大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革思考探究

蔡小波

摘 要：隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才的要求越來越高。在計(jì)算機(jī)類專業(yè)中，數(shù)據(jù)庫(kù)課程是非常重要的內(nèi)容，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)已經(jīng)無法滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。因此，需要注重對(duì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革。下文針對(duì)大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革進(jìn)行深入分析，希望可以有效提升教學(xué)質(zhì)量和效果，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)背景;計(jì)算機(jī)類專業(yè);數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué);教學(xué)改革

引 言

在計(jì)算機(jī)類專業(yè)中，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是非常重要的一部分內(nèi)容，其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國(guó)大部分院校都在計(jì)算機(jī)類專業(yè)中開設(shè)了有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程，對(duì)學(xué)生的信息管理、設(shè)計(jì)、分析、開發(fā)、應(yīng)用等多個(gè)方面能力進(jìn)行培養(yǎng)和發(fā)展。最近幾年，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，一切都可以變成數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)量大，且具有非結(jié)構(gòu)特征，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)無法滿足時(shí)代需求，隨之出現(xiàn)了一些新型的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在該時(shí)代背景下，院校計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新，進(jìn)而培養(yǎng)出滿足時(shí)代發(fā)展需求的專業(yè)人才。

一、大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課程內(nèi)容有待創(chuàng)新。在上世紀(jì)60年代便出現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其主要是研究有效組織與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)冗余進(jìn)行減少，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，保證數(shù)據(jù)安全，實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)查詢[1]。但是，在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)來源途徑逐漸向著多樣化趨勢(shì)發(fā)展，如GPS終端、智能手機(jī)、傳感器等，這些設(shè)備會(huì)收集大量的數(shù)據(jù)，并且包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程主要是以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為主，沒有結(jié)合大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容有待創(chuàng)新。

（二）教學(xué)模式有待創(chuàng)新。在以往數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中，大部分教師利用的都是灌輸式教學(xué)模式，把教師作為中心，師生之間缺乏互動(dòng)和交流;在課下學(xué)生沒有真實(shí)案例可以進(jìn)行實(shí)踐，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)缺乏動(dòng)力和積極主動(dòng)性[2]。在大數(shù)據(jù)背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了良好的發(fā)展，通過互聯(lián)網(wǎng)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)教育得到了廣泛的應(yīng)用，這不僅豐富了教學(xué)資源，并且還改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)莫斯。在大數(shù)據(jù)背景下，學(xué)生獲取知識(shí)不再受到地點(diǎn)、時(shí)間的限制，只要有網(wǎng)絡(luò)便可以對(duì)自己感性的教學(xué)資源進(jìn)行獲取和可以，這在很大程度上給傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來沖擊和挑戰(zhàn)。

二、大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革策略

（一）對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。在大數(shù)據(jù)背景下，想要有效改革計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)，需要在教學(xué)內(nèi)容安排方面，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母铮枰褌鹘y(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行充分融合，在注重學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力進(jìn)行培養(yǎng)[3]。關(guān)系數(shù)據(jù)技術(shù)的對(duì)象是嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)課程通用和重要的基礎(chǔ)理論與思路，教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)、SQL語言、關(guān)系代數(shù)、規(guī)范化設(shè)計(jì)、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、恢復(fù)技術(shù)、查詢優(yōu)化技術(shù)等等，上機(jī)實(shí)踐可以利用SQL Server、Oracle當(dāng)作是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)踐內(nèi)容包括存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器、SQL語言應(yīng)用、小型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)等等。新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，主要是指對(duì)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其中NoSQL是具有較強(qiáng)代表性的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其和傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)存在一定的差異。在新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容中包括：NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)模型與分類、NoSQL的優(yōu)勢(shì)與理論基礎(chǔ)、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用案例等等，上機(jī)實(shí)踐可以利用鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)Redis、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)HBase、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)Neo4J、文檔型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB，在實(shí)踐內(nèi)容中包括典型應(yīng)用案例、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的操作等。

此外，除了在課程內(nèi)容方面進(jìn)行改革，還需要在課時(shí)安排方面進(jìn)行改革。可以在原有數(shù)據(jù)課程中融入新型數(shù)據(jù)技術(shù)，與此同時(shí)把關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)課時(shí)進(jìn)行壓縮，保證其占總學(xué)時(shí)的三分之二，新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)占據(jù)三分之一。因?yàn)槭艿秸n時(shí)關(guān)系的影響，職能簡(jiǎn)單介紹新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用一個(gè)典型案例，使學(xué)生對(duì)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了解?；蛘呤强梢园褦?shù)據(jù)庫(kù)課程分成兩種課程，一種為以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為主的基礎(chǔ)課程，一種為以新型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為主的提升課程，分別開設(shè)在大二和大三。通過這樣的課時(shí)安排，可以使學(xué)生對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行扎實(shí)掌握后，全面深入了解NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。院校計(jì)算機(jī)類專業(yè)可以結(jié)合專業(yè)師資情況與人才培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)合理的挑選課時(shí)安排方案。

（二）對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革。在計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中，教師可以利用多種教學(xué)模式，例如項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、案例教學(xué)法等，對(duì)學(xué)生的問題意識(shí)進(jìn)行培養(yǎng)。

例如，在講解范式理論時(shí)，教師若僅僅依靠教材中的文字，對(duì)學(xué)生進(jìn)行講述，學(xué)生很難深入了解和接受。這時(shí)，教師可以利用案例教學(xué)法。首先，教師可以提供給學(xué)生一個(gè)設(shè)計(jì)不是很好的關(guān)系模型，指引學(xué)生對(duì)其中存在的問題進(jìn)行分析和探究，在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生們積極主動(dòng)的思考和解決問題，了解如何分解關(guān)系模型。通過這樣的案例教學(xué)法，可以使學(xué)生學(xué)會(huì)思考探究，從以往的被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成為主動(dòng)式學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提升教學(xué)質(zhì)量。

在實(shí)際教學(xué)中，教師可以要求學(xué)生對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)課程設(shè)計(jì)作品進(jìn)行完成，以小組的形式，每個(gè)小組2-3人，在該過程中不限定開發(fā)語言與平臺(tái)。在選題初期，教師可以結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，給予一定知道，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試以及實(shí)施都要由學(xué)生自主完成。通過該種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，可以大幅度提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性，還有助于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)水平。此外，教師還可以把課堂教學(xué)和課外活動(dòng)進(jìn)行充分融合，例如，可以組織學(xué)生結(jié)合自身的興趣愛好構(gòu)建大數(shù)據(jù)興趣小組，指引學(xué)生對(duì)大數(shù)據(jù)相關(guān)主題進(jìn)行探究和研究，進(jìn)而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）對(duì)教學(xué)案例進(jìn)行精心挑選。在計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程中，理論和應(yīng)用之間存在緊密的聯(lián)系，始終都有明確的工程背景與應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。因此，在教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)對(duì)教學(xué)案例進(jìn)行精心挑選。例如，在講解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，教師可以充分利用學(xué)生們熟悉的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物，設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合理論教學(xué)進(jìn)度安排，圍繞網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)上機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)更新與視圖、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性、關(guān)系規(guī)范化、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性、查詢處理與查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫(kù)備份與修復(fù)等等。在對(duì)這些上機(jī)實(shí)驗(yàn)完成時(shí)，教師應(yīng)指引學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，對(duì)熟悉的應(yīng)用場(chǎng)景中問題進(jìn)行解決，這樣不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

結(jié)束語

總而言之，在大數(shù)據(jù)背景下，計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革是非常重要的，不僅可以有效提升教學(xué)質(zhì)量，還可以培養(yǎng)出更多具有較高綜合素養(yǎng)和能力的專業(yè)人才。因此，在實(shí)際教學(xué)中，需要結(jié)合實(shí)際情況，通過科學(xué)合理的手段，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)理念和模式，為計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)課程學(xué)習(xí)環(huán)境，使其扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提升其實(shí)際操作水平和動(dòng)手能力，為其以后發(fā)展和就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)自然科學(xué)青年科研基金 2016ZR17.