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關鍵詞:小組互助式;課程設計;應用型人才;教學手段
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)01-0023-02
數據庫技術是現代軟件類人才所必需的三大技能之一,在高校培養軟件類人才的課程體系中,數據庫原理課程占有舉足輕重的地位[1]。數據庫技術是一項應用最為廣泛,發展最快的技術,幾乎涉及所有的計算機應用領域[2]。特別是隨著大數據技術的發展,數據庫技術已經成為該技術的核心技術之一。而對應于傳統的數據庫原理課程設計,存在著重原理,輕應用,教學方法較為陳舊等不足[3]。很難適應應用型本科人才的培養目標。通過在數據庫原理課程設計中,引入小組互助式教學方法[4],可以改善這些問題。采用小組合作教學模式,教學過程的所有環節以小組活動為核心,依靠小組成員積極的相互依賴關系,面對面的促進式互助來完成學習任務;以小組成績為最終考核成績,而非某個成員的成績。本文探討了小組互助式教學模式在數據庫原理課程設計的運用。
1 數據庫原理課程設計中存在問題分析
近幾年來,全國大多數的高等院校都進行了數據庫原理課程設計的改革研究,并取得一定的成果,但數據庫原理課程設計教學過程中存在以下不足。
1)重理論輕實踐,大部分高校開設數據庫原理這門課程存在著理論原理學時和課程設計上機實踐學時分布不均衡的問題。也就是注重理論知識的講授,忽略了學生動手能力的培養,這與應用型人才培養是相矛盾的。
2)課程設計工作量較小,只適合一人獨立完成。這與現代軟件開發是相抵觸的,從軟件工程學角度來講,軟件開發需要團隊協作完成。
3)課程設計考核制度較為陳舊。傳統的數據庫課程設計考核,大多以學生所做數據庫系統的前臺實現情況和后臺數據庫設計兩個方面進行考核。所做系統相對簡單,與實際要求的技術水平有出入。不利于激發學生實踐的主動性,應用型人才培養的目標也無法真正落到實處。
2 小組互助式教學的實施
1)組建數據庫原理課設小組
根據學生自選優先的選擇,分成若干小組。各小組組建后,求小組成員推薦組長。老師布置好課程設計任務后,學生根據要求開會討論確定實施方案。有組長牽頭實施,統籌全局,并將課程設計任務分解,分配到各小組成員手中。按照相應的工作內容,將小組成員劃分為需求分析、概要設計、數據庫設計、詳細設計等工作的負責人。也就是每個人負責組織在不同階段的實施內容,例如召集例會討論、調研、設計等工作。每個小組成員,并不意味著完成自己的相應工作就完成了,也要參與到其他環節中去。
2)數據庫原理課程設計題目的選取
根據所學數據庫原理知識,根據所給題目,進行數據庫設計,選擇SQL Server數據庫管理系統作為后臺開發工具。結合所學面向對象編程知識,選擇合適面向對象程序設計語言作為前臺開發工具。設計一個數據庫應用系統,一般以中型題目為宜,能夠對數據進行錄入、編輯、修改、刪除、添加、瀏覽等功能。教師規定學生可以從學生成績管理子系統、課程管理子系統、圖書管理子系統、通訊錄子系統、教室管理子系統、宿舍管理子系統、個人事務管理子系統,庫房入庫出庫管理子系統進行選取,也可小組自擬題目,但工作量必須由指導教師進行審核。對于題目,教師鼓勵小組自擬題目,因為這樣學生才能選取與實際項目相近的題目,提高學生的課程設計的興趣。
3)課設中實施
指導教師,要對各小組的工作進行整體監控。在課設的前期準備工作中,參與到各小組的課設討論中去,給予相應的開發建議。通過小組間的競爭,點燃各小組的課設工作的熱情,激發學生的數據庫設計工作的欲望。當各小組進入到課程設計實施過程中時,要進行必要的指導,省得學生走彎路。
課程設計環節對學生技能的提升來說非常重要,它能提升學生的設計能力和創新能力。學生在課設的實施環節中,按照小組進行,由組長統籌安排。依據數據庫設計的工作流程進行開發,做到人員分工明確,以團隊形式進行課程設計工作。課程設計結束后,要以小組為單位進行公開答辯,小組各成員表述自己設計的理念和實施方案,小組成員的結構和分工,遇到問題及解決方案等,由指導教師和各小組組長作為評委進行考核。這樣有利于,增強學生的溝通能力,也提高了學生的社交能力和數據庫原理實踐能力,還培養了學生的團隊精神。并且教師在整個過程中,既是主導者又是參與者,融洽了師生關系。
4)課設的總結
答辯結束后,各小組長要代表本組進行總結,主要總結課設過程中存在的不足,以及從其他組學習來的經驗,還有對本組課設內容怎么進行完善等。最后教師對每組進一步的點評,包括各組的優缺點,課設中存在的共性和個性問題等。
3 小組互助式在課設工作中的優勢和不足
小組互助式進行數據庫課設工作,是以小組為主導,教師為輔助的一種課設教學方式。比以教師為主導的程序要復雜,但學生在參與熱情上明顯提升。比較優秀的學生通過此進程,可以提高自身理論實踐的水平;中低層次的學生,可以通過與小組其他成員學習,增加自己的學習興趣。這種方式,給予每名同學展現自我的平等機會,更有利于個體的發展。
當一個小組中,責任不清晰,工作不平衡時,會導致課設工作要集中到一兩個人的手中,導致其他學生產生不勞而獲的狀態。所以,指導教師,要監控整個課設活動,積極進行巡查督導,發現問題,解決問題。
4 結論
本文分析了數據庫原理課程設計中存在的一些問題,并進行了分析,提出了一種基于小組互助式的數據庫原理課程設計的實施方案。該方案,為學生的想象力、創造力的發揮提供了平臺,也為將來的團隊式軟件開發工作打下了堅實基礎。為數據庫原理課程設計和其他實踐能力要求比較強的實踐教學環節,提供了相應指導。
參考文獻:
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一、教學目標分析
中等職業技術學校計算機專業的《數據庫原理與應用》課程的任務是:介紹數據庫技術的基本概念,熟悉數據庫管理軟件xBASE系列的基本操作,掌握程序設計的基本方法,初步掌握交互式開發工具,通過課程實習掌握小型應用軟件的開發過程。
因此,本課程的教學目標是:使學生掌握數據庫技術和數據庫管理軟件的基礎知識和基本技能,掌握程序設計方法,具有開發小型應用系統的能力。為實現這一教學目標,要進行相應的教學改革,主要是課程的教學由傳統“理論教學+筆試”模式改為“基礎(包括基本理論和基本技能)教學+課程設計”模式。課程設計的目標是:培養學生利用各種媒體(包括傳統媒體和Internet技術等)獲取、加工、處理信息的能力,能夠完成小型軟件的開發。
二、活動目的
通過課程設計教學活動,讓學生在已掌握數據庫原理的基礎上,通過對社會或生活需要的調查、分析,做出規劃、設計,培養學生搜集信息的能力,開發小型應用軟件,從而使學生掌握數據庫知識意義和信息技能,提高自學能力和知識的綜合能力和信息素養。
三、活動內容
活動內容包括指導學生從生活出發,搜集相關資料,分析需求情況,確定開發項目;要針對開發的項目再采集數據,進行系統規劃,確定系統的框架;畫出流程圖,并以此寫出FoxPro程序及進行調試和修改;編寫系統使用手冊;指導學生進行演示和組織評價工作;在課程設計中指導學生自學。
四、教學設想
課程設計采取以學生學習活動為主體的教學活動,學生在教師的要求和指導下,自主地確定設計的課題,確定軟件的內容和表現方式,通過各種媒體進行自學。因此,在課程設計教學中教師是教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者、促進者。
五、教學對象
2000級計算機應用專業全體學生。
六、教學時間
2001年5月~6月。
七、教學過程
共分為五個階段:
1.動員布置階段
強調進行課程設計的意義,鼓勵學生積極參與課程設計,激發學生的學習熱情,培養良好學習環境。印發《〈數據庫原理與應用〉課程設計說明》,詳細地布置設計內容,完成工作,并推薦一些設計項目供學生參考,提高學生參與的積極性,動員更多的學生參與其中。
2.指導學生收集資料階段
指導學生收集原始資料,初步確定課程設計項目,并上報指導教師,再由指導教師匯總,教師再根據情況進行個別或集中指導。
3.協助學生對資料進行分析、歸納階段
對學生所收集到的資料進行分析,提出所要解決的問題,研究解決該問題的可行性。通過論證,確定課程設計項目。在這個階段,教師要對學生所要解決的問題及解決問題的方法的科學性、合理性、可行性進行分析歸納。
4.指導規劃設計階段
學生根據所選課題,進行系統規劃設計。包括確定軟件(課題)功能、系統結構(數據流程)、程序流程、編寫代碼、調試程序。這是課程設計的主體部分,這個階段我們對學生的指導原則是嚴格要求、規范設計、耐心指導、發揚個性、鼓勵創新。
5.總結評價階段
總結采取三種方法:學生自己演示課題,教師組織其他學生進行評價;教師總結表彰;學生書面總結。這個階段的主要目的是“表揚先進,激勵后進”,讓學生展示自己的成果,分享成功的喜悅,總結學習成績,增強學習信心;相互了解,通過對比發現差距,確立奮斗目標。
八、指導學生學習
在課程設計的教學過程中,學生的“學”是教學的中心。學生主動地學習,并自覺地應用相關知識,同時利用反饋的信息總結解決實際問題的方法。在教學中,一方面,教師要著力為學生創造一個良好的學習環境,使學生可以在其中進行自由探索和自主學習,并及時地為學生在探索過程中提供相應的幫助。另一方面,教師指導學生如何利用各種工具去獲得信息資源(如文字資料、書籍、Internet資源等),使學生的學習環境空間得到充分擴展。
九、課程設計結果統計
課程設計結果統計是完整教學活動的組成部分,主要包括:
1.課題分布
2.課程設計評價統計
如何科學地進行課程設計的評價,主要考慮下列因素:(1)學生的綜合能力;(2)學生應用信息的能力;(3)學生對教學之外知識的汲取能力;(4)學生的創造能力。具體從軟件作品(包括所有要求上交的內容)的外觀、軟件說明書的編寫、軟件界面和使用方法、軟件的結構、編寫程序的算法和創新精神等方面進行評價。
十、問題思考
如何理解課程設計的目的和如何給學生進行科學的評價,是課程設計教學的重要問題。
課程設計教學不僅要求學生掌握相關的數據庫理論和軟件工程學的有關知識,更重要的是學生能夠對它們形成意義建構,這是基于建構主義教學的核心。也就是說學生的知識不是通過人為的“灌輸”,而是學生在自主學習中得到的。學生通過解決具體問題、查閱書籍和文字資料以及利用Internet尋找信息資源培養和提高了自學能力和信息素養,從而提高了學生的素質。因此,對學生課程設計的評價不應過分強調設計的本身,而應圍繞學生的自主學習能力、協作學習過程中作出的貢獻、是否達到意義的建構要求三個方面去進行的。
【關鍵詞】數據庫原理;學習效果;數據庫技術
《數據庫原理》這門課程的特點是專業術語較多,各部分知識點較雜亂,不易貫通。部分章節內容還有些抽象,特別是有關“范式”和SQL語言的章節,這讓有些學生學習起來往往感到力不從心。其實,我們只要采用有效的教學手段,讓學生掌握正確的學習方法,有目的性、針對性地學習,就可以事半功倍,收到良好的學習效果。
1.講解基礎知識,把握學生認知規律
許多學生在學習數據庫原理時,總覺得入門遲、得道難,一方面是由于學習重點的偏差,只注重語言知識的學習,忽略了邏輯思維能力的訓練;另一方面是學習方法的偏差,只注意新知識的學習,而忽視了知識體系的融會貫通。
掌握方法論是大學生應具備的基本素質,不同的學科既有共性的方法論,也有各自的方法論。就數據庫原理與設計而言,其主要的方法論是邏輯思維能力,這種邏輯思維與數學思維有許多共同之處,也有自己獨特的地方,即與計算機緊密聯系在一起的特點。
在學習數據庫初期,我們會向學生講授有關數據庫的相關概念,可以如此逐一介紹。首先介紹數據,所謂數據(DATA),就是對現實世界客觀事物的符號描述,分為數值型數據和非數值型數據。所謂數據庫(DB),就是數據的倉庫,是指能夠長期存儲的、大量有組織的數據的集合。從廣義范圍來看,可以說是任何一張二維表,包括用Excle或Access建立的表格。但從專業角度來說,它只意味著用數據庫軟件建立的文件的集合。嚴格地說,數據庫是相關數據文件的集合,而不是指單個文件。所謂數據庫管理員(DBA),就是管理和維護數據庫的人員。所謂數據庫管理系統(DBMS),就是管理和維護數據庫的軟件的集合。經過這種介紹方式,學生對數據、數據庫、數據庫管理員、數據庫管理系統就熟練掌握了。
2.循序漸進教學,構建完整知識體系
《數據庫原理》這門課程的主要內容有SQL語言、關系代數、關系演算語言、數據庫設計與保護、關系理論等章節,最后以數據庫系統設計實例為總結章節,對設計實例章節進行了規范和完善,給學生一個完整的實際應用的示例,使學生學以致用,擴寬學生的視野,提高學生的實際應用能力。關系代數和SQL語言這兩章節的內容難度都不大,只要學生熟練掌握各種語句的關鍵詞及其應用,透徹理解書中的例題并且多做多練就可以幫助自己熟能生巧。關系數據庫的規范化理論部分屬于需要多看多記的內容。第一范式,第二范式……這些概念非常抽象,學習的關鍵是要抓住數據依賴關系來區分各種范式,要弄清改變各種范式最終的目的是優化數據庫,并把各種概念應用到實際例子中來記憶就可以大大提高學習效率。
在學習關系數據庫設計理論這一章節時,很多概念比較抽象,難于理解,需要學生上課認真聽講,老師會結合實際應用實例講解,多聽多想多提問,就可以在腦海中把數據庫的知識要點串成一個邏輯嚴密的知識體系。
數據庫設計章節的內容則屬于記憶加應用的類型,在熟記設計步驟的基礎上,要反復閱讀書中的例子以加深理解。學習數據庫設計時必須要對整個數據庫設計流程有清晰的認識。數據庫設計分為六大階段:需求分析概念結構設計邏輯結構設計數據庫物理數據庫實施數據庫運行和維護,各階段的主要任務及其生成的相關文檔都要清楚明確,學生在老師的引導下,參照書中圖書管理系統的設計,理解各個階段的設計內容、設計方法和設計工具,會收到很好的效果。所以,在整個學習過程中要由淺入深、循序漸進,注重知識體系的完整性。
3.立體化教學環境,培養學生應用能力
大學學習生活中應重點培養學生的能力,以使學生步入社會后能夠適應知識不斷更新的需求。在教學中,我們利用課堂、機房、網絡等空間,構建立體化的教學環境,把傳授和理解,思考和驗證、理論與實踐結合起來,啟發和調動學生的學習積極性,逐步提高學生的能力。
利用教室空間進行課堂教學,采用“提出問題一分析問題一引入新知識一解決問題-總結提高”的任務驅動的教學模式,從而使學生印象深刻、記憶牢固,對啟發思維、激勵情趣、提高學習效率起到重要作用。加強機房實踐環節,老師要精心設計每一個實驗及實驗步驟,讓每一個實驗起到應起的作用?!熬v多練”,強化上機實驗教學,是提高學生能力的重要環節。
利用網絡空間開設課程網站,提供了比較完善的網上教學資源,包括電子課件和電子教案可供下載;網絡課程集中了本課程的知識點、重點和難點,使學生能根據自己的需要,進行交互式的自主學習;按照講課的順序,每章都配有同步練習題,供學生預習和復習;每章都設有網上自測題,供學生自我測試,以調動學生學習積極性。
4.利用課余時間,積極參與社會實踐
在授課過程中,本著因材施教的原則,對理論知識扎實、興趣濃厚的學生,組成興趣實踐小組,讓他們利用課余時間參與實踐訓練,可以在實踐過程中把抽象的理論知識理解運用得更透徹。為學生提供機會參加一個數據庫系統的實際項目設計,運用所學的數據庫設計理論來指導實踐,讓學生實地調查了解數據庫系統,分析各個系統的功能及其應用領域,指導學生自己用SQL語言做一個數據庫管理系統,可以加深學生對前后理論知識的融會貫通。通過市場調查了解,加深學生對數據庫技術的理解和認識,調動學生對數據庫技術的興趣和系統設計能力,使這部分學生在得到較快提高的同時,也帶動了全班整體學習風氣的改善。
5.結語
《數據庫原理》是一門理論性、系統性和實踐性都很強的課程,承擔本課程的教師還應注意自身知識的不斷更新和提高,采取符合學生認知規律的科學的教學方法,并根據學生的特點和專業來組織教學,在解決實際問題的過程中掌握數據庫原理的方法和數據庫技術的應用,必然會提高教學效果,為社會培養需要的實用型技術人才。
參考文獻:
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關鍵詞: Oracle;數據庫;CDIO
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)13-0001-02
Abstract: In order to improve the teaching quality of the Oracle database curriculum design, and training students' practical operation level and comprehensive design ability, according to the characteristics of CDIO model matching well with the development process of Oracle database, the CDIO model is introduced to the curriculum design of oracle database in this paper. The curriculum design is developed with the way of active, practice and connection between courses, in accordance with the four stage of the idea, design,implementation and operation, and then the training target of computer application talents is achieved.
Key words: Oracle; Database; CDIO
1 引言
隨著網絡技術的迅速發展,尤其是Web服務的出現,數據庫管理工具的地位越來越得到提升,作為存儲數據的Oracle數據庫以其獨特的各種優勢成為當前的主流,Oracle數據庫課程也成為高校計算機專業學生學習的必修課重點之一[1]。一般來說,在Oracle數據庫課程的先修課《數據庫原理》課程中掌握了數據庫的基本原理,在《Oracle數據庫》課程學習時著重Oracle軟件的實際設計,它研究服務器數據如何存儲、使用和管理才能保證數據的安全與訪問的效率,具有較強的理論性和實用性[2]。由此可以看出,Oracle數據庫不僅強調學生的實踐操作水平,更需要培養他們的綜合設計能力。然而,Oracle數據庫理論課學生只能聽著和看著老師操作,實驗課也只能將理論課所學知識簡單地加以操作。雖然實驗課在一定程序上提高了學生動手操作水平,但基本是將實驗內容直接實踐出來,而不需要設計,更不需要綜合,不能全面培養學生的實踐動手能力,影響著學生進一步的設計能力、創新能力和綜合研究能力[3]。Oracle數據庫課程設計突破了《Oracle數據庫》理論與實驗課程的局限教學范圍,將Oracle數據庫課程教學中所學的理論知識向實際聯系轉化,需要由學生自己選題、需求分析和數據庫設計,綜合實驗課程所有操作的實驗內容,以團隊的形式作為一個整體數據庫項目開發,進而促使團隊內所有學生的全面發展,能夠有效提高學生的綜合設計能力,是計算機相關專業培養學生設計能力、實踐能力和創新能力的重要實踐教學環節,在Oracle數據庫課程實踐教學和學習培養目標中處于非常重要的地位。
2 CDIO教育模式
CDIO教育模式是2004年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學研究創立,CDIO分別代表了構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)等四個學習過程,是一種以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯系的方式學習[4]。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、 個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[4]。在Oracle數據庫課程設計中,普遍采取數據庫項目開發形式,由數據庫項目題目確定和項目需求分析、數據庫設計、數據庫實現到數據庫運行與維護等四個階段組成,剛好分別對應了CDIO中的構思、設計、實現和運作等四個過程。同時,Oracle數據庫項目開發過程中,不僅要求學會Oracle數據庫基本理論與實踐知識,培養學生個人設計能力,還要求具有團隊精神和團隊開發水平,以及數據庫綜合設計能力,也是社會對數據庫方向人才的基本要求,與CDIO培養大綱要求相吻合。因此,將CDIO模式引入到Oracle數據庫課程設計,使學生能夠掌握數據庫開發的整個生命周期,形成一個完整的數據庫應用系統,以提高學生的動手能力、設計能力和創新能力,符合高校計算機專業培養目標,對學生的全面培養具有非常重要的意義。
3 基于CDIO模式的Oracle數據庫課程設計
將CDIO模式的構思、設計、實現和運作等四個學習過程引入到Oracle數據庫課程設計,對應于構思、設計、實現和運作等四個階段。
3.1構思階段
(1)Oracle數據庫課程設計題目確定。通過資料的查閱整理和初步的需求分析,在老師的指導下,團隊所有成員共同分析與商議一起確定Oracle數據庫課程設計題目。
(2)需求分析。需求分析是軟件工程生命周期當中的一個關鍵階段,團隊成員共同確定數據輸入需求,獲得結果需求,系統輸出需求等方面,重點圍繞系統用戶進行需求研究,以獲得系統的基本需求。
(3)Oracle數據庫課程設計項目系統體系結構的確定。團隊成員共同選擇課程設計項目開發工具之后,從網絡結構模式和軟件開發模式兩個方面共同確定系統軟件架構。一方面,確定客戶機和服務器結構(Client/Server,C/S)或WEB興起后的瀏覽器/服務器模式 (Browser/Server,B/S);另一方面,確定為普通開發,或MVC,或分層模式等。
3.2設計階段
(1)功能設計。團隊成員應該掌握軟件系統設計的相關理論與方法,根據構思階段對Oracle數據庫課程設計項目的需求分析,在老師的指導下多次商量反復討論,不斷完善構思與設計,最后確定系統的目標、范圍、定義和功能。
(2)數據庫設計。數據庫設計是Oracle數據庫課程設計的重點,主要包括概念結構設計、邏輯結構設計和存儲設置。概念結構設計通過對項目處理過程的分析抽象出實體,并確定這些實體的屬性,畫出實體ER圖。邏輯結構設計包括對表的結構、序列、索引、視圖、存儲過程、函數、包、觸發器等對象的設計。存儲結構有物理存儲結構和邏輯存儲結構,以物理存儲的數據文件和邏輯存儲的表空間為重點,將數據庫對象與存儲結構有機地結合起來。
(3)項目分工。項目團隊確立小組組長,在組長的帶領下將系統劃分為多個模塊,以及確定各模塊間的接口規范,并為團隊各成員分配任務。
3.3實現階段
(1)數據庫實現。在課程設計過程中,作為數據庫課程,數據庫實現是學生學習的關鍵,雖然在設計階段已經進行了數據庫設計,但最重點的還是要將這些設計實現出來,主要是基于數據庫設計對表、序列、索引、視圖、存儲過程、函數、包、觸發器等對象的創建(CREATE),數據文件和表空間的管理,為后面的代碼實現提供基礎。
(2)代碼實現。在構思階段確定的開發工具和系統架構的基礎上,根據設計階段設計的系統功能,團隊小組成員依照任務分配編寫程序代碼并不斷地反復調試、測試與修改代碼以完成系統各子模塊的開發。代碼實現雖然是學生難度最大、工作量最多的部分,但由于涉及數據庫知識點不多,不作為Oracle數據庫課程設計的重點組成。
(3)系統整合。在團隊小組組長的帶領下,根據事先規定的接口規范將各成員開發的子模塊進行系統的整合與測試,完成課程設計系統的所有功能。
3.4運作階段
(1)系統測試。系統測試主要是對系統的功能性測試,測試系統的輸入與輸出是否符合要求,并適當的反復修改代碼,甚至修改設計,直到達到課程設計目標為止。
(2)論文撰寫。在老師的指導下總結系統設計與開發工作,根據軟件開發規范的需求分析、總體設計、詳細設計、運行與測試等生命周期撰寫論文,是Oracle數據庫課程設計當中不可缺少的重點組成部分。
(3)評價評分。評價評分是指導老師的工作,用于對學生的課程設計進行總結與打分。根據學生在課程設計過程中的平時考勤表現和平時實驗情況確定平時分,參考系統的設計與撰寫的論文,最重要的是系統的任務分配與學生的答辯水平,由此得出每一個學生的成績。
4 結束語
本文將CDIO模式引入到Oracle數據庫課程設計教學,根據CDIO模式中的構思、設計、實現和運作四個學習過程,重點介紹了Oracle數據庫課程設計中的構思、設計、實現和運作等四個階段,以達到培養學生對Oracle數據庫課程的實踐操作水平和綜合設計能力的目的。
參考文獻:
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關鍵詞: 教學模式; Oracle; PDCA; 實踐教學; 提升
中圖分類號:TP311 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)05-44-03
Research on the teaching of Oracle based on PDCA
Ou Jing
(Concord University College Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350015, China)
Abstract: In view of the problems and shortcomings of the traditional teaching mode of "Teacher centered" in the application of Oracle database course teaching, the PDCA teaching idea, which takes the student as the center and the ability as the core, is adopted. To run the PDCA teaching idea through the whole teaching process, to develop the specific teaching methods according to the four characteristics of the PDCA cycle, to increase the proportion of practice teaching in the whole teaching activities, students' learning enthusiasm and creativity are improved, and students' abilities of application and management of large database management system are improved thereby.
Key words: teaching mode; Oracle; PDCA; practice teaching; promote
0 引言
數據庫技術已經成為現代信息技術的重要組成部分,是現代計算機信息系統和計算機應用系統的基礎和核心。衡量一個國家信息化的程度,數據庫的建設規模、信息量和使用程度是重要標志[1]。Oracle是以高級結構化查詢語言(SQL)為基礎的跨平臺的大型關系數據庫,是目前最流行的客戶/服務器(CLIENT/SERVER)體系結構的數據庫之一,其課程教學集理論與技術于一身,具有很強的理論性和實踐性。
傳統的教學模式是以行為主義學習理論為指導建立起來的典型的“以教師為中心”的模式。這種模式最大的弊端是作為認知主體的學生在整個教學過程中始終處于被動的知識接受者的地位,學生學習的主動性被忽視甚至被壓抑,這種教學模式培養出來的學生大多屬于知識型和模仿型人才,查閱資料的主觀能動性差,缺乏探索能力和創新精神[2]。在多媒體和網絡技術如此發達的時代,應探索出適應時代的新型計算機大型關系型數據庫課程的教學模式。
1 課程教學模式概述
本課題在PDCA理念的指導下,結合Oracle課程的實際,討論如何利用多媒體、網絡教學、社交媒體環境,將教學過程完整納入質量管理體系,通過自主學習方式、協助學習方式、競爭學習方式、研發學習方式等完成教學,以期培養出計算機專業高層次應用型人才。該模式經過多年的實踐,已取得了良好的教學效果。
PDCA(Plan-Do-Check-Act的簡稱)循環是品質管理循環,針對品質工作按規劃、執行、查核與行動來進行活動,以確??煽慷饶繕酥_成,并進而促使品質持續改善。
⑴ 規劃(Plan):制定教學管理計劃,提出總的教學目標,需要對現有教學方法評估和對改進行動進行規劃,評估的方法可以采用比較分析和程序量化分析手段。
⑵ 執行(Do):把計劃目標和措施進行具體組織實施和落實,包括修改工作流程和教學方法等。
⑶ 查核(Check):把教學的結果和預定的目標進行對比,發現問題,查明原因。該階段需要投入人力對關鍵問題進行檢查。
⑷ 行動(Action):根據檢查的結果來改進教學工作,對成功的經驗給以肯定,形成標準;對失敗的情況總結教訓,并提出修改計劃,轉入下一個教學周期[3]。
在這四個階段中,還可以具體分為八個步驟,即:①分析現狀找出問題;②分析影響教學質量的原因;③抓住主要原因;④撰寫改進措施計劃;⑤執行措施,實施計劃;⑥檢查教學效果,發現問題;⑦總結經驗,納入標準;⑧遺留問題轉入下一周期。這樣循環往復,周而褪跡每循環一次都有新的內容,教學質量也就達到一個新的高度。
2 該教學模式特點和實現方式
2.1 大環套小環,小環保大環,互相促進,推動大循環
整個教學過程是一個大環,每個教學子任務就是一個小環,完整的教學過程是由若干個子任務組成,子任務的完成質量決定著整個教學過程的優劣程度。
任課教師在教學任務初期就需要完成整個教學質量體系的搭建,靈活全面地設計教學子任務和巧妙設計重點知識點的問題。針對該課程的課程設計的教學任務主要有:Oracle數據庫體系結構的基本知識,基本概念及原理;數據庫設計的需求分析,采用E-R圖方法,完成概念模型設計;應用關系數據庫理論設計,評價數據庫;借助SQL語句和PL/SQL語句進行數據庫的邏輯設計和物理設計,并完成數據庫代碼設計;數據庫的管理(主要是數據庫對象管理、用戶管理、數據安全、并發控制、事務、備份與恢復等)。
2.2 PDCA循環是爬樓梯上升式的循環
循環每轉動一周,質量就提高一步,基礎章節的完成質量影響高階章節的教學。
根據Oracle是實踐操作類課程的特點,利用螺旋式教學法將學生的操作技能進行階梯性提高,即一個教學單元的教學按照“課程計劃”、“知識要點教授”、“教師操作演示”、“學生實踐模仿”、“課堂實踐”、“課后知識拓展”、“總結提高”的過程展開[4]。在課程計劃中,通過課程內容制定課堂教授內容,并提前在微博、微信、QQ等社交媒體上課堂知識預告信息;在知識要點教授環節,通過真實的應用場景明確教學任務與目標,展示要實現的功能;在教師操作演示環節,教師進行操作示范;在學生實踐模仿環節,學生以獨立完成單獨任務的方式進行操作實踐,教師現場指導,答疑解惑,針對實踐過程中的常見錯誤進行集體講解,教師可以根據日常積累,提供錯誤案例集,供學生參考,在課堂實踐環節,學生綜合應用本教學單元的知識點和技能點完成實際的工作任務,實踐完成后填寫每次教學單元的實驗實訓報告;在課后知識拓展中,通過布置和章節相關的知識內容,學生在課后通過自己查閱資料或與同學互動交流完成;在總結提高環節,師生共同總結,實現知識和技能的提升。
2.3 PDCA循環是綜合性循環
前述四個階段之間不是截然分開的。課程計劃、課程教學、課程評估、課程完成不是獨立的。
根據這一特點,我們引入基于Oracle數據庫開發的軟件項目貫穿整個教學過程。在學生掌握了數據庫基本理論和基本操作技能后,通過實踐開發鞏固應用所學Orcle數據庫的相關知識。在筆者的教學過程中,課堂教學以一個Oracle數據庫的學生成績管理系統為例,從該系統的需求分析開始,介紹實體關系設計、系統邏輯結構設計、系統物理結構設計、數據庫實施、系統存儲過程設計、觸發器設計、數據導出和初始化設計等,在全過程實例系統開發中,讓學生體會數據庫技術在項目開發中的應用,同時掌握各個知識點在實踐中的綜合運用[5]。這樣做的效果非常明顯,不但鞏固了課堂教學知識,也促使學生能主動學習,并且在實踐過程能能牢牢記住所學的相關知識點,對知識點的了解不再是紙上談兵。
2.4 推動PDCA循環的關鍵是“處理”階段
教學是執行階段,沒有這個步驟,整個教學質量環就是空談。
教師和學生共同通過構建課堂理論教學、課內實驗教學、課外項目引導式大作業等相結合的立體化教學平臺,充分采用現代化教學手段,如采用圖文并茂的多媒體課件授課、邊講邊練的教學模式,利用微博、微信、QQ等新型社交媒體,關注Oracle領域的頂尖人才,同學間通過互動,在學習過程中實時記錄學習過程中出現的問題以及解決方案,其他同學參與討論交流,可以隨時隨地完成課程學習,并在最短的時間內完成知識的積累。
3 結束語
在Oracle教學中,改革“以教師為中心”的單一的傳統灌輸模式,創建以PDCA理念為指導的教學模式,該模式對教師的素質提出了更高的要求。教師不僅要有過硬的專業知識,良好的語言表達能力,而且要具備一定的管理水平,以便在教W中能有效地控制學生學習的全過程。教師更應該通過社交媒體與學生溝通,以充分了解教學的主體――學生,真正體現出教學中的“以人為本”的思想。此外,教師還應從國家和學校的高校人才培養模式的高度,時刻重新審視自己的教學觀念和教學模式,努力轉變教育觀念,更新教育理念,不斷提高業務水平,實施多種靈活高效的教學方法,積極探索并逐步創建新的教學模式。同時,教師也要引導學生盡可能地擺脫傳統的學習觀念和學習模式的束縛,自覺地培養自己的學習情趣,提高學習的創造性和積極性,從而推動Oracle 課程教學質量的不斷提高。
參考文獻(References):
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【關鍵詞】信息系統開發教學,核心課建設,大作業
近年來,我校計算機系信息管理與信息系統專業(簡稱信管專業)在專業基礎課及專業課教學上進行了信息系統開發課程群及核心課程建設的教學研究。研究的重點是劃定信息系統開發課程群并明確其核心課程,重點圍繞這些核心課程進行教學改革。為學生布置綜合運用不同核心課程的相關知識和技術的大作業,是我們在課程群和核心課建設教學改革中的一個有特色的嘗試。本文以其中的《高級語言程序設計》、《數據庫原理與應用》、《數據庫開發與管理》三門核心課布置大作業的方法予以總結,與同行交流。
信管專業的一個重要方向是信息系統開發。為培養學生的信息系統開發能力,我校在教學計劃中設置了多門相關的課程。如《信息系統分析與設計》、《高級語言程序設計》、《數據庫原理與應用》、《數據庫開發與管理》、《靜態網頁設計》、《動態網頁設計》等。通過對這些課程的學習,學生能夠掌握基于C/S 結構和B/S結構的兩大類信息系統的開發方法。其中,《高級語言程序設計》、《數據庫原理與應用》和《數據庫開發與管理》三門課程更為突出地體現了對學生開發能力的培養。在開發實踐中,三者的結合也更為緊密。
過去,傳統的教學方法是由若干位教師根據個人專業方向及工作量情況,分別承擔各門課程的教學,不同的教師在課程教學上基本上是根據教學文件各自為政,很少顧及到別的教師承擔的課程的教學進度及效果。這樣,本來是有很緊密聯系的教學內容,可能分配到了不同課程上以及由不同的教師來講,對學生來說,在短時間內很難把這些內容有機地結合起來,從而在一定程度上影響了教學效果。
例如《高級語言程序設計》是以一門高級程序設計語言為背景,講授系統開發中的程序設計語言工具,重點對于系統界面和業務邏輯處理的程序開發進行教學;《數據庫原理與應用》和《數據庫開發與管理》是以一個較大規模的數據庫管理系統為背景,講授系統開發中數據庫的管理和設計。這兩方面的編程構成了信息系統開發設計和實施階段的主要任務。過去我們的傳統做法是安排兩到三個教師講這三門課,所以在對一些銜接的內容處理上,往往不同的人有不同的做法,學生很難得到一致的傳授和指導。有些學生在每門課上都學的很好,但是不會把不同課程的相關知識融會貫通,到后面的課程設計或畢業設計時,在系統開發實踐上用不好或不會運用這些來自不同課程的關聯知識。
為了解決這樣的問題,我們在專業核心課建設教學改革中,實行了結合三門課程布置大作業的教學方法。
《數據庫原理與應用》和《數據庫開發與管理》是前后銜接的課程,一般開設在兩個銜接的學期。《高級語言程序設計》與前兩門課程的某一門開設在同一學期。我們就在《高級語言程序設計》與另一門同期開設的數據庫課程教學中,布置由授課教師共同指導,學生自主完成的大作業。大作業的題目是精選的信息系統開發課題,一般有十幾個比較典型的系統開發題目可供學生選擇,如學生選課系統、圖書借閱系統、倉庫管理系統、人事檔案管理系統、賓館管理系統等。布置大作業的時機掌握在《高級語言程序設計》講完窗體應用程序和數據庫開發的內容之后。為了給學生充裕的時間來完成大作業,我們把《高級語言程序設計》教學中比較靠后的數據庫開發的內容盡可能提前,把有關類的繼承、多態、接口等理論內容的講授往后延遲。我們的教學周一般為十六周,在十周左右就布置大作業。這時,數據庫課程應至少已講完“數據庫設計”,《高級語言程序設計》講完“ 與數據庫開發”。這時學生已具備了開發一個信息系統必要的知識準備。
在時間安排上,我們讓學生以課余時間為主來完成,以充分調動學生的主觀能動性,培養他們對專業的興趣。在臨近期末結課時,多安排幾節上機課,讓學生集中突擊一下,保證大作業的順利完成。這時,學生已完成大部分代碼的編寫工作,普遍會有較多的調試問題需要教師幫助解決,所以集中上機并及時指導是必要的。另外期末的集中指導也督促比較落后的同學重視這件事情,拿出更多努力來完成。
在大作業選題、指導及檢查成果時,擔任兩門課程的兩位教師要密切配合,協同動作,給學生一致的幫助。
到目前,我們已經在六屆信管專業學生中進行了布置大作業的探索。這期間,我們不斷總結經驗,也對學生的反饋進行認真的分析,不斷改進方法。最初是按原有的教學計劃掌握授課進度,但是由于數據庫課程與高級語言程序設計課程在教學內容編排上不同步,造成大作業布置過晚,學生能利用的時間太少,到期末匆匆忙忙地完成,效果不是很好。為此我們把高級語言課程與數據庫開發有關的內容調整到前面,盡量提前講,就使布置大作業的時間可以提前幾周,讓學生有充裕的時間來完成這項任務。
在高年級,學生只有在為期兩周的課程設計和臨近畢業的畢業設計有機會開發系統。兩周的課程設計就上課時間來說,只有9個工作日,54個學時,還包括檢查成果及答辯的時間。即使讓學生每天工作10小時,也只有90小時,對于開發一個系統,遠遠不夠。近年來,為緩解學生畢業后就業的壓力,很多學校鼓勵學生提前走出校門,畢業設計往往是學生在邊工作邊學習的狀態下完成的,教師大多是遠程指導,設計的效果要打一定的折扣。因此,利用大作業提前讓學生鍛煉設計能力,是對這些后期問題的一個很好的彌補。
經過幾年的布置大作業實踐,我們在高級語言和數據庫教學上取得較好的教學效果。學生普遍反映,通過大作業真正學會了怎樣開發一個實用的信息系統,很有成就感,更增強了學好本專業的信心。
關鍵詞 空間數據庫 數據庫 教學質量 融合教學 模式思考
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Probe into the Integration Teaching of Principles of
Spatial Database and Principles of Database
WANG Yuanni[1], HE Zhenwen[1], GE Fei[2]
([1] Computer College of China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074;
[2] Computer Science of Central China Normal University, Wuhan, Hubei 430079)
Abstract Principles of spatial database is one of the main courses of the major of spatial information and digital technology. It is worth exploring and thinking of how to conduct the teaching of space database principles better in the absence of the curriculum of database principle as the pilot. Combining the reality of the major and the status of the curriculum of spatial database principle of our school, this paper puts forward a suitable teaching model. It could introduce students faster and also ensure the quality of teaching, so as to reach the teaching purposes.
Key words spatial database; database; teaching quality; integration of teaching; pattern thinking
空間數據庫原理課程是空間信息與數字技術專業的主干課程之一,要求學生通過本課程的學習,掌握空間數據庫的基本原理與建設方法。經過課程學習和上機實踐訓練,使學生掌握空間數據庫的基本原理以及建立空間數據庫的技術方法,具有使用、管理以及建立空間數據庫的基本能力。我校空間信息與數字技術專業該課程配套有2周的課程設計,通過課程設計,使學生掌握空間數據庫系統的基本概念、原理和技術,將理論與實際相結合,應用現有的空間數據建模工具和空間數據信息管理技術,學會完成空間數據庫的設計與實現。該課程開設已經兩年,頭年是在大二下,次年調整到大三下開設,但是都由于學生沒有學習過數據庫原理課程,在該課程的學習中暴露出一些問題,教學效果欠佳。為此,本文根據教學經驗和實踐,就如何開展空間數據庫原理課程,提出一些建議,共探討。
1 數據庫原理基礎知識有機融合
針對本??臻g信息與數字技術專業來說,并未設置數據庫原理課程。面臨這一現狀,空間數據庫原理課程在講解時如何引入數據庫的相關知識是需要思考的問題。如何更有效地引入數據庫原理的基礎知識,從一般數據庫系統進入到空間數據庫系統,將數據從一般數據上升到空間數據。這需要將數據庫原理的基礎知識與空間數據庫的基礎知識有機結合起來,讓學生體會到空間數據庫與數據庫的相異性。從基礎原理上講,空間數據庫滿足數據庫的一般特性,只是數據上升到空間數據后,對于帶空間地理位置的數據表達及存儲、查詢等多了一些方法。實際中,可先介紹的一般概念、原理包括數據表達、數據模型、數據查詢等,在弄清楚一般數據庫的使用后,再來看空間數據庫對應各部分就比較容易看出相同和相異的地方,可以更好地理解二者的關系。
當然也不能完全分為數據庫和空間數據庫兩部分來講解,不能形成兩張皮的局面。一是效果不好,二是學時不夠,重點不突出。所以,應該想辦法融合數據庫和空間數據庫的知識,以空間數據庫為主體,按照空間數據庫的基本原理以及空間數據庫設計的各個環節為主線來貫穿,在講解每部分內容時可以按照先從一般數據庫的表示方法入手,先用一般數據來做示例講解基本方法,然后引入空間數據,再來看方法的變化之處。從一般數據到空間數據圍繞數據的變化設計內容,最終實現知識的融合,既了解了一般數據庫的思想,也學會了空間數據庫的使用。
2 一般數據到空間數據的階梯介入
對于沒有接觸過數據庫知識的學生來說,如果一下子上升到空間數據的處理,可能存在著一定的困難。畢竟,空間數據的處理相對比較復雜。在課堂案例的選擇與設計以及上機實習環節,一般數據的處理方法和空間數據的處理方法,需要一個漸進的過程。比如空間數據的查詢,單純來看空間數據的查詢,涉及到很多的空間操作方法。如果一下子介入進去,學生很可能消化不了,不妨先介紹一般的查詢方法,也就是簡單的select結構。用一般數據容易理解的實例先來看select的基本用法,再弄清select查詢的使用后,再來變換實例,選擇實際中帶有空間數據的查詢,如果只是簡單的信息查詢,可能基本只會用到一般數據的select結構就夠了,如果涉及到相關空間位置的操作,再來看在對應select基本結構的基礎上需要增加什么謂詞和字句,對應不同的情況劃分,謂詞和字句結構都是固定的,只是要根據查詢條件給予不同的參數而已。通過一般數據到空間數據的漸進變換,逐步理解空間數據操作與一般數據操作的相異性,理清楚后會發現其實二者很多基本方法都是一致的,只不過空間數據為了實現空間位置的信息需求,增加了一些使用方法以及細化了一般數據問題處理的基本方法。
采用從一般到特殊,從簡單到復雜的思路,學生學起來會輕松得多。漸進式的導入也是一個逐步消化和理解的最好方式。
3 主線貫穿式
空間數據庫原理概念頗多,如果泛泛都講到,效果是可想而知的。建議圍繞空間數據庫的設計與實現這一主線來講解,上完這門課也是讓學生學會如何設計與實現空間數據庫。如何設計一個空間數據庫,各個環節的工作如何實現,應該讓學生帶著這些問題來學習這門課,既明白課程目標,也能理清課程思路。
有了主線,圍繞這一主線,空間數據庫設計的每一步涉及到哪些原理和方法也就自然而然地引出來了。某一個知識點是為某一個環節服務的,某一個環節是空間數據庫設計的不可缺少的某一步。這樣,就不會覺得理論知識零散。圍繞各環節設計的原理和方法去講,不用面面俱到,具體設計涉及到哪些方法講清楚就行,這樣才能體現主線的清晰度,同時做到重點突出。
只有理清主線,利用主線將知識點連接起來,才能更加明確課程的目的。一般原理類課程沒有主線的貫穿,學生學完了感覺都是凌亂的,不知道能做什么,學了有什么用。因此,梳理一條主線,圍繞主線設計知識點和授課內容是很重要的。
4 循序漸進式實踐
學生的實習實踐教材我們選用的是Oracle Spatial 空間信息管理――Oracle Database 11g. Ravi Kothuri(美)Albert Godfrind 著,管會生等譯。之所以選用該教材是因為這本書圍繞空間數據庫的數據操作講解非常詳細,也有數據案例,基本上涉及到了空間數據庫的各個方面。實踐環節包括平時上機和課程結束后的課程設計。
實踐中,發現大部分學生都能按要求掌握知識點,但存在著一些不足。比如基本上是按照所給資料在做,處于趕著進度完成的狀態,對于問題的思考較少,理解程度不夠。學生對空間數據庫建模理解不透徹,缺乏獨立設計空間數據庫方面的能力。分析原因主要在于需要一些先導課程,如數據結構中對樹的一些知識點涉及到與空間數據建模方面相關的樹介紹不夠等。 知識點分散,沒有最后的整體設計等等。
對于諸如上述之類情況,在今后的實踐中如何更好地做到理論與實踐相結合,重點突出,建議采用漸進式的實踐方式。圍繞最終目標學會設計并實現小型空間數據庫系統,設計并精煉每次實習任務,而不是泛泛實習。根據空間數據庫系統建立與設計的各個環節,分解到平時每次任務中學習,先學習各環節的主要知識點,待重點知識點消化后,課程設計環節再圍繞設計一個小型空間數據庫系統將平時上機零散的知識點串接起來。把Oracle Spatial 空間信息部分的重要內容移到平時上課的上機中,增加平時上機學時。在平時上機過程中就掌握如何使用Oracle Import工具導入數據,如何實現空間數據的加載、傳輸和驗證;如何在應用程序中訪問和操作空間對象,重點在于用PL/SQL操作幾何體;如何創建空間索引以及空間索引參數的設置;學會幾何處理函數等。做到平時上機完成基本知識的學習,課程設計開始就先通過案例研究學會使用Oracle Spatial對空間數據的存儲、分析、可視化和集成等。接著,進行空間數據庫的應用開發,利用高級語言針對Oracle Spatial等進行二次開發。這樣的話,空間數據庫課程設計就可以順利進入空間數據庫的應用開發,完成從設計到實現的過程。整體上經歷空間數據庫設計的各個環節。
采用循序漸進式實踐方法,可以保證學生在學習的過程中能夠由淺入深、由局部到整體、逐步深化、有條不紊地進行。
5 自主與團隊精神的有效融合
在學習的過程中,應該注重學生的自主能力以及團隊合作能力。就空間數據庫原理課程而言,該課程的最終目標是學生能夠學會設計與實現小型的空間數據庫系統。為了達到這一教學目標,我們應該有機地融合學生的自主能力和團隊合作能力。通過學生的自主學習,掌握基本原理方法和基本訓練;通過小團隊的集體力量設計完成小型空間數據庫的設計與實現。
在自主學習的過程中,可以培養學生的自我學習能力。在教師引導下,發揮學生主體作用,學會自我思考,培養自我解決問題的能力。在自主學習中,通過查閱資料,分析總結,掌握新知識。
同時,團隊合作精神也是非常重要的。作為一個學生,不但要具備自我學習的能力,也應該具備團隊合作的能力。在團隊中體現自我,發揮個人價值。
該課程有理論有實踐,如果能夠有效地融合學生自主學習與團隊學習,不論是從課程本身的講授,還是從學生個人能力的培養來說,都是非常有意義的。兩者相輔相成。因此,課程設置時可以將平時的上機實踐安排為個人獨立完成,課程設計安排為小團隊分組設計與實現。在每個人掌握基本知識之后,將問題融入到團隊中一起實現,既能培養團隊協作能力,也能發揮個人的主觀能動性。
6 總結
空間數據庫原理課程理論偏多,尤其在學生缺乏對數據庫理論知識了解的背景下,如何合理安排教學實踐環節,有機地融合數據庫原理基礎知識,突出空間數據庫的特色與重點,本文探討了其有效的教學模式,主要從五個方面提出了建議。在今后的教學過程中我們也需要根據實際的教學效果逐步調整和優化教學模式,使其不斷完善。
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[關鍵詞]數據庫教學 能力導向 應用型本科 教學改革
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)06-0098-02
一、問題提出
大學教育包括知識、能力、素質三個方面,如何以知識為載體實現能力的培養和素質的提高,是大學教育的核心問題,尤其是應用型人才更是要突出能力的培養。要實現能力導向,就要解決三個問題:第一是能力的構成,第二是如何將能力的培養落實到教學實踐中,第三是如何判斷培養目標是否達成。而教學實踐主要體現在課程教學活動中,因此學生能力的培養與提高是課程教學的核心目標。
數據庫是軟件工程、計算機等專業的核心課程,具有較強的理論性和工程實踐性。筆者所在學院重點培養應用型人才,教學團隊在教學過程中發現有以下幾個問題:
1.學生理論學習較困難,但不乏思維活躍、動手能力強等潛質,傳統的教學不適合學生的特點,學生反映難度大,理論知識過多且零散、重點不突出。
2.課程涉及內容繁雜且跨度較大,整體性缺乏,和實踐緊密結合的案例較少,學生使用數據庫知識分析解決實際問題的能力較弱,部分學生反映不能直接將課程知識用于實際問題的解決。
3.傳統的考核方式不能真正反映出學生對數據庫知識的掌握與應用能力。
二、教學改革和實踐的思路方法
為了解決以上問題,提升課程的教學質量,課程團隊以學生能力培養為核心和導向,進行了一系列課程教學改革實踐和探索,并通過幾年的實踐,取得了一些效果。
(一)思路
整體按照“教學調研方案確定教學內容組織案例編寫教學實施教學總結方案調研…教學總結…”的思路進行,其中從調研到總結為一個階段,在每個階段中以能力為導向開展工作。
每個階段的教學要以學校人才培養的目標、數據庫課程的要求和特點、社會需求、教學存在問題、學生具體情況為出發點,圍繞能力的構成、落實與評價這三個問題認真開展教學工作,如圖1所示。
圖1 能力導向的數據庫教學過程
(二)實踐方法和過程
1.確定課程能力
首先確定課程的目標,明確通過數據庫課程的學習,達到什么樣的能力。因此在調研中,筆者針對所在學院辦學的定位和應用型人才培養的目標,在結合課程培養目標、數據庫的知識特點、社會需求、存在問題、學生特點基礎上,明確了數據庫課程的能力構成。確定了三個層次、三個方面的能力,即數據庫知識“理解、會寫、能用”三個層次,“數據庫基本理論和技術的掌握、數據庫實踐操作、數據庫分析設計和應用系統開發”三個方面的能力。
2.落實課程教學
課程能力的落實主要體現在教學的組織和開展上,要以學生為主開展有效教學,課程教學要能吸引學生,提高學生的興趣和求知欲望,引導學生學習,達到能力培養的目標。具體來說主要是三個方面的落實,即教學內容落實、課堂教學落實、課后延伸落實。因此,教學組實施了案例教學、職業技能、實踐應用相結合,課外項目延伸為補充的教學模式,緊緊圍繞以學生能力培養為核心的教學指導思想,教學內容和教學方法方式服務于能力培養這個核心,精心組織教學內容并采用合適的教學方法。
教學內容在數據庫經典教材的基礎上,參考國家計算機軟件水平考試的內容,結合SQL SERVER、ORACLE等主流數據庫的知識組織,根據數據庫三個方面的能力進行整體安排,每個能力點的內容根據“理解、會寫、能用”三個層次來編寫教案和講義。在教學案例編寫中,注意結合身邊的、學生容易理解和掌握的實際案例,引導學生分析問題、解決問題。
課堂教學實施過程中,教學方法方式和手段要服務于能力培養這個核心,大多數的教學方法都有適用的地方,不同的教學內容、目標和要求采用的教學方法和手段也不一樣。根據數據庫教學三個方面、三個層次的能力要求,整體上采用案例教學和提問式引導的循序漸進教學方式,具體每個能力點內容的教學方法則采用相匹配的方法和手段,避免灌輸式教學,通過設置不同層次的問題引導(根據能力的三個層次,一般將問題設置成簡單、稍復雜、較復雜、復雜四種)以培養學生循序漸進的思考習慣;以案例教學的方式提高學生對課程內容的認知熱情;結合實際案例的應用實踐,激發學生的學習熱情,提高學生的學習效率和掌握與應用知識的能力;教師要注意和學生的交流,做好課程反饋并認真分析、改進。
課后延伸方面,充分利用實驗室、校內外實踐平臺,結合教師科研項目,并積極鼓勵學生參與各項科研項目(包括學生科研項目SRIP等)、學科競賽,將學習由課內延伸到課外,引導學生將理論知識應用到實際課題中,從而更為深入地掌握所學知識,培養不斷探索新知識的興趣和解決問題的能力。
3.完善教學評價
數據庫課程考核方式要注重專業能力的體現,考核內容應包括數據庫實踐操作能力、數據庫分析設計和應用系統開發能力、數據庫基本理論和技術的掌握能力三個方面,逐步建立合理、科學的多種方式結合的課程考核評價方法。
傳統的筆試能較好地考查學生對數據庫基本理論和技術的掌握情況,但較難評價學生在數據庫操作實踐、分析設計和系統開發的能力。因此,教學組使用了 “傳統筆試(50%)+項目評價(20%)+上機實踐(30%)”的多種方式結合的考核方法,考核內容注重課程教學三個層次、三個方面專業能力的體現。同時積極鼓勵和指導學生參加數據庫系統工程師考試(國家計算機軟件水平考試)、數據庫相關學科競賽、實際項目,作為課程教學效果的一個評價指標,檢驗學生的學習效果。
(三)實踐效果
以能力培養為導向的數據庫課程教學,注重三個方面、三個層次能力的培養,學生在課程的學習過程中覺得內容和實際結合緊密,解決了實際生活中的一些問題,案例教學和提問式引導教學的循序漸進方式使學生覺得課程易學、有用。課程的及格率和平均成績有了較明顯的提高,近年來參加國家計算機軟件水平考試并通過考試的學生超過50人。課程因此被評為寧波市智慧產業人才基地核心引導課程,并獲得了寧波大學課堂教學一等獎。
三、結語
通過幾年的探索和實踐,能力導向的數據庫教學在筆者所在單位的應用型本科人才培養方面取得了一些成績,但能力培養的三個問題仍需不斷地落實和完善。應用型本科要求培養理論基礎扎實、實踐能力和創新能力強的高素質人才,應該說能力導向的課程教學適合應用型人才的培養。實施能力導向的課程教學,要結合實際情況明確、落實課程教學的能力培養的三個核心問題并逐步完善;要落實課程的能力構成,落實以學生為主的課程教學,采用能夠調動學生興趣、引導學生能力提高的教學方法和手段,提高教學的有效性;要逐步建立和完善科學的課程評價體系和方法,提高教學評價的優先性。
[ 參 考 文 獻 ]
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[收稿時間]2014-12-23
一、什么是計算思維
2006年3月,美國卡內基?梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美國計算機權威期刊《Communicationse ACM》雜志上發表并定義了計算思維(Computational Thinking)[1]。計算思維(Computational Thinking)是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為[2]。
計算思維的核心是計算思維方法。但最終,計算思維的根本目的是解決問題,即問題求解系統設計以及人類行為理解。從計算機應用的角度來說,解決問題就是計算機的應用問題,這也就是我們經常所說的計算思維能力。例如,設計一個數據庫應用系統、創建一個電子商務網站、制造一個機器人等都是計算機應用問題,是計算思維的目的所在。
要牢固地掌握一種思維方法,緊靠課堂教學很容易使學生陷入似懂非懂、紙上談兵的境地。而針對數據庫課程的特點,加強和提高學生的數據庫應用能力則顯得尤其重要。所以,在實踐教學中應該逐步以培養計算思維為導向,鍛煉學生對計算思維方法的運用、探索解決實際問題的過程。這不僅是對課堂教學的補充,也是提高實踐能力、積累經驗、培養計算思維的必需之策。
二、面向計算思維培養的數據庫課程實踐教學體系
1.構建多層次的課程實驗體系
傳統的數據庫實驗,大多是驗證型實驗。而當實驗手冊中的步驟或者命令使用錯誤的時候,學生往往無所適從,無法解決問題。因為學生已習慣了接受,缺乏基本設計能力和解決問題的能力,這和計算思維培養的導向是相背離的。
在面向計算思維培養的上機實驗的設計中,采取循序漸進、由淺入深的思路,通過優化實驗內容,構建驗證性、設計性、開放性和綜合性等多層次的實驗體系。
開放性實驗,要求學生遵循計算思維規律,自由探索,建立并優化數據模型,引導學生利用 SQL 語言進行數據庫編程進行驗證,并在計算機上驗證正確結果。
驗證型實驗要求學生模擬教師解決問題的方法完成實驗內容,是計算思維方法的模仿;
設計型實驗綜合運用多種計算思維方法分析問題和解決問題,是計算思維方法的綜合運用。
2.基于任務驅動的數據庫課程設計
在課程設計環節中,由學生自組小組分工合作。不僅鍛煉了學生綜合運用所學知識的能力和團隊協作精神,更進一步地培養學生發現問題的能力和探索、創新精神,是計算思維方法的拓展和升華。
教師和學生圍繞案例和任務開展教學活動。教師的主要工作包括設計任務、呈現問題、輔助任務實施和總結評價,學生通過明確任務,分析問題、共享交流和反思內化等教學活動訓練計算思維,培養分析解決問題和實踐創新的能力。
計算思維是一種問題求解的思維,問題求解過程分為五個步驟: 呈現問題、分析問題、聯系、行為選擇和反思檢驗[3]。而在具體的課程設計環節中,這個問題求解過程可以體現為以下幾個階段。
(1)設計任務,展現問題
教師根據數據庫課程特點,運用計算思維的一系列方法設計任務,呈現問題。要求學生在學習數據庫設計的同時,以分組協作的方式完成從系統的需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計等設計開發過程,最終實現一個較為完整的反映應用需求的管理信息系統。這種分而治之的策略,將數據庫設計分解為若干個簡單的問題,再以設計成果的形式要求學生完成課程任務,是計算思維中的關注點分離( SOC)思維方法[4]的體現。
學生以每組4-6人的形式自由組合,成立協作學習的項目小組,每組選出項目負責人.教師通過展示往屆學生的數據庫設計作品,向學生提供部分⒖肌N蘼堊生選擇什么樣的項目,最終的設計目的, 都是通過設計一個相應的數據庫應用系統,突出應用系統級的問題求解方式的訓練。
(2)明確任務,分析問題
學生在教師的實時指導下,明確任務目標,運用計算思維方法分析問題,通過參考書、網絡、實地調研等各種途徑進行自主檢索、探究,思考解決問題的途徑。
(3)任務實施
根據所選項目,各組同學分工協作,定期交流各自完成的情況。對于設計過程中遇到的問題,可以通過組間討論,或向老師請教,以保證按時完成項目.各組成員在項目負責人的領導下,結合計算思維的系列方法,利用管理信息系統的標準規范進行系統的需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計,同時撰寫數據庫設計各階段的技術文檔。
在這整個的數據庫的各個設計階段中,體現了各種計算思維方法的綜合運用,如抽象方法、折衷方法、保護、冗余、容錯、糾錯和恢復等方法[5]。學生從課程設計中獲得了極大的成就感,有效地將所學的各專業模塊的理論知識綜合運用到實際中,對已有知識結構進行了拓展性的創新。
(4)總結評價
在課程設計的最后階段,學生以分組演講的形式展示本組的項目成果,以答辯的形式接受全班學生及教師所提出的問題,從而對自己的設計進行反思和總結。這種方式可以極大的刺激大多數同學積極思考。并讓書本知識在頭腦中形成深刻的印象,實現知識的遷移、升華,從而進一步強化所學的知識。
教師應對答辯情況進行點評和打分。通過答辯的方式,培養學生的表達能力和綜合素質,也使學生深刻理解計算思維及設計方法。
三、結語
計算思維作為問題求解、系統設計和人類行為理解的一種思維方式已經受到了廣泛的關注。通過改革傳統的教學模式培養學生具有計算思維能力,已成為現階段計算機學科核心課程新的教學目標。
參考文獻:
[1]陳國良. 計算思維與大學計算機基礎教育[R]. 濟南: 第六屆大學計算機課程報告論壇,2010.
[2] WING J M. Computational Thinking[J]. Communication of the ACM.2006,49( 3) :33 -35 .
[3]陳國良,董榮勝. 計算思維與大學計算機基礎教育[J]. 中國大學教學,2011( 1) :7 -11.