數據庫系統原理論文范例6篇

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數據庫系統原理論文

數據庫系統原理論文范文1

關鍵詞:數據庫,Access,教學改革

 

隨著計算機在工作和生活中的應用越來越廣泛,計算機技術已廣泛應用于社會生活的各方面。數據庫技術是隨著計算機科學技術的發展的需要而產生的,是計算機科學與技術領域中發展最快應用最廣泛的領域之一,經過多年的發展該技術已經形成了比較完整的理論體系和非常廣泛的應用系統。目前,各高職院校已將《數據庫原理及應用》這門課程列為高職教育中計算機類專業的骨干專業課程。

《數據庫原理及應用》作為高職高專院校計算機類專業的一門重要的專業課,課程本身比較抽象,而數據庫技術又是計算機科學中最活躍、應用最廣泛的內容之一,其教學主要任務就是要通過課堂教學和課后實踐練習,使學生能夠較全面的掌握數據庫系統的基本概念、基本原理和基本方法,初步掌握數據庫的設計方法,并能初步具備用數據庫技術解決實際問題的能力。當前本課程的教學還存在著一些問題,因此對其進行改革勢在必行。

一、《數據庫原理及應用》課程目標

本課程系統地介紹數據庫的原理知識,并結合具體的數據庫管理系統軟件(Access)來介紹原理的應用過程。通過這門課程的學習,使學生掌握數據庫應用系統開發方法,在數據庫軟件開發的過程中能夠選擇正確的開發平臺,正確地、合理地進行數據庫設計,能有效地使用數據庫技術解決數據處理中的實際問題,從而提高軟件開發的整體質量。

二、《數據庫原理及應用》教學內容

《數據庫原理及應用》的課程內容牽涉的范圍是比較廣,其主要包括關系數據庫理論知識、Access數據庫的設計和管理以及數據庫應用三方面。而傳統的教材編輯往往以理論為主,整本書主要介紹了有關數據庫的基本概念,實際的綜合操作應用內容較少,而實際應用是非常關鍵的。面對這種情況,教師應在總體上把握,抓住主脈絡把學生盡快地引導到學習的主干上來。一旦把基礎打好,教師就可以適當舉些實例,將所學的內容聯系到實際中去解決問題,這樣就可以保持知識的連貫性,并且可以加深學生們對所學內容的理解。

三、目前的《數據庫原理及應用》教學現狀及其存在的問題

現在高職高專院校都開設了數據庫技術這門課程,教學的內容和教學方法也大體相同,并且大都呈現出同樣狀況,學生的學習狀態不佳,學習目的不明確,導致學習效果不理想,在實際應用的過程中無從下手。目前的高職高專院校的《數據庫原理及應用》的課程的教學方法和教材大部分照搬普通本科院校,不適應高職院校教學發展的需要。在教學過程中存在如下幾個方面的問題:

1.教學內容陳舊

傳統教材主要以關系數據庫Access為例介紹數據操作及數據庫編程,內容包括:Access數據庫的基本操作和七個對象的基本操作,結構化查詢語言SQL,關系數據庫理論等內容。由于教材編寫時間相對較早,其中的許多理論和技術在實際中已經沒有或很少得到應用,并且七種對象的綜合應用部分少;另一方面,教材中大部分程序設計和命令對高職院校大一學生來說較難理解。2.實踐教學環節重視不夠

目前實驗課教學存在很多弊端,如:學生不明確實驗目的,實驗的內容不清楚,實驗環境不方便,考核中實驗課占的比例小。博士論文,Access。課程設計時間少,大多數學生為了完成任務,只有仿照參考書上的案例用開發工具去實現,甚至互相拷貝修改,沒有經歷軟件開發的系統分析過程,如:需求分析、概念結構設計和邏輯結構設計。

3.課程考核方式不合理

課程的評價方式一般是筆試考試和課程設計。但課程設計考核方式一般是只提交電子版本實習(實驗)報告和所做的軟件系統,這種方式難以避免學生相互復制或從網絡上下載等現象。并且傳統的考試制度使大部分學生死記硬背,不會靈活運用所學知識。

四、改革《數據庫原理及應用》課程教學的幾點思考

針對目前普遍高職高專院校的《數據庫原理及應用》課程的教學體系存在的不足,只有通過教學內容的整合與優化,并以課堂教學環節、實踐教學環節、考核方式的改革相配合,建立一個合理的教學體系,才能提高學生的學習興趣,提高學生在數據庫技術課程應用中分析問題和解決問題的能力,促進教學質量的提高。

1.課程目標與內容體系的改革

《數據庫原理及應用》課程的最終目標是培養學生使用數據庫技術解決實際應用中的各類問題。因此,該課程的教學不僅要讓學生理解數據庫的基本概念和基本原理,掌握數據庫設計的方法,更重要的是培養學生邏輯思維和邏輯推理的能力、自學能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力、創新意識和創新能力;此外,在完成課程沒計和課題開發的同時,還要培養學生的團隊協作精神。博士論文,Access。創新的具體實施和體現是在課程的內容體系上,本課程的內容體系以厚實的基礎為原則,處理好傳統與現代、理論與實踐、知識與創新的關系,保持教學內容的完整性、先進性。

該課程內容體系的主要特點是:(1)理論教學與實踐操作相結合。在理論教學的基礎上,配以一定數量和較高質量的習題練習,強化了學生對具體問題的分析設計能力,教學實踐起到了觸類旁通、事半功倍的效果。(2)強調實務操作的真實性。教材中的練習基本上都是理論,為了讓學生在一個實踐課中能充分利用有限的時間,課程組組織編寫了與教材配套的《數據庫原理及應用實訓指導》,在實訓過程中,要求學生嚴格按照實訓步驟進行,不斷提高動手實踐能力。(3)強化數據庫應用系統的開發能力。該課程的最終培養目標是讓學生在理解數據庫理論的基礎上,掌握數據庫應用系統的開發與設計。博士論文,Access。為此,課程組安排了課程設計、畢業設計及課題開發等實踐環節,讓學生在大量的實踐過程中掌握數據庫應用系統的設計方法,培養學生的數據庫應用能力、創新能力和團隊協作精神。

2.編寫新的教材,更新教學方法

為了使學生掌握流行的數據庫管理軟件,我們重新編寫了新的教材,參加編寫的人員都是長期從事數據庫技術教學第一線的教師,在總結多年教學經驗的基礎上,選用了Access這種數據庫管理系統作為教學示例軟件,同時Access也成為全國高等院校計算機等級考試中的二級考試內容。Access數據庫是Office辦公系列軟件的主要組件之一,是一種為數據庫管理和應用程序開發而設計的面向對象的可視化程序設計語言,不僅能使編程人員從復雜的工作中解脫出來,而且在程序開發上不再需要過多地與語言打交道,可視化的開發過程使原先以編碼為主的開發變為以操作為主的開發,從而極大地提高了開發效率,縮短了開發周期。在教學過程中,針對數據庫技術發展迅速、內容豐富和實用性強的特點,總結出“理論與實踐并重,體現案例教學”這兩條原則和三種授課方式:課堂理論講授、機房上機實踐和學生分組分項目完成項目練習。

通過這樣的教學方法提高學生的學習興趣,培養學生團隊合作精神,加強學生對數據庫技術的掌握。案例教學起源于哈佛大學商學院,它是一種與傳統教學的“概念——理論——應用”模式完全相反,采用“案例——理論和概念”模式的教學方法。通俗地講,案例教學是通過對具體實例的演示、講解,讓學生對案例進行分析、討論、交流,充分表達自己的見解,以達到高層次認知學習目標的一種啟發式教學方法。案例教學的過程主要步驟如下:(1)教學案例的選擇與設計;(2)案例分析與講解;(3)課堂討論;(4)綜合討論結果,得出結論。

3.完善考核制度,重視能力培養

《數據庫原理及應用》這門課程要求學生既掌握一定的理論知識,也能熟練運用一種數據庫管理系統軟件。博士論文,Access。傳統的單獨理論試卷考試會導致學生為應付考試而對相關理論知識在考前臨時突擊,死記硬背,出現“高分低能”現象,這與該課程培養應用型人才的目標是相悖的。博士論文,Access。為此可以采用理論筆試與平時實踐各占一定比例的考核方法。博士論文,Access。平時實踐分項目實踐可以督促學生增強自己的動手能力和對所學知識進行應用的能力,理論考試采用機考的形式,通過考試系統軟件隨機生成試卷,使相鄰學生的試題摘要素的綜合改革和建設。

五、結束語

隨著數據庫技術的不斷發展,知識的不斷更新,即使在現在看來是比較合適的教材,教學方法等在經過一段時間之后,也可能顯得過時和落后。因此,我們應經常進行教學研究討論,在教學過程中,認真思考、積極探索,使此門課程的教學水平有進一步的提高。

參考文獻:

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[3]宣軍英.淺談數據庫原理的教學方法[J].嘉興學院學報,2006,(3)。

數據庫系統原理論文范文2

關鍵詞:研究型教學模式;數據庫系統原理;內容模塊化;課程訓練載體;學習效果評價體系

基金項目:北京市重點學科共建項目計算機應用技術(XK100040519)。

教育部在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中指出:“積極推動研究性教學,提高大學生的創新能力”。由于計算機科學的飛速發展,在高等院校特別是具有研究特征的高等院校計算機專業探討和實踐研究型和創新性人才的培養方法與有效途徑就顯得尤為迫切。為此,中國計算機專業教學指導委員會也在《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范》中專門強調了研究性教學和創新能力的培養問題。

目前,數據庫系統原理課程不僅是計算機專業的核心課程,也已成為非計算機專業的必修課或選修課。隨著計算機科學的發展,數據庫技術在理論上不斷得到創新,這就要求教學方法也要不斷改革。傳統的以老師為主導的講授方法不利于學生建立對數據庫課程的興趣,進而影響學生對數據庫系統知識的掌握和實踐能力的提高。研究型教學模式對于培養學生的創新能力、主動學習能力和團隊協作能力,以及提高學生的綜合素質,有著積極的意義,因此成為了當前教育教學研究的熱點之一。如何將這一模式有效地應用于數據庫系統原理課程的教學之中,仍是一個值得引起關注和深入研究的問題。

我們在數據庫系統原理課程的理論和實踐教學中進行了研究型教學的嘗試,首先將課程的內容模塊化,根據模塊的特點設計問題情景和研究型課程訓練載體,用以問題為導向的主動式學習方式來激發學生的思維和興趣,輔以多元化的課程訓練環節和面向過程的學習效果評價體系,目的是使學生在主動探索求

知的學習過程中,將外在知識轉化為內在經驗,從而增進學生的思考、分析和創新能力。

1教學內容模塊化

美國教育心理學家和教育改革家布魯納在他的教學過程提出了學科基本結構的觀點,強調掌握學科基本結構的重要性。我們通過將課程的內容模塊化幫助學生掌握教材全貌,同時根據模塊的不同特點設計問題情景和研究型課程訓練載體。

數據庫系統原理課程的內容涵蓋數據庫系統的基本概念、基本原理和基本技術[1-3],我們將其主要內容分成12章、3個模塊(關系模型、數據庫設計與應用、數據庫管理系統)進行講述,如圖1所示。

第一章是緒論,主要介紹數據庫技術的發展歷程和一些基本概念,為進一步學習奠定基礎;第二章至第五章屬于關系模型模塊(下簡稱模塊1),通過講授模型的三個要素(數據結構、數據操作、完整性約束)讓學生建立扎實的關系數據庫理論基礎;第六章至第八章屬于數據庫設計與應用模塊(下簡稱模塊2),通過講授關系數據庫規范化理論、數據庫設計和編程方法,使學生掌握現代信息系統中數據庫的設計和開發技術;第九章至第十一章屬于數據庫管理系統模塊(下簡稱模塊3),通過講授查詢處理與查詢優化、事務管理與數據保護,使學生掌握數據庫管理系統的實現技術;第十二章是數據庫新技術,通過介紹分布式數據庫、XML數據庫、數據倉庫與聯機分析處理等,使學生簡單了解目前數據庫發展的前沿技術。

圖1課程總體框架

2多元化的課程訓練環節

課程訓練載體是運用以問題為導向的研究性教學方法的實現手段,不同的課程內容將使用不同形式的訓練載體以完成研究性教學目標。針對不同的模塊,需要建立形式多樣的課程訓練環節。對于系統實

現模塊,討論和撰寫研究報告是實施研究型教學的重要手段;同時,研究型教學不能輕視實踐技能的培養和訓練,原先的實驗模式已經不能滿足培養創新性人才的需要,要按基礎驗證性實驗、設計性實驗和探索性實驗等多個層次來分別設計。

針對數據庫系統原理教學內容的特點,以及該課程理論聯系實際的原則,我們安排了課堂討論、專題研究、多層次的實驗教學作為研究性教學的訓練載體。其中,課堂討論是一種多通道的知識信息傳遞交換,討論式教學既要輸出知識信息,又要從一個立體式的環境中輸入更多的知識信息,這些信息都是屬于探究性的,需要通過思維活動,對知識信息進行分析、綜合、抽象、概括等一系列的“加工整理”,達到豐富知識、弄懂存疑的目的。專題研究要求學生課后圍繞給定的專題收集和閱讀相關資料,嘗試對問題從廣度和深度兩個方面作相關的研究,該項訓練不僅能培養學生的自主學習能力,而且能培養學生獨立思考能力、綜合分析能力和規范地撰寫科研報告的能力。數據庫原理課程是一門實踐性較強的課程,實驗是必不可少的。對于驗證性實驗,教師對學生的要求不僅是用實驗驗證原理,而且要研究有關問題,鼓勵學生自己提出問題,并通過實驗驗證;對于設計性實驗,重在培養學生搜集資料、實際解決問題、論文寫作和團隊協作等綜合素質;而對于探索性實驗,主要配合專題報告開展,著重培養學生自主學習能力和創新能力。

各種訓練載體的組織形式不同。教師可在第一次上課時布置分組,每組由3~4位同學組成,設組長1名,學期內所有需要分組實施的訓練載體(課堂討論、專題研究、設計性實驗)均采用同樣的組員構成。

2.1課堂討論

課堂討論主要圍繞模塊3展開,模塊3重點介紹數據庫管理系統的實現原理,我們通過有效的訓練載體培養學生發現問題、定義和解決問題,最后對解決方案評價論證的能力。討論題的設計試圖還原歷史上的研究過程,逐步訓練學生掌握研究問題的方法。討論題分為以下兩類:

第一類討論題幫助學生在綜合分析已學知識的基礎上,學會發現問題,并進一步探討如何解決問題的方法。例如:關系模型與層次和網狀模型相比,最大的區別在哪里?這樣的區別會帶來怎樣的好處?同時會產生怎樣的問題?如何解決該問題?該討論題旨在引導學生在體會關系模型好處的同時,發現關系模型帶來的問題,即效率低下,從而引出對查詢優化手段和方法的研究與學習。

第二類討論題幫助學生在學習基本原理或實現技術的基礎上,進一步發現問題,并提出改進的方法,使問題的解決方案更加完善。例如:如何達到數據庫可靠性和高效率的平衡?該討論題的目的是在學生學習了基本的恢復實現技術后,在進一步發現效率問題的基礎上提出改進方案,為引出具有檢查點的恢復技術和數據庫鏡像埋下伏筆。又如:如何達到系統并發度和并發控制的開銷之間的平衡?該討論題引導學生考慮封鎖的粒度,通過在學習封鎖和并發控制的基礎上進一步思考問題,綜合已學知識提出可行的方案。

為保證討論效果,教師會在前一節課把討論題布置給學生,同時,把需要閱讀的資料提示學生。學生可預先閱讀相關資料,進行一些思考,做好討論準備。課堂討論分組進行,由組長記錄各方意見,并歸納總結。教師可隨機參與討論,并在討論中正確地引導、提問以及產生自己的見解。討論結束后,采用學生自愿與教師隨機抽查的方式選取倆組學生,由組長報告討論結果,其余學生可提問。教師點評是討論課的重要環節,點評的意義在于一方面教會學生怎樣從討論的內容中,總結出有價值的規律或結論;另一方面便于引出后續的學習內容。

2.2專題研究

數據庫系統原理課程的專題研究針對模塊設計,著重訓練學生綜合運用知識分析和解決問題的能力。針對模塊1和模塊3,我們設計了關系模型實現、數據庫性能調優兩個專題。這兩個專題以模型為主線,將從模型的三要素到深入數據庫管理系統內部實現的遞進性目標作為研究報告目標,引導學生通過完成研究專題,掌握規范的研究問題的方法。

關系模型實現專題的研究目標是探究數據庫管理系統對關系模型的實現方案,要求學生在學習模塊1的基礎上,選擇一個主流的商品化數據庫管理系統,探究該數據庫管理系統對關系模型的三大要素(數據結構、數據操作和完整性約束)的實現方法,并與課本所學知識做比較。學生需要按小組提交規范的研究報告,報告中需要闡明所選擇商品化數據庫管理系統的發展歷程及特點,討論該數據庫管理系統在關系模型的數據結構、數據操作和完整性約束的實現方面的特點,并比較與課本所學知識的不同之處。

數據庫性能調優專題的研究目標是研究數據庫管理系統的SQL調優方法,要求學生在學習模塊3的基礎上,按研究性學習指導書的提示查閱資料,自主學習SQL調優的有關知識,并選擇一個主流的商品化數據庫管理系統,在完成必要的實驗的基礎上,研究該數據庫管理系統的SQL調優方法。學生需要按小組提交規范的研究報告,報告中需要闡明與數據庫管理系統性能有關的因素,給出所選擇的商品化數據庫管理系統的SQL調優的原則,并分析SQL調優與DBMS查詢優化器的關系。

專題研究分以下幾步進行:

1) 研究專題的下達。講完相應知識點之后,教師布置相關的研究專題,同時提供給學生相應的學習資料和具體要求。學習資料包括研究性學習指導書、相關的搜索路徑,具體要求有論文格式和評分標準。

2) 學生進行課外學習。小組在研究專題下達的3日內確定組內各成員的分工,按照分工展開研究和討論。遇到小組研究中無法解決的問題,可及時與教師溝通。小組最終需提交規范的研究報告,并注明每位成員在報告中所做的工作。

最后是成果展示和教師點評。采用學生自愿與教師隨機抽查的方式選取2~3組學生展示研究成果。由組長報告研究結果,其他小組的學生可提問。每組學生報告完畢,教師必須點評。對正確的論點要予以肯定,必要時可以引導到更深的層次。對爭論的問題,學術界有結論的,教師應介紹有關的結論,對于無結論的,教師可闡明自己的觀點供學生參考,或指導學生查閱有關參考文獻等。

2.3多層次的研究型實驗教學

研究型教學不能輕視實踐技能的培養和訓練,研究型的實驗教學應該從問題出發,激發學生通過動手實驗探究問題的熱情,同時鼓勵學生對問題提出多種解決方案,并對各種方案進行評價和比較[6]。我院的研究型實驗教學按基礎驗證性實驗、設計性實驗和探索性實驗三個層次分別設計。

基礎驗證性實驗主要針對模塊1和模塊3設計,不同于傳統的實驗模式,教師對學生的要求不僅局限于用實驗驗證原理,而且要研究有關問題,實現對知識的拓展。除研究性學習指導書給出的需要探究的問題外,特別鼓勵學生自己提出問題,并通過實驗驗證。

設計性實驗針對模塊2設計,訓練目的是讓同學們對數據庫設計的全過程有整體的認識,并提高學生搜集資料、解決實際問題、論文寫作和團隊協作等綜合素質。在設計性實驗的實施過程中,若干同學組成開發小組,每位同學承擔不同的角色(如系統分析員、系統設計員、系統開發員、系統測試員等),協作完成一個小型信息系統的開發,使學生深入理解數據庫設計的基本方法、步驟和數據庫設計各階段的任務,掌握數據庫應用系統分析、設計與實現的方法和相關技術。設計性實驗的成果需要以小組為單位展示,展示過程中允許其他同學和老師提問。

探索性實驗針對模塊3設計,該實驗配合數據庫性能調優專題,要求學生在查閱資料、自主學習SQL調優相關知識的基礎上,設計實驗方案驗證SQL調優規則,并鼓勵學生提出新的SQL調優規則或發現已有規則存在的問題(如在不同的數據量或索引情況下執行代價不同等)。探索性實驗的成果展示隨專題報告進行。

3以科研項目驅動研究性學習

研究性學習需要應用的驅動,科研項目是課堂研究性教學活動的延伸。以項目驅動研究,以研究帶動教學,科研活動能夠培養學生的研究型思維、創新意識和實踐動手能力[4-5]。

我們通過開展大學生創新活動,讓部分學生參加到教師的科研項目中。這些項目在用到已學知識的同時,也會讓學生面臨新的挑戰,他們必須學習以科學研究的方式主動搜集信息,獲取知識,應用知識,最后解決問題的方法,該過程是一種獨創性學習活動,可以激發學生研究性學習的興趣。

與此同時,科研項目對研究型教學的開展也能起到積極的推動作用。在完成項目的過程中,教師需要學習新的前沿知識和技術,一方面可以豐富課堂教學,另一方面還可以從項目中抽取新的案例用于研究型教學。

4基于過程的學習效果評價體系

傳統的以學生考試成績為主的評價機制并不適用于研究型教學模式,研究型教學模式應側重對過程的考核。

為配合研究型教學,北京交通大學對主干課程的學時進行了彈性化處理。以數據庫系統原理課程為例,課程原本64學時,但實際安排80學時,其中的16學時是專為配合研究型教學設置的。我們將這些學時用于開展學術討論、專題報告輔導、探索性實驗的方案討論、學生成果展示及教師點評。

在考核方式上,我們將期末考試成績在最終成績中的比例降至50%,另外50%用于對過程進行考核(各部分所占的比例見表1)。其中,研究報告和實驗報告有詳細的評分標準,期末考試采用開卷的方式,考題比較靈活,需要學生在理解的基礎上解答問題。

表1課程學習效果評價體系

研究型教學是當前教育教學研究的熱點問題。我們對數據庫系統原理課程進行了研究型教學的探索與實踐,在對課程內容模塊化的基礎上,設計多元化的課程訓練環節和面向過程的學習效果評價體系,用以問題為導向的主動式學習方式來激發學生的思維和興趣,從而增強學生的思考能力、分析能力和創新能力。未來工作的重點在于進一步調動學生對研究性學習的積極性,充分發揮他們的主觀能動性,最終提高人才培養質量。

參考文獻:

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[5] 葉小平,湯庸,湯娜. 數據庫學科研究型教學探討[J]. 計算機教育,2008(2):17-19.

[6] 陳慧萍,牟艷. 數據庫系列課程實驗教學的探索[J]. 實驗室研究與探索,2008,27(1):105-107.

Study on the Research Teaching Model in Course of Principles of Database System

WANG Ning, XU Wei, YU Zhongqiang

(School of Computer and Information Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044,China)

數據庫系統原理論文范文3

關鍵詞:數據庫系統;雙語教學;課程改革

隨著我國正式加入WTO和目前經濟全球化進程的加快,開展和推進雙語教學對高等教育國際化日顯迫切[1-3]。數據庫技術作為中國計算機科學與技術學科教程2002(簡稱CCC2002)中的16門核心課程之一,至2004年起成為我校信息學院軟件工程、計算機科學與技術、網絡工程三個專業的本科生首批開展的雙語教學試點課程。過去4年我們以培養既精通計算機專業知識又精通英語的復合型人才為宗旨,以學生為主體,以雙語為手段,配合本科教學改革工作,進行了一系列教學方法和手段的探索和實踐。本文總結了該課程采用雙語教學工作的經驗和體會,這將有利于課程改革的順利進行和不斷得到改善提高。

1數據庫雙語教學的必要性

雙語教學(Bilingual Education)在英國《朗曼應用語言學詞典》所給的定義是“The use of a second or foreign language in school for teaching of content subjects”。即在學校使用第二語言或外語進行各門學科的教學[4]。我國當前的雙語教學模式主要屬于保持型雙語教學,即學生剛進入學校時使用本族語,然后逐漸地使用第二語言進行部分學科的教學,其他學科仍使用母語教學。

數據庫技術作為信息領域的支撐基礎和軟件學科的重要分支,經過三十多年的發展,已形成較為完整的理論體系和一大批實用系統,其應用領域占整個計算機應用的70%以上。網絡技術的發展和知識發現的需求,為數據庫技術開辟了廣闊的空間,帶來更強勁的發展勁頭。當前數據庫相關的前沿理論和先進技術的書籍和資料等,大多為外文制品,只有具有雙語能力才能真正把握該學科的前沿與方向[5]。

2數據庫系統雙語教學的實施

2.1明確教改思路與理念

該課程教授的對象是大三學生,這時學生已經完成了大學公共英語的學習,具備了比較豐富的詞匯量和一定的英語閱讀能力與溝通能力。由于自身的情況不同,學生的英語水平參差不齊,開展雙語教學必須根據課程的實際要求、學生的接受能力和自身英語水平等具體情況,決定其具體模式,并根據課程的進展情況和學生對課程的適應情況及時加以調整,從而達到掌握專業知識和提高學生實際英語能力的雙重教學目標。

2.1.1關于教材

教材是教學的基礎。合適的教材是影響雙語教學效果的一個重要因素。筆者選用教育部高等教育司推薦國外優秀信息科學與技術系列《數據庫系統概念》(第5版 影印版)。該教材與我國數據庫教學大綱一致性較好,且注重實際應用能力和綜合素質的培養,注重當代數據庫技術前沿的發展,遵循現代計算機教學規律,英語純正地道。但是該教材也面臨一些問題:篇幅過長(達1 064頁),涵蓋了計算機專業本科生和研究生學習的內容。在目前72學時的教學安排下,學生完全理解其全部內涵,是非常困難的。因此我們根據國內數據庫教學大綱的安排,對章節內容在難易層次上做了劃分,將教學內容定位于數據庫系統基礎篇,包括數據模型、關系數據庫系統、關系數據庫標準語言SQL、數據庫設計理論、事務管理五大組成部分。而有關數據存儲和查詢實現、對象數據庫和XML數據庫、分布式數據庫等更高級的內容只提供給能力較強的學生在課外學習。

2.1.2關于教學目標

通過本課程的學習,使學生理解、掌握數據庫系統的基本原理:包括數據庫的一些基本概念,各種數據模型的特點,關系數據庫的基本概念,SQL語言,關系數據理論,數據庫的設計理論;了解數據庫管理系統軟件的研究內容;掌握數據庫應用系統的設計開發方法;了解數據庫技術的主要內容和發展動向,以指導今后的應用。實踐方面:要求學生利用數據庫的原理知識和實用工具動手開發一個數據庫應用系統。其最終目的是培養學生運用數據庫技術解決問題的能力,激發他們在此領域中繼續學習和研究的愿望。

把專業知識的教學放在首位,將語言教學作為一種滲透。積極使用英語教學,但不要求學生在在詞匯和語法上做過多的糾纏,只要求學生能夠讀懂,理解課程的內容和表達方式。

2.1.3注重調動學生的積極性

當前雙語教學這種新的教學形式面臨著巨大的挑戰。對學生來說,面對枯燥的專業知識和大量數據庫英語詞匯,很容易產生抵觸情緒,喪失學習的信心。有不少的同學為了減輕學習的壓力,索性直接閱讀中文教材。因此充分調動學生的積極性是提高雙語教學質量的有利保證。在教學中我們注意把握如下幾點:首先,雙語教學的關鍵是教師。教師必須是“雙語人才”。雙語教學對教師的要求非常高,不僅專業精深、英語好,還要求用英語表達專業知識、解析專業詞匯等等。因此,工作難度和壓力比過去要大許多,教師要做好充分的思想準備和心理準備。其次要準確把握中文和英文的關系。雙語教學不等同于英語教學。雖然我們強調用英文的思維方式來閱讀和表達專業知識,但是絕不能忽視第一語言的母語在教學中的中介作用。為此我們采用循序漸進的方法,適當縮小英文上課的比例,從5%~10%開始,然后根據學生的接受情況增大英文比例。

2.2準備課件與案例資料

數據庫課程的一大特點是基礎理論內容較多,一些概念性內容和經典理論不容易理解,例如關系模式、關系運算、數據庫的規范化理論等知識。為了保證每節課的教學質量,需要精心組織教學內容,制作精美的多媒體課件以突出重點和難點。筆者采用“拿來主義”,對與該教材配套的1 000多張英文版電子教案進行了深入細致的分析。該電子教案以標準的科技英語形式涵蓋了全部的教學內容,同時配以圖、表、動畫等多媒體手段,大大增強了教學的科學性、直觀性、生動性及趣味性,避免了在板書中容易出現的英語書寫和表達錯誤,顯著加大了教學信息量,提高了教學效率。為了配合該課程的教學大綱,我們對PPT中的部分內容做了刪除和修改:通過加粗、注釋中文強調重點詞匯;采用不時穿插小練習(practice)以增加課件的交互性,使學生每學完一部分知識都有一定思考與消化知識的空間。另外,對一些實踐性強的內容,比如書寫關系代數表達式、SQL語句等內容,盡量板書在黑板上而不以PPT的形式呈現。實踐發現,教師適當的在黑板上以示范的形式表達教學內容會收到更好的效果。

采用外文原版教材另一個顯著的特點是強調CASE WORK(案例)在教學中發揮的作用。以該課程為例,該書以一個銀行運行實例來將許多概念有機的結合起來,包含了對一個相對完整銀行系統數據庫的需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計、應用與開發、運行與維護等一個數據庫應用系統涉及到的方方面面。對學生而言,將看似枯燥的理論知識和形象連貫的實踐操作聯系起來,有利于對知識的融會貫通。為了更進一步的發揮案例教學在數據庫教學中的應用,在數據庫的課程設計教學過程中,我們選取了一個貼近學生生活的案例“簡單網上機票訂購系統設計與實現”。在前期的準備階段,通過了解當前的教學背景,及課程中需要學生了解掌握的重點和難點,根據由知識易到難,簡單到復雜,循序漸進的方法,編寫了一套全英文的實踐教學材料。

2.3課堂教學方法

與傳統教學相比,雙語教學有其特殊性。雙語教學的實質是研究型教學模式,旨在全面培養學生自學能力。因此教師一定要教會學生自己探求知識,更新知識,培養學生創新精神,讓學生自主學習、自主發展。

2.3.1注重培養自學能力

雙語教學應該突出學生為主體的教學原則,讓他們參與到整個教學活動中去。不少同學覺得自學有困難,比如英語詞匯量大、專業詞匯不夠等,知識獲取遠不比課堂上來的直接。因此,針對不同的教學內容,我們對學生提出了一些自學的建議:提前至少閱讀每章的Introduction和Summary,大體上把握這一章的基本內容;要能對Review Terms中的專業詞匯會讀,會寫,理解其含義,并能用英出解釋;閱讀Bibliographical Notes,了解相關研究背景與歷史;能夠完成1~2題Practice Exercises。

2.3.2采用任務驅動式的教學模式

顧名思義,是由教師根據課程內容,為學生安排一定的學習任務,讓學生在完成任務的過程中掌握所學知識。它提倡“教為主導,學為主體”的教學思想,強調學生的主體性、積極性和創造性。在任務驅動式學習模式中,任務是課堂教學中問題提出的表現,是教學目標實現所依托的直觀形式。因此教師要縱觀整個課程,充分發掘教材因素,精心設計探索性問題,把握好時機,提供學生自主學習的最佳機會。問題可采用課本后面的基本練習題,也可根據課本內容自編題目。然后根據教材重點、難點和學生可能遇到的困難擬定討論題,組織學生質疑、討論、解疑,由學生自己“戰斗過關”。比如教學Transaction(事務)這一章時,教師先布置一下幾道思考題:

1)What is the definition of transaction?

2)What is the function of ACID properties of transaction?

3)How to test for serialization?

理解上述問題后,完成下列練習:

1)Database-system implements have paid much more attention to the ACID properties than have file-system implements. Why might this be the case?

2)Consider the precedence graph of figure 1. Is the corresponding schedule conflict serializable? Explain your answer.

Figure 1

理解上面兩道題后,再擬定適當題目組織學生討論:

1)Explain the distinction between the terms serial schedule and serializable schedule?

2)Why do database system support concurrent execution of transactions, in spite of the extra programming effort needed to ensure that concurrent execution does not cause any problems?

學生在教師的引導下,自學課本,嘗試練習,相互討論,自己解決問題,從而掌握事務的基本概念;事務的四個性質:原子性(A)、一致性(C)、隔離性(I)、持久性(D)以及如何判斷一個給定的調度是否是可串行化調度。這些知識為接下來進一步掌握數據庫的并發控制機制和恢復策略打下堅實的基礎。在整個教學過程中學生可以根據自己對知識的理解和表達能力采用適當的學習方式:能力稍差的同學先允許用中文思考和回答問題,然后逐步過渡到英文的表達;能力較好的同學要求用英文進行表達與討論。通過學生的自主探索、自主質疑、自主討論,不僅讓他們體驗成功的快樂,而且激勵學生學習計算機的興趣,同時增強學習的信心和勇氣。

2.3.3組織討論和演講

我們鼓勵學生當“小老師”,創設學生能夠進行語言實踐的情境。針對理論課和實驗課中的遇到的問題,鼓勵學生獨立思考,大膽質疑,敢于發表自己不同的觀點。比如對查詢:Find all customers who have both an account and a loan at the Perryridge branch,不同的學生可能會寫出不同的SQL語句。有的采用嵌套子查詢,有的采用集合操作,有的還使用視圖。在這些方法之中,到底哪些方法更優?又是基于什么理由?通過和學生的交流,挑選出其中幾個有代表性的在課堂上進行演講。當然這需要學生預先準備好材料,組織好語言,提供有說明力的證明。有時候還成為了一場小的英語辯論賽,他們各抒己見,爭鋒相對。教師最后進行分析和總結。從實施成效上來看,這樣的雙語教學模式不僅會避免那種學生只能解決課堂和試卷上出現的問題,僅停留在書本和字面上的雙語學習,而且讓學生所獲得的是在豐富的情境中,不斷發展著的語言知識和語言的運用。同時在運用雙語進行主題的交流和討論中,能弘揚學生主動性和積極性,推進教師與學生之間,學生與學生之間的人際和情感的交流;提高學生的英語實踐能力,為培養學生用英語進行思維和運用英語的能力打下堅實的基礎。

2.3.4課外上機實驗與課程設計

數據庫系統課程強調理論與實踐并重。每次理論講解后,都安排有課外習題,以供學生在實驗課上完成。學生只有通過上機操作才能使真正理解、消化課堂上的理論知識,這一點對數據庫的學習尤為重要。為了與理論教學協調同步,在時間和內容上很好的銜接,筆者編寫了一套《數據庫系統實驗指導書》。學生實驗結束要上交實驗報告,要求將實驗目的、實驗內容、實驗步驟以及在實驗過程中的體會、感受和遇到的問題等寫在實驗報告中,教師認真、及時點評指導。此外,在課程結束時,還要指導學生分組完成一個實際的數據庫應用系統的開發項目。教師通過精心設計案例,指導學生完成一個完整的分析、設計和開發實踐過程。鼓勵學生在課題開發過程中利用各種學習資源,比如圖書館、老師、網絡論壇等。學習和實踐數據庫開發設計的思路和方法,完成課程設計任務。通過課題的開發過程,促使學生講所學的知識用到實際的開發中去,使學生將所學知識得以融會貫通、鞏固提高。最后在實現系統的基礎上,需提交一份英文課程設計報告。課堂上通過樣例的講解,指導學生撰寫報告的基本規范和基本過程。如章節的編排、字體和字號的規范、內容的層次性,語言的表達等,以培養學生撰寫軟件工程文檔和英文論文的能力。

2.4考核形式

為增強教學效果,科學合理考核學生的學習情況,建立了課堂練習、作業、論文、演講、考卷、考勤等內容構成的數據庫雙語教學考核體系,以有效的保證良好的雙語教學質量。在每學完一章的內容后要求學生使用標準的數據庫專業術語進行書面總結。因為教材提供了一個簡單的Summary,因此學生可借以參考進行全面的歸納總結。這不僅有助于理解課堂內容還規范了學生英語表達方式。該項成績在總評成績中占10%。其次要求用英文撰寫課程設計,旨在提高學生的科技英語寫作能力和用英語研究思考科學問題能力,為以后撰寫科研論文打下基礎。該項成績在總評成績的20%。再者,要求每個學生在課堂上就教學相關內容進行一次英語演講或討論,從英文表達方式、語言是否流利、討論內容等多個方面進行評估。該成績以5%計入總評。最后,有別于一般計算機專業課考核方法(期末成績占70%),該雙語課程期末成績占60%。期末試卷采用全英文考卷,旨在考查數據庫系統的基本理論,數據庫設計的基本方法以及數據庫應用的相關策略。鼓勵學生用英文答題,并可酌情予以加分。

數據庫系統原理論文范文4

關鍵詞:創新意識;計算機軟件;課程建設;實踐教學;

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0115-02

計算機學科的快速發展要求計算機專業人才不僅要具備扎實的專業基礎知識、計算機系統設計與分析能力,還要具備不斷掌握新知識、新概念、順應計算機快速發展的創新能力和創新素質。因此,如何面向應用培養學生的實踐能力、創新能力,不僅符合現代教育的要求,同時也適應計算機學科發展的需求。在現有計算機課程體系中,數據結構、操作系統、數據庫、軟件工程、編譯原理等課程是計算機專業的軟件基礎和核心課程。這些課程貫穿于四年的計算機專業教育,是培養學生全面、系統掌握計算機專業知識、提高軟件研發能力與應用創新能力的重要課程。本文從計算機專業軟件課程群建設、構建軟件知識平臺、改進教學方法、提高實踐教學質量等方面,探討如何通過優化知識結構、構建實踐教學體系,將創新教育貫穿于整個專業教育過程中,面向應用培養和提高學生的創新意識,以適應計算機學科發展和專業教育的需要。

一、科學設置課程群框架,構建軟件知識平臺

以掌握軟件理論知識、提高基本技能為目標,按學科、課程相互聯系構建軟件課程群,使以數據結構、操作系統、數據庫、軟件工程、編譯原理等課程為中心的專業基礎課、專業課相互滲透、交叉,形成網絡結構,形成計算機專業的軟件知識平臺。

(一)課程群和教學內容設置的原則

1.突破基礎性標準,突出前瞻性要求。教育往往落后于技術的發展,而課程體系制定后也有一個相對的穩定期。我們以夯實專業基礎、提升實踐能力為重點,對軟件課程群的設置采用“基礎課群”和“專業套餐”相結合的課程框架。以專業基礎課為中心的“基礎課群”保持相對穩定,“專業套餐”中相應專業課、選修課應突出一個“新”字,可隨技術的發展每年調整。學科平臺課程群包括的主要軟件課程有、高級程序設計語言、數據結構與算法、操作系統、數據庫系統、編譯原理等;專業課課程群主要包括數字圖像處理、計算機圖形學、軟件工程、多媒體技術、軟件新技術模塊等。

2.突破課程局限,構建系列課程。計算機的課程具有理論性與實踐性都強的特點,而這些要求有時很難通過單門課程達到。以課程建設為中心,構建系列課程的目的是通過多門相關課程的學習和相應的實踐環節,使學生既具有扎實的理論功底,又具有很強的實踐能力和創新能力。以數據庫課程建設為例,通過設置數據庫系統(側重理論性)、數據庫程序設計(理論向技術過渡)、數據庫系統課程設計(突出實踐能力和創新能力),達到使學生既掌握基本原理,又能熟練應用和操作數據庫管理系統,并能設計和開發數據庫應用系統的能力。為突出專業特色,提高學生嵌入式系統和軟件系統開發的能力,我們在課程體系中分別為嵌入式方向軟件開發方向設置了兩組系列課程,每組包含3門相關課程。

(二)改革教學內容,優化知識結構

根據學科發展特點對軟件課程群的教學大綱和實驗大綱進行了修訂,主要體現在如下幾方面:

1.優化課程教學的內容。例如,數據庫技術發展很快,一本數據庫教材若連續使用多屆,必定難以適應技術的發展,這就要及時進行教學大綱和教學內容的更新,適當壓縮、刪減教材中的陳舊內容,增加補充專題,實現教學內容的動態調整,以保證教學內容的先進性和前瞻性。

2.明確不同課程教學內容的重點,保證不同課程教學內容的銜接。通過加強課程間實驗的繼承性、設立系列課程設計等策略,循序漸進地提高學生實踐能力和創新能力。

3.加強實踐環節比重,創建一種新型的實驗指導方式:增設課外實踐環節,與課內實踐學時比例為1:1。改變傳統的以班為單位、學生完全按教師指定的時間完成指定實驗的教學方式,允許和鼓勵學生免做一些簡單的實驗,或改變實驗項目的順序,或自選一些實驗項目。將傳統的教師講授、學生按時完成指定實驗,改為學生在教師指導下自主組織完成實驗,形成以能力為導向的學習環境。

二、改革教學方法,探索新的教學模式

為適應創新型人才培養的需要,在教學方法與手段上應不斷進行探索與創新,在教學過程中吸取傳統的教學方法的精髓,對傳統的教學方法進行整合和改造,探索開放式教學模式。

1.加強啟發教育模式,改革傳統教學方法。從根本上改變學生死記硬背、照搬課本的習慣,高校教師要科學設計啟發教育模式,積極實現由教師為主的課堂模式向以學生為主的新模式轉變,課堂教學多交流、多探討,突出學生的主體地位。以《數據結構》課程為例,不少學生覺得這門課的知識點多、算法靈活多變,上課時能聽懂,在課后自己獨立解決問題時卻不知如何下手。教師把知識“嚼碎了”教給學生,學生卻不能解決問題,這是為什么呢?其實《數據結構》的教學目的不僅是要讓學生學習數據結構的基本理論知識,更重要的是培養學生的思維能力和掌握解決問題的基本方法,幫助學生實現從知識到能力和方法的轉化。我們結合數據結構課程的特點和啟發式教學的目標,以質疑和分析為基礎,探討了一種新的教學實踐方法:QADS[1],使學生在學習過程中不斷思考,掌握學習方法,形成較強的學習能力,最終達到舉一反三目標。

2.探索基于CDIO的“開放式”教學模式。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)是麻省理工W院和瑞典皇家工學院等大學繼承和發展歐美20多年來工程教育改革經驗,創立的先進的工程教育模式[2]。C―D―I―O分別代表構思―設計―實現―運行,意指將工程教育寓于工程實踐之中,在產品從構思、研發、應用到再改進的全生命周期中,提升學生的工程基礎知識、個人技術能力、系統工程能力和團隊協作精神。我們根據軟件企業的人才需求,借鑒CDIO工程教育理念,探索基于CDIO的軟件課程教學模式,并將此教學模式成功應用于《數據庫系統》課程的教學中,選擇一個難度適中、知識拓展性強的工程項目貫穿整個課程,從項目需求分析,到概念設計、邏輯設計、物理設計,最后到數據庫的腳本生成,在這一系列過程中,展開各章理論知識的講解,將知識點的講授與項目的構思、設計、實現和運作緊密結合[3,4]。

3.建立多維互動教育教學模式。接受教育是以“講解―接受”的課堂教學模式為其實踐基礎的。由于我國的教育長期以來是一種以傳授知識為中心的教育,講授法長期以來成了“填鴨式”,學生的思想被禁錮起來,追求唯一答案的思想也嚴重地制約了創新意識的發展。進行創新教育,要鼓勵全體學生參與教學,在教育學的互動中調動學生的學習熱情、啟發學生的創造性思維。教學的互動并不僅僅局限于課堂教學中,還要延展到課堂外。結合精品課程建設,研發了網絡綜合教學平臺,為學生提供了包括課程介紹、課件下載、教學視頻、課后練習測試、在線答疑、提交作業、案例演示、工具下載、多媒體素材等豐富實用的教學資源。通過計算機網絡在線學習以及與教師在線交流,促進學生自主學習、個性學習和深入學習。教師還利用微博、微信、聊天群等途徑,實現與學生的多維互動。

課程教學是實現人才培養目標的基本途徑,是培養方案的基本落腳點。本文以計算機軟件專業基礎和核心課程為研究對象,將這些課程作為一個整體,從教學內容、考核方式、實踐教學環節等方面進行研究,圍繞課程群建設,將實踐教學和創新教育貫穿于整個專業教育過程中,全方位地培養和提高本科生的實踐能力和創新意識,將培養模式從“知識導向型”向“能力導向型”轉變,使學生不僅具體解決實際應用問題的能力,而且具有更好的靈活性和創新能力,以適應計算機技術的快速發展。

參考文獻:

[1]戴敏,劉鳳連,雷鳴.數據結構教學中QADS啟發式教學過程探討[Z].天津理工大學暑期教學研究論文集,2010.

[2]呂慶文,曹蕾,李遠念,陳武凡.基于CDIO模式培養復合型卓越軟件工程師的探索[J].高教探索,2013,(1):71-76

數據庫系統原理論文范文5

關鍵詞:機電一體化列車車輛檢修 計算機系統

中圖分類號:TV85文獻標識碼: A

一、機電一體化概念

“機電一體化”名稱是日本安川電機公司在19世紀60年代末的商業注冊時創用的,由機械學(mechanic)詞頭和電子學((electronics)詞尾組合而成mechatronics。目前已在世界范圍內得到認同,成為一正式英文名詞。機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高叮靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統上程技術。其中,機電一體化涵蓋技術和產品兩個方面,各種技術的相勺_關系如圖1所示。機械一體化產品小僅是人類肢體的延仲,還是人類感官與頭腦的延仲,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

圖1 機電一體化技術

二、機電一體化在鐵路車輛中的應用

早在18世紀,鐵路開始之初,鐵路車輛設計主要由機械工程師完成,并無電子學或反饋控制的引入。鐵路行業屬于成本密集型,軌道基礎設施的鋪造和維護、新車的研制與維修等都是大資金投入,都制約著鐵路行業,讓其謹慎前行。為提高鐵路與其他交通模式的競爭力,鐵路系統應逐步降低成本和能耗,這即意味著車輛應更加輕巧,機械結構更加簡易

鐵路車輛懸掛發展的前125年,其特性都是利用試驗方法來表征。

1809年,車輛轉向架就已獨立命名,但歐洲花了將近40年才在公共鐵路中使其規律化。自從19世紀60年代車輛動力學的出現,車輛懸掛系統的有效分析才算真正開始,計算機也越來越多地應用于完整車輛性能的分析和預測中,并在機械結構上獲得了獨特創新,如交叉支承、迫導向轉向架和單軸轉向架等?!爸鲃討覓臁钡牡絹恚耪嬲A示著車輛設計進入“機電一體化設計階段。

1、擺式列車

擺式列車,是一種特殊主動二系懸掛實例,其傾擺機構是機電一體化的典型結構,是小半徑曲線線路提速車輛的最佳選擇,可使車輛在普通路軌上的彎曲路段高速駛過而無需減速。歐洲國家大部分都發展了此類車輛,意大利的Pendolino,瑞典的X2000、西班牙的Talgo,德國VT611動車組以及瑞士的SIG。

圖2典型擺式列車截面 圖3擺式列車設計發展

擺式車輛通過曲線時,主動向曲線內側傾斜,降低乘客所感受的離心加速度。圖2是瑞典ADtranz設計的X2000車輛截面圖,車輛兩側空簧作為二系懸掛,安裝于傾擺搖枕之上,通過傾斜擺桿與轉向架連接,形成傾擺運動。傾斜擺桿能有效傾斜車體,且傾斜中心在車體地板面上。在歐洲,極力推薦采用機電作動器來取代早期使用的液壓作動器。圖3是意大利Pendolino截面,由Fiat提出,2000年用于瑞典,2001年用于英國。早期采用兩鋼彈簧簧作二系,液壓作動器垂直安裝于車輛中,受電弓通過一機械結構與轉向架相連,以避免與車體一同傾斜而導致的弓網離線問題。在SIG設計上,中間安裝一個大囊式空簧作為二系,用環形滾軸梁取代機械傾擺桿,設計獨立控制作動器對受電弓進行傾擺補償,作動器選擇上主要采用快速響應的機電作動器。

傾擺“硬件”―機械結構在小斷地改進,那么傾擺“軟件”―傾擺控制策略又是如何改變的呢?現代的控制理論發展都很成熟,關鍵在于軟硬件與實際錯綜復雜上況的配合,尤其對于控制系統的輸入提取剛開始,采用最直觀的控制方法,在車體上安裝加速度傳感器,計算橫向加速度調節量,驅動同向的作動器,采用經典的負反饋逐步調節。但突然消失的橫向加速度會使乘客感覺車輛存在運動問題,且傾擺機構在緩和曲線段反應慢。其后,則將加速度傳感器裝于不傾斜的結構―轉向架上,在反饋環中測試傾擺角再提供傾擺角度命令信號,抵消60一70%的曲線通過時疊加的離心加速度。但傳感器測試值包括曲線加速度以及由軌道小平順引起的橫向加速度,則需要濾波,否則將影響直線運行乘坐舒適度。此策略由會導致曲線進入區段的判定延遲。最后,利用車端信號的提前預測設計,以避免此問題的發生,較合理地實現了和機電一體化設計。

2、主動二系懸掛

若不大改變車輛結構,又要更進一步改善更高速車輛對軌道不平順的響應,提高乘坐質量,則關鍵設計是車輛二系懸掛的阻尼設計,目前較多應用機電控制,使普通的阻尼器變為阻尼可變且可控的減振器,“天棚阻尼”就是一典型設計。天棚阻尼控制是由美國D. Karnopp教授提出,是對車輛橫向振動進行控制。假設在車體和一個“固定墻”之間安裝一個虛擬的“天棚減振器”(如圖4所示),這個虛擬減振器在列車運行時始終提供這樣的阻尼力:力的大小只與車體絕對速度有關,與轉向架和車體之間的相對速度無關、“天棚阻尼”控制因不需要建立系統的數學模型且極易實現,從而得到廣泛應用。

圖4天棚阻尼控制原理圖

可變阻尼減振器阻尼的調節通常有兩種方法―---調節減振器的節流孔大小和液體黏度大小,實際操作中,則因控制策略和執行機構的不同,而產生了不同類型的主動、半半動懸掛方式,尤其在日本、法國、瑞典(ABB)和英國等研究較多。目前,最優控制、魯棒控制、自適應控制和智能控制等現代控制理論都在逐步應用于車輛懸掛控制,電磁作動器以及磁流變作動器等也都不斷改進,軟硬件同步發展和應用,不斷提升著車輛機電一體化水平。

當下機電一體化設計理念最創新的當屬主動車輪的設計。近兩個世紀的車輛布置,都是1個車體、2個轉向架和4個輪軸固接輪對(固接式),固定的結構始終存在一世界難題―蛇行,一二系懸掛系統也僅是抑制運動失穩,調優車體內部乘坐舒適度。而主動車輪/獨立車輪/輪對的構想,打破了原有機械結構,兩車輪旋轉獨立,分別控制,直線運行與曲線通過同時兼顧,運用了更多的機電控制。但,因車輛速度提升限制、控制硬件―傳感器、控制器與作動器的相互協調問題、機電一體化單元的可靠性、復雜的車輛運行工況的難以預測問題以及車輛單元部件的繁多等,目前此設計應用推廣范圍尚窄。

另外,車輛的牽引和制動系統,這部分與電力電子更加相關,電力驅動、交流電機、輪轂電機以及電力再生設備都是高度集成,功能性強,都嘗試利用先進的電力控制來操作輪軌粘滑特性,整合控制系統來優化對接觸斑的利用。更加特殊的磁懸浮車輛中,更加繁雜地運用了機電一體化思想,將電、磁、機都很好的結合在一起,但此設計的社會價值和經濟價值一直受到質疑,有待技術的逐步成熟來緩解。當然,除了鐵路車輛本身,與之相配套的設備,如線路、售票系統(鐵路客票制票機和移動補票系統等)、車站以及車輛維修基地等,都有機電一體化系統的參與。

三、車輛檢修管理信息系統數據庫設計

1、數據庫系統及其結構

建立數據庫是開發車輛檢修管理信息、系統的基礎。數據庫、數據庫系統、數據庫管理系統、數據庫應用系統是數據庫技術最基本的4個概念。

數據庫(database,DB)是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫,隨著信息技術和市場的發展,數據管理不再僅僅是存儲和管理數據,而轉變成用戶所需要的各種數據管理的方式。數據庫有很多種類型,比如最簡單的存儲有各種數據的表格以及能夠進行海量數據存儲的大型數據庫系統。

數據庫系統(database systems,DBS)是由數據庫及其管理軟件組成的系統。它是一個實際可運行的存儲、維護和應用系統提供數據的軟件系統,是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體。

數據庫管理系統(database management system,DBMS)是一種操縱和管理數據庫的系統軟件,是數據庫系統的核心。它是位于用戶和操作系統之間的一個數據管理軟件。它對數據庫進行統一的管理和控制,以保證數據庫的安全性和完整性。用戶通過DBMS訪問數據庫中的數據,數據庫管理員也通過DBMS進行數據庫的維護工作。

數據庫應用系統(database application system,DBAS)是指系統開發人員利用數據庫系統資源開發出來的面向某一類事件應用的應用軟件系統,如工資管理系統、本文的車輛檢修管理信息系統等.

圖5數據庫系統示意圖

2、數據庫結構設計

合理的數據庫結構設計能夠提高系統的運行效率,保障數據的完整性及一致性,是系統實現的有力保障。通過上一章的需求分析,結合結構設計的步驟要求,在確定了本系統中的實體后,所設計的車輛檢修管理信息系統的數據庫結構圖如圖6所示。

圖6系統數據庫設結構圖

由圖6可知,在MySQL數據庫中建立并存放了5個表,信息表(liewei -info )、菜單信息表(menu- info )、檢修計劃表C overhaulplan_ info )、系統用戶表(user-info)和用戶菜單表分別是:列位(user-menu)。

1)列位信息表(liewei info )

列位信息表存放了列位管理、調車管理、入庫管理、出庫管理及移庫管理所包含的數據項,例如列位號,車號,在停車狀態,列車出入庫時間等。該表結構如表1所示。

表1列位信息表

2)菜單信息表(menu -info)

菜單信息表存放系統所有菜單,包括名稱、id、點擊后的對應操作等。該表結構如表2所示。

表2菜單信息表

3)檢修計劃表(overhaulplan-info )

檢修計劃表存放關于檢修計劃的相關數據項,比如列車號、修程、受檢停車列位、承修班組、工單號等。

表3計劃檢修表

4)系統用戶表(user info)

系統用戶表存放系統用戶信息,包括用戶類型、賬號(工號)及密碼。

表4系統用戶表

5)用戶菜單表(user menu

用戶菜單表存放用戶各自擁有的菜單,也就是對系統的操作權限。

表5用戶菜單表

結語:

隨著我國軌道交通規模的不斷擴大,一方面車輛檢修工作量會越來越大,另一方面,為運營安全提供保障作用的車輛檢修工作的重要性更加突出。而傳統的車輛檢修模式是按照規定的固定周期進行的周而復始的計劃檢修模式,檢修工作監管不力,檢修效率低,流程的隨意性大。因此,有必要建立一套完整的車輛檢修管理信息系統,并將其運用到車輛段的檢修工作中去,進行系統管理,以期提高車輛檢修效率及質量,保障車輛運行安全,提升車輛運行品質。

參考文獻:

[1]許平洋.基于可靠性的城軌車輛維修模式及應用.電力機車與城軌車輛,2008.06.

[2]冷慶君.我國軌道交通車輛檢修模式及建議.我國軌道車輛,2011.01

數據庫系統原理論文范文6

論文摘要:本文歸納了數據庫課程教學的三個能力目標,提出數據庫課程教學效果長效機制的三段論,總結了提高學生數據庫實踐技能的三要素,建立以數據庫為中心的課程群概念,從師資、培養體系和課程設置三個角度對數據庫課程教學改革進行探討。

一、引言

編程能力、數據庫技術和軟件工程思想是現代軟件類人才所必需的三大技能,在高校培養軟件類人才的課程體系中,數據庫課程(名稱或有差異)占有舉足輕重的地位。本文針對傳統的數據庫教學中存在的內容不合理[1]教學方法陳舊[2]教學資料單一等問題[3],從數據庫課程教學的長效機制、提高學生的實踐技能和課程體系設置三個方面入手,在傳統的數據庫教學模式的基礎上進行改革探索并結合實踐,試圖找出一個適用應用型本科數據庫課程教學的新方法

二、數據庫課程的教學目標

充分利用課程團隊豐富的教學和項目實踐經驗,并結合相關招聘信息中的職位要求和企業實地調研,將數據庫課程的教學目的歸納為:在掌握數據庫基本概念和理論的基礎上讓學生掌握三種能力,梯序為一、數據庫管理與維護能力,如索引、緩沖池、數據庫容災等;二、實際業務的數據庫設計能力,如數據字典、E-R抽取、觸發器、數據庫安全等;三、基于數據庫的應用開發能力,如與各種開發語言相結合的MIS等,這三種能力目標所需要學生掌握的綜合知識一個比一個要多、要深入,同時對學生動手能力和分析、綜合的能力要求也越來越高,因此,要想使得數據庫課程教學取得理想的效果,不僅需要完備講解數據庫課程本身的知識點體系,同時還需要將其他課程的知識點系統進行歸納和綜合,除此之外,還需要學生在老師的指導下充分發揮主觀能動性,積極學習和吸納課程外的專業知識。

三、保證教學效果的課程教學三段論

通過對03級~05級這三界畢業生的畢業設計(包括論文和系統)分析我們發現一個現象,學生做系統的時候數據庫設計不太理想,如:E-R圖不完善、數據庫表設計的隨意性、數據庫沒優化、數據庫安全性考慮不充分,甚至個別學生數據庫物理設計、邏輯設計等步驟混淆的糟糕情況,究其原因,多種多樣,但有一個主要原因我們不容忽視:學生在大二學的數據庫,等到大四再進行畢業設計的時候,之前學的知識點忘記得差不多了,甚至,這些現象也出現在一些當時數據庫課程學習時比較好的一些同學身上。因此,我們需要一種方法能讓學生在長達兩年的時間跨度中能鞏固和強化數據庫技能,基于此,我們提出了三段論,并在培養計劃的課程體系做了相應的設置:第一階段:數據庫理論、設計和維護等理論和知識和實踐技能的傳授階段,也就是課程學習階段,時間安排在大二第二學期,實踐技能安排在實驗課,采用案例式教學方法,讓學生從不懂數據庫到能根據案例進行設計的設計,重點在于數據庫設計的基本流程和方法的掌握。第二階段:數據庫專項訓練,安排在大三第二學期末,時間一周,地點實驗室,以項目小組形式,在這一階段,將數據庫設計與學生所掌握的某一編程語言進行綜合以開發應用系統,重點在于讓學生掌握數據庫應用開發的基本流程以及數據庫與編程語言的結合。第三階段:綜合訓練,安排在大四第一學期期末,時間一周,地點實驗室,項目小組形式,根據實際題目,從軟件工程的角度進行需求分析、概要設計到開發、部署等全流程,使得學生參與到能應用系統開發的整個過程,重點在于讓學生掌握軟件工程思想去理解和掌握系統的開發功能。這三個階段在時間上環環相扣,每一階段都是前一階段的拓展。通過這三個階段訓練,基本能確保大部分學生的理論和動手能力得到提高。 轉貼于

四、提高學生數據庫技能的三個基本點

上述的三段論提供了保持據庫教學效果長效機制的一種手段,學生的數據庫技能是在這三個階段中進行學習、掌握、鞏固和應用的,要想使學生能更好地掌握數據庫技能,需要注意如下三點:

1.案例是基礎。案例是學生從不懂數據庫到理解和掌握數據庫基本知識的一個基礎,案例最好簡單、易學,但同時要具備系統性,數據庫課程的案例要貫穿第一階段的課程教學,包括需求介紹、數據庫設計、建庫、建表和sql練習和實踐以及數據庫的備份和數據安全和和數據庫性能維護等專項技能案例,同時案例也要體現第二階段的綜合訓練,案例最好就有行業典型性。

2.指導教師是關鍵。雖然案例很重要,但指導老師是關鍵,同樣一個案例,如果指導老師具有扎實的理論和豐富的實踐,就能很快地發現學生在學習過程中所存在的問題和重點以及難點,并能根據自身的經驗給予恰當的學生能接受的解決方法;同時也能給予學生關于課本外、甚至課程外的補充知識的一些指導性的建議,使得學生能盡快地掌握數據庫設計和應用開發的技能,我們在主講教師的選擇上全部安排一些理論知識和實踐經驗都很豐富的教師擔任。

3.第三課堂為必修。要想很好地掌握數據庫技術,光靠課程本身的教學和前述的3段論還遠遠不夠,還需要其他知識的補充,如常用的輔助設計工具(Powerdesign、E-Rwin)、高級網絡編程言語、最新的web技術如Ajax、以及流行的一些成熟的框架(如Java SSH),工作流(如:JBPM)等,而這些在軟件公司最常用,但課程教學又幾乎不可能全部教授的知識,就需要同學們在第三課堂也就是自學時間自己去參考學習,第三課堂需要學生充分發揮其主觀能動性,需要其自覺、主動去學習[4],但重要的是第三課程的學習更需要指導老師指明學習方向和解答學生學習過程中的疑問,這樣才能使得學生的自學更具目的、少走彎路,這進一步凸顯指導老師的重要性。

五、以數據庫課程為中心的課程群模塊設置

要想使得學生能更好地掌握數據庫技能,需要以數據庫課程為中心,并圍繞這一中心建設一個相關課程群,這些課程群的在知識點上或承前啟后,或相互補充,總之它們成為一個系統,課程群的授課形式分為兩種:必修課如數據庫原理、管理信息系統、軟件工程、面向對象程序設計;選修課如JavaEE應用開發、ASP.net應該開發。必修課為主干課,重點偏向單向專業技能的掌握,作為必修課的有效補充,選修課偏向綜合應用類型,讓學生依據其興趣和愛好進行選取,作為必修課程的補充,同時也是對數據庫技能掌握的進一步提升和完善。

參考文獻

[1]葉潮流.《數據庫原理與應用》課程體系改革與實踐J].巢湖學院學報,2010,(6).

[2]葉霞,李俊山,韋素媛.《數據庫原理及應用》課程教學改革實踐小結[J].吉林省教育學院學報,2009,(7).

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