《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》經(jīng)典教材建設(shè)的回顧與展望

倪文慧

（高等教育出版社，北京 100029）

0 引 言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要分支，已成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)與智能應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)?！皵?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程是高校本科計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課程之一，是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的第一門課。該課程旨在為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的框架，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象與建模以及對(duì)大型系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和管理使用能力，為學(xué)習(xí)其他數(shù)據(jù)管理課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為課程內(nèi)容的重要呈現(xiàn)以及知識(shí)體系的主要載體，教材建設(shè)在教學(xué)中有著重要的作用，始終是教學(xué)工作者的關(guān)注點(diǎn)。本文將以《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》經(jīng)典教材建設(shè)為例，通過回顧教材建設(shè)的過程，總結(jié)教材建設(shè)的思路及經(jīng)驗(yàn)，展望新時(shí)期教材建設(shè)，為計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程教材建設(shè)提供借鑒。

1 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材簡況

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》由中國人民大學(xué)薩師煊教授、王珊教授合作編寫，是國內(nèi)首部系統(tǒng)闡明數(shù)據(jù)庫原理、技術(shù)和理論的教材。教材第一版于1983年出版，至今已修訂至第五版，先后被列入普通高等教育“九五”國家教委重點(diǎn)教材、普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材和“十二五”普通高等教育本科國家規(guī)劃教材，并兩次獲得國家級(jí)優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。教材各版次累計(jì)銷量逾300萬冊(cè)，為推動(dòng)國內(nèi)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究和普及起到了開創(chuàng)性作用。

2 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材建設(shè)的思路及經(jīng)驗(yàn)

綜觀《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材的編寫及修訂歷程，教材的建設(shè)不是單一的過程，而是與課程建設(shè)，科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展等密不可分、相輔相成。此外，教材建設(shè)也與我國數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展階段以及高等教育發(fā)展的重要?dú)v史時(shí)期相映射。

1）教材建設(shè)與課程建設(shè)同步進(jìn)行。

教材是課程教學(xué)內(nèi)容的載體，教材建設(shè)包含課程內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、教學(xué)隊(duì)伍、教學(xué)條件等方面建設(shè)的基礎(chǔ)。因此，教材建設(shè)應(yīng)與課程建設(shè)同步進(jìn)行，它是不同教改環(huán)境下課程建設(shè)的成果展示。

改革開放初期，“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容零的突破，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》第一版教材率先將數(shù)據(jù)庫理論引入國內(nèi)，填補(bǔ)了我國數(shù)據(jù)庫課程教材的空白[1]。在經(jīng)過6年多的發(fā)展后，國內(nèi)數(shù)據(jù)庫技術(shù)有了很大進(jìn)展，且計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生和技術(shù)人員的整體水平都有顯著提升，第二版教材針對(duì)這些情況對(duì)原書從內(nèi)容到結(jié)構(gòu)做了較大的調(diào)整、修改和增刪，有選擇地將一些新技術(shù)內(nèi)容，如分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)納入教材中。這個(gè)時(shí)期的課程教材重在內(nèi)容建設(shè)，受限于當(dāng)時(shí)的教學(xué)手段與教學(xué)條件，教材僅為教學(xué)內(nèi)容的單一呈現(xiàn)。

1997年國家教委啟動(dòng)“面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”，作者響應(yīng)教委要求，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了全面改革，以PPT為講課提綱，開發(fā)了與教材配套的CAI軟件及Easybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)[2]，同時(shí)開始引入數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這個(gè)時(shí)期修訂的第三版教材大大減少了網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的介紹，加強(qiáng)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的講解，對(duì)RDBMS的內(nèi)容做了適度的加寬和加深，并增加了新技術(shù)篇，主要選擇同時(shí)期較為重要的新技術(shù)進(jìn)行介紹，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的最新發(fā)展，拓展視野。

2003年教育部啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作，按照國家精品課程的建設(shè)要求，作者依據(jù)體現(xiàn)一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材的特點(diǎn)進(jìn)行課程建設(shè)[3]，并開發(fā)了精品課程網(wǎng)站。修訂出版的第四版教材即采用了國家精品課程建設(shè)的成果，充分利用了豐富的多種數(shù)字化教學(xué)資源，以書配學(xué)習(xí)卡的方式，探索了融合紙質(zhì)教材與數(shù)字化資源的創(chuàng)新理念。

隨著我國本科教育教學(xué)改革的進(jìn)一步深化，教育部、財(cái)政部聯(lián)合在“十二五”期間繼續(xù)實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，提出對(duì)已經(jīng)建設(shè)的國家精品課程進(jìn)行改革升級(jí)，更新完善課程內(nèi)容，建設(shè)精品資源共享課程[4]。“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”于2016年完成課程升級(jí)，入選國家級(jí)精品資源共享課程。第五版教材在此背景下編寫而成，與建課初期階段的教材相比，經(jīng)過第三、四版教材在教學(xué)資源建設(shè)方面的探索與實(shí)踐，第五版教材已建設(shè)成為包含電子教案、全程教學(xué)視頻、課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、習(xí)題庫、網(wǎng)絡(luò)課程、教學(xué)網(wǎng)站于一體的立體化精品教材，起到了很好的引領(lǐng)與示范作用?！皵?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程與教材建設(shè)的時(shí)間軸如圖1所示。

2）以實(shí)踐教學(xué)與科學(xué)研究促進(jìn)教材建設(shè)。

“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性，需在重視理論知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的工程性和應(yīng)用性，在教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練?！稊?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材從第四版起加入實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐內(nèi)容，根據(jù)課程內(nèi)容及進(jìn)度設(shè)計(jì)了10個(gè)上機(jī)實(shí)驗(yàn)和1個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)大作業(yè)。其中，上機(jī)實(shí)驗(yàn)密切結(jié)合基本知識(shí)和基本技術(shù)，幫助學(xué)生消化和理解課程內(nèi)容（如查詢優(yōu)化、并發(fā)控制、恢復(fù)等），讓學(xué)生在實(shí)際的軟件環(huán)境下進(jìn)行操作和實(shí)驗(yàn)，并提交規(guī)范化的上機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；大作業(yè)則要求學(xué)生直接在某一真實(shí)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上自行開發(fā)一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。學(xué)生在大作業(yè)環(huán)節(jié)分成多個(gè)小組，在小組內(nèi)按不同的角色分工完成項(xiàng)目任務(wù)，最終提交大作業(yè)后還將分組進(jìn)行匯報(bào)交流。這種將理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)際系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的做法不僅有利于學(xué)生強(qiáng)化對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握，鍛煉獨(dú)立思考、分析并解決問題的能力，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

另一方面，將科研工作與教學(xué)工作緊密結(jié)合可以很好地促進(jìn)教材建設(shè)。作者團(tuán)隊(duì)先后在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫與聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等方面的科研工作取得了杰出成績，這些內(nèi)容均作為“新技術(shù)篇”內(nèi)容體現(xiàn)在不同版次的教材中。在講解成熟理論和技術(shù)的同時(shí)介紹數(shù)據(jù)庫技術(shù)的前沿進(jìn)展，不僅使教材內(nèi)容保持了先進(jìn)性，也使學(xué)生對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有所了解，拓寬知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣。鑒于數(shù)據(jù)庫是支撐各類信息管理應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件，對(duì)保障國家信息安全意義重大，教材采用人大金倉公司自主研發(fā)的通用型國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫KingbaseES作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)民族責(zé)任感，為將來致力于國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)研發(fā)與應(yīng)用工作打好基礎(chǔ)。

圖1 “數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”課程與教材建設(shè)時(shí)間軸

此外，在作者團(tuán)隊(duì)及有關(guān)專家持之以恒的推動(dòng)下，國內(nèi)數(shù)據(jù)庫學(xué)者凝聚形成了中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)庫專委會(huì)。在專委會(huì)的努力下，數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會(huì)議已逐漸發(fā)展成為中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)參加人數(shù)最多、規(guī)模最大的學(xué)術(shù)研討會(huì)，至今已成功舉辦了34屆。與這樣的一個(gè)國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)界的交流平臺(tái)相伴而生、不斷演進(jìn)，也是《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材能夠長盛不衰的重要原因。

3 新時(shí)期《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教材建設(shè)的思考與展望

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)與服務(wù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)種類和規(guī)模以空前的速度增長，現(xiàn)代社會(huì)已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。這些數(shù)據(jù)可以作為一種新的平臺(tái)，在其基礎(chǔ)上可以發(fā)展新的應(yīng)用，數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)與管理的理論及方法均發(fā)生了巨大變化。大數(shù)據(jù)已成為當(dāng)前社會(huì)的熱詞，受到我國政府的高度重視。2015年8月國務(wù)院印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)行動(dòng)發(fā)展綱要》（國發(fā)[2015]50號(hào)）中，明確鼓勵(lì)高校設(shè)立數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)工程相關(guān)專業(yè)，重點(diǎn)培養(yǎng)專業(yè)化數(shù)據(jù)工程師等大數(shù)據(jù)專業(yè)人才。2016年3月國家將大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略納入“十三五”規(guī)劃綱要，同時(shí)各地出臺(tái)政策，支持大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為了解決大數(shù)據(jù)人才瓶頸的問題，教育部2018年3月公布的2017年度普通高校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果中，有250所高校新增了“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”本科專業(yè)，該專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展，必將對(duì)“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論”等學(xué)科基礎(chǔ)課程提出新的要求。

同時(shí)，教育信息化技術(shù)也在不斷演進(jìn)。隨著MOOC（Massive OpenOnline Course，大規(guī)模開放在線課程）的興起，作者團(tuán)隊(duì)于2016年開通MOOC，目前已授課4輪，累計(jì)選課人數(shù)超過18萬，并于2018年被評(píng)為首批國家精品在線開放課程。在線開放課程建設(shè)對(duì)課程和教材的內(nèi)容與形式都有重要的影響。與此同時(shí)，教材的形式也將發(fā)生改變，即利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將傳統(tǒng)紙質(zhì)教材與課程建設(shè)中研發(fā)的多種類型的數(shù)字化資源更緊密地結(jié)合在一起，作為新形態(tài)教材出版，使線上線下教學(xué)有機(jī)融合。例如，在書中適當(dāng)位置放置二維碼，讀者掃描相應(yīng)的二維碼即可在線觀看知識(shí)點(diǎn)的視頻講解、動(dòng)畫演示或拓展閱讀材料，以豐富教材的內(nèi)容和呈現(xiàn)形式，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求；建設(shè)線上習(xí)題庫，引導(dǎo)學(xué)生通過在線練習(xí)檢測自己對(duì)課堂教學(xué)知識(shí)的掌握情況，從而有效地提高學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，為便于高校教師的課程教學(xué)與過程管理，將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)環(huán)境有機(jī)結(jié)合，有效地支持“翻轉(zhuǎn)課堂”等混合式教學(xué)模式。

4 結(jié) 語

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》出版至今已歷經(jīng)35年，見證了國內(nèi)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與高等教育發(fā)展的不同階段。教材緊扣我國不同時(shí)期對(duì)高等教育教學(xué)的要求進(jìn)行建設(shè)，其思路與經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國高校計(jì)算機(jī)類專業(yè)課程教材建設(shè)具有很好的借鑒意義。另外，隨著信息技術(shù)的深入發(fā)展與應(yīng)用，還應(yīng)不斷更新教材內(nèi)容，調(diào)整出版形態(tài)，使教材保持先進(jìn)性。

5 致 謝

本文在寫作過程中得到中國人民大學(xué)王珊教授的熱情幫助與指導(dǎo)，在此向她表示衷心的感謝！