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【摘要】KM教学法将知识按内部联系进行分类、分层组织，并经思维导图进行微观演绎扩展，使得抽象知识以直观、符合思维逻辑的方式展现出来，既有利于教师组织教学也有利于学生把握知识脉络。本文针对《数据库原理》课程教学中存在的问题，提出将KM教学法应用于该课程中，将其知识内容按逻辑结构化传授给学生，使得课程知识逻辑衔接紧密，促使学生在有限的时间内快速、牢固地掌握更多的知识，达到高效的教学目的。
【关键词】KM教学法；数据库原理；关系数据库
1.引言
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一。它已成为各行各业存储数据、管理信息、共享资源的最先进最常用的技术，是企业、机构乃至整个信息社会赖以运转的基础，在当今社会中扮演着越来越重要的角色。因此，《数据库原理》课程不仅是计算机科学与技术专业和信息管理与信息系统专业的必修课程，也是许多非计算机专业的选修课程。
在《数据库原理》的教学过程中，探索高效实用的教学模式一直是教学的一个重要环节。本文将KM教学法引入《数据库原理》课程的教学过程中，尝试和探索将知识逻辑结构图和思维导图应用于课程教学，以提高教学质量。
2.《数据库原理》课程教学现状
《数据库原理》是一门理论性和实践性都很强的计算机专业核心课程。课程内容不仅涉及与数据库相关的基本概念、原理，数据库设计的理论与方法，还涉及SQL操作，要求学生既要掌握数据库的基本原理，又要能基于常用的数据库管理系统开发应用系统，课程的最终目的是培养学生运用数据库技术解决实际问题的能力。
目前多数高校《数据库原理》课程仍然采用传统的以“教师为中心”的教学方式进行授课，由于知识点抽象、概念多，学生普遍感觉内容枯燥、似懂非懂、难以掌握。有的学生甚至觉得本课程没什么实用价值，而缺乏学习兴趣，所以教学效果并不理想。通过多年的《数据库原理》课程教学，我们发现学生学习这门课之后，仍然不会“用”数据库——不会设计数据库，不会管理数据库，不会开发数据库应用程序。
将KM教学法应用于《数据库原理》课程旨在改变当前教学中存在的问题，激发学生学习该课程的兴趣，从根本上解决教学中的问题。
3.KM教学法
3.1 KM教学法的机制
KM教学法是由北京科技大学杨炳儒教授经过近20年教学实践的探究提出的一种基于创新性教学思想的教学论。KM教学法是指经深层逻辑思维加工，通过抽点—连线—成网—扩展—嵌入等步骤，分别在宏观架构与微观演绎层面上，形成知识逻辑结构图与思维导图相融合的教学方法。其中，K是指Knowledge Logic Structure（知识逻辑结构），M则是指Mind Mapping（思维导图）。
知识逻辑结构是通过知识逻辑结构图的形式给出所论知识系统的总体框架，表示了其中各知识子系统间的内在联系，是从宏观层面而论的，而思维导图则是从微观层面揭示了知识子系统中思维过程的一种自然导向的表达。KM教学法将“知识逻辑结构”与“思维导图”相结合，既注重传授具体知识，也注重培养学生的学习兴趣、学习能力和创新思维，其核心思想是引导学生以“知识逻辑结构”为主体，贯穿、融入“思维导图”方法，构造综合集成、逐层递阶的知识体系。
在教学过程中，先讲框架或结构，把课本知识变“薄”，使得学生对所学知识全貌一目了然，有一个宏观的认识，并且很容易理清知识总体条理；然后在框架中填充知识，也就是把课本知识变“厚”；而在介绍微观知识的过程中，借助思维导向启发学生对知识进行逐层深入的研究；最后再把填充知识概括起来，即把知识变“薄”回到主框架中，使得学生加深对知识的理解和掌握以便进入下一部分知识。从而形成以知识逻辑结构为主体贯穿、将思维导图融入进去的一种综合集成、多层次递阶的知识认知体系，符合学生学习和认知事物的科学规律。
3.2 KM教学法的实现
KM教学法归纳出来一套行之有效的方法，即教学过程可以描述为“抽点——连线——成网——扩展”的知识逻辑加工过程。
抽点：主要是对理论体系实施逐节——逐单元——逐章——逐篇的、由个别到一般的剖析。通过剖析，将每一部分的概念、定理、法则、理论的知识要点抽出，暂时舍弃那些次要的、枝节性的东西。
连线：在程序上，先分析局部再分析扩大片，最后分析总体。在内容上，要寻求两种要素：一是各概念、定理、法则、理论间的内在联系；二是贯穿于各部分概念、定理、法则、理论间称之为“知识链”的主线。
成网：在知识间的内在联系不断丰富和理论逐步发展的基础上，由浅到深、由简单到复杂、由具体到抽象的沿多层次结构不断深化，一环套一环地发展着。同时，要注重知识在横纵方向上的联系，以形成“知识网络”。
扩展：在先前形成的知识框架的基础上，沿着各个“脉络”去发展和延伸，将各相应部分加入全部细节，从而扩充与上升到知识的总体框架中去。这样掌握的知识是成串、成套的，是具有“空间”结构的，而不是“平面”结构的简单展现。从认识论的角度讲，此阶段的认知是螺旋式上升。
4.KM教学法在《数据库原理》课程教学中的实施
4.1 《数据库原理》课程的KM教学方法
《数据库原理》课程的教学主要讲述支持关系模型的关系数据库系统，包括与数据库相关的基础知识、数据库设计、数据库编程以及数据库系统的管理与维护等。教学目标是使学生在掌握关系数据库基本概念和和原理的基础上，能够基于关系数据库管理系统根据实际应用环境设计合理的数据结构，并开发高效的数据库应用系统。
在实际的课程教学中，通过引入KM教学法，采用“薄——厚——薄”的教学思路，逻辑衔接地、有侧重点地讲授知识。具体而言，首先给出《数据库原理》课程的总体架构，然后按照思维导图实施启发式教学，逻辑衔接地把知识铺展开来，重点讲解关系数据库标准语言SQL、关系数据理论、数据库设计以及数据库安全性、完整性、恢复与并发控制，最后给出相应思考题目供学生练习，并对每一部分内容进行总结。 4.2 逻辑结构图
在KM教学法的指导下，《数据库原理》课程的整体知识逻辑结构图如图1所示。整个课程主要由四部分组成：数据库系统的基础知识、数据库设计、数据库编程以及数据库的管理与维护。
数据库管理系统（简称DBMS）是数据库系统的核心组成部分，用来对数据进行科学地组织和存储、高效地获取和维护，数据库建立在DBMS的基础上，应用系统提供了数据库操作的环境，用来对数据库进行操纵，应用系统对数据库的各种操作请求都是由DBMS来完成。
数据库设计是与数据库相关的一个基本问题，它决定了数据库中的数据模式，而关系数据理论是数据库设计的有力工具；应用系统对数据库进行操作必然离不开数据库编程；此外，数据库管理与维护对整个数据库系统提供安全保护。
学生学习该课程时一个很大的问题就是觉得知识点之间缺少联系，非常零散。通过该图就能较好地体现知识的整体性，将知识“由厚变薄”。
4.3 数据库系统组成的思维导图
数据库系统是《数据库原理》课程的核心，其组成的思维导图如图2所示。关系数据库是《数据库原理》课程需要掌握的重点内容，关系数据库的教学过程是按照数据模型的三要素来组织的，即关系数据结构、关系操作和关系完整性约束。其中，关系操作包括三种语言：关系代数、关系演算和SQL，这三种语言在表达能力上是等价的，关系代数和关系演算为抽象的操作语言，SQL是关系数据库的标准语言，集数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制与一体，这些功能都是通过DBMS来实现的。
DBMS主要负责数据库的数据定义、组织与存取、数据操作，此外，DBMS还提供了对数据库的统一控制、统一管理与维护功能，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
应用系统是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的计算机程序，用来对数据库进行操纵，这就涉及到数据库访问技术以及嵌入式SQL等数据库编程的相关知识。
当然，KM教学法不是独立的，它要配合其他教学手段、练习题目、作业及设计性题目等，通过多方面的支持让学生积极参与以达到事半功倍的效果。
5.结论
数据库已经成为无处不在、几乎涉及任何活动的技术，今天每个IT应用都以某种形式使用数据库。数据库已经对几乎所有的应用产生了巨大影响，并且使教育、娱乐、工业以及银行等领域产生了根本的变化。为了使学生更好地掌握数据库系统的原理和技术，以开发出高效的数据库应用系统，本文将KM教学法应用到《数据库原理》课程中。KM教学法按照知识延伸和发展的内在逻辑性，确立以讲授知识的逻辑结构、理论框架和内在联系为主，对思维活动加以诱导，坚持“先搭架，后填充，再诱导”和少而精的原则，进行知识的组织和教学，是一种非常值得大力推广的教学方法，可以推广到其他的科目、其他的专业、进行跨学科的具体实施。
参考文献
[1]杨炳儒，张桃红.理工科课堂KM教学法研究[J].现代大学教育，2006（4）：83-85.
[2]张桃红，彭珍，杨炳儒，谢永红.“C程序设计”课程的KM教学论研究[J].计算机教育，2010（2）：113-115.
[3]杨炳儒.KM教学论研究与实践[J].北京科技大学学报（社会科学版），2012（1）：89-92.
[4]杨炳儒，马楠，谢永红.知识逻辑结构与思维形式注记教学法研究与探索[J].中国大学教学，2011（4）：57-59.
[5]王珊，萨师煊.数据库系统概论[M]（第四版）.北京：高等教育出版社，2006.
[6]万常选，廖国琼，吴京慧，刘喜平.数据库系统原理与设计[M].北京：清华大学出版社，2009.
【关键词】KM教学法；数据库原理；关系数据库
1.引言
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一。它已成为各行各业存储数据、管理信息、共享资源的最先进最常用的技术，是企业、机构乃至整个信息社会赖以运转的基础，在当今社会中扮演着越来越重要的角色。因此，《数据库原理》课程不仅是计算机科学与技术专业和信息管理与信息系统专业的必修课程，也是许多非计算机专业的选修课程。
在《数据库原理》的教学过程中，探索高效实用的教学模式一直是教学的一个重要环节。本文将KM教学法引入《数据库原理》课程的教学过程中，尝试和探索将知识逻辑结构图和思维导图应用于课程教学，以提高教学质量。
2.《数据库原理》课程教学现状
《数据库原理》是一门理论性和实践性都很强的计算机专业核心课程。课程内容不仅涉及与数据库相关的基本概念、原理，数据库设计的理论与方法，还涉及SQL操作，要求学生既要掌握数据库的基本原理，又要能基于常用的数据库管理系统开发应用系统，课程的最终目的是培养学生运用数据库技术解决实际问题的能力。
目前多数高校《数据库原理》课程仍然采用传统的以“教师为中心”的教学方式进行授课，由于知识点抽象、概念多，学生普遍感觉内容枯燥、似懂非懂、难以掌握。有的学生甚至觉得本课程没什么实用价值，而缺乏学习兴趣，所以教学效果并不理想。通过多年的《数据库原理》课程教学，我们发现学生学习这门课之后，仍然不会“用”数据库——不会设计数据库，不会管理数据库，不会开发数据库应用程序。
将KM教学法应用于《数据库原理》课程旨在改变当前教学中存在的问题，激发学生学习该课程的兴趣，从根本上解决教学中的问题。
3.KM教学法
3.1 KM教学法的机制
KM教学法是由北京科技大学杨炳儒教授经过近20年教学实践的探究提出的一种基于创新性教学思想的教学论。KM教学法是指经深层逻辑思维加工，通过抽点—连线—成网—扩展—嵌入等步骤，分别在宏观架构与微观演绎层面上，形成知识逻辑结构图与思维导图相融合的教学方法。其中，K是指Knowledge Logic Structure（知识逻辑结构），M则是指Mind Mapping（思维导图）。
知识逻辑结构是通过知识逻辑结构图的形式给出所论知识系统的总体框架，表示了其中各知识子系统间的内在联系，是从宏观层面而论的，而思维导图则是从微观层面揭示了知识子系统中思维过程的一种自然导向的表达。KM教学法将“知识逻辑结构”与“思维导图”相结合，既注重传授具体知识，也注重培养学生的学习兴趣、学习能力和创新思维，其核心思想是引导学生以“知识逻辑结构”为主体，贯穿、融入“思维导图”方法，构造综合集成、逐层递阶的知识体系。
在教学过程中，先讲框架或结构，把课本知识变“薄”，使得学生对所学知识全貌一目了然，有一个宏观的认识，并且很容易理清知识总体条理；然后在框架中填充知识，也就是把课本知识变“厚”；而在介绍微观知识的过程中，借助思维导向启发学生对知识进行逐层深入的研究；最后再把填充知识概括起来，即把知识变“薄”回到主框架中，使得学生加深对知识的理解和掌握以便进入下一部分知识。从而形成以知识逻辑结构为主体贯穿、将思维导图融入进去的一种综合集成、多层次递阶的知识认知体系，符合学生学习和认知事物的科学规律。
3.2 KM教学法的实现
KM教学法归纳出来一套行之有效的方法，即教学过程可以描述为“抽点——连线——成网——扩展”的知识逻辑加工过程。
抽点：主要是对理论体系实施逐节——逐单元——逐章——逐篇的、由个别到一般的剖析。通过剖析，将每一部分的概念、定理、法则、理论的知识要点抽出，暂时舍弃那些次要的、枝节性的东西。
连线：在程序上，先分析局部再分析扩大片，最后分析总体。在内容上，要寻求两种要素：一是各概念、定理、法则、理论间的内在联系；二是贯穿于各部分概念、定理、法则、理论间称之为“知识链”的主线。
成网：在知识间的内在联系不断丰富和理论逐步发展的基础上，由浅到深、由简单到复杂、由具体到抽象的沿多层次结构不断深化，一环套一环地发展着。同时，要注重知识在横纵方向上的联系，以形成“知识网络”。
扩展：在先前形成的知识框架的基础上，沿着各个“脉络”去发展和延伸，将各相应部分加入全部细节，从而扩充与上升到知识的总体框架中去。这样掌握的知识是成串、成套的，是具有“空间”结构的，而不是“平面”结构的简单展现。从认识论的角度讲，此阶段的认知是螺旋式上升。
4.KM教学法在《数据库原理》课程教学中的实施
4.1 《数据库原理》课程的KM教学方法
《数据库原理》课程的教学主要讲述支持关系模型的关系数据库系统，包括与数据库相关的基础知识、数据库设计、数据库编程以及数据库系统的管理与维护等。教学目标是使学生在掌握关系数据库基本概念和和原理的基础上，能够基于关系数据库管理系统根据实际应用环境设计合理的数据结构，并开发高效的数据库应用系统。
在实际的课程教学中，通过引入KM教学法，采用“薄——厚——薄”的教学思路，逻辑衔接地、有侧重点地讲授知识。具体而言，首先给出《数据库原理》课程的总体架构，然后按照思维导图实施启发式教学，逻辑衔接地把知识铺展开来，重点讲解关系数据库标准语言SQL、关系数据理论、数据库设计以及数据库安全性、完整性、恢复与并发控制，最后给出相应思考题目供学生练习，并对每一部分内容进行总结。 4.2 逻辑结构图
在KM教学法的指导下，《数据库原理》课程的整体知识逻辑结构图如图1所示。整个课程主要由四部分组成：数据库系统的基础知识、数据库设计、数据库编程以及数据库的管理与维护。
数据库管理系统（简称DBMS）是数据库系统的核心组成部分，用来对数据进行科学地组织和存储、高效地获取和维护，数据库建立在DBMS的基础上，应用系统提供了数据库操作的环境，用来对数据库进行操纵，应用系统对数据库的各种操作请求都是由DBMS来完成。
数据库设计是与数据库相关的一个基本问题，它决定了数据库中的数据模式，而关系数据理论是数据库设计的有力工具；应用系统对数据库进行操作必然离不开数据库编程；此外，数据库管理与维护对整个数据库系统提供安全保护。
学生学习该课程时一个很大的问题就是觉得知识点之间缺少联系，非常零散。通过该图就能较好地体现知识的整体性，将知识“由厚变薄”。
4.3 数据库系统组成的思维导图
数据库系统是《数据库原理》课程的核心，其组成的思维导图如图2所示。关系数据库是《数据库原理》课程需要掌握的重点内容，关系数据库的教学过程是按照数据模型的三要素来组织的，即关系数据结构、关系操作和关系完整性约束。其中，关系操作包括三种语言：关系代数、关系演算和SQL，这三种语言在表达能力上是等价的，关系代数和关系演算为抽象的操作语言，SQL是关系数据库的标准语言，集数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制与一体，这些功能都是通过DBMS来实现的。
DBMS主要负责数据库的数据定义、组织与存取、数据操作，此外，DBMS还提供了对数据库的统一控制、统一管理与维护功能，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
应用系统是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的计算机程序，用来对数据库进行操纵，这就涉及到数据库访问技术以及嵌入式SQL等数据库编程的相关知识。
当然，KM教学法不是独立的，它要配合其他教学手段、练习题目、作业及设计性题目等，通过多方面的支持让学生积极参与以达到事半功倍的效果。
5.结论
数据库已经成为无处不在、几乎涉及任何活动的技术，今天每个IT应用都以某种形式使用数据库。数据库已经对几乎所有的应用产生了巨大影响，并且使教育、娱乐、工业以及银行等领域产生了根本的变化。为了使学生更好地掌握数据库系统的原理和技术，以开发出高效的数据库应用系统，本文将KM教学法应用到《数据库原理》课程中。KM教学法按照知识延伸和发展的内在逻辑性，确立以讲授知识的逻辑结构、理论框架和内在联系为主，对思维活动加以诱导，坚持“先搭架，后填充，再诱导”和少而精的原则，进行知识的组织和教学，是一种非常值得大力推广的教学方法，可以推广到其他的科目、其他的专业、进行跨学科的具体实施。
参考文献
[1]杨炳儒，张桃红.理工科课堂KM教学法研究[J].现代大学教育，2006（4）：83-85.
[2]张桃红，彭珍，杨炳儒，谢永红.“C程序设计”课程的KM教学论研究[J].计算机教育，2010（2）：113-115.
[3]杨炳儒.KM教学论研究与实践[J].北京科技大学学报（社会科学版），2012（1）：89-92.
[4]杨炳儒，马楠，谢永红.知识逻辑结构与思维形式注记教学法研究与探索[J].中国大学教学，2011（4）：57-59.
[5]王珊，萨师煊.数据库系统概论[M]（第四版）.北京：高等教育出版社，2006.
[6]万常选，廖国琼，吴京慧，刘喜平.数据库系统原理与设计[M].北京：清华大学出版社，2009.