大數(shù)據(jù)時(shí)代獨(dú)立學(xué)院數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的改革

周海燕+楊平樂(lè)

摘要：本文探討在大數(shù)據(jù)時(shí)代，如何從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，教學(xué)方法的改進(jìn)，大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等方面進(jìn)行改革，構(gòu)建適應(yīng)獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的面向大數(shù)據(jù)的完整的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）34-0149-02

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)（Big Data）正逐步成為信息社會(huì)的重要財(cái)富。大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的人才提出了更高的要求。為符合市場(chǎng)發(fā)展和企業(yè)需求，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的人才不僅要有較高的編程能力，更要有面向大數(shù)據(jù)的計(jì)算思維和認(rèn)知能力，掌握大數(shù)據(jù)分析方法、挖掘工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有跨學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力[1]。

一、改革的必要性

目前，國(guó)內(nèi)高校開(kāi)始逐步在研究生階段開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向，并建設(shè)大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)課程，但針對(duì)本科生的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程開(kāi)設(shè)較少[2]，獨(dú)立學(xué)院開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的更是鳳毛麟角。我國(guó)各高校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，都以專(zhuān)業(yè)核心主干課程的形式開(kāi)設(shè)了數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)課程。以筆者所在的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院為例，計(jì)算機(jī)系開(kāi)設(shè)了《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》，《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)》等課程，這些課程以傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論、設(shè)計(jì)和應(yīng)用為主線，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的知識(shí)、技術(shù)和方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力。但是傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)已不能適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新需求，在處理集群環(huán)境下的異構(gòu)海量數(shù)據(jù)時(shí)面臨極大的挑戰(zhàn)，需要采用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)來(lái)構(gòu)建性能更高、擴(kuò)展性更好及更易編程的Web系統(tǒng)?；诖耍瑢?duì)獨(dú)立學(xué)院已有的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系進(jìn)行改革以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的要求迫在眉睫。

二、改革的方向和措施

為適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的更高要求，針對(duì)獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特色和實(shí)際情況，借鑒國(guó)內(nèi)一些高校所開(kāi)設(shè)的大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的思路，提出構(gòu)建獨(dú)立學(xué)院面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的設(shè)想和具體措施。

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容：經(jīng)典傳統(tǒng)技術(shù)與新興技術(shù)相結(jié)合，理論與實(shí)踐并重

改革后，面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系按照“基礎(chǔ)—提高—應(yīng)用”進(jìn)階的方式進(jìn)行構(gòu)建，課程內(nèi)容的深度、廣度、綜合性循序漸進(jìn)，在強(qiáng)調(diào)學(xué)科基礎(chǔ)的同時(shí)注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，為社會(huì)輸送適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的應(yīng)用型人才。

1.基礎(chǔ)篇：經(jīng)典傳統(tǒng)技術(shù)。經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為對(duì)象，是基于關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)管理方法和技術(shù)，包含了數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)科重要和通用的基礎(chǔ)理論和思路，應(yīng)該作為面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)可以采用現(xiàn)行的教學(xué)大綱，大二下學(xué)期開(kāi)設(shè)，課時(shí)設(shè)置為56學(xué)時(shí)理論+16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。理論部分主要教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)庫(kù)基本知識(shí)、關(guān)系代數(shù)、SQL語(yǔ)言、關(guān)系理論、規(guī)范化設(shè)計(jì)、T-SQL應(yīng)用、恢復(fù)子系統(tǒng)、事務(wù)與并發(fā)性、安全性等；實(shí)驗(yàn)部分可以使用SQL Server作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具體內(nèi)容包括SQL語(yǔ)言的應(yīng)用、存儲(chǔ)過(guò)程與觸發(fā)器，小型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。課程教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，突出SQL的應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)等實(shí)用內(nèi)容。

2.提高篇：新興技術(shù)。建議在大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)課程。獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比一本二本學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論基礎(chǔ)要薄弱一點(diǎn)，更突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)，因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容要精心組織，課程主要講授NoSQL數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的知識(shí)，學(xué)時(shí)設(shè)置為40+8。NoSQL數(shù)據(jù)管理技術(shù)包括針對(duì)異構(gòu)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢和分析技術(shù)，是大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的新興技術(shù)。課程主要內(nèi)容包括：大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)、Hadoop分布式計(jì)算平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)部分可集中在Hadoop、HDFS、HBase和MapReduce技術(shù)方面設(shè)置一些入門(mén)級(jí)的實(shí)踐操作，如Hadoop環(huán)境的搭建、基礎(chǔ)MapReduce開(kāi)發(fā)，一種NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)查詢練習(xí)，Hive的使用等。

最后，還可以以前沿講座的形式向?qū)W生介紹涉及大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)管理與分析的專(zhuān)題和前沿技術(shù)，并要求學(xué)生對(duì)某個(gè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的特定領(lǐng)域進(jìn)行文獻(xiàn)收集和學(xué)習(xí)之后提交讀書(shū)報(bào)告。

3.應(yīng)用篇：課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)了為期四周的《軟件課程設(shè)計(jì)2》課程設(shè)計(jì)，該課程要求學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)言、軟件工程等知識(shí)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。改革后，可延長(zhǎng)該課程設(shè)計(jì)的時(shí)間，由原來(lái)的四周變?yōu)槲逯?，增加大?shù)據(jù)綜合應(yīng)用的要求，如可要求學(xué)生在設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)的超市進(jìn)銷(xiāo)存管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加超市零售數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容。

畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)徐海學(xué)院近三年的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用方面的選題占到總選題的85%左右。改革后，這部分選題也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，除了與Android或IOS開(kāi)發(fā)相結(jié)合外，還可向大數(shù)據(jù)研究的熱點(diǎn)看齊。

（二）改進(jìn)教學(xué)方法：案例教學(xué)法與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系理論與實(shí)踐結(jié)合緊密，技術(shù)性強(qiáng)。改革后，本課程體系的教學(xué)方法也要相應(yīng)改進(jìn)。

理論教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)，對(duì)一些比較抽象的概念，應(yīng)避免干巴巴地照本宣讀，可以采用案例教學(xué)法，結(jié)合圖文并茂的課件演示，F(xiàn)LASH動(dòng)畫(huà)等現(xiàn)代教學(xué)手段，讓學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，加深理解。比如，學(xué)生初次接觸范式理論時(shí)，僅從課本字面進(jìn)行理解普遍覺(jué)得難以接受，而通過(guò)案例教學(xué)，先給出一個(gè)設(shè)計(jì)不好的關(guān)系模式作為例子，引導(dǎo)學(xué)生分析案例中存在哪些問(wèn)題，為解決這些問(wèn)題該如何逐步進(jìn)行分解，分解后逐步達(dá)到各級(jí)范式的具體要求。案例教學(xué)法讓學(xué)生在案例分析過(guò)程中學(xué)會(huì)思考，由被動(dòng)接受到主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考解決問(wèn)題的方法，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解也就更加透徹。

實(shí)踐操作、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，可以全程貫徹執(zhí)行項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法。將一個(gè)完整的項(xiàng)目劃分成若干階段，每個(gè)階段要求學(xué)生獨(dú)立完成相應(yīng)任務(wù)。教師在項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程中，主要起引導(dǎo)的作用，要及時(shí)對(duì)項(xiàng)目的階段成果進(jìn)行檢查，批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)總結(jié)并反饋。學(xué)生在項(xiàng)目任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，自主去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考解決問(wèn)題的方法，并付諸實(shí)踐，不僅掌握了項(xiàng)目中所蘊(yùn)含的知識(shí)，并且收獲實(shí)踐成功后的快樂(lè)，從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，既可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，也促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

實(shí)踐證明，案例教學(xué)法與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法相結(jié)合的教學(xué)方法，應(yīng)用在數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的教學(xué)過(guò)程中效果較好。

（三）建設(shè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地：加大校企合作力度，為改革提供師資和實(shí)踐平臺(tái)保障

我國(guó)大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的教學(xué)尚處于起步和摸索階段，獨(dú)立學(xué)院面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系的改革，主要面臨師資力量薄弱和大數(shù)據(jù)實(shí)踐平臺(tái)搭建投入較大的問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，獨(dú)立學(xué)院可以充分發(fā)揮校企合作“3+1”辦學(xué)的優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)大數(shù)據(jù)IT企業(yè)和IT精英走進(jìn)來(lái)，教師和學(xué)生走出去，依托優(yōu)秀軟件開(kāi)發(fā)公司的實(shí)力，大力建設(shè)校內(nèi)校外大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地。項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀IT精英參與大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，是對(duì)現(xiàn)有師資力量的有效補(bǔ)充；專(zhuān)職教師通過(guò)自主學(xué)習(xí)，接受企業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的培訓(xùn)，參與企業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，成長(zhǎng)為“雙師型”骨干教師，是對(duì)現(xiàn)有師資業(yè)務(wù)素質(zhì)的有效提高。和企業(yè)共建大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地可以為學(xué)生的大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐提供平臺(tái)。

三、總結(jié)

獨(dú)立學(xué)院對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系進(jìn)行改革，早日引入大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)有利于保持課程體系的先進(jìn)性。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容是改革的方向，改進(jìn)教學(xué)方法是改革的基礎(chǔ)，而加大校企合作，建設(shè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地是改革的有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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