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摘要：随着信息化的普及，数据库系统成为高校计算机专业的一门重要课程，以数据库中的规范化设计理论教学为例，引入“案例教学”教学方法，通过案例的提出和解决，引导学生自己主动去发现知识，掌握理论，取得了较好的教学效果。
关键词：教学模式；学生主体；案例教学；规范化设计
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009—0118（2012）10—0135—02
一、引言
高等院校中，《数据库系统》是计算机专业及信息管理专业的必修基础课。牵涉到的理论概念比较抽象，如数据库的规范化设计理论这一章节是本课程的一个难点及重点，而这部分内容比较抽象、枯燥，如按照传统的教学方法，以教师讲授为主，先从概念入手，然后介绍相关理论知识，最后给出应用实例，学生一开始就面对如此复杂、枯燥的概念，很容易出现畏难情绪，所以，在讲完大量概念之后再着手介绍相关的规范化理论知识，可想而知，此时，大部分学生已经失去兴趣，学习积极性不高，当然达不到预期的教学效果了。
二、对策思路
基于建构主义的教学法[1—2]提倡在教师指导下的、以学生为中心的学习，明确并坚持学生在学习中的主体地位、教师在教学中的引导作用；而案例教学，实质上就是一种基于建构主义的教学模式，首先通过对教学案例的选择和设计，让学生对案例进行充分的分析、讨论，充分表达自己的见解，最后教师归纳总结。案例教学主要步骤可以归纳如下[3—4]：
（一）选择与设计教学案例
（二）课堂讨论
（三）教师归纳总结
（四）巩固加强
下面针对数据库的规范化设计理这一章节的教学，本文进行了如下探讨。
三、教学中具体应用
（一）回顾相关知识
首先，为了达到承上启下的作用，教师按照教学大纲相关的知识点，请同学们先回顾相关概念：候选键、主键（码）、外键、主属性、非主属性。选择教师适当引导、学生主动回答的教学方式。让学生认识到关系模式规范化设计理论的重要性，在关系数据库设计中，数据合理存储和组织的核心是设计科学的关系模式，能准确反映现实世界实体间的联系，最大限度的减少冗余这就是关系模式规范化的问题[5]。
（二）教学案例的设计
首先由教师提出一个真实应用场景，让学生自己去设计数据库模式结构，在学生取得共识时才引入理论讲解，引导深入[6]。所选的案例通常是学生们比较熟悉的应用场景如设计一个学生学习情况数据库StuDB，它有属性：S#（学号）、SN（姓名）、SD（所在系）、SA（年龄）、C#（课程号）、CN（课程名）、G（成绩）、PC#（先修课编号）。很多同学很自然地会采用下面的关系模式来表示：S_C_G（S#，SN，SD，SA，C#，CN，G，PC#），即把所有字段属性都放在一起；此时，教师教师可以提示让学生输入一些数据去“实证”，在实际数据中发现问题，分析方案的优劣。经过输入数据，如表一所示，学生发现关系模式存在着这样的问题：
由表1可知：
1、如“张华”选了五门课程，那么“张华”的相关信息就要在计算机存储系统中重复存储五次，这就是数据冗余的问题。
2、修改異常的问题。例如“张华”的年龄改变了，相应的五个元组上的数据都要改变，如有一个元组的年龄未改变，就会造成”张华”的年龄字段值不唯一，这就是修改异常的问题。
3、如果学生未选课，那么要将该生的S#学号、SN姓名、SD所在系、SA年龄存储到关系中时就会出现问题。因为在属性C#，CN，G，PC#上没有值，而C#是键的一部分，按照实体完整性约束的要求，不容许键中出现空值。这就是插入异常的问题。
4、如果学生毕业了，要把学生元组从数据库中删除，同时也会把课程读息从数据库中删去。这是不允许的现象，我们称之为删除异常的问题。
（三）案例的课堂讨论
下面，可以组织学生进行讨论通过输入实例数据后发现的各种冗余和异常问题[7]，如：
1、在现有关系模式结构下下，能不能解决该关系模式存在的各种数据冗余和更新异常问题？
2、如果要改变关系模式结构，改成怎样的关系模式才能避免上述问题？
3、什么是最优关系模式？标准是什么？
4、如何来实现？
同学们通过分析和讨论，提出了方案二——采用三个关系模式集合{S（S#，SN，SD，SA），C（C#，CN，PC#），S_C（S#，C#，G）}代替原关系模式S_C_G；同样的，教师让学生输入如表1相同的数据去验证，如表2所示。同学们自行得出结论，在方案二中，之前的各种冗余和异常问题得到了解决。表2 方案二的一个实例
（四）归纳总结，融会贯通
通过以上的讨论，同学们已经通过实例理解了模式分解和分解之后的优点，此时教师才引入理论，指出方案二之所以较优，原因是符合范式中的第三范式概念，它消除了非主属性对关键字的部分依赖和传递依赖；针对方案2的设计，提出了“一事一地”的模式设计原则[8]，指出在关系模式的设计中应尽可能只包含有直接联系的属性，不要包含有间接联系的属性，让一个关系描述一个概念（实体集）或实体间的一种联系，为下一章节—数据库的设计的学习埋下伏笔。
同时，教师引导学生理解这两种方案其实都有优缺点，如方案一，尽管存在着各种冗余和异常现象，但直观、查询方便，在数据量不大的情况下，实际应用中可以采用的；方案二，查询会涉及到多表连接，增加了系统开销；为了方便用户的查询，不少同学想到建视图，这样前后知识就融会贯通了
（五）巩固加强
给出类似的实例，让学生巩固之前所学知识；如借书（借书证号，读者姓名，读者单位，图书编号，书名，图书类别，借阅日期）关系模式，请学生分析优劣并进行分解。
四、结语
本文以关系模式规范化设计为例，结合实际案例，在实践中让学生“发现”理论，激发学生学习的积极主动性，很好的做到了理论联系实际，有效地培养了学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，在教学实践中取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]顾耀林，钱雪忠等.计算机公共课实例化教学法研究[J].无锡教育学院学报，2002，（22）：62—64.
[2]邹军华.基于建构主义理论的数据库教学设计与实践[J].教育技术导刊，2005，（8）：42—43.
[3]史江平.数据库教学中运用“任务驱动”教学方法的探索[J].太原大学教育学院学报，2010，28（1）：91—93.
[4]王颖，俞启定.“教学做合一”：“做中学”思想的创新与继承[J].中国职业技术教育，2006，（23）：44—66.
[5]王红艺，李冠峰，杨春蕾等.实例教学在数据库原理教学中的应用[J].电脑知识与技术（学术交流），2007，（5）：145—147.
[6]陈勇.“做中学”在计算机理论教学中的应用[J].计算机教育，2010，（16）：72—74.
[7]彭三城，倪岳浩，邓小鸿.案例教学在《数据库原理》教学中的应用[J].科技信息，2006，（2）：127—128.
[8]Hay P，Katsikitis M.The expert in problem—based and case—based learning：necessary or not[J].Medical Education，2001，35（1）：25—30.
关键词：教学模式；学生主体；案例教学；规范化设计
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009—0118（2012）10—0135—02
一、引言
高等院校中，《数据库系统》是计算机专业及信息管理专业的必修基础课。牵涉到的理论概念比较抽象，如数据库的规范化设计理论这一章节是本课程的一个难点及重点，而这部分内容比较抽象、枯燥，如按照传统的教学方法，以教师讲授为主，先从概念入手，然后介绍相关理论知识，最后给出应用实例，学生一开始就面对如此复杂、枯燥的概念，很容易出现畏难情绪，所以，在讲完大量概念之后再着手介绍相关的规范化理论知识，可想而知，此时，大部分学生已经失去兴趣，学习积极性不高，当然达不到预期的教学效果了。
二、对策思路
基于建构主义的教学法[1—2]提倡在教师指导下的、以学生为中心的学习，明确并坚持学生在学习中的主体地位、教师在教学中的引导作用；而案例教学，实质上就是一种基于建构主义的教学模式，首先通过对教学案例的选择和设计，让学生对案例进行充分的分析、讨论，充分表达自己的见解，最后教师归纳总结。案例教学主要步骤可以归纳如下[3—4]：
（一）选择与设计教学案例
（二）课堂讨论
（三）教师归纳总结
（四）巩固加强
下面针对数据库的规范化设计理这一章节的教学，本文进行了如下探讨。
三、教学中具体应用
（一）回顾相关知识
首先，为了达到承上启下的作用，教师按照教学大纲相关的知识点，请同学们先回顾相关概念：候选键、主键（码）、外键、主属性、非主属性。选择教师适当引导、学生主动回答的教学方式。让学生认识到关系模式规范化设计理论的重要性，在关系数据库设计中，数据合理存储和组织的核心是设计科学的关系模式，能准确反映现实世界实体间的联系，最大限度的减少冗余这就是关系模式规范化的问题[5]。
（二）教学案例的设计
首先由教师提出一个真实应用场景，让学生自己去设计数据库模式结构，在学生取得共识时才引入理论讲解，引导深入[6]。所选的案例通常是学生们比较熟悉的应用场景如设计一个学生学习情况数据库StuDB，它有属性：S#（学号）、SN（姓名）、SD（所在系）、SA（年龄）、C#（课程号）、CN（课程名）、G（成绩）、PC#（先修课编号）。很多同学很自然地会采用下面的关系模式来表示：S_C_G（S#，SN，SD，SA，C#，CN，G，PC#），即把所有字段属性都放在一起；此时，教师教师可以提示让学生输入一些数据去“实证”，在实际数据中发现问题，分析方案的优劣。经过输入数据，如表一所示，学生发现关系模式存在着这样的问题：
由表1可知：
1、如“张华”选了五门课程，那么“张华”的相关信息就要在计算机存储系统中重复存储五次，这就是数据冗余的问题。
2、修改異常的问题。例如“张华”的年龄改变了，相应的五个元组上的数据都要改变，如有一个元组的年龄未改变，就会造成”张华”的年龄字段值不唯一，这就是修改异常的问题。
3、如果学生未选课，那么要将该生的S#学号、SN姓名、SD所在系、SA年龄存储到关系中时就会出现问题。因为在属性C#，CN，G，PC#上没有值，而C#是键的一部分，按照实体完整性约束的要求，不容许键中出现空值。这就是插入异常的问题。
4、如果学生毕业了，要把学生元组从数据库中删除，同时也会把课程读息从数据库中删去。这是不允许的现象，我们称之为删除异常的问题。
（三）案例的课堂讨论
下面，可以组织学生进行讨论通过输入实例数据后发现的各种冗余和异常问题[7]，如：
1、在现有关系模式结构下下，能不能解决该关系模式存在的各种数据冗余和更新异常问题？
2、如果要改变关系模式结构，改成怎样的关系模式才能避免上述问题？
3、什么是最优关系模式？标准是什么？
4、如何来实现？
同学们通过分析和讨论，提出了方案二——采用三个关系模式集合{S（S#，SN，SD，SA），C（C#，CN，PC#），S_C（S#，C#，G）}代替原关系模式S_C_G；同样的，教师让学生输入如表1相同的数据去验证，如表2所示。同学们自行得出结论，在方案二中，之前的各种冗余和异常问题得到了解决。表2 方案二的一个实例
（四）归纳总结，融会贯通
通过以上的讨论，同学们已经通过实例理解了模式分解和分解之后的优点，此时教师才引入理论，指出方案二之所以较优，原因是符合范式中的第三范式概念，它消除了非主属性对关键字的部分依赖和传递依赖；针对方案2的设计，提出了“一事一地”的模式设计原则[8]，指出在关系模式的设计中应尽可能只包含有直接联系的属性，不要包含有间接联系的属性，让一个关系描述一个概念（实体集）或实体间的一种联系，为下一章节—数据库的设计的学习埋下伏笔。
同时，教师引导学生理解这两种方案其实都有优缺点，如方案一，尽管存在着各种冗余和异常现象，但直观、查询方便，在数据量不大的情况下，实际应用中可以采用的；方案二，查询会涉及到多表连接，增加了系统开销；为了方便用户的查询，不少同学想到建视图，这样前后知识就融会贯通了
（五）巩固加强
给出类似的实例，让学生巩固之前所学知识；如借书（借书证号，读者姓名，读者单位，图书编号，书名，图书类别，借阅日期）关系模式，请学生分析优劣并进行分解。
四、结语
本文以关系模式规范化设计为例，结合实际案例，在实践中让学生“发现”理论，激发学生学习的积极主动性，很好的做到了理论联系实际，有效地培养了学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，在教学实践中取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]顾耀林，钱雪忠等.计算机公共课实例化教学法研究[J].无锡教育学院学报，2002，（22）：62—64.
[2]邹军华.基于建构主义理论的数据库教学设计与实践[J].教育技术导刊，2005，（8）：42—43.
[3]史江平.数据库教学中运用“任务驱动”教学方法的探索[J].太原大学教育学院学报，2010，28（1）：91—93.
[4]王颖，俞启定.“教学做合一”：“做中学”思想的创新与继承[J].中国职业技术教育，2006，（23）：44—66.
[5]王红艺，李冠峰，杨春蕾等.实例教学在数据库原理教学中的应用[J].电脑知识与技术（学术交流），2007，（5）：145—147.
[6]陈勇.“做中学”在计算机理论教学中的应用[J].计算机教育，2010，（16）：72—74.
[7]彭三城，倪岳浩，邓小鸿.案例教学在《数据库原理》教学中的应用[J].科技信息，2006，（2）：127—128.
[8]Hay P，Katsikitis M.The expert in problem—based and case—based learning：necessary or not[J].Medical Education，2001，35（1）：25—30.