在數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生項目開發(fā)能力

王艷紅　章小莉　姜湘崗

摘要:數(shù)據(jù)庫課程是教育部規(guī)定的本科計算機專業(yè)的核心課程,數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計是學(xué)生實踐數(shù)據(jù)庫理論知識、真正掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技能所必需的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。本文就數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計在教學(xué)過程、實施方法、考核方法等方面的改革進行了探討。

關(guān)鍵詞:項目開發(fā)能力;教學(xué)過程;實施方法;考核方法

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A

1引言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,也是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一,已成為計算機信息系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。當(dāng)前,計算機的計算模式已由單用戶發(fā)展到主從式或主機/終端式結(jié)構(gòu)、C/S結(jié)構(gòu)、B/S結(jié)構(gòu),進而發(fā)展到了Web服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)計算時代,而數(shù)據(jù)庫及其技術(shù)一直是它們的后臺與基礎(chǔ)。

當(dāng)前國內(nèi)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,為了增強學(xué)生的就業(yè)競爭能力,必須全面培養(yǎng)學(xué)生的軟件項目開發(fā)能力,以適應(yīng)時代的發(fā)展。學(xué)生在大學(xué)四年學(xué)習(xí)中,不僅應(yīng)該掌握一定的理論與技術(shù)知識,而且應(yīng)該樹立管理理念,建立項目工程思維觀念。

數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計是學(xué)生實踐數(shù)據(jù)庫理論知識,真正掌握數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技能所必須的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),目的在于培養(yǎng)學(xué)生面對大量而復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理要求時,具備分析問題和解決問題的能力。我們于2004年完成對數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的教學(xué)方法改革,不僅在教學(xué)手段(包括課程設(shè)計的實施過程、考核方法等)上進行了體系化和規(guī)范化,而且與“軟件工程”課程結(jié)合,對兩門課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行了整合。

通過兩課整合的課程設(shè)計,不僅使學(xué)生在理解數(shù)據(jù)庫理論的基礎(chǔ)上,實際動手開發(fā)一個實際的應(yīng)用系統(tǒng),而且培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有的團隊協(xié)作、自主管理、主動學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維、綜合運用、動手實踐等能力,使課程設(shè)計真正成為學(xué)生驗證理論的“實驗場”,成為開發(fā)學(xué)生潛力、培養(yǎng)實戰(zhàn)能力的“戰(zhàn)場”,成為體驗項目開發(fā)過程的“運動場”。

2數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的教學(xué)方案

2.1基本內(nèi)容

學(xué)生運用已學(xué)數(shù)據(jù)庫理論思想和數(shù)據(jù)庫設(shè)計理念,具體設(shè)計一個實用小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。開發(fā)設(shè)計過程按以下順序進行——自選課題研究方向,調(diào)查用戶需求,總結(jié)歸納數(shù)據(jù)流程,分析性能,書寫需求分析及總體設(shè)計報告(包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)庫概念模型、邏輯模型、系統(tǒng)功能模塊),完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā),匯報設(shè)計成果(包括撰寫設(shè)計報告、系統(tǒng)驗收、結(jié)果匯報),在這一系列工作中樹立學(xué)生項目開發(fā)管理思想,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.2進度安排

為使學(xué)生充分感受數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的全過程,安排課程設(shè)計進度如下。

2.2.1前期準(zhǔn)備階段

該階段主要任務(wù)是理解數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念;掌握數(shù)據(jù)庫的概念模型、數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)

庫系統(tǒng)的設(shè)計方法;進而確立自選課程設(shè)計題目,并依據(jù)軟件工程中項目需求調(diào)研方法進行系統(tǒng)需求調(diào)研,繪制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程,提出系統(tǒng)要解決的問題。該階段成果主要包括3份報告。

(1) 系統(tǒng)需求分析報告:包括采用的工程開發(fā)模型,數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典,系統(tǒng)功能。

(2) 數(shù)據(jù)庫信息要求報告:對數(shù)據(jù)庫中要存儲的信息及語義進行詳細(xì)描述,對數(shù)據(jù)約束和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)進行詳細(xì)描述。

(3) 數(shù)據(jù)庫的操作和應(yīng)用要求報告:詳細(xì)描述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)操作要求、處理方法和處理流程,畫出系統(tǒng)功能劃分的模塊圖。

2.2.2基本操作階段

主要任務(wù)是掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本操作,包括SQL語言的應(yīng)用以及利用DBMS的工具進行數(shù)據(jù)庫定義、維護、查詢及掌握數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)完整性和并發(fā)控制技術(shù)等基本操作,初步設(shè)計系統(tǒng)測試數(shù)據(jù),并能夠正確解決實際遇到的問題。該階段的成果包括一套系統(tǒng)數(shù)據(jù)表、關(guān)系以及基本數(shù)據(jù)。

2.2.3技術(shù)提高階段

該階段要求學(xué)生不僅掌握書本上的內(nèi)容,而且還需要自學(xué)一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)新技術(shù)和相關(guān)知識。主要任務(wù)是掌握數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)技術(shù)以及有關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、復(fù)制、傳送和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)編程技術(shù)。該階段成果為新技術(shù)交流討論資料。

2.2.4設(shè)計完成驗收階段

該階段教師通過3種方式對學(xué)生設(shè)計的應(yīng)用系統(tǒng)進行全面驗收:系統(tǒng)運行測評、分小組成果匯報和上交課程設(shè)計報告。

2.3全程指導(dǎo)原則

在課程設(shè)計進行過程中教師僅從宏觀上把握一系列原則,讓學(xué)生自己有更大的可選范圍,實踐時間長,緊密結(jié)合應(yīng)用,實現(xiàn)了在課程設(shè)計中全面培養(yǎng)項目開發(fā)能力的目標(biāo),體現(xiàn)了新課程教學(xué)理念。在方案實施中嚴(yán)格要求學(xué)生從理論出發(fā),與實際項目結(jié)合,從而提高他們項目開發(fā)的綜合能力。

2.4評分原則

2.4.1根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)從三方面進行評測

數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫設(shè)計三部分有機地聯(lián)系起來形成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),因此對課題設(shè)計的評測也從這三方面著手,達到對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要內(nèi)容和框架的評測。

(1) 數(shù)據(jù)庫原理部分:主要評測學(xué)生在數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫安全保護方面完成的工作。

(2) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計部分:主要評測學(xué)生如何將現(xiàn)實系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過某種數(shù)據(jù)模型組織起來,并利用DBMS系統(tǒng)提供的功能,完成結(jié)構(gòu)及其約束的建立。

(3) 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分:主要評測現(xiàn)實系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn),即通過某種應(yīng)用模式(C/S模式、B/S模式)和某些(個)程序設(shè)計語言、開發(fā)技術(shù)和工具,在數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及DBMS平臺支持的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)現(xiàn)實系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能,為用戶提供友好和人性化的業(yè)務(wù)操作界面。

該環(huán)節(jié)的目的是使學(xué)生對于理論課中涉及的內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容進行綜合實踐以達到對它們之間關(guān)系的清晰理解,實現(xiàn)理論與實際的緊密結(jié)合。

2.4.2嚴(yán)格把關(guān)和考核,確保每一名學(xué)生在課程設(shè)計中得到實實在在的鍛煉

由于課程是在學(xué)生第七學(xué)期開設(shè),并且貫穿整個學(xué)期,很多學(xué)生面臨考研或其他一些畢業(yè)前的事務(wù),為了防止有些學(xué)生對課程設(shè)計任務(wù)敷衍了事,我們對課程設(shè)計的考核方法進行了詳細(xì)規(guī)劃,實施過程考核,而不是結(jié)果考核。具體考核步驟主要分為以下幾個方面。

(1) 開題階段:在第1～3周進行,要求每組寫一份開題報告,包括課題內(nèi)容、建立的需求分析及總體設(shè)計、小組成員任務(wù)分配、具體時間分配計劃等,審驗合格后方可進行系統(tǒng)開發(fā)。

(2) 中期檢查:在第8～9周開展,根據(jù)計劃表檢查學(xué)生開發(fā)進度,糾正問題,督促學(xué)生按計劃開展課程設(shè)計。

(3) 系統(tǒng)驗收:在第13周進行,學(xué)生演示系統(tǒng),說明和解釋運行效果?？疾榈闹攸c:每名學(xué)生是否完成了分配的任務(wù)以及任務(wù)量的多少、完成情況等。通過該階段以后方可進入答辯階段。

(4) 答辯:在第14周進行,每組學(xué)生指派一名代表進行陳述,然后進入教師提問環(huán)節(jié)(可提問小組中任何一名學(xué)生,為了鼓勵學(xué)生參與提問,凡是提問的學(xué)生可以獲得成績加分)?？疾榈闹攸c:陳述是否清晰、回答問題是否正確。

(5) 課程設(shè)計報告:報告的編寫是考查一個學(xué)生總結(jié)工作,撰寫科技論文的能力?？疾榈闹攸c:報告是否內(nèi)容完整、充實,條理是否清楚,格式是否符合科技文章規(guī)范。

以上各個方面考查的結(jié)果,進行匯總和綜合評判,最后得出評分。

3數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的創(chuàng)新點

3.1整合課程

目前在我國項目管理人員奇缺,大多數(shù)項目負(fù)責(zé)人在技術(shù)上能獨當(dāng)一面,而項目管理方面的知識缺乏,并且普遍存在著“重技術(shù),輕管理”的思想,因此導(dǎo)致項目開發(fā)效率低、花費大。我們在課程設(shè)計中結(jié)合軟件工程課程中學(xué)習(xí)的項目開發(fā)管理思想,對整個課程設(shè)計任務(wù)進行全面管理與實施,樹立工程概念,培養(yǎng)團隊合作精神。主要從以下幾個方面強調(diào)管理理念。

(1) 認(rèn)真執(zhí)行需求分析與需求管理。

(2) 合理制訂時間執(zhí)行計劃,記錄與分析時間分配效果,積累時間分配經(jīng)驗。

(3) 個人分工明確,團隊合理協(xié)作,通過全過程管理理念的貫徹,提高學(xué)生的管理能力,培養(yǎng)學(xué)生團隊合作進行項目開發(fā)的素質(zhì)。

同時各項目小組在課程設(shè)計的各個階段還需填寫階段性報告,包括項目開發(fā)計劃、小組角色的職責(zé)、需求規(guī)格說明書、概要設(shè)計說明書、詳細(xì)設(shè)計說明書、項目開發(fā)日志等。

通過全過程管理理念的貫徹,提高學(xué)生的管理能力,培養(yǎng)學(xué)生團隊合作進行項目開發(fā)的素質(zhì)。

3.2豐富選題

教師推薦部分設(shè)計題目供學(xué)生選擇,學(xué)生也可以自擬題目課題。但是課題的選擇要由教師把關(guān),主要依據(jù)以下幾個原則。

(1) 隨著Internet和Intranet的普及,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求越來越廣泛,因此課題注重開發(fā)基于B/S或C/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),以適應(yīng)時代需要。

(2) 選題要求學(xué)生盡量選擇實際需求的題目,這樣學(xué)生不僅可以走出“象牙塔”,通過調(diào)查走訪,了解國內(nèi)計算機應(yīng)用發(fā)展的狀況,開闊眼界,而且在開發(fā)一個真實項目中,帶來求學(xué)的動力,激發(fā)自主學(xué)習(xí)的渴望以及創(chuàng)造力。

(3) 對于虛擬題目,要求學(xué)生切合實際需要,符合發(fā)展潮流。

3.3工具多樣

市場實際可用的編程開發(fā)工具與日俱增,且不斷更新,為此在課程設(shè)計中,對于學(xué)生到底選擇哪種開發(fā)工具,不做過多限制,鼓勵學(xué)生自主選擇,使學(xué)生可以選擇自己感興趣的程序設(shè)計工具進行系統(tǒng)開發(fā),一方面鍛煉他們自學(xué)的能力,另一方面也讓學(xué)生成為項目開發(fā)的決策者,這種“主人翁”意識使得他們變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),實踐證明學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性直接決定了項目開發(fā)的成與敗。

實際運作中教師會隨時了解開發(fā)工具的發(fā)展形勢,提出指導(dǎo)性意見,使學(xué)生根據(jù)選題“量身訂做”工具,避免所選工具“大材小用”;跟上當(dāng)前發(fā)展方向,實踐技術(shù)“與時俱進”。同時,要求學(xué)生以講座形式分類介紹所用新的開發(fā)工具,講解自己學(xué)習(xí)新開發(fā)工具之后的體會,通過這種研究性的學(xué)習(xí)方式,避免學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)、盲目學(xué)習(xí),同時打開眼界,更加廣泛了解技術(shù)發(fā)展局勢。

3.4彰顯個性

在完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)基本功能的基礎(chǔ)上,鼓勵學(xué)生運用安全技術(shù)、多媒體技術(shù)和美術(shù)功底等突出系統(tǒng)特色,完善系統(tǒng)性能,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識和創(chuàng)新的素質(zhì)。

主要在以下幾方面做進一步要求。

(1) 強調(diào)系統(tǒng)中信息安全保護的實現(xiàn),把理論課中關(guān)于“數(shù)據(jù)庫安全保護”的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到所開發(fā)的系統(tǒng)中,學(xué)以致用。

(2) 用戶界面友好、設(shè)計合理、畫面優(yōu)美反映系統(tǒng)設(shè)計人員的審美意識,強調(diào)色彩的協(xié)調(diào),布局的合理,操作的方便。

(3) 各組之間允許選題相同,但必須突出本組特色,使學(xué)生通過競爭,努力發(fā)揮個人特長和創(chuàng)新意識。

3.5理論聯(lián)系實際

系統(tǒng)的評測按照數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行,從而達到對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要內(nèi)容和框架進行評測,使學(xué)生對于理論課中涉及的內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容進行綜合實踐,以達到對它們之間關(guān)系的清晰理解,實現(xiàn)了理論與實際的緊密結(jié)合。

3.6過程評測

課程設(shè)計分階段,每階段設(shè)有檢查與評估,既做到及時指導(dǎo),又確保督促每一名學(xué)生在課程設(shè)計中得到實實在在的鍛煉?？己艘罁?jù)環(huán)節(jié)的特點進行不同形式的考評,不僅培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力、編寫技術(shù)文檔、科技論文的能力,而且可以發(fā)現(xiàn)有組織能力的人才。

4實踐效果

依據(jù)匯總的五輪評測統(tǒng)計表格可以看到,學(xué)生在課程設(shè)計中,學(xué)習(xí)積極性高漲,開發(fā)出來的系統(tǒng)形式多樣,有單機版、C/S或B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)版,甚至C/S和B/S結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)版,使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)從小型DBMS,如VFP、ACCESS到大型DBMS,如SQL Server、Oracle等,前臺開發(fā)工具從傳統(tǒng)的Delphi、VB到先進的.Net、Java等,學(xué)生們普遍樂于挑選新工具、新技術(shù),積極檢索學(xué)習(xí)資料,參與網(wǎng)上BBS技術(shù)論壇,相互討論,全面體驗網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的樂趣。各組學(xué)生除了完成系統(tǒng)應(yīng)具備的功能外,都在努力突出系統(tǒng)性能特色,完善系統(tǒng)功能,發(fā)揮本組同學(xué)的特長。各組開發(fā)的系統(tǒng)基本符合課程設(shè)計總目標(biāo)的要求,并有幾個系統(tǒng)成為他們工作后繼續(xù)研究的方向。

通過數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計,表現(xiàn)出大部分學(xué)生具備參與一個項目開發(fā)的基本能力,并使他們動手實踐、自主學(xué)習(xí)、積極創(chuàng)新等科學(xué)素質(zhì)得到很好的培養(yǎng),反映出課程設(shè)計大大提高了學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的素質(zhì),說明我們培養(yǎng)的學(xué)生具備終生學(xué)習(xí)的能力,能夠適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

5小結(jié)

學(xué)習(xí)是人生的一個環(huán)節(jié),就業(yè)是大學(xué)學(xué)習(xí)后的現(xiàn)實目標(biāo)。面對嚴(yán)峻的就業(yè)形勢,培養(yǎng)學(xué)生的實際動手人力,提升他們的競爭能力,是教師的責(zé)任。在課程教學(xué)過程中不斷探索新方法,開展課程教學(xué)過程的改革,是教師的必須任務(wù)。這里所做的數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計改革,意在與大家共同探討如何幫助學(xué)生擺脫“沒有工作經(jīng)驗”難于就業(yè)的尷尬局面。

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The Training for Students Project Developing Ability in Database Course Design

WANG Yan-hong, ZHANG Xiao-li, JIANG Xiang-gang

(Department of Computer Science and Technology, Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: Database is the core curricula of the computer science and technology specialty, and the Database Course Design is the necessary learning tache for students to practice the database theory and grip the skills of developing database application system in deed. The paper discusses the teaching process, implementing measures and assessing means of the Database Course Design.

Key words: project developing ability; teaching process; implementing measures; assessing means