大数据背景下数据库原理及应用课程建设研究与实践

袁琴琴++吕林涛

摘 要 针对大数据背景下数据库原理及应用课程教学中存在的问题，结合教学改革任务需求，提出“三条主线、四个模块”的教学新思路，建立项目化教学体系。在此基础上对课程教学大纲、教案、教学方法和手段、考核模式等进行研究与实践，为相关课程教学改革提供参考及借鉴。

关键词 大数据；数据库原理及应用课程；项目化教学体系

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）10-0057-03

Research and Practice on Construction of Database Principle and Application under Big Data Environment//YUAN Qinqin， LYU Lintao

Abstract According to the problems existed in the teaching of Data-

base Principles and Application under the big data environment， a

new teaching idea about the Three Main Lines， Four Modules is pro-posed in the paper， which can meet the needs of the teaching reform. Finally， the teaching system based on the project is established. At the same time， the research and practice on the teaching outline， tea-

ching plan， teaching methods and means， evaluation model is carried

out in the paper， which can provide some reference for the teaching reform of the related courses.

Key words big data； database principles and application； teaching system based on the project

1 引言

数据库原理及应用课程不仅是高等院校计算机科学与技术专业和物联网工程专业等工科类学科实践能力强的一门专業基础课，而且是当代大学生服务于“互联网+”应用开发、大数据分析等领域中不可缺少的创新能力素质之一。“互联网+”应用开发、大数据分析和应用在我国经济社会发展和各行各业中将具有越来越重要的角色和地位。本课程是“互联网+”应用开发、大数据分析和应用技术的基础课程，在相关课程中起到承上启下的桥梁作用。因此，不断探索数据库原理及应用课程的教学改革思路以适应当前社会人才模式的要求，具有重要的现实意义。

2 数据库原理及应用课程教学中存在的问题

在大数据背景下，结合西京学院电子类本科专业面向西部智能农业、“互联网+”、大数据分析与处理等行业的人才需求，传统的教学模式已不能适应目前社会人才培养模式的要求，主要包括以下几个方面的问题。

教学内容与行业背景结合不紧密 当前数据库原理及应用的教学内容按传统的教学模式设置了数据库基本理论、设计与管理两个部分：数据库基本理论部分主要包括数据库概述、关系数据库、关系数据库标准语言SQL，设计与管理部分主要包括数据库安全性、数据库完整性、关系数据理论、数据库设计、并发控制、数据库恢复技术等。教学内容与当前“互联网+”、大数据分析与处理等行业背景结合不紧密，缺乏课程实用部分及前沿技术部分。

理论与实践脱节 传统的授课方式主要集中在数据库基本理论、数据库设计与管理两部分教学，64学时的课程教学中，理论教学48学时，实验教学16学时。在实验课程中仅涉及单个数据库对象的操作，对数据库技术在具体项目开发过程中的综合应用缺乏系统、详细的讲解与练习，致使学生能理解基本概念，无法在具体项目实践中应用数据库技术进行设计及开发，不能做到学以致用。

教学方法和教学手段单一 传统教学方式多采用知识授予的方式，“满堂灌”授课，学生被动地接受知识，很少采用启发式、案例教学等方法。虽然有使用多媒体辅助教学，但还没有完善的教学与实验平台以优化教学。传统教学方法和教学手段单一，导致课堂气氛沉闷，学生学习兴趣不高。

考核方式简单 数据库原理及应用是一门实践性很强的课程，课程考核应该重点考核学生的实际应用能力。传统的课程考核方式是平时成绩*30+期末考试成绩*70%。其中，期末考试成绩以笔试为主，考核内容重点放在考查学生对概念、原理、语法的掌握情况上，导致部分学生上课不用心，靠死记硬背来应付考试。这样的考核方式弱化了学生实践动手能力的考核。

3 数据库原理及应用课程“三条主线、四类模块”的教学思路

本文通过深入调查研究，紧扣服务于“互联网+”、陕西及西部智能农业、智能物流、大数据分析与处理等行业的人才需求，以研究学用结合、学做结合和学创结合的应用技术型人才培养模式为主体，在课程教学内容的选择上对传统的数据库理论知识进行压缩和精炼，增加了课程前沿技术，如新一代数据库、大数据管理（NoSQL、NewSQL数据库系统）、内存数据库系统等内容的教学，提出数据库原理及应用课程“三条主线、四类模块”的教学思路，如图1所示。

“三条主线”中第一条主线是数据模型的演变，即数据模型从层次模型、网状模型、关系模型、对象模型、XML数据模型、RDF数据模型的演变；第二条主线是数据库技术的两个端点即“用户”和“系统”；第三条是主线数据语言的演变，即从关系数据库标准语言SQL、NoSQL、NewSQL数据库技术的演变。endprint

“四类模块”即经典理论、主流产品技术、技术交叉应用、前沿技术等。“四类模块”教学过程中要始终贯穿“三条主线”，在教学过程中不断吸收国内外前沿数据库技术，使教学始终处于同时期的高起点、高水准。

4 数据库原理及应用课程项目化教学体系

针对西京学院电子类本科专业的培养目标要求及“互联网+”的应用创新要求，在实现本科教育由学术型向应用技术型的转变中，以“一体多翼”办学理念为指导，着力以工作过程为导向，以项目为载体，以任务为驱动，实现由“知识传授”向“能力培养”迁移、由“以教师为中心”向“以学生为中心”迁移、由“成绩导向”向“成果导向”迁移，综合应用微课、翻转课堂等教学手段提升学生分析问题的能力，及通过项目式将实践部分内容很好地与理论结合，提升学生创新能力。本文采用“调研+实践+创新”的三段式方法，最终建立适合本课程的项目化教学体系，如图2所示。

基于“项目导向+任务驱动”的本课程教学大纲设计 本课程教学大纲是实现本课题的顶层设计也是人才培养的主体，关系到培养的当代大学生能否真正成为“互联网+”应用开发、大数据分析与应用的实践者与创新者。因此，需要深入研究本课程教学大纲与大学生实践创新的关系，它是本课程教学改革的重要基础。

本课程教学大纲基于“项目导向+任务驱动”的设计思想，引入两个贴近学生学习和生活的数据库应用系统项目，以教学管理系统、超市管理系统课程级项目为导向，以实现教学管理数据库、超市管理数据库的设计与实施为任务，对课程学时分配、教材选用、教学目标、教学任务、各单元教学内容及基本要求、课程考核等进行设计。

本课程项目化教案、教学内容设计 以教学大纲为指导，以教学管理数据库、超市管理数据库课程级项目为载体，进行本课程教案的设计。从数据库设计和实施的五个阶段（即需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库对象管理、数據库实施和维护）对教学管理数据库课程进行模块划分，将各个模块对应的知识点以实验级项目的方式向学生呈现。

本课程教学方法设计 在课程教学环节，综合运用既体现“一体‘多翼”，又突出创新思维的多种教学方法，主要包括以下内容。

1）微课教学法。研究并选择本课程相关重点或难点，如在讲解数据库设计之前，需要引入关系数据理论、数据库设计范式等相关知识，这也是本课程的难点，比较抽象，不易理解。先录制课堂教学视频，引入教学管理数据库相关案例，按各类范式的要求，依次进行各类函数依赖的消除。学生先浏览微课视频，对知识点有一个系统了解；教师在课堂授课中通过案例教学法，让学生加强理解；学生在课外消化，自主下载观看教师提供的视频进行学习巩固。

2）翻转课堂教学法。以学生为主导，学生在课前通过网络或多媒体课件自学课程内容，教师在课堂解惑学生的问题，学生完成知识的内化。如在数据库概念设计部分教学时，课前将录制好的教学视频或课件发给学生，并对学生进行分组，拟出若干个数据库应用系统题目，让学生课下查找资料，以组为单位分析、讨论，整理出数据库应用系统的需求，并根据课前掌握的概念模型、实体、属性、E-R图相关知识进行各自系统的概念结构设计；在课堂上各组选出一名代表讲解系统需求、概念结构设计，教师作为教学的指导者，对学生做出的设计进行点评。对学生难以理解的问题，教师带领学生一起分析讨论；对于典型的问题，教师进行重点讲解，充分利用课堂进行师生互动以增强教学效果。

3）项目式教学法。以教学管理系统、超市管理系统课程级项目为导向，提出数据库设计及开发任务，描述工作情境，确定教学目标；按照数据库设计和实施的五个阶段，将教学内容划分为专业知识学习模块，每个模块作为一个项目，再将项目分解成若干个任务，即实验级项目，通过多媒体辅助教学、案例教学等方式讲授理论知识，再通过实验室、现场实践教学等方式进行示范、引导、练习，使学生具备完成项目目标的专业技术及知识，实现实践与理论的统一。

下发任务单，分组讨论任务需求，制订实施计划，确定任务实施方案后，学生运用学习的知识技术进行方案实施，教师进行指导，任务完成后进行分组答辩，采用组内学生互评、教师综评的方式进行项目评价，对不足之处进一步完善。

本课程考核模式设计 本课程考核采用多元化考核的方式，包括平时考核和期末考核。平时考核包括出勤、课堂表现、课堂测验、作业等。期末考核主要是考核学生在数据库应用系统（项目）方面的综合设计与开发的能力，包括工作态度、任务完成情况、创新能力等。项目打分主要包括项目功能、项目质量、文档撰写、答辩情况四个部分。

学生以组为单位，每组分别从“商品进、销、存管理系统”“图书管理系统”“物业管理系统”“科研管理系统”“人力资源管理系统”等题目中选择一个数据库应用系统项目（题目）进行设计和应用开发，对某个部门或单位业务和数据进行调查，并进行系统分析、系统设计、数据库设计、SQL编程、应用程序开发与调试、文档撰写等。最后要求学生上台演示讲解自己的作品并进行答辩，从项目功能和质量、现场答辩情况、同组学生之间进行互评、教师对项目进行综合评价等方面进行考核。

5 结语

本文在大数据背景下，以研究应用技术型人才培养模式为主体，通过数据库原理及应用课程教学改革研究与实践，探索解决传统教学模式中“教学内容与行业背景结合不紧密”“理论与实践脱节”“教学方法和教学手段单一”“考核方式简单”等若干问题， 结合行业背景，提出该课程“三条主线、四个模块”教学思路，建立项目化教学体系。随着“互联网+”、大数据技术的深入发展，越来越多专业的学生需要学习数据库技术，如何在大数据背景下针对本课程的特点，围绕培养应用型人才的教学目标进行课程建设及教学，还有待于进一步的不断探讨。

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