面向信創的“數據庫原理及應用”課程教學改革探索

摘" 要： 在信創背景下，通過與華為合作將Gauss數據庫引入數據庫課程體系，作為數據庫原理及應用課程的學習內容和實驗平臺。從優化理論教學內容、革新實踐教學設計、豐富教學模式和考核評價方式等方面，探索面向信創的數據庫原理及應用課程教學改革方案，發揮實驗平臺在培養應用型人才中的作用，提高學生學習效果和能力。

關鍵詞： 數據庫； 信創平臺； 教學改革； 應用型人才

中圖分類號：G642" " " " " 文獻標識碼：A" " "文章編號：1006-8228（2023）12-224-04

Exploration of teaching reform in \"Database Principles and Applications\"

course for information innovation

Li Jun1， Ren Zhaoxu1， Zhang Lei2， Song Guoming1， Xiang Yong1

（1. Chengdu Technological University， Chengdu， Sichuan 611730， China; 2. The Fifth Research Institute of telecommunications technology Co.Ltd.）

Abstract： In the context of information innovation， through collaborating with Huawei， Gauss database is introduced into the database course system as the learning content and experimental platform for \"Database Principles and Applications\" courses. From the aspects of optimizing theoretical teaching content， innovating practical teaching design， enriching teaching modes and assessment methods， the teaching reform plan in \"Database Principles and Applications\" course for information innovation is explored to play its role in cultivating applied talents and improve students' learning effectiveness and abilities.

Key words： database; information innovation platform; teaching reform; applied talents

0 引言

信創即信息技術應用創新發展，是目前一項國家戰略，也是當今形勢下國家經濟發展的新動能[1]。國產數據庫實現自主可控、自主創新已成為信息產業發展的重點。在信息技術應用創新發展時代背景下，我國數據庫軟件市場規模快速增長，數據庫課程的培養目標需要提高并升級，教學內容需要不斷補充和完善，教學方法和手段需要不斷改革，考核評價標準也需重新界定。結合“以學生為中心”、“成果為導向”等教育理念，改革現有教學方法與手段，優化教學內容，探索并實施基于信創平臺下的數據庫原理及應用課程教學改革方案，發揮其在培養應用型人才中的作用，以提高學生分析問題、解決問題及創新實踐和團隊協作能力。

1 課程教學現狀

1.1 教學內容較少涉及國產數據庫

理論和實踐教學過程中較少涉及國產數據庫，在信創背景下，行業與用人單位的實際需求是制訂專業人才培養目標的主要依據。在進行數據庫原理及應用課程內容設計時，應將國產數據庫作為理論和實踐教學的一部分，對教學大綱、實驗指導書、課程設計等內容進行整理、分析、優化。在理論教學過程中，引入國產數據庫，對其發展過程、系統結構、相關技術進行介紹。通過重點介紹華為Gauss數據庫，讓學生了解國產數據庫技術的現狀，增加學生對國產數據庫的認識，增強學生對國產軟件信心和民族自豪感，從而激發他們認真學習課程知識，積極投身到科研領域的動力，實現知識傳授與價值引領同步的教學目標。

1.2 實驗設計缺乏較強專業實踐性

數據庫原理及應用課程，其目標是在介紹數據庫系統的基本概念、基本原理和數據庫設計方法的基礎上，進一步培養學生設計和開發數據庫應用系統的能力。實驗內容以基礎性和教學主導的驗證性實驗為主，僅包含少量簡單的設計類實驗，缺乏企業真實項目案例，支撐案例設計的資源有限，導致學生學習效果不佳[2]。應當引入企業真實項目案例，為學生提供一個實際項目開發場景，將學生需要掌握的數據庫知識融入并貫穿到項目開發各個階段，幫助學生理解知識和項目開發涉及的關鍵技術，使學生對項目開發有一個系統的認識，鍛煉學生的動手能力。

1.3 教學模式和考核形式單一

傳統教學模式采用線下授課方式，以教師知識點講解為主，師生互動較少，無法有效掌握班內學生學習的情況[3-4]。傳統教學模式對應考核形式單一，考核內容一般包括出勤、作業、期末考試等項目。作業收取批改周期長，無法及時了解學生學習效果[5]。采用線上線下混合式教學方式，線上教學平臺能豐富教學內容及考核評價方式，結合線下教學，組織學生課堂討論，加強課堂互動和交流，提高教學質量。

2 課程教學改革的探索與實踐

針對數據庫原理及應用課程教學現狀，提出面向信創的課程教學改革思路，如圖1所示，采用創新的理念、路徑和內容以解決課程教學過程中的問題。

圍繞教學痛點，結合創新理念，采用項目驅動的教學方法，以講授、實踐、創新考核、學科競賽等教學形式，充分調用學生學習的積極性，將對數據庫原理及應用這門課程的學習從被動灌輸轉變為積極探索[6]。優化理論教學，構建線上線下混合式教學模式，融合關鍵性信創技術，使學生掌握數據庫系統基本理論知識、數據庫設計與開發方法。革新實踐教學，建立由信創企業項目案例整合的立體化學習資源，鼓勵學生參加華為云Gauss數據庫創新應用賽等學科競賽活動，探索校企協同育人新途徑，提高學生數據庫應用系統開發能力，為企業培養高素質應用型信創人才。

2.1 優化理論教學內容

圍繞應用型人才培養的關鍵要素，助力信息技術應用創新發展這一國家戰略，按專業培養目標和學生畢業要求設立課程教學目標，對課堂教學內容進行了優化。

在理論教學過程中，增加了國產數據庫發展過程、系統結構、相關技術及解決方案等內容。具體地，全面介紹了我國當代自主開發的數據庫產品，如華為Gauss、南大通用、武漢達夢、人大金倉、神舟通用等。重點講解Gauss數據庫安裝部署、體系結構及關鍵特性、數據庫及對象管理、SQL基礎、云數據庫GaussDB（for openGauss）等內容。在實驗教學過程中，采用Gauss數據庫開展實踐教學，進一步讓學生熟悉國產數據庫相關技術及其操作環境。通過學習，學生對國產數據庫有了一定了解，對國產數據庫技術相關的科研領域充滿信心，能夠熟練使用Gauss數據庫進行信息系統開發。

2.2 革新實踐教學設計

為培養學生工程思維和創新能力，對信創企業提供的項目案例進行選取和重構，設計出符合課程教學要求的實踐教學案例，強化學生動手實踐能力。

在課程設計案例的選取過程中，以信創企業項目智能導檢導醫系統作為項目案例，該系統定位于高端導檢導醫市場，提供軟硬件結合、業務透明集成的解決方案，滿足客戶就醫、體檢的全程自動化、規范化、智能化排隊需求，提高醫療與體檢機構的管理效率和服務水平，增強患者和受檢者的用戶體驗。

在學生上課過程中，采用了基于企業情境的實踐教學模式，模擬仿真企業開發環境。上課時由老師擔任項目經理，小組組長擔任項目負責人，3-4位組內成員共同完成一個項目。通過組建項目小組、組內任務分配、需求分析、系統設計、系統測試部署、小組答辯、提交課程設計報告等環節，提高了學生團隊協作能力，強化了學生溝通表達和工程實踐能力。學生明確了數據庫設計步驟，掌握了E-R圖、數據庫表、視圖、觸發器、存儲過程設計和實現，進一步加深了對數據庫理論知識的理解。通過課程實踐教學，學生不僅掌握了數據庫基礎知識和設計方法，而且還具備了利用數據庫系統進行數據處理的技能以及數據庫系統開發所需要的職業素養。

2.3 豐富教學模式和考核評價方式

在教學過程中采用了線上線下混合式教學方式，團隊教師使用微助教線上平臺，如圖2所示。

課前將課件和視頻等資料發布在微助教上供學生預習，以便學生對課程內容建立初步認識；課中使用考勤、隨機點答等功能，及時獲取學生到課與知識掌握情況；課后發布作業，幫助學生鞏固課堂學習內容。學生作業采用教師評分和學生互評相結合方式，分數比例設置為教師評分占比60%，學生評分占比40%。通過互評，有助于學生了解其他同學答題情況，借鑒好的答題思路和方法。數據庫原理及應用課程線上線下混合式教學方式如圖3所示。

采用面向學習過程的多維度復合型課程考核評價方式，從課堂表現、平時作業、上機實驗、課程設計、課外學習成績等維度進行綜合評價，如表1所示。課堂表現根據每次簽到、隨堂問答和隨堂測試等環節的表現情況評定。每章內容結束布置平時作業，按照作答情況給予相應的分值，以進一步了解學生對知識點的掌握程度。課程設有八個上機實驗，以實驗報告評分作為學生上機實驗成績。課程設計注重過程化考核，根據每次課堂檢查驗收情況和撰寫的課程設計報告質量進行綜合評定。通過線上線下混合式教學和面向學習過程的多維度復合型考核評價方式，實現了學習數據可記錄，學習行為可追蹤，增強了師生的互動交流。

3 課程教學改革效果

通過對參與數據庫原理及應用課程教改的計算機工程學院452名學生課堂表現、實踐能力、考試成績、課程評價等方面統計分析，課程教學改革取得了預期效果。

⑴ 學生課堂表現

學生課堂表現對比如表2所示，學生平均出勤率和平均互動答題準確率相比改革前有所提高，平均早退率有所降低，課程改革調動了學生學習的積極性和主動性。

⑵ 學生實踐能力

學生實踐成績包括上機實驗和課程設計兩部分，是學生實踐能力的綜合體現。改革前后學生實踐成績對比如圖4所示，優良占比增加，學生積極參加各類競賽，多次獲得省級以上獎項，并在華為鯤鵬應用創新大賽中獲得二等獎，實踐能力有較大提高。

⑶ 學生考試成績

對學生期末考試成績進行分析，結果如圖5所示。與課程改革前相比，90分以上人數所占比例增加了4.57%，60分以下人數所占比例下降了6.76%。

⑷ 學生課程評價

為掌握學生對教學改革的滿意度和教學反饋情況，在學期末進行滿意度問卷調查，并借助微助教平臺搜集學生教學反饋意見。滿意度問卷調查結果如表3所示，總體上學生對教學改革內容比較滿意。

圖6為微助教平臺的部分學生教學反饋詞云。反饋結果表明學生通過本學期理論學習和信創企業項目案例實踐，理解并掌握了數據庫系統的基本概念、原理和設計方法，具備了數據庫應用系統設計開發的技能。

此外，課程組老師獲得校級人人金課比賽一等獎和教學創新大賽二等獎，參與建設鯤鵬信息技術應用創新實驗教學中心，該實驗教學中心已獲批省級實驗教學示范中心。成都工業學院人才培養質量和教育教學改革項目已取得階段性成效，推動了數據庫原理及應用校級一流課程建設。

4 結束語

本文探索了“數據庫原理及應用”課程的改革與實踐，在教學中引入國產數據庫技術和企業項目案例，以項目案例為載體組織教學內容，啟發引導學生將所學知識點融入實際項目開發過程，增強了學生學習的積極性、主動性和團隊合作能力，培養了學生基于國產數據庫的工程應用能力與工程創新能力。本課程教學改革對促進信創專業人才隊伍建設，助力信創產業生態構建，支撐我國信創產業的創新與發展具有重要意義，對于其他課程的教學改革也具有借鑒和示范引領作用。

參考文獻（References）：

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