高职院校《数据库原理与应用》教学设计探讨
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摘要：《数据库原理与应用》是高职高专计算机专业的一门重要基础课程，“教师感觉原理难教，学生感觉原理难学”是教学过程中存在的主要问题。在重点探讨本课程的教学设计的基础上，依据“实用为主，够用为度”的教学原则，采用案例教学法，给出一套以数据库设计为主线，穿插讲授数据库原理各知识点的教学过程设计方案。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）08-0100-03
随着计算机在各行各业的普及应用，数据库技术已成为各种应用系统开发的重要基础平台和核心技术。因此，《数据库原理与应用》成为高职高专计算机专业一门非常重要的主干课程。
依据高职高专“实用为主，够用为度”的教学原则，该课程主要由数据库原理、设计和应用三个部分组成，重点是数据库设计和数据查询语句。
目前，高职高专《数据库原理与应用》教材在内容编排上一般都是先原理、后设计、再应用，孤立数据库设计与数据库原理各知识点的关联，抽象且不易理解。尽管教师花费不少课时讲解，学生仍普遍反应原理抽象，大都不能深刻领会理论对实践的指导作用。在学生以后的系统开发实践中，对数据库设计这一环节常常无从下手，茫然无措。实践证明，学生要想真正掌握如何做，还应知道必要的“为什么”。只有学好必要的数据库基本理论知识，学生在日后的开发及应用中才能应对自如。
教师感觉原理难教，学生感觉原理难学。由此，市场上甚至出现了不少跳过原理直接以一个数据库管理系统平台讲应用的高职教材，也引发许多关于数据库课程教学的讨论并屡见于期刊中，但都局限于讨论该课程的教学手段与教学方法，对如何重点解决“数据库原理内容教学难”的问题鲜有讨论。
针对这一情况，笔者通过多年的数据库教学经验，摸索并总结出：采用案例教学法，以数据库设计为主线，通过数据库设计的几个环节来穿插讲授数据库原理中的各知识点。把原来抽象学习的一些理论，变成数据库设计实践中适时的需要和指导，加深学生对原理的理解，同时也提高学生分析问题和解决问题的能力，取得了一定的教学效果。
数据库原理教学设计方案包括三个部分，即明确重要知识点，教学过程设计，教学课时分配。
明确重要知识点
依据高职教育“实用为主、够用为度”的原则，《数据库原理与应用》这门课程的原理部分学生需要重点掌握的几个知识点是：DB（数据库）、DBMS（数据库管理系统）、DBS（数据库系统）、关系数据结构、关系的完整性规则、E-R图、关系规范化理论。
教学过程设计
如何串讲数据库原理的各知识点，变抽象为生动，把数据库理论变成实践过程中适时的需要和指导，使学生能够理解和接受，是本文探讨的重点内容。通过多年的教学实践，下面给出一套数据库原理与应用的教学过程设计：采用案例教学法，以数据库设计为主线，通过数据库设计的几个环节来穿插讲授数据库原理各知识点。
内容简介 开发信息管理系统大体分为前台与用户的交互界面及后台相关数据的管理，前台与用户的交互界面由高级语言来完成。本课程的学习内容是后台的数据管理技术。通过学习，要掌握后台数据库管理系统管理数据的特点及数据库的设计方法，学完原理后还要通过一个具体的数据库管理系统（如SQL Server2005）平台详细介绍数据库原理的应用。
教学案例 选取的教学案例最好能贴近学生实际的学习生活，便于学生理解记忆，缩短教学情境与实际情境的差距，让学生清楚地认识到这些知识在实际数据库应用系统开发中的用处，同时也可以引导学生在理论与实际结合中理解知识，培养学生分析、解决实际问题的能力。本文以设计一个简单的“学生成绩管理系统”的后台数据库“学生成绩”作为教学案例。
设计数据库 随着计算机硬件技术的飞速发展及数据管理的发展，数据管理的技术经历了人工管理、文件系统及数据库系统三个阶段。介绍各阶段数据管理技术的特点，需要重点介绍目前数据库阶段数据管理技术的特点，接下来就可以过渡到讲授数据库的一些基本概念，给出数据库、数据库管理系统、数据库系统等术语的定义。通过学习，使学生明白通过数据库管理系统来管理数据是比较优越的，所以要为“学生成绩管理系统”设计一个后台数据库。该数据库的设计需六个步骤：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、数据库的实施和数据库的运行及维护。通过前三个阶段讲解数据库原理的有关知识，掌握数据库设计的方法。
1.需求分析。详细调查与分析“学生成绩管理系统”的业务与数据处理需求，收集系统需要处理的信息：学生姓名、性别、出生日期、所在班级、选修课名称、课程学分、选修课程成绩。给出实体与属性的概念：标识对象（实体），标识每个对象需要存储的详细信息（属性）。
2.概念结构设计。本阶段的任务是把需求分析的结果用E-R图描绘出来。先给出主码的概念（能唯一标识实体集中个体的属性或属性的集合），通过学号与姓名的区别来说明其唯一性的特征。给出实体之间的关系（举例说明三种关系：1：1，1：N，M：N），最后用E-R图来描述实体及实体间的联系。介绍E-R图中实体、属性及联系的表示方法。通过前面需求分析，得到“学生成绩”数据库的E-R图（如图1所示）。最后需要向学生强调一下E-R图与后面具体采用什么样的数据库管理系统无关。
3.逻辑结构设计。先回忆数据库的概念，强调数据库是有一定组织结构的数据集合，由此给出常用的三种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型，介绍几种当今流行的商用数据库管理系统，告诉学生它们都是关系型的，重点了解关系模型的特点。逻辑结构设计阶段的任务就是要把概念结构设计得到的结果（E-R图）转换成关系数据模型（若干个关系模式构成）。接下来详细讲解E-R图转换成关系模型的转换规则（分为实体与联系的转换）。依据转换规则得到“学生成绩”数据库的关系模型如下：
学生（学号，姓名，性别，出生日期，所在班号）
课程（课程编号，课程名称，学分）
选课（学号，课程编号，成绩）
班级（班号，班级名称）
应通过选课关系说明主码有时由属性的集合构成。然后详细讲解关系数据模型的三个部分：关系数据结构、关系的完整性规则和关系操作。一个关系模式的数据结构就是一张二维表，介绍二维表的若干性质；介绍关系的完整性规则（举例说明外码的概念）；介绍常用的关系操作（选择、投影和连接）。
关系规范化理论是学生学习数据库原理时最难理解的部分。可通过评估关系模式的优劣，引出关系规范化理论内容的讲解，举例说明一个不良关系模式存在数据冗余和插入、删除、更新异常问题，原因是一个关系模式中包罗万象，而属性间存在着各种依赖关系；给出部分依赖和传递依赖的概念，然后再列出第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）的概念。告诉学生一个简单的系统可以采用“一事一地”（“事”指实体或联系，“地”指关系）的直观设计方法。
教学课时分配
通过多次教学实践，提供数据库原理部分各知识点的课时分配表（如表1），以供参考。
本文针对数据库原理知识抽象、不易讲解的特点，采用以数据库设计为主线，通过数据库设计的几个环节来穿插讲授数据库原理各知识点的方法，给出了一套数据库原理的教学设计方案。多年的教学实践证明，高职高专学生一样可以把数据库原理学好。学好原理，不仅能解决数据库设计的难题，更能得心应手地运用，为今后从事信息系统的开发及相关工作打下坚实的基础。
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作者简介：
胡巧儿（1968—），浙江永康人，硕士，江苏海事职业技术学院副教授、高级程序员，研究方向为数据库教学及应用。