数据库课程的革新研讨

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本文作者：李弘、王晓燕、韩晓荣、王建国 单位：内蒙古工业大学管理学院

一、建构主义内涵、学习理论及其意义

建构主义认为，知识的获得过程是由学习者在一定的情境中，借助他人帮助及学习资料，通过自身感悟而构建相关知识的过程，其获得(或学习)的质量取决于学习者构建知识意义的能力。因此，建构主义学习理论认为学习环境具有四大要素:情境、协作、会话和意义建构。其中意义建构是能够使学习者对事物的性质、规律以及事物间联系有较深入的理解，它是学习过程的目标;情境则要求在教学设计中通过创设学习情境来达到有助于学习者实现意义构建的目标，而会话和协作能使得学习小组的成员之间通过合作学习和彼此交流共同完成学习任务。建构主义强调学习者是意义的主动建构者，而教师在意义建构过程中充当促进者和参与者。

当前，我国在深化教育改革，大力推行素质教育，提倡创新能力的培养。创新能力是人类进行创造性活动的出发点和内在动力，也是国家和民族最根本的核心竞争力，大学生作为未来国家建设与发展的承担者，加强对其创新能力的培养意义重大。传统教学方式中，学生这一认知主体始终处于被动状态，学生采用教师的思维和心理获得知识，学生建构知识的能力大大减弱，不利于培养学生的创造性思维和创造性能力。创新能力的培养需要在教学过程中最大限度地调动学生的积极性，改变传统教学过程中以教师为中心，教师讲，学生被动接受的方式，采用以学生为中心，强调学生学的方式，老师只作为他们建构知识的辅助者，起到促进学生发挥自主性的作用，这也是建构主义的核心思想。

二、课程的建构性、建构主义教学方法和设计

(一)课程的建构性

基于构建主义的课程观可以概括为:课程是一定情境下过程的、整体的、创新取向的社会存在［1］。课程的建构性表现在四个方面:以学生和教师为活动主体;以学科、个体经验、问题为相对起点;以体验、理解、交往等为主要方式;以课程意义重构为目标。需要说明的是，课程建构的相对起点不仅包括以往的学科积累和个体经验，还包含了有待发掘和创新的问题。在对课程意义的建构过程中，通过教师引领和辅助，学生深入体验和交流，激发其对课程意义的创新性重构，又会进一步解决问题并衍生出新的问题。

(二)建构主义教学方法

在建构主义学习理论指导下，目前比较成熟的教学方法主要有三种:支架式教学(ScaffoldingIn-struction)、抛锚式教学(AnchoredInstruction)和随机进入教学(RandomAccessInstruction)。支架式教学是借用建筑行业中使用的“脚手架”作为形象化比喻的一种教学方式。学生在从一个水平到达另一个高水平时，其原有能力与所要解决的问题之间可能存在差异，需要教师帮助其创造最邻近发展区，支撑学生能够顺利完成认识构建。抛锚式教学要求以有感染力的真实事件或真实问题为基础，确定该类事件或问题的过程被形象地比喻为“抛锚”，学生要想完成对相关知识的意义建构，需要在真实环境中去感受和体验，而不能仅仅局限于他人经验性地描述。随机进入教学是为了对带有复杂性和多面性的事物进行全面而深刻意义建构，在教学中针对同一教学内容，从不同时间、情境、教学目的、方式加以呈现，从而使学习者通过不断重复，获得对事物认识上的飞跃。

(三)建构主义教学设计

建构主义学习理论下，课程的教学设计可以包括以下内容及步骤(见图1):

三、基于建构主义的课程改革

(一)数据库课程教学目标、内容及特点

数据库技术是计算机技术的重要分支，数据库系统已成为信息系统的核心和基础［2］，因此，《数据库系统概论》成为高等院校计算机和信息类专业的核心课程。该课程具有很强的理论性和实践性，其教学目标是通过该课程学习，使学生系统地掌握数据库系统的基本原理和基本技术。要求在掌握数据库系统基本概念的基础上，能熟练使用SQL语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作;掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力。该课程的内容包括数据库系统的基本概念、数据模型、关系数据库及其规范化理论、标准语言SQL、数据库设计方法和步骤、数据库安全性、完整性等。该课程具有以下特点:第一，在理论指导下能够解决实际问题，即理论要与实际应用密切结合;第二，完成开发数据库应用系统的任务需要以小组为单位分工与合作，因此，在日常上机练习时就要进行相互交流，培养团队精神;第三，计算机技术的快速发展，使得该课程具有大量新技术、新进展有待拓展，教师不能将该课程定位在工具或产品层次上，而要引导学生从设计数据库管理系统的角度掌握课程内容，并对数据库的未来发展趋势有所理解。

(二)建构主义在课程改革中的应用

根据数据库课程的特点，依照建构主义教学设计步骤，通过案例说明建构主义学习理论在该课程改革中的具体应用。这里给出的两个案例分别是:对数据表主从关系的意义建构、对视图的意义建构。

1．教学目标分析

对于不同的教学主题单元，应通过分析决定所采用的教学方法。在案例1中，数据表主从关系的学习单元较为抽象，涉及到表的建立、主键及外键、参照完整性等知识点，而在实际应用中，掌握这些知识点又非常有用，如表与字典表的设计就是以上知识点的典型实际应用。在改革前的教学过程中，虽采用理论教学和实践教学相结合的方法，在讲解理论后，通过具体的数据库管理系统平台(SQLServer)加深学生的理解，但学习效果并不理想，一是因理论较抽象，二是SQLServer本身是新知识需要消化，另外在展示时又不够直观。针对上述问题，可以采用支架式和抛锚式教学法相结合的方法。在讲解基本理论后，先引入Of-fice套装软件中的ACCESS软件作为最邻近发展区，通过支架式教学法理解和建立表的主从关系，接着给出一个实际问题和最终的解决效果，采用抛锚式教学法激发学生提出解决方案，完成对数据表关系实际应用的意义构建。在案例2中，针对视图的意义建构，采用随机进入教学法，就此同一问题在多个关系数据库管理系统平台中(包括ACCESS、SQLServer2000、SQLServ-er2005)进行对比，通过讲解ACCESS中的视图(查询)对象，并引导学生对比不同系统平台中的该类对象的应用，总结规律，实现举一反三的意义建构。

2．情境设计、信息资源设计及自主学习设计

情境设计是根据主题单元，在理论课和上机练习中设计出要学习主题的尽可能真实的情境。信息资源设计使学生可以进行自由和主动探索，达到意义建构的目的。如在数据库课程中，教师给出教材、主要参考书、国家精品课网址、多媒体课件，同时要求学生查询、浏览网上电子书、相关论文、与数据库技术相关的BBS网站，扩展学习者获取资源并利用资源的能力。在自主学习设计中，分别根据上述三种不同的教学方法，给出学生学习时不同的自主学习设计。采用支架式教学，在讲解了数据表、主外键及参照完整性的抽象理论后，进入ACCESS系统，这时，只介绍表、关系图所具有的功能，并给出数据表建立关系后效果而不介绍实现过程，因ACCESS具有Of-fice软件易学、易用的特点，而且关系效果图使得抽象的理论具体化和简单化，因此上述做法形成有效支架，配合学生上机练习，通过自主学习完成意义建构。采用抛锚式教学法，给定一个实际问题，说明数据表关系的作用。如当面对多条人员表中记录的输入时，通过人员表与字典表(如民族、政治面貌、文化程度、职务、职称)间关系(图略)，就会方便快捷地完成人员添加。同样，教师在此环节中，只对查阅字段、视图的功能进行介绍，具体实现过程仍由学生自主学习完成。采用随机进入教学，针对视图(查询)对象，首先在ACCESS环境下进行讲解，然后进入SQLServ-er，由学生通过对比，进行自主学习，完成意义建构。进而，引导学生以数据库管理系统设计者的角度，总结视图的功能、作用以及设计要素。

3．协作学习环境设计

将学生以小组(团队)的形式组织起来进行学习，每组指定一名组长。在数据库课程的日常实验中进行问题讨论、互帮互学，组长了解小组成员的水平和能力，及时发现问题并解决问题。在课程最后的开发系统大作业中，组长负责分派任务，并对小组成员的任务完成情况进行评价。无论是讨论问题还是解决问题，既可以采用面对面的方式，也可以采用基于Internet的在线方式(如BBS)或E－mail方式。

4．学习效果评价设计

作业和考试是沟通教师的“教”与学生的“学”的重要手段［3］，在数据库课程中，作业体现为实验报告，教师通过学生提交的实验报告完成情况及小组组长对其表现的评价，了解不同学生的学习情况及自身有待改进的方面。学生可互评实验报告，进行交流并寻找差距，了解自身的薄弱环节进行补充学习。建构主义理论在数据库课程中改革的实际效果表明，学生的学习积极性普遍增强，考试成绩也有较为明显的提高。