摘要：计算机科学与技术专业的每一门专业核心课程都是基础、实践和创新的结合体，在课程教学的过程中，只有三者有效结合才能达到培养学生的效果。结合多年在计算机领域的教学和研究经历，以数据库系统概论课程为例，从如何夯实专业基础、设计新意实践、引导学生创新等几个方面对计算机科学与技术专业核心课程的教学方法和内容进行了探讨。实践证实，这样的教学模式和引导机制受到了学生的肯定和欢迎，取得了较好的效果。
关键词：专业核心课程；数据库系统概论；引导创新
作者简介：张敬伟（1977-），男，山东烟台人，桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，讲师；赵岭忠（1977-），男，河南南阳人，桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，教授。（广西桂林541004）
基金项目：本文系新世纪广西高等教育教改工程项目“基于探究式方法的软件类课程改革与实践”（项目编号：2010JGA027）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）17-0061-02
计算机科学与技术专业在20世纪经历了50年代末期的初创阶段，70年代末期的发展阶段和90年代中期至今的高速发展阶段，学校设置专业点数在不断增加，招生人数也一直维持较大规模，到2003年，开设计算机科学与技术专业的高校数目就已达到505所。[1]计算机科学与技术专业的教育虽然一直保持旺盛的势头，但就业形式不容乐观。据麦可思研究院2011年大学生就业报告，计算机科学与技术专业被列为本科就业红牌警告专业前10名，其主要表现特征是失业量较大、就业率低和薪资较低。[2]这是继2009年该机构发表中国大学生就业报告以来，计算机科学与技术专业第3次被列为红牌警告专业。但另一方面，国内计算机相关人才仍处于紧缺阶段，例如软件人才需求存在较大缺口，我国在“十五”计划信息化发展重点专项规划提出的发展目标就已经是“各级各类信息化人才五年共增加2000万人，其中软件人员增加300万人”。[3]
上述状况存在的主要原因一部分可以归结为市场环境，例如从2007年到2008年的金融危机，但从学校角度考虑，主要因素则是因为培养的学生数目多，但教学模式和教学内容过于大众化，从而导致了学生能力不能适应社会需求，与培养目标产生脱节。本文主要从专业核心课程的作用认知角度进行考虑，分析如何充分发挥专业核心课程的作用，提升学生的专业素养和创新精神，更好地适应社会需求。
一、当前现状与主要问题
鉴于计算机的普及性和网络提供的信息便捷性，计算机科学与技术专业具有很强的可实践性，但这种可实践性极大地掩盖了计算机科学与技术专业的教学目标和学生的未来发展方向。例如，很多学生在学校里具有很强的实践能力和丰富的计算机技巧，但毕业后却长期局限在软件开发和代码编写上，职业规划上得不到有效发展。这主要是由于在学校里过于倾向于“键盘练习”，没有注重理论基础和创新驱动力，从而造成了毕业后更上一层楼的困难。如何在计算机科学与技术专业的教学过程中，融合学科基础、进行有效实践、引导学生创新，为学生建立职业规划提供指引已成为计算机科学与技术专业当前迫切需要解决的问题。
我国培养的计算机人才可谓众多，但并不十分符合市场需求，很大一部分毕业生长期聚集在软件开发领域，尤其是与相近专业比较，例如软件工程专业，计算机科学与技术专业的学生等没有特征优势。总结起来，当前计算机科学与技术专业的主要矛盾在于以下三方面：可实践性强，但学生的实践创新能力一般；培养人数众多，但与市场需求存在较大差异；与其他相关专业的可区别性特征不明显。
二、解决方案与建议
鉴于当前计算机科学与技术专业存在的问题和教学现状，以及该专业学生将来的职业规划，本文试图结合笔者多年在计算机领域的教学经验和心得体会，从数据库系统课程角度，结合基础知识的夯实、实践环节的巧妙设计和创新理念的引导等几个方面来进行教学探讨，并结合经验来给出相应的解决方案与建议。
1.夯实基础
计算机科学与技术专业的本科课程安排是相对丰富的，课程体系也是很完整的，但关键问题是不能够通过学习将它们有效串联起来，从而导致课程之间不太能够相互辅助。另外课程安排上的一个问题就是存在重复，例如安排一门理论课程后，又跟随一门对应的实践课程，由于理论课程更抽象，但实践课程比较具体，这样容易导致学生倾向于实践课程，忽略了理论基础。上述问题需要处于上层的专业核心课程能够担任知识整合和系统化的责任，同时必须保证专业核心课程的核心地位，不能被实践性课程喧宾夺主。从专业核心课程的角度，应该注重以下几点改进：
（1）专业核心课程应该起到承上启下的作用，即验证基础，启发思维的作用。所谓承上指其内容承载了以前基础课程的内容，例如数据库系统课程的关系代数和关系规范化理论是需要具有离散数学基础的，索引和文件组织需要具有操作系统和计算机系统结构的相关知识，这个时候需要引导学生与以前掌握的知识进行对比，例如是否存在差异？是否跟自己所理解的是一致的？所谓启下指一个学生在接收和理解了这门课程的相关领域知识后，能够进行拓展，产生新的思路和问题，例如关系模型数据库是使用二维表进行组织的，他就必须考虑是否存在不能使用二维表进行组织的数据，如果存在，应该怎样？
（2）注重知识系统化和层次化，避免内容的重叠性。我国的基础教学缺少系统性，过于强调点的传授，而不是系统知识框架的建立。例如对科学型本科教育，数据库系统课程往往以数据库系统概论为必修课程，加以XML数据库等选修课程，对应用型本科甚至还会开一门Oracle、DB2相关的课程。但作为一个计算机科学与技术专业的本科生来讲，一门数据库系统概论课程就足够了，更多的事情需要抛给学生去思考。而且XML数据库课程往往偏重于讲解语法结构，没有与关系模型关联和对比，实际上知识传授在这个地方就产生断节了。至于Oracle、DB2的相关课程，完全可以让学生根据自己的兴趣来摸索和扩展，必须让学习内容层次化，哪些内容是需要教师进行讲解的，哪些是需要进行引导的，哪些需要他们自己实践和摸索的，这些内容需要分清楚。
（3）注重专业核心课程的理论环节，实践环节辅助进行理论内容的理解。学生很容易被误导，他们更倾向于可实践证明的东西，而实际上这不是教学最终目标。例如在讲解SQL语言的时候，很多学生止步于使用SQL来查询数据，但很少有学生会问SQL与C、Java语言的区别在什么地方，SQL后面的执行原理是什么，SQL语句执行的效率受哪些因素影响。专业核心课程的学习过程中，必须牢牢抓住理论环节，这样才能和以前的知识前后呼应，并为后续内容的学习奠定坚实基础。
（4）教师要注重授课内容由浅入深。教师经过多年的历练，对知识的理解很深，对知识的抽象度也很高，但往往忽视了自己面对的学生每年都是同样的基础。尽管现在网络很普及，学生可以方便的获取知识，但到了专业核心课程这个环节，大部分学生还是一个初始入门阶段，因此专业核心课程学习的前期，需要老师细致地指导，而后期则需要给学生较大的空间去思考，老师起一些指导性的作用。
2.设计新意实践
计算机科学与技术专业的相关课程都具有很强的实践性，这一方面取决于计算机的普及性，另一方面是知识的容易获取。但实践往往太过于刻板，缺少吸引力，设计的实践环节需要学生按部就班的来进行，不能让学生充分发挥他们的想象力，做出新颖的东西来。例如数据库系统课程存在一个课程设计环节，教师总使用一个常规的信息系统设计与开发作为题目来让学生完成，需要经历需求描述、ER图设计、信息系统开发等固定的模式和环节，当然这个过程能部分锻炼学生的工程能力，但没有锻炼学生的思维能力，也没有刻意培养他们的团队合作能力，很容易将学生固化在一个框架下。今天互联网应用的不断衍生和普及，实际上更需要学生的创新思维。
因此，实践环节需要进行详细地设计，即使是同样的信息系统开发类型，也刻意在其中植入若干小问题，看看哪些组和学生能更细心，给出更合理的解决方案。例如如果要设计一张二维表，如果这个二维表存储的记录数是1亿条，应该怎么处理这张表才能保证查询速度？很多学生在这个地方给出的答案是索引，但即使建了索引，对某些查询仍然很慢，几乎没有学生会给出记录合并和散列分表存储的方法。常规的实践环节完成后基本上就得到一个结果，大家做的东西都差不多。老师需要不断地给学生提供思考的机会，打破他们已经养成的固定思维模式，从而激发他们对实践环节的兴趣和热情。
另外实践不一定需要最后一个完整可行的软件或者系统，如果学生能够从自己的研究和文献查阅，并通过实验过程，验证出某些内容和性能是不可达到的，也应该视为一个成功的实践过程。
3.引导创新
创新一直是高等教育的前进目标，但这个目标仅仅通过授课很难完成，教师在授课的过程多给学生启发。专业核心课程必须在创新环节起到重要的作用，学生在接触专业核心课程的过程中，已经具备了很好的学科基础，能够做一些尝试性地有价值的工作。但长期在课程的熏陶下，可能没有主动创新思维的习惯，因此需要在专业核心课程上进行引导和启发。
针对数据库系统概论课程，它的一个主讲内容是使用索引提升查询效率。很多学生只是被动粗略地接收了这一结论，但对索引的副作用却没有进一步探讨，在什么样的情况建什么类型的索引？如何根据实际需求评价索引的优势和弊端？这一类的问题需要经常抛给学生，引导其进行思索，找到问题的答案或者部分解，这样就会让教学达到事半功倍的效果。专业核心课程在授课的过程需要注意以下两点：要让学生始终保持一颗好奇心，需要始终引导他们思考有什么问题是课程内容不能够解决的；要经常性地给学生一些有挑战性的作业，通过完成有挑战性的任务来让他们获取成就感，从而激发他们的创新思维和主动性。
实际上，教师在讲授一门课程的时候，更多时候不是简单地让学生接收课程的内容，而是让他们通过自己的学习和理解，找出课本上不能够解决的问题，然后如何去应对这些问题，这样才能开启创新思维的大门。同时老师必须保持视野的开阔性，对学科前沿知识进行充分的引导。
三、结论
基于对计算机科学与技术专业核心课程的地位和功能认知，结合笔者多年的教学经验和体会，以数据库系统概论课程为例，探讨了如何充分发挥一门专业核心课程在学生专业学习过程中的作用，从如何充分利用已有基础知识来让知识体系系统化、如何设计实践环节来加深课程理解和兴趣、如何引入问题来引导学生创新等方面给出了相关的建议和方法。笔者的实践证明，这样的课程模式很受学生欢迎，并起到了积极作用。
参考文献：
[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]麦可思研究院.2011年中国大学生就业报告[R].2011,(6).
[3]中华人民共和国国家发展与改革委员会.国民经济和社会发展第十个五年计划重点专项规划:信息化发展重点专项规划[Z].2010.
（责任编辑：宋秀丽）
