面向數據科學與大數據技術專業的數據庫類課程群建設與研究

韓芳

摘要：當前，發展大數據已經成為國家戰略，數據存儲和管理在大數據技術中是非常重要的技術層面。面向數據科學與大數據技術專業，梳理和優化數據庫類課程群的教學內容、打造校企結合模式下的實踐教學體系，持續進行圍繞大數據技術的數據庫類課程的教學資源建設、師資隊伍建設和教學改革研究，進行面向大數據專業的數據庫類課程群的教學改革研究，有著非常重要的意義。

1 研究背景

1.1大數據時代

在大數據時代背景下，對教育供給側結構性改革進行積極探索和實踐，為完善大數據人才培養體系，推進貫通大數據理論、方法、技術、產品與應用等的復合型人才培養，推動大數據領域學科建設，具有重要意義。

1.2大數據技術的不同層面及其功能

從上表來看，數據存儲和管理在大數據技術中是非常重要的技術層面。而其中分布式文件系統、關系數據庫、NoSQL數據庫、云數據庫等技術，則是大數據存儲和管理技術中的主要環節。

1.3 從關系數據庫到NoSQL數據庫

大數據時代迎面而來，傳統的關系數據庫系統并未做好準備：①無法滿足海量數據的管理需求;②無法滿足數據高并發的需求;③無法滿足高可擴展性和高可用性的需求。

與此同時，NoSQL 技術順應時代發展的需要，異軍突起，，蓬勃發展。各種NoSQL 技術和系統被研發出來，解決了類型多樣的大數據的管理、處理和分析問題。譬如：海量日志數據、業務數據或者監控數據的管理和查詢;特殊或者復雜的數據模型的簡化處理;作為數據倉庫、數據挖掘系統或OLAP系統的后臺數據支撐等應用場景。

1.4從NoSQL數據庫到NewSQL數據庫

NoSQL數據庫可以提供良好的擴展性和靈活性，很好地彌補了傳統關系數據庫的缺陷，較好地滿足了Web2.0的應用需求。但是由于NoSQL采用非關系型數據模型，因此它不具備高度結構化查詢等特性，查詢效率尤其是復雜查詢方面，不如關系數據庫，而且不支持事務ACID特性。

在這個背景下，近幾年，NewSQL數據庫開始逐漸升溫。NewSQL具有可擴展性，且性能優秀的數據庫。NewSQL支持ACID和SQL等特點，可以存儲、處理海量數據。不同的NewSQL數據庫的內部結構差異很大，但是它們都有兩個顯著的共同特點：都支持關系模型;都使用SQL作為其主要的接口。

1.5云數據庫

云數據庫是在云計算的發展支持下，通過共享基礎架構應運而生的新型數據庫，它具有虛擬化的特點，部署在云計算環境中。由于存儲能力的增強，可以極大的減少重復配置，讓軟、硬件升級變得更加容易。

綜上所述，面向大數據技術專業進行數據庫類課程群的建設，構建相關數據庫類課程群的體系結構，全面梳理和優化數據庫類課程的教學內容，搭建高質量的實踐教學平臺。在此基礎上，全方位進行面向大數據技術的數據庫類課程的教學資源建設、師資隊伍建設、教材建設等，以及進行新工科背景下人才培養的教學改革研究，有著非常重要的意義。

2 建設內容

在大數據應用需求的前提下，以新工科建設為背景，面向數據科學與大數據技術專業，對數據庫類課程群體系進行構建與研究。具體如下：

2.1構建數據庫類課程群教學體系

以“數據庫原理與應用”作為專業平臺課程， 使學生系統掌握結構化數據的存儲、管理、操縱，培養學生對信息系統的分析、設計、開發和管理的能力。

以“分布式數據庫”作為專業核心課程，學習分布式數據管理的原理與技術，掌握幾種常見的NOSQL數據庫的使用，如列族數據庫HBASE文檔、數據庫MonGoDB等。

以“云數據庫”作為專業選修課程，掌握云數據庫的概念，了解主流的云數據庫平臺，掌握一種云數據庫的使用，如微軟云或阿里云等。

2.2全面梳理和優化數據庫類課程群的教學內容

利用中科特瑞提供的優質平臺和優質資源，進行面向數據科學與大數據技術的數據庫類課程群的建設，實現教學內容從關系數據庫——分布式數據庫——云數據庫，順應大數據技術的飛速發展。

優化專業平臺課程“數據庫原理與應用”的教學內容，除了包含傳統的關系數據庫的主要知識的教學內容以外，適當補充分布式數據管理技術，完成關系型數據庫向分布式數據庫的過渡。修改和完善教學大綱。

梳理“分布式數據庫技術“課程的核心技術和教學內容，構建“分布式數據庫技術”的教學內容體系。

梳理“云數據庫“課程的核心技術和教學內容，構建“云數據庫”的教學內容體系。

2.3打造校企結合模式下的實踐教學體系

利用中科特瑞提供的優質平臺和優質資源，實現真正意義上的校企結合聯合培養，為大數據應用環境下高素質的新工科專業人才培養，提供了高質量的實習實踐基地。主要包括課程實驗平臺的建設（硬件和軟件）、課程實驗及課程設計。

2.4教學資源建設

（1）完成相關課程的教學大綱和考試大綱。

（2）制作相關課程的教學課件。

（3）打造相關課程的教學案例 。

（4）逐步完善相關課程的自建教材和教學輔導資料等。

2.5師資隊伍建設

利用中科特瑞提供的優質平臺和優質資源，實現教學與科研相結合，提高師資隊伍的專業素養。

利用中科特瑞提供的大數據平臺開展各項科研和教研活動，形成一個穩定的結構良好的數據庫課程教學團隊。

2.6教學改革研究

通過教學法研討、青年教師講課比賽、優秀課件評比、公開教研活動等方式，開展教學研究和課程建設，推進教學模式創新，提高教學水平，為數據科學與大數據技術專業的人才培養提供有效的保障。

3 結語

隨著時代的進步和技術的發展，堅持教學、科研、學科建設并重，以學生發展為中心，持續進行高質量的課程及課程群的建設與研究，有著非常重要的意義。