【正文】摘    要：《数据库系统原理》是一门理论性和实践性都很强的课程，针对传统CAI课件教学中存在的理论与实践脱节的问题，本文开发的互动式CAI教学软件在把抽象理论教学转变为可操作实践的内容方面做出了尝试，介绍并探讨了课件中主要模块的功能和作用。
　　关键词：数据库系统原理；CAI
　　Abstract：The principle of database system   is a theoretical?and?practical course. There is  disconnect betwee the theory and practice  in the traditional  CAI teaching. In this paper, attempts are made to change the abstract theory to the operational practice content by using developed Interactive CAI  teaching software and the function of the main module of  the courseware are introduced and discussed.
　　Key words: The principle of database system; CAI 
　　1 前言
　　 《数据库系统原理》是计算机专业和信息专业的一门重要基础课，是一门理论性和实践性都非常强的课程。通过该课程的学习，能够让学生掌握数据库的基本原理和相应技术，并且可以运用现有的数据库管理系统，了解掌握其设计和开发方法，进而能够适应从事数据库系统开发与应用等相关工作的需求。但是因为《数据库系统原理》理论性强，内容相对枯燥，课堂讲解之外往往可操作性不强，与实践结合不够密切等问题的存在，造成学生在学习的过程中理解困难，学习热情也就逐渐降低，无法达到应有的教学效果[1]。
　　有很多研究从提高计算机辅助教学的手段上提出改进观点，如宣军英等提出了重视数据库原理理论教学与实际数据库的操作结合, 在“ 听课”与“实验”的教学环节间增加“自学”环节, 利用现代化教学技术CAI, 提高教学质量和教学效率, 注重课堂教学的互动性等观点[2]。张岩等利用互联网技术，设计了基于Web的数据库原理辅助教学系统，提供了界面友好、形象直观，图文声像并茂的交互式学习环境,有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习[3]。虽然，改进《数据库系统原理》的教学效果实际上需要很多方面的协调和改进，本文仅从改善计算机辅助教学（CAI）软件功能的角度来谈。
　　2 传统CAI存在的问题
　　传统的《数据库原理》CAI辅助教学往往只是板书形式的电子化表现，很多只是使用了PPT的展示方式，虽然减轻了教师板书的负担, 增加了授课的信息量;但另一方面, 教师对课件的过分依赖加快了演示节奏, 学生的思维难以跟上[4],另外一些CAI在此基础上加入了flash动画讲解形式，增强了解释复杂概念的能力[5]，但依然缺乏互动手段。目前, 高等院校数据库原理课程的授课大多采用这两类CAI 课件。
　　以我校地理信息系统专业采用的施伯乐，丁宝康版教材“数据库系统教程（第三版）”为例[6]，比较抽象的概念如：运算理论中的关系代数、规范化设计当中的函数依赖和范式，数据库设计内容的ER模型及与关系模式转换等相对于学生来讲抽象度高、理论性强，以上内容教师在讲解上可能存在讲解花费大量时间，但是学生理解掌握依然不好的问题，一个原因是理论细节过于复杂，学生仅靠课堂上的时间很难细致这一过程；二是可操作性差，理论讲完了但学生操作困难，不知道理论与实践应用的关系。本文作者在长期教学当中，针对以上问题开发一套《数据库系统概论多媒体教学系统》，以期望能在一定程度上解决上述问题。
　　3  互动式CAI课件的实现
　　系统首先实现了一般常规CAI的功能，如PPT模块，负责演示动态文字资料；Flash动画模块，负责展示课堂教学环节当中一些复杂的理论内容；习题测试模块，负责课堂上练习，测试学生掌握的情况；资料管理模块，可以制作存储文字图片资料。在此基础上，系统最大的特点是实现了一些互动性强的模块，例如针对关系代数运算，函数依赖推算和范式判断，无损分解测试，ER模型绘制和向关系模型转换等理论内容都对应有相应的可操作模块,实现了传统教学课件无法实现的功能，还集成了SQL语言的上机环境。不仅可以辅助教师课堂理论讲解，更可以实现抽象理论内容的上机操作，实现了教师课堂教学，学生课堂学习和课后自学的有效环境。
　　3.1 系统总揽
　　整个系统使用delphi语言开发完成，集成度高，各个模块可以自由切换，无需安装，可运行在windows xp以上系统当中。
　　3.2 动画展示模块
　　该模块针对一些理论性强，讲解步骤繁多的内容，如集合操作运算，相关子查询，嵌套查询等等，制作了相应的Flash动画，一是方便教师课堂讲解，二是方便学生课后复习。
　　3.3关系代数模块
　　关系代数运算和关系代数表达式的讲解过去多是老师板书演示，学生在本子上练习或者根本就不做练习。本系统的关系代数模块可以直接输入任意的表格数据，书写关系代数语句，并运行查看结果，还可以把关系代数表达式转换成对应的SQL语句，让学生么了解两者之间的联系。
　　3.4函数依赖和范式
 　　函数依赖和范式的判断因为抽象程度高，一直以来都是教学中的难点，本模块首先把相关的概念理论变成了可以实现的操作，如任意数据中存在的函数依赖集的自动判断，查找候选键，主键，最小函数依赖集的自动计算以及2NF，2NF和BCNF的自动判断，学生通过对不同数据的反复实验，逐步了解了函数依赖和范式的实际价值，给对学生的课后学习和练习提供了辅助参考的工具。该模块还对本课程要求的掌握“使用Chase算法测试是否无损分解”的教学内容特地实现了向导式的操作界面，避免了老师一遍遍重复的讲解，提高了效率。
　　3.5 ER模型设计模块
　　绘制ER模型图，过去经常采用的办法是采用Word软件的绘图功能，但是word无法实现更多的分析功能。另一种选择就是有些教师使用了PowerDesigner等类似商业软件[7]，这些软件一是较为复杂，学生学习掌握较为困难；二是有些软件实现的ER图与教材上不同，造成学生理解上的困惑。本系统利用delphi软件和CAD控件实现了ER模型的自由绘制，形式与教材完全相同，绘制修改都很简单方便，还具有自动查错,自动向关系模式转换和自动生成相应数据库的能力。让学生看到ER模型图不仅仅是画画看看，还具有实际的功能。
　　3.6 SQL模块
　　SQL（结构化查询语言）的教学具有更多的实践性，很多教师会选择一些商用的数据库来进行教学，如SQL Server，Access等软件。在实践教学中发现，一是有些软件的安装和使用本身对学生掌握来说就是一个困难,;二是上机的过程中学生易出现各种问题，如无意删除数据库和数据等，这些软件并没有简单的解决方法。这些情况都会浪费有限的教学时间，影响了正常教学内容的进行。
　　该模块的设计采用delphi+OLEDB功能实现，具有界面简洁易用，数据还原，语法高亮，错误提示等实用功能，让学生把尽可能多的精力用在正常教学内容的学习之中。
　　4.总结
　　本课件针对教师课堂教学和学生课后自主学习的需要，力图通过把抽象的理论教学讲解内容变为可操作，能运行的上机实践教学内容，提高《数据库系统概论》课程的实践性，降低学生学习抽象理论的门槛。经过三年我校地理信息系统本科教学实践的应用获得了良好的学生评价和教学效果，2014年获得第十四届全国多媒体课件大赛高教工科组二等奖。
　　现在高等教育深受微课和慕课等新兴教育理念和随之而来的技术的影响，本课件目前只是一个通用的教学学习辅助工具，使用的方式还有局限，使用灵活性还有很大不足，希望在未来秉承这些现代教育理念，在结构和内容的细化以及使用方式的多样化上做更多的工作。
　　参考文献：
　　[1] 孟宪虎.数据库原理课程的内容定位和教学方法的探讨[J]. 运城学院学报,2008,(5):66-68
　　[2] 宣军英.浅谈数据库原理教学方法[J]. 嘉兴学院学报,2006.(3):121-122.
　　[3] 张岩.基于Web的数据库原理辅助教学系统[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2009,(3):70-72.
　　[4] 罗小龙.GIS 专业数据库原理课程教学改革研究[J]. 江大学学报(社会科学版),2009,(2):244-245.
　　[5] 王兰.《数据库原理与应用》多媒体CAI课件设计与制作研究[D]. 新疆师范大学,2008.
　　[6] 施伯乐,丁宝康,汪卫.数据库系统教程(第三版) [M].北京:高等教育出版社,2008.
　　[7] 杨蔚鸣.PowerDesigner在数据库原理实践教学中的应用[J]. 电脑知识与技术,2009,5(27):7723-7724.