新業態新模式下數據庫實驗平臺建設

張少嫻， 陳云芳

(南京郵電大學 計算機學院，江蘇 南京 210046 )

0 引言

MySQL作為一種常用的大型關系數據庫管理系統，由于其開源、穩定、安全等特性，在企業管理軟件、Web應用軟件等各個方面受到用戶的青睞。鑒于該產品應用的廣泛性，我校開設了“大型數據庫技術”這門課程作為計算機及相關專業的專業課，該課程是一門與實踐緊密結合的課程，要求學生通過上機和綜合實驗，熟悉大型數據庫管理系統產品MySQL，熟練掌握MySQL數據庫基本操作、開發以及日常運維優化方法。在實際教學中一些問題不可避免地擺在我們面前：實驗課時太少、課外實驗缺乏監管和指導；從實驗內容和實驗方法的制定到實驗結果的處理，學生都是被動的接受者，學生的實踐需求較難反映給教師，學生和教師很難進行實時交流，出現學生迷惑實驗初衷，教師也較難把握實驗效果的兩難境地，影響實驗教學的質量。尤其2020 年新冠肺炎疫情這樣的突發公共事件，更是給線下實驗教學帶來了巨大的沖擊。為了突破傳統線下實驗教學受時間、場地、軟硬設備和師資條件的制約，設計與開發基于云的線上實驗環境就顯得十分有意義。

1 云計算概述

云計算是分布式計算、網格計算、并行計算、虛擬化和網絡存儲等技術融合發展的結果，具有虛擬化資源、資源池式管理和彈性擴展提供服務的特點。在云中，所有的資源包括硬件、

軟件、平臺均是作為服務被傳遞的，所有云用戶都可以通過網絡從“云”所提供的資源中獲得所需要的服務。在云用戶端看來，“云” 中的資源是動態的、無限擴展的、虛擬化的，并且可以隨時獲取，按需使用。從這個角度來看，云計算具有節省成本、資源利用率高、擴展性強等優勢，進而體現出云計算“一切皆服務”的基本理念[1]。

本在線實驗平臺的開發，最終選擇了阿里云作為系統的云平臺,相比較于傳統的服務器商家，阿里云會嚴格執行服務器準入標準以及運維標準，以保證整個云計算的高可用性，數據的可靠性。并且阿里云每個地區提供不同的服務區，面對不同的地域和行業都可以在阿里云上找到對應的解決方法。

2 課程實驗簡介

俗話說“眼過千遍，不如手過一遍”，該門課程是一門實踐性很強的課程，實驗內容的設置最終要以學生掌握知識、并提高學習能力為目標[2]，因此存在幾個關鍵的問題：(1)實驗任務的設計要有啟發性和科學性，能啟發學生進行邏輯推理，并能培養學生的動手能力和綜合解決實際問題能力。(2)知識點的掌握。實驗的目的就是讓學生能夠通過實驗環節掌握知識點，并能運用相關知識點解決實際問題，這對于教師提出更高的要求，需要思考如何提出一個完善的實驗方案才能夠涉及相關的知識點，同時，該實驗方案又能從多個角度培養學生思考問題、解決問題的能力以及培養學生創新思維和創新能力。

針對理論教學中的重要知識點，筆者精心地設計了實驗課程方案，設計了如下的實驗考核內容[3]。編寫了詳細的實驗指導書，明確學生的上機目的和步驟。

實驗一：MySQL數據庫安裝配置及基礎使用(2學時)。

實驗二：MySQL數據庫的開發基礎(2學時)。

實驗三：MySQL的進階開發技巧(4學時)。

實驗四：MySQL管理維護(2學時)。

實驗五：MySQL數據庫建模(2學時)。

3 實驗平臺的建設

3.1 平臺的主要功能

整個系統有3個模塊:學生、老師以及管理員。學生功能區模塊主要包括通知公告、在線實驗、查詢成績、資料下載、交流區5個模塊；老師功能區模塊主要包括學生信息管理、實驗管理、視頻教學、發布公告、實驗答疑、導出功能；管理員模塊功能包括管理實驗老師的相關信息、實驗資源管理、發布和刪除各種通知[4]。

學生模塊主要功能有以下幾項。

(1)通知公告：及時地獲得老師發送的與本班級相關的實驗公告。

(2)在線實驗：學生通過老師分配的用戶名和密碼進入到已經配置好的phpMyAdmin圖形化界面，建立以自己學號命名的數據庫，根據教師提供的實驗教程進行在線實驗,完成實驗操作后,在線提交實驗報告,等待教師批改、查看。

(3)查詢成績：學生可查詢每次實驗的成績以及教師的批改意見。

(4)資料下載：下載教師提供的各種實驗配套資源，包括各種實驗教程以及實驗視頻。

(5)交流區：學生對實驗的疑惑或者建議，都可以通過這功能區反饋，并能查看到老師的回復。

老師模塊主要功能有以下幾項。

(1)學生信息管理：班級信息的增刪改、班級成員的管理。

(2)實驗管理：實驗項目的增刪改、布置實驗(將某個實驗作為某個班級的一個實驗內容)；老師可以根據班級和實驗名搜索班級實驗報告的提交進度；通過查看實驗詳情檢查當前班級的學生的實驗完成情況，查看實驗詳情還包括搜索、查看實驗報告、批改實驗報告三個基礎功能。老師可查看本班所有學生的實驗詳情，也通過學生姓名進行搜索，搜索結果包括學生的學號、姓名、提交狀態、實驗批改狀態以及評分、評語等基本信息，對未批改的實驗報告進行審閱及評分。

(3)視頻教學：老師可錄制視頻并上傳至平臺以供學生能夠隨時隨地的進行學習，對于錄制好的視頻課程可及時地更新或者下架、刪除等操作[5]。

(4)發布公告：發布實驗任務、實驗報告上交時間等公告信息。

(5)實驗答疑：對學生提出的關于實驗的疑惑進行回復。

(6)導出功能：可以按班級批量導出學生的實驗報告。

3.2 平臺的實現及部分運行效果圖

該在線實驗平臺整體采用 B/S 架構，前端頁面展示采用 JSP 技術，后臺使用 Tornado框架以及SSH框架進行開發，數據存儲采用 My SQL、Redis，數據庫負載均衡采用MyCat，并以 Tomcat 作為服務器。在云服務器中安裝配置了MySQL數據庫，并安裝了MySQL的圖形化管理軟件phpMyAdmin，通過使用phpMyAdmin完成在線實驗。同時在代碼開發過程中，對各個瀏覽器的兼容問題做出相應的樣式解決和相關適配，對樣式與JavaScript進行兼容調整，以保證在多種瀏覽器及高版本中準確執行，隨時滿足不同用戶的要求。并且，加入了移動端的適配，部分手機也可以訪問該網頁。

在線實驗的入口界面如圖1所示。教師查看班級實驗報告的提交進度頁面如圖2所示。按班級、實驗名搜索實驗詳情頁面如圖3所示。

圖1 在線實驗的入口

圖2 實驗管理頁面1

圖3 實驗管理頁面2

4 結語

本文所展示的基于云的數據庫在線實驗平臺使學生可以不受時空的限制，隨時隨地完成實驗操作；平臺上的各種學習資源都是實時更新的，學生可實時獲取豐富的學習資源；老師可以針對每個實驗進行統一的實驗環境配置與管理，免去了學生自己配置環境的煩瑣過程，從而使學生把所有精力投入知識點的學習；方便教師布置和批改實驗報告，便于教師與學生之間的信息交流，從而高質量地完成實驗教學工作，也為新冠肺炎疫情防控期間教學的順利進行提供了大力的支持。

由于準備時間比較倉促，基于云的數據庫在線實驗平臺還需要進一步地完善和改進功能，進一步提高學生自主獲取知識和創新的能力。