软件学院数据库原理课程实践环节改革的思考与实践

摘要:本文结合课程教学改革工作,提出了切实可行的实践环节改革措施,主要包括作业和实践环节改革、增设新的数据库系统实践课、建设网络教学系统、建设实验上机环境等等,并在近几届学生中连续实施了多年,取得了较好的效果。

关键词:数据库原理;教学改革;实践环节

中图分类号:G642文献标识码:B

文章编号:1672-5913 (2007) 22-0139-03

1概述

数据库原理是软件工程专业的一门重要专业主干课,但目前软件工程课程的教学和实践,基本都没和数据库的设计、开发、维护结合起来,包括软件质量管理也是单纯从代码的角度考虑问题的,这样难以让学生真正综合地了解、掌握并实践一个软件系统开发、维护、扩充的全过程。国外著名大学已经开始注意这个问题,如麻省理工学院已将软件工程、数据库设计及Web程序设计的关键内容整合起来作为一门课程,使学生能够系统地掌握Web环境下信息系统开发的全过程。国内高校很多还没有注意这一问题,包括CCSE2004里所规定的各门课程的知识点,并没有注意这些相关课程的衔接。

我们自2005年开始立项进行软件学院数据库原理课程实践环节的改革,希望通过教改完善和调整软件学院数据库原理的教学内容,重点是改革作业和实践环节,通过综合性的作业和实验实现与软件工程专业其它相关课程教学的协调和有机衔接,完善课程体系的建设,为国家培养更多专业基础知识扎实、实际工程实践能力强的软件工程专业人才。本文对我们近两年的教改工作进行了总结,比较详细地介绍了软件学院数据库原理课程实践环节改革的教改思考、教改措施、教改实践和经验体会。

2改革思路

通过近年与国外高校比较密切的教师、学生的互访、交流,我们感到国外高校,不论是大学还是理工学院,在教学工作中都特别注重学生实践能力的培养,使学生掌握自我学习的技能。他们强调的是培养学生在遇到陌生问题时,通过查阅文献、与他人交流,最终找出解决方案的能力,而不是由教师灌输过多现成的知识;鼓励学生尽早接触社会,培养学生适应环境、与人交流、与人合作、协调各方面关系的综合能力,而不是单纯进行科技知识的学习。

以爱尔兰高校为例,除了研究论文、工作总结或研究开发报告、进驻企业的实地实习和毕业设计等学生可以应用所学知识的实践环节以外,也有和国内高校专业课教学中的日常作业和实验类似的Assignments。虽然都叫作业和实验,但他们的Assignments和国内高校通常所说的作业和实验是有区别的。国内高校一般每门课都要指定一本教材,老师讲完一节课后,布置书后针对这部分内容的几道习题作为作业,因此认真听讲的学生最多用2~3小时就能完成;实验课也类似,一般一门课(IT类)有6个左右的实验,每次4小时,实验内容也基本都是单元性的。Assignments的不同主要体现在:首先,大部分专业课都没有国内高校那种指定的教材,主要依据是教师的备课笔记和教师所列的阅读清单,每个Assignment都不是那么简单地能在教材上直接找到答案,都需要阅读大量文献、上机编程验证自己的解决方案,因此对每个Assignment教师都会给几周、1个月、甚至3个月的时间;其次,稍大的Assignments都是2~5人为一组共同完成,学生自行确定目标、切割工作量、分配任务;第三,能够这样做的前提是学校为学生提供了免费的、不限时的上机条件,以及免费的、不受限的Internet访问条件。实际上多数Assignments的规模和工作量都和国内高校一般的课程设计差不多了。通过这些Assignments能够使学生更加透彻地掌握教学内容,多人合作、独立分析问题、解决问题、自主学习的能力得到极大提高。而国内传统的作业和实验形式,明显分量不够,不利于学生自主学习能力的培养。

针对这种现状,为了进一步提高教学质量,培养真正符合社会需求的软件人才,我们在教学中应该努力做到的是:

●改革和调整现有教学计划,密切结合社会发展的实际需求,适当精简课内学时,加强实践环节的安排和管理,加强实践条件的建设。

●教师要转变观念,努力提高业务能力。按照传统的教学方法,每门课指定一本教材,一本书稳稳当当地教好几年不能适应新形势的要求。要精简课内学时,加强实践环节,提高学生自主学习、主动学习的能力,就要求教师对本领域知识有更深刻的理解和感悟,能够用较少的课时讲清本领域最核心的概念和方法,再通过精心设计的实践环节引导学生在做中学、自己学。所以虽然讲的少了,但对教师的要求却更高了。

●学生要转变观念,努力培养自主学习、主动学习的能力。目前国内中小学教育的核心就是围着高考指挥棒转,学生从小接受的就是灌输式应试教育,自主学习、主动学习的能力较弱。到了大学阶段应自觉、有意识地锻炼自主学习的能力,充分利用各种实践机会,勤于思考,在做中学。真正掌握的知识是自己通过实践学来的,而不是单纯听老师讲得来的。

基于这种指导思想,我们采取了一系列的措施,并利用软件学院得到的有利政策,大力改善实验条件,建设专用机房,确保学生具有不限机时的开放上机条件,使各项改革措施具备了最基本的前提保证。

3改革措施

在反思传统的专业课教学和实践环节安排的基础上,借鉴国外先进的教学改革理念,我们主要采取了以下措施,加强数据库原理课程教学的实践环节,探索适合我国国情的软件工程人才培养方式,进一步提高教学质量和教学效果:

1. 教学内容改革:借鉴麻省理工学院的教学思路,整合软件工程、数据库原理、数据库设计、网络基础、Web程序设计等课程内容,结合软件工程导论、大型软件系统的设计和体系结构等课程的设置或调整,实现相关课程教学内容的有机协调和衔接。当然,整合并不是说将这些教学内容都放到一门课中,中国的国情毕竟与国外不同,我们希望通过共同设计的大作业或实验,协调各相关课程的教学,使学生能够将相关教学内容融会贯通,有机会完整地了解并实践一个大型应用软件的整个生命期的所有问题,而不是每门课都只了解其中的一个片段。以此为目的,适当调整并精简各相关课程的课内教学内容。

2. 引导学生开放式自主学习:结合双语教学,引导学生直接阅读Asilomar报告、Lowell报告等国际数据库权威们定期召开的研讨会报告原文和其它最新文献资料,理解大师们的观点和数据库技术的发展趋势,要求学生以小论文的形式总结自己的体会和收获,鼓励学生积极思考,培养学生自主学习的能力。

3. 作业和实践环节改革:借鉴国外高校日常教学中的Assignments,改革作业和实验,取消传统的作业和实验之分,作业就是实验,实验也就是作业;不再布置每章后附的习题作为课后作业,而是根据课程知识点,安排六次阶段性的综合作业和一个完整的综合作业,所有作业都必须上机操作或编程才有可能完成。最后的综合作业要求学生以数据库的设计与应用为核心,综合运用软件工程、数据库原理、数据库设计、网络基础、Web程序设计等各方面知识,多人合作,分配角色,共同完成。为学生提供开放上机条件,所有作业均只设提交截止期,不限机时。

4. 增设新的数据库系统实践课(32学时):利用我们在各种数据库系统开发方面的长期科研积累,安排学生3~4人一组,分配角色,不限机时,遵循软件工程的要求自行设计并实现一个麻雀虽小、五脏俱全的数据库管理系统MyDBMS,通过实践更加透彻地理解数据库系统的基本原理和内部实现技术。从教学实际情况来看绝大多数学生都能按要求完成任务,学生普遍反映虽然很辛苦,但收获很大。目前国内能够为本科生开设这种实践课的高校很少,我们利用软件学院的特殊条件和科研方面的长期积累,成功地开设了这门配套的实验课,通过两届学生的实践,证明是可行的,并且取得了较好的效果。下一步将结合这些实践环节的改革,编写出版《数据库系统实践教程》,以便更好地推进实践环节改革。

5. 大力建设网络教学系统:除课程网站外,网络教学系统还包括网上作业提交系统和在线作业批改分析系统。不同于目前许多仅是发布信息和提供资料下载的静态课程网站,本课程的网上作业系统提供了学生之间、师生之间的短消息平台和BBS平台,可以实现师生之间全互动的网上交流。目前课程所有教学活动均可在网上进行,取消了纸质作业,大大提高了效率,也便于优质教学资源的积累。

6. 大力建设实验上机环境:充分利用软件学院拥有的政策,建设自己的专用机房,为学生提供不限机时的开放用机条件,使各项教改措施能够得以实施。这样我们布置的所有作业不必再考虑机时问题,只需向学生明确作业要求和通过网上作业系统提交作业的截止期。

7. 利用已有师资条件,提供SQL Server、DB2等主流数据库产品的应用开发辅导,使学生在完成课程实际环节的同时,参加并通过DB2或SQL Server的认证考试。

8. 加强国际合作:充分利用软件学院与爱尔兰、印度、澳大利亚的多所大学的稳定合作关系,加强课程建设交流,合作高校一些好的实践环节设计经改进后可直接用于课程的实践教学。

总之,根据学生已有基础,改革教学方式,注意节奏,使学生课后有较多发展空间。理论联系实际,深入浅出,突出重点。最终目的是达到少讲、多练、自己学,让学生在完成综合性作业的过程中,自我学习、主动学习,掌握课程知识点。

4结束语

本课程教学改革总的指导思想是借鉴国外先进经验,结合国内实际,精简课内学时,加强实践环节,最终目的是达到少讲、多练、自己学,让学生在完成有份量的作业的过程中自主学习,在做中学。近三年的教改实践,特别是作业和实验的改革,虽然还存在一些问题,但总体效果还比较不错。事实证明,尽管国内学生从小学开始就一直接受的是灌输式的教学,但只要加以合理引导,是完全可以实现本课程预定的改革思路的,软件学院提供的相应软硬件条件支持也使这些教改措施得以落实。

实践表明,像数据库原理这类专业课的实践环节改革,对提高学生以下六个方面的能力是很有益处的:

1. 分析、归纳和设计能力。学生应能深刻理解基本概念与方法,归纳现象,权衡因素,设计合理系统;

2. 自主学习与实际动手能力。学生通过大量实践环节,课余自学和动手开发调试应用系统,可大大增强这方面能力;

3. 系统集成和综合能力。学生应能懂得数据库技术与其他技术的相互关系,能综合运用所学知识,把握整体结构,集成优化。

4. 研究创新能力。数据库技术发展快,新内容层出不穷,学生通过学习类比,课外阅读,能够用批判的眼光看问题,观察提炼、勇于创新。

5. 团队合作能力。这是软件工程专业学生应具备的基本素质,学生应通过综合性的实验,共同探讨、互相协作。

6. 外语能力。本课程采用双语教学,而且学生在完成大量实践环节的过程中,必须阅读许多原版文献,快速获取新知识和新信息。

参考文献

[1] 徐立臻,唐继卫. 爱尔兰高等教育对我国高校教学实践环节改革的借鉴意义[J]. 中国大学教学,2006,(4).

作者简介

徐立臻,男,东南大学计算机科学与工程学院教授,中国计算机学会电子政务与办公自动化专业委员会秘书长,数据库专业委员会委员,主要研究方向为数据库技术及其应用,主持建设的数据库原理课程于2006年被评为江苏省一类精品课程。

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