面向大数据时代的数据库课程教学改革研究

1、    面向大数据时代的数据库课程教学改革研究    李絮+刘争艳（阜阳师范学院计算机与信息工程学院安徽阜阳 236037）摘要：大数据时代带来了数据在存储、组织、管理等理论与方法方面的巨大变化，同时也给传统的数据库课程带来新的挑战，促使其进行改革。本文通過对大数据时代给数据库课程带来的影响进行深入分析，从高校数据库课程所面临的问题入手，提出适应大数据时代发展需求的新的数据库课程教学模式、教学方法、教学内容。关键词：大数据；数据库；教学改革0 引言目前，对于大数据（big data）的定义在业界尚未有统一的定义，但通常用大数据一词来表示大量非结构化数据和

2、半结构化数据。这些数据在用传统的关系型数据库分析时会花费较多的时间和金钱1。但是，目前国内大多数高校的数据库课程仍然是都是以产生于上世纪80年代的关系型数据库为主，研究的是结构化数据的存储、处理、数据共享等内容。按照"80-20"规则，世界上20%的结构化数据主要是事务数据，产生80%的价值，而80%的数据为非结构化数据，这些非结构化数据大多是一些新型用户产生的数据，它们无法存储到关系数据库中2。但是随着数据采集、存储技术和云计算的迅速发展，大量非结构化数据的存储和处理已成为可能，也越来越受到关注。这些现象的出现也对现有的数据库课程产生较大的冲击。现如今，在国内几乎所有的本

3、科院校计算机相关专业都已开设了数据库类课程，该课程的开设初衷是为了解决计算机信息处理过程中大量数据有效组织和存储的问题，同时也是为培养学生进行信息管理、分析、设计、开发和应用等诸方面的能力3-4。但存在问题是现有的数据库课程知识体系很难应对由云计算、大数据等技术的兴起而产生的海量数据爆发式增长的局面，已经出现不能满足实际应用对数据库专业人才的需求的局面。因此，本文通过分析大数据时代的特点及社会对数据库专业人才需求，提出适应大数据发展需要的数据库课程内容、教学模式及教学方法。1 设计面向大数据背景下的教学模式大数据环境下，以"慕课"、"翻转课堂"等为典型代

4、表的新教学方式正在冲击现有的课堂教学。这些新的教学方式多以个性化、自主性、互动式作为显著特征，它在知识传递上比传统的实体课堂更加符合学习科学的规律与要求，也促使越来越多的师生利用"慕课"等平台寻找和利用教育资源，而且传统教师主导课堂的形式将逐步退出教学历史的舞台。但是，就现阶段的教学环境和教学设施等方面来说，"慕课"等新型教学方式还不能完全取代课堂教学，但可以作为课堂教学的有益补充。因此，在大数据环境下，教师必须实现角色的转换，必须摒弃传统的"灌输式"传授知识方法，树立"学生为本"的课程教学观，根据数据库课程的教学

5、目标、教学内容、学生特点、教学条件等，灵活选择教学方法，形成以学生独立自主学习为主，教师引导启发为辅的教学模式。同时，应充分利用诸如"互联网+"大学生创新创业大赛、大学生软件设计大赛、acm程序设计大赛等竞赛来锻炼和培养学生的综合素质和创新能力，通过参加各类专业竞赛来扩大学生的专业视野，在锻炼学生实践能力的同时，也能够培养学生的团队合作精神。通过赛前的培训，赛后的总结等环节也能够起到对课堂教学的延伸扩展的作用，同样也能使学生在实践过程中更进一步的体会专业知识技能的学习和实践的乐趣。2 完善大数据背景下数据库课程体系的教学内容在传统的数据库类课程中重点讲授关系数据模型、e-r

6、模型和数据库逻辑设计、查询优化和数据库物理设计以及事务管理；详细介绍了关系代数、函数依赖和规范化的基本思想和理念；简单介绍sql、视图、快照、存储过程和触发的基本思想。为适应大数据时代产生的海量数据的管理、存储、分析和处理。一方面，应在课程内容上增加nosql数据管理技术和编程模型。nosql数据管理技术是关系型数据管理技术的有益补充，它包括针对异构海量数据的存储、查询和分析技术，是以web搜索、电子商务、个性化信息服务、社交网络等为典型代表的新型应用的支撑技术，也是大数据时代数据分析的主要支撑技术，是目前信息检索、数据挖掘、机器学习等领域的重要关键技术。另一方面，为应对大数据时代数据管理的新

7、挑战，应增加hbase和hive为代表的海量数据管理平台、面向oltp 提供nosql 扩展性的newsql 代表技术c-store关系数据库系统、以及针对经典数据挖掘算法的海量数据挖掘与分析算法等方面的内容。3. 研发实验平台、改革实验教学方法企业在开发、测试、部署实际项目时需要有特定的软件环境。在实践教学过程中，不但要让学生熟悉这些环境，还要特别注意在实际工作中容易出现的各种问题和错误，找到相应的解决方法。为此，教师应该在校内搭建真实的实验环境，采用企业项目案例进行实践教学。真正的大数据课程需要有分布式的实验环境支撑，基于hadoop 搭建大数据实验平台，给学生提供大数据分析、储存、管理的

8、实验环境，让学生掌握hadoop 中hbase、hive、zookeeper 等关键技术并熟练掌握数据交换、大数据查询、大数据项目实践等核心内容，在此基础上再结合真实的电商企业数据，培养学生分析问题和解决问题的能力。大数据环境下，传统的实验室无法满足教学需要，需要构建云环境下的虚拟实验室，结合云计算和虚拟技术，打破时空限制，为学生提供开放的实验平台，让教师和学生随时随地都能访问和使用实验资源。4 结语本文所提出的是基于数据库课程在大数据时代背景下的教学模式、教学内容、实验平台等的改革研究，目的是为适应大数据带来的变革对数据库课程的要求，通过补充和完善传统数据库的教学内容、实验平台、改善教学模式和教学方法，期望学生通过学习能够满足企业的对大数据设计和管理的需求。在以后的研究中可以可以探索将数据库方面的专业认证环节融入到教学体系中，以增强学生学习的兴趣、目的性、实践性。参考文献：1 朱建平，李秋雅.大数据对大学教学的影响j.中国大学教学 2014，（9）：41-442 刘继华，王三虎.数据库技术类课程体系及教学模式改革的研究与实践j.吕梁学院学报，2011，1（2）：34-35.