数据库课程实验教学模式改革及其实践平台设计

郑艺峰 陈碧珍 黄茹芬 闽南师范大学

数据库课程实验教学模式改革及其实践平台设计

郑艺峰 陈碧珍 黄茹芬 闽南师范大学

数据库技术是计算机科学的核心基础课程之一。通过对数据库课程的深入学习与研究，可以使学生掌握数据库系统的理论知识、技术基础及相关的实践技能。针对目前本科教学偏重理论而导致实践教学缺乏，从数据库原理课程实验教学平台为出发点对该课程进行教学改革。该实验教学平台可以方便教师布置实验内容和审阅学生实践情况，学生与教师之间可以随时方便地交流，从而提高学生的学习积极性，改善实验教学成果。

实验教学 教学改革 数据库课程 教学平台

1 引言

当今社会信息量激增，处于信息爆炸的时代，信息处理尤其重要。数据库技术是计算机信息系统中的核心和基础，是目前应用最广泛的技术之一。数据库课程是计算机科学与技术专业、软件工程专业的必修课程。为了适应社会的发展需要，必须培养出能将计算机信息技术具体应用于各个不同领域的人才。通过数据库课程的教学，使得学生掌握数据库系统的基础理论、基本技术与实践技能。

目前，数据库课程所使用的相关教材都是依据课程原理的教学内容编写。在教材的章节组织上，通常以系统原理介绍为主，然后给出知识点以及相对应的例题。这种以知识点为核心的传统教学方式侧重于理论知识的讲解，主要着眼于把知识介绍给学生，而不是把知识和技能的应用方法教给学生。在教学过程中，往往忽视数据库技术在实际环境中的应用，对于本科院校的学生来说效果相对较差，导致大部分学生在课程实践应用能力不强。

本文主要针对数据库课程的实验教学环节，通过构建课程实验平台，运用于课堂教学过程中，增加教师课外参与度，提高学生对理论知识的掌握，更好的将知识运用到各个具体领域。从实验课程和实验考核两个方面入手，对课程实验进行改革探索。此外，教师可通过平台有效的进行教学质量监控和管理，提高学生主动学习的积极性，将理论教学与实验充分的结合起来。

2 传统教学体系存在的问题

在本科教学体系中，通常采用的是理论教学结合实验教学的方式。大多数学校是在大学本科二年级第2学期安排数据库原理课程，学时为72学时（其中理论教学54学时，实验教学18学时），实验环节只占总课时的25%；在大学本科三年级第1学期安排与数据库相关的课程设计。从表面上看，整体的教学结构合理，但由于教学过程中偏向于理论教学，在培养学生的实践能力上存在不足，影响到整体的教学效果和教学质量。

因此，在数据库课程的实验教学中普遍存在的以下问题：

（1）数据库理论知识是应用技术的基石，主要涉及关系数据理论基础等知识点。教师在教学过程中过分关注于课程的理论教学，一味的按照教学计划讲解书本上的内容，力求在有限的课堂时间内将知识点灌输给学生。在学习过程中，无法在有限的时间内将知识真正的消化和理解。与理论知识对应的实验环节相对较少，实验环节的内容仅仅只是针对课程内容的需要安排，无法与具体的实践项目相结合，学生很难在课堂上将知识真正的应用起来。

（2）在实验环节的考核过程中，多数教师采取平时出勤与实验成绩相结合的考核方式。学生在数据库课程实验过程中学习兴趣不足，实验报告雷同，存在抄袭现象。实验考核主要侧重于检查学生作业完成与不完成，对学生难以起到真正的提升效果，影响了部分同学的学习积极性。另外，学生在课程设计和毕业设计中表现出实践应用能力不强等问题。

（3）在实验教学过程中，教师只按照实验计划进行教学安排授课，学生在课堂时间内往往无法完成实验所安排的内容。目前，实验教学仅仅局限于课堂教学，无法真正的监督学生的实验进度并及时进行内容辅导。实验过程中，由于学生人数过多，每个学生在实验过程中所遇到的问题并不一定是普遍问题。因此，教师在指导过程中无法及时解决每个学生所出现的问题。

（4）学生个人所使用的操作系统版本具有多样性，无法很好的支持实践过程中所指定的数据库管理系统，导致部分学生离开实验课堂后无法继续完成实验。另外，由于实验室环境的特殊性，难以保证学生实验过程中前后实验数据的延续性。

上述问题导致部分学生对实验环节的不重视，出现实验拷贝应付的现象，同时也极大地影响到了其他同学的学习积极性。为此，如何利用先进的技术手段来解决该问题，以加强对该课程的实践环节的管理和质量监控具有重要的意义。

3 课程改革思路

根据应用型人才培养目标，结合学生今后的就业方向，培养学生实际操作能力。课程整体改革主要考虑实验教学环节来进行，具体的改革思路主要包含两个方面的内容：调整授课计划中实验课程所占的比重；构建实验教学平台。

3.1 调整授课计划中的实验课程所占的比重

目前，现有教学体系中，实验环节为18学时，每周1学时，具体实验教学计划如表1所示。实验环节的安排主要是以理论教学为基础，实验课程所讲解的知识点无法满足具体数据库应用开发过程需要。针对这个问题，主要考虑增加实验环节所占的课时比重，将实验环节调整为30学时，调整后的实验教学计划如表2所示。

3.2 构建实验教学平台

在数据库实践教学改革过程中，主要考虑数据库课程的实践环节，针对学生在数据库课程的实践过程中存在学习兴趣不足，数据库分析和应用能力不强等问题，构建开发的实验教学实践平台。根据学生在线提交的实验内容，平台可以自动判断语法的正确性，并给出相应的出错信息，训练学生独立解决问题的能力。同时，教师可以通过平台对学生进行指导，使学生在有限的时间内，巩固和加深对理论的认识，并有效的进行教学质量监控和管理，实现实践教学信息化、网络化。

4 数据库课程实践平台设计

4.1 实践平台的架构

平台设计采用B/S架构（即浏览器和服务器架构），对C/S架构的一种变化或者改进发展而来的。B/S架构是三层业务结构，用户操作通过浏览器来实现，主要事务逻辑在服务器端实现，简化了系统开发、维护和使用，如图1所示。B/S架构方式减轻用户终端的载荷，在Internet/Intranet模式下，实现在不同的地点，不同的人员，以不同的接入方式访问和操作，有效地保护数据平台和访问权限，有利于保证服务器数据库安全，应用也更方便、快捷。

具体过程：（1）用户通过浏览器输入数据，提交并发送到Web服务器。（2）Web服务器接受并处理数据，从数据库服务器中查询或录入数据。（3）将结果传送到客户端并显示出来。如图2所示。

图1 三层业务结构

图2 B/S具体业务流程

4.2 实践平台的系统结构

系统总体结构主要由两部分构成：教学实验和实验考核，如图3所示。

教学实验功能主要包括：

（1）实验内容布置和提交，实现对实验进度的有效监督，以便教师能了解学生的作业完成情况，并及时做出反馈。

（2）通过代码自动评判，对学生实验内容语法正确性进行评测，并给予相应的提示信息。

（3）根据学生提交的实验内容，在后台生成标准格式的实验报告，并提交上传到服务器，从而规范实验教学过程，有利于对实验教学进行质量监控，使得教师能及时对学生的实验内

容进行评价。

实验考核主要功能包括：预先设置题库，教师可以根据教学需要设定需要进行考核的章节，由系统生成随机数从题库中抽取每个章节的题目题号生成随机试卷，从而实现学生的实践考核。

图3 系统总体结构

4.3 关键实现技术

4.3.1 自动改卷

自动改卷的实现方法有两种：查询结果比对和答案匹配。

查询匹配的方法是先将数据库题学生题目答案提取出来进行语句查询得出学生结果，然后将题目的标准答案提取出来进行语句查询得出标准答案结果，进行学生结果行数和标准答案结果行数的匹配。

答案匹配的方法是将题目答案进行去空格处理，然后将学生答案和题目标准答案进行字符串匹配。

4.3.2 实验报告文档和数据库文件自动生成实现方法

为了规范化文档，根据学生所提交的内容生成两个文档：实验报告（word文档）和相对应的代码文件（SQL文档）。两个文档的内容主要包括三部分：实验题目、实验目的和每一道题的答案。在实现过程中，主要使用的是ASP.NET中的StreamWriter方法来实现，对文件的编码主要采用的是GB2312编码。

5 结束语

数据库课程实验教学是计算机专业的重要教学环节，其教学的质量直接影响到整个课程以及后续课程的学习。本文以此为出发点，利用网络化、信息化的实验教学平台对实验教学进行有效的评判和监控，有利于规范化实验教学过程，提高实验教学质量。

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闽南师范大学校级教改项目“数据库课程实验教学网络平台建设”（JG201524）。

作者介绍

郑艺峰（1980—），男，福建漳州，闽南师范大学，实验师，硕士，主要研究方向：数据挖掘。

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