大数据背景下数据库课程教学改革的研究实践

陈家宇

摘要：大数据背景下，数据库技术应用前景更加广阔，同时，也给数据库课程教学提出了新的挑战。本文在分析信息化和大数据对数据库教学提出的新要求和高校数据库课程教学现状的基础上，从构建课堂与网络相互补充的翻转课堂、打造以教学规律为选择导向的阶梯式课程体系、模拟应用情境下的版块化实践教学、构建项目化的上机考核方式等方面阐述了对计算机本科专业数据库课程教学改革的策略。

关键词：大数据;数据库课程;教学改革;实践

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）12-0123-02

数据库课程是帮助学生通过对数据库原理和数据库编程语言的学习掌握数据库研发设计与管理维护能力的系列课程。因为数据库技术的快速发展更新和应用需求的不断扩展变化，对数据库课程的教学反思和改革实践也是一个不断演进的过程。本文以大数据背景下计算机本科专业人才培养需求为切人点，就数据库课程的教学改革展开讨论。

1大数据背景下数据库课程教学的机遇与挑战

1.1大数据时代的到来促使数据库技术的应用越发广泛，对数据库开发设计能力的要求更高

数据库技术就是利用一定的数据结构来组织、存储和管理数字化数据的计算机应用技术。云计算、物联网、移动计算等新技术推动着信息化时代的大数据应用，使得数据库开发和应用的需求剧增，数据库管理系统和开发软件的不断更新，产品开发需要对接的运行环境的多元化需求，海量非结构化数据的采集，都对高校数据库课程的教育教学和学生的学习质量提出了新的要求。

1.2大数据的广泛普及冲击并改变着传统的教育管理与教学方式

大数据、人工智能、区塊链等新技术迅猛发展，推动“互联网+教育”日益改变着教育形态和人才需求，产生了对教育的革命性影响和颠覆性塑造。5G技术的应用必将催生智能学习体系的普及，在线智能教室、智能实验室、虚拟实训工厂等智能学习空间将应运而生，催生了基于信息技术的“互联网+教育”的新型教育模式，推动着高校教育生态的重构。这同样对数据库课程的教学内容、教学组织、实训方式等全过程产生了多方面的影响，提出了应时而变的基本要求。

1.3大数据的全面应用改变了学生知识的获取渠道和学习的方式方法

信息化时代网络媒体环境下的学习方式打破了学习时空、地域的界限，营造了全新的学习环境，移动网络下的大数据已与大学生的学习密不可分，网络化、数字化、智能化、个性化、终身化的泛在学习环境淡化了大学的概念，形成了人人皆学、处处能学、时时可学的学习新平台，构建形成了以学习者为中心的教学和学习新模式。这既为数据库课程的教学提供了更加丰富的教学资源、更加多元的教学手段、更加开放的学习环境，同时探索适应新变化的教学改革的要求也愈发强烈。

2数据库课程教育教学的现状和面临的挑战

2.1课程设置不断更新但结构性有待优化

数据库应用技术的相关课程的开设和教学的实施在计算机多个专业的人才培养中已经有了多年的实践操作和经验积累，但因为数据库管理系统和编程语言的更新、应用需求的改变等各种因素的影响也不断面临新的挑战，在高校的课堂教学中先后开设的课程多集中于数据库原理类、Visual Basic类、Visual FoxPro类、SQL类、Oracle等。目前，课程更新速度过慢而教学内容老化，多门同类近质课程并存但课程培养功能定位的逻辑关系不清晰，课程重复内容的取舍与课时配置冗余形成的浪费，教材资料庞杂但选择针对性不强等挑战依然有待解决，特别是在当下广泛应用的大数据处理技术中的有效对接的延伸能力的培养、应对数据库技术快速更新的继续学习能力培养等可持续学习基础的搭建也亟须拓展。

2.2教学改革不断推进但有效性有待提升

在数据库课程的教学中，传统的教学模式已经开始转型，但在教学过程中仍带有较强的原有的惯性。信息化的教学管理与数据库课程教学实施的融合度偏低，影响教学效果的教学内容、教学方法、教学手段等教学要素的变革有待进一步优化，例如，实践实训教学逐步增强，但课时分配与实训项目设计缺乏有效性论证，课程考核方式从传统的卷面考试向上机考试转变但考核体系的系统性、时效性有待进一步提升、改进。

2.3学习诉求表达强烈但清晰性有待明确

作为专业核心课程的重要组成部分，大部分计算机专业学生对数据库课程的价值认同度普遍很高，学习的积极性和主动性较强，对未来从事数据库相关岗位工作的职业期待较为普遍。但学习过程的焦点多集中于具体知识技能的训练，对数据库设计开发的认识和理解不足，对数据库设计开发的知识与能力结构体系的架构匮乏导致对学习有效性的把控不够，既未能形成数据库设计开发的全流程认知意识，未能将课程中涉及的相关知识板块放到应用环境中进行组合应用，也未能将课程及其知识体系放到软件开发的全过程中进行全局审视。

3数据库课程教育教学改革探析

3.1加强软硬件建设，打造课堂与网络相互补充的翻转课堂

3.1.1加强软硬件建设更新，提升教育教学效率

数据库课程的软硬件建设一方面是加强实验实训环境的建设，在加强校内实训室软件的更新速度、运行平台的选择的同时，完善校企合作、校校交流类的校外实习基地的建设。另一方面主要是教材、在线课程等教学资料的选择与开发，形成与既定的培养方案相匹配的教学支持。

3.1.2打造在线课程，借助实现翻转课堂，形成课堂与线上的合作补充

大数据背景下，大量的关于数据库课程的微课、MOOC慕课等网络学习资源为翻转课堂提供了丰富的教学资源。课堂教学的优势在于其严谨的系统性和高效的互动性，在线学习的优势在于其资源的丰富性、便捷性和单个知识点逐个击破的通透性。数据库课程教学要充分挖掘课堂教学、在线学习的不同优势，形成课堂和网络混合式教学的相互翻转和有效互补。

3.1.3加强研学互动，促发师资队伍的内外兼修

教学改革创新的关键在教师，数据库课程的教师不仅要具有扎实的数据库专业素养，还必须实时掌握最前沿的数据库技术和发展前景。一方面，学校要加强教师队伍建设的资源投入，建立健全教师培训体系，开展持续不断的教学培训和教学研讨，鼓励教科研的发展。另一方面，教师自身要主动参与教学改革，主动适应数据库技术快速发展的需要，多参加一些学术讨论专题会议，与企业加强沟通交流、到企业挂职锻炼、参与企业项目研发，多与同行之间进行交流碰撞，以准确把握技术研发和市场应用的前沿信息。

3.2打造阶梯式课程体系，深化课程的结构化配置

3.2.1以培养目标为选择导向优化课程设置

数据库课程设置应该结合各专业的培養目标，协调与前导课程和后续课程之间的兼容性，形成内容健全、重点突出、目标清晰、逻辑严谨的课程体系，例如，对于visual foxpro，Visual BaSIC等已停止更新、支持的趋于老化的相关课程，如非必要应主动放弃。紧密结合web2.0技术，在实现从ER实体联系模型到关系模型转换的基础上，搭建与面向web3.0、面向对象的数据模型等发展趋势协调并行的课程体系。

3.2.2以教学规律为执行准绳打造课程阶梯

数据库课程的总体教学目标是在学习离散数学、数据结构、高级语言程序设计等前导课程的前提下，在全面掌握数据库原理和数据库设计开发流程的基础上，熟练运用主流数据库语言进行数据库的设计开发和管理应用，并由此形成适应未来技术更新而自主继续学习的能力。可以打造三个阶段逐级递进的阶梯式课程设置，以打通课程设置的内在脉络，理顺课程设置的逻辑关系。

第一阶段：以SQL标准关系数据库语言为依托的数据库原理课程。SQL标准关系数据库语言是关系数据库语言发展的里程碑，以它为依托解读数据库原理既便于夯实理论基础，又有利于在掌握标准关系数据库语言的基础上的后期学习。本阶段的重点在于帮助学生全面理解数据库的原理和数据库设计开发的全景过程，建立完善、系统的数据库设计开发理性认知。

第二阶段：以Oracle Database数据库管理系统为平台的数据库程序设计课程。Oracle Database作为关系数据库管理系统的集大成者，目前依然是业内最流行的数据库技术，并且由于受当前应用更替成本等因素的影响，在未来一段时期内继续拥有较大的应用空间，故此，熟练掌握Oracle Database具有实用与可持续学习的双重意义。

第三阶段：以noSQL、hive、hadoop、impala等大数据处理方向新兴的、非ACID数据库模型、融人搜索和集群应用的DBMS技术模型、面向对象的数据库系统等新的数据库技术中的一种以及数据库开发与整体项目开发相对接的延展课程。这一阶段的课程的重点在于帮助学生把握数据库技术前沿发展动态，储备未来自主再学习的能力。

3.2.3以软件工程为参照体系打通综合运用

数据库的设计开发往往不是孤立实现的，而是完整应用项目的一个重要组成部分，所以，数据库课程在完成教学内容讲授和应用能力训练的基础上，还要将其放到软件工程的系统中，通过与数学建模和算法优化，C++、Java、PHP、Python等高级编程语言等相关课程的对接，打通其在项目开发的具体应用中的通道。

3.3构建模拟应用情境下的版块化实践教学和考核方式

3.3.1构建模拟情境化应用环境，形成对数据库开发的系统性结构化的全景认知

数据库课程的逻辑思维性和抽象性较强，传统教学按照教材编写顺序逐个章节孤立讲授的方式往往给学生一种知其然不知其所以然的迷惑感，可以借助模拟情境化应用环境的方式，将教学内容放置到学生熟悉、便于理解的模拟出来的情境化应用环境中去，帮助学生深化理解，提高全局认知。以数据库原理的教学为例，可以打破教材的内容顺序，以学生身边的图书借阅系统、学生成绩管理系统等学生日常应用的数据库系统引入数据库的概念，从可感知的具体应用过程中分析数据库系统的功能需求，从功能实现的过程引出表的创建管理、表单查询、视图的创建使用、触发器的创建修改等各项操作，从SQL数据库语言在具体操作的运用中解读数据模型、数据库结构、数据完整性等相关的概念与原理，最终借助思维导图通过反推归纳的方式帮助学生形成对数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法的理解体验以及对数据库设计方法和步骤的系统认知和全面理解。

3.3.2以项目教学法为依托落实版块化实践教学，强化知识向应用能力的转化

基于数据库课程的应用操作性复杂、灵活、多变的特点，在数据库系统设计开发的教学中应结合具体的虚拟开发项目落实板块化的实践教学。以上述第二阶段的Oracle Database数据库管理系统课程为例，在掌握基本数据库原理和了解SQL标准关系数据库语言的基础上，教师可以模拟一个项目开发的过程，将创建数据库、创建和使用表、高级查询、视图、索引、同义词和序列、数据完整性、函数和游标、存储过程、触发器、事务和锁、备份和恢复等操作所对应的SQL语言指令所形成的知识版块设计成实践教学的具体实训课题，将学生分组后进行逐项实践训练，最终完成使用PUSQL程序设计语言完成该项目开发并进行管理的过程。

3.3.3推进项目化上机考核，引领学习重心

近年来大部分高校的计算机专业的数据库课程的考试都开启了由传统的纸质闭卷考试向上机操作考试的探索和实践，但有效的考试体系的建立还需要持续深化。坚持变应试教育为应用教育的教学理念。将考核评判体系从原来的“知识掌握”的考核转变为“方法掌握”的考核，从原有的“技能积累”的考核转变为“技能应用”的考核，对数据库课程而言在明确各阶段课程考核重点的基础上，可以以难度适宜的模拟项目开发为考题，以小组团队组合完成特定任务的形式替代原有的随机抽取操作任务独立完成的考核形式，增强考核和实际应用的对接。

4结束语

大数据时代背景下，社会对高校数据库人才培养的要求也在不断更新，高校教师只有因时应变，在教学实践中不断探索实践、勇于创新，才能满足社会发展对数据库人才培养的需要。