新工科驅動數(shù)據(jù)庫應用技術教學改革

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[關鍵詞]新工科；Oracle數(shù)據(jù)庫；特色教學；產(chǎn)教融合

1.引言

新工科建設是在新階段科技革新和產(chǎn)業(yè)變革背景下培養(yǎng)優(yōu)秀人才的重要舉措，主要圍繞工程教育改革打造新的教學理念、課程結構和人才培養(yǎng)模式，以適應未來各行業(yè)的深化發(fā)展[1-2]。數(shù)據(jù)庫應用技術是組成計算機科學與技術專業(yè)的重要課程，也是該專業(yè)學生職業(yè)生涯必備的核心技術[3]。目前，Oracle數(shù)據(jù)庫是世界上主流且使用最為廣泛的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其應用主要以各類數(shù)據(jù)庫的開發(fā)及運維為主[4-5]。本文結合工程教育發(fā)展的歷史和教育改革的經(jīng)驗與教訓，以Oracle數(shù)據(jù)庫技術的教學為例，分析研究新工科背景下數(shù)據(jù)庫應用技術的課程特點、教學現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等，進而提出該課程教學方法改革創(chuàng)新的特色理念和思路。

2.課程建設與傳統(tǒng)教學現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫應用技術作為計算機科學及其相關專業(yè)的主干必修課程，是構成學生專業(yè)素質(zhì)不可或缺的一項技術需求。目前，Oracle數(shù)據(jù)庫的講授主要以Oracle11g的管理操作和應用開發(fā)為主，結合PL\SQL的基本知識和實例應用進行教學。主要教學內(nèi)容包括Oracle11g數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、連接以及表的使用、PL\SQL的基礎及高級查詢與程序設計、函數(shù)游標和存儲、JavaEE開發(fā)基礎以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的開發(fā)應用等，課程建設包括Oracle數(shù)據(jù)庫的重點基礎理論、專業(yè)概念和體系、豐富的實例和重難點的搭配，使學生能夠基本掌握Oracle數(shù)據(jù)庫的管理和開發(fā)。在課時分配上，該課程共48課時，其中理論學時為16課時，主要針對課程體系、知識結構和重點概念進行講解，有助于學生對數(shù)據(jù)庫基本操作的理解和掌握，為后期實驗打下基礎；實驗課時為32課時，主要進行針對實例的驗證性實驗、PL\SQL的程序設計以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎性開發(fā)。考核成績主要包括理論作業(yè)、實驗報告和期末設計三個部分，注重于學生對于Oracle11g數(shù)據(jù)庫的實踐和應用。Oracle數(shù)據(jù)庫應用技術在傳統(tǒng)的教學規(guī)劃和內(nèi)容設計上主要包括以下幾個方面：培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)庫內(nèi)部數(shù)據(jù)關系模式的轉換和設計能力；針對PL\SQL語言基礎和高級查詢開展講授，培養(yǎng)學生熟練掌握數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等一系列數(shù)據(jù)操縱能力；PL\SQL高級程序設計的講授，培養(yǎng)學生基本的數(shù)據(jù)庫構建思維和數(shù)據(jù)交互設計能力；（4）JavaEE和DBMS的開發(fā)，培養(yǎng)學生針對Java項目和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的開發(fā)能力。

3.新工科背景下的教學改革方法

為了適應新階段科技革新和產(chǎn)業(yè)變革，布局未來國家重點領域的發(fā)展，培養(yǎng)高質(zhì)量的新興領域高級工程人才，助力傳統(tǒng)理工類專業(yè)的教學升級與轉型，教育部于2018年提出了新工科研究與實踐項目，探究新的工科教育理念、模式標準以及方法、技術和文化。新工科建設正在革新高校教育方法和培養(yǎng)方案，改變高校評價體系與資源配置方式，從而塑造新的產(chǎn)業(yè)競爭格局，增強國家在全球的競爭力。本文針對新工科背景下數(shù)據(jù)庫應用技術的教學改革方法，將人才培養(yǎng)目標和新時代工程建設所需的人才要求進行深度結合，主要從融合行業(yè)特色、理論教學創(chuàng)新、實踐教學創(chuàng)新三個方面開展教學改革，其改革的思路結構如圖1所示。

3.1融合行業(yè)特色

在數(shù)據(jù)庫應用技術中，以Oracle數(shù)據(jù)庫的使用最為廣泛，目前許多主流行業(yè)的企業(yè)都利用Oracle數(shù)據(jù)庫進行內(nèi)部管理和業(yè)務管理，并且在聘請技術工作人員時也將在項目上熟練應用Oracle數(shù)據(jù)庫作為一項主要的用人標準。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應用技術在教學時主要依托于部分經(jīng)典范例，針對范例開展一系列的全過程數(shù)據(jù)庫建設講授，教學重點在數(shù)據(jù)庫高級查詢以及設計和搭建方面，但是傳統(tǒng)教學方法缺乏與行業(yè)特點和發(fā)展的融合，很難讓學生在步入工作崗位后快速地開展面向行業(yè)的應用級數(shù)據(jù)庫開發(fā)。在教學內(nèi)容的設計上工程實踐項目需要針對目前主流的行業(yè)，融合其行業(yè)特點進行內(nèi)容上的豐富和補充，例如交通行業(yè)的數(shù)據(jù)庫搭建，就需要了解該行業(yè)整體的運行和資產(chǎn)流通過程，其主要的建設內(nèi)容分別包括交通運輸標準、交通運營管理、交通出行服務等子數(shù)據(jù)庫，并且在數(shù)據(jù)庫建設前期需要針對各項子數(shù)據(jù)庫進行調(diào)研，確定其數(shù)據(jù)庫建設的需求，設計整體數(shù)據(jù)建設的流程以及表空間的交互，學生通過學習和了解工程級別數(shù)據(jù)庫開發(fā)的方法及過程提高綜合應用能力。這些面向行業(yè)的數(shù)據(jù)庫開發(fā)流程和實施標準都是需要在學生不斷了解行業(yè)特點、結合行業(yè)特色的基礎上，才能鍛煉出最佳的行業(yè)數(shù)據(jù)庫設計思維，最終形成優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫建設方案，使得學生能夠在工作過程中處理行業(yè)應用級別的數(shù)據(jù)庫建設時具有出色專業(yè)素養(yǎng)和工作表現(xiàn)。

3.2理論教學創(chuàng)新

新工科建設背景下的數(shù)據(jù)庫應用技術主要培養(yǎng)新時代工程應用型人才，將科學原理和專業(yè)技術轉化為直接應用于行業(yè)實踐的運行規(guī)劃、決策和工程設計。在理論教學的過程中，其教學內(nèi)容主要側重于可持續(xù)發(fā)展的知識和數(shù)據(jù)庫結構框架的搭建，使學生能夠掌握數(shù)據(jù)庫的知識結構和脈絡，在培養(yǎng)學生理論知識儲備的基礎上，重視數(shù)據(jù)庫學習的廣度和深度，了解實際開發(fā)需求、依據(jù)、過程和條件，為培養(yǎng)學生擁有過硬的數(shù)據(jù)庫應用性技術和實踐能力打下堅實的基礎[6-7]。在教學模式上要融合發(fā)現(xiàn)教學和學導教學等多種教學方法[8-10]。發(fā)現(xiàn)教學法能夠培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)造力，比如在學習難度較大、知識結構較為復雜的“數(shù)據(jù)庫程序設計”階段，可以利用發(fā)現(xiàn)式教學先提出待解決的問題，然后設置基礎情境引導學生針對所提出的問題進行研究，從各種不同的角度分析出解決方法并進行驗證，最后針對所有解決方法進行分析歸納，在總結方法可行性和效率的基礎上進一步改進和優(yōu)化問題解決的方法。這種方法注重學生解決問題和知識形成的過程，有利于培養(yǎng)學生學習的主觀能動性，適合基礎較好、思維活躍的學生。學導教學法是以教師指導為主，引導學生針對某一課程難點展開深入學習的教學方法。該方法能夠培養(yǎng)學生良好的學習能力和思維習慣，適用于在操作性比較強、不易言傳的教學環(huán)節(jié)中使用，有利于提高學生在程序閱讀、理解和綜合應用方面的能力。在教學內(nèi)容上要重點研究數(shù)據(jù)庫應用技術的體系結構教學，包含Oracle數(shù)據(jù)庫的邏輯結構、物理結構和總體結構及幾者之間的關系。邏輯結構和物理結構之間通過“表空間”進行交互，但表空間、字段和數(shù)據(jù)文件之間的關系是教學難點，需要在該方面進行教學創(chuàng)新，使學生掌握新的理解和學習思路；另外，在表空間和邏輯存儲上的一對多關系、段和數(shù)據(jù)文件以及表空間之間的關系也是教學重點，要在基礎教學方法的基礎上創(chuàng)新思維引導型教學，幫助學生記憶知識重點，梳理重難點理論和數(shù)據(jù)庫應用的整體知識結構。

3.3實踐教學創(chuàng)新

數(shù)據(jù)庫應用技術相比于其它實踐類課程，實踐環(huán)節(jié)多、周期長，實踐方法和特色靈活多樣，易于針對實踐教學方法進行創(chuàng)新，從而更好地適應新工科建設下人才培養(yǎng)和發(fā)展的要求。課程實踐能夠幫助學生檢驗理論學習中的不足和缺陷，鍛煉學生數(shù)據(jù)庫的認知、設計和應用思維，在這一過程中不僅要專注于各種實踐題目和專題的設計，還要善于總結和創(chuàng)新各種教學方法，比如基于各類工程項目背景下進行的數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)教學，還有針對觸發(fā)器、PL\SQL高級程序設計和項目開發(fā)等重難點進行實例融合型教學，在融合項目實踐的過程中去完善學生對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的體系構建能力，鍛煉其面向行業(yè)和市場的整體數(shù)據(jù)庫整體建設思維。在實驗內(nèi)容的設計上，主要針對Oracle數(shù)據(jù)庫建造的各個階段并結合實際項目需要進行設計上的創(chuàng)新，同時運用案例教學、激勵教學、主動探索等綜合教學方法對教學模式進行改進與革新，使學生在學習實驗的過程中能夠自己設立預期目標、找到學習的目的和方向，從而加強學生在數(shù)據(jù)庫應用上面向產(chǎn)業(yè)和項目的實踐能力。與此同時，要結合項目開發(fā)和應用經(jīng)驗，針對經(jīng)典案例庫進行建設，從而有利于學生了解面向各行業(yè)的數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)技術和方法，加強學生在面向不同行業(yè)數(shù)據(jù)庫項目建設的過程中自我思考、學習和創(chuàng)新的能力，提高綜合的專業(yè)技術能力和素養(yǎng)，增強社會競爭力，從而為社會培養(yǎng)數(shù)據(jù)庫應用方面的新工科人才。

4.結語

本文在產(chǎn)教融合、理論教學創(chuàng)新和實踐教學創(chuàng)新三個方面針對新工科建設下數(shù)據(jù)庫應用技術的特色教學方法進行研究，結合工程教育發(fā)展的經(jīng)驗，分析研究適應新工科發(fā)展的數(shù)據(jù)庫應用技術教學革新方法，提出工程教育改革創(chuàng)新的理念和思路。面向社會新經(jīng)濟發(fā)展需要和未來發(fā)展趨勢，開展特色教學方法的研究與探索，對傳統(tǒng)教學方式進行革新和升級。未來要在綜合優(yōu)秀的工程教育人才培養(yǎng)模式改革經(jīng)驗的基礎上，開展深化產(chǎn)教融合、校企合作的體制機制和人才培養(yǎng)模式改革研究和實踐，從而創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應用技術新時代工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質(zhì)量和新體系。

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作者：韓國鑫 謝秋菊 許譯丹 王莉薇 單位：肇慶學院 計算機科學與軟件學院