(数据库原理及应用)的多层次系统化实验教学研究

第11卷第6期2013年12月实验科学与技术Experiment Science and TechnologyVol.11 No.6Dec.2013(数据库原理及应用）的多层次系统化实验教学研究牛新征，赵明，张凤荔!电子科技大学计算机学院，成都611731)摘要：文中首先针对（数据库原理与应用》课程实验教学现存的诸多问题，分析并确定改革需求和目标；其次，对实验教学改革进行了探讨，其中包括对实验教学形式、教学内容设计的改革，对一种三层数据库实验体系结构的引入等；最后，展示了三项实验设计作为实验教学改革的实践工作。

该实验教学改革不仅在教学中取得了很好的教学效果，也为如何培养学 生的学习能力和提高学生的综合素质进行了有益的探索。

关键词：数据库原理及应用；实验教学；实验系统化设计；实验体系结构中图分类号：G642.423; TP311. 131 文献标志码：A doi：10.3969/j. i s s n.1672 -4550. 2013. 06.092R e s e a r c h o n t h e M u l t i p l e-l e v e l a n d S y s t e m a t i c E x p e r i m e n tT e a c h i n g o f D a ta b a s e C o n c e p ts a n d A p p lic a t io nNIU Xinzheng，Z H A O Ming, Z H A N G Fengli(S c h o o l o f Computer S c i e n c e and E n g i n e e r i n g， U n i v e r s i t y o f E l e c t r o n i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f China， Chengdu 611731， C h i n a) Abstract ： According t o t h e remaining problems i n experiment t e a c hing o f d a ta b a s e e o n c e p t s and application，t h i s paper f i r s t l y a n a l y s e sand s e t t l e s t h e requirements and t h e g o a l s o f t h e r e f o r m.A f t e r that， we p r e s e n t t h e deep i n s i g h t o f t h e reform，which i n c l u d e s t h e s t r a t­egy o f teaching，t h e designed d e t a i l s and a t h r e e-l e v e l experiment a r c h i t e c t u r e.Finally，t h r e e p r a c t i c e s a r e designed f o r t h e reform o fexperiment t e a c h i n g.The reform t a k e s t h e b e n e f i c i a l e x p l o r a t i o n t o improve s t u d e n t s’study a b i l i t y and comprehensive q u a l i t y.Key words: database concepts and a p p l i c a t i o n;experiment t e a c h i n g;s y s t e m a t i c design o f t h e experiment; experiment a r c h i t e c t u r e.《数据库原理及应用》课程是各类高校许多专业的必修课，是计算机专业的核心主干课程，它与 《操作系统》《数据结构》《编译技术》《离散数学》《程序设计》和软件工程等课程都有密切关系，是 集理论性、实用性、操作性、创新性于一体的综合 性课程。

作为这样一门综合性、系统性非常强的课程，《数据库原理及应用》课程只有将实践部分和理论教学紧密结合，并在教学中注重实验课程设计的延 续性、连贯性、整体性、层次性和创新性才能真正 使学生理解课程的精髓，并调动学生学习积极性，学以致用。

同时帮助学生构建知识体系，培养学生的科学素养，探索精神和创新精神，真正达到培养知识技能型应用人才的要求。

因此，从教学内容和方法、实验设计和手段等方面进行“数据库原理与应用”课程实验教学模式和内容的探索与改革，是该课程教学改革和建设中急需解决的问题[1]。

收稿日期：2013-09-10;修改日期：2013-09-14基金项目：2013年电子科技大学计算机学院教学杰出人才 计划，2013年电子科技大学教师新实验项目。

作者简介：牛新征（1978 -)，男，博士，副教授，研究方向：移动计算，数据库。

1实验教学改革的需求和目标1-1改革需求我们通过对该课程的教学情况进行调研后发现存在以下问题：（1)实验教学理念单薄。

部分教师 仅将实验视为理论教学的补充，使得教师“重理论，轻实践”，学生“重考试，轻能力”，学生综合解决能力无从提高，创新思维无法培养。

（2)实验考核方式单一。

现行的实验考核制度局限于对基本 方法和技能掌握程度的评估，并未公平地衡量和评 价学生的实验表现和综合能力，打击了意愿为实验锻炼付出努力的学生的积极性。

（3)实验设计难使 课程之间融会贯通。

现行实验设计，多仅为完成课程教学，不重视教学内容的系统化、整体化，因而 培养的学生遇到实际问题需要应用多种技术、多学科知识时感到束手无策。

（4)实验内容陈旧，手段 单一。

现行数据库实验多为验证型，其中对基本原理的实践，拥有较慢的更新速度，并且，从实验效果看，学生没有得到充分锻炼，无法将知识有机结合起来，难以满足未来工作的综合要求[24]。

1-2改革目标基于以上存在的问题，在整个实验改革设计过 程中，我们将分别在教学方式上，教学内容上，实•290 •实验科学与技术2013年12月验体系结构的引入这三个方面做相应思考和改进，总体来看，我们期望达到实验效果的明显提升，和学生对相应知识的有效吸收。

具体来说，我们的实验教学改革应达到如下目标：（1)改变传统教学理念，提高实验的实际效果；!2)通过实验内容的安排，激发学生自主学习的热情和动力，培养自主获 取知识的能力；（3)通过提高实验课程设计的综合性，提升对学生系统观的培养；（4)通过为学生搭 建良好的实验平台，经过较充分设计的实验过程和内容，着重培养学生的工程实践和创造性思维能力[4]。

2实验教学改革的设计2.1改革策略(1)教学形式上，“教师主导，学生主体”。

起初的引导，可以通过课堂传授的方式进行，帮助学生尽快入门。

可将简单枯燥的基础知识验证 试验安排在随堂展示，随后逐渐减少，并引导学生们内部进行交流，互相帮助，自主解决后续创新性和趣味性更强的问题和实验。

在实验过程中，尽量 做到少讲解，多示范和启发，给学生留下足够的空 间去思考、设计与实现。

但对于普遍存在的问题和难点，可以集中讲解和显示，帮助多数人完成实验。

(2)教学内容上，多科目知识融会贯通。

在目前教学改革中最重点的工作就是加强学生系统能力、工程能力的培养，即对学生各科目知识 有机融合贯通的整体能力培养。

因此，在设计实验内容时，避免将学科知识孤立成独立模块，而应尽 量融合多学科知识，使学生在实验过程中建立系统化视角。

(3)实验结构上，引入数据库实验体系结构。

针对目前实验课程系统性不强、内容过于固定等缺陷，提出了三个不同层次的数据库实验体系结构，理顺实验之间的连贯性和逻辑关系，丰富了实验内容，调动了学生自我学习的主动性。

2.2教学形式的改革设计为解决现行实验存在的教学理念单薄和实验考 核方式单一造成的问题，我们在教学方式上提出以 下解决方法[5_6]。

(1)学生可按照项目方式完成任务。

教师可在实验初期根据学生能力为其均匀分组，尽量使实验难易程度相对于各组学生水平具有一定挑战性，但 并非不可触及。

确保学生在自主学习探索的努力下，可以完成实验。

(2)在实验任务的安排上，有两种方式：第一种为不同小组指定不同实验课题，每个课题主题有所不同；第二种为不同小组制定相同课题，但要求具体实现方案需有不同，如使用不同的数据结构，不同的编程语言等。

(3)老师运用引导式的教学方式，通过适当示范和启发帮助学生入门，只给学生以提示，将验证 型的实验随堂展示，留下更多时间让学生有进一步 思考和实现的空间。

(4)在实验的考核机制上，突破过去主要以出 勤和实验报告成绩为主要评价的方式带来的对综合能力强、具有创新意识的学生的不公平性。

我们改变以前考核机制过于简单的方式，实验成绩也将分成三个部分：基本技能的考核，综合知识的实践，创新性能力体现，各占50%,30%,20%的比例，学生自主学习的积极性和创新意识因此得到激发和培养。

2.3实验内容的系统化设计考虑到现行实验设计涉及知识点过于零散片面，缺乏对学生系统观、工程能力培养的问题，我们在实验设计上以一个数据库核心技术设计与开发实验贯穿整个实验课程，涵盖了数据库技术实践的各个环节和技能训练，每个实验部分是整个实验课程的一个有机组成部分，每个实验都被设计成数据库某个方面的知识和技巧，以供学生锻炼。

在这里有必要解释系统化设计的两层含义：第一层是指整合数据库课程涉及的其他课程于一个实验项目中，使实验设计摆脱独立知识模块和单纯基础知识更新速度慢的问题，不只局限于数据库课程，为实验设计的创新性创造空间，方便教师因材施教设计实验，达到推陈出新，脱离过时的目的。

第二层是指学生在做这样综合性实验的同时，能够对整个课程体系有更深刻的认识。

在复习所学内容并经过探索学习了解后续课程的同时，通过将新学知识放置到知识体系相对完整的项目中，帮助同学们直观认识新学的数据库课程知识在实际项目场景中的位置。

这种对所学知识自顶向下的统筹视角，是同学们理解消化所学知识的有效手段，其解答了同学们“学为何用”的困惑。

更进一步，这种全局观的系统思维可以帮助同学们在实践的过程中慢慢确定感兴趣研究领域的确定。

更何况系统能力和工程能力是培养知识技能型应用人才的必要第11卷第6期牛新征，等：《数据库原理及应用》的多层次系统化实验教学研究•291要求。