AI大模型在數(shù)據(jù)庫編程教學(xué)中的實踐與應(yīng)用探究

摘要：目的：文章深入探索AI技術(shù)在數(shù)據(jù)庫教學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用價值及其對傳統(tǒng)教學(xué)模式的積極促進(jìn)作用，同時聚焦于AI技術(shù)在數(shù)字圖書館項目中的實際應(yīng)用效果。巧妙引入AI技術(shù)，能夠全面優(yōu)化數(shù)據(jù)庫教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，從而顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)術(shù)成績。方法：文章綜合運(yùn)用文獻(xiàn)分析法及案例分析法，以數(shù)字圖書館為例，分析AI對數(shù)據(jù)庫教學(xué)的開發(fā)過程，以及AI大模型在數(shù)字圖書館中的實際應(yīng)用方法，討論AI輔助教學(xué)的成效。結(jié)果：個性化學(xué)習(xí)路徑和智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的引入，不僅能幫助學(xué)生更深入地理解和掌握數(shù)據(jù)庫知識，還能極大地提高他們的學(xué)習(xí)效率和成績。同時，反饋機(jī)制能為學(xué)生和教師提供極大的便利，讓教師即時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并據(jù)此靈活調(diào)整教學(xué)計劃。然而，也必須正視AI技術(shù)融入教學(xué)過程可能帶來的挑戰(zhàn)，如弱化學(xué)生的自主思考能力，導(dǎo)致他們對AI生成結(jié)果過度依賴等。結(jié)論：雖然AI技術(shù)在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中展現(xiàn)出了巨大的潛力和優(yōu)勢，但必須時刻保持警惕，防范其可能帶來的負(fù)面影響。為了充分發(fā)揮AI技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)各自的優(yōu)勢，應(yīng)精心設(shè)計并執(zhí)行一系列策略，確保在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)厥褂肁I技術(shù)。同時要持續(xù)探索和優(yōu)化AI技術(shù)的應(yīng)用模式，確保其能夠更加精準(zhǔn)地服務(wù)于教學(xué)需求，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：AI大模型；數(shù)據(jù)庫編程教學(xué)；數(shù)字圖書館

中圖分類號：TP18；G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）15-00-03

0 引言

在科技迅速發(fā)展的時代，AI已成為現(xiàn)代社會的重要驅(qū)動力。AI大模型作為核心技術(shù)，正逐步滲透人們生活的方方面面。AI大模型以驚人的數(shù)據(jù)處理能力、強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力以及高度智能化的決策能力，給教育領(lǐng)域帶來了很大的變革。尤其是在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中，引入AI大模型不僅革新了傳統(tǒng)教學(xué)模式，還重新思考了教育理念，將“學(xué)生為本位”的教育理念貫穿始終，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力發(fā)展。在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中，AI大模型憑借精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)狀態(tài)評估、靈活個性化的教學(xué)策略調(diào)整，有效提升了教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率，極大地促進(jìn)了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)能力的全面發(fā)展。

1 AI大模型的特點

AI大模型通常指的是具有數(shù)千萬甚至數(shù)億參數(shù)的深度學(xué)習(xí)模型，經(jīng)海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，其展現(xiàn)出強(qiáng)大的計算和推理能力。AI大模型能夠高效地識別數(shù)據(jù)中的層次化特征，并迅速理解、吸納新知識，從而不斷優(yōu)化自身的知識體系，增強(qiáng)理解能力［1］。AI大模型的特點主要包括泛化性、通用性、涌現(xiàn)性、高效性、自適應(yīng)性（見表1）。

2 AI對數(shù)據(jù)庫教學(xué)的開發(fā)過程

第一，需求分析。明確教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生需求，包括技能水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和課程內(nèi)容。第二，數(shù)據(jù)收集。收集用于訓(xùn)練AI模型的數(shù)據(jù)，包括歷史教學(xué)數(shù)據(jù)、學(xué)生反饋、教學(xué)視頻、教材內(nèi)容等。第三，模型設(shè)計。設(shè)計適合數(shù)據(jù)庫教學(xué)的AI模型架構(gòu)，考慮如何整合現(xiàn)有的教學(xué)資源和工具。第四，訓(xùn)練與測試。使用收集的數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI模型，并在控制環(huán)境中測試，以評估其性能和準(zhǔn)確性。第五，反饋循環(huán)。建立一個反饋機(jī)制，允許教師和學(xué)生提供關(guān)于AI教學(xué)工具的反饋，以便不斷改進(jìn)模型。第六，迭代優(yōu)化。根據(jù)反饋和測試結(jié)果不斷迭代和優(yōu)化AI模型，以強(qiáng)化其教學(xué)效果。第七，集成與部署。將開發(fā)好的AI模型集成到教學(xué)平臺，并在實際教學(xué)環(huán)境中部署。

3 AI大模型在數(shù)字圖書館的應(yīng)用

AI大模型與數(shù)據(jù)庫教學(xué)的結(jié)合旨在通過個性化學(xué)習(xí)路徑、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、自動化評估工具和動態(tài)內(nèi)容調(diào)整來提升教學(xué)效率，優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗。AI在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中的具體作用，作為教學(xué)創(chuàng)新的驅(qū)動力，不僅優(yōu)化了教學(xué)流程，還實現(xiàn)了學(xué)習(xí)成效的顯著提升［2］。

3.1 AI在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的作用

在深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計課程的過程中，學(xué)生面臨一項艱巨任務(wù)：將教師提供的數(shù)字圖書館系統(tǒng)功能圖，精準(zhǔn)且全面地轉(zhuǎn)化為詳細(xì)的全局概念結(jié)構(gòu)。這一轉(zhuǎn)換過程不僅要求學(xué)生深刻理解系統(tǒng)功能，還要求其具備極強(qiáng)的抽象思維與設(shè)計能力。幸運(yùn)的是，AI大模型的出現(xiàn)為學(xué)生提供了前所未有的支持與幫助，極大地降低了設(shè)計的難度與復(fù)雜性。

AI大模型作為一種創(chuàng)新的輔助工具，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計課程中展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。面對復(fù)雜的數(shù)字圖書館系統(tǒng)功能圖，AI大模型能夠迅速解析，準(zhǔn)確識別出各個功能模塊，并條理清晰地梳理出這些模塊之間的內(nèi)在聯(lián)系與數(shù)據(jù)流動路徑。這一功能使學(xué)生能夠更直觀地理解系統(tǒng)的整體運(yùn)作流程，為后續(xù)的全局概念結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。

圖1為在AI大模型輔助下，學(xué)生所設(shè)計的圖書館全局概念結(jié)構(gòu)圖。此圖精準(zhǔn)地描繪了用戶、圖書、閱讀記錄等核心實體及其之間的復(fù)雜關(guān)系，呈現(xiàn)出一個清晰且全面的概念框架。借助AI大模型的強(qiáng)大能力，學(xué)生不僅能夠迅速生成這樣高質(zhì)量的概念結(jié)構(gòu)圖，還能在此基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化和完善，使設(shè)計更加精確和高效。

圖1 在AI輔助下完成的圖書館全局概念結(jié)構(gòu)圖

綜上所述，AI技術(shù)的引入不僅能提升需求分析階段的效率和準(zhǔn)確性，還能為學(xué)生提供個性化的設(shè)計建議與指導(dǎo)，幫助他們形成更加合理、高效的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)。

3.2 AI在數(shù)據(jù)庫開發(fā)中的修改

完成全局概念結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計之后，學(xué)生面臨著將這一設(shè)計圖轉(zhuǎn)化為實際數(shù)據(jù)庫編程的挑戰(zhàn)。這一步驟要求學(xué)生不僅要有扎實的數(shù)據(jù)庫理論基礎(chǔ)，還要具備熟練的編程技能。然而，學(xué)生在學(xué)習(xí)和實踐SQL數(shù)據(jù)庫編寫的過程中，往往面臨諸多挑戰(zhàn)與難題。SQL語言本身的復(fù)雜性和多樣性意味著即便是最細(xì)微的失誤，如遺漏一個符號或誤解語法規(guī)則，都可能直接導(dǎo)致操作失敗。如果編輯器提給出的錯誤描述不夠具體，或?qū)W生的能力有限，他們往往會感到困惑和無助，不知道如何下手。

例如，在創(chuàng)建圖書信息表時，學(xué)生們經(jīng)常會犯的一個典型錯誤是將圖書的發(fā)售年份字段設(shè)定為DATE數(shù)據(jù)類型。但實際操作時，在導(dǎo)入圖書相關(guān)數(shù)據(jù)時，他們可能使用了整型（INT）數(shù)據(jù)格式。對部分學(xué)生而言，由于缺乏數(shù)據(jù)庫設(shè)計的實踐經(jīng)驗，或者在進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入與操作時注意力不夠集中，可能完全忽視或不能及時發(fā)現(xiàn)這種類型的問題，從而給后續(xù)操作帶來隱患。

幸運(yùn)的是，AI大模型在SQL編程中的應(yīng)用為學(xué)生提供了顯著的學(xué)習(xí)助力。在學(xué)生著手編寫SQL代碼的過程中，AI大模型能夠?qū)崟r審查學(xué)生編寫的代碼，精確識別包括語法、格式、邏輯在內(nèi)的多種錯誤。與傳統(tǒng)編程編輯器相比，AI不僅能精確指出錯誤位置，還能深入剖析錯誤原因，并提供具體的修正建議，大大降低學(xué)習(xí)和調(diào)試的難度。除此之外，AI還能提供明確的建議，包括直接代碼修正和查詢邏輯優(yōu)化設(shè)計，幫助學(xué)生理解錯誤的根源，避免重蹈覆轍。

3.3 AI在數(shù)據(jù)庫總結(jié)時的建議

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫教學(xué)模式中，教師側(cè)重于課堂上的理論知識傳授，而學(xué)生則通過完成課后作業(yè)及課堂分享來鞏固所學(xué)。盡管學(xué)生在課堂上展現(xiàn)出高度的積極性，作業(yè)完成情況也較為理想，但在實際操作中，學(xué)生仍經(jīng)常遇到各種問題，甚至難以準(zhǔn)確表達(dá)自己的困惑。并且，教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解主要依賴學(xué)生提交的作業(yè)以及課程的分享反饋。在傳統(tǒng)的教育學(xué)中，教師一直被定義為知識的已知者和知識的傳播者［3］。然而，隨著AI大模型在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中的應(yīng)用，這一局面得到了根本性的改變。

AI大模型憑借強(qiáng)大的信息收集和處理能力，實時、動態(tài)地追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，捕捉他們在學(xué)習(xí)過程中遇到的各種問題和疑惑。這種實時反饋機(jī)制使教師能夠為學(xué)生設(shè)定明確而簡潔的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并對目標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，幫助每個學(xué)生根據(jù)自己當(dāng)下的水平確定每個階段要達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)。同時，AI大模型還能生成詳細(xì)的學(xué)習(xí)分析報告，這些報告不僅涵蓋學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和知識掌握情況，還能深入剖析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的難點和瓶頸，為教師提供全面、準(zhǔn)確的學(xué)生學(xué)習(xí)狀況分析。

在數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)實踐中，教師可適當(dāng)采納AI大模型的建議，從而顯著增強(qiáng)教學(xué)效果。AI大模型的引入，不僅能為學(xué)生提供更加便捷、高效的學(xué)習(xí)體驗，還能作為教師強(qiáng)大的輔助工具，使教學(xué)變得更加精準(zhǔn)、個性化和高效。AI大模型通過實時追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和難點，能為教師提供全面的學(xué)習(xí)狀況報告，幫助教師及時調(diào)整教學(xué)計劃，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。在這種模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度能得到顯著提高，他們對數(shù)據(jù)庫查詢語句的編寫和復(fù)雜概念的理解也會更加深入?？傊?，AI大模型在數(shù)據(jù)庫教學(xué)中的應(yīng)用，不僅能為學(xué)生提供極大的便捷，也能為教師提供強(qiáng)大的輔助工具，還能使教學(xué)更加精準(zhǔn)、高效和個性化。這一變革不僅能提升教師的教學(xué)效率，還能極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。

4 AI輔助教學(xué)的成效與挑戰(zhàn)

4.1 正向結(jié)果

在教育創(chuàng)新浪潮中，AI與學(xué)生交互式學(xué)習(xí)模式以顯著優(yōu)勢，逐步成為推動教育變革的關(guān)鍵力量。深度剖析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與能力，精準(zhǔn)推送定制化學(xué)習(xí)資源，不僅能加快學(xué)習(xí)進(jìn)程，還能點燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。與此同時，AI能在教育管理中為教師自動化處理教學(xué)管理任務(wù)，減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，使教師更專注于與學(xué)生的深度互動與指導(dǎo)。

在此基礎(chǔ)上，教師通過對項目實施科學(xué)規(guī)劃與人員合理分配，引導(dǎo)學(xué)生在項目實踐中有序開展工作。這樣的安排不僅能提升團(tuán)隊協(xié)作效率，還能確保學(xué)生在項目中學(xué)有所獲，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)質(zhì)量與深度，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

4.2 不足之處

學(xué)生與AI互動式學(xué)習(xí)的積極面很多，但潛在不足同樣值得重視。得益于AI的幫助，學(xué)生的學(xué)習(xí)更加便捷，但若長期過度依賴，卻也可能削弱學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新能力。在AI的輔助下，學(xué)生能夠輕易獲得答案，從而減少自主思考和探索。這種學(xué)習(xí)模式雖然短期看起來高效，卻可能導(dǎo)致學(xué)生長期缺乏獨立思考和探索未知的動力，進(jìn)而影響其創(chuàng)新思維和問題解決能力的發(fā)展。過分依賴AI技術(shù)也可能使學(xué)生習(xí)慣于遵循既定步驟和模式解決問題，忽視自主探索和嘗試的重要性，從而限制學(xué)生的創(chuàng)造力和靈活性。

此外，AI的廣泛應(yīng)用還可能減少學(xué)生之間的人際互動與團(tuán)隊合作機(jī)會，學(xué)生更多地與AI互動，而忽視與同齡人的交流，這勢必影響學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和社交技能的培養(yǎng)。AI在提供個性化學(xué)習(xí)資源的同時，也帶來了學(xué)術(shù)誠信的風(fēng)險，如何確保學(xué)生在利用AI輔助學(xué)習(xí)的同時，維護(hù)學(xué)術(shù)誠信并促進(jìn)其全面發(fā)展，成為當(dāng)前教育倫理與實踐亟待解決的問題。

5 結(jié)語

本文探討AI大模型在數(shù)據(jù)庫編程教學(xué)中的應(yīng)用，特別是在數(shù)字圖書館項目中的實踐。通過深入分析，發(fā)現(xiàn)AI技術(shù)在提升教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗以及增強(qiáng)學(xué)生實踐能力方面具有顯著優(yōu)勢。未來的研究可以進(jìn)一步探討AI在不同教學(xué)場景中的應(yīng)用效果，以及如何更好地整合AI技術(shù)與教學(xué)實踐，以實現(xiàn)教育的個性化和高效化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 朱宏濤. AI大模型驅(qū)動下的教學(xué)短視頻開發(fā)與實踐［J］.電視技術(shù)，2024，48（5）：82-85.

［2］ 徐慧，鞠小林，王皓晨.大模型下編程教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對［J］.計算機(jī)教育，2023（11）：60-64.

［3］ 楊凌霞.職業(yè)院校計算機(jī)類專業(yè)項目化學(xué)習(xí)支架設(shè)計［J］.鎮(zhèn)江高專學(xué)報，2023（36）：104-106.