數(shù)據(jù)庫課程的革新研討

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本文作者：李弘、王曉燕、韓曉榮、王建國 單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院

一、建構(gòu)主義內(nèi)涵、學(xué)習(xí)理論及其意義

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)的獲得過程是由學(xué)習(xí)者在一定的情境中，借助他人幫助及學(xué)習(xí)資料，通過自身感悟而構(gòu)建相關(guān)知識(shí)的過程，其獲得(或?qū)W習(xí))的質(zhì)量取決于學(xué)習(xí)者構(gòu)建知識(shí)意義的能力。因此，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境具有四大要素:情境、協(xié)作、會(huì)話和意義建構(gòu)。其中意義建構(gòu)是能夠使學(xué)習(xí)者對事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物間聯(lián)系有較深入的理解，它是學(xué)習(xí)過程的目標(biāo);情境則要求在教學(xué)設(shè)計(jì)中通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境來達(dá)到有助于學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)意義構(gòu)建的目標(biāo)，而會(huì)話和協(xié)作能使得學(xué)習(xí)小組的成員之間通過合作學(xué)習(xí)和彼此交流共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而教師在意義建構(gòu)過程中充當(dāng)促進(jìn)者和參與者。

當(dāng)前，我國在深化教育改革，大力推行素質(zhì)教育，提倡創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力是人類進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和內(nèi)在動(dòng)力，也是國家和民族最根本的核心競爭力，大學(xué)生作為未來國家建設(shè)與發(fā)展的承擔(dān)者，加強(qiáng)對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意義重大。傳統(tǒng)教學(xué)方式中，學(xué)生這一認(rèn)知主體始終處于被動(dòng)狀態(tài)，學(xué)生采用教師的思維和心理獲得知識(shí)，學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的能力大大減弱，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要在教學(xué)過程中最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，改變傳統(tǒng)教學(xué)過程中以教師為中心，教師講，學(xué)生被動(dòng)接受的方式，采用以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)的方式，老師只作為他們建構(gòu)知識(shí)的輔助者，起到促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮自主性的作用，這也是建構(gòu)主義的核心思想。

二、課程的建構(gòu)性、建構(gòu)主義教學(xué)方法和設(shè)計(jì)

(一)課程的建構(gòu)性

基于構(gòu)建主義的課程觀可以概括為:課程是一定情境下過程的、整體的、創(chuàng)新取向的社會(huì)存在［1］。課程的建構(gòu)性表現(xiàn)在四個(gè)方面:以學(xué)生和教師為活動(dòng)主體;以學(xué)科、個(gè)體經(jīng)驗(yàn)、問題為相對起點(diǎn);以體驗(yàn)、理解、交往等為主要方式;以課程意義重構(gòu)為目標(biāo)。需要說明的是，課程建構(gòu)的相對起點(diǎn)不僅包括以往的學(xué)科積累和個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，還包含了有待發(fā)掘和創(chuàng)新的問題。在對課程意義的建構(gòu)過程中，通過教師引領(lǐng)和輔助，學(xué)生深入體驗(yàn)和交流，激發(fā)其對課程意義的創(chuàng)新性重構(gòu)，又會(huì)進(jìn)一步解決問題并衍生出新的問題。

(二)建構(gòu)主義教學(xué)方法

在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，目前比較成熟的教學(xué)方法主要有三種:支架式教學(xué)(ScaffoldingIn-struction)、拋錨式教學(xué)(AnchoredInstruction)和隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)(RandomAccessInstruction)。支架式教學(xué)是借用建筑行業(yè)中使用的“腳手架”作為形象化比喻的一種教學(xué)方式。學(xué)生在從一個(gè)水平到達(dá)另一個(gè)高水平時(shí)，其原有能力與所要解決的問題之間可能存在差異，需要教師幫助其創(chuàng)造最鄰近發(fā)展區(qū)，支撐學(xué)生能夠順利完成認(rèn)識(shí)構(gòu)建。拋錨式教學(xué)要求以有感染力的真實(shí)事件或真實(shí)問題為基礎(chǔ)，確定該類事件或問題的過程被形象地比喻為“拋錨”，學(xué)生要想完成對相關(guān)知識(shí)的意義建構(gòu)，需要在真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)，而不能僅僅局限于他人經(jīng)驗(yàn)性地描述。隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)是為了對帶有復(fù)雜性和多面性的事物進(jìn)行全面而深刻意義建構(gòu)，在教學(xué)中針對同一教學(xué)內(nèi)容，從不同時(shí)間、情境、教學(xué)目的、方式加以呈現(xiàn)，從而使學(xué)習(xí)者通過不斷重復(fù)，獲得對事物認(rèn)識(shí)上的飛躍。

(三)建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論下，課程的教學(xué)設(shè)計(jì)可以包括以下內(nèi)容及步驟(見圖1):

三、基于建構(gòu)主義的課程改革

(一)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容及特點(diǎn)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要分支，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)［2］，因此，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》成為高等院校計(jì)算機(jī)和信息類專業(yè)的核心課程。該課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，其教學(xué)目標(biāo)是通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理和基本技術(shù)。要求在掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念的基礎(chǔ)上，能熟練使用SQL語言在某一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作;掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法和步驟，具有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的基本能力。該課程的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)庫及其規(guī)范化理論、標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法和步驟、數(shù)據(jù)庫安全性、完整性等。該課程具有以下特點(diǎn):第一，在理論指導(dǎo)下能夠解決實(shí)際問題，即理論要與實(shí)際應(yīng)用密切結(jié)合;第二，完成開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的任務(wù)需要以小組為單位分工與合作，因此，在日常上機(jī)練習(xí)時(shí)就要進(jìn)行相互交流，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神;第三，計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得該課程具有大量新技術(shù)、新進(jìn)展有待拓展，教師不能將該課程定位在工具或產(chǎn)品層次上，而要引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度掌握課程內(nèi)容，并對數(shù)據(jù)庫的未來發(fā)展趨勢有所理解。

(二)建構(gòu)主義在課程改革中的應(yīng)用

根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程的特點(diǎn)，依照建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)步驟，通過案例說明建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在該課程改革中的具體應(yīng)用。這里給出的兩個(gè)案例分別是:對數(shù)據(jù)表主從關(guān)系的意義建構(gòu)、對視圖的意義建構(gòu)。

1．教學(xué)目標(biāo)分析

對于不同的教學(xué)主題單元，應(yīng)通過分析決定所采用的教學(xué)方法。在案例1中，數(shù)據(jù)表主從關(guān)系的學(xué)習(xí)單元較為抽象，涉及到表的建立、主鍵及外鍵、參照完整性等知識(shí)點(diǎn)，而在實(shí)際應(yīng)用中，掌握這些知識(shí)點(diǎn)又非常有用，如表與字典表的設(shè)計(jì)就是以上知識(shí)點(diǎn)的典型實(shí)際應(yīng)用。在改革前的教學(xué)過程中，雖采用理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方法，在講解理論后，通過具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(tái)(SQLServer)加深學(xué)生的理解，但學(xué)習(xí)效果并不理想，一是因理論較抽象，二是SQLServer本身是新知識(shí)需要消化，另外在展示時(shí)又不夠直觀。針對上述問題，可以采用支架式和拋錨式教學(xué)法相結(jié)合的方法。在講解基本理論后，先引入Of-fice套裝軟件中的ACCESS軟件作為最鄰近發(fā)展區(qū)，通過支架式教學(xué)法理解和建立表的主從關(guān)系，接著給出一個(gè)實(shí)際問題和最終的解決效果，采用拋錨式教學(xué)法激發(fā)學(xué)生提出解決方案，完成對數(shù)據(jù)表關(guān)系實(shí)際應(yīng)用的意義構(gòu)建。在案例2中，針對視圖的意義建構(gòu)，采用隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)法，就此同一問題在多個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(tái)中(包括ACCESS、SQLServer2000、SQLServ-er2005)進(jìn)行對比，通過講解ACCESS中的視圖(查詢)對象，并引導(dǎo)學(xué)生對比不同系統(tǒng)平臺(tái)中的該類對象的應(yīng)用，總結(jié)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)舉一反三的意義建構(gòu)。

2．情境設(shè)計(jì)、信息資源設(shè)計(jì)及自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

情境設(shè)計(jì)是根據(jù)主題單元，在理論課和上機(jī)練習(xí)中設(shè)計(jì)出要學(xué)習(xí)主題的盡可能真實(shí)的情境。信息資源設(shè)計(jì)使學(xué)生可以進(jìn)行自由和主動(dòng)探索，達(dá)到意義建構(gòu)的目的。如在數(shù)據(jù)庫課程中，教師給出教材、主要參考書、國家精品課網(wǎng)址、多媒體課件，同時(shí)要求學(xué)生查詢、瀏覽網(wǎng)上電子書、相關(guān)論文、與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)的BBS網(wǎng)站，擴(kuò)展學(xué)習(xí)者獲取資源并利用資源的能力。在自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，分別根據(jù)上述三種不同的教學(xué)方法，給出學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不同的自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。采用支架式教學(xué)，在講解了數(shù)據(jù)表、主外鍵及參照完整性的抽象理論后，進(jìn)入ACCESS系統(tǒng)，這時(shí)，只介紹表、關(guān)系圖所具有的功能，并給出數(shù)據(jù)表建立關(guān)系后效果而不介紹實(shí)現(xiàn)過程，因ACCESS具有Of-fice軟件易學(xué)、易用的特點(diǎn)，而且關(guān)系效果圖使得抽象的理論具體化和簡單化，因此上述做法形成有效支架，配合學(xué)生上機(jī)練習(xí)，通過自主學(xué)習(xí)完成意義建構(gòu)。采用拋錨式教學(xué)法，給定一個(gè)實(shí)際問題，說明數(shù)據(jù)表關(guān)系的作用。如當(dāng)面對多條人員表中記錄的輸入時(shí)，通過人員表與字典表(如民族、政治面貌、文化程度、職務(wù)、職稱)間關(guān)系(圖略)，就會(huì)方便快捷地完成人員添加。同樣，教師在此環(huán)節(jié)中，只對查閱字段、視圖的功能進(jìn)行介紹，具體實(shí)現(xiàn)過程仍由學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成。采用隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)，針對視圖(查詢)對象，首先在ACCESS環(huán)境下進(jìn)行講解，然后進(jìn)入SQLServ-er，由學(xué)生通過對比，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成意義建構(gòu)。進(jìn)而，引導(dǎo)學(xué)生以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的角度，總結(jié)視圖的功能、作用以及設(shè)計(jì)要素。

3．協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

將學(xué)生以小組(團(tuán)隊(duì))的形式組織起來進(jìn)行學(xué)習(xí)，每組指定一名組長。在數(shù)據(jù)庫課程的日常實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行問題討論、互幫互學(xué)，組長了解小組成員的水平和能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。在課程最后的開發(fā)系統(tǒng)大作業(yè)中，組長負(fù)責(zé)分派任務(wù)，并對小組成員的任務(wù)完成情況進(jìn)行評價(jià)。無論是討論問題還是解決問題，既可以采用面對面的方式，也可以采用基于Internet的在線方式(如BBS)或E－mail方式。

4．學(xué)習(xí)效果評價(jià)設(shè)計(jì)

作業(yè)和考試是溝通教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的重要手段［3］，在數(shù)據(jù)庫課程中，作業(yè)體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師通過學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況及小組組長對其表現(xiàn)的評價(jià)，了解不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及自身有待改進(jìn)的方面。學(xué)生可互評實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行交流并尋找差距，了解自身的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義理論在數(shù)據(jù)庫課程中改革的實(shí)際效果表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性普遍增強(qiáng)，考試成績也有較為明顯的提高。