关键词 空间数据库 数据库 教学质量 融合教学 模式思考
中图分类号：G424 文献标识码：A
Probe into the Integration Teaching of Principles of
Spatial Database and Principles of Database
WANG Yuanni[1]， HE Zhenwen[1]， GE Fei[2]
（[1] Computer College of China University of Geosciences， Wuhan， Hubei 430074；
[2] Computer Science of Central China Normal University， Wuhan， Hubei 430079）
Abstract Principles of spatial database is one of the main courses of the major of spatial information and digital technology. It is worth exploring and thinking of how to conduct the teaching of space database principles better in the absence of the curriculum of database principle as the pilot. Combining the reality of the major and the status of the curriculum of spatial database principle of our school， this paper puts forward a suitable teaching model. It could introduce students faster and also ensure the quality of teaching， so as to reach the teaching purposes.
Key words spatial database； database； teaching quality； integration of teaching； pattern thinking
空间数据库原理课程是空间信息与数字技术专业的主干课程之一，要求学生通过本课程的学习，掌握空间数据库的基本原理与建设方法。经过课程学习和上机实践训练，使学生掌握空间数据库的基本原理以及建立空间数据库的技术方法，具有使用、管理以及建立空间数据库的基本能力。我校空间信息与数字技术专业该课程配套有2周的课程设计，通过课程设计，使学生掌握空间数据库系统的基本概念、原理和技术，将理论与实际相结合，应用现有的空间数据建模工具和空间数据信息管理技术，学会完成空间数据库的设计与实现。该课程开设已经两年，头年是在大二下，次年调整到大三下开设，但是都由于学生没有学习过数据库原理课程，在该课程的学习中暴露出一些问题，教学效果欠佳。为此，本文根据教学经验和实践，就如何开展空间数据库原理课程，提出一些建议，共探讨。
1 数据库原理基础知识有机融合
针对本校空间信息与数字技术专业来说，并未设置数据库原理课程。面临这一现状，空间数据库原理课程在讲解时如何引入数据库的相关知识是需要思考的问题。如何更有效地引入数据库原理的基础知识，从一般数据库系统进入到空间数据库系统，将数据从一般数据上升到空间数据。这需要将数据库原理的基础知识与空间数据库的基础知识有机结合起来，让学生体会到空间数据库与数据库的相异性。从基础原理上讲，空间数据库满足数据库的一般特性，只是数据上升到空间数据后，对于带空间地理位置的数据表达及存储、查询等多了一些方法。实际中，可先介绍的一般概念、原理包括数据表达、数据模型、数据查询等，在弄清楚一般数据库的使用后，再来看空间数据库对应各部分就比较容易看出相同和相异的地方，可以更好地理解二者的关系。
当然也不能完全分为数据库和空间数据库两部分来讲解，不能形成两张皮的局面。一是效果不好，二是学时不够，重点不突出。所以，应该想办法融合数据库和空间数据库的知识，以空间数据库为主体，按照空间数据库的基本原理以及空间数据库设计的各个环节为主线来贯穿，在讲解每部分内容时可以按照先从一般数据库的表示方法入手，先用一般数据来做示例讲解基本方法，然后引入空间数据，再来看方法的变化之处。从一般数据到空间数据围绕数据的变化设计内容，最终实现知识的融合，既了解了一般数据库的思想，也学会了空间数据库的使用。
2 一般数据到空间数据的阶梯介入
对于没有接触过数据库知识的学生来说，如果一下子上升到空间数据的处理，可能存在着一定的困难。毕竟，空间数据的处理相对比较复杂。在课堂案例的选择与设计以及上机实习环节，一般数据的处理方法和空间数据的处理方法，需要一个渐进的过程。比如空间数据的查询，单纯来看空间数据的查询，涉及到很多的空间操作方法。如果一下子介入进去，学生很可能消化不了，不妨先介绍一般的查询方法，也就是简单的select结构。用一般数据容易理解的实例先来看select的基本用法，再弄清select查询的使用后，再来变换实例，选择实际中带有空间数据的查询，如果只是简单的信息查询，可能基本只会用到一般数据的select结构就够了，如果涉及到相关空间位置的操作，再来看在对应select基本结构的基础上需要增加什么谓词和字句，对应不同的情况划分，谓词和字句结构都是固定的，只是要根据查询条件给予不同的参数而已。通过一般数据到空间数据的渐进变换，逐步理解空间数据操作与一般数据操作的相异性，理清楚后会发现其实二者很多基本方法都是一致的，只不过空间数据为了实现空间位置的信息需求，增加了一些使用方法以及细化了一般数据问题处理的基本方法。
采用从一般到特殊，从简单到复杂的思路，学生学起来会轻松得多。渐进式的导入也是一个逐步消化和理解的最好方式。
3 主线贯穿式
空间数据库原理概念颇多，如果泛泛都讲到，效果是可想而知的。建议围绕空间数据库的设计与实现这一主线来讲解，上完这门课也是让学生学会如何设计与实现空间数据库。如何设计一个空间数据库，各个环节的工作如何实现，应该让学生带着这些问题来学习这门课，既明白课程目标，也能理清课程思路。
有了主线，围绕这一主线，空间数据库设计的每一步涉及到哪些原理和方法也就自然而然地引出来了。某一个知识点是为某一个环节服务的，某一个环节是空间数据库设计的不可缺少的某一步。这样，就不会觉得理论知识零散。围绕各环节设计的原理和方法去讲，不用面面俱到，具体设计涉及到哪些方法讲清楚就行，这样才能体现主线的清晰度，同时做到重点突出。
只有理清主线，利用主线将知识点连接起来，才能更加明确课程的目的。一般原理类课程没有主线的贯穿，学生学完了感觉都是凌乱的，不知道能做什么，学了有什么用。因此，梳理一条主线，围绕主线设计知识点和授课内容是很重要的。
4 循序渐进式实践
学生的实习实践教材我们选用的是Oracle Spatial 空间信息管理――Oracle Database 11g. Ravi Kothuri（美）Albert Godfrind 著，管会生等译。之所以选用该教材是因为这本书围绕空间数据库的数据操作讲解非常详细，也有数据案例，基本上涉及到了空间数据库的各个方面。实践环节包括平时上机和课程结束后的课程设计。
实践中，发现大部分学生都能按要求掌握知识点，但存在着一些不足。比如基本上是按照所给资料在做，处于赶着进度完成的状态，对于问题的思考较少，理解程度不够。学生对空间数据库建模理解不透彻，缺乏独立设计空间数据库方面的能力。分析原因主要在于需要一些先导课程，如数据结构中对树的一些知识点涉及到与空间数据建模方面相关的树介绍不够等。 知识点分散，没有最后的整体设计等等。
对于诸如上述之类情况，在今后的实践中如何更好地做到理论与实践相结合，重点突出，建议采用渐进式的实践方式。围绕最终目标学会设计并实现小型空间数据库系统，设计并精炼每次实习任务，而不是泛泛实习。根据空间数据库系统建立与设计的各个环节，分解到平时每次任务中学习，先学习各环节的主要知识点，待重点知识点消化后，课程设计环节再围绕设计一个小型空间数据库系统将平时上机零散的知识点串接起来。把Oracle Spatial 空间信息部分的重要内容移到平时上课的上机中，增加平时上机学时。在平时上机过程中就掌握如何使用Oracle Import工具导入数据，如何实现空间数据的加载、传输和验证；如何在应用程序中访问和操作空间对象，重点在于用PL/SQL操作几何体；如何创建空间索引以及空间索引参数的设置；学会几何处理函数等。做到平时上机完成基本知识的学习，课程设计开始就先通过案例研究学会使用Oracle Spatial对空间数据的存储、分析、可视化和集成等。接着，进行空间数据库的应用开发，利用高级语言针对Oracle Spatial等进行二次开发。这样的话，空间数据库课程设计就可以顺利进入空间数据库的应用开发，完成从设计到实现的过程。整体上经历空间数据库设计的各个环节。
采用循序渐进式实践方法，可以保证学生在学习的过程中能够由浅入深、由局部到整体、逐步深化、有条不紊地进行。
5 自主与团队精神的有效融合
在学习的过程中，应该注重学生的自主能力以及团队合作能力。就空间数据库原理课程而言，该课程的最终目标是学生能够学会设计与实现小型的空间数据库系统。为了达到这一教学目标，我们应该有机地融合学生的自主能力和团队合作能力。通过学生的自主学习，掌握基本原理方法和基本训练；通过小团队的集体力量设计完成小型空间数据库的设计与实现。
在自主学习的过程中，可以培养学生的自我学习能力。在教师引导下，发挥学生主体作用，学会自我思考，培养自我解决问题的能力。在自主学习中，通过查阅资料，分析总结，掌握新知识。
同时，团队合作精神也是非常重要的。作为一个学生，不但要具备自我学习的能力，也应该具备团队合作的能力。在团队中体现自我，发挥个人价值。
该课程有理论有实践，如果能够有效地融合学生自主学习与团队学习，不论是从课程本身的讲授，还是从学生个人能力的培养来说，都是非常有意义的。两者相辅相成。因此，课程设置时可以将平时的上机实践安排为个人独立完成，课程设计安排为小团队分组设计与实现。在每个人掌握基本知识之后，将问题融入到团队中一起实现，既能培养团队协作能力，也能发挥个人的主观能动性。
6 总结
空间数据库原理课程理论偏多，尤其在学生缺乏对数据库理论知识了解的背景下，如何合理安排教学实践环节，有机地融合数据库原理基础知识，突出空间数据库的特色与重点，本文探讨了其有效的教学模式，主要从五个方面提出了建议。在今后的教学过程中我们也需要根据实际的教学效果逐步调整和优化教学模式，使其不断完善。
参考文献
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目前，《数据库原理及应用》课程在教学中多采用理论教学为主，实验教学为辅的教学方法，课程安排不够合理，酒店管理专业学生对于繁琐的操作命令和理论学习感到枯燥，难以理解。不能调动学生学习的主动性和积极性，与开设本门课程的教学目的相违背。因此教学方法和教学手段的改革，提高教学质量势在必行。
2目前该院酒店管理专业数据库原理及应用
课程在教学过程中存在的问题第一，理论与实际相脱离。在教学过程中教师要么以理论教学为主，忽视学生实际操作的培养，以至于学生只是简单的记忆概念及理论，无法解决实际问题，要么过于重视操作，把大部分教学时间集中在目前流行数据库管理系统的学习，致使学生认为理论知识的学习无关紧要，缺乏完整的知识结构。第二，验证性实验为主。目前课程的实践教学采用验证性实验为主，针对某个知识点进行孤立的实践，使学生在操作过程中不能与现实实际情况相结合，不能解决实际问题，使实践教学失去原有的价值。第三，教学内容陈旧。教师遵循教材进行教学，但所用教材过于陈旧，不能与时俱进，与社会实际需求相脱离，教学内容统一，不能很好的与学生所学专业相结合。第四，“填鸭式”教学法。《数据库原理及应用》课程已经是一门开设时间较长的课程，教师在教学过程中按照惯用的“填鸭式”的教学方法进行教学，同时部分教师也不愿进行改革以增加自己的工作量，从而导致学生被动的去接收知识。第五，考核方式不合理。课程的考核仍然采用的是卷面考试的方式，通过对学生理论考试的成绩来评判学生的学习情况，却忽视了学生的动手操作能力的考核。
3《数据库原理及应用》课程教学改革的建议
第一，理论联系实际，更新教学内容。独立院校以培养应用型人才为目标，该院是以酒店和旅游为行业背景的独立学院，尤其是酒店管理专业学生的教授内容需与酒店及旅游紧密关联，即将数据库原理及应用课程的教学与行业结合；课程内容结构必须包含数据库相关理论知识和实践操作两个方面，教学过程中需要针对酒店、旅游行业特色对教学内容进行调整，由于学院以文科学生为主，数据库管理系统软件则选择ACCESS。第二，加强实践教学，强化创新能力。在理论教学过程中就要引入行业案例进行讲解，让学生能够了解数据库在酒店及旅游行业中怎样发挥作用，通过学生对案例的分析，加深理解；安排学生到合作酒店进行参观，了解整个酒店的运作，在进行综合实验学习时要求学生针对酒店行业的具体情况进行数据库的设计与实现，锻炼学生利用所学知识解决现实问题，使学生学习的内容能与专业结合。实验过程中还需要学生对现有存在的问题提出解决方法并实现，从而锻炼学生的创新能力。第三，多种教学方法和教学手段结合。①案例教学法：以酒店、旅游企业的真实案例进行教学，让学生在接触本门课程的时候就能了解到课程在行业中的重要性，同时也能使学生轻松地从具体到抽象的教学过程中掌握知识。②任务驱动教学法：以学生小组为单位下达数据库开发任务，任务均以酒店或旅行社为背景，学生为完成任务需相互配合、讨论，彼此督促学习，进而提高学生的积极性，因为是根据具体的酒店或旅行社进行设计的实验，能够锻炼学生的知识转移能力，学生更有积极性，更能获得成就感。第四，改革考核方式。《数据库原理及应用》课程主要考核理论知识和实践应用能力两部分。但在实际考核的过程中不需要刻意的安排卷面考试进行测试，采用提交最终作品即设计的数据库系统，同时提交小组在系统设计期间所完成的数据库设计报告，设计报告的撰写需要学生将整个系统设计所设计的内容文字化，也就将相关理论知识加以强化。第五，加强与酒店和旅行社的合作。应用型人才的培养重点在于应用，通过与酒店和旅行社的合作，学生能在学习期间了解行业的动态及需求，学生有机会进入企业进行学习，并获得专业人士的指导，适应就业市场的需求。第六，教师自身提高。教学的关键和主体是教师，教师不能与时俱进所传授的知识就不能满足学生就业的需要，所学知识也就不能与社会接轨，教师能力的不断提升也是改革的关键，因此教师除对专业知识的不断学习，还需要不定期到酒店及旅行社进行学习，了解行业需求的不断变化。
4结束语
1.1理论与实际相脱离。
在教学过程中教师要么以理论教学为主，忽视学生实际操作的培养，以至于学生只是简单的记忆概念及理论，无法解决实际问题，要么过于重视操作，把大部分教学时间集中在目前流行数据库管理系统的学习，致使学生认为理论知识的学习无关紧要，缺乏完整的知识结构。
1.2验证性实验为主。
目前课程的实践教学采用验证性实验为主，针对某个知识点进行孤立的实践，使学生在操作过程中不能与现实实际情况相结合，不能解决实际问题，使实践教学失去原有的价值。
1.3教学内容陈旧。
教师遵循教材进行教学，但所用教材过于陈旧，不能与时俱进，与社会实际需求相脱离，教学内容统一，不能很好的与学生所学专业相结合。
1.4“填鸭式”教学法。
《数据库原理及应用》课程已经是一门开设时间较长的课程，教师在教学过程中按照惯用的“填鸭式”的教学方法进行教学，同时部分教师也不愿进行改革以增加自己的工作量，从而导致学生被动的去接收知识。
1.5考核方式不合理。
课程的考核仍然采用的是卷面考试的方式，通过对学生理论考试的成绩来评判学生的学习情况，却忽视了学生的动手操作能力的考核。
2《数据库原理及应用》课程教学改革的建议
2.1理论联系实际，更新教学内容。
独立院校以培养应用型人才为目标，该院是以酒店和旅游为行业背景的独立学院，尤其是酒店管理专业学生的教授内容需与酒店及旅游紧密关联，即将数据库原理及应用课程的教学与行业结合；课程内容结构必须包含数据库相关理论知识和实践操作两个方面，教学过程中需要针对酒店、旅游行业特色对教学内容进行调整，由于学院以文科学生为主，数据库管理系统软件则选择ACCESS。
2.2加强实践教学，强化创新能力。
在理论教学过程中就要引入行业案例进行讲解，让学生能够了解数据库在酒店及旅游行业中怎样发挥作用，通过学生对案例的分析，加深理解；安排学生到合作酒店进行参观，了解整个酒店的运作，在进行综合实验学习时要求学生针对酒店行业的具体情况进行数据库的设计与实现，锻炼学生利用所学知识解决现实问题，使学生学习的内容能与专业结合。实验过程中还需要学生对现有存在的问题提出解决方法并实现，从而锻炼学生的创新能力。
2.3多种教学方法和教学手段结合。
①案例教学法：以酒店、旅游企业的真实案例进行教学，让学生在接触本门课程的时候就能了解到课程在行业中的重要性，同时也能使学生轻松地从具体到抽象的教学过程中掌握知识。②任务驱动教学法：以学生小组为单位下达数据库开发任务，任务均以酒店或旅行社为背景，学生为完成任务需相互配合、讨论，彼此督促学习，进而提高学生的积极性，因为是根据具体的酒店或旅行社进行设计的实验，能够锻炼学生的知识转移能力，学生更有积极性，更能获得成就感。
2.4改革考核方式。
《数据库原理及应用》课程主要考核理论知识和实践应用能力两部分。但在实际考核的过程中不需要刻意的安排卷面考试进行测试，采用提交最终作品即设计的数据库系统，同时提交小组在系统设计期间所完成的数据库设计报告，设计报告的撰写需要学生将整个系统设计所设计的内容文字化，也就将相关理论知识加以强化。
2.5加强与酒店和旅行社的合作。
应用型人才的培养重点在于应用，通过与酒店和旅行社的合作，学生能在学习期间了解行业的动态及需求，学生有机会进入企业进行学习，并获得专业人士的指导，适应就业市场的需求。
2.6教师自身提高。
教学的关键和主体是教师，教师不能与时俱进所传授的知识就不能满足学生就业的需要，所学知识也就不能与社会接轨，教师能力的不断提升也是改革的关键，因此教师除对专业知识的不断学习，还需要不定期到酒店及旅行社进行学习，了解行业需求的不断变化。
3结束语
【关键词】数据库原理；学习效果；数据库技术
《数据库原理》这门课程的特点是专业术语较多，各部分知识点较杂乱，不易贯通。部分章节内容还有些抽象，特别是有关“范式”和SQL语言的章节，这让有些学生学习起来往往感到力不从心。其实，我们只要采用有效的教学手段，让学生掌握正确的学习方法，有目的性、针对性地学习，就可以事半功倍，收到良好的学习效果。
1.讲解基础知识，把握学生认知规律
许多学生在学习数据库原理时，总觉得入门迟、得道难，一方面是由于学习重点的偏差，只注重语言知识的学习，忽略了逻辑思维能力的训练；另一方面是学习方法的偏差，只注意新知识的学习，而忽视了知识体系的融会贯通。
掌握方法论是大学生应具备的基本素质，不同的学科既有共性的方法论，也有各自的方法论。就数据库原理与设计而言，其主要的方法论是逻辑思维能力，这种逻辑思维与数学思维有许多共同之处，也有自己独特的地方，即与计算机紧密联系在一起的特点。
在学习数据库初期，我们会向学生讲授有关数据库的相关概念，可以如此逐一介绍。首先介绍数据，所谓数据（DATA），就是对现实世界客观事物的符号描述，分为数值型数据和非数值型数据。所谓数据库（DB），就是数据的仓库，是指能够长期存储的、大量有组织的数据的集合。从广义范围来看，可以说是任何一张二维表，包括用Excle或Access建立的表格。但从专业角度来说，它只意味着用数据库软件建立的文件的集合。严格地说，数据库是相关数据文件的集合，而不是指单个文件。所谓数据库管理员（DBA），就是管理和维护数据库的人员。所谓数据库管理系统（DBMS），就是管理和维护数据库的软件的集合。经过这种介绍方式，学生对数据、数据库、数据库管理员、数据库管理系统就熟练掌握了。
2.循序渐进教学，构建完整知识体系
《数据库原理》这门课程的主要内容有SQL语言、关系代数、关系演算语言、数据库设计与保护、关系理论等章节，最后以数据库系统设计实例为总结章节，对设计实例章节进行了规范和完善，给学生一个完整的实际应用的示例，使学生学以致用，扩宽学生的视野，提高学生的实际应用能力。关系代数和SQL语言这两章节的内容难度都不大，只要学生熟练掌握各种语句的关键词及其应用，透彻理解书中的例题并且多做多练就可以帮助自己熟能生巧。关系数据库的规范化理论部分属于需要多看多记的内容。第一范式，第二范式……这些概念非常抽象，学习的关键是要抓住数据依赖关系来区分各种范式，要弄清改变各种范式最终的目的是优化数据库，并把各种概念应用到实际例子中来记忆就可以大大提高学习效率。
在学习关系数据库设计理论这一章节时，很多概念比较抽象，难于理解，需要学生上课认真听讲，老师会结合实际应用实例讲解，多听多想多提问，就可以在脑海中把数据库的知识要点串成一个逻辑严密的知识体系。
数据库设计章节的内容则属于记忆加应用的类型，在熟记设计步骤的基础上，要反复阅读书中的例子以加深理解。学习数据库设计时必须要对整个数据库设计流程有清晰的认识。数据库设计分为六大阶段：需求分析概念结构设计逻辑结构设计数据库物理数据库实施数据库运行和维护，各阶段的主要任务及其生成的相关文档都要清楚明确，学生在老师的引导下，参照书中图书管理系统的设计，理解各个阶段的设计内容、设计方法和设计工具，会收到很好的效果。所以，在整个学习过程中要由浅入深、循序渐进，注重知识体系的完整性。
3.立体化教学环境，培养学生应用能力
大学学习生活中应重点培养学生的能力，以使学生步入社会后能够适应知识不断更新的需求。在教学中，我们利用课堂、机房、网络等空间，构建立体化的教学环境，把传授和理解，思考和验证、理论与实践结合起来，启发和调动学生的学习积极性，逐步提高学生的能力。
利用教室空间进行课堂教学，采用“提出问题一分析问题一引入新知识一解决问题-总结提高”的任务驱动的教学模式，从而使学生印象深刻、记忆牢固，对启发思维、激励情趣、提高学习效率起到重要作用。加强机房实践环节，老师要精心设计每一个实验及实验步骤，让每一个实验起到应起的作用。“精讲多练”，强化上机实验教学，是提高学生能力的重要环节。
利用网络空间开设课程网站，提供了比较完善的网上教学资源，包括电子课件和电子教案可供下载；网络课程集中了本课程的知识点、重点和难点，使学生能根据自己的需要，进行交互式的自主学习；按照讲课的顺序，每章都配有同步练习题，供学生预习和复习；每章都设有网上自测题，供学生自我测试，以调动学生学习积极性。
4.利用课余时间，积极参与社会实践
在授课过程中，本着因材施教的原则，对理论知识扎实、兴趣浓厚的学生，组成兴趣实践小组，让他们利用课余时间参与实践训练，可以在实践过程中把抽象的理论知识理解运用得更透彻。为学生提供机会参加一个数据库系统的实际项目设计，运用所学的数据库设计理论来指导实践，让学生实地调查了解数据库系统，分析各个系统的功能及其应用领域，指导学生自己用SQL语言做一个数据库管理系统，可以加深学生对前后理论知识的融会贯通。通过市场调查了解，加深学生对数据库技术的理解和认识，调动学生对数据库技术的兴趣和系统设计能力，使这部分学生在得到较快提高的同时，也带动了全班整体学习风气的改善。
5.结语
《数据库原理》是一门理论性、系统性和实践性都很强的课程，承担本课程的教师还应注意自身知识的不断更新和提高，采取符合学生认知规律的科学的教学方法，并根据学生的特点和专业来组织教学，在解决实际问题的过程中掌握数据库原理的方法和数据库技术的应用，必然会提高教学效果，为社会培养需要的实用型技术人才。
参考文献：
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关键词：数据库，Access，教学改革
随着计算机在工作和生活中的应用越来越广泛，计算机技术已广泛应用于社会生活的各方面。数据库技术是随着计算机科学技术的发展的需要而产生的，是计算机科学与技术领域中发展最快应用最广泛的领域之一，经过多年的发展该技术已经形成了比较完整的理论体系和非常广泛的应用系统。目前，各高职院校已将《数据库原理及应用》这门课程列为高职教育中计算机类专业的骨干专业课程。
《数据库原理及应用》作为高职高专院校计算机类专业的一门重要的专业课，课程本身比较抽象，而数据库技术又是计算机科学中最活跃、应用最广泛的内容之一，其教学主要任务就是要通过课堂教学和课后实践练习，使学生能够较全面的掌握数据库系统的基本概念、基本原理和基本方法，初步掌握数据库的设计方法，并能初步具备用数据库技术解决实际问题的能力。当前本课程的教学还存在着一些问题，因此对其进行改革势在必行。
一、《数据库原理及应用》课程目标
本课程系统地介绍数据库的原理知识，并结合具体的数据库管理系统软件（Access）来介绍原理的应用过程。通过这门课程的学习，使学生掌握数据库应用系统开发方法，在数据库软件开发的过程中能够选择正确的开发平台，正确地、合理地进行数据库设计，能有效地使用数据库技术解决数据处理中的实际问题，从而提高软件开发的整体质量。
二、《数据库原理及应用》教学内容
《数据库原理及应用》的课程内容牵涉的范围是比较广，其主要包括关系数据库理论知识、Access数据库的设计和管理以及数据库应用三方面。而传统的教材编辑往往以理论为主，整本书主要介绍了有关数据库的基本概念，实际的综合操作应用内容较少，而实际应用是非常关键的。面对这种情况，教师应在总体上把握，抓住主脉络把学生尽快地引导到学习的主干上来。一旦把基础打好，教师就可以适当举些实例，将所学的内容联系到实际中去解决问题，这样就可以保持知识的连贯性，并且可以加深学生们对所学内容的理解。
三、目前的《数据库原理及应用》教学现状及其存在的问题
现在高职高专院校都开设了数据库技术这门课程，教学的内容和教学方法也大体相同，并且大都呈现出同样状况，学生的学习状态不佳，学习目的不明确，导致学习效果不理想，在实际应用的过程中无从下手。目前的高职高专院校的《数据库原理及应用》的课程的教学方法和教材大部分照搬普通本科院校，不适应高职院校教学发展的需要。在教学过程中存在如下几个方面的问题:
1.教学内容陈旧
传统教材主要以关系数据库Access为例介绍数据操作及数据库编程，内容包括：Access数据库的基本操作和七个对象的基本操作，结构化查询语言SQL，关系数据库理论等内容。由于教材编写时间相对较早，其中的许多理论和技术在实际中已经没有或很少得到应用，并且七种对象的综合应用部分少；另一方面，教材中大部分程序设计和命令对高职院校大一学生来说较难理解。2.实践教学环节重视不够
目前实验课教学存在很多弊端，如：学生不明确实验目的，实验的内容不清楚，实验环境不方便，考核中实验课占的比例小。博士论文，Access。课程设计时间少，大多数学生为了完成任务，只有仿照参考书上的案例用开发工具去实现，甚至互相拷贝修改，没有经历软件开发的系统分析过程，如：需求分析、概念结构设计和逻辑结构设计。
3.课程考核方式不合理
课程的评价方式一般是笔试考试和课程设计。但课程设计考核方式一般是只提交电子版本实习（实验）报告和所做的软件系统，这种方式难以避免学生相互复制或从网络上下载等现象。并且传统的考试制度使大部分学生死记硬背，不会灵活运用所学知识。
四、改革《数据库原理及应用》课程教学的几点思考
针对目前普遍高职高专院校的《数据库原理及应用》课程的教学体系存在的不足，只有通过教学内容的整合与优化，并以课堂教学环节、实践教学环节、考核方式的改革相配合，建立一个合理的教学体系，才能提高学生的学习兴趣，提高学生在数据库技术课程应用中分析问题和解决问题的能力，促进教学质量的提高。
1.课程目标与内容体系的改革
《数据库原理及应用》课程的最终目标是培养学生使用数据库技术解决实际应用中的各类问题。因此，该课程的教学不仅要让学生理解数据库的基本概念和基本原理，掌握数据库设计的方法，更重要的是培养学生逻辑思维和逻辑推理的能力、自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力、创新意识和创新能力；此外，在完成课程没计和课题开发的同时，还要培养学生的团队协作精神。博士论文，Access。创新的具体实施和体现是在课程的内容体系上，本课程的内容体系以厚实的基础为原则，处理好传统与现代、理论与实践、知识与创新的关系，保持教学内容的完整性、先进性。
该课程内容体系的主要特点是:(1)理论教学与实践操作相结合。在理论教学的基础上，配以一定数量和较高质量的习题练习，强化了学生对具体问题的分析设计能力，教学实践起到了触类旁通、事半功倍的效果。(2)强调实务操作的真实性。教材中的练习基本上都是理论，为了让学生在一个实践课中能充分利用有限的时间，课程组组织编写了与教材配套的《数据库原理及应用实训指导》，在实训过程中，要求学生严格按照实训步骤进行，不断提高动手实践能力。(3)强化数据库应用系统的开发能力。该课程的最终培养目标是让学生在理解数据库理论的基础上，掌握数据库应用系统的开发与设计。博士论文，Access。为此，课程组安排了课程设计、毕业设计及课题开发等实践环节，让学生在大量的实践过程中掌握数据库应用系统的设计方法，培养学生的数据库应用能力、创新能力和团队协作精神。
2.编写新的教材，更新教学方法
为了使学生掌握流行的数据库管理软件，我们重新编写了新的教材，参加编写的人员都是长期从事数据库技术教学第一线的教师，在总结多年教学经验的基础上，选用了Access这种数据库管理系统作为教学示例软件，同时Access也成为全国高等院校计算机等级考试中的二级考试内容。Access数据库是Office办公系列软件的主要组件之一，是一种为数据库管理和应用程序开发而设计的面向对象的可视化程序设计语言，不仅能使编程人员从复杂的工作中解脱出来，而且在程序开发上不再需要过多地与语言打交道，可视化的开发过程使原先以编码为主的开发变为以操作为主的开发，从而极大地提高了开发效率，缩短了开发周期。在教学过程中，针对数据库技术发展迅速、内容丰富和实用性强的特点，总结出“理论与实践并重，体现案例教学”这两条原则和三种授课方式:课堂理论讲授、机房上机实践和学生分组分项目完成项目练习。
通过这样的教学方法提高学生的学习兴趣，培养学生团队合作精神，加强学生对数据库技术的掌握。案例教学起源于哈佛大学商学院，它是一种与传统教学的“概念——理论——应用”模式完全相反，采用“案例——理论和概念”模式的教学方法。通俗地讲，案例教学是通过对具体实例的演示、讲解，让学生对案例进行分析、讨论、交流，充分表达自己的见解，以达到高层次认知学习目标的一种启发式教学方法。案例教学的过程主要步骤如下:(1)教学案例的选择与设计；(2)案例分析与讲解；(3)课堂讨论；(4)综合讨论结果，得出结论。
3.完善考核制度，重视能力培养
《数据库原理及应用》这门课程要求学生既掌握一定的理论知识，也能熟练运用一种数据库管理系统软件。博士论文，Access。传统的单独理论试卷考试会导致学生为应付考试而对相关理论知识在考前临时突击，死记硬背，出现“高分低能”现象，这与该课程培养应用型人才的目标是相悖的。博士论文，Access。为此可以采用理论笔试与平时实践各占一定比例的考核方法。博士论文，Access。平时实践分项目实践可以督促学生增强自己的动手能力和对所学知识进行应用的能力，理论考试采用机考的形式，通过考试系统软件随机生成试卷，使相邻学生的试题摘要素的综合改革和建设。
五、结束语
随着数据库技术的不断发展，知识的不断更新，即使在现在看来是比较合适的教材，教学方法等在经过一段时间之后，也可能显得过时和落后。因此，我们应经常进行教学研究讨论，在教学过程中，认真思考、积极探索，使此门课程的教学水平有进一步的提高。
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关键词： kalman算法 ；关系数据库；数据库性能预测模型
0 引言
1960年，R.E.Kalman提出了卡尔曼滤波，这是一个不断地预测、修正的递推过程，在求解时不需要将大量的观测数据进行存储，在得到新的观测数据时，可随时计算得出新的参数滤波值，卡尔曼滤波在动态定位数据处理中得到广泛应用。
卡尔曼滤波模型中，要求观测方程是线性形式、动态噪声和测量噪声是白噪声，而实际的观测量与状态参数间是非线性函数。非线性二次以上高次项舍去，以及周跳等观测粗差等原因，使观测方程产生模型误差。卡尔曼滤波线性模型的最优估计是建立在给定函数模型和随机模型基础上的，如果实际的函数模型和随机模型存在误差，不仅得不到最优估计，而且可能造成滤波发散。本文基于Kalman理论，在数据库性能优化方面进行了研究，希望在数据库性能下降前利用Kalman理论能够有所预测和对策，以达到性能优化的目的。
在关系数据库进行SQL查询时，客户端首先把SQL语句发给服务器端，然后服务器端进行SQL语句解析：查询高速缓存是否存在相同语句的执行计划、语句合法性检查、语言含义检查、获得对象解析锁、数据访问权限的核对、确定最佳执行计划。最后执行SQL语句，提取数据库数据发送到客户端。
随着计算机应用以及人们对系统需求的复杂化，数据库在查询性能优化方面面临着一定的挑战：一是计算机资源、工作负载；二是优化器性能；三是SQL语句复杂性不断增加，导致执行计划衰退。
据此，我们给出如下的查询优化过程：1）首先确定基线。这个基线就是保持数据库正常运转的基本指标。例如：sql缓存区缓存命中率、数据字典缓存命中率、内存排序命中率。2）提出假设，模拟故障，找出解决方案。3）采集操作系统和数据库的统计数据，与关系数据库基线进行比较。4）建立数据库查询性能模型。5）实现和测量这个模型，检查瓶颈的解决。对于第4）点，由于数据库的性能数据是线性非连续的数据，所以可以利用kalman滤波原理建立数据库查询优化性能模型， 正确预测关系数据库系统在高负载情况下的性能。
1 模拟数据库性能模型数学方法
考虑用以下两种数学方法进行数据统计分析。
2 通过性能工具Statspack对性能测量
3 应用Kalman原理分析数据库
1）首先，确定系统环境。
假设系统环境：数据库优化器无问题；CPU频率比较低；计算机工作负载呈高斯分布。通过预测SQL复杂度比较高时的执行时间来对SQL语句进行预处理以此实现数据库性能提高。
2）计算k时刻的测量值X（k|k）的递归算法。
这样，当系统进入k+1状态时，算法就可以自回归的运算下去。
对于前面的系统假设，数据库优化器是很好的，没有问题，所以系统属于单模型系统，A=1，I=1，U（k）=0。
此处令干扰协方差Q=0.00001，R=0.001*0.001，初始协方差P（0|0）=1。
3）与MATLAB包结合实现Kalman原理，并与现有的三个“静态SQL模型”进行比较，排查导致系统故障的可能原因。
4 结论
我们通过以上的Kalman原理将数据库各种状态和环境下的结果（例如：在优化器和计算机资源都有问题的情况下的模型）保存到一个知识库，然后通过逻辑推理和数据挖掘方法预测出关系数据库在通常情况下查询优化过程容易出现的问题点，我们以便给出优化措施。
参考文献：
[1]秦永元等编著，《卡尔曼滤波与组合导航原理》，西北工业大学出版社，2004.7.
关键词：“数据库原理”；课程；数学资源；建设
“数据库原理课程”是计算机课程之一，教学包括数据库理论、数据库技术与数据库的应用实践三个部分，可全面提高学生对数据库的了解以及应用水平。就目前来看，教W过程中教学资源不足的问题，对教学效率的提高阻碍较大。因此，建设教学资源成为了“数据库原理”课程改革的重点。
一、“数据库原理”课程简介
1.“数据库原理”课程内容
“数据库原理”课程是计算机课程的重要组成部分，由于其技术性较强，理论知识无法通过语言详细讲解，因此教师通常采用PPT进行教学，这样效率相对较高，学生的学习过程更加直观，理解也更加深入。除理论教学外，该课程还包括实践部分，实践教学通常采用上机操作的方法完成，教师要求学生亲自对数据库加以维护，以加深对知识的理解程度。
2.“数据库原理”课程教学现状
当前的教学模式，可在一定程度上提高学生的理论与实践水平，但却具有对教学资源以及现代化教学技术应用力度不足的问题。微课及网络教学是信息化技术下两种新型的教学方式，具有一定的适用性，可用于多种类型课程的教学过程中，可以有效拓展教学时间与空间，在提高教学效率方面优势显著。当前“数据库原理”课程教学，仍以课堂教学为主，课下学生的学习途径较少，长此以往，学生容易因为缺乏练习，影响学习效果。在社会及市场对人才素质要求越来越高的今天，对上述教学模式加以改革，已经变得极为必要。
二、“数据库原理”课程数学资源建设
1.数学资源的整合
（1）理论教学。理论教学内容以数据库理论知识为主，教学可在网络平台上进行。教师需将教学内容以电子教案的形式，到互联网上供学生学习。以“数据库原理”第一章为例，电子教案中需包括数据库管理的发展、数据库管理系统、数据库的发展形式三项内容，教师需将每一项教学内容细化，系统地展现给学生，使其能够参照电子教案自学知识。
（2）实践教学。实践教学的目的在于培养学生的数据库管理能力，以学生的上机操作为主。对此，学校可建立相应练习平台及数据库管理系统，如SQL Server等，使学生的操作水平在系统中得到提升。与传统的机房上机操作相比，上述方法拓展了练习的空间与时间，提高了练习的有效性。
（3）视频资源的制作与。教师可综合理论与实践教学内容，制作视频资源，并将其到互联网平台中，使学生可通过对视频资源的观看，直观地理解理论知识，并了解操作过程，降低学习难度。视频资源可采用微课模式下视频的制作方法加以制作，要控制每一段视频的时间，避免视频内容冗长繁杂，影响学生的观看兴趣。
2.教学资源的建设
（1）软件与硬件支持。由于教学资源需要以视频的方式，因此需具有录像及录音设备，硬件应包括摄像头、话筒、电脑等。软件可以以Camtasia Studio系列为主。
（2）具体建设过程。①启动Camtasia Studio软件，进入到教学资源录制程序中。②打开PPT课件并播放，根据需求，调整显示区域大小。③点击Camera，进入视频录制状态。④点击Audio按钮，完成声音测试。⑤点击REC，正式录制。⑥录制完成后，保存文件。⑦可点击屏幕右上角预览键，观看效果。⑧如视频资源不存在问题，则可以。
3.教学资源多样化水平的提高
（1）课程介绍。教师需在制作每一个教学视频前，做好课程介绍，使学生不必长时间观看视频，便能够马上了解此视频中所包含的内容。不同学生对不同知识的了解程度不同，因此视频观看需求也不同，将课程介绍置于教学前，可使学生及时筛选出自己所需要的资源，提高学生的学习效率。课程介绍应包括学习任务、学习方法、学习内容等多方面内容，使学生可全面了解视频的概况。
（2）视频讲座。教师可对答疑解惑过程中学生所提出的问题加以总结，选择学生学习难度最大的环节，作为视频讲座的主要内容。在视频讲座开始前，教师应搜集大量资源，以解决学生普遍存在的问题为目的展开讲座，确保学生通过讲座获得更大的进步。
（3）教学内容总结。教师以一章节为一阶段，对教学内容加以总结。以第二章“数据模型”为例，教学内容总结应包括数据模型种类总结、关系代数运算的总结、关系实体及参照完整性的总结等。教学内容总结应本着简洁明了的原则展开，避免赘述，使学生清晰地了解整个章节的脉络及基础知识内容，帮助学生理清学习思路。
三、结语
综上，教师应在利用相应教学软件的基础上，将理论与实践内容的教学整合为视频资源，以提高教学的直观性；并通过测试及总结教学内容的方法，为学生理清学习脉络，使其充分了解自身存在的弱点与缺陷，使教学水平及学生的学习效果得到全面的提高与改善。
关键词：数据库原理；教学方法；教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)06-11766-01
1 引言
数据库原理是计算机专业的专业必修课程，该课程教学目标是系统地介绍数据库的原理知识，并结合具体的数据库管理系统软件来介绍原理的应用过程[1]。通过这门课程的学习，使学生在数据库软件开发的过程中能够选择正确的开发平台，正确地、合理地进行数据库设计，从而提高软件开发的整体质量。数据库原理是数据管理的最新技术和最有效的手段，是计算机学科的重要分支，它的出现极大的促进了计算机应用向各行各业渗透[2]。大力加强数据库原理课程的教学改革，提高数据库系统原理课程的教学质量，有利于教学改革和教育创新，有利于提高计算机专业人才培养质量的提高。
2 数据库原理课程教学中存在的问题
现在国内基本上所有的高校的计算机专业或者信息管理专业都开设了数据库原理这门课程，教学的内容和教学方法也大体相同，并且大都呈现出同样状况，学生的学习状态不佳，学习目的不明确，导致学习效果不理想，在实际应用的过程中无从下手。在数据库系统原理的教学过程中，笔者根据多年的教学实践和对学生在课程设计、毕业设计中对该门课程的应用情况的观察，认为在数据库系统原理的教学过程中存在如下几个方面的问题。
2.1 教学内容存在问题
传统教材主要以关系数据库为基础、数据库管理系统为中心，介绍的基本原理，主要包括传统数据库介绍，关系模型的基本概念, 关系代数, 关系数据库标准查询语言SQL, 关系系统的查询优化,关系模式规范化，数据库安全性和完整性以及数据库应用系统设计等内容。其中的原理部分占据了大部分，教材中很少涉及到具体的应用，学生在学习过程中很难深入理解数据库中的一些重要技术，更谈不上如何从实践上去把握。此外，传统教材由于编写时间相对较早，其中的许多理论和技术在实际中已经没有或很少得到应用。近几年出版的许多教材克服了以上一些缺点， 但又出现了一些新的问题，如原理与应用章节没有很好地衔接，教材中涉及的实例前后连贯性不强，新的技术发展很快，教材中虽有介绍，但比较抽象不具体，以致学生了解的层面非常浅，不能达到应用的要求。
2.2 实践教学环节重视不够
数据库原理虽然是一门理论性较强的课程，但如果不加强实践教学的训练，则不能对基本理论的理解和巩固，无法培养综合计算和分析、判断能力以及使用数据库原理和方法解决实际问题能力。然而目前实验课教学存在很多弊端，例如学生不明确实验目的，实验的内容不清楚，试验课时少,考核中实验课占的比例很小。课程设计也是绣花枕头，没有什么实用价值，因为课程设计的时间少，大多数学生为了完成任务，只有仿照网上或参考书上的案例用开发工具去实现，根本没有系统分析的过程，如：需求分析、概念结构设计和逻辑结构设计。现代企业的数据库应用基本上是工程化的合作开发，而数据库原理的教学基本上实践有悖工程化的原则。回顾目前的教学过程我们可以看到，除了毕业设计之外，从课后作业，上机实验到课程设计几乎都是学生的个人独立行为，没有团队合作，这样就在学生的毕业设计中导致了许多学生不懂得如何进行相互合作，严重影响了毕业设计质量，使学生毕业后不能迅速适应所在单位的工作要求。
2.3 课程考核方式存在弊端
课程设计考核方式一般是只提交实习报告和所做的软件系统，这种方式难以避免学生在网上下载或者相互抄袭现象。且传统的考试制度使大部分学生只能考，不会用。
3 数据库原理课程的教学改革方法
针对目前高等院校计算机专业数据库系统原理的教学体系存在的不足，通过教学内容的整合与优化，并以课堂教学环节、实践教学环节、考核方式的改革相配合，建立一个合理的数据库系统原理教学体系。培养学生的学习兴趣，提高学生在数据库系统原理课程应用中分析问题解决问题的能力，促进教学质量的提高。
3.1 分析教学内容，更新教学方法
数据库原理课程的重点内容是关系模型的基本概念, 关系代数, 关系数据库标准查询语言SQL, 关系系统的查询优化, 关系数据理论, 数据库设计。 难点是关系数据理论, 数据库的并发控制。在教学过程中, 针对数据库技术发展迅速、内容丰富和实用性强的特点, 总结出针对这门课程的三点教学法、案例教学法两种教学方法。
三点教学法的要点是“一个教学中心为一点、两个实践环节点为一点、三种授课方式点为一点”。 一个教学中心是整个教学过程要围绕“提高学生的理论水平、实践技能和创新能力”这个中心展开。 两个实践环节是加强数据库系统建模和设计这两个实践环节。 三种授课方式是理论讲授、上机操作和分组讨论。通过这样的教学方法提高学生的学习兴趣, 培养学生团队合作精神，加强学生对数据库技术的掌握。
案例教学起源于哈佛大学商学院, 它是一种与传统教学的“概念――理论――应用”模式完全相反, 采用“ 案例――理论和概念”模式的教学方法[3,4]。通俗地讲, 案例教学是通过对具体实例的演示、讲解, 让学生对案例进行分析、讨论、交流，充分表达自己的见解, 以达到高层次认知学习目标的一种启发式教学方法。案例教学的过程主要步骤如下：(1) 教学案例的选择与设计；(2) 案例分析与讲解；(3)课堂讨论； (4) 综合讨论结果，得出结论。
案例教学比较适合于数据库原理教学, 特别是在数据库设计部分。通过对以数据库为核心的信息系统典型案例进行剖析, 介绍数据库系统的新理论和新技术, 利用正反案例进行技术比较, 加深学生对基本原理、基本方法的理解和掌握。
3.2 重视实践教学，提高动手能力
在实践教学中，培养学生自主学习和创新精神，提高了学生分析问题，解决问题的能力，提高了学生工程设计的能力，使学生系统掌握一种工程设计的方法，为后续课程的学习打下了良好基础。在实践教学中，采用布置一个大实验，分步完成的做法，使学生对前部分的知识通过实验综合掌握，对下一步可以通过预习等方式了解知识，课堂上老师再把工程设计的方法教给学生，重点要分析如何进行需求分析、概念结构设计和逻辑结构设计。在本门实验课程完成时，不仅使学生掌握了一门知识，也使学生完成了一个综合设计，更使学生系统掌握了一种工程设计的方法。这种教学方式，使学生对知识的掌握实现了二次飞跃，在进行单元实验时，学生通过设计软件把所学的理论知识描述一下，这是第一次飞跃，在进行下一步乃至完成大实验的时候，学生要把前续实验的有关知识进行综合，实现第二次飞跃。
3.3 改革教学手段，培养学习兴趣
运用现代教育手段进行教学，弥补了传统授课方式的不足，充分利用多媒体声音、文字和动画的优势，模拟数据库设计的过程以及设计后的效果，这样一改黑板加粉笔单一的教学形式，充分发挥学生学习的主动性、自觉性，学习兴趣增加，教学效果很好，在相同的时间里增加传授的知识量，信息量，提高了授课效率，提高了教学质量。在运用这些教学手段时，学生不仅主动参与教学活动，而且使学生对相关的教育技术产生了浓厚的兴趣，促进了学生学习计算机相关知识的主动、自觉性，推动了学生素质的全面提高。
3.4 完善考试制度，重视能力培养
数据库原理是一门理论和实践相结合的专业课程,传统的单独理论试卷考试会导致学生为应付考试而对相关理论知识在考前临时突击，死记硬背,出现“ 高分低能”现象,这与该课程培养应用型人才的目标是相悖的。为此可以采用笔试、与平时项目训练相结合，平时项目设计占一定比例的考试方法。平时的项目设计在最后的考试中占一定的比例可以督促学生增强自己的动手能力和对所学知识进行应用的能力，通过测试考查学生对基本知识的掌握，在项目设计中测试学生分析问题解决问题能力的情况，从根本上解决了学生重理论，轻实践的问题，学生的数据库技术的应用能力会有很大提高。
4 结束语
针对计算机专业的数据库原理课程教学中存在的问题进行探讨，提出了教学改革的思想，期望能够在较短的时间内将主要的知识传授个学生，促进学生的主动学习，培养学生的综合能力，提高课程教学的质量。
参考文献:
[1]萨师煊,王珊.数据库系统概论[M].第3版.北京:高等教育出版社, 2000.
[2]孙艳春.高教数据库原理及应用[J].辽宁商务职业学院学报, 2003,5.
[3]黄祥淡.计算机应用课的“任务驱动”教学模式[J].中国职业技术教育,2005,1:36-37.
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