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计算机教学论文：
PBL教学法在数据库原理教学中的应用
摘要:针对数据库原理课程在高等院校信息管理与电子商务专业教学中存在的具体问题,本文从实际出发,通过分析该课程理论教学和实践教学等环节的特点,在相关实验环节,引入PBL教学法,提升学生的综合运用能力,实现理论与实践的结合。在实际开发应用中取得了较好的效果。
关键词:数据库原理;PBL教学法;教学方法
随着信息技术的飞速发展,数据库技术得到广泛的应用,成为了高等院校经管类信息管理与信息系统专业和电子商务专业的一门主干课程。通过这门课程的学习,学生能够掌握数据库的基本概念、关系数据库模型的特点和关系代数等相关理论,同时掌握SQL语言并能熟练使用E-R图完成概念模型的设计,掌握关系数据库设计中规范化理论和数据库应用开发过程。在此基础上还需站在数据库设计者的角度,研究数据存储及优化、事务管理等知识。在实践环节还需要学生掌握SQL SERVER或ORACLE 等大型数据库系统。能够结合VB、C++、ASP.net等前台高级开发语言,完成数据库应用系统开发。根据笔者多年教学经验,引入了PBL 教学法,引导学生主动学习和探索相关知识,提升学生实际开发能力。该方法的引入,在教学中取得了较好的效果[1-2]。
1PBL教学法概述
1.1PBL的概念
PBL(Problem-Based Learning,PBL)教学法是以问题为导向的教学方法,是基于现实世界以学生为中心的教育方式。它是1969年由美国的医学教授 Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首先提出,更多的被应用于医学领域。近几年来,在我国其他专业领域开始尝试采用这种教学方法,并得到了广泛的推广与应用。PBL教学法是以问题为基础,以学生为主体,以小组讨论为形式,在教师的参与和指导下,围绕某一具体问题研究和学习的过程[3]。
1.2PBL教学法的特点和作用
PBL教学法的基本特点是以问题为学习的起点,学生的一切学习内容是以问题为核心开展的。相关问题必须是学生在其未来所从事相关专业领域可能遇到的“真实场景”,是非结构化问题,没有固定的解决方法和过程,偏重小组合作探讨和自主学习。学生能够在该过程中通过相互交流和协作增强能力,由于是以学生为中心,故学生必须承担起自主学习的任务,而教师的角色是指导认知学习技巧的教练。各小组在每一个问题完成和每个课程单元结束时要进行小组评价和每位学生的自我评价[4]。具体流程如下:
PBL教学法能够顺应时代的发展、适应新技术的不断进步;能够充分调动学生的主动性和积极性;PBL教学法能提高学生综合素质和能力;PBL教学法还可提高教师对相关学科的理解和掌握[3-4]。
2PBL教学法在数据库原理教学中的实现
2.1教学中存在的问题[5]
1)教材和教学内容的选择。目前数据库教学中,普遍存在着教材内容与教学内容、教学时间安排等方面的矛盾。所以,教材的选择很重要。不同的教材,侧重点不同,有些教材侧重理论,而有些教材侧重实践,甚至有些教材直接从某一个数据库产品切入的。
侧重理论的教材会因过于抽象而造成学生产生畏难情绪,学习热情的降低;侧重实践的教材会造成学生在走向工作岗位后相关理论基础的缺失,所以教材的选择要二者兼顾。
2)理论与实践的关系。数据库原理与应用是一门理论与实践并重的课程,无论是SQL语言的训练、E-R图的设计、规范化的理解和巩固、还是相关理论中的查询优化、缓冲区管理、索引和事务等,若不能充分引入实例加以辅助,就无法实现对相关理论的理解和巩固,也就无法真正实现应用数据库技术解决具体问题。
3)实践中相关问题的交流。数据库管理系统相关产品存在着品种的多样性和版本更新的快速性,教师不可能在课堂上涉及所有新内容,这就需要发挥学生们的能动性,变被动学习为主动学习。由教师提出问题,学生们进行思考和资料查阅,并在实验课上讨论交流,实战演练,充分借助Internet等手段的优势,完成各种形式的交流和互动。
2.2PBL教学法的具体应用
为适应PBL教学法,需要选择合适的教材,针对信息管理与信息系统专业和电子商务专业的特点,我们选择高等教育出版社出版的施伯乐主编的《数据库系统教程(第3版)》作为教材,王珊、萨师煊主编的《数据库系统概论》作为辅助参考教材。这是基于理论和实践并重,更多侧重实践的考虑。
PBL教学法的主要思想是以问题为导向,以学生为中心。通过学生主动学习和小组讨论,实现对课程中概念、原理和方法的充分理解。学生带着问题和教师互动、效果将非常突出。典型的PBL教学法则包括了问题的定义、解决和迁移等3个步骤。问题的定义是指由教师给出针对具体问题的要求,并辅助学生进一步理解和分析。解决是指由学生相互协作,通过各种方式主动寻求解决问题的方法。迁移是指由教师完成对学生成果的评价和分析。
(1)问题的定义。针对相关专业学生的特点,我们在课程进展到SQL 查询语言后,给出多个可选题目,要求学生设计一个数据库应用系统,学生可以根据个人的兴趣和爱好选择某一方面的内容。对于开发环境选择上,我们原则要求前台开发环境采用VISUAL BASIC6.0,后台采用 SQL SERVER2000。作为大三的学生之前学过C、VFP等基础课程,选择VISUAL BASIC6.0和SQL SERVER2000是因为学生们既有一定的基础,也增加了一定的挑战,安装环境要求不高,并且相关资源较为丰富。教师还给出了一个已经开发好的、编译过的参考例程,供学生们参考学习。
我们给出的题目包括企业人事管理系统、服装进销存管理系统、汽车销售管理系统、企业固定资产管理系统等具有实用性的系统,要求学生针对所选题目,完成数据库系统的需求分析、概念模型设计、逻辑模型设计、物理模型设计和系统的优化及方案评价等。以开发汽车销售管理系统为例,学生需要完成的内容如图2所示。
图2汽车销售管理系统数据库设计过程
(2)问题的解决。学生接受任务后兴趣很高,小组成员互相分工,采取了各种方式保证任务的完成,通过借阅图书资料、网上查询、加入论坛和QQ群等多种方式解决问题,大家共同学习,互相促进,学生变被动为主动,主动地分析、思考和探索相关问题。事实上,学生将面临的难题很多,包括如何连接数据库、窗体和控件的设计、表的呈现、表中的属性值如何读取以及数据的更新和查询问题等等,这些问题都等待大家齐心协力的一个个克服。
其中一个小组的学生选择开发汽车销售管理系统,在教师所给大目标的前提下,学生们积极主动地克服了诸多困难。如:通过ADO方式或ODBC方式完成了数据库的连接、完成了对数据库中表的各种复杂查询、实现了对表中元组的查询和更新等。甚至还完成了借助于水晶报表对数据库中的信息进行各种形式的输出等。通过这一环节,作为教师也感受到同学们的想象力、创造力、模仿力、动手能力等都是非常强的。
(3)问题的迁移。作为最后一个环节需要各小组在教师规定时间内,必须完成相关设计开发任务。由各个小组分别展示各自成果,其他小组的学生提出问题并进行互动,最终教师给出点评。这个环节学生们的热情很高,不仅仅是因为这一环节关系到学生们的实验课成绩,更多的是学生们的兴趣被激发和不同小组间成果的比较。事实上,无论结果如何,学生们都通过这个环节学到了课堂上学习不到的内容,不仅仅是技术本身,还包括互相学习、互相协作的乐趣,以及同学间的友谊,这些对他们走向工作岗位都是很重要的。
2.3需思考的问题
PBL作为一种开放式的教学模式,对教师综合素质和教学技巧提出了较高要求,要求教师不但对本课程内容熟练掌握,还应当扎实掌握相关专业其他课程的知识。比如:高级程序语言设计、管理信息系统和信息系统分析与设计等课程。并应具备提出问题、分析解决问题的能力、综合运用知识的能力和缜密的思维能力。同时还应掌握如何调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。
PBL教学法的顺利开展,还要求学生们主动配合,从准备资料开始,到教师提出问题、学生们查找资料、分组讨论研究设计、教师总结等几个环节。这样的学习,投入在前期准备工作和课后交流研究的时间和精力,远远大于上课的时间和内容。因此需要学生能够主动学习、自主学习、相互学习交流,否则很难达到预期的教学效果和目标。
3结语
针对数据库原理与应用的教学,目前有很多的建议和讨论,为适应数据库技术的飞速发展,我们需要在教学中引入新的技术和方法,以提升教学效果。尽管进行PBL教学法还存在着一定的问题和难度,但随着相关知识和经验的积累,PBL教学法必将成为一种有效果和高效率的教学模式。
参考文献:
[1] 王珊,萨师煊.数据库系统概论[M].4版.北京:高等教育出版社,2006:5-10.[2] 施伯乐,丁宝康,汪卫.数据库系统教程[M].3版.北京:高等教育出版社,2008:10-12.[3] 赖维玮.网络环境下PBL教学模式研究与实践[J].北京: 中国教育信息化,2009(8):72-74
[4] 曹蕾,罗敏敏,毛晓鸿,等.“数据库原理与应用”中的PBL教学初探[J].计算机教育,2007(24):46-48.[5] 张荣华.“数据库原理与应用”教学探索[J].现代企业教育,2009(9):21-22.
