基于华为“智能基座”的数据库系统原理金课建设探索与实践

邹先霞 赵森

摘  要：数据库系统是复杂的基础软件，国家信息化的核心技术，具有理论性强，工程实践要求高等特点。数据库系统原理是计算机科学技术专业的核心课程，要求学生掌握数据库的基本理论，具备系统分析能力和工程实践能力，了解数据库领域的研究热点，把握好学科动态。该课程团队在华为“智能基座”的支撑下，以金课建设为目标，通过线上线下混合式教学、校企联合、虚实一体的分层实践教学等多种教学形式，注重思政融合、知识点的广度和深度融合，从教学设计、教学活动、考核方法上实现课程的高阶性、创新性和挑战度。

关键词：一流课程；课程思政；智能基座；线上线下混合学习；校企合作

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）02-0088-04

Abstract： Database system as a complex foundational software has not only deep theory but also peculiarity of practice. The curriculum of database system theory is important for the major of computer science and technology. By leaning students must master the basic theory of databases and have ability of system analysis and engineering practice. They can grasp developments in the subject and understand the research hotspots in the field of databases. With the support of Huawei's smart base， the curriculum of database system theory is built the first-class courses as our goal through various teaching forms such as online and offline hybrid teaching， the cooperation between school and enterprise， stratified teaching and etc. We combine theory with practice and emphasize the breadth and depth of knowledge points. We achieve the high order， innovation， and challenge of the course by teaching design， teaching activities， and assessment methods.

Keywords： first-class courses; curriculum ideology and politics; Smart base; online and offline hybrid teaching; the cooperation between school and enterprise

专业核心课程是实现人才培养目标的关键载体，也是建设一流学科和一流专业的基础。在一流课程建设[1-2]和工程教育[3]专业认证背景下，开展以学生为中心的教学，加强“两性一度”，即高阶性、创新性和挑战度[4]的一流本科课程建设，是课程教学改革与建设的重要内容。

数据库系统原理是计算机科学技术等相关专业的核心课程，课程目标是使学生掌握数据库系统的基本原理、概念、模型和方法，具有解决复杂应用系统的设计和开发能力。近年来，该课程按照一流课程建设理念，依托国家一流学科建设，从教师团队、教学资源、教学过程与考核评价等方面持续开展课程改革与建设，提升学生的团队合作、沟通交流、文字表达和工程实践等综合技能。

一  学情分析

数据库原理课程作为专业课，一般设置在大二下学期或大三的上学期，主要存在以下两方面的问题。

第一，学生的知识系统性不够：各门课程相对独立，强调自身知识体系的完整性和系统性，缺乏前后衔接和有效整合。

第二，学生实践能力不足：缺乏分层次的实践操作设计，专业人才培养无法普惠、创新人才难以脱颖而出，学生实践能力难以提高。没有可操作的工程化实验方法，而小规模实验由于缺乏足够工程工作量，复杂系统中较为深层次的问题难以暴露，学有余力的学生鲜有深度解决更高层次问题的机会。

为将数据库系统原理课程建设为省级一流本科课程，培养“卡脖子”基础软件的技术人才，教师团队通过教学设计、教学活动及考核方法来提升课程的高阶性，实现课程的创新性，增加课程的挑战度。

教学设计体现“高阶性”：将数据库基础理论知识、专业技能与综合素质有机融合，培养学生解决数据库工程中复杂问题的综合能力和高级思维。课程教学设计以学生为中心，注重激发学生学习兴趣和潜能，融入课程思政，增强学生的社会责任感、创新精神、实践能力。

教学活动体现“创新性”：课程除讲授传统的关系型数据库外，云数据库、大数据管理及AI在数据库系统实现中的应用等数据库相关的前沿技术也是课程教学内容。教学形式采取线上线下、虚实一体、校企联合和小组协作等多种教学形式，学习结果具有探究性和個性化。

考核方法体现“挑战度”：课程考核包括知识认知、综合素质及创新能力等几方面。知识认知主要考查学生对数据库系统基础理论的掌握。综合素质的考核包括学生实践能力、团队协作能力、沟通能力等。创新能力的考核则包括学生对开源系统、大学生创新创业项目及各类竞赛项目的表现。

二  课程思政

“人而无德，行之不远”，没有良好的道德品质和思想修养，即使有丰富的知识、高深的学问，也难成大器，因此教育要回归育人的本质，促进学生成长成才[5-8]。数据库系统原理课程深入挖掘课程中所蕴含的价值追求如辩证思维、职业道德、战略意识等，将社会主义核心价值观融入教学过程。表1列出了专业教学内容融合的思政元素。

三  实施方案

（一）  课程贯通

学生的基础知识是碎片化的，对基础知识的掌握能力主要限于知识的识记，如何将知识系统化和运用知识是必须解决的教学问题。课程团队通过知识图谱、校企联合开发课程大纲等进行知识的广度融合，为学生建立起学科知识的系统框架。环境是不断变化的，传统数据库的技术在新的环境中出现了新的问题和新的需求，学生需要紧跟科技发展了解新知识和新技术，课程团队在传统数据库技术与当前数据库领域的研究热点进行深度融合，提高学生的科学思维能力，实现课程内容的高阶性。在教学内容上设计的广度和深度融合如图1所示。

（二）  教学方法

课程团队在数据库系统原理的教学中引入线上线下混合式、校企合作等多种教学方法。

1  线上线下混合式教学

线下教学是大学教育最重要的教学形式，同时通过线上教学资源的建设，将线下教学的范畴进行扩展为线上线下混合，提升课程的高阶性、创新性、挑战度。课程团队以立德树人为教学目标，精心提炼并制作了知识点难点和拓展知识的微课视频，利用雨课堂和学习通等平台提供给学生线上学习。线上线下混合式教学提升创新实践成果的产出效率。

2  校企合作

华为智能基座项目[9-10]为实践教学提供云平台、数据库等实验环境，也提供真实项目如金融数据管理系统的需求资料等，通过开展真实项目，提升学生的理论知识和解决复杂工程问题的实践能力。校企合作的实施过程如图2所示，这是理论与实践相结合的过程，用基础理论指导实践，从实践加深对基础理论的理解。

3  虚实一体，分层实践

实践教学遵照“厚基础、分层次、分流培养”的培养目标构建一个“3+1”的实验教学体系，“3”主要指基础实验、综合实验、创新实验，“1”指的是科研探索。为加强学生的基础实验能力，课程团队开发了虚拟仿真实验平台进行基础实验，包括各类查询、插入、删除和更新操作等实验，平台对学生书写的SQL语句自动进行语法和语义检查。结合华为云开展JDBC的综合实验和数据库应用系统开发的创新实验。“厚基础”的同时进行分流培养，对数据库内核有兴趣、动手能力强的学生进行开源数据库GuassDB的源码剖析，结合深度学习对数据库安全、数据库优化等开展科研探索。

分层实践教学采用“以练促学、以研促学、以果促学”个性化教学，如图3所示。实践教学经过“学情分析—统筹安排—兴趣匹配—创新驱动”等过程让每个学生将个人能力发展到最大可能来应对挑战。

4  小组协作

小组学习是提高学生综合技能的有效教学手段。以“数据库设计”为例，采用以学生为中心的翻转课堂和小组学习方式。学习过程分为三步：第一步以学生为主，老师提前为学生准备参考资料和讲义，学生先自学本章的内容，以小组为单位开展本章知识的讨论，加强对概念的理解，掌握MIS系统开发流程；然后小组选择一个生活中所熟悉的案例，如银行系统或火车购票系统等进行小组讨论和设计，按照工程开发流程和文档规范完成数据库系统分析与设计的文档。第二步开展课堂讨论，课堂上以学生小组为主，选择部分小组的设计作品进行展示，老师和全体学生一起讨论该系统设计存在的问题、基本概念、方法及文档的书写等。第三步通过课堂讨论，小组针对讨论中存在的问题对文档进行改进、反思和总结。以小组为单位开展的课外学习和课堂讨论有效地激发学生兴趣，促进学生思考，提高了对知识的综合运用能力，同时也促进学生的沟通能力和协作能力。

四  考核评价与建设成效

对学生的学习采用多元化和过程化的考核评价方法。理论和实验考核都采用“主观+客观”的结合形式：课堂测试、期末理论考试、基础实验采用标准答案，客观地评价学生对基础知识的掌握情况；作业、个人报告、小组报告、综合性实验和创新性实验采用主观评价，关注学习态度、自学能力、书写能力、工程实践能力和沟通能力等；理论学习的客观评价和主观评价比例为6∶4，实践的客观和主观评价比例为4∶6；主观评价由老师、组内、组间按5∶2∶3进行评价，学生开展的科研探索、国产软件的学习和研发占主观评价的5%。

主观考核注重过程化评价。以创新型实验为例，学生要进行小组选题、开发、答辩三个环节，对每一个环节设置评价指标和权重见表2。

通过调查问卷收集学生的反馈，课程结束后40%的学生对自己在数据库技能上的能力感到非常满意，30%的学生每周的课外学习时间达到8小时；2021年的教学班级中基础实验的优秀率为83%，部分学生将数据库的创新实验作为项目开发经验写入个人工作简历，有学生通过创新实验拿到了大厂的实习录用通知。数据库教学也获得了校级教学创新大赛、教育部数据库虚拟教研室举办的数据库教学设计大赛等奖项。

五  结束语

课程团队在华为“智能基座”项目的支持下，开展了课程的内涵建设和思政建设，通过课程贯通、逐步提升的教学模式和多样化的教学方法将数据库系统原理课程建设为一流课程。多元化和过程化的考核体系不断激发学生的学习兴趣和创新能力，全面提升课程教学质量和教学效果。

参考文献：

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[2] 袁小平，陈烨，蔡丽.基于产出导向的国家级线下一流本科课程建设研究[J].中国大学教学，2022（9）：67-73.

[3] 周振雄，麻丹丹，辛平，等．工程教育视角下地方高校人才实践能力自我成长培养模式创新[J].实验技术与管理，2021，38（2）：11-15.

[4] 陈建吉.“金课”建设背景下的学生评教：批判与建议[J].教育发展研究，2020，40（5）：13-18，68.

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[7] 顾晓英.教师是做好高校课程思政教学改革的关键[J].中国高等教育，2020（6）：19-21.

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[9] 蒋翠玲，万永菁，朱煜，等.新工科背景下基于华为“智能基座”项目的课程建设探索——以人工智能导论与基础算法实训课程为例[J].化工高等教育，2022，39（5）：77-83.

[10] 唐厂，蒋良孝，陈云亮.基于华为“智能基座”的模式识别课程案例库建设与实践[J].软件导刊，2023，22（6）：48-52.