大數據背景下數據庫課程教學改革的研究實踐

陳家宇

摘要：大數據背景下，數據庫技術應用前景更加廣闊，同時，也給數據庫課程教學提出了新的挑戰。本文在分析信息化和大數據對數據庫教學提出的新要求和高校數據庫課程教學現狀的基礎上，從構建課堂與網絡相互補充的翻轉課堂、打造以教學規律為選擇導向的階梯式課程體系、模擬應用情境下的版塊化實踐教學、構建項目化的上機考核方式等方面闡述了對計算機本科專業數據庫課程教學改革的策略。

關鍵詞：大數據;數據庫課程;教學改革;實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）12-0123-02

數據庫課程是幫助學生通過對數據庫原理和數據庫編程語言的學習掌握數據庫研發設計與管理維護能力的系列課程。因為數據庫技術的快速發展更新和應用需求的不斷擴展變化，對數據庫課程的教學反思和改革實踐也是一個不斷演進的過程。本文以大數據背景下計算機本科專業人才培養需求為切人點，就數據庫課程的教學改革展開討論。

1大數據背景下數據庫課程教學的機遇與挑戰

1.1大數據時代的到來促使數據庫技術的應用越發廣泛，對數據庫開發設計能力的要求更高

數據庫技術就是利用一定的數據結構來組織、存儲和管理數字化數據的計算機應用技術。云計算、物聯網、移動計算等新技術推動著信息化時代的大數據應用，使得數據庫開發和應用的需求劇增，數據庫管理系統和開發軟件的不斷更新，產品開發需要對接的運行環境的多元化需求，海量非結構化數據的采集，都對高校數據庫課程的教育教學和學生的學習質量提出了新的要求。

1.2大數據的廣泛普及沖擊并改變著傳統的教育管理與教學方式

大數據、人工智能、區塊鏈等新技術迅猛發展，推動“互聯網+教育”日益改變著教育形態和人才需求，產生了對教育的革命性影響和顛覆性塑造。5G技術的應用必將催生智能學習體系的普及，在線智能教室、智能實驗室、虛擬實訓工廠等智能學習空間將應運而生，催生了基于信息技術的“互聯網+教育”的新型教育模式，推動著高校教育生態的重構。這同樣對數據庫課程的教學內容、教學組織、實訓方式等全過程產生了多方面的影響，提出了應時而變的基本要求。

1.3大數據的全面應用改變了學生知識的獲取渠道和學習的方式方法

信息化時代網絡媒體環境下的學習方式打破了學習時空、地域的界限，營造了全新的學習環境，移動網絡下的大數據已與大學生的學習密不可分，網絡化、數字化、智能化、個性化、終身化的泛在學習環境淡化了大學的概念，形成了人人皆學、處處能學、時時可學的學習新平臺，構建形成了以學習者為中心的教學和學習新模式。這既為數據庫課程的教學提供了更加豐富的教學資源、更加多元的教學手段、更加開放的學習環境，同時探索適應新變化的教學改革的要求也愈發強烈。

2數據庫課程教育教學的現狀和面臨的挑戰

2.1課程設置不斷更新但結構性有待優化

數據庫應用技術的相關課程的開設和教學的實施在計算機多個專業的人才培養中已經有了多年的實踐操作和經驗積累，但因為數據庫管理系統和編程語言的更新、應用需求的改變等各種因素的影響也不斷面臨新的挑戰，在高校的課堂教學中先后開設的課程多集中于數據庫原理類、Visual Basic類、Visual FoxPro類、SQL類、Oracle等。目前，課程更新速度過慢而教學內容老化，多門同類近質課程并存但課程培養功能定位的邏輯關系不清晰，課程重復內容的取舍與課時配置冗余形成的浪費，教材資料龐雜但選擇針對性不強等挑戰依然有待解決，特別是在當下廣泛應用的大數據處理技術中的有效對接的延伸能力的培養、應對數據庫技術快速更新的繼續學習能力培養等可持續學習基礎的搭建也亟須拓展。

2.2教學改革不斷推進但有效性有待提升

在數據庫課程的教學中，傳統的教學模式已經開始轉型，但在教學過程中仍帶有較強的原有的慣性。信息化的教學管理與數據庫課程教學實施的融合度偏低，影響教學效果的教學內容、教學方法、教學手段等教學要素的變革有待進一步優化，例如，實踐實訓教學逐步增強，但課時分配與實訓項目設計缺乏有效性論證，課程考核方式從傳統的卷面考試向上機考試轉變但考核體系的系統性、時效性有待進一步提升、改進。

2.3學習訴求表達強烈但清晰性有待明確

作為專業核心課程的重要組成部分，大部分計算機專業學生對數據庫課程的價值認同度普遍很高，學習的積極性和主動性較強，對未來從事數據庫相關崗位工作的職業期待較為普遍。但學習過程的焦點多集中于具體知識技能的訓練，對數據庫設計開發的認識和理解不足，對數據庫設計開發的知識與能力結構體系的架構匱乏導致對學習有效性的把控不夠，既未能形成數據庫設計開發的全流程認知意識，未能將課程中涉及的相關知識板塊放到應用環境中進行組合應用，也未能將課程及其知識體系放到軟件開發的全過程中進行全局審視。

3數據庫課程教育教學改革探析

3.1加強軟硬件建設，打造課堂與網絡相互補充的翻轉課堂

3.1.1加強軟硬件建設更新，提升教育教學效率

數據庫課程的軟硬件建設一方面是加強實驗實訓環境的建設，在加強校內實訓室軟件的更新速度、運行平臺的選擇的同時，完善校企合作、校校交流類的校外實習基地的建設。另一方面主要是教材、在線課程等教學資料的選擇與開發，形成與既定的培養方案相匹配的教學支持。

3.1.2打造在線課程，借助實現翻轉課堂，形成課堂與線上的合作補充

大數據背景下，大量的關于數據庫課程的微課、MOOC慕課等網絡學習資源為翻轉課堂提供了豐富的教學資源。課堂教學的優勢在于其嚴謹的系統性和高效的互動性，在線學習的優勢在于其資源的豐富性、便捷性和單個知識點逐個擊破的通透性。數據庫課程教學要充分挖掘課堂教學、在線學習的不同優勢，形成課堂和網絡混合式教學的相互翻轉和有效互補。

3.1.3加強研學互動，促發師資隊伍的內外兼修

教學改革創新的關鍵在教師，數據庫課程的教師不僅要具有扎實的數據庫專業素養，還必須實時掌握最前沿的數據庫技術和發展前景。一方面，學校要加強教師隊伍建設的資源投入，建立健全教師培訓體系，開展持續不斷的教學培訓和教學研討，鼓勵教科研的發展。另一方面，教師自身要主動參與教學改革，主動適應數據庫技術快速發展的需要，多參加一些學術討論專題會議，與企業加強溝通交流、到企業掛職鍛煉、參與企業項目研發，多與同行之間進行交流碰撞，以準確把握技術研發和市場應用的前沿信息。

3.2打造階梯式課程體系，深化課程的結構化配置

3.2.1以培養目標為選擇導向優化課程設置

數據庫課程設置應該結合各專業的培養目標，協調與前導課程和后續課程之間的兼容性，形成內容健全、重點突出、目標清晰、邏輯嚴謹的課程體系，例如，對于visual foxpro，Visual BaSIC等已停止更新、支持的趨于老化的相關課程，如非必要應主動放棄。緊密結合web2.0技術，在實現從ER實體聯系模型到關系模型轉換的基礎上，搭建與面向web3.0、面向對象的數據模型等發展趨勢協調并行的課程體系。

3.2.2以教學規律為執行準繩打造課程階梯

數據庫課程的總體教學目標是在學習離散數學、數據結構、高級語言程序設計等前導課程的前提下，在全面掌握數據庫原理和數據庫設計開發流程的基礎上，熟練運用主流數據庫語言進行數據庫的設計開發和管理應用，并由此形成適應未來技術更新而自主繼續學習的能力。可以打造三個階段逐級遞進的階梯式課程設置，以打通課程設置的內在脈絡，理順課程設置的邏輯關系。

第一階段：以SQL標準關系數據庫語言為依托的數據庫原理課程。SQL標準關系數據庫語言是關系數據庫語言發展的里程碑，以它為依托解讀數據庫原理既便于夯實理論基礎，又有利于在掌握標準關系數據庫語言的基礎上的后期學習。本階段的重點在于幫助學生全面理解數據庫的原理和數據庫設計開發的全景過程，建立完善、系統的數據庫設計開發理性認知。

第二階段：以Oracle Database數據庫管理系統為平臺的數據庫程序設計課程。Oracle Database作為關系數據庫管理系統的集大成者，目前依然是業內最流行的數據庫技術，并且由于受當前應用更替成本等因素的影響，在未來一段時期內繼續擁有較大的應用空間，故此，熟練掌握Oracle Database具有實用與可持續學習的雙重意義。

第三階段：以noSQL、hive、hadoop、impala等大數據處理方向新興的、非ACID數據庫模型、融人搜索和集群應用的DBMS技術模型、面向對象的數據庫系統等新的數據庫技術中的一種以及數據庫開發與整體項目開發相對接的延展課程。這一階段的課程的重點在于幫助學生把握數據庫技術前沿發展動態，儲備未來自主再學習的能力。

3.2.3以軟件工程為參照體系打通綜合運用

數據庫的設計開發往往不是孤立實現的，而是完整應用項目的一個重要組成部分，所以，數據庫課程在完成教學內容講授和應用能力訓練的基礎上，還要將其放到軟件工程的系統中，通過與數學建模和算法優化，C++、Java、PHP、Python等高級編程語言等相關課程的對接，打通其在項目開發的具體應用中的通道。

3.3構建模擬應用情境下的版塊化實踐教學和考核方式

3.3.1構建模擬情境化應用環境，形成對數據庫開發的系統性結構化的全景認知

數據庫課程的邏輯思維性和抽象性較強，傳統教學按照教材編寫順序逐個章節孤立講授的方式往往給學生一種知其然不知其所以然的迷惑感，可以借助模擬情境化應用環境的方式，將教學內容放置到學生熟悉、便于理解的模擬出來的情境化應用環境中去，幫助學生深化理解，提高全局認知。以數據庫原理的教學為例，可以打破教材的內容順序，以學生身邊的圖書借閱系統、學生成績管理系統等學生日常應用的數據庫系統引入數據庫的概念，從可感知的具體應用過程中分析數據庫系統的功能需求，從功能實現的過程引出表的創建管理、表單查詢、視圖的創建使用、觸發器的創建修改等各項操作，從SQL數據庫語言在具體操作的運用中解讀數據模型、數據庫結構、數據完整性等相關的概念與原理，最終借助思維導圖通過反推歸納的方式幫助學生形成對數據庫系統的基礎理論、基本技術和基本方法的理解體驗以及對數據庫設計方法和步驟的系統認知和全面理解。

3.3.2以項目教學法為依托落實版塊化實踐教學，強化知識向應用能力的轉化

基于數據庫課程的應用操作性復雜、靈活、多變的特點，在數據庫系統設計開發的教學中應結合具體的虛擬開發項目落實板塊化的實踐教學。以上述第二階段的Oracle Database數據庫管理系統課程為例，在掌握基本數據庫原理和了解SQL標準關系數據庫語言的基礎上，教師可以模擬一個項目開發的過程，將創建數據庫、創建和使用表、高級查詢、視圖、索引、同義詞和序列、數據完整性、函數和游標、存儲過程、觸發器、事務和鎖、備份和恢復等操作所對應的SQL語言指令所形成的知識版塊設計成實踐教學的具體實訓課題，將學生分組后進行逐項實踐訓練，最終完成使用PUSQL程序設計語言完成該項目開發并進行管理的過程。

3.3.3推進項目化上機考核，引領學習重心

近年來大部分高校的計算機專業的數據庫課程的考試都開啟了由傳統的紙質閉卷考試向上機操作考試的探索和實踐，但有效的考試體系的建立還需要持續深化。堅持變應試教育為應用教育的教學理念。將考核評判體系從原來的“知識掌握”的考核轉變為“方法掌握”的考核，從原有的“技能積累”的考核轉變為“技能應用”的考核，對數據庫課程而言在明確各階段課程考核重點的基礎上，可以以難度適宜的模擬項目開發為考題，以小組團隊組合完成特定任務的形式替代原有的隨機抽取操作任務獨立完成的考核形式，增強考核和實際應用的對接。

4結束語

大數據時代背景下，社會對高校數據庫人才培養的要求也在不斷更新，高校教師只有因時應變，在教學實踐中不斷探索實踐、勇于創新，才能滿足社會發展對數據庫人才培養的需要。