獨(dú)立學(xué)院大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)方法改革探索

張華

摘要：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)在大數(shù)據(jù)時(shí)代迎來(lái)了全新的挑戰(zhàn).文中分析了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在大數(shù)據(jù)時(shí)代具有的新特點(diǎn)和獨(dú)立學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，指出數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革的必要性，提出將微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、CDIO工程模式與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的新型教學(xué)方法，針對(duì)不同階段的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)方法.改革課程考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生按照工程教育模式循序漸進(jìn)地逐步掌握大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)體系，滿足軟件人才的培養(yǎng)需求.

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系；獨(dú)立學(xué)院

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2019）03-0154-03

1 引言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理方法發(fā)生了翻天覆地的變化，面對(duì)“井噴式”增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)已沒(méi)有非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)那樣優(yōu)勢(shì)明顯和靈活.利用計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)，如何安全高效地存儲(chǔ)、管理、分析海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算等應(yīng)用，已經(jīng)成為當(dāng)今IT界的熱點(diǎn)問(wèn)題[1].大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才提出了更高的要求，不僅要具備較高的編程能力，還應(yīng)具備面向大數(shù)據(jù)的思維和認(rèn)知能力，了解大數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)環(huán)境、工具和數(shù)據(jù)分析方法，擁有跨學(xué)科的知識(shí)儲(chǔ)備和學(xué)習(xí)能力[2].因此，大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革勢(shì)在必行.

2 數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

我院傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)為主線，將嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，講授經(jīng)典的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法和技術(shù).我院原有的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系包含《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用》《大型數(shù)據(jù)庫(kù)》《ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)》《ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)管理與維護(hù)》《數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)》等理論和實(shí)踐課程.傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)內(nèi)容和方法，能夠使學(xué)生掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具的使用，具備一定的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)和管理能力.但隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不僅以指數(shù)數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，而且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變得越發(fā)復(fù)雜，出現(xiàn)了各種半結(jié)構(gòu)性乃至非結(jié)構(gòu)性的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理能力已經(jīng)無(wú)法負(fù)荷[3].因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系中加入大數(shù)據(jù)的內(nèi)容，以及施行適應(yīng)大數(shù)據(jù)教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)方法成為我院數(shù)據(jù)庫(kù)課程改革的當(dāng)務(wù)之急.

3 獨(dú)立學(xué)院大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)方法改革思路

3.1 改革教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的新特點(diǎn)和我院培養(yǎng)面向企業(yè)的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，大數(shù)據(jù)課程體系構(gòu)建思路是將傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與新興的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合，依據(jù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的三個(gè)主要層面[4]：海量數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)、海量數(shù)據(jù)的研究與挖掘、海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，以及大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的四個(gè)階段：大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)階段、大數(shù)據(jù)導(dǎo)入與存儲(chǔ)階段、大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算與分析階段、實(shí)戰(zhàn)案例應(yīng)用階段進(jìn)行構(gòu)建.優(yōu)化和提升傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，使經(jīng)典技術(shù)與新興技術(shù)相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合.

教學(xué)內(nèi)容改革后總體上分為三個(gè)階段：

3.1.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)階段：還是以傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為主，經(jīng)典關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)包含著數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)科重要和通用的基礎(chǔ)理論和思想，應(yīng)該作為大數(shù)據(jù)課程體系的基礎(chǔ).

3.1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)階段：分布式存儲(chǔ)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)分析與挖掘、大數(shù)據(jù)應(yīng)用.

3.1.3 實(shí)戰(zhàn)案例階段：包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)踐和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)踐.

3.2 改革教學(xué)方法

大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)課程體系理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密，教學(xué)內(nèi)容調(diào)整后，相應(yīng)的教學(xué)方法也要改進(jìn).針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的三個(gè)階段，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段.

3.2.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)階段采用的教學(xué)方法

數(shù)據(jù)庫(kù)階段講授的主要內(nèi)容是經(jīng)典數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其包括數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)科重要且通用的基礎(chǔ)理念和思路.本院學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較薄弱，相互之間學(xué)習(xí)能力差距比較大.因此，針對(duì)不同的類(lèi)型和難度的知識(shí)點(diǎn)可以采用不同的教學(xué)方式.例如：需要學(xué)生了解的概念性或簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)和可以使用傳統(tǒng)教師講授的方法完成.諸如：數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)概念、數(shù)據(jù)模型的概念、單表查詢、視圖的概念和作用等.需要學(xué)生掌握的重要的或比較難的知識(shí)點(diǎn)，教師可以采用微課和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式.將知識(shí)點(diǎn)做成微課，課前提供給學(xué)生并布置任務(wù)，幫助其做好預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)；課中把學(xué)生遇到的共性問(wèn)題拿出來(lái)集中討論，也可以針對(duì)個(gè)別學(xué)生做有針對(duì)性的指導(dǎo)，利用分?jǐn)?shù)作為激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)，在解決自己?jiǎn)栴}和別人問(wèn)題的同時(shí)鞏固和完善知識(shí)點(diǎn)的掌握，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性，高效利用課堂時(shí)間解決大部分人的問(wèn)題；課后學(xué)生還可利用微課進(jìn)行復(fù)習(xí)，根據(jù)自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí).

3.2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)階段采用的教學(xué)方法

大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)體系理論與實(shí)踐結(jié)合緊密，技術(shù)性強(qiáng).大數(shù)據(jù)作為一個(gè)新的技術(shù)熱點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)上有很多教學(xué)視頻和技術(shù)論壇，但要作為課堂教學(xué)則要綜合考慮學(xué)生的接受程度、給學(xué)生講解的時(shí)機(jī)，教學(xué)內(nèi)容組織方式等問(wèn)題.

MOOC是建立在網(wǎng)上的、大規(guī)模的、開(kāi)放式的教學(xué)組織模式，是“開(kāi)放教育資源”的進(jìn)一步發(fā)展.慕課教學(xué)相比傳統(tǒng)課堂，可以靈活的安排上課時(shí)間和地點(diǎn)，但缺少傳統(tǒng)課堂中的師生互動(dòng)和交流，因此將兩者結(jié)合可以發(fā)揮兩種教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)，充分滿足不同層次學(xué)生的需要.

對(duì)于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論部分，教師可以利用慕課和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)方式.課前為學(xué)生制定詳細(xì)的預(yù)習(xí)方案，通過(guò)自行觀看對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的慕課，學(xué)生自主完成預(yù)習(xí)內(nèi)容.并要求每個(gè)學(xué)生總結(jié)慕課中出現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)，并列出自身的知識(shí)點(diǎn)盲區(qū).在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，設(shè)計(jì)互動(dòng)答疑活動(dòng)，例如：讓一組同學(xué)提出困擾自身的問(wèn)題，其他組同學(xué)搶答，為對(duì)方解決疑難問(wèn)題，由老師點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充答案，每次搶答成功并答對(duì)的同學(xué)得到相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì).通過(guò)這種方式鼓勵(lì)學(xué)生參與自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情.課后還可以根據(jù)每個(gè)同學(xué)的自身掌握情況，通過(guò)自學(xué)慕課復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)點(diǎn)，以達(dá)到有針對(duì)性、個(gè)性化學(xué)習(xí)的目的.

3.2.3 實(shí)戰(zhàn)案例階段采用的教學(xué)方法

在大數(shù)據(jù)課程體系實(shí)戰(zhàn)案例教學(xué)階段，結(jié)合我院關(guān)于加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的目標(biāo)，根據(jù)CDIO[5]工程教育理念，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)案例教學(xué).

CDIO（Conceive Design Implement Operate）是一種先進(jìn)的工程教育模式.這四個(gè)字母的含義是構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行.具體是指把工程教育與工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，在完成產(chǎn)品的生命周期中，鞏固學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識(shí)、提升個(gè)人技術(shù)能力、系統(tǒng)工程能力、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[6].

CDIO的核心思想是把工程項(xiàng)目引入教學(xué)過(guò)程中，在整個(gè)教學(xué)階段以工程項(xiàng)目為主線[7]，對(duì)學(xué)生從項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的各環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練.實(shí)戰(zhàn)案例教學(xué)階段以大數(shù)據(jù)實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)為中心，將基于CDIO模式的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法運(yùn)用到教學(xué)中，圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)展開(kāi)教學(xué)，通過(guò)項(xiàng)目將整個(gè)課程體系有機(jī)、系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái).大數(shù)據(jù)技術(shù)處于快速成長(zhǎng)期，并且它又是前沿信息技術(shù)，CDIO工程教育理念讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中體驗(yàn)到相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用，在這個(gè)過(guò)程中能很好地培養(yǎng)出學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的認(rèn)知與情感，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生在大數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用能力以及善于思考和學(xué)習(xí)的能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等.

3.3 改革課程考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

課程考核是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用[8].本院的數(shù)據(jù)庫(kù)課程的期末考試采用筆試+上機(jī)的考核方式，最終成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、筆試成績(jī)和上機(jī)成績(jī)各占一定比例組成.其中，筆試考核理論部分知識(shí)點(diǎn)，上機(jī)考核查詢部分的知識(shí)點(diǎn)，平時(shí)成績(jī)是根據(jù)出勤次數(shù)、課堂提問(wèn)以及平時(shí)上機(jī)表現(xiàn)確定.此種考核方式的設(shè)置難以考查學(xué)生在大數(shù)據(jù)完整項(xiàng)目中的實(shí)踐能力.

大數(shù)據(jù)課程注重實(shí)踐能力和應(yīng)用技能的培養(yǎng)，通過(guò)改革課程考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以充分發(fā)揮考試對(duì)學(xué)生的積極導(dǎo)向作用.大數(shù)據(jù)課程考核方式改革原則是針對(duì)不同階段的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，進(jìn)而采用相應(yīng)的考核方式.以項(xiàng)目綜合實(shí)踐能力考核為主線，將對(duì)過(guò)程與結(jié)果的考核相結(jié)合，注重過(guò)程考核，打造開(kāi)放式、全程化的先進(jìn)考核體系.

3.3.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)階段考核方式

這個(gè)階段可以采用傳統(tǒng)的筆試30%+上機(jī)30%+平時(shí)40%的考核辦法，通過(guò)降低筆試成績(jī)比例，提高平時(shí)成績(jī)比例的方式，引導(dǎo)學(xué)生重視平時(shí)表現(xiàn)和成績(jī).筆試+上機(jī)著重考核零散知識(shí)點(diǎn)的理論和操作，平時(shí)成績(jī)除了以往常見(jiàn)的學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、上機(jī)測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)等常見(jiàn)內(nèi)容，還要增加大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、課外科技活動(dòng)和相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽加分等項(xiàng)目，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和項(xiàng)目實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)情況、創(chuàng)新活動(dòng)表現(xiàn)等都納入考核標(biāo)準(zhǔn).

3.3.2 實(shí)戰(zhàn)案例階段考核方式

這個(gè)階段為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)過(guò)程考核的重視，采用檢查項(xiàng)目報(bào)告的考核辦法.根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度，每個(gè)階段提交階段項(xiàng)目報(bào)告，教師可以了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)節(jié)項(xiàng)目難易度.最終提交完整項(xiàng)目報(bào)告，項(xiàng)目報(bào)告是檢測(cè)實(shí)戰(zhàn)案例階段學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵環(huán)節(jié).通過(guò)項(xiàng)目報(bào)告的驅(qū)動(dòng)，學(xué)生能夠按照CDIO工程模式推進(jìn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施進(jìn)程，逐步形成系統(tǒng)的CDIO工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)際開(kāi)發(fā)能力.

通過(guò)改革大數(shù)據(jù)課程考核內(nèi)容和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了全方位考評(píng)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)的目的，有效促進(jìn)學(xué)生注重實(shí)踐鍛煉、重視學(xué)習(xí)過(guò)程的學(xué)習(xí)態(tài)度.有助于實(shí)現(xiàn)鞏固專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、加強(qiáng)工程實(shí)踐能力的人才培養(yǎng)目標(biāo).

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析了大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫(kù)課程改革的必要性，提出將微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、CDIO工程模式與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的新型教學(xué)方法應(yīng)用到大數(shù)據(jù)不同教學(xué)階段中.再根據(jù)學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)不同的教學(xué)階段采用適宜的考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生面向?qū)嵺`和應(yīng)用的學(xué)習(xí)方向.此改革方案為大數(shù)據(jù)背景下獨(dú)立學(xué)院軟件專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)方法改革提供了建設(shè)性的參考和思路.

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