传媒特的数据库原理与应用课程教学改革
摘要:本文针对传媒大学计算机专业学生的状况,提出构建传媒特的“数据库原理与应用”课程教学模式的设想;在对课程进行了教学内容、教学方法、教学资源和创新实验等方面的教学改革基础上,论述笔者设计的新课程教学方案,并重点介绍了实验教学环节的设计思路。
关键词:传媒特;数据库原理与应用;教学改革;教学设计
数据库技术是研究如何科学地组织和存储数据,如何高效地检索和管理数据的一门学科,数据库原理及相关课程是高校计算机、自动控制和信息类专业的一门重要专业必修课。中国传媒大学是一所以新闻传播、语言艺术专业见长的综合性学校,对计算机学院而言,有相当比例的学生是通过专业调剂的方式进入本专业学习的,他们思想活跃,有较好的语言艺术素养,但缺乏专业兴趣;加上计算机学院仅有7年的建院历史,积淀尚显不足,因此和国内一流的理工科院校相比,我校的计算机专业学科排名处于一定的劣势。如何扬长避短,赶超一流,激发学生学好计算机专业课程的积极性,使我们的教学质量受到社会更多的认可,提升竞争能力?实现“人有我优”无疑是长期努力的方向,而实现“人无我有”则在短期内是切实可行的。为此,我们提出了“把计算机科学技术与我校在传媒行业中的传统优势和特相结合,应对新媒体时代的各种挑战,培养适应时代需要的
、掌握先进技术的、深具传媒特的计算机专业复合型人才”的学科新定位,并以校级本科质量工程项目“数据库原理”优质示范课程建设为契机,开始从教学内容、教学方法、教学资源、创新实验等方面对本课程进行全面的建设。
1教学改革
按照上述思路,我们在课程建设方面重点采取了以下措施:
1) 优化教学内容,彰显传媒特。
我院研究制定了2009版教学大纲和教学计划,对教学内容进行了调整。新版教学大纲以构建具有传媒特的数据库课程体系为目标,在完成数据库的基本概念(数据库系统结构、数据模型等)、基本理论(关系代数、函数依赖、规范化、模式分解等)、基本技术(数据库的安全性和完整性、查询优化、数据库恢复和并发控制等)和基本操作(结构化查询语言SQL及数据库编程)等传统教学内容[1]的基础上,结合传媒领域数据库应用的特点,并考虑到本科阶段学生的知识水平,增加了多媒体数据处理、多媒体数据检索、多媒体数据存储等多媒体数据库技术方面的内容[2],同时强调技能训练,加大了实验课的教学力度和学时数,以进一步增强学生利用所学知识开发多媒体数据库应用系统的能力。
2) 改革教学方法,强化案例教学。
在教学实践中,我们以一个虚拟的电子商务网站“网上多媒体音乐商店”的开发作为贯穿始终的例子开展案例教学,随着简单到复杂、实例到原理、原理到应用的逐步深入,学生受“网上多媒体音乐商店”设计过程中的项目任务驱动,亲自参与到了一个简单的多媒体数据库应用系统从分析、设计到完成、完善的整个应用实践过程。由于实现的系统“图文声”并茂,而操作的数据对象是专辑、歌曲、歌手等大家喜爱又比较熟悉的内容,加上学生自身良好的艺术素养,学生的学习和创作热情十分高涨,取得了较好的教学效果。
3) 凝练科研成果,丰富教学资源。
我们还对我院教师承担的一些和广播电视、传媒应用密切相关的科研课题认真加以提炼,编写了《传媒数据库技术与实践》一书作为与课堂教学同步的课程实验和课程设计的配套教材,书中给出了电视台节目查询点播系统、媒体资产管理系统、广告管理系统、影视资料编目系统、学院新闻中心网站、传媒博物馆网站等多个开发案例和设计选题供学生学习和选择,真正做到了理论联系实际。
4) 合理配置实验,注重因材施教。
针对以往存在的实验题目类型单一,验证性实验偏多,不利于学生创新能力培养的弊端,我们在实验中加大了综合性、创新性实验的比例,同时注意兼顾学生实验能力上的差异。如将实验分为基本操作、拓展训练和综合开发几个模块,通过它们的有机结合,既能让基础较差的学生树立起完成任务的信心,又能避免程度较好的学生“吃不饱”,鼓励他们张扬个性,培养探究性学习、自己动手解决问题的能力。教师则可以灵活搭配实验选题,让”因材施教”落到实处。
2教学设计
总结以上教学改革成果,我们为数据库原理与应用课程精心设计了新的教学方案。课程内容共计100学时,其中课堂讲授演示48学时,课内实验16学时,课外练习36学时。在全部27个实验中,验证性实验6个,占实验总数的22%;设计性实验14个,占实验总数的52%;兼有验证性和设计性的实验7个,占实验总数的26%。
因篇幅所限全部教学内容不能一一列出,下面重点介绍一下各章实验教学环节的设计思路。
1) 第1章 绪论(讲授演示:3学时;课外实验:4学时)。
由于是第一次课,做好课程导入,激发学生兴趣至关重要。为了让学生理解数据库技术的重要
性,我们列举出大量数据库技术在各行各业,特别是在广播电视、传媒领域中的应用实例,并向学生展示了我院教师完成的相关科研课题以及往届学生制作的优秀课程设计作品。此外,还布置了两个课外体验作业,一是让学生通过实际操作一个数据库应用系统,例如校图书馆的图书管理系统、校园网教务在线的选课系统、成绩查询系统、精品课网站等,了解数据库应用系统基本的数据查询和更新功能;二是完成一个关系型数据库管理系统,例如SQL Server 2005/2008的安装,并通过对其功能的了解,认识数据库管理和数据库应用开发的关系。
2) 第2章 关系数据库(讲授演示:5学时;课内实验:2学时;课外实验:6学时)。
本章的知识点包括关系数据结构、关系操作和关系的完整性约束等。这是学生第一次接触关系数据模型中的大量概念,形式化的数学定义,抽象的关系代数运算,会让部分学生望而却步。因此,我们改变了以往第一次课内实验安排在第3章的做法,让学生尽快熟悉关系型数据库管理系统的工作环境,并通过对关系表对象的实地操作,变抽象的概念为具体的实现。为了增添趣味性,同时考虑到传媒大学的学生对多媒体信息的偏爱,我们以一个“图文声”并茂的电子商务网站“网上多媒体音乐商店”的开发为背景,设计了其后台的NetMusicShop数据库和专辑、歌曲、歌手、收藏等多张关系表。要求学生利用SQL Server数据库管理系统提供的交互式工具创建上述数据库和关系表,并出各关系的主码、外码及表之间的联系。
3) 第3章 关系数据库标准语言SQL(讲授演示:8学时;课内实验:2学时;课外实验:4学时)。
上一章的实验是入门级的,目的是让学生理解关系数据库中的抽象概念,通过简单快捷的交互式操作,增强学习的信心。本章实验则应注重提升学生灵活应用SQL语言操纵数据和检索数据的能力。首先要求学生利用SQL命令重建第2章实验中的数据库和关系表,然后完成由简单到复杂的多种查询任务。例如:按照点击率列出最受欢迎的十大歌手排行榜;查被所有用户收藏的歌曲;查最近一年来销售业绩最差的专辑发行公司等。
4) 第4章 数据库安全性(讲授演示:2学时;课内实验理科不好的女生学计算机行吗:2学时;课外实验:6学时)。
本章实验的重点是让学生理解SQL Server数据库管理系统是如何通过视图和授权机制来实现数据库安全性的。例如:即便是系统管理员也无法查看到用户的登录密码和无权删除用户的收藏记录。此外,采用将视图作为临时表的方法重做“查销售业绩最差的发行公司”这类问题,可让学生体会到视图还可以起到方便用户书写查询操作命令的作用。
5) 第5章 数据库完整性(讲授演示:2学时;课内实验:2学时;课外实验:2学时)。
首先要让学生理解数据库的完整性与安全性这两个概念是有本质区别的,合法用户的不当操作
同样会给数据库带来损害。我们有意设计了一些不合理的测试数据,例如:允许用户收藏一个根本不存在的歌曲;歌手的年龄小于0等,让学生体会到一个没有完整性约束的数据库系统将无法正常工作,进而要求学生为NetMusicShop数据库中的基本表添加必要的参照完整性约束和用户自定义约束,并进行违约测试。
6) 第6章 关系数据库理论(讲授演示:4学时);第7章 数据库设计(讲授演示:6学时)。
课程进行到这里,正好完成了一半的课内实验任务,学生已掌握了数据库基本对象的管理技术,这时我们没有再安排专门的上机实验,而是要求学生在总结前一阶段实验的基础上,回过头来思考两个问题:为什么要这样设计NetMusicShop数据库?如何才能保证设计出的数据库是正确的?第6、7章的学习给出了答案。接下来布置了一个书面作业,要求学生按照关系数据库的设计理论,对“网上多媒体音乐商店”进行需求分析、概念设计和逻辑设计,对原有的NetMusicShop数据库进行优化处理,同时要注意把握规范化的程度。
7) 第8章 数据库编程(讲授演示:6学时;课内实验:6学时;课外实验:4学时)。
有了数据库基本操作的基础,再加上关系数据库理论的充实,学习更高一级的数据库编程技术
便顺理成章了。要让学生理解SQL的编程技术可以弥补标准SQL语言在实现复杂应用逻辑方面的不足,具有提高数据库应用系统效率和安全性等优点。本章要完成多个关于流程控制、存储过程和触发器方面的实验。例如:把检查用户登录“网上多媒体音乐商店”权限的判断逻辑,以存储过程的形式放在后台的数据库服务器中,来避免客户端可能发生的“SQL注入”的安全隐患;当管理员要向专辑表中插入一新的专辑时,先要判断该专辑是否存在以避免重复插入引发的系统错误;商家进行促销活动,对购买专辑数量达到规定额度的用户自动进行返款奖励等。
8) 第9章 数据库恢复技术(讲授演示:4学时;课内实验:1学时;课外实验:4学时);第10章 并发控制技术(讲授演示:4学时;课内实验:1学时)。
围绕这两章的内容,通过实验让学生了解SQL Server数据库管理系统实现恢复和并发控制的机制,能够制定合理的数据备份策略,并针对不同的故障采取最有效的恢复手段。
9) 第11章 传媒数据库技术(讲授演示:4学时;课外实验:6学时)。
通过这章的学习,使学生认识到就传媒行业而言,除了常规的人事、财务、设备、办公自动化管理外,随着远程教育、视频点播、交互电视、动漫游戏、电子出版物等新兴媒体的涌现,对
海量的视频、音频、动画等多媒体信息的获取、存储和检索的需求,对传统的以格式化数据为主要处理对象的数据库技术提出了新的挑战和更高的要求。由此,促进了多媒体数据库技术的发展。
一个多媒体数据库系统应具备能够表示多种媒体的数据,对其进行必要的描述和解释;能够协调处理各种媒体数据,正确识别各种媒体数据之间空间或时间上的关联(同步);除了满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外,还能满足媒体数据独立性;能够提供比传统DBMS更强的适合非格式化数据查询的搜索功能(如图像缩放、情节搜索等)等特点。因此多媒体数据库涉及多项核心技术,包括:数据的集成技术;大容量、高带宽的存储技术;数据的压缩/解压缩技术;多媒体数据模型;元数据及其生成;基于内容的多媒体信息查询和索引技术等。考虑到本科学生目前的知识水平,对这部分内容的讲解一定要做到深入浅出、通俗易懂,不一定要求学生对原理有多么深刻的理解,只要清楚将来如果希望从事多媒体数据库技术方向的研究和应用,应该从哪些方面入手,考虑哪些问题即可。本章针对开发能力较强的同学给出了多个拓展实验,例如:利用SQL Server二进制大对象(BLOB)的处理技术实现对音频、视频、动画等多媒体数据的存取;XML数据管理;全文检索等。
为了引导实验能力较强的学生进行探究性学习,我们在每一章都设计了一定数量的拓展性实验。对认真思考问题,提出独到见解的同学给予当堂表扬直至平时成绩加分的鼓励,并优先推荐他们加入教师的科研团队和大学生创新实验计划项目。

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