫原理課程,高級數據庫技術是一門應用性和實踐性非常強的課程。然而縱觀該課程目前的理論教學和實驗教學環節,教學效果均不是很理想,學生對于數據庫程序設計的動手能力、對于實際問題的解決能力以及對于具體項目的實施能力均有所欠缺。因此,分析該課程目前存在的問題,以應用能力為導向[2],從教學內容、教學方法和考核方式等方面進行教學改革和探索,具有十分重要的意義。
1 教學現狀分析
1.1 教學內容有待優化
作為數據庫系列課程的主干課程,數據庫原理和高級數據庫技術這兩門課程體現了理論和應用的有機結合。前者的教學重點為數據庫基本原理(包括關系型數據庫、查詢語言SQL等)和系統設計的六個階段;后者是對原理的擴展和在應用層面上的提高,其盡管是一門選修課,但其對于應用型數據庫人才培養非常重要,因此在培養方案中都會標注選課引導。
這兩門課的教學內容易出現重復現象。比如在數據庫原理課程中學生已掌握使用界面的方式創建數據庫、操作表結構和表數據,而后續課程又要求學生使用T-SQL命令來實現。枯燥的代碼和重復的內容,一定程度上會影響學生學習的積極性。
1.2 理論教學方法單一
高級數據庫技術課程的授課總學時數為64學時,其中理論32學時,實驗32學時。理論教學環節在多媒體教室進行,教師結合多媒體課件,將理論知識分點傳輸給學生,學生被動接受教學內容,缺乏與教師之間的互動,部分坐在后排的學生課堂參與度低。這種傳統的理論教學模式的教學效果相對較差,難以調動起學生的學習興趣與自主學習的積極性[3]。
1.3 實驗教學以驗證型為主
實驗課安排在實驗室進行,每位學生配有一臺電腦,學生根據老師的講義獨立完成實驗。但就目前設計的12個實驗來看,均驗證型實驗為主。比如通過定義一個只讀游標來逐行顯示學生表中的部分字段信息;通過創建觸發器來實現在學生表中刪除某一學生,該學生在選課表中的記錄同時被刪除。此類驗證型實驗的特點就是在明確實驗目的的同時,還給定了實現該實驗的具體技術和方法。學生在過于詳細的指導下按部就班執行實驗步驟,雖然對數據庫對象的操作有一定程度上的掌握,但涉及到具體項目的應用時,會缺乏使用SQL技術進行主動分析、思考和設計的能力[4]。
1.4 期末考核方式有待改進
高級數據庫技術是一門實踐性非常強的課程,當前的考核方式是以期末課程設計的形式。由教師選定一個關系數據庫模型,并給出包含表數據的數據庫備份文件以及需求文檔,學生根據要求進行數據庫的管理以及后臺程序設計,重點考查用戶自定義函數、游標、存儲過程以及觸發器等高級數據庫對象的設計與實現。該課程設計方式過于簡單,類似于更換了數據庫系統的多個驗證型實驗的疊加,并不能反映學生對于SQL Server數據庫應用系統設計、實現與管理的掌握情況。此外還存在學生之間相互抄襲的風險以及設計結果雷同難以評分等問題。
另外,從該課程的實驗教學環節到期末課程設計,都是以個人來完成,只注重學生個人技能的培養,而忽略了團隊協作能力的培養。而在實際應用中,一個大型數據庫應用系統的設計和開發往往是一個團隊共同協作的結果。因此以小組形式進行期末課程設計是非常有必要的。
2 基于應用能力培養的教學改革
近年來,浙江省眾多獨立院校面向經濟社會發展和人才培養需要,積極探索加強應用型建設的有效途徑和措施,努力培養高素質應用型人才。作為浙江省首批應用型建設試點示范學校,我院在應用型課程體系建設上具有一定的基礎和優勢。
2.1 明確教學目標,優化教學內容
簡單來說,高級數據庫技術課程就是學習一個具體的數據庫管理系統軟件――SQL Server,它是近年來國內外廣泛使用的大型數據庫管理系統。通過該課程的學習,幫助學生掌握該數據庫管理系統的設計、實現與管理能力。
在教學內容的設置上,應盡量避免與數據庫原理出現重復的現象。優化后的教學內容涉及數據庫系統的管理和數據庫后臺的程序設計。其中數據庫管理包括SQL Server服務器配置與管理、索引的規劃與管理、用戶角色和訪問權限管理等;數據庫后臺程序設計包括用戶自定義函數設計、游標操作與應用、存儲過程設計與實現、觸發器設計與使用等。
2.2 運用案例教學,易于學生掌握
高級數據庫技術課程的授課方式應以案例式教學法為主。盡管課程包含眾多相對獨立的知識點,但教師盡量選用一個既貼近學生生活又易于學生理解的實際數據庫應用案例,貫穿整個理論教學環節。例如選用教學管理數據庫作為課堂演示案例,包括選課表、開課表、學生表、教師表、課程表這五張表以及若干條記錄,從前期簡單的表結構操作、索引規劃到后期復雜的存儲過程、觸發器設計,均采用該案例進行演示,循序漸進、由淺入深地展現教學內容,既方便教師授課,也易于學生掌握。
同樣,在實驗教學環節,可以選擇與課堂演示不一樣的案例,適用于每次實驗。例如選用更接近于現實中企業組織和工作過程的項目管理數據庫,包括員工表、部門表、項目表、員工參與項目表這四張表以及若干條記錄。學生通過前期的實驗對表結構、表之間關系了如指掌,那么在后期進行較復雜的數據庫對象設計時,會更加得心應手。
通過兩個完整實例的演示與操作,幫助學生對大型數據庫應用系統有一個比較全面的認識,也為期末綜合型課程設計打下扎實的基礎。
2.3 增加設計型實驗,提升主動探索能力
驗證型實驗在很大程度不利于學生掌握具體數據庫技術的應用,因為在具體項目實施過程中,沒人會告知實現某一功能或某一目的的方法和過程,需要自己通過已掌握的數據庫知識去分析問題并使用SQL Server技術進行程序設計。因此在該課程的實驗教學環節應盡量減少驗證型實驗,而多設置一些設計型實驗。教師只負責擬定實驗目標,而不限制實現的方法,讓學生運用已掌握的知識和技術自主完成實驗的全過程。比如,設置實驗目標為向班級表中新增加的“班級人數”字段填充數據,學生可以設計一個通過班級號返回班級人數的標量函數,并通過調用該函數進行數據填充;也可以設計一個游標逐行讀取數據,并通過游標定位更新來實現這一目標。再比如,設計觸發器實驗時,不指定觸發器關聯的表與具體的功能,而是讓學生根據實際情況來設計多個觸發器,實現表間的參照完整性。
設計型實驗引導學生由被動接受實驗演示轉變為主動探索實驗實現的過程,有助于提升學生對于數據庫程序設計的動手能力,對于實際問題的分析和解Q能力,從而進一步推進學生創新意識的培養。
2.4 完善教學資源,引導自主學習
我院于2014年引入網絡教學綜合平臺,并于2016年搭建起移動版網絡課堂,為實現教師與學生進行網上互動式教學提供了可能性。經過多個學期的建設與調整,高級數據庫技術課程的網絡教學平臺已初具規模。學生可以隨時上網,甚至使用手機、平板等移動終端來查看該課程的教學大綱、課程通知、教學資源、課程作業,提交課程實驗,進行在線測試,并在討論區向教師進行提問。
此外,教師還可以充分利用互聯網上豐富的資源,向學生推薦優秀的MOOC課程、精品共享教程等網絡教學資源[5],引導學生在課后自主學習,鞏固理論基礎,探索技術前沿,增加學生對該課程學習的熱情及參與程度。
2.5 改革期末課程設計,注重團隊協作能力
優化后的期末課程設計采用分組協作的方式進行,由之前的教師選定課程設計題目改為教師指導學生自主選題。本著選題服務于實際應用的原則,教師提供多個數據庫應用方向供學生選擇,比如企業進銷存管理系統、客戶關系管理系統、網上購物庫存管理系統等,選題盡可能與企業實際生產過程相符合。學生自行組成3-5人團隊,在與教師的溝通與指導下選定主題,通過查閱文獻和資料、實際調研等方式,構建出與選題對應的關系數據庫模型,從而進行表與表數據模擬、用戶角色管理、以及對一些重要數據庫對象(用戶自定義函數、游標、存儲過程、觸發器)的設計,最終形成一份詳細的數據庫系統設計報告。
教師可以根據每組數據庫功能實現的準確性、合理性、完整性、可擴展性,以及SQL代碼和報告文檔的規范性等多方面進行綜合評價。時間允許情況下還可組織現場答辯,進一步了解小組每位成員對數據庫技術的掌握情況,避免存在部分學生搭便車的行為。
改革后的期末課程設計充分發揮學生主體作用,在實踐中相互學習、相互促進,提高學生對SQL Server技術應用能力的同時培養其團隊合作精神。
3 結束語
高級數據庫技術是一門實踐性和應用性很強的課程,本次教學改革的核心思路是在平時的教學過程中開展案例式教學法和設計型實驗教學,在期末設置以小組為單位的課程設計,幫助提升學生數據庫管理系統應用能力的同時,培養其主動思維和團隊合作意識。經過多個學期的探索與實踐,以應用能力培養為導向的高級數據庫技術教學改革,在我院取得了一定的成效。根據本屆信息管理與信息系統和計算機專業學生的畢業設計,可以看出學生能夠熟練使用SQL技術對數據庫管理系統進行設計、實現與管理。
本文提出的教改思路仍存在較大進步空間,比如作為財經類院校,如何將數據庫技術應用于金融、會計等領域并設置相關的實驗與課程設計,值得今后繼續探索與思考。
參考文獻(References):
[1] 孟憲虎.面向應用型人才培養的數據庫系列課程體系和教學模式改革探索[J].計算機教育,2009.24:6-9
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[3] 張海燕,陳志泊,王春玲.《高級數據庫技術》課程教學改革的探討[J].教育教學論壇,2011.9:126-127
【關鍵詞】軟件工程專業 數據庫原理 實踐
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2009)04-0070-02
【Abstract】The aim of software engineering education is to cultivate students’ engineering capabilities to analyze, design and implement software. But currently, there exists problems in practice education――ignoring connection among knowledge and ignoring relation between other courses. While pointing out these problems, we also propose solutions to solve them.
【Key words】Software engineering major Principles of database management Practice
一、引 言
數據庫技術是信息技術中發展最快的領域之一,也是應用最廣的技術之一,已成為計算機信息系統與應用系統的核心技術與重要基礎。數據庫原理課程是軟件工程專業的一門主干必修課程,該課程系統、完整地講述了當前數據庫技術從基本原理到應用實踐的主要內容,力爭使學生能夠正確理解數據庫的基本原理,掌握數據庫的設計方法和應用技術。能在現有主流的數據庫管理系統之上進行應用系統的開發和管理。因此,數據庫原理是集理論性、實用性、操作性、創新性于一體的綜合課程。
數據庫原理[1]是軟件工程專業的一門主干必修課程,其重要性不言而喻。這門課程不僅要求學生掌握數據庫的基本概念、原理,還特別強調培養學生應用數據庫技術動手解決實際問題的能力。如何使理論與實踐不脫節,真正培養出具備扎實的基礎知識、較強的實際工程實踐能力的軟件工程專業人才,是講授這門課程的教師一直都在探索的問題。根據切身的教學經驗,從實踐環節著眼,對數據庫原理課程的講授進行了思考。
二、實踐教學普遍存在的問題
數據庫原理是一門綜合性的課程,主要表現在:內容龐雜,包括了數據庫的基本概念、理論、關系代數和關系演算語言、關系規范化理論、SQL語言、數據庫設計、數據庫保護等;涉及面廣,除了數據庫技術,還牽涉到了軟件工程、Web程序設計、軟件質量管理等方面。目前各高校軟件工程專業的數據庫原理課程教學內容和教學方法大致相近,大都依據指定的一本教材,按編排順序進行課堂教學和實驗,在學期末進行課程設計。在這樣的教學模式下普遍存在教學與實踐脫節的問題,主要表現在如下幾個方面:
1.學生對基本概念理解不透徹,基本理論掌握不扎實。基本概念、基本理論是授課的重點。如果沒有適當的工程項目經驗,僅憑理解加記憶的方法來應付考試,許多知識點理解就不會透徹,并且學完以后印象不深、很快就會遺忘。
2.大部分學生分析問題、解決問題的能力差。在教學過程中,時常會發現一些學生考試分數很高,但是在課程設計或畢業設計中卻體現不出相對應的能力來。所學的知識沒有被轉化成為分析問題、解決問題的能力。
3.學生感到時間緊、任務重。主要原因是課程設計的課時安排不合理,將課程設計集中安排在學期末的一周內。這么短的時間內既要調研、做需求分析、數據庫設計,又要編程、寫設計報告等,學生必然會感到時間很緊張、課程設計的質量也難以保證。
簡而言之,在現行教學模式中,雖然設置了實驗、課程設計等實踐環節,但卻忽略了兩個銜接。一個是知識點之間的銜接。通常,實驗的設計是以課堂講解的知識點進行設計,各個實驗是單元性的,相互獨立,無法使學生理解知識點間的聯系。然而,課程設計卻要求學生在臨近期末的一周時間里,綜合所學,完成一個小型數據庫系統的設計、開發。這對于大部分初學數據庫的學生而言,難度很大。導致很多學生紛紛選擇與開發能力相對較強的學生組成小組,共同完成課程設計,從而無法在實踐中真正鍛煉自己的動手能力。另一個是忽略了與軟件工程等相關課程的銜接,使學生無法真正綜合地了解、掌握并實踐一個軟件系統的開發、維護、擴充的全過程。
三、改進實踐教學的措施
目前的教學中,主要依據教材,以關系數據庫為基礎、數據庫管理系統為中心,介紹關系系統的基本原理,教材中很少涉及到具體應用,學生在學習過程中很難深入理解數據庫中的一些重要技術,更談不上如何從實踐上去把握。而數據庫原理課程的后續課程一般又不再安排一門操作性強的商業數據庫課程,比如SQL Server數據庫等。知識點之間、數據庫原理與相關課程之間的脫節,一方面無法調動學生的自主學習積極性;另一方面因為實踐內容欠缺連貫性、綜合性,無法培養學生的實際工程實踐能力。要消除脫節,實現兩個銜接,勢必要對現行的教學方法進行改進。
現行教學模式中,實驗的設計是以課堂講授的知識點為驅動,能起到加深學生對知識點印象的作用,但卻無法調動學生自主學習的積極性。比如建立數據庫、建立表、完成特定SQL操作等單元性實驗,學生依葫蘆畫瓢,大都能順利完成。但實際上,學生卻對各個知識點的聯系理解不夠,比如表與視圖的關系。當臨近期末,需要完成綜合性較強的課程設計時,學生明顯感到相較于實驗,課程設計難度增大;同時,由于學生平時缺乏綜合訓練,很難達到預期的教學效果。要實現實驗與實驗的銜接,就要使實驗內容間有連貫性,就是要以任務為驅動對實驗進行設計。 以一個具體的、能調動學生學習積極性的任務,對講授的知識點進行合理的組合,將要傳授的瑣碎、枯燥的理論知識巧妙地蘊含其中。以知識點為驅動設計建立視圖的實驗,通常要求學生按教材及老師的講解,采用SQL語句直接完成視圖的建立。而以任務為驅動設計的實驗,則只給出任務描述,調動學生積極性,綜合運用所學知識點,自己想辦法完成實驗。比如,要求學生利用數據庫管理一個單位職工的薪酬記錄,要求財務主管可對單位所有職工的薪酬進行操作,部門主管可對部門所有職工的薪酬進行查詢,職工能對自己的薪酬進行查詢。以任務為驅動設計實驗,能有意識地鍛煉學生的自主學習能力,通過實踐理解知識點及其之間的聯系。
現行教學模式中,雖然設置了綜合性較強的課程設計環節,但由于培養計劃設置的問題,軟件工程、Web程序設計等課程與數據庫原理課程并行開設,使學生很難體會從需求分析開始,掌握并實踐一個軟件系統開發、維護、擴充的全過程。因此,可將課程設計獨立出來,整合數據庫原理及其相關課程,開設一門12學時左右的數據庫開發的實踐性課程。這一課程以某一個主流數據庫軟件為基礎,結合軟件工程導論、大型軟件系統的設計和體系結構的課程,使學生能夠將相關教學內容融會貫通,有機會完整地了解并實踐一個大型應用軟件的整個生命期的所有問題,而不是每門課都只了解其中的一個片段。
四、小 結
對于軟件工程專業的學生而言,扎實掌握數據庫的基本原理、設計和開發技術,是增強其就業競爭力,滿足用人單位需求的重中之重。對數據庫原理課程的實踐環節進行反思,有利于進一步促進實踐教學,更好地達到課程的教學目標和效果。本文指出了實踐環節中存在的知識點脫節、與相關課程脫節的問題,并提出了其改進措施。
關鍵詞:數據庫系統;數據庫;屬性;碼;教學方法
中圖分類號:G642文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2007)05-11445-01
1 引言
根據《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》數據庫系統原理課程是計算機科學與技術、計算機工程、軟件工程及信息技術專業方向的核心課程,主要研究信息模型與信息系統、數據庫系統、數據建模、關系數據庫、數據庫查詢語言、關系數據庫設計、事務處理等核心內容。其中還包括分布式數據庫、物理數據庫設計、數據挖掘、信息存儲與信息檢查、超文本和超媒體、多媒體信息與多媒體系統、數字圖書館等選修內容。關系數據庫理論與設計是整個數據庫系統原理課程中核心中的核心內容。根據筆者近二十年對數據庫課程的講授經驗,從關系數據庫原理課程的教學內容出發研究數據庫課程的教學方法。
2 認真分析研究教材,注重學科聯系
數據庫是研究數據處理技術的一門綜合性的學科,它涉及到離散數學、數據結構、操作系統、軟件工程、計算機原理及其它應用領域的知識和方法相結合的學科。在關系代數和關系演算中,用到離散數學的理論;在研究數據的物理組織時,用到數據結構的相關知識;在研究事務的并發時,用到操作系統的理論和方法;在進行數據庫設計時,用到軟件工程的原理和方法;在講授數據庫系統的組成時,用到計算機原理等方面的知識。由于學科的交叉性,突出了數據庫課程在整個計算機學科中的重要地位。
由于大部分學校在講授數據庫系統原理前開設了Visual Foxpro 6.0程序設計課程,它屬于原理的應用部分,是關系數據庫的產品之一。教師在進行課程講授時,要結合理論講清Visual Foxpro6.0應用了數據庫的哪些原理。如數據表來源于規范化理論或者模式分解理論,Visual Foxpro6.0講的數據表、記錄、字段(數據項)和原理中講的關系、元組、屬性是同一個概念的不同名稱等。
3 注重基本概念教學,為理論學習打好基礎
3.1 弄清概念之間的區別與聯系
在數據庫課程的教學中,掌握好基本概念對理論課程的學習很有幫助,數據庫中的有些概念貫穿在課程的始終,這些概念的掌握對整個課程的學習有很重要的作用。如數據庫、數據庫系統、關系、元組、實體、屬性、事務、完整性約束等。有的概念聯系比較緊密,弄清概念之間的聯系與區別,對概念的掌握有較大幫助。如實體和屬性的概念,實體是客觀存在并可以相互區別的事物,屬性是對實體特征的描述,它們之間有必然的區別,但是也有一定的關系。實體和屬性不是絕對的,如果屬性需要進一步描述,則屬性就作為實體,反之如果實體不需要再進一步描述,則實體也可以作為另一實體的屬性。如在考慮學生管理數據庫時,政治面貌如果只考慮現在的情況(黨員、團員等),則政治面貌就是學生實體的屬性,但是如果考慮學生何時入團、何時入黨,則政治面貌就是一個實體。再如事務和程序的概念等都有較強的聯系。
3.2 掌握概念定義的前提和層次性
數據庫中的概念由漸入深,隨著課程教學內容的逐漸深入一些基本概念也更加具體和完善。例如在課程中,有四個地方都定義了碼,在介紹概念模型時,碼定義為:唯一標識實體的屬性集。在研究關系模型時,碼定義為:表中的某個屬性組,它可以唯一確定一個元組。給出了碼的粗略描述,沒有實質性的量化定義。而在關系數據庫中,講授關系的形式化定義時,碼定義為:若關系中某一屬性組的值能唯一的標識一個元組,則稱該屬性組為候選碼,若一個關系有多個候選碼,則選中一個為主碼。在講授規范化理論時,學習了函數依賴后,利用函數依賴的概念定義碼為:設K為R中的屬性或者屬性組合,若KU則K為R的候選碼。若候選碼多于一個,則選定其中的一個為主碼。從理論上來說,這四個概念都是正確的,但一個比一個更具體、更嚴密、更準確。
同樣在對函數依賴講授時也采用了同樣的手法,在關系數據理論中函數依賴定義為:設R(U)是屬性集U上的關系模式,X、Y是U的子集,若對于R(U)的任意一個可能的關系r,r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等,而在Y上的屬性值不等,則稱X函數確定Y或者Y函數依賴于X,記作XY。為了便于Armstrong公理的證明,對函數依賴又給出了定量的描述。定義為:若對于R(U)的任意一個可能的關系r,t和s是r的任意兩個元組,X、Y是U的子集,若對于任意一個t[X]=s[X],必然有t[Y]=s[Y],則稱X函數確定Y或者Y函數依賴于X,記作XY。教師要講清楚對同一概念為什么這樣處理,這些概念層層的描述有什么好處。掌握了同一概念的不同定義,便于對這些概念的深入理解。
4 注重理論與實踐的結合
4.1 注重動手能力,搞好課程實驗
學習數據庫課程的主要目的是為了應用,結合所學的數據庫語言搞好每一章的課程實驗,以便驗證所學理論是很重要的。如在講授SQL語言時,讓學生建立一個數據庫,并結合所學內容做查詢、插入、刪除、修改等實際操作,真正理解和掌握SQL語言的應用環境。在講授數據庫安全性和完整性時,利用實際系統讓學生對系統做數據控制。提高學生對數據庫課程的認識,激發學生的學習欲望。
4.2 加強課程設計,提高學生綜合能力
數據庫設計理論主要是為了指導數據庫實踐,通過系統的理論學習和部分單元訓練,通過課程設計讓學生掌握數據庫設計的全過程,并進一步掌握數據庫課程。課程設計是數據庫中必不可少的,我采取將學生分組的方式每5-6名同學一組,為每組同學擬定一個題目,如圖書管理系統、學生檔案管理系統、銷售管理系統、能源管理系統等,教師提出要求讓學生深入圖書館、學生管理部門或者企業進行系統調查,進行需求分析設計出數據流圖,編寫數據字典,然后進行概念結構設計,從數據流圖和數據字典中提煉出E-R圖,再進行邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施和維護的設計。讓每一位同學明確數據庫設計的過程,使每一組同學進行上機調試,使所有功能進行程序實現,最后讓同學們進行設計答辯。
通過課程設計和設計答辯,學生鞏固了理論知識,豐富了課程實踐,掌握了如何運用理論指導實踐,也對今后其它課程設計以及畢業設計和畢業論文的書寫打下了基礎,收到較好的效果。
4.3 擴展學生思路,向學生傳授新知識
由于課本的出版周期長,更新也較慢,也由于課本編寫的一些要求,所以課本上有些內容是陳舊的,對有些問題也不可能全面的介紹,有些新知識也很難溶入到教材中。我在講授課程時,除了給學生有意補充新知識外,又給學生開設了“數據庫中的空值問題”、“數據倉庫和數據挖掘技術”、“目前數據庫的研究方向”、“數據庫的查詢優化問題”等專題講座。擴充了學生的視野,激發了學生的興趣,為他們今后的學習和研究打下了一定的基礎。
5 結語
數據庫系統原理課程是計算機專業的核心課程,隨著計算機科學的發展,數據庫系統原理課程也在不斷的發展,教學內容不斷更新,教學方法也在不斷改革,所以課程教學改革是一個永恒的課題。只有不斷的改革教學方法和教學手段,才能使教學更加豐富,使學生學到更多的知識。
參考文獻:
[1]教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制.高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》[M].北京.高等教育出版社,2006.
[2]王珊,薩師煊.數據庫系統概論(第4版) [M].北京.高等教育出版社,2006.
關鍵詞:課程建設;課程設計;計算機軟件
作者簡介:張艷(1976-),女,河南南陽人,上海理工大學光電信息與計算機工程學院,講師。(上海 200093)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0096-01
計算機是一門技術性、工程性和應用性很強的學科,教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會的發展戰略研究報告中也指出:計算機專業的人才應該被分為科學型、工程型、應用型三類,而絕大多數應該是工程型和應用型的。許多高校注重學生專業能力的培養,紛紛開設實踐類課程以滿足信息社會對實用型人才的需求。因此,如何建設實踐類課程無疑是擺在每位一線專業教師面前的重要課題。本文以“應用軟件課程設計”課程的建設為主要探討對象,介紹了該課程的設置意義、教學方法和實施細則,希望能對計算機專業實踐類課程的建設和教學以及學生的就業有所幫助。
一、課程設置的重要意義
在大學里,設置一門課程,不能只關注這門課程所含的內容,更要考慮本科教育培養學生基本專業能力、可持續發展能力等這些本質性的問題。計算機學科問題求解的基本思路是“問題形式化描述計算機化”,以抽象、理論、設計為其學科形態。按照計算機科學與技術專業本科生的培養目標,到學生畢業時應具備計算思維;算法設計與分析;程序設計與實現系統的認知、分析、開發與應用等四大基本能力。
“應用軟件課程設計”課程面向大三的學生開設,在計算機科學與技術專業四年本科教學中,是以前期的“數據結構”、“計算方法”、“離散數學”、“軟件系統”(包括編譯原理,操作系統)、“軟件工程”、“程序設計”、“數據庫原理”以及“計算機網絡與通信”等課程為基礎的一門軟件開發技術綜合應用的專業課程。該課程讓學生綜合運用專業知識,通過動手實踐,以團隊協作的方式根據軟件工程的原理選擇難度適中的課題,完成網絡環境下基于B/S架構的綜合應用軟件的系統設計與實現任務。課程設置的目的就是通過本課程的系統學習與實訓,達到全面提升學生綜合應用軟件的實際開發能力和團隊合作能力,以解決傳統教學中理論學習與工程應用相脫節、單門課程孤立地學習與缺乏正確運用學科體系的理念來指導學生實現綜合技術全面應用的突出問題,以期有效地實現計算機科學與技術專業本科學生的培養目標。
課程開設近10年的實踐證明,學生綜合運用計算機專業基礎知識,科學設計、開發軟件,合理進行軟件開發的能力得到全方位的、實戰型的鍛煉,不僅實現了專業理論知識與實踐有效地相互結合,而且很好地鍛煉了學生的動手實踐能力和團隊協作能力,為日后的擇業起到很好的鋪墊作用。
二、“應用軟件課程設計”的教學內容
“應用軟件課程設計”主要以曹渠江教授編寫的《綜合運用軟件設計》一書為教材,輔助以課程網站和網絡上的各類學習資源,要求學生利用軟件工程、面向對象程序設計的思想,根據課程項目任務和功能完成課題的需求分析;制定課程項目詳細的時間進度規范;利用面向對象程序設計、計算機網絡、數據庫原理、多媒體技術等相關知識來進行數據庫設計與開發;熟悉和掌握網絡應用的開發環境,分析課題中技術難點并進行技術攻關;根據制定的時間進度計劃和需求分析,進行網絡環境下基于B/S架構的系統軟件模塊的編寫、開發與整合;對整個項目所有模塊進行代碼集成測試、軟件產品完善;最后提交課程設計個人報告、課程設計小組報告以及完整程序。整個課程總學時為64學時,主要以機房實踐為主,通過演示軟件、答辯的形式公開、公平地評定成績。
三、應用軟件課程設計的實施方法
1.本課程的實施原則
實踐類課程不同于其他計算機專業課程,主要以實踐為主,這就比較難控制進度和公正地評價學習成績,因此筆者制定了如下實施原則:
由教師提供網上新聞管理系統、網上寵物商店、網上公文流轉系統、藥品管理系統、繼續教育管理系統、網上用戶投訴系統、在線同學錄、企業倉庫管理系統、班級相冊管理系統、在線學籍管理系統、網上聊天室、客戶關系管理系統等難度適中的十幾個項目,對于每個項目都講明設計要求和要求實現的基本功能;按照自愿原則,四到六個同學組成一個項目小組,推選出一位組長。對于沒被組合的同學,由教師統一安排,每組配備一位有項目開發與項目管理經驗的研究生為指導教師,負責學生的上機輔導、課外答疑、技術咨詢與指導;每組由組長填報所有成員的個人信息,以便師生之間緊密聯系;每組組長代表小組全體成員與指導教師商定每周一次的輔導、提問與答疑的時間,并互通聯絡信息;教師每周安排兩次上機,每次4個學時。最初的3周(12學時)進行理論授課,主要講課程基本要求和安排以及軟件工程、軟件開發工具和方法的基本知識;設立課程公共電子郵箱,上傳所有課程資料、進度安排和學生要提交的各個階段的文檔模板,每位學生必須根據給定的工作模板與課程要求,在不同時間節點完成個人與小組的初期、中期、末期三個時期的階段報告和最終的課程設計報告;最后進行大組公開演示和答辯,全體指導教師根據答辯情況、提交的報告質量、平時上機表現與平時的檢查情況集體打分,綜合評定出每位學生的最終成績。
2.本課程的教學安排
整個課程在實際教學過程中,按照16周的總體時間共分為以下5個階段。
(1)課程設計第一階段(3周):認真學習教材和閱讀課題任務說明書,根據軟件工程的理論和選定項目任務完成課題的需求分析;制定本課題的實施方案,完成個人角色任務分配等各類文檔和開發規范;確定課題技術難點及其攻關措施;熟悉和掌握.NET的開發環境、后臺數據庫開發工具以及與課題相關的開發工具。在本階段結束時,向指導教師提交課程設計個人及小組的初期報告。
(2)課程設計第二階段(4周):根據制定的時間進度計劃和需求分析,進行系統數據庫的實現及應用軟件的初步模塊編寫與開發。在本階段結束時,向指導教師提交課程設計個人與小組的中期報告以及個人階段性開發的程序源碼。
(3)課程設計第三階段(4周):本階段是項目開發的實質性階段,對整個項目所有模塊進行開發并進行代碼集成測試、完善整個軟件產品。在本階段結束時,向指導教師提交課程設計末期的個人和小組的報告。
(4)課程設計第四階段(3周):完成全部代碼的開發工作,檢查并匯總本課題小組成果,課題小組完成項目開發總結報告,個人完成各自的課程設計個人報告。在本階段結束時,向指導教師提交課程設計個人與小組的報告以及小組的完整的、可供運行的代碼文檔。
(5)最后是課程設計綜合評價階段(2周):對本課題設計項目綜合評價,最后進行大組公開演示和答辯,檢查程序運行效果;全體指導教師根據答辯情況、提交的報告質量與平時的上機情況集體打分,綜合評定出每位學生的最終成績,力求公平、公正。
另外,在課程結束后會召開師生座談會,集中講評、總結課程的教學、學習情況,征求學生對課程和教學方面的建議和意見,同時給學生指出專業學習的努力方向,學生給教師提出今后課程需改進的地方,使教與學相互促進從而不斷完善該課程。
四、結論
“應用軟件課程設計”在上海理工大學已經開設10年,是上海理工大學精品課程與上海市教委重點課程建設項目,它很好地體現了計算機專業課程的系統性、完整性、科學性和原理性,有效鍛煉了學生的動手實踐、軟件開發和團隊協作能力,對提高學生的專業能力和專業素質起到了關鍵作用。任課教師在教學實踐中付出了很大的努力,不斷完善課程的教學模式和評價手段,積累了大量經驗,該課程多次受到學生的好評,很多已就業的學生反饋的信息表明:該課程對學生專業素養的培養和從學校到職場的銜接起到了很好的作用,為計算機專業的實踐教學探索出一條切實可行的道路。
參考文獻:
關鍵詞:;程序設計;前導課程;教學方法;考核方式
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)19-30082-02
Exploration of " Programming" Teaching Methods
JIN Ming-xia
(Zhejiang Yuying College of Vocational Technology, Hangzhou 310018, China)
Abstract: At present the institutions of the most computer professional set up rogramming courses, the paper from the course preparation、teaching methods、practice teaching、curriculum design and other aspects sum up how to the better development of programming courses teaching methods.
Key words: ; Programming; Course leader; Teaching Methods; Assessment methods
1 引言
是面向下一代企業級Web應用程序的開發平臺,是建立在框架通用語言運行環境上的編程框架,可用于在服務器上生成功能強大的Web應用程序。與以前的Web開發模型相比,具有開發效率高、使用簡單快捷、管理更簡便、全新的語言支持以及清晰的程序結構等優點。自Microsoft公司推出以來得到了廣大編程愛好者的喜愛,是目前主流的網絡編程語言之一。當前各院校的計算機專業大都開設了程序設計課程,如何更好的開展程序設計課程的教學是一個值得探討的問題。實踐課程教學要取得好的效果,應該從課程準備、教學方法、實驗和實訓環節、課程設計等方面進行考慮。
2 課程準備
程序設計課程包含的內容很多,在教學過程中,首先要向學生介紹計算機網絡的一般知識及Web體系結構,然后是HTML超文本標記語言,接下來便是或C#語言;數據庫操作是程序設計課程中很重要的一部分內容,因此還要向學生介紹數據庫的知識及操作,但是由于課程課時的設置以及課程重點難點知識點的設置,教學過程中不可能安排太多的課時講授這些內容。我校在開設該課程前,靜態網頁制作、程序設計、SQL Server2000、網站規劃與設計等課程相繼開設完畢,學生有一定的編程基礎,程序設計課程相關的知識又有一定的掌握,再經過一學期的該課程的學習,絕大多數學生的動態網頁制作技術都有明顯的提高。
3 教學方法
針對高職學生的特點,為了更好地培養學生應用開發能力,我在本課程教學中采用了案例教學方法,教學過程的設計采用全程案例驅動的教學模式。首先要根據課程目標選取一個典型且功能完善的案例,該案例能覆蓋課程的主要知識點。課堂教學中模擬軟件項目的開發流程,將這個案例作為開發任務,并且將該案例以模塊化方式貫穿整個教學,使學生體驗使用開發基于WEB的應用程序的實際過程,突出課程的綜合能力訓練、職業能力培養,達到專業培養目標所必需的知識和能力。
3.1 教學目標分析
程序設計的教學目標是:讓學生掌握基本的技術、基本的數據庫訪問技術以及WEB應用程序開發的基本方法。在此基礎上,培養基本的網站應用開發技能,形成良好的編程習慣,提高學生的職業素養。因此,程序設計課程的主要教學單元是:一、HTML語言基礎;二、語法基礎;三、HTML控件和WEB控件;四、其它控件;五、常用內置對象;六、數據庫訪問技術。其中,前五個單元是介紹的主要技術,第六單元數據庫訪問技術是課程的重點和難點。
3.2 綜合案例提出
提出學生感興趣、貼近他們生活的案例可以充分調動學生參與項目設計與開發的熱情,激發學生的求知欲望及學習興趣,在融洽和諧的情境中獲得良好的教學效果。課程選用了與學生學習密切相關的學生選課系統作為案例,在這個系統中學生作為系統的主角,可以從自身的角度出發,提出系統的需求,為案例的具體實施作鋪墊。
3.3 案例模塊化分解
合理分解案例是本課程教學的關鍵,我們將上述案例分成項目模塊,再將模塊分解成子模塊,直到每個小模塊可通過各個知識點來解決。通過模塊分解,就將一個綜合案例劃分成了相對容易的小模塊,這樣既可以樹立學生完成任務的信心,又能使教學過程得以順利開展。
根據案例的實際情況,我們將案例分成了四個大模塊,并將這四大模塊又分解成了30多個具體的小模塊,在課程教學和實驗教學中逐一解決。具體的項目模塊劃分如下:
3.3.1 HTML語言設計的頁面布局
對應“頁面布局”模塊,主要知識點:常用的HTML標記。
這是案例教學的啟動階段,和學生一起分析學生選課系統需要哪些功能,讓學生對案例有個全局
認識,并了解教學的總體目標。然后根據分析結果給學生演示如何設計系統的靜態首頁,在首頁的制作過程中,介紹并字體標記、表格標記以及超鏈接標記等多種標記的使用。
3.3.2 WEB控件設計的用戶窗體
對應“窗體控件設計”模塊,主要知識點:基本語法、常用的控件。
在這一部分,我們引導學生在原來設計好的靜態頁面基礎上,利用中的控件,往各頁面窗體添加控件,比如該系統的用戶登錄頁面,添加控件加入代碼后,讓用戶登錄窗體能夠對于輸入的用戶名給出友好的問候信息。這樣,學生不僅熟悉了HTML控件和WEB控件,而且體會到了網頁是如何“動”起來的,形象地建立起了動態網頁的概念。同時,用戶登錄窗體的內容更加豐富,用戶登錄窗體中不僅可以有文本的輸入用戶名及密碼的功能,還以具有單選、多選和下拉菜單等多種輸入方式用于提交輸入用戶資料。
3.3.3 用戶窗體與數據的連接
對應“數據庫訪問”模塊。主要知識點:常用內置對象、及數據庫訪問基礎。
在前面設計的登錄功能中,用戶名和密碼都是事先設置在程序代碼中,這樣的登錄檢查不具備實用性。學生也會懷有這樣的疑問。針對這個問題,在“訪問數據庫”一章中,引導學生建立合法用戶的數據庫記錄,并利用數據庫訪問技術,從數據庫的合法用戶表中檢索是否存在登錄用戶的信息。
這部分內容在本課程教學中是關鍵的一步。通過新知識點的應用,檢查用戶登錄的功能有了質的提升。用戶名和密碼的檢測不再是程序中事先在代碼中事先設定的,而是通過對象連接到后臺數據庫,查找用戶名表中是否有輸入用戶的記錄,如果有,說明是合法用戶,登錄成功,并轉到一個新網頁中;若沒找到相應的記錄,則說明是非法用戶,給出相應提示。這樣,通過采用數據庫訪問技術,用戶登錄窗體對于事先在用戶名表中記錄的合法用戶,都能檢驗通過。相對于原來僅能檢驗固定用戶的情形來說.新的用戶登錄窗體的功能得到了很大加強。
3.3.4 用戶窗體數據的查看
對應“數據查看”模塊。主要知識點:數據綁定及數據顯示控件Data Grid、Repeater。
這是案例的最后功能部分,也是教學的最后一部分內容。經過前面模塊的操作,學生已經不斷提升了案例的功能,在最后這部分,主要是完成各類數據的顯示、查詢、插入和刪除。學生需要做的工作是在前面模塊對數據庫連接和檢索技術的基礎上,進一步通過SQL命令來完成學生信息表、成績表等表的處理,并利用數據綁定技術,將需要的結果通過典型的數據顯示控件顯示出來。
4 實驗和實訓環節
程序設計課程是一門實踐性非常強的職業技能課,其實踐教學環節是實現本課程培養目標的關鍵因素,為此,在實踐教學的設計上,始終貫徹“以學生為主體,以能力培養為目標”的指導思想,充分體現以職業能力,創新能力和就業能力培養為中心的設計思路。整個實踐教學設計分成四個階段:導入階段模擬階段實戰演習階段總結提高階段。在導入階段,選取合適的實例,通過 Flash 動畫或多媒體教學手段來確立目標,激發興趣;模擬階段將實踐教學設計按任務分解成若干個教學模塊,實行分階段、分層次、循序漸進的能力培養模式組織教學內容。通過“教師做,學生模擬” ,實現從概念的理解到實際編程的轉變;實踐演練階段則配備相應的實戰演習項目,使學生能牢固的掌握相關的技術,對知識有一個基本的感知與理解;總結提高階段對所學理論與技能的一個總結提煉,并提供綜合多知識點的項目,供能力強的學生練習,實現分層次教學。
5 課程設計
在學習過程中,學生建立起來的知識往往是零散的,通過課程設計,學生能將一學期學到的知識結合起來,提高他們的綜合應用能力。課程設計的選題很重要,選題要符合學生的實際水平。選題太難,會打擊學生的積極性和信心;選題太簡單也不利于學生水平的提高。學生基礎和水平參差不齊,因此,在制定課程設計時,指定不同難度的題目,由學生根據自己的實際水平和興趣來選定。比如,在課程設計中,制定了3個題目:用戶注冊系統、婚紗攝影網站制作、小型航空公司訂票系統。實際上后兩個題目已包含了用戶注冊功能,學得較好和對自己要求較高的學生,他們更樂于選擇后面兩個題目。在平時的授課中,應灌輸一些系統設計和開發的思想、方法和技巧給學生。在課程設計階段,先詳細講述網站應用系統開發的步驟和過程:需求分析、數據建模、技術架構的選擇、界面設計、編寫代碼、調試。課程設計完成,使學生掌握較系統、較完整的設計方法。
6 考核方式
學生在課程設計結束后,不僅要提交課程設計報告及軟件,還要對軟件進行講解,教師有針對性地對系統中的關鍵設計問題提出問題,學生當場解答;或者教師刪除軟件中一些關鍵性語句要學生當場調試。通過這些環節可以有效的避免學生在課程設計中出現抄襲情況。
7 結束語
以上講述了程序設計課程的一些教學體會,通過在實際教學過程中的實踐,取得了很好的教學效果。
參考文獻:
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關鍵詞:數據庫,Access,教學改革
隨著計算機在工作和生活中的應用越來越廣泛,計算機技術已廣泛應用于社會生活的各方面。數據庫技術是隨著計算機科學技術的發展的需要而產生的,是計算機科學與技術領域中發展最快應用最廣泛的領域之一,經過多年的發展該技術已經形成了比較完整的理論體系和非常廣泛的應用系統。目前,各高職院校已將《數據庫原理及應用》這門課程列為高職教育中計算機類專業的骨干專業課程。
《數據庫原理及應用》作為高職高專院校計算機類專業的一門重要的專業課,課程本身比較抽象,而數據庫技術又是計算機科學中最活躍、應用最廣泛的內容之一,其教學主要任務就是要通過課堂教學和課后實踐練習,使學生能夠較全面的掌握數據庫系統的基本概念、基本原理和基本方法,初步掌握數據庫的設計方法,并能初步具備用數據庫技術解決實際問題的能力。當前本課程的教學還存在著一些問題,因此對其進行改革勢在必行。
一、《數據庫原理及應用》課程目標
本課程系統地介紹數據庫的原理知識,并結合具體的數據庫管理系統軟件(Access)來介紹原理的應用過程。通過這門課程的學習,使學生掌握數據庫應用系統開發方法,在數據庫軟件開發的過程中能夠選擇正確的開發平臺,正確地、合理地進行數據庫設計,能有效地使用數據庫技術解決數據處理中的實際問題,從而提高軟件開發的整體質量。
二、《數據庫原理及應用》教學內容
《數據庫原理及應用》的課程內容牽涉的范圍是比較廣,其主要包括關系數據庫理論知識、Access數據庫的設計和管理以及數據庫應用三方面。而傳統的教材編輯往往以理論為主,整本書主要介紹了有關數據庫的基本概念,實際的綜合操作應用內容較少,而實際應用是非常關鍵的。面對這種情況,教師應在總體上把握,抓住主脈絡把學生盡快地引導到學習的主干上來。一旦把基礎打好,教師就可以適當舉些實例,將所學的內容聯系到實際中去解決問題,這樣就可以保持知識的連貫性,并且可以加深學生們對所學內容的理解。
三、目前的《數據庫原理及應用》教學現狀及其存在的問題
現在高職高專院校都開設了數據庫技術這門課程,教學的內容和教學方法也大體相同,并且大都呈現出同樣狀況,學生的學習狀態不佳,學習目的不明確,導致學習效果不理想,在實際應用的過程中無從下手。目前的高職高專院校的《數據庫原理及應用》的課程的教學方法和教材大部分照搬普通本科院校,不適應高職院校教學發展的需要。在教學過程中存在如下幾個方面的問題:
1.教學內容陳舊
傳統教材主要以關系數據庫Access為例介紹數據操作及數據庫編程,內容包括:Access數據庫的基本操作和七個對象的基本操作,結構化查詢語言SQL,關系數據庫理論等內容。由于教材編寫時間相對較早,其中的許多理論和技術在實際中已經沒有或很少得到應用,并且七種對象的綜合應用部分少;另一方面,教材中大部分程序設計和命令對高職院校大一學生來說較難理解。2.實踐教學環節重視不夠
目前實驗課教學存在很多弊端,如:學生不明確實驗目的,實驗的內容不清楚,實驗環境不方便,考核中實驗課占的比例小。博士論文,Access。課程設計時間少,大多數學生為了完成任務,只有仿照參考書上的案例用開發工具去實現,甚至互相拷貝修改,沒有經歷軟件開發的系統分析過程,如:需求分析、概念結構設計和邏輯結構設計。
3.課程考核方式不合理
課程的評價方式一般是筆試考試和課程設計。但課程設計考核方式一般是只提交電子版本實習(實驗)報告和所做的軟件系統,這種方式難以避免學生相互復制或從網絡上下載等現象。并且傳統的考試制度使大部分學生死記硬背,不會靈活運用所學知識。
四、改革《數據庫原理及應用》課程教學的幾點思考
針對目前普遍高職高專院校的《數據庫原理及應用》課程的教學體系存在的不足,只有通過教學內容的整合與優化,并以課堂教學環節、實踐教學環節、考核方式的改革相配合,建立一個合理的教學體系,才能提高學生的學習興趣,提高學生在數據庫技術課程應用中分析問題和解決問題的能力,促進教學質量的提高。
1.課程目標與內容體系的改革
《數據庫原理及應用》課程的最終目標是培養學生使用數據庫技術解決實際應用中的各類問題。因此,該課程的教學不僅要讓學生理解數據庫的基本概念和基本原理,掌握數據庫設計的方法,更重要的是培養學生邏輯思維和邏輯推理的能力、自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力、創新意識和創新能力;此外,在完成課程沒計和課題開發的同時,還要培養學生的團隊協作精神。博士論文,Access。創新的具體實施和體現是在課程的內容體系上,本課程的內容體系以厚實的基礎為原則,處理好傳統與現代、理論與實踐、知識與創新的關系,保持教學內容的完整性、先進性。
該課程內容體系的主要特點是:(1)理論教學與實踐操作相結合。在理論教學的基礎上,配以一定數量和較高質量的習題練習,強化了學生對具體問題的分析設計能力,教學實踐起到了觸類旁通、事半功倍的效果。(2)強調實務操作的真實性。教材中的練習基本上都是理論,為了讓學生在一個實踐課中能充分利用有限的時間,課程組組織編寫了與教材配套的《數據庫原理及應用實訓指導》,在實訓過程中,要求學生嚴格按照實訓步驟進行,不斷提高動手實踐能力。(3)強化數據庫應用系統的開發能力。該課程的最終培養目標是讓學生在理解數據庫理論的基礎上,掌握數據庫應用系統的開發與設計。博士論文,Access。為此,課程組安排了課程設計、畢業設計及課題開發等實踐環節,讓學生在大量的實踐過程中掌握數據庫應用系統的設計方法,培養學生的數據庫應用能力、創新能力和團隊協作精神。
2.編寫新的教材,更新教學方法
為了使學生掌握流行的數據庫管理軟件,我們重新編寫了新的教材,參加編寫的人員都是長期從事數據庫技術教學第一線的教師,在總結多年教學經驗的基礎上,選用了Access這種數據庫管理系統作為教學示例軟件,同時Access也成為全國高等院校計算機等級考試中的二級考試內容。Access數據庫是Office辦公系列軟件的主要組件之一,是一種為數據庫管理和應用程序開發而設計的面向對象的可視化程序設計語言,不僅能使編程人員從復雜的工作中解脫出來,而且在程序開發上不再需要過多地與語言打交道,可視化的開發過程使原先以編碼為主的開發變為以操作為主的開發,從而極大地提高了開發效率,縮短了開發周期。在教學過程中,針對數據庫技術發展迅速、內容豐富和實用性強的特點,總結出“理論與實踐并重,體現案例教學”這兩條原則和三種授課方式:課堂理論講授、機房上機實踐和學生分組分項目完成項目練習。
通過這樣的教學方法提高學生的學習興趣,培養學生團隊合作精神,加強學生對數據庫技術的掌握。案例教學起源于哈佛大學商學院,它是一種與傳統教學的“概念——理論——應用”模式完全相反,采用“案例——理論和概念”模式的教學方法。通俗地講,案例教學是通過對具體實例的演示、講解,讓學生對案例進行分析、討論、交流,充分表達自己的見解,以達到高層次認知學習目標的一種啟發式教學方法。案例教學的過程主要步驟如下:(1)教學案例的選擇與設計;(2)案例分析與講解;(3)課堂討論;(4)綜合討論結果,得出結論。
3.完善考核制度,重視能力培養
《數據庫原理及應用》這門課程要求學生既掌握一定的理論知識,也能熟練運用一種數據庫管理系統軟件。博士論文,Access。傳統的單獨理論試卷考試會導致學生為應付考試而對相關理論知識在考前臨時突擊,死記硬背,出現“高分低能”現象,這與該課程培養應用型人才的目標是相悖的。博士論文,Access。為此可以采用理論筆試與平時實踐各占一定比例的考核方法。博士論文,Access。平時實踐分項目實踐可以督促學生增強自己的動手能力和對所學知識進行應用的能力,理論考試采用機考的形式,通過考試系統軟件隨機生成試卷,使相鄰學生的試題摘要素的綜合改革和建設。
五、結束語
隨著數據庫技術的不斷發展,知識的不斷更新,即使在現在看來是比較合適的教材,教學方法等在經過一段時間之后,也可能顯得過時和落后。因此,我們應經常進行教學研究討論,在教學過程中,認真思考、積極探索,使此門課程的教學水平有進一步的提高。
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(1.杭州師范大學 錢江學院,浙江 杭州 310018;2.杭州師范大學
杭州市電子商務重點實驗室,浙江 杭州 310036)
摘 要:針對目前數據庫課程群建設中急需理順課程關系并提高學生綜合實踐能力等需求,提出將沙盤模型引入數據庫課程群的建設過程,詮釋“類沙盤”的創新概念和含義,分析采用“類沙盤”模式進行數據庫課程群教學改革的設計和實施過程。
關鍵詞 :數據庫課程群建設;erp沙盤;教學改革;教學過程設計
0 引 言
數據庫課程群是指以數據庫原理為核心,向外輻射至數據庫工具使用、數據庫應用開發等方面的相關課程集合,主要包括數據庫原理、數據庫應用、數據庫課程設計以及以數據庫為基礎的軟件工程、組件技術、網站設計與制作等。數據庫系列課程群是應用型計算機專業的核心基礎課程群,還包括學生的畢業設計、企業實習和就業等。整個課程體系目前還存在以下問題[1-3]。
1)缺乏統一規劃的課程體系,缺少相關課程的合理銜接。
盡管與數據庫相關的課程很多,但在培養方案的制訂上缺少統一規劃,導致各門課程的學時配比不合理且不同課程講授重復知識。由于單門課程往往只重視本課程知識的連貫性,學生只能自己理解和整合課程知識體系,對學生的能力要求很高。
2)教學方式無法滿足課程特點,缺少與實際應用的對接。
數據庫系列課程具有很強的理論性和實踐性,而傳統的教學方式存在重理論輕實踐、實踐與實際應用脫節等問題。數據庫原理,尤其是關系數據理論涉及較多的數理知識和邏輯推理,內容抽象、晦澀、難度大,容易引起學生的畏難情緒[4-5]。同時,目前數據庫相關課程、綜合實訓和畢業設計仍然局限于使用傳統開發工具進行小系統設計,脫離具體應用環境,缺少與當前企業數據庫實際應用的有效對接,不利于幫助學生就業。因而,需要在教學內容和方法上進行改革,提高學生解決具體問題的能力和未來從事數據庫相關工作的能力。
總之,建設數據庫課程群、整合課程資源、理順課程關系是提高數據庫及相關課程教學質量的有效手段。
1 教改思路
1.1 沙盤教學模式
沙盤最初起源于軍事領域。最原始的沙盤是用沙土或其他材質做成的地形模型。在戰爭年代,沙盤被軍事指揮員用于研究地形和敵情以及分析作戰方案。后來經管、企管等管理類專業為了提高教學的生動性和互動性,借鑒沙盤的概念,形成ERP沙盤教學模式。
ERP沙盤教學是一種體驗式的互動學習方式,它在課程中讓學生參與模擬企業的整體戰略規劃、產品研發、投資改造、市場營銷、財務管理等環節,使學生真實體驗復雜、抽象的經營管理理論,提升受訓者在經營管理方面的綜合素質與能力[6]。目前,在企管類課程中使用的沙盤模擬教學主要有手工或電子沙盤兩種方式 [7]。
1.2 “類沙盤”教學模式
1.2.1 “類沙盤”的創新定義
“類沙盤”是指引入ERP沙盤的基本原理和操作特點,同時根據IT企業,尤其是計算機軟件企業的特色,批判式地繼承、修正和調整形成實戰型教學模式。
“類沙盤”教學模式仍然將教學的重點放在提升數據庫及相關課程教學的實戰體驗之上。數據庫課程群的最終教學目標是培養學生根據需求設計并開發完整數據庫應用系統的能力和運行維護常用的數據庫平臺的能力。據此,我們將IT軟件企業的需求分析、產品設計、研發、測試、推廣、技術支持以及成本核算、經營分析等過程導入教學過程,通過分工分組、任務分配、角色定位、定額定量、成本控制以及利潤分析等方式,使學生體驗真實的數據庫相關企業和數據庫相關產品的運作過程,從而將復雜、抽象、晦澀的理論以一種直觀的方式展示出來,提高學生對知識的認知度,提升學生的IT綜合素質。
1.2.2 “類沙盤”用于數據庫課程群建設的可行性分析
盡管數據庫課程群不屬于經管或企管類課程體系,然而其培養目標與企管類課程有諸多相似之處。比如,數據庫課程群的教學目標是培養學生在實際企業中從事數據庫開發和維護的能力;數據庫系統的設計、開發及運維過程屬于團隊活動,需要采用類似企業項目組的方式進行管理,包括對團隊成員進行明確分工、團隊協作、形成穩定的團隊關系等。因此,將“沙盤”原理應用于數據庫課程群的建設過程,形成“類沙盤”教學模式,通過學生進行分組,在項目組中模擬實際項目開發過程的角色扮演,從項目的可行性研究、需求調研、設計、開發等環節進行實戰演練,能夠加深學生對課程群中各主要課程邏輯關系的理解,提高學生對相關知識的掌握程度和實踐能力,從而提高學生從事實際工作的能力和就業能力。
2 教改方案設計
2.1 改革目標和內容
根據數據庫相關課程的教學現狀,結合目前外部環境和實際需求,我們擬從以下幾方面進行改革。
1)明確教學目標,構建以數據庫原理為核心的課程群。
修訂人才培養方案和教學大綱,建立以數據庫原理為基礎的課程群,合理分配不同課程的學時數,理順課程關系,明確各門課程的教學目標和主要內容,注意課程銜接。
2)改革課堂教學方式,突出實踐環節。
進行教學方式的探索性改革,引入“案例分析”“項目驅動”“幕課”等新型教學方法,同時,增加對流行開發工具的介紹,加大設計性實驗的比重,加強對學生系統開發能力的培養。
3)緊密結合市場需求,加強與企業的合作。
引入新的實用技術,通過開展企業講座、校企共建等方式,提高學生應對市場需求的能力和就業能力。
4)引入“類沙盤”教學模型并在實踐中不斷調整和優化。
引入“類沙盤”模型,在實際操作中,根據教學反饋不斷進行調整。
2.2 關鍵問題分析
項目擬解決的關鍵問題如下。
(1)將管理類教改的“沙盤”模式應用于計算機專業課程群,形成“類沙盤”教學模式,需要調整傳統沙盤組織形式和實施過程,以適應新的環境。同時,采用沙盤教學,需要參與教師有足夠的駕馭能力。在實施的早期,學校可以引入企業導師,但隨著項目的進行,應培養專任教師的企業實戰能力,培養“雙師型”教師。
(2)在建設數據庫課程群的過程中,應注重分析當前的IT環境,理順課程群中不同課程的關系,形成合理的課程體系。
3 具體實施設計
3.1 實施方案和方法
1)引入陀螺式教學法。
在數據庫課程群的建設中,擬引入陀螺式教學法,通過“學習—練習—實踐—綜合應用”的螺旋式上升過程,培養學生有效學習的良好習慣。
(1)基礎教學階段:以數據庫原理為主,講清課程體系,講解基本概念和基本理論。
(2)數據庫工具階段:講授某一種數據庫產品,介紹數據庫管理工具及SQL語言。
(3)數據庫設計階段:引導學生做數據庫系統的綜合開發,培養學生的綜合設計能力。
(4)“類沙盤”實戰階段:引入“沙盤”模型,通過虛擬公司運營、項目招標、數據庫產品開發等模擬實戰,提升學生應對實際工作的能力。
(5)企業級應用階段:通過企業對接、企業培訓和實習等方式,使學生初步具備實際工作能力。
2)建立適合創新思維培養的實踐教學體系。
我們擬將實踐教學分為“驗證性實驗—課程設計實驗—綜合設計實驗—沙盤—企業實習”5個層次。
(1)驗證性實驗:主要指課內實驗,是促進學生深化理論知識、掌握基本實驗技能的教學環節。
(2)課程設計實驗:面向課程核心內容,培養學生具備初步的系統設計能力的實驗環節。
(3)綜合設計實驗:面向課程群的實驗,培養學生綜合運用多門課程知識分析問題和解決問題的能力。
(4)“沙盤”綜合實踐環節:通過“沙盤”,使每一個學生參與數據庫項目的開發過程,鼓勵學生參加課程競賽,培養學生創新意識。
(5)企業實習:面向對口企業輸送學生,使學生參加實際環境的數據庫運維或開發。
3)“類沙盤”式教學模式的探索。
擬從以下3個層次進行“類沙盤”教學模型的探索 。
(1)“類沙盤”式課程設計:根據軟件項目的特點,在每一期課程中若干數據庫應用系統的招標公告,學生以5~7人為一個開發小組,通過公開競聘,使組員分別擔任項目組的項目經理、系統設計師、程序員、經濟師等角色;學生從系統的可行性研究、需求分析、系統設計到實施,均按照企業的運作過程進行組織和協作。每個開發組最終拿出一套解決方案或產品,由教師根據項目完成情況進行科學評價和案例分析。
(2)“類沙盤”式跨專業綜合實訓平臺的搭建[8-10]:擬構建跨專業綜合實訓平臺,通過設立虛擬公司,擴大上一層“類沙盤”課程設計的范疇,增加新角色,通過軟件項目組、市場組和運維組的協作來體驗真實軟件公司的運營過程。
(3)完善“類沙盤“模型的業績評價、考核和認證體系:評價學生業績的因素包括項目的完成度、可擴展性、經濟效益等。考核的形式通過“產品說明會”“認證考試”或參與“軟件外包”大賽等形式進行。
3.2 總體實施計劃
“類沙盤”數據庫課程群建設預計花費兩年,實施過程細分為如下階段。
第1階段(約3個月)完成文獻調研,完成課題文獻綜述報告;
第2階段(約3個月)修訂教學大綱和人才培養方案,理順課程關系,合理分配學時;
第3階段(約6個月)提出創新性課程改革方案,導入“類沙盤”教學模型;
第4階段(約6個月)開展與相關企業的對接,引入校企共建課程,根據實踐完善“類沙盤”教學模型;
第5階段(約3個月)鼓勵學生進入企業實習、實訓,提高學生就業能力;
第6階段(約3個月)成果總結和推廣。
4 結 語
目前我們已在杭州師范大學錢江學院計算機專業就該教改課題進行了實驗性的教學嘗試,取得了良好效果。根據計算機專業的特點修正“類沙盤”模型,在實踐中不斷完善,同時將成果推廣至相近專業是我們下一步的目標。
基金項目:國家自然科學基金項目(61402144);杭州師范大學錢江學院教改項目。
第一作者簡介:李文娟,女,講師,研究方向為云計算、并行計算,liellie@163.com。
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