面向应用人才培养的国产数据库教学实训项目构建与研究

摘要：发展自主可控是国家在科技领域突破受制于人局面的重要战略举措，随着数据库国产化替代不断推进，需要加快培养国产数据库应用人才。数据库教学实训项目能够面向实际问题充分锻炼学生的分析问题、解决问题的数据库应用能力，能够更好提升其数据库运维管理的应用能力，更好地适应岗位要求。当前围绕国产数据库教学实训项目尚处在建设发展阶段，从知识要点、运用场景、解决手段等方面，基于EduCoder实训平台探索构建国产达梦数据库应用基础实训项目，拓展数据库原理在实际问题中的运用，为提升学生应用知识解决实际问题的能力提供支撑。

关键词：应用人才培养；国产数据库；实训平台；实训项目；教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）22-0147-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

国产数据库应用人才培养是推动国产数据库生态创新发展的重要组成[1]。当前，国家大力发展自主可控技术，国产数据库应用人才是发展国产自主可控技术生态持续发展的重要力量[2]。国产数据库应用人才区别于学术人才、科研人才，主要是能够将数据库专业知识和技能应用于所从事的岗位，是熟练掌握数据库基础知识和基本技能，从事数据库一线业务的专业人才。应用人才培养过程更强调与数据库承载业务实践进行结合，通过带有业务背景的实践性教学环节，增强学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]。

当前围绕国产数据库应用人才培养主要存在以下问题：一是现有数据库类相关课程主要是以Oracle、MySQL、SQL Server等国外数据库为主，达梦、OpenGuass等国产数据库正在逐步进入课堂，尚未形成完整的课程生态[4]；二是现有数据库相关课程教学重基础理论-轻岗位业务能力，学生难以将课程知识运用到岗位业务问题中，需要在岗位前进行针对性的训练[5-6]；三是国产数据库实训项目建设周期长，实训项目需要依赖统一的实验平台环境支持，这对于聚焦数据库课程内容建设来说，形成一定的限制[7-8]；四是对于岗位数据库业务训练，现有数据库训练操作依赖于校园环境，缺少基于互联网的公共平台支持。为此，本文拟充分利用网络资源，在通用EduCoder实训平台上[1]，以国产达梦数据库实训项目建设为例，研究如何提升国产数据库应用人才培养。

1 国产数据库实训教学需求分析

教学实训平台需要围绕国产数据库实训项目，面向教师、学生和管理员等不同用户提供软件功能，同时平台自身还有具备的通用性、灵活性、易用性、跨平台、可扩展等特点。

1.1 教师需求

教师对实训项目的需求主要围绕实训项目类型与内容、教学组织、作业评测、学习监督等几个方面展开。支持基础知识、实践操作、实战应用、综合实验等不同难度类型的实训项目；实验与课程知识内容紧密相关，支持国产数据知识问答、国产数据库操作、国产数据库运维等不同类型的实训环境，提供实训任务描述、在线知识点讲解、典型案例、示例代码、测试代码、测试集等实训项目设计功能；支持数据库相关专业领域知识的关联汇聚功能；支持组织个人、小组、编组等不同形式的实验形态，全程跟踪学生学习情况，提供任务发布、任务完成情况统计、自动评测、学习积分管理、实时排名等实训任务监督功能，提供学员练习实时运行结果反馈、作业成绩同步的实训任务跟踪功能。

1.2 学生需求

学生对实训项目的需求主要围绕实训项目内容、实训操作、学习资源、学习互动等几个方面展开。能够与实际课程内容学习紧密关联。能够支持同一浏览器界面集成实验开发环境、实验评测、实验指导、代码编程等实训操作功能，提供知识点文本、图片、视频等多模态讲解与在线编程实践有机结合的学练-体化实训功能，提供代码修改历史、提交历史、错误信息历史、实验报告自动生等学员实训数据完整记录功能，提供跨课程、跨技术栈的一体化学习资源整合功能。能够提供课程答疑与学习互动，帮助学生更好地理解和掌握国产数据库课程内容，实训平台应提供课程答疑模块，允许学生和教师在线交流，解答学生在实验过程中遇到的问题；提供丰富的国产数据库相关专业学习资源和参考教程，随时查看实训教程和资料，辅助学生走上工作岗位后能够进行自主学习。

1.3 管理员需求

管理员对实训项目的需求主要围绕用户管理、课程管理、实训项目管理、信息安全、系统运维等几个方面展开。提供面向用户、面向课程、面向作业任务的多维管理功能，能够提供实训项目开发、修改、升级、删除等实训项目管理功能，提供多用户、全过程、多类型操作日志功能，提供跨平台、高可靠的教学实验资源研发工具，提供用户管理、课程管理、实训项目管理、实训作业管理、信息安全、数据安全、系统安全等平台运行维护与管理功能。实训平台应具备性能监控功能，实时检测系统的运行状态和资源消耗情况。同时，平台还应提供实验报告生成功能，方便学生整理和分析实验结果。

2 基于EduCoder实训平台的达梦数据库实训项目构建

2.1 基于EduCoder实训平台达梦数据库实训项目环境部署

Educoder实训平台采用B/S架构，基于Kubernetes + Docker 容器集群技术，可一键运行实验环境，提供五种开发模式、上百种运行环境以满足不同的用户需求，提供超高计算能力的高性能计算引擎与资源调度能力。该平台属于开放性实验室，只要在校园网内教师、学生等用户可以通过浏览器随时随地访问平台，并进行专业课程的实验实训、课堂教学，充分实现资源共享，提高资源的利用率。

达梦数据库实训项目基于Educoder实训平台研制开发，采用DM Server/VNC架构环境，主要应用于基于桌面系统的达梦数据库应用及开发，能够满足国产数据库实训项目多教师-多学生并行访问需求；实训项目实验环境支持PHP7.0、Apache2、Python3.6、Node.js、Go1.14.13、git多种程序设计语言，支持数据库基础实验、操作验证实验以及多程序语言综合实验需求。

2.2 面向应用人才培养的达梦数据库实训项目内容建设

达梦数据库实训项目主要用于支撑国产数据库教学需要，内容建设遵循“体系完备、技能实用、操作简易”三个原则。在内容体系完备方面，学生能够在实训平台上形成完整的知识体系结构，而不是散落独立的实验，设计了“达梦数据库概述-达梦数据库安装部署-常用对象管理-数据查询-高级对象管理-数据库安全管理-备份与恢复-作业管理”的知识结构脉络，练习循序渐进能够与课堂实际教学有机结合；在技能实用方面，面向数据库最常用的查询功能，涉及单表查询、链接查询、查询子句、子查询等使用内容以及巧用分区交换将非分区表转换为分区表的实用技巧，选用来自岗位业务数据集，通过场景化的方法使学生直面岗位工作，锻炼分析问题与解决问题的能力；在操作简易方面，以达梦数据库安全管理为例，为了保护存储在达梦数据库中的各类敏感数据的机密性、完整性和可用性提供必要的技术手段，防止对这些数据的非授权泄露、修改和破坏，保证被授权用户能按其授权范围访问所需要的数据，设计了用户管理和权限管理两个基本操作，使学生树立对数据的保护在实际中是通过用户与权限的设置来支撑。

2.3 国产数据库实训项目教学资源建设

实训项目教学资源主要是围绕课程知识点、能力点训练需要，结合实训平台功能特点构建教学资源。以达梦数据库在EduCoder平台实训项目教学资源构建为例，EduCoder平台提供教学资源动态编排，至少包括任务描述、相关知识、实训要求、实训内容、测试说明等。任务描述主要说明实训项目的目标，也是平台进行内容检索的部分；相关知识是完成实验必备的原理要点，可以关联EduCoder平台已有资源；实训要求是实训内容、操作、数据集等相应说明；实训内容是建设的核心，结合实训特点通常是围绕业务场景一步一步地实操；测试说明是提交作业的相关要求。

2.4 线上线下融合的课堂与实践教学模式

运用基于EduCoder的线上线下融合O2OC（Online to Offline Classroom） 课堂教学模式和面向实践的线上线下融合O2OP（Online to Offline Practice） 的实践教学模式（如图1所示）。主要是充分发挥EduCoder网构化实践教学平台的能力，构建群体化实践教学模型。以达梦数据库实训项目建设为例，运用软件课程构造机制能够为每名学员每个实训项目创建独立的实验环境，同时，基于平台统一的网络环境和实训项目独立的实验环境，实训项目可以分布协同完成教学实训，还可以共享各个实训项目的案例资源，能够有效贯通学生实训项目，形成融合、并行、协同的实训机制。

在线上线下融合O2OC课堂教学模式中，达梦数据库师生将线上课堂教学活动（如发布资源、布置作业、开展考试、视频直播等）和线下课堂教学活动（如班级签到、线下考试、学习成绩等）有机结合，并在数据层面统一到线上平台，形成自动化能力评估机制。

在线上线下融合O2OP实践教学模式中，达梦数据库师生将线上实验活动（如在线编程实验、仿真实验等）和线下实验活动（如综合实验、项目案例实战等）能够有机结合，并在线上平台汇总全部线上线下实践项目的过程数据。拓宽学生的知识边界，提高学生自学的效果，培养了学生主动学习能力。

2.5 国产数据库实训项目运用实践

达梦数据库应用基础自EduCoder实训项目建设一年以来，从学习人数来看，基于互联网的分布式实训环境，能够比较好地满足更多学生的需求，远超校园课堂的影响力，累计学习总人数3 800多名学生，完成实训项目15 900余次，总评测次数57 500余次。从教学支撑来看，能够满足不同层次教学对象的需要，SPOC场景运用985院校3所，本科院校19所，高职高专院校11所，其他3所，应用课程50余次，课堂学习总人数2 600余人。从实训内容来看，达梦数据库视图管理、索引管理、安装部署3项内容位列应用课堂数前3名，其中，达梦数据库视图管理被应用23次，说明能够较好支撑课堂教学；达梦数据库视图管理、索引管理、数据库审计3项内容位列被应用单位数前3名，其中，达梦数据库视图管理被应用15个单位应用，得到与课堂教学同为最多实训内容；达梦数据库用户管理、索引管理、发展特点3项内容位列学习人数前3名，其中达梦数据库用户管理学习人数近700人，说明用户管理是学生在岗位中运用最多、遇到操作问题最常见的内容。

3 关于进一步加快国产数据库应用人才培养思考

一是加强岗位场景数据集建设，实现应用能力快速提升。学生走向岗位工作后，围绕信息系统涉及开发、运维、管理和应用等不同岗位，每个岗位对国产数据库应用能力和要求各有不同，为快速满足各岗位业务需求，应建立不同类型岗位场景的数据集。在课堂上以典型场景为例，在课下以不同场景为实训重点，开展针对性的能力培训，从而加快岗位能力生成。此外，还能够发挥网络平台优势，在岗位实践中继续进行学习训练。

二是不断丰富教学资源，围绕实训项目完备课程资源体系。进一步整合不同在线教育平台资源，基于国产数据库实训项目整合优质网络课程资源、积累典型案例、构建精简的数据库应用系统项目，不断完善面向应用人才培养的课程资源体系，能够实现支撑理论学习和提升岗位技能的应用需要。支撑线上线下融合的O2OC课堂教学模式和O2OP实践教学模式，探索国产数据库高效学习。

三是拓宽实训渠道，完备应用人才培养生态。强化院校培养主渠道，充分发扬院校的教学资源优势，通过扩大院校的人才培养规模、增加人才培养批次，快速构建国产数据库应用人才培训主渠道；充分利用国产数据库厂商培训力量，邀请国产数据库运维一线人员，传授数据库在实际使用中的经验、技能以及业务开展，同时，借助资格认证牵引学习，如达梦数据库管理认证，快速提高国产数据库应用人才培养质量。

参考文献：

[1] 程满，冯明军，刘喻民，等.基于头歌平台的闯关式 “计算机软件基础”课程实验设计[J].楚雄师范学院学报，2023，38（3）：17-24.

[2] 雷庆，张洪博，叶双.新工科背景下数据库系统原理课程的改革[J].福建电脑，2020，36（2）：23-28.

[3] 马梦楠，钱育蓉，张文东.校企协同的国产数据库人才培养模式探索与实践：以“数据库原理与技术”课程为例[J].教师，2021（18）：104-106.

[4] 汤娜，李晶晶，李春英，等.基于openGauss的数据库实验教学体系设计与实现[J].广东技术师范大学学报，2022，43（6）：29-32.

[5] 杨巍巍，宋海峰.实用型数据库人才培养模式的探索与研究[J].硅谷，2009（23）：176.

[6] 钱育蓉，马梦楠.国产数据库人才培养模式探索与实践[J].工业和信息化教育，2023（10）：24-29.

[7] 肖云，周爱武，王华彬，等.新工科背景下数据库原理实验混合式教学改革[J].淮阴师范学院学报（自然科学版），2023，22（3）：277-279.

[8] 岳清，何玉洁，张良.信创背景下数据库人才培养模式研究[J].中国电力教育，2023（4）：69-70.

【通联编辑：王 力】