大數(shù)據(jù)時代背景下《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設探析

中山職業(yè)技術學院 余姜德 梁本來 冷令

大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)庫技術發(fā)生了深刻變革，除了傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫仍在不斷應用外，非關系型數(shù)據(jù)庫也在迅猛崛起，國家對新型數(shù)據(jù)庫人才需求日益迫切。本文在闡述教學資源庫建設的必要性基礎上，分析了當前《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設的現(xiàn)狀，提出了以“以主流技術為重點，以實戰(zhàn)項目為核心，以互動反饋為補充”的建設方案，并在實踐中獲得了良好的效果。

2019 年，中共中央、國務院印發(fā)《中國教育現(xiàn)化2035》文件中明確指出：“加快信息化時代教育變革，利用現(xiàn)代技術加快推動人才培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)規(guī)模化教育與個性化培養(yǎng)的有機結合；創(chuàng)新教育服務業(yè)態(tài)，建立數(shù)字教育資源共建共享機制。”根據(jù)這一指示精神，各大高校均積極開展數(shù)字化教學資源庫的建設，充分利用現(xiàn)代信息技術作為提高教學質量的重要手段，以提高教學資源利用率，推動教育模式的升級和變革[1]。在大數(shù)據(jù)時代背景下，如何構建優(yōu)質的數(shù)字教育資源，尤其是課程教學資源庫，是值得探究的課題。

1 大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)庫技術及相關人才需求的變化分析

1.1 數(shù)據(jù)庫技術面臨的變化和挑戰(zhàn)

伴隨著技術進步和社會發(fā)展所帶來的海量、高速和多樣化的數(shù)據(jù)環(huán)境，人類社會正式進入大數(shù)據(jù)時代。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)庫技術面臨著許多變化和挑戰(zhàn)。

（1）數(shù)據(jù)規(guī)模指數(shù)級增長：大數(shù)據(jù)時代的最顯著特征之一是數(shù)據(jù)規(guī)模的迅速增長，這種增長往往呈現(xiàn)出指數(shù)級、爆炸性的增長態(tài)勢[2]。傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫，已經(jīng)無法處理如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)，必須依靠新的數(shù)據(jù)庫技術。

（2）數(shù)據(jù)類型的多樣性：大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)類型非常多樣化，不僅包括結構化數(shù)據(jù)，還包括半結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫只能處理結構化數(shù)據(jù)，對半結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)則無能為力，因此需要引入新的數(shù)據(jù)庫技術。

（3）實時數(shù)據(jù)處理：大數(shù)據(jù)時代要求數(shù)據(jù)庫能夠實時處理和分析數(shù)據(jù)，以便及時做出決策。傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫的寫入和查詢速度往往較慢，無法做到實時處理或響應，因此，需要引入新的數(shù)據(jù)庫技術來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理。

1.2 數(shù)據(jù)庫的分類

根據(jù)不同的標準，數(shù)據(jù)庫可以分成很多種類。根據(jù)數(shù)據(jù)組織的方式和數(shù)據(jù)的結構不同，數(shù)據(jù)庫可以分為關系型數(shù)據(jù)庫和非關系型數(shù)據(jù)庫。

關系型數(shù)據(jù)庫是基于關系模型來組織的，它的數(shù)據(jù)被組織成一張張的表格，表格中的數(shù)據(jù)按照行和列的方式存儲，便于數(shù)據(jù)的查詢和維護。關系型數(shù)據(jù)庫之間可以通過SQL 語句進行查詢和連接，它們支持復雜的查詢和數(shù)據(jù)操作。常見的關系型數(shù)據(jù)庫有MySQL、Oracle、SQL Server 等。

非關系型數(shù)據(jù)庫則不使用傳統(tǒng)的表格和SQL 語句，它們的數(shù)據(jù)結構更加靈活，可以存儲各種類型的數(shù)據(jù)，包括鍵值對、文檔、圖形、圖像等。非關系型數(shù)據(jù)庫通常適用于大數(shù)據(jù)和NoSQL 場景，它們支持高效的數(shù)據(jù)讀寫和分布式處理。常見的非關系型數(shù)據(jù)庫有Redis、MongoDB、Hadoop 等。

1.3 數(shù)據(jù)庫技術人才需求變化分析

當前，目前市場上的高級數(shù)據(jù)庫人才供給相對不足，以往對于數(shù)據(jù)庫人才的要求主要集中在數(shù)據(jù)庫管理和SQL 語言掌握上，但隨著大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，企業(yè)對于NoSQL（非關系型）數(shù)據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫、列存儲數(shù)據(jù)庫等新型數(shù)據(jù)庫的要求也在不斷提高，因此，我們必須緊跟數(shù)據(jù)庫技術升級迭代發(fā)展的步伐，培養(yǎng)高素質技能型數(shù)據(jù)庫人才，以滿足企業(yè)對于高級數(shù)據(jù)庫人才的需求。

2 《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設的必要性

2.1 建設數(shù)據(jù)庫課程教學資源庫是提供優(yōu)質學習資源的最佳手段

傳統(tǒng)的教學模式往往只能提供有限的教材和參考資料，而無法滿足學生多樣化的學習需求和個性化的學習方式。而通過建設數(shù)據(jù)庫課程教學資源庫，可以為學生提供更加豐富、多樣化和個性化的學習資源，這些資源可以根據(jù)學生的學習進度和需求進行個性化推薦和定制化服務，提高學生的學習效果和學習體驗[3]。

2.2 建設數(shù)據(jù)庫課程教學資源庫是提升教學質量的必然選擇

通過教學資源庫的建設，可以優(yōu)化教學資源，提升教學質量。一方面，教學資源庫可以為教師提供更多的教學資源，促進教師之間的共享交流、互動合作，推動教學經(jīng)驗和教學方法的共同進步；另一方面，教學資源庫的建成，將給整個教學提供個性化和差異化的支持，能更好地滿足學生的學習需求，從而提升整體教學質量。

2.3 建設數(shù)據(jù)庫課程教學資源庫是提升相關專業(yè)服務社會能力的有效途徑

一個專業(yè)辦學的目標之一就是為學生提供社會需求匹配的知識和技能，使他們能夠為社會做出積極的貢獻。教學資源庫為學生提供了實踐和應用的機會。資源庫中的學習資源往往包含了實踐和應用環(huán)節(jié)，例如，項目案例、實驗分析、作品設計等，學生可以通過這些實踐和應用的機會，鍛煉自己的實踐能力和創(chuàng)新能力，更好地應對實際工作和社會需求，得到用人單位的認可。

3 《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設

3.1 《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設現(xiàn)狀分析

通過對近五年數(shù)據(jù)庫類課程教學資源庫立項及建設情況進行調研，發(fā)現(xiàn)當前《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫的建設有以下幾點特征：

（1）資源庫中知識點和技術手段相對滯后：當前《非關系型數(shù)據(jù)庫技術》課程教學資源庫教學知識點往往存在滯后性，許多技術框架不是當前企業(yè)應用的主流技術，大約存在3 ～5 年的時間差，存在技術代差鴻溝。

（2）資源庫中項目案例資源有待豐富：信息技術重在實踐，提高實踐能力的有效方法是項目實踐，而當前《非關系型數(shù)據(jù)庫技術》教學資源庫中往往存在項目案例，尤其是高價值的實戰(zhàn)項目案例比較缺乏的通病，沒有高價值的實踐項目資源，會容易使數(shù)據(jù)庫技術學習陷入“紙上談兵”的尷尬境地。

（3）互動反饋平臺相對匱乏：建設教學資源庫的目的是提供優(yōu)質學習資源給自主學習者，教學資源庫應包含“傳達”與“反饋”兩個方向的互動，當前的《非關系型數(shù)據(jù)庫技術》教學資源庫建設過程中，往往只突出“傳達”的單向信息傳遞，而缺乏相應的互動反饋平臺，不利于“教學者”和“學習者”形成有效的反饋機制[4]。

3.2 以項目實踐為核心的《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫構建方案設計

根據(jù)當前《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫的建設現(xiàn)狀，筆者結合自己的教學經(jīng)驗，提出“以主流技術為重點，以實戰(zhàn)項目為核心，以互動反饋為補充”的建設方案，以筆者所在院校的大數(shù)據(jù)技術專業(yè)《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫為例，教學資源庫由“基礎資源庫”“項目資源庫”和“互動評價資源庫”3 個子資源庫組成，每個子資源庫又有不同的子資源庫組成，其整體設計方案如圖1 所示。

圖1 《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫設計方案Fig.1 Design scheme of teaching resource library of "Non-relational Database"

3.3 多方位、立體式構建《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫

3.3.1 教學資源庫搭建平臺選擇

選擇在超星慕課平臺搭建《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫，該平臺提供了多種教學資源設計方式：如采視頻教學、在線互動、作業(yè)考核、學習筆記等，為學生提供了靈活、便捷的學習體驗。平臺還提供了學習社區(qū)、在線問答、學習圈等社交功能，方便學生之間交流和學習互助。

3.3.2 基礎資源庫設計

基礎資源庫包括教學視頻資源庫和文檔資源庫兩個子庫。教學視頻資源庫主要有微課、MOOC 和音頻、視頻教學資源； 文檔資源庫主要有電子課件、課程標準和授課標準、教學團隊開發(fā)的自編教材等，也包括其他一些文檔資源，如學習社區(qū)網(wǎng)站、經(jīng)典的學習參考電子書等。

基礎資源庫是整個課程教學資源庫的基石。在基礎資源庫中，對于教學視頻資源子庫的設計，要注意對教學資源進行分類,根據(jù)學科領域、課程類型、難易程度等因素進行分類，以便于用戶快速找到所需的資源；而在文檔資源子庫的設計中，注意要明確資源庫的建設目的和范圍，建立規(guī)范的文檔分類和命名規(guī)則，便于用戶查找和使用文檔，還要注重資源庫的維護和更新，及時添加新的文檔資源，保持資源庫的完整性和時效性[5]。

3.3.3 項目資源庫設計

項目資源庫的設計是《非結構化數(shù)據(jù)庫》教學資源庫設計的重要組成部分，它包含了5 個子庫：教科研項目資源庫、競賽項目資源庫、畢業(yè)設計項目資源庫、工作室項目資源庫和校企合作項目資源庫。這5 個子庫，既包含了任課教師的立項教科研課題，也包括學生畢業(yè)設計，還包括了教師和學生共同參與的工作室項目以及與企業(yè)合作的橫向課題等。

項目資源庫是整個課程教學資源庫的核心，項目資源庫通過不斷豐富和完善實戰(zhàn)項目，將項目提煉和優(yōu)化成優(yōu)質教學資源，讓學習者可以從零開始，動手實踐，逐步完成項目各階段目標。

3.3.4 互動評價資源庫設計

互動評價資源庫是整個教學資源庫必不可少的組成部分，它包括章節(jié)測試及綜合考試資源子庫和移動端App 應用資源庫，這兩個子庫主要實現(xiàn)與學習者的交流和互動，完成學習效果的反饋，其中移動端App 的應用，例如，學習通App 上學習資源的發(fā)布，還可以用于日常教學的管理，如上課考勤、作業(yè)發(fā)布、課后互動等。

互動評價資源庫的設計中，要選擇適合的評價方式和工具，確保評價的科學性和客觀性。此外，還需要考慮數(shù)據(jù)安全和保密問題，采取相應的措施確保評價數(shù)據(jù)的安全性和保密性。而移動端App 教學資源庫的設計應注重資源的分類和組織、多媒體支持、用戶交互和個性化定制以及數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)同步等方面，以提供方便快捷的教學資源獲取和共享平臺，促進教育教學的改進和提升。

3.4 《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程教學資源庫建設成果

截至目前，已經(jīng)在平臺上傳了72 個教學視頻，每個時長約在15min 左右。上傳了《非關系型數(shù)據(jù)庫》課程的教學標準、授課計劃、教學PPT 和2019—2022 年教案；上傳了電子教材10 本，其中有2 本是自編教材；設計了30 個虛擬仿真實驗，并給出了詳細的實驗指導書；設計了12 個章節(jié)的單元測試題和18 套綜合測試試題；收集了教師省市級教科研項目4 項；與企業(yè)合作課題1 項； 優(yōu)秀畢業(yè)設計作品20 個； 技能競賽項目8 個；手機端教學輔助應用App 1 項。專業(yè)教學資源庫已經(jīng)注冊的教師用戶12 人，學生用戶300 人，教學資源庫用戶使用率較高，學習效果反饋良好。基于這些建設基礎，將申報省級精品課程教學資源庫建設立項。

4 總結

綜上所述，傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫在大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)不能滿足海量數(shù)據(jù)的處理需求，而非關系型數(shù)據(jù)庫以其數(shù)據(jù)處理性能高、擴展性強、適用范圍廣而快速崛起，并得到廣泛的應用。大數(shù)據(jù)時代需要更多新型數(shù)據(jù)庫人才，而建設《非關系型數(shù)據(jù)庫》教學資源庫是培養(yǎng)新型數(shù)據(jù)庫人才的有效途徑。但是當前非關系型數(shù)據(jù)庫的建設現(xiàn)狀存在技術手段落后、知識點陳舊、實踐項目缺乏和互動反饋不充分等問題，為此，我們提出了“以主流技術為重點，以實踐項目為核心，以互動反饋為補充”的資源庫建設策略，并付諸實踐，取得了良好的建設效果。

引用

[1] 黃志超.基于大數(shù)據(jù)技術的《數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術》課程項目化教學改革[J].電腦知識與技術,2021,17(12):129-130+155.

[2] 顏清,苗壯,賴鑫生,等.大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫原理課程實踐教學改革探索[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐,2020,3(17):40-41.

[3] 鄢軍霞.國家教學資源庫課程建設思路與實踐——以《數(shù)據(jù)庫技術及應用》課程為例[J].通訊世界,2020,27(1):288-289.

[4] 陶婧.大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)庫應用課程教學體系改革研究[J].電腦與電信,2018(9):25-26+43.

[5] 趙麗萍,邵華.大數(shù)據(jù)時代背景下數(shù)據(jù)庫教學改革探索[J].科技創(chuàng)新與應用,2018(10):161-162.