大數(shù)據(jù)背景下《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》課程教學(xué)改革研究

■ 唐山師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系 王 靖 丁衛(wèi)穎 張洪波

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程實(shí)踐教學(xué)研究與探索的必要性

針對(duì)大數(shù)據(jù)分析時(shí)代爆炸性增長(zhǎng)的大數(shù)據(jù)分析，以往的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)往往缺乏先進(jìn)高效的大數(shù)據(jù)分析工具與方法。在大量的數(shù)據(jù)分析需求中，計(jì)算能力嚴(yán)重欠缺，處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析的能力相對(duì)薄弱。而以往的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)又無(wú)法支撐大數(shù)據(jù)分析的廣泛應(yīng)用，也無(wú)法充分展開對(duì)海量數(shù)據(jù)分析的處理，因此數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的專門人才無(wú)法適應(yīng)大數(shù)據(jù)分析時(shí)代的現(xiàn)實(shí)需要。地方高校數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程方法古老，教學(xué)內(nèi)容也缺少創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，在大數(shù)據(jù)分析背景下嚴(yán)重限制了學(xué)生實(shí)際能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也嚴(yán)重抑制了地方高等教育質(zhì)量的提升。數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)原理課程的實(shí)踐性教學(xué)，逐漸增強(qiáng)為適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的實(shí)踐性教學(xué)，通過(guò)不斷探究與大數(shù)據(jù)應(yīng)用的更切入點(diǎn)密切的關(guān)聯(lián)，通過(guò)學(xué)習(xí)活用大數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，了解對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理技能，可以滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代的實(shí)際需求。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)原理課程的實(shí)踐性教學(xué)進(jìn)行了符合時(shí)代要求的探究與創(chuàng)新，通過(guò)逐漸增強(qiáng)為解決更大數(shù)據(jù)處理對(duì)象問(wèn)題的功能，以克服實(shí)際教學(xué)滯后和應(yīng)用問(wèn)題。確立“追趕時(shí)代，接近需求”的實(shí)踐性教育觀，以學(xué)生為中心，構(gòu)筑適合時(shí)代的實(shí)踐性教育體系，探索、研究多種實(shí)踐性的教育方法，形成大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程實(shí)踐的革新模式。

2 大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)的影響分析

2.1 教學(xué)內(nèi)容相對(duì)落后

目前的數(shù)據(jù)庫(kù)課程大多采用相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，以深入地探究結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)分析的保存、冗余數(shù)據(jù)削減、資源共享、安全、數(shù)據(jù)檢索、大數(shù)據(jù)分析等有關(guān)內(nèi)容。在數(shù)據(jù)庫(kù)科技創(chuàng)新的大趨勢(shì)下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息收集設(shè)備已不再依靠個(gè)人電腦，而智能手機(jī)終端、感知設(shè)備等也作為新一代數(shù)據(jù)源的重要載體而蓬勃發(fā)展起來(lái)。通過(guò)這些設(shè)備所獲取的數(shù)據(jù)信息與以前有較大的不同，而且存在著巨大數(shù)量的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容。因此以往的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)并不具有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理的分析優(yōu)勢(shì)。此外，由于SQL更加注重?cái)?shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性，在大數(shù)據(jù)處理背景下，實(shí)時(shí)性更重要，但面臨著明確要求高擴(kuò)展性以及大量的業(yè)務(wù)，因此，效益相對(duì)較低的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)往往無(wú)法適應(yīng)大數(shù)據(jù)分析的具體要求。

2.2 基于慕課的新型教育模式造成的沖擊

數(shù)據(jù)庫(kù)的教學(xué)管理模式過(guò)于簡(jiǎn)單，教學(xué)模式滯后，活動(dòng)度和多元性都不夠強(qiáng)，以師資為中心的教學(xué)模式較多，不能完全充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和興趣。在授課過(guò)程中，主要以指導(dǎo)老師的講解為重，教師是學(xué)生的角度，真正不了解學(xué)生的需要。教師和學(xué)生的相互作用不足，在教師教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生只能被動(dòng)地接受知識(shí)。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等各種新的計(jì)算機(jī)技術(shù)急速發(fā)展的過(guò)程中，基于互聯(lián)網(wǎng)作為載體學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的在線教育占據(jù)了世界的熱點(diǎn)?，F(xiàn)在，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)調(diào)查各種各樣的教育資源。所以，在大數(shù)據(jù)分析的背景下，學(xué)習(xí)者群體獲得專業(yè)知識(shí)的方法不再限制學(xué)校與教材，在這種基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)不限定時(shí)段與場(chǎng)所，獲得實(shí)時(shí)感興趣的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。所以，針對(duì)實(shí)際狀況，教育科學(xué)需要合理地轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

3 大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革策略

3.1 教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新優(yōu)化

在大數(shù)據(jù)分析背景下，按照現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)的全新特點(diǎn)以及復(fù)合型人才的要求，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的內(nèi)容創(chuàng)新構(gòu)想主要表征。海量數(shù)據(jù)的分類、發(fā)現(xiàn)。大數(shù)據(jù)分析的實(shí)際運(yùn)用；以及當(dāng)前大數(shù)據(jù)分析課程的關(guān)鍵階段，即大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)知識(shí)、大數(shù)據(jù)分析的導(dǎo)入與存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析中的信息統(tǒng)計(jì)分析、大數(shù)據(jù)分析實(shí)踐事例運(yùn)用、現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的建設(shè)。通過(guò)優(yōu)化當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的內(nèi)容，切實(shí)融合經(jīng)典技術(shù)與最新科技，有機(jī)地融入現(xiàn)代理論與實(shí)際。內(nèi)容的創(chuàng)新改革主要包括以下三部分?，F(xiàn)代關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)是指基于傳統(tǒng)的關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)、分散式存儲(chǔ)、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析發(fā)掘、大數(shù)據(jù)分析實(shí)際運(yùn)用。實(shí)踐案例、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)實(shí)踐，與非相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)分析。

3.2 教學(xué)方法創(chuàng)新改革

3.2.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)方法

在數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)發(fā)的重要教學(xué)內(nèi)容是經(jīng)典數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)，即數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的主要理論和思想。針對(duì)各種類型和難點(diǎn)，可選用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式。比如，學(xué)習(xí)者必須全面掌握已認(rèn)知的主要概念知識(shí)點(diǎn)和簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)等?？刹捎脗鹘y(tǒng)教師的指導(dǎo)方式進(jìn)行教育。學(xué)習(xí)者必須全面了解的主要知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)，是采用微課教學(xué)與反課有機(jī)融合的教學(xué)方式，當(dāng)微課教學(xué)上出現(xiàn)重要知識(shí)點(diǎn)，在授課前及時(shí)提示給學(xué)習(xí)者，或設(shè)計(jì)布置適當(dāng)?shù)恼n堂教學(xué)任務(wù)，以協(xié)助學(xué)習(xí)者確實(shí)地進(jìn)行預(yù)習(xí)。此外，對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行的方向性引導(dǎo)也是可能的，以成績(jī)作為激勵(lì)機(jī)制，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生問(wèn)題，并處理自身的問(wèn)題和其他學(xué)校的問(wèn)題，從而逐步地積累知識(shí)點(diǎn)，并以此提高學(xué)生課堂積極性和積極性地參與實(shí)現(xiàn)了上課時(shí)間的有效使用，而課后學(xué)員可以通過(guò)微課堂進(jìn)行復(fù)習(xí)。從而在掌握了自身知識(shí)點(diǎn)的一定程度上，可以進(jìn)行更加個(gè)性化的教育。

3.2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)教學(xué)方法

在大數(shù)據(jù)分析背景下，數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)理論和實(shí)際緊密融合，教學(xué)專業(yè)性更加突出。作為最新科技的傳播熱點(diǎn)，大數(shù)據(jù)分析教學(xué)在互聯(lián)網(wǎng)上也非常流行，有不少相應(yīng)的教學(xué)視頻和技術(shù)論壇等，但作為講授，學(xué)員的接受度、說(shuō)明的時(shí)間，以及需要充分考慮教學(xué)內(nèi)容的組織方法等。每個(gè)學(xué)員都要梳理自己所向往的教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，并詳細(xì)羅列知識(shí)的盲點(diǎn)和問(wèn)題。在課堂教學(xué)上，以反轉(zhuǎn)教學(xué)模式為中心，由老師把學(xué)生分為各組，靈活多樣地設(shè)計(jì)交流與答疑活動(dòng)，并安排其中的學(xué)生分組提出問(wèn)題。由其他各組的學(xué)生進(jìn)行解答與講解。激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。在課后，對(duì)于學(xué)習(xí)者可以根據(jù)實(shí)際掌握的情況，在仰慕課復(fù)習(xí)并鞏固知識(shí)點(diǎn)，以便達(dá)到個(gè)性的復(fù)習(xí)目標(biāo)。

3.2.3 實(shí)踐案例教學(xué)方法

數(shù)據(jù)課程實(shí)施案例教育環(huán)節(jié)，針對(duì)院校強(qiáng)化環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)員優(yōu)秀的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新奉獻(xiàn)精神，采用CDIO項(xiàng)目教學(xué)理念，通過(guò)選擇項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法進(jìn)行實(shí)際案例教學(xué)。將CDIO工程教學(xué)方法與構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的教學(xué)模式整合，并具體地將工程教學(xué)理論與實(shí)踐有機(jī)融合，在整個(gè)生命周期中，通過(guò)鞏固學(xué)員的工程理論知識(shí)，提升學(xué)員的技術(shù)與能力，培養(yǎng)學(xué)員團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。按照CDIO的核心理念在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中引入了實(shí)際案例，在整個(gè)教育流程中以案例方式，對(duì)學(xué)員展開構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)營(yíng)等全方位的體系培訓(xùn)。數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)際案例課程以大數(shù)據(jù)分析工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)為載體，在教學(xué)活動(dòng)實(shí)際課程中引入了基于CDIO項(xiàng)目教學(xué)模型的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，通過(guò)圍繞工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)形成以工程項(xiàng)目為中心的有機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)連接體系。由于大數(shù)據(jù)分析科技現(xiàn)在處于持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)，并處于最先進(jìn)的信息化技術(shù)，通過(guò)CDIO教學(xué)模式使學(xué)生在數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中感受科技實(shí)際使用狀況，從而養(yǎng)成良好的大數(shù)據(jù)分析科技意識(shí)和興趣感情提高了學(xué)員的大數(shù)據(jù)分析科技實(shí)際運(yùn)用能力，從而培養(yǎng)了創(chuàng)造力與思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等。

3.3 師資隊(duì)伍創(chuàng)新建設(shè)

在中國(guó)高等院校數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)與革新改革中，對(duì)于提高教師的隊(duì)伍建設(shè)水平有著十分關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)意義。由于目前中國(guó)高等院校數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程的老師大多都較為善于應(yīng)用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的管理技能，而對(duì)大數(shù)據(jù)處理的分析與數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施能力卻較為欠缺，因此，致使學(xué)校教師隊(duì)伍建設(shè)水平一直妨礙了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)課程教學(xué)的順利開展。大數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的最新課程體系，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)老師的學(xué)科力量和技術(shù)水平要求都相當(dāng)高，因此，院校還將加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)踐的課程和教學(xué)具體要求，進(jìn)一步提高教師隊(duì)伍建設(shè)，學(xué)校可以聘請(qǐng)互聯(lián)網(wǎng)公司的管理精英到高校為老師進(jìn)行培養(yǎng)，并鍛煉自己的學(xué)習(xí)方法，以提升老師的學(xué)科素質(zhì)與創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)背景下，高校應(yīng)改革創(chuàng)新數(shù)據(jù)庫(kù)課程，多角度探索，優(yōu)化內(nèi)容和教育方法，推動(dòng)大學(xué)教育模式適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要，培養(yǎng)優(yōu)秀復(fù)合型人才。另外，要充分增加教師對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的投入，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)課程改革的順利完成，從而提高數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的效率和質(zhì)量。