數(shù)據(jù)庫(kù)原理精品課程建設(shè)思路

王靖亞

(中國(guó)人民公安大學(xué)信息安全工程系,北京 100038)

0 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的經(jīng)典專(zhuān)業(yè)課程之一,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)軟件中分離出來(lái)成為可能。數(shù)據(jù)庫(kù)便于信息的統(tǒng)一規(guī)劃和組織,減少了數(shù)據(jù)的冗余,便于信息的共享與交換,是信息化社會(huì)“互聯(lián)、互通、互操作”目標(biāo)的基礎(chǔ),也是公安信息化的基礎(chǔ)。

公安院校是公安機(jī)關(guān)科技人才的搖籃,學(xué)校應(yīng)該始終堅(jiān)持為公安工作服務(wù)、為公安隊(duì)伍建設(shè)服務(wù)的宗旨,遵循高等教育規(guī)律,突出公安教育特色。以公安大學(xué)為例,學(xué)校的本科教育著力培養(yǎng)“政治堅(jiān)定、業(yè)務(wù)精通、作風(fēng)優(yōu)良、執(zhí)法公正”的應(yīng)用型公安高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。計(jì)算機(jī)犯罪偵查專(zhuān)業(yè)方向是培養(yǎng)具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)功底,全面系統(tǒng)掌握信息安全防控的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,具有能利用信息化手段打擊、控制、防范信息網(wǎng)絡(luò)犯罪的能力,能從事公安信息化、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)察、行動(dòng)技術(shù)等領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用和行業(yè)管理的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。從培養(yǎng)目標(biāo)可以看出,數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程在公安科技人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的指導(dǎo)思想及其在公安大學(xué)的發(fā)展沿革

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的指導(dǎo)思想

數(shù)據(jù)庫(kù)原理是培養(yǎng)學(xué)生儲(chǔ)備公安工作信息化知識(shí)和偵辦信息化社會(huì)中犯罪案件的重要一步。基于此,培養(yǎng)既懂公安業(yè)務(wù)又懂信息化技術(shù)的高級(jí)應(yīng)用型人才一直是該門(mén)課的指導(dǎo)思想。我們力求使學(xué)生在學(xué)完本門(mén)課程之后,能夠掌握關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論、熟練掌握一種大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用知識(shí)、同時(shí)了解公安業(yè)務(wù)模型,能夠用規(guī)范化設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),并為日后從事公安業(yè)務(wù)信息化研發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)以及從事網(wǎng)絡(luò)空間的安全防范打下基礎(chǔ)。

1.2 學(xué)校數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的發(fā)展沿革

數(shù)據(jù)庫(kù)原理這門(mén)課程在本校的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。

第一階段:作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)。在 2000年之前,該課程的教學(xué)內(nèi)容與普通高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理大致相同,由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,該課程主要以理論教學(xué)為主,實(shí)驗(yàn)課并沒(méi)有得到足夠的重視。

第二階段:2000年～2005年,隨著學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)以及人才培養(yǎng)特點(diǎn)的進(jìn)一步明確,我們對(duì)該課程內(nèi)容和授課方式進(jìn)行了較大的調(diào)整,在課程中突出了應(yīng)用能力的培養(yǎng),并且融入了公安特色。

第三階段:2006年至今,圍繞該課程,進(jìn)行了多種學(xué)習(xí)方式的嘗試,包括雙語(yǔ)教學(xué)、課外講座、學(xué)生科研小組、課外實(shí)習(xí)基地等,多種學(xué)習(xí)方式并存,極大地彌補(bǔ)了課時(shí)量不足的問(wèn)題,在教學(xué)效果和學(xué)生應(yīng)用能力的提高方面取得一定的成效。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程的改革措施

2.1 案例教學(xué),課程內(nèi)容中融入行業(yè)特色

“金盾工程”是國(guó)家信息化建設(shè)的重點(diǎn)工程之一,而數(shù)據(jù)庫(kù)則是信息化工作的核心知識(shí)之一。本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,畢業(yè)后有很大一批會(huì)進(jìn)入到公安系統(tǒng)的科技信息化部門(mén),從事信息化建設(shè)和維護(hù)的工作,因此,在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,通過(guò)一些成熟的案例培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力非常有必要。在課程內(nèi)容上,我們除了講授普通高等院校的數(shù)據(jù)庫(kù)基本原理外,還著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息化項(xiàng)目進(jìn)行需求分析以及對(duì)業(yè)務(wù)模型、數(shù)據(jù)模型和信息化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力,另外,課程中還加強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫(kù)安全知識(shí)的內(nèi)容。除了課本上的成熟理論外,我們還從課題組成員的科研活動(dòng)和參與公安信息化建設(shè)工作的具體實(shí)踐中精心挑選了一些案例,這些案例的加入,加快和加深了學(xué)生對(duì)抽象理論的理解,從而使學(xué)生走上工作崗位后,盡快適應(yīng)公安信息化工作和執(zhí)法辦案工作的要求。

2.2 任務(wù)驅(qū)動(dòng),將學(xué)習(xí)從課堂延伸到課外

近年來(lái),由于各方面的原因,課時(shí)數(shù)多次壓縮,課堂內(nèi)容的不斷增加和課時(shí)量的不斷壓縮形成很大矛盾。因此,我們及時(shí)調(diào)整授課策略,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和能動(dòng)性,讓學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體做法體現(xiàn)在:

(1)在每個(gè)學(xué)期初,老師就對(duì)本門(mén)課要達(dá)到的目標(biāo)、實(shí)踐環(huán)節(jié)需要掌握的工具、本學(xué)期需要完成的實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行系統(tǒng)的介紹,同時(shí),演示上屆學(xué)生開(kāi)發(fā)的系統(tǒng),介紹前面學(xué)生學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)等,這種方法會(huì)給學(xué)生以直觀的激勵(lì),極大地調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的興趣,造成人人躍躍欲試的局面。由于目標(biāo)明確,很多同學(xué)課后就在自己的機(jī)器上安裝實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行自學(xué)。

(2)組織興趣小組,同學(xué)之間互幫互學(xué)。每學(xué)期初,我們都會(huì)在學(xué)生中發(fā)展 8名左右的學(xué)生組成興趣小組。興趣小組任務(wù)之一是協(xié)助老師輔導(dǎo)同學(xué)的實(shí)驗(yàn),興趣小組會(huì)提前熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境,完成實(shí)驗(yàn)題目,并利用課余時(shí)間組織同學(xué)進(jìn)行討論。興趣小組的另一項(xiàng)任務(wù)是進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng),老師引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中確定題目,在老師幫助下完成并完善系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。有些比較好的選題會(huì)為學(xué)生以后的獨(dú)立科研立項(xiàng)或者畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。很多學(xué)生反映,他們?cè)趯W(xué)完數(shù)據(jù)庫(kù)課程后才真正認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)的作用,真正喜歡上了計(jì)算機(jī)。近年來(lái),課程組的老師結(jié)合課程特點(diǎn),輔導(dǎo)的學(xué)生科研多次獲得校級(jí)科研和部級(jí)科研獎(jiǎng)項(xiàng),往年的畢業(yè)生論文選題中,有相當(dāng)一部分學(xué)生都選擇了公安業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)相結(jié)合的課題。

(3)配合課程內(nèi)容,舉辦專(zhuān)題講座。配合本課程的內(nèi)容,我們舉辦了多次由學(xué)校專(zhuān)家以及來(lái)自公安一線的信息化專(zhuān)家舉辦專(zhuān)題講座,比如公安信息化熱點(diǎn)問(wèn)題討論、標(biāo)準(zhǔn)與公安信息化、公安信息化發(fā)展戰(zhàn)略等,這些講座拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,加深了對(duì)課程理論的理解。

2.3 雙語(yǔ)教學(xué),保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展日新月異,需要跟蹤前沿技術(shù),必須與國(guó)際教學(xué)體制接軌。從 2006年開(kāi)始,數(shù)據(jù)庫(kù)原理實(shí)行了分班教學(xué)的試點(diǎn),選取一部分英語(yǔ)基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)入雙語(yǔ)班學(xué)習(xí),另外一部分進(jìn)行漢語(yǔ)教學(xué)。盡管進(jìn)行了分班教學(xué),兩個(gè)班的任課教師還會(huì)互相聽(tīng)課,定期溝通和探討,及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容和授課方式。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程建設(shè)目標(biāo)

3.1 對(duì)理論教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)原理內(nèi)容比較偏重于理論教學(xué),強(qiáng)調(diào)關(guān)系代數(shù)的基本理論和規(guī)范化設(shè)計(jì)的理念。我們本次的課程建設(shè)擬在對(duì)原有的理論部分進(jìn)行提煉和壓縮,同時(shí)融入公安信息化的知識(shí)。比如根據(jù)增加公安主流數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle的知識(shí),結(jié)合公安信息化講解C/S結(jié)構(gòu)和 B/S結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)思路和主要技術(shù)、結(jié)合公安信息系統(tǒng)熱點(diǎn)問(wèn)題講解公安信息化標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)安全及信息系統(tǒng)需求分析等知識(shí),為學(xué)生將來(lái)從事公安系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)日常管理和維護(hù)以及從事網(wǎng)絡(luò)安全防控工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)資源方面,我們擬建立教學(xué)案例庫(kù),對(duì)現(xiàn)有的案例進(jìn)行充實(shí)完善,同時(shí)進(jìn)行分類(lèi)、分層梳理,加強(qiáng)案例之間的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性。

對(duì)理論教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,首先對(duì)原有的案例進(jìn)行分類(lèi)匯總,然后根據(jù)理論部分的內(nèi)容,通過(guò)各種途徑尋找新的案例,并將案例按照其內(nèi)容充實(shí)到原有的案例庫(kù)中,同時(shí)對(duì)案例進(jìn)行編號(hào)管理,編號(hào)需要體現(xiàn)出案例之間的關(guān)系。

3.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化

一方面繼續(xù)堅(jiān)持現(xiàn)有的任務(wù)驅(qū)動(dòng)和協(xié)作學(xué)習(xí)的方式,充分調(diào)動(dòng)同學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性;另一方面我們還將建立上機(jī)實(shí)習(xí)題目庫(kù)和相關(guān)的材料庫(kù),收集學(xué)生曾經(jīng)做過(guò)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)源程序、技術(shù)文檔等,對(duì)這些系統(tǒng)建立檔案,檔案按照軟件工程的思想,從系統(tǒng)的需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)等方面體現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的研發(fā)思路。同時(shí)還應(yīng)該包含該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的心得體會(huì)和系統(tǒng)存在的需要改進(jìn)的問(wèn)題等。這些技術(shù)文檔的整理一方面可以鍛煉學(xué)生系統(tǒng)規(guī)范地進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的習(xí)慣,鍛煉學(xué)生整理技術(shù)文檔的能力;另一方面,這些材料還可以留給低年級(jí)的學(xué)生使用,以便鍛煉低年級(jí)的學(xué)生分析系統(tǒng)的能力以及系統(tǒng)維護(hù)的能力。這樣一來(lái),一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾個(gè)年級(jí)學(xué)生的開(kāi)發(fā)和維護(hù),就會(huì)成為比較成熟的系統(tǒng),這樣也鍛煉了學(xué)生之間的協(xié)作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。

對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化可以和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化工作并列進(jìn)行。我們打算首先制定出實(shí)驗(yàn)材料庫(kù)的制定規(guī)范,并根據(jù)此規(guī)范收集并整理已有的材料,該材料也需要進(jìn)行編號(hào)管理,編號(hào)同樣需要體現(xiàn)材料的內(nèi)容和相互之間的關(guān)系。

3.3 進(jìn)一步完善本課程的教學(xué)網(wǎng)站

通過(guò)課程網(wǎng)站提供全部電子化的教學(xué)課件及閱讀材料,供學(xué)生下載。并采用網(wǎng)上作業(yè)系統(tǒng)、教師作業(yè)批改及成績(jī)考核系統(tǒng)、學(xué)習(xí)交流園地及網(wǎng)上答疑系統(tǒng)等模塊,實(shí)現(xiàn)師生之間全互動(dòng)的網(wǎng)上交流,使教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)均可在網(wǎng)上進(jìn)行。豐富、完善網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)。擴(kuò)充網(wǎng)上測(cè)試系統(tǒng)試題的數(shù)量,提高試題質(zhì)量,完善課程的全程視頻錄像。另外增加學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)交流和作品展示欄目,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課外學(xué)習(xí)的指導(dǎo)。

我們將及時(shí)更新網(wǎng)站內(nèi)容,特別是及時(shí)擴(kuò)充網(wǎng)站的信息量。使該網(wǎng)站一方面能夠幫助廣大同學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí),同時(shí)也希望將此網(wǎng)站建成一個(gè)較為有影響力的數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)網(wǎng)站。

3.4 加快該課程的校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)中,引入工程項(xiàng)目,進(jìn)行案例教學(xué),緊扣課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、綜合設(shè)計(jì)等,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與校內(nèi)科研課題申報(bào)及參與相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。如果脫離實(shí)際地讓學(xué)生自己設(shè)想實(shí)驗(yàn)題目,勢(shì)必會(huì)有閉門(mén)造車(chē)的感覺(jué),這樣研發(fā)的系統(tǒng)一方面缺乏實(shí)用性,另一方面會(huì)在系統(tǒng)的友好性、可擴(kuò)充性和可維護(hù)性方面存在問(wèn)題。因此,我們擬建立該課程的校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)基地,在校內(nèi)我們可以選擇一些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的部門(mén),比如學(xué)生工作處,讓學(xué)生通過(guò)和工作人員的充分交談和調(diào)研,尋找要完成和實(shí)現(xiàn)的題目,這樣的系統(tǒng)由于出自于實(shí)際需求,因此有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值,也具有持續(xù)開(kāi)發(fā)的可能性,最終還可能為實(shí)際用戶服務(wù),達(dá)到一舉多得的目的。

另外,我們將在學(xué)校的扶持下,確定一批校內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)習(xí)基地,并在基地發(fā)展一定數(shù)量的熟悉本部門(mén)業(yè)務(wù)的聯(lián)系員。同時(shí)在公安系統(tǒng)、社會(huì)上的軟件公司等選取一些符合條件的單位作為課程的實(shí)習(xí)基地。

3.5 將教學(xué)與科研緊密結(jié)合

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng),將教學(xué)與主講教師的科研項(xiàng)目和實(shí)際工程項(xiàng)目緊密結(jié)合起來(lái)是提高教學(xué)質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。目前課程組中多名主講教師均有從事實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的經(jīng)歷,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的理論及其應(yīng)用有著深刻的理解,能夠動(dòng)態(tài)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,不斷地將研究成果有機(jī)地融入本課程的教學(xué)之中。另外,鼓勵(lì)教師積極主動(dòng)輔導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科研活動(dòng),并通過(guò)學(xué)生的科研活動(dòng)鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神,從而達(dá)到提高我們整體教學(xué)水平的目的。

3.6 積極引入國(guó)外新技術(shù)和新思想

結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),采用案例教學(xué),逐步推行雙語(yǔ)教學(xué),改革作業(yè)形式和實(shí)踐環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)并安排不限機(jī)時(shí)的綜合性作業(yè),充分借鑒國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。收集并整理國(guó)內(nèi)外有關(guān)本門(mén)課程的教學(xué)資源,通過(guò)這些資源,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)他們鍛煉自我學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力,了解數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的最新發(fā)展。

3.7 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

該課程的教師隊(duì)伍雖然具有一定的優(yōu)勢(shì),但是作為一門(mén)知識(shí)更新快速的課程來(lái)說(shuō),教師隊(duì)伍的知識(shí)也不能一成不變。因此,我們一方面鼓勵(lì)教師要積極參與科研活動(dòng),以此來(lái)提高自己的理論和動(dòng)手能力,豐富和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。另一方面,培養(yǎng)教師之間的互助學(xué)習(xí)風(fēng)氣,積極開(kāi)展教學(xué)研討及學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。注重和兄弟院校、研發(fā)公司以及公安系統(tǒng)的軟件應(yīng)用部門(mén)的聯(lián)系和溝通,積極參加國(guó)內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)研討,擴(kuò)展教師的視野。積極培養(yǎng)新教師,通過(guò)讓他們給老教師當(dāng)助教、改作業(yè)、帶實(shí)驗(yàn)等途徑,讓新教師盡快進(jìn)入教師角色,盡快脫穎而出。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程是公安大學(xué)計(jì)算機(jī)犯罪偵查專(zhuān)業(yè)方向的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,大三開(kāi)設(shè),在學(xué)習(xí)該課程之前,學(xué)生已經(jīng)具備了 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等軟件類(lèi)課程的基礎(chǔ),具備了算法設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本理念,具有了一定的自學(xué)能力。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),為后續(xù)的公安信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、信息安全體系結(jié)構(gòu)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),具有承上啟下的作用。作為學(xué)校立項(xiàng)的精品課程,在建設(shè)的過(guò)程中我們秉承的一個(gè)重要原則是課程內(nèi)容與公安特色的有機(jī)結(jié)合,如何使我們的學(xué)生學(xué)以致用、如何向公安系統(tǒng)輸送大量的合格人才應(yīng)該是我們進(jìn)行課程改革和創(chuàng)新的重要依據(jù)。

[1] 韓加,王靖亞,杜彥輝.公安網(wǎng)監(jiān)人才培養(yǎng)的研究與探索[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009(2).

[2] 霍宏濤,王任華.公安院校計(jì)算機(jī)犯罪偵查專(zhuān)業(yè)方向課程體系改革研究[J].北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào),2006(1).

[3] 黃明,王靖亞,張憲華.公安信息化人才長(zhǎng)效培養(yǎng)機(jī)制研究[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010(1).