K12階段編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫 協(xié)同管理體系構(gòu)建研究

李冠瓊 魏瀾軒 殷寶媛

摘? ?要：文章從計(jì)算思維的視角切入，闡釋了K12階段編程教學(xué)的重要性。文章對(duì)存在的教學(xué)數(shù)據(jù)庫發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行梳理并找出不足，利用協(xié)同理論思想，將其融合到編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建中，最終呈現(xiàn)出該理論思想指導(dǎo)下的數(shù)據(jù)庫體系主要架構(gòu)。文章主要從K12階段編程教學(xué)普及的重要性、K12階段編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀分析、協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系含義介紹、協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系架構(gòu)四個(gè)方面呈現(xiàn)了編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立和管理。

關(guān)鍵詞：K12;編程教學(xué);數(shù)據(jù)庫;協(xié)同管理體系

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）01-0028-04

一、從計(jì)算思維視角看K12階段編程教學(xué)的重要性

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、量化學(xué)習(xí)、人工智能等新興詞匯已成為信息時(shí)代的標(biāo)簽。百年大計(jì)，教育為本。面對(duì)瞬息萬變的信息技術(shù)，人才培養(yǎng)被凸顯得尤為重要。在人才培養(yǎng)中，思維方式?jīng)Q定行動(dòng)方案，因此，培養(yǎng)人才還需從根本出發(fā)，調(diào)整思維方式，改變行動(dòng)方案，提升問題解決的效率與質(zhì)量。這就要求教育者關(guān)注培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維，改變學(xué)習(xí)者的思維模式，使問題解決更高效快捷。伴隨著新時(shí)代的來臨，人們所需要處理的信息及問題也在日趨繁雜。大數(shù)據(jù)將人們帶入量化時(shí)代的同時(shí)，無疑也對(duì)人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界信息處理過程中的計(jì)算能力提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。為了提升問題解決的效率，將運(yùn)用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力作為問題解決過程中的驅(qū)動(dòng)力，但在計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算之前，需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行“有效溝通”，在此時(shí)，計(jì)算思維就起到了至關(guān)重要的作用。通過培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的計(jì)算思維，改變其思維模式，使問題解決更高效、更快捷。

教育部頒布的《普通高中課程方案和各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》新課程標(biāo)準(zhǔn)修訂中明確提出信息技術(shù)的核心素養(yǎng)，即培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維能力、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會(huì)責(zé)任感[1]，并將其納入K12階段的教學(xué)指南當(dāng)中。計(jì)算思維作為核心素養(yǎng)涵蓋的重要組成部分之一，在近年來被各國政府及教育界給予了極大重視。例如：北京師范大學(xué)成立了研究院專項(xiàng)研究計(jì)算思維的發(fā)展與提升;各中小學(xué)校在計(jì)算思維的相關(guān)探索中，較多地嘗試將計(jì)算思維培養(yǎng)融入多學(xué)科教學(xué)中等等?；诰幊探虒W(xué)培養(yǎng)K12階段學(xué)生的計(jì)算思維作為一種重要教學(xué)手段得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可[2]。

為規(guī)范、統(tǒng)一研究標(biāo)準(zhǔn)，高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)起草組為計(jì)算思維作了定義，即“計(jì)算思維是能夠采用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)W科方法界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù);通過判斷、分析、綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案;總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題之中”[3]。該定義說明了計(jì)算思維解決問題的一般過程，在這個(gè)過程中，計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)作為支撐貫穿整個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)了計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要聯(lián)系，并指出在實(shí)踐操作過程中，編程是計(jì)算思維對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的重要步驟。編程教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者計(jì)算思維的過程中起到了至關(guān)重要的作用，這也使人們逐漸意識(shí)到編程教學(xué)在K12階段學(xué)生發(fā)展中是不可或缺的。

二、K12階段編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

編程教學(xué)屬于計(jì)算科學(xué)的領(lǐng)域，因此，在計(jì)算思維還未被納入課程標(biāo)準(zhǔn)中時(shí)，在K12階段的教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)校都將編程教學(xué)融匯于計(jì)算機(jī)學(xué)科。這也導(dǎo)致了我國目前K12階段存在的獨(dú)立性編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫少之甚少。但隨著計(jì)算思維的提出，逐漸有學(xué)校作為領(lǐng)先者，將K12階段的編程教學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科或者一項(xiàng)社團(tuán)課來開展，以此來提升學(xué)生的計(jì)算水平。

雖然編程教育作為踐行計(jì)算思維解決實(shí)際問題的有效手段正逐漸進(jìn)入K12階段，但關(guān)于編程教學(xué)的數(shù)據(jù)庫卻依舊處于邊緣化的狀態(tài)。例如：以國家力量推行的國家教育資源公共服務(wù)平臺(tái)針對(duì)不同學(xué)習(xí)階段設(shè)計(jì)了針對(duì)性的教育資源，但就編程教學(xué)而言，并未開設(shè)專欄項(xiàng)目，始終將編程教學(xué)納入到計(jì)算機(jī)課程中，并且沒有完整的課程體系。就存在的課程內(nèi)容而言，也不能夠與K12階段的學(xué)習(xí)者特征進(jìn)行很好地適配。K12階段學(xué)習(xí)者的抽象思維、邏輯思維、批判思維有很大的局限性，因此，編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫資源設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注重差異化。通過對(duì)國內(nèi)存在的數(shù)據(jù)庫教育資源進(jìn)行分析，基于管理者、學(xué)習(xí)者、數(shù)據(jù)庫資源這三個(gè)角度的思考，總結(jié)出以下幾點(diǎn)問題。

（1）就管理者的角度而言，數(shù)據(jù)庫的管理設(shè)計(jì)連通性較弱。目前存在的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)多屬于線性管理機(jī)制，而非多層合作，這種情形就會(huì)出現(xiàn)各種問題。例如：國家推送的資源不符合地方相應(yīng)課程或者學(xué)校推出的特色課程無法面向其他地區(qū)的學(xué)生進(jìn)行知識(shí)共享。面對(duì)教育資源的推送，應(yīng)當(dāng)聯(lián)合多部門協(xié)同管理，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理、集成管理與整體管理并行的管理機(jī)制，這樣才能有效保證資源的更新迭代，增強(qiáng)資源的適配性，增加數(shù)據(jù)庫的安全性。因此，編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的管理應(yīng)當(dāng)從國家、地方、學(xué)校三個(gè)層面進(jìn)行協(xié)同管理，共同擁有數(shù)據(jù)庫的管理權(quán)限，這樣能夠有效管理學(xué)習(xí)資源以及學(xué)習(xí)者。

（2）就學(xué)習(xí)者的角度而言，目前國內(nèi)存在的編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫多以資源為中心，注重資源的多樣性和豐富性而忽視了用戶體驗(yàn)。因此，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以資源設(shè)計(jì)和服務(wù)用戶雙中心為原則，除了要建立健全教育資源系統(tǒng)之外，還要設(shè)計(jì)針對(duì)用戶的服務(wù)平臺(tái)，如為學(xué)習(xí)者提供行為儀表盤或個(gè)性化資源推送等，以保證數(shù)據(jù)庫的人性化。

（3）就數(shù)據(jù)庫資源而言，編程數(shù)據(jù)庫的教學(xué)資源是數(shù)據(jù)庫的核心內(nèi)容，目前國內(nèi)大多數(shù)據(jù)庫的教育資源都存在著內(nèi)容時(shí)效性差、格式規(guī)范性不統(tǒng)一的問題。出現(xiàn)這一問題有兩點(diǎn)原因：一是因?yàn)楣芾碚叩臄?shù)量不夠，擁有數(shù)據(jù)庫管理權(quán)限的人員較少，僅有的精力無法確保數(shù)據(jù)庫教育資源的準(zhǔn)確規(guī)范和及時(shí)更新;二是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的管理者不能夠直接接觸學(xué)生，無法切實(shí)地根據(jù)需求來設(shè)計(jì)編程數(shù)據(jù)庫。除此之外，教學(xué)資源建設(shè)的隨意性較強(qiáng)，對(duì)于教學(xué)資源的處理僅停留在數(shù)字化的加工，在形式多樣化和規(guī)范性上都比較欠缺。因此，為了解決這一問題，應(yīng)當(dāng)通過協(xié)同管理來增加數(shù)據(jù)庫管理者的數(shù)量，從三方面的站位入手對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行及時(shí)增減，地方和學(xué)校的角色增加會(huì)讓設(shè)計(jì)者更了解當(dāng)下學(xué)生的需求，進(jìn)而增加編程教學(xué)資源的適配性。除此之外，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的格式規(guī)范性應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，類目設(shè)置要與K12階段的編程教學(xué)內(nèi)容相匹配，并且對(duì)教學(xué)資源要進(jìn)行橫向分類和縱向分類，也就是說，除了要對(duì)編程的橫向類別進(jìn)行整理，還需要對(duì)縱向歸屬性進(jìn)行區(qū)分，以便學(xué)生對(duì)編程教學(xué)資源進(jìn)行檢索。

三、協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系的含義

“協(xié)同”意指協(xié)調(diào)兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同資源或者個(gè)體，協(xié)同一致地完成某一個(gè)目標(biāo)的過程和能力[4]。協(xié)同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由若干個(gè)不同種類的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的一個(gè)協(xié)同工作環(huán)境，它的正常工作需要這些數(shù)據(jù)庫之間能夠很好地相互協(xié)調(diào)[5]。編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的體系構(gòu)建要改變?cè)械木€性管理，打破獨(dú)立管理的體系，改為“國家、地方、學(xué)?！惫餐芾?，這里的共同管理并非單單指三者共同管理同一個(gè)數(shù)據(jù)庫，而是指增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫之間的一體化和多元性，三方都將建立自己獨(dú)立的教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫，但三者之間互相融會(huì)貫通，共同管理，以此來滿足教學(xué)需要和學(xué)習(xí)者需要，達(dá)到整體效益的最優(yōu)化。

在協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系中，三方既是獨(dú)立的個(gè)體，又是統(tǒng)一的整體，彼此之間有一個(gè)共同的目標(biāo)，就是完善修整數(shù)據(jù)庫的各項(xiàng)內(nèi)容，做一個(gè)資源和個(gè)體雙向發(fā)展的全面數(shù)據(jù)庫。這樣，既可以提高教學(xué)資源的豐富性、適配性和時(shí)效性，又可以為學(xué)習(xí)者提供一站式的學(xué)習(xí)支持服務(wù)。除此之外，協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系的另外一層含義是指在數(shù)據(jù)庫的建設(shè)中，后臺(tái)監(jiān)控與前端資源推送以及用戶服務(wù)相融合，這三者的融合可以讓管理者通過后臺(tái)監(jiān)控了解到關(guān)于K12階段學(xué)習(xí)者的個(gè)人信息。例如：登錄次數(shù)、點(diǎn)擊的資源種類等，進(jìn)而建立學(xué)習(xí)者畫像，根據(jù)數(shù)據(jù)了解到學(xué)習(xí)者的個(gè)人喜好，便于資源推送，進(jìn)行更加個(gè)性化的服務(wù)。

四、協(xié)同數(shù)據(jù)庫管理體系的架構(gòu)

協(xié)同數(shù)據(jù)庫的體系架構(gòu)主要分為四個(gè)部分：前端用戶入口、資源集成系統(tǒng)、資源協(xié)同管理系統(tǒng)以及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。其中，K12階段的編程教學(xué)主要體現(xiàn)在資源集成系統(tǒng)中。資源集成系統(tǒng)作為體系架構(gòu)中的內(nèi)容支撐，由資源協(xié)同管理系統(tǒng)管理并且規(guī)劃，而前端用戶入口和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)作為個(gè)性化服務(wù)的要素，為用戶提供便利檢索條件的同時(shí)也為數(shù)據(jù)庫的建設(shè)提供動(dòng)力因素。具體框架內(nèi)容如圖1所示。

1.前端用戶入口

前端用戶入口作為用戶和數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的銜接部分，主要分為用戶接入、資源檢索、個(gè)性化推薦和學(xué)習(xí)者儀表盤四個(gè)部分。

在K12階段的編程教學(xué)中，前端入口作為用戶的登錄入口，承擔(dān)著用戶接入數(shù)據(jù)庫的功能。當(dāng)用戶信息沒有被錄入系統(tǒng)時(shí)，接口將會(huì)轉(zhuǎn)移到注冊(cè)信息界面，以此來錄入學(xué)習(xí)者的相關(guān)信息。在信息的采集過程中，最重要的是記錄學(xué)習(xí)者年齡段以及就讀年級(jí)，便于后期進(jìn)行學(xué)習(xí)者畫像以及個(gè)性化資源推薦。

資源檢索是數(shù)據(jù)庫的重要功能，它便于學(xué)習(xí)者迅速定位到所要學(xué)習(xí)的編程課程。在檢索欄目中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置導(dǎo)航頁，導(dǎo)航欄目也應(yīng)當(dāng)根據(jù)K12階段的年級(jí)特征、編程教學(xué)的階段特征以及難易程度（或者級(jí)別高低）進(jìn)行設(shè)置。編程語言也是其中一項(xiàng)重要類別，在K12階段，涉及到的編程語言有C、C++、Python等。另外，導(dǎo)航欄目可以對(duì)檢索的條件進(jìn)行設(shè)定，如依照時(shí)間進(jìn)行檢索、地區(qū)檢索、學(xué)校檢索、語言檢索、資源類型等。學(xué)習(xí)者可以通過檢索瀏覽到不同級(jí)別、地區(qū)的編程教學(xué)資源，這就需要國家、地方、學(xué)校三方的協(xié)同配合，才能夠讓學(xué)習(xí)者有一站式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。除了導(dǎo)航外，還需要在檢索欄目旁設(shè)置歷史記錄查看，便于學(xué)習(xí)者回憶和查找之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

個(gè)性化學(xué)習(xí)推薦是系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特征，如學(xué)習(xí)興趣偏好、學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知水平等，主動(dòng)地推送其可能感興趣和需要或滿足其個(gè)性化特征的學(xué)習(xí)資源的一種推薦技術(shù)[6]。利用后臺(tái)獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)信息，分析學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)的特征，進(jìn)行針對(duì)性地推薦資源，便于學(xué)習(xí)者進(jìn)行更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這里的資源推薦包含文檔、視頻、課件等多種形式，方便學(xué)習(xí)者進(jìn)行選擇。

學(xué)習(xí)者儀表盤可以看作是“個(gè)人信息系統(tǒng)”的一種特殊應(yīng)用[7]，為教與學(xué)提供了有效的指引和激勵(lì)，促進(jìn)自我意識(shí)、自我反思、自我行為監(jiān)控和學(xué)情追蹤，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的高階思維能力，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程[8]。

學(xué)習(xí)儀表盤將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為轉(zhuǎn)換為量化數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，然后以活動(dòng)流、表格概覽、圖表數(shù)據(jù)等方式可視化表達(dá)出來。圖2為學(xué)習(xí)儀表盤的學(xué)習(xí)能力蛛網(wǎng)圖，通過行為數(shù)據(jù)分析達(dá)到可視化呈現(xiàn)，從圖中可以看到學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)感知能力、學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)注意力、發(fā)散思維能力、知識(shí)運(yùn)用能力等方面的平均水平和個(gè)人水平。展示學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，便于學(xué)生自我檢查和自我認(rèn)知，并為教育者的下一步教育計(jì)劃提供參考。同時(shí)，在儀表盤中，要體現(xiàn)學(xué)習(xí)預(yù)警功能，如圖3所示。通過不同顏色或者標(biāo)記向?qū)W習(xí)者進(jìn)行預(yù)警，以此來提示學(xué)習(xí)者對(duì)某知識(shí)點(diǎn)掌握的不足之處并及時(shí)補(bǔ)充。在K12階段編程教學(xué)的數(shù)據(jù)庫中，學(xué)習(xí)儀表盤可以提供學(xué)習(xí)者提交代碼的正確次數(shù)和錯(cuò)誤次數(shù)、觀看編程教學(xué)視頻的類型及次數(shù)、提交代碼的總次數(shù)等。

2.資源集成系統(tǒng)

資源集成系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺(tái)的主要組成部分，分為合作資源平臺(tái)和校內(nèi)資源平臺(tái)。

合作資源平臺(tái)是指除了自己發(fā)布的資源之外，與其他部門、地區(qū)或者學(xué)校合作開展的資源共享，如校園編程教學(xué)精品課、地區(qū)特色課程、教參同步課程資源、在線學(xué)習(xí)資源等。學(xué)習(xí)者可以通過資源集成系統(tǒng)瀏覽其他地區(qū)的編程教學(xué)資源，通過超文本的方式鏈接學(xué)習(xí)文檔，或通過超鏈接的方式進(jìn)入到其他合作資源平臺(tái)中，避免了一般數(shù)據(jù)庫資源平臺(tái)中的冗雜操作，可以實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)。集成系統(tǒng)包含各種格式的資源類型，如視頻、音頻、Word、PPT以及源代碼文件等。除此之外，合作資源平臺(tái)也可以包括微信公眾平臺(tái)，在該平臺(tái)中有名師發(fā)布的編程系列課程，可以供學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過與公眾平臺(tái)建立協(xié)議，進(jìn)而在數(shù)據(jù)庫資源集成系統(tǒng)中加入超鏈接，便于學(xué)生一站式訪問編程教學(xué)資源。

校內(nèi)資源平臺(tái)包含校內(nèi)比賽、教學(xué)、精品課和本校優(yōu)秀教師的編程教學(xué)課等資源。主要讓學(xué)習(xí)者能夠通過校內(nèi)資源對(duì)所學(xué)的編程知識(shí)進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)，增加學(xué)生對(duì)同步課堂講授內(nèi)容的掌握程度。

另外，資源集成系統(tǒng)中包含模擬考試資源系統(tǒng)以及題庫系統(tǒng)。學(xué)習(xí)者可以通過題庫系統(tǒng)進(jìn)行自測(cè)，在測(cè)試中了解自己對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。針對(duì)編程教學(xué)，題庫系統(tǒng)可以包含K12階段信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（NOI）的競(jìng)賽題，以此來提升學(xué)生的計(jì)算思維和代碼編寫能力。模擬考試系統(tǒng)也可以協(xié)同共享，學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)入合作資源平臺(tái)的考試系統(tǒng)。此外，模擬考試系統(tǒng)還為學(xué)習(xí)者保留相應(yīng)的錯(cuò)題庫以及參考代碼，以便于對(duì)知識(shí)進(jìn)行回顧，并根據(jù)參考代碼來檢查自己編寫代碼的不足之處。

3.資源協(xié)同管理平臺(tái)

資源協(xié)同管理平臺(tái)是針對(duì)資源集成系統(tǒng)建立的管理平臺(tái)，主要對(duì)資源集成系統(tǒng)中提到的合作資源、校內(nèi)資源、模擬考試資源和模擬題庫進(jìn)行管理。管理者是國家、地方以及各個(gè)學(xué)校所組成的K12階段編程教學(xué)的教師團(tuán)隊(duì)。在管理過程中，簽訂協(xié)議的雙方均具有平臺(tái)管理權(quán)限，這樣一方面可以保證資源互通互享和有效更迭，也可以保證資源集成系統(tǒng)的動(dòng)力性和時(shí)效性;另一方面，教師作為協(xié)同管理平臺(tái)的管理者，也是學(xué)生的直接接觸者，能夠真實(shí)了解到學(xué)生的需求并觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，進(jìn)而更好地掌握以及規(guī)劃資源建設(shè)，推進(jìn)個(gè)性化服務(wù)的實(shí)施。

4.后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)是協(xié)同數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，全面的監(jiān)控服務(wù)使用戶和管理員能夠快速識(shí)別資源使用異常狀況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，定位并診斷故障原因，從而合理利用資源，提高系統(tǒng)可靠性，提升服務(wù)質(zhì)量和用戶滿意度[9]。后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包含學(xué)習(xí)者個(gè)人日志、系統(tǒng)日志、系統(tǒng)安全防護(hù)日志三方面內(nèi)容。

系統(tǒng)日志是學(xué)習(xí)者在數(shù)據(jù)庫中的行為簇，包含所有學(xué)習(xí)者在進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問過程中的行為軌跡;個(gè)人日志是指每個(gè)學(xué)習(xí)者的個(gè)人軌跡日志，日志中收集了個(gè)人在數(shù)據(jù)庫中從進(jìn)入到關(guān)閉的全部操作行為。

后臺(tái)監(jiān)控者需要對(duì)日志進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。數(shù)據(jù)挖掘的目的是對(duì)日志中所包含的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行特征化，數(shù)據(jù)挖掘主要有兩個(gè)方向：一是學(xué)習(xí)者在數(shù)據(jù)庫中的行為序列;二是學(xué)習(xí)者的特征集。圖4為后臺(tái)監(jiān)控者對(duì)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程。

通過日志數(shù)據(jù)的挖掘，對(duì)學(xué)習(xí)者群體進(jìn)行聚類，找到具有相同行為特征的學(xué)習(xí)者，并針對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)者畫像，通過畫像展示出該類學(xué)習(xí)者都具有怎樣的行為特征或?qū)W習(xí)特征，最終針對(duì)畫像找出不足之處，進(jìn)而實(shí)行個(gè)性化推薦或平臺(tái)建設(shè)。數(shù)據(jù)挖掘使數(shù)據(jù)庫資源建設(shè)更加精準(zhǔn)化、個(gè)性化。

系統(tǒng)安全防護(hù)是管理員對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保護(hù)，防止不合法使用造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或損壞。在數(shù)據(jù)庫防護(hù)中，管理人員需要時(shí)刻注意短板問題，因?yàn)椤叭肭帧睍?huì)從短板防護(hù)口流入，造成數(shù)據(jù)損失。管理員需要定時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層、操作系統(tǒng)、核心信息數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)運(yùn)行。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的監(jiān)控，可以有效維持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，能夠及時(shí)找到故障原因，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

五、結(jié)語

K12階段編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立是當(dāng)今時(shí)代大力號(hào)召計(jì)算思維發(fā)展的有效支撐。建立完善的編程教學(xué)數(shù)據(jù)庫還需要國家、地方、學(xué)校三個(gè)層面共同努力，未來的數(shù)據(jù)庫建立應(yīng)當(dāng)以資源和用戶服務(wù)雙重心的方式開展。數(shù)據(jù)庫后臺(tái)監(jiān)控技術(shù)也應(yīng)不斷增強(qiáng)，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶畫像的精準(zhǔn)分析。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，后臺(tái)維護(hù)和監(jiān)控的工作量日益繁重，未來仍需繼續(xù)深入研究大數(shù)據(jù)環(huán)境下高效處理數(shù)據(jù)和提取信息的方法。

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（編輯：王曉明）