大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程建設(shè)研究與實(shí)踐

袁琴琴++呂林濤

摘 要 針對大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合教學(xué)改革任務(wù)需求，提出“三條主線、四個模塊”的教學(xué)新思路，建立項目化教學(xué)體系。在此基礎(chǔ)上對課程教學(xué)大綱、教案、教學(xué)方法和手段、考核模式等進(jìn)行研究與實(shí)踐，為相關(guān)課程教學(xué)改革提供參考及借鑒。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程；項目化教學(xué)體系

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0057-03

Research and Practice on Construction of Database Principle and Application under Big Data Environment//YUAN Qinqin， LYU Lintao

Abstract According to the problems existed in the teaching of Data-

base Principles and Application under the big data environment， a

new teaching idea about the Three Main Lines， Four Modules is pro-posed in the paper， which can meet the needs of the teaching reform. Finally， the teaching system based on the project is established. At the same time， the research and practice on the teaching outline， tea-

ching plan， teaching methods and means， evaluation model is carried

out in the paper， which can provide some reference for the teaching reform of the related courses.

Key words big data； database principles and application； teaching system based on the project

1 引言

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程不僅是高等院校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)等工科類學(xué)科實(shí)踐能力強(qiáng)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，而且是當(dāng)代大學(xué)生服務(wù)于“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域中不可缺少的創(chuàng)新能力素質(zhì)之一。“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和各行各業(yè)中將具有越來越重要的角色和地位。本課程是“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)課程，在相關(guān)課程中起到承上啟下的橋梁作用。因此，不斷探索數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革思路以適應(yīng)當(dāng)前社會人才模式的要求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)中存在的問題

在大數(shù)據(jù)背景下，結(jié)合西京學(xué)院電子類本科專業(yè)面向西部智能農(nóng)業(yè)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)分析與處理等行業(yè)的人才需求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能適應(yīng)目前社會人才培養(yǎng)模式的要求，主要包括以下幾個方面的問題。

教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)背景結(jié)合不緊密 當(dāng)前數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容按傳統(tǒng)的教學(xué)模式設(shè)置了數(shù)據(jù)庫基本理論、設(shè)計與管理兩個部分：數(shù)據(jù)庫基本理論部分主要包括數(shù)據(jù)庫概述、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL，設(shè)計與管理部分主要包括數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)等。教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)分析與處理等行業(yè)背景結(jié)合不緊密，缺乏課程實(shí)用部分及前沿技術(shù)部分。

理論與實(shí)踐脫節(jié) 傳統(tǒng)的授課方式主要集中在數(shù)據(jù)庫基本理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計與管理兩部分教學(xué)，64學(xué)時的課程教學(xué)中，理論教學(xué)48學(xué)時，實(shí)驗教學(xué)16學(xué)時。在實(shí)驗課程中僅涉及單個數(shù)據(jù)庫對象的操作，對數(shù)據(jù)庫技術(shù)在具體項目開發(fā)過程中的綜合應(yīng)用缺乏系統(tǒng)、詳細(xì)的講解與練習(xí)，致使學(xué)生能理解基本概念，無法在具體項目實(shí)踐中應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行設(shè)計及開發(fā)，不能做到學(xué)以致用。

教學(xué)方法和教學(xué)手段單一 傳統(tǒng)教學(xué)方式多采用知識授予的方式，“滿堂灌”授課，學(xué)生被動地接受知識，很少采用啟發(fā)式、案例教學(xué)等方法。雖然有使用多媒體輔助教學(xué)，但還沒有完善的教學(xué)與實(shí)驗平臺以優(yōu)化教學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段單一，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。

考核方式簡單 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程考核應(yīng)該重點(diǎn)考核學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的課程考核方式是平時成績*30+期末考試成績*70%。其中，期末考試成績以筆試為主，考核內(nèi)容重點(diǎn)放在考查學(xué)生對概念、原理、語法的掌握情況上，導(dǎo)致部分學(xué)生上課不用心，靠死記硬背來應(yīng)付考試。這樣的考核方式弱化了學(xué)生實(shí)踐動手能力的考核。

3 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程“三條主線、四類模塊”的教學(xué)思路

本文通過深入調(diào)查研究，緊扣服務(wù)于“互聯(lián)網(wǎng)+”、陜西及西部智能農(nóng)業(yè)、智能物流、大數(shù)據(jù)分析與處理等行業(yè)的人才需求，以研究學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合和學(xué)創(chuàng)結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式為主體，在課程教學(xué)內(nèi)容的選擇上對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫理論知識進(jìn)行壓縮和精煉，增加了課程前沿技術(shù)，如新一代數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)管理（NoSQL、NewSQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等內(nèi)容的教學(xué)，提出數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程“三條主線、四類模塊”的教學(xué)思路，如圖1所示。

“三條主線”中第一條主線是數(shù)據(jù)模型的演變，即數(shù)據(jù)模型從層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、對象模型、XML數(shù)據(jù)模型、RDF數(shù)據(jù)模型的演變；第二條主線是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的兩個端點(diǎn)即“用戶”和“系統(tǒng)”；第三條是主線數(shù)據(jù)語言的演變，即從關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、NoSQL、NewSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)的演變。endprint

“四類模塊”即經(jīng)典理論、主流產(chǎn)品技術(shù)、技術(shù)交叉應(yīng)用、前沿技術(shù)等。“四類模塊”教學(xué)過程中要始終貫穿“三條主線”，在教學(xué)過程中不斷吸收國內(nèi)外前沿數(shù)據(jù)庫技術(shù)，使教學(xué)始終處于同時期的高起點(diǎn)、高水準(zhǔn)。

4 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程項目化教學(xué)體系

針對西京學(xué)院電子類本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)要求及“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用創(chuàng)新要求，在實(shí)現(xiàn)本科教育由學(xué)術(shù)型向應(yīng)用技術(shù)型的轉(zhuǎn)變中，以“一體多翼”辦學(xué)理念為指導(dǎo)，著力以工作過程為導(dǎo)向，以項目為載體，以任務(wù)為驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)由“知識傳授”向“能力培養(yǎng)”遷移、由“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”遷移、由“成績導(dǎo)向”向“成果導(dǎo)向”遷移，綜合應(yīng)用微課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)手段提升學(xué)生分析問題的能力，及通過項目式將實(shí)踐部分內(nèi)容很好地與理論結(jié)合，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。本文采用“調(diào)研+實(shí)踐+創(chuàng)新”的三段式方法，最終建立適合本課程的項目化教學(xué)體系，如圖2所示。

基于“項目導(dǎo)向+任務(wù)驅(qū)動”的本課程教學(xué)大綱設(shè)計 本課程教學(xué)大綱是實(shí)現(xiàn)本課題的頂層設(shè)計也是人才培養(yǎng)的主體，關(guān)系到培養(yǎng)的當(dāng)代大學(xué)生能否真正成為“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的實(shí)踐者與創(chuàng)新者。因此，需要深入研究本課程教學(xué)大綱與大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的關(guān)系，它是本課程教學(xué)改革的重要基礎(chǔ)。

本課程教學(xué)大綱基于“項目導(dǎo)向+任務(wù)驅(qū)動”的設(shè)計思想，引入兩個貼近學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)項目，以教學(xué)管理系統(tǒng)、超市管理系統(tǒng)課程級項目為導(dǎo)向，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫、超市管理數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實(shí)施為任務(wù)，對課程學(xué)時分配、教材選用、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、各單元教學(xué)內(nèi)容及基本要求、課程考核等進(jìn)行設(shè)計。

本課程項目化教案、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計 以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，以教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫、超市管理數(shù)據(jù)庫課程級項目為載體，進(jìn)行本課程教案的設(shè)計。從數(shù)據(jù)庫設(shè)計和實(shí)施的五個階段（即需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫對象管理、數(shù)據(jù)庫實(shí)施和維護(hù)）對教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫課程進(jìn)行模塊劃分，將各個模塊對應(yīng)的知識點(diǎn)以實(shí)驗級項目的方式向?qū)W生呈現(xiàn)。

本課程教學(xué)方法設(shè)計 在課程教學(xué)環(huán)節(jié)，綜合運(yùn)用既體現(xiàn)“一體‘多翼”，又突出創(chuàng)新思維的多種教學(xué)方法，主要包括以下內(nèi)容。

1）微課教學(xué)法。研究并選擇本課程相關(guān)重點(diǎn)或難點(diǎn)，如在講解數(shù)據(jù)庫設(shè)計之前，需要引入關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫設(shè)計范式等相關(guān)知識，這也是本課程的難點(diǎn)，比較抽象，不易理解。先錄制課堂教學(xué)視頻，引入教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫相關(guān)案例，按各類范式的要求，依次進(jìn)行各類函數(shù)依賴的消除。學(xué)生先瀏覽微課視頻，對知識點(diǎn)有一個系統(tǒng)了解；教師在課堂授課中通過案例教學(xué)法，讓學(xué)生加強(qiáng)理解；學(xué)生在課外消化，自主下載觀看教師提供的視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)鞏固。

2）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。以學(xué)生為主導(dǎo)，學(xué)生在課前通過網(wǎng)絡(luò)或多媒體課件自學(xué)課程內(nèi)容，教師在課堂解惑學(xué)生的問題，學(xué)生完成知識的內(nèi)化。如在數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計部分教學(xué)時，課前將錄制好的教學(xué)視頻或課件發(fā)給學(xué)生，并對學(xué)生進(jìn)行分組，擬出若干個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)題目，讓學(xué)生課下查找資料，以組為單位分析、討論，整理出數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的需求，并根據(jù)課前掌握的概念模型、實(shí)體、屬性、E-R圖相關(guān)知識進(jìn)行各自系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計；在課堂上各組選出一名代表講解系統(tǒng)需求、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，教師作為教學(xué)的指導(dǎo)者，對學(xué)生做出的設(shè)計進(jìn)行點(diǎn)評。對學(xué)生難以理解的問題，教師帶領(lǐng)學(xué)生一起分析討論；對于典型的問題，教師進(jìn)行重點(diǎn)講解，充分利用課堂進(jìn)行師生互動以增強(qiáng)教學(xué)效果。

3）項目式教學(xué)法。以教學(xué)管理系統(tǒng)、超市管理系統(tǒng)課程級項目為導(dǎo)向，提出數(shù)據(jù)庫設(shè)計及開發(fā)任務(wù)，描述工作情境，確定教學(xué)目標(biāo)；按照數(shù)據(jù)庫設(shè)計和實(shí)施的五個階段，將教學(xué)內(nèi)容劃分為專業(yè)知識學(xué)習(xí)模塊，每個模塊作為一個項目，再將項目分解成若干個任務(wù)，即實(shí)驗級項目，通過多媒體輔助教學(xué)、案例教學(xué)等方式講授理論知識，再通過實(shí)驗室、現(xiàn)場實(shí)踐教學(xué)等方式進(jìn)行示范、引導(dǎo)、練習(xí)，使學(xué)生具備完成項目目標(biāo)的專業(yè)技術(shù)及知識，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論的統(tǒng)一。

下發(fā)任務(wù)單，分組討論任務(wù)需求，制訂實(shí)施計劃，確定任務(wù)實(shí)施方案后，學(xué)生運(yùn)用學(xué)習(xí)的知識技術(shù)進(jìn)行方案實(shí)施，教師進(jìn)行指導(dǎo)，任務(wù)完成后進(jìn)行分組答辯，采用組內(nèi)學(xué)生互評、教師綜評的方式進(jìn)行項目評價，對不足之處進(jìn)一步完善。

本課程考核模式設(shè)計 本課程考核采用多元化考核的方式，包括平時考核和期末考核。平時考核包括出勤、課堂表現(xiàn)、課堂測驗、作業(yè)等。期末考核主要是考核學(xué)生在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（項目）方面的綜合設(shè)計與開發(fā)的能力，包括工作態(tài)度、任務(wù)完成情況、創(chuàng)新能力等。項目打分主要包括項目功能、項目質(zhì)量、文檔撰寫、答辯情況四個部分。

學(xué)生以組為單位，每組分別從“商品進(jìn)、銷、存管理系統(tǒng)”“圖書管理系統(tǒng)”“物業(yè)管理系統(tǒng)”“科研管理系統(tǒng)”“人力資源管理系統(tǒng)”等題目中選擇一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)項目（題目）進(jìn)行設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)，對某個部門或單位業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、SQL編程、應(yīng)用程序開發(fā)與調(diào)試、文檔撰寫等。最后要求學(xué)生上臺演示講解自己的作品并進(jìn)行答辯，從項目功能和質(zhì)量、現(xiàn)場答辯情況、同組學(xué)生之間進(jìn)行互評、教師對項目進(jìn)行綜合評價等方面進(jìn)行考核。

5 結(jié)語

本文在大數(shù)據(jù)背景下，以研究應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式為主體，通過數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐，探索解決傳統(tǒng)教學(xué)模式中“教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)背景結(jié)合不緊密”“理論與實(shí)踐脫節(jié)”“教學(xué)方法和教學(xué)手段單一”“考核方式簡單”等若干問題， 結(jié)合行業(yè)背景，提出該課程“三條主線、四個模塊”教學(xué)思路，建立項目化教學(xué)體系。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入發(fā)展，越來越多專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如何在大數(shù)據(jù)背景下針對本課程的特點(diǎn)，圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行課程建設(shè)及教學(xué)，還有待于進(jìn)一步的不斷探討。

參考文獻(xiàn)

[1]劉彥軍.中國特色應(yīng)用技術(shù)大學(xué)：內(nèi)涵、外延、路徑與展望[J].職業(yè)技術(shù)教育，2014（31）：20-25.

[2]亓文娟，晏杰.應(yīng)用型本科院校“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”教學(xué)改革研究[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報，2014，33（5）：78-80.

[3]陳淼超，陳侃，彭維才.應(yīng)用型本科院校數(shù)理學(xué)院的數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)研究[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2014，16（3）：

142-146.

[4]劉桂花.微課在高校課堂中的應(yīng)用[J].中國成人教育，

2014（6）：122-124.

[5]金燕.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐研究：以《計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程為例[J].職教論壇，2014（23）：55-58.

[6]勞飛.基于項目化教學(xué)的“網(wǎng)頁設(shè)計與制作”課程改革與實(shí)踐[J].教育與職業(yè)，2014（29）：139-140.endprint