OBE教育理念驱动的数据库课程建设与改革思路浅析
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摘要：“成果导向教育”（Outcome Based Education，简称OBE）是高校本科专业建设的重要改革方向，对我国一流大学、学科建设意义深远。本文结合作者在相关课程的多年教学经验与体会，探讨面向OBE理念的數据库课程建设思路，使得毕业学生能够掌握对应的出口能力，并根据多方反馈对课程内容进行多层次的闭环持续改进，最终保证专业人才培养质量。
关键词：成果导向教育；数据库课程改革；软件工程专业建设；人才培养体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0194-02
一、基于OBE的数据库课程建设背景与意义
OBE理念，即“成果导向”教育，由Spady等人于1981年首次提出，是一种以保证学生通过教育后所获得的学习成果为量化目标的教育方法，也是现今全球本科工程教育国际互认《华盛顿协议》的基础框架。我国于2013年加入《华盛顿协议》，对高等院校人才培养意义深远。
近年来，苏州大学计算机学院各专业展开了基于OBE的课程体系改革。数据是信息的载体，是冯诺依曼体系结构下计算机系统的核心，95%以上的数据由数据库管理系统来管理。《数据库原理与设计》是计算机大类学生理解结构化数据的建模与事物管理方法、具备关系数据库的设计能力、掌握关系数据库管理系统RDBMS下的数据存取与管理技术的关键，是大类课程体系中的重要专业基础课程。数据库课程是计算机大类OBE课程体系改革重点，对人才培养目标的达成、本科毕业生的综合能力提升的推动作用明显。本文将根据实践经验探讨OBE理念下的数据库课程建设思路，从课程设置与教学内容改革、课程的闭环持续改进等几个方面进行详细阐述。
二、OBE理念驱动的数据库课程教学改革
在OBE理念的指导下，“工程知识”、“问题分析”、“设计方法”、“研究”、“现代工具掌握”等毕业要求指标点在各专业课程中被合理分解，每门课程需要保证学生满足课程对应的毕业要求指标点（即出口能力，例如工程知识、设计方法、现代工具掌握），保证培养目标的达成。通过专业课程体系的总体规划，数据库课程所应具备的出口能力得以明确，课程改革的目的是优化数据库课程设置与内容，提升课程教学对出口能力的支撑作用。
从课程设置的角度，数据库教学分为数据库原理与数据库课程实践两门课程。其中数据库原理是相关概念的课堂讲授；数据库课程实践则强调实战化教学，要求学生能熟练使用典型的RDMBS，解决实际场景中的数据管理需求，模拟实现RDBMS的内部功能。
在课程内容方面，我们主要从关系模型、数据查询、事物管理和数据库设计这四个方面介绍DBMS的基本概念与原理：
1.关系模型主要涉及相关的静态结构、动态操作和数据完整性，讲授重点是数据建模的必要性和抽象方法。
2.数据查询即非过程化查询语言SQL（包括数据定义、操纵和控制语言），讲授中以RDBMS接口的视角简单介绍，相关运用结合课程实践进行。
3.数据库事务是面向业务的RDBMS多操作序列，核心问题主要包括软硬件故障下的数据恢复和多事务之间的并发控制。
4.数据库设计则包括概念模型、数据库模式设计、规范化及其支撑理论。
课程每周两学时，简洁、凝练地阐述RDBMS的建模、访问、控制和设计思想，强调知识点之间的关联。增设4—6人一组的课程讨论环节，促进学生独立思考，以底层系统的视角理解数据管理问题。此外，可以根据学生的学习情况酌情补充一些底层相关的知识点，例如数据库的存储结构（SGA内存结构、元祖结构、块结构、基于扩展的段存储结构等）、数据索引、查询优化、共享内存等，要求学生阅读关系数据或物联网数据的OLAP系统等前沿技术，制作并提交相关的PPT文档。
在课程实践方面，我们安排每周四课时的上机，内容包括RDBMS工具使用、数据库设计和RDBMS功能实现这三个层面，难度逐层递进。RDBMS的工具使用即完成指定的DDL、DML、DCL等SQL查询，可以基于Oracle、SQL Server、MySQL等不同数据库管理系统，体会并理解不同RDBMS之间存在的语法差异及其对应用代码通用性的影响。数据库设计则是针对给定的应用场景，要求学生设计相应的概念模型和数据库模式，满足规范化准则避免数据冗余和异常。上述实验是基于DBMS的系统接口，锻炼学生基于工具解决实际应用问题的能力。
OBE理念强调对专业学生的复杂工程能力培养。对此，本课程借鉴美国知名高校的课程相关课程设计，增加了针对数据库原理部分的课程实践内容，主要包括：（1）关系数据的存储功能，支持定长元祖结构（所有字段均为定长数据类型）的关系定义和数据存储，保证数据更新与完整性约束的一致性；（2）关系数据的索引和查询处理功能，包括单表、连接等不同查询方式，需要结合归并、索引方法对连接查询处理进行优化；（3）事务管理功能，旨在解决并发业务的正确性和软硬件故障的恢复问题，这部分为选做内容，结合学生的实际情况进行安排。这部分内容涉及数据结构、算法、数据库原理、程序设计等综合技能，具有一定的难度，促进学生对基础软件的底层系统设计、实现方法和基本原理的掌握，锻炼学生将理论知识灵活运用到复杂工程实践中的动手能力。
三、OBE理念驱动的数据库课程闭环持续改进
课程和课程体系的持续改进是OBE理念的重要环节。这涉及课程教学大纲的评价与审核，课程教学过程的监督检查机制，课程考核方式和内容审核机制，本专业通过对毕业生的跟踪反馈和有关各方参与的社会评价来计算专业级的培养目标达成情况，并对培养目标、毕业要求和课程体系进行持续改进，最终落实数据库课程教学的持续改进（包括课程内容、课程教材、课程实践、学生活动、师资队伍等）。
以苏州大学软件工程专业为例，本专业在毕业生调查和社会评价中获得反馈“毕业生的复杂工程能力可以进一步加强”，对此专业优化了整体课程体系，明确数据库课程对“复杂工程能力”的支撑作用。因此我们强化了数据库课程实践，避免实践环节不充分的问题，以DBMS的功能模块为内容锻炼学生的复杂系统设计与开发能力。此外，课程组根据试卷分析改进课程的内容与组织方式，实施“以学生为中心”的持续改进，避免单一化的考核，本专业的相关课程改革在2018年的教学中取得了良好的教学效果。
四、结束语
本文介绍了OBE理念驱动的数据库课程改革的必要性，介绍了苏州大学计算机学院面向OBE理念的数据库课程的建设思路，强化对“复杂工程能力”等出口能力的支撑，并实施课程的闭环式持续改进。
参考文献：
[1]Z.Ding，X.Gao，J.Xu，H.Wu：IOT-StatisticDB：A General Statistical Database Cluster Mechanism for Big Data Analysis in the Internet of Things.GreenCom/iThings/CPScom，2013：535-543.
[2]Z.Ding，J.Xu，Q.Yang：SeaCloudDM：a database cluster framework for managing and querying massive heterogeneous sensor sampling data.The Journal of Supercomputing，2013，66（3）：1260-1284.
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