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)大學管理學院

一、建構主義內(nèi)涵、學習理論及其意義

建構主義認為，知識的獲得過程是由學習者在一定的情境中，借助他人幫助及學習資料，通過自身感悟而構建相關知識的過程，其獲得(或?qū)W習)的質(zhì)量取決于學習者構建知識意義的能力。因此，建構主義學習理論認為學習環(huán)境具有四大要素:情境、協(xié)作、會話和意義建構。其中意義建構是能夠使學習者對事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物間聯(lián)系有較深入的理解，它是學習過程的目標;情境則要求在教學設計中通過創(chuàng)設學習情境來達到有助于學習者實現(xiàn)意義構建的目標，而會話和協(xié)作能使得學習小組的成員之間通過合作學習和彼此交流共同完成學習任務。建構主義強調(diào)學習者是意義的主動建構者，而教師在意義建構過程中充當促進者和參與者。

當前，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)新能力是人類進行創(chuàng)造性活動的出發(fā)點和內(nèi)在動力，也是國家和民族最根本的核心競爭力，大學生作為未來國家建設與發(fā)展的承擔者，加強對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意義重大。傳統(tǒng)教學方式中，學生這一認知主體始終處于被動狀態(tài)，學生采用教師的思維和心理獲得知識，學生建構知識的能力大大減弱，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要在教學過程中最大限度地調(diào)動學生的積極性，改變傳統(tǒng)教學過程中以教師為中心，教師講，學生被動接受的方式，采用以學生為中心，強調(diào)學生學的方式，老師只作為他們建構知識的輔助者，起到促進學生發(fā)揮自主性的作用，這也是建構主義的核心思想。

二、課程的建構性、建構主義教學方法和設計

(一)課程的建構性

基于構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)新取向的社會存在［1］。課程的建構性表現(xiàn)在四個方面:以學生和教師為活動主體;以學科、個體經(jīng)驗、問題為相對起點;以體驗、理解、交往等為主要方式;以課程意義重構為目標。需要說明的是，課程建構的相對起點不僅包括以往的學科積累和個體經(jīng)驗，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過程中，通過教師引領和輔助，學生深入體驗和交流，激發(fā)其對課程意義的創(chuàng)新性重構，又會進一步解決問題并衍生出新的問題。

(二)建構主義教學方法

在建構主義學習理論指導下，目前比較成熟的教學方法主要有三種:支架式教學(ScaffoldingIn-struction)、拋錨式教學(AnchoredInstruction)和隨機進入教學(RandomAccessInstruction)。支架式教學是借用建筑行業(yè)中使用的“腳手架”作為形象化比喻的一種教學方式。學生在從一個水平到達另一個高水平時，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)，支撐學生能夠順利完成認識構建。拋錨式教學要求以有感染力的真實事件或真實問題為基礎，確定該類事件或問題的過程被形象地比喻為“拋錨”，學生要想完成對相關知識的意義建構，需要在真實環(huán)境中去感受和體驗，而不能僅僅局限于他人經(jīng)驗性地描述。隨機進入教學是為了對帶有復雜性和多面性的事物進行全面而深刻意義建構，在教學中針對同一教學內(nèi)容，從不同時間、情境、教學目的、方式加以呈現(xiàn)，從而使學習者通過不斷重復，獲得對事物認識上的飛躍。

(三)建構主義教學設計

建構主義學習理論下，課程的教學設計可以包括以下內(nèi)容及步驟(見圖1):

三、基于建構主義的課程改革

(一)數(shù)據(jù)庫課程教學目標、內(nèi)容及特點

數(shù)據(jù)庫技術是計算機技術的重要分支，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為信息系統(tǒng)的核心和基礎［2］，因此，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》成為高等院校計算機和信息類專業(yè)的核心課程。該課程具有很強的理論性和實踐性，其教學目標是通過該課程學習，使學生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理和基本技術。要求在掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念的基礎上，能熟練使用SQL語言在某一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上進行數(shù)據(jù)庫操作;掌握數(shù)據(jù)庫設計方法和步驟，具有設計數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(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、關系數(shù)據(jù)庫及其規(guī)范化理論、標準語言SQL、數(shù)據(jù)庫設計方法和步驟、數(shù)據(jù)庫安全性、完整性等。該課程具有以下特點:第一，在理論指導下能夠解決實際問題，即理論要與實際應用密切結合;第二，完成開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的任務需要以小組為單位分工與合作，因此，在日常上機練習時就要進行相互交流，培養(yǎng)團隊精神;第三，計算機技術的快速發(fā)展，使得該課程具有大量新技術、新進展有待拓展，教師不能將該課程定位在工具或產(chǎn)品層次上，而要引導學生從設計數(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)建構主義在課程改革中的應用

根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程的特點，依照建構主義教學設計步驟，通過案例說明建構主義學習理論在該課程改革中的具體應用。這里給出的兩個案例分別是:對數(shù)據(jù)表主從關系的意義建構、對視圖的意義建構。

1．教學目標分析

對于不同的教學主題單元，應通過分析決定所采用的教學方法。在案例1中，數(shù)據(jù)表主從關系的學習單元較為抽象，涉及到表的建立、主鍵及外鍵、參照完整性等知識點，而在實際應用中，掌握這些知識點又非常有用，如表與字典表的設計就是以上知識點的典型實際應用。在改革前的教學過程中，雖采用理論教學和實踐教學相結合的方法，在講解理論后，通過具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(SQLServer)加深學生的理解，但學習效果并不理想，一是因理論較抽象，二是SQLServer本身是新知識需要消化，另外在展示時又不夠直觀。針對上述問題，可以采用支架式和拋錨式教學法相結合的方法。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)，通過支架式教學法理解和建立表的主從關系，接著給出一個實際問題和最終的解決效果，采用拋錨式教學法激發(fā)學生提出解決方案，完成對數(shù)據(jù)表關系實際應用的意義構建。在案例2中，針對視圖的意義建構，采用隨機進入教學法，就此同一問題在多個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺中(包括ACCESS、SQLServer2000、SQLServ-er2005)進行對比，通過講解ACCESS中的視圖(查詢)對象，并引導學生對比不同系統(tǒng)平臺中的該類對象的應用，總結規(guī)律，實現(xiàn)舉一反三的意義建構。

2．情境設計、信息資源設計及自主學習設計

情境設計是根據(jù)主題單元，在理論課和上機練習中設計出要學習主題的盡可能真實的情境。信息資源設計使學生可以進行自由和主動探索，達到意義建構的目的。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，同時要求學生查詢、瀏覽網(wǎng)上電子書、相關論文、與數(shù)據(jù)庫技術相關的BBS網(wǎng)站，擴展學習者獲取資源并利用資源的能力。在自主學習設計中，分別根據(jù)上述三種不同的教學方法，給出學生學習時不同的自主學習設計。采用支架式教學，在講解了數(shù)據(jù)表、主外鍵及參照完整性的抽象理論后，進入ACCESS系統(tǒng)，這時，只介紹表、關系圖所具有的功能，并給出數(shù)據(jù)表建立關系后效果而不介紹實現(xiàn)過程，因ACCESS具有Of-fice軟件易學、易用的特點，而且關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，配合學生上機練習，通過自主學習完成意義建構。采用拋錨式教學法，給定一個實際問題，說明數(shù)據(jù)表關系的作用。如當面對多條人員表中記錄的輸入時，通過人員表與字典表(如民族、政治面貌、文化程度、職務、職稱)間關系(圖略)，就會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、視圖的功能進行介紹，具體實現(xiàn)過程仍由學生自主學習完成。采用隨機進入教學，針對視圖(查詢)對象，首先在ACCESS環(huán)境下進行講解，然后進入SQLServ-er，由學生通過對比，進行自主學習，完成意義建構。進而，引導學生以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計者的角度，總結視圖的功能、作用以及設計要素。

3．協(xié)作學習環(huán)境設計

將學生以小組(團隊)的形式組織起來進行學習，每組指定一名組長。在數(shù)據(jù)庫課程的日常實驗中進行問題討論、互幫互學，組長了解小組成員的水平和能力，及時發(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，組長負責分派任務，并對小組成員的任務完成情況進行評價。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．學習效果評價設計

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