融合大数据技术的数据库课程改革

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融合大数据技术的数据库课程改革

作者：荣垂田

来源：《教育教学论坛》 2017年第44期



荣垂田

（天津工业大学，天津300387）

摘要：随着科技的进步和时代的发展，数据产生的规模和速度在不断的提高，数据的类型也更加的多样化。大数据时代，传统的数据库课程的教学需要与时俱进进行必要的改革在教学内容方面，要积极的融入最新的数据管理相关的内容，包括NoSQL、NewSQL等新型数据库的理论和方法；在教学方法上要采用多元化的教学方法，充分利用如MOOC的网络资源，根据教学需要采用SPOC方式定制自己的课程；在课程实验方面，逐渐地增加大数据系统和分析方面的实验，构建大数据实验平台。

关键词：数据库课程；大数据；MOOC

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）44-0111-02

一、前言

随着计算机技术和网络技术的发展，社交网络和移动设备已经深入到生活的各个角落。物联网和云计算技术的快速发展，开启了一个大规模生产、分享和应用数据的时代———“今天，数据已经无处不在，我们的衣食住行、喜怒哀乐、吃喝玩乐都以数据的形式存在。通过数据、网络和软件，我们用数据来记录这个世界，再通过研究数据去发现这个世界”。近年来，移动通信与移动互联网、传感器、物联网等互联网新技术、新应用、新发展模式的推陈出新，更使互联网变得越来越无所不在，由此而产生的数据越来越多（Volume）、越来越快（Velocity）、类型复杂多样（Variety）。继数字时代、信息时代、互联网时代后，人类进入了大数据时代。国内普遍认为大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据给传统的数据管理和分析技术带来严峻的挑战，因此无论是学术界还是工业界都在积极的研究高效的大数据管理和分析技术。

二、课程改革的必要性

在大数据时代，本科生的数据库课程的教学内容中需要增加大数据相关的内容，在教学的过程中要充分利用大数据的技术和资源，主要体现在以下两个方面。

1. 数据库课程的内容与当前社会的需求不相适应。大多数高校数据库课程的教学以关系数据库为主，教授的主要内容以传统关系数据库的理论、SQL语言及查询、事务管理和并发控制，以及数据库设计。随着大数据时代的到来，数据的组织，存储，管理及访问方式都发生了很大的变化，新技术层出不穷；新的数据库种类及产品不断的推出，像NoSQL，NewSQL等；出现了新的数据处理平台，如Hadoop，Spark等。在大数据时代，社会对数据库领域的人才的需求在不断的提高。社会要求数据库管理及开发人员不仅要具备较高的编程能力，更要有大数据的思维和认知能力，掌握大数据的分析和挖掘的工具，具有跨学科的基础知识和学习能力。当前的数据库课程的教学内容与社会需求不相适应，促使学校改革数据库课程的教学内容和教学方法，加强培养学生的大数据思维能力，培养掌握基本的大数据管理和分析工具。

2.数据库课程的教学方式单一且不合理。目前，数据库课程的教学方式主要以“理论传授+实践操作”为主。随着各种新的教学法的引入，课程教学方式发生了深刻的变化，逐步实现了


理论与实践的相互渗透与结合，对提升课程教学质量具有重要作用。例如，情境式教学法、任务驱动式教学法等。这些教学方法均不同程度的促进了信息管理课程质量的提升。然而，当今时代的大学生追求新鲜事物，兴趣十分广泛，拘泥于任何一种教学方式都无法保证课程教学质量提升的持续性。这也在一定程度上说明慕课（MOOC）、公开课、反转课堂等教学方式受到社会热捧的原因。因此，构建多元化的教学方式便显得尤为重要。

三、数据库课程中融合大数据技术相关内容的改革

大数据的出现及在医疗、商业、经济、教育等领域的广泛应用，带来了一场巨大的改革热潮。大数据技术革新对教育模式、教育核心、教育方法以及教育体系产生了巨大的影响，对传统的教学方式和教学内容产生了巨大的影响。大数据背景下，电子信息学科中的数据库管理课程应该积极的参与到课程改革进程当中，在数据库课程的教学过程中，要充分考虑当前社会对大数据管理和分析人才的需求，增加大数据相关的基本知识和大数据分析的基本工具等内容，培养学生的大数据思维能力；构建以学生为主体的多元化、持续化的教学模式；通过增强大数据领域的师资队伍建设，构建大数据教学和实验平台，提高数据库课程的培养目标。

1.课程教学内容和目标与时俱进，确定新的教学内容和目标。为了培养社会需要的人才，提高学生的综合实力和竞争力，在数据库课程的教学内容和教学大纲的修订时，充分考虑当前社会对大数据管理人才的需求。在已有的数据库教学内容的基础上，增加数据库相关的最新技术以及大数据管理相关的内容。

一方面，近年来新的数据库产品不断推出，如NoSQL数据库：MongoDB，Cassandra，HBase等；还有NewSQL数据库：VoltDB，NuoDB等。以上的新的数据库，在数据组织、存储和访问等方面都与传统的数据库有了创新性的改变，都在不同的应用场景中发挥着作用。并且，以上的数据库类型在行业中应用的比例在不断的增加，社会对掌握此类新型数据库技术人才的需求也在不断的增加。

另一方面，随着数据规模的不断增加，传统的数据处理和分析平台不能适应大数据时代的数据处理需求。为了提高数据处理和分析的能力，人们一直在努力提高计算机本身的配置，如内存，多级缓存，传输带宽，CPU频率，CPU核数等；与此同时，利用大规模分布式处理平台如Hadoop和Spark成为大数据分析的有力工具。

综合以上分析，在数据库课程的教学内容中融合大数据管理相关的内容成为必须的选择。本项目将尝试在数据库课程中增加以下三方面的教学内容和实验：（1 ）新型数据库NoSQL、NewSQL；（2 ）分布式处理平台Hadoop、Spark；（3 ）内存计算。

2.采用多元化的教学方式。大数据时代，教学逐渐呈现开放性的特点，教学资源日渐丰富，教育平台逐渐建立和完善。出现了大量的网络教学平台和网络在线课程，如Coursera、Edx、中国大学MOOC、学堂再线。依据课程培养目标，结合学生个体在不同阶段需求不同的特点，以大数据思维能力培养为主线，采取多层次、持续化的教学方式。

具体而言，包括移动学习、翻转课堂、自组织学习、在线教育学习等。这些教学方式，充分体现了大数据时代的特征，即学习群体的多样性，学习内容的丰富化，学习过程的交互性等。同时，在线课堂，“慕课”等极大地扩展了课程学习平台。因此，学校必须充分利用海量的学习资源，通过多源的学习数据进行广泛收集和分析，融入到信息管理课程学习之中，根据教学内容的需要开设SPOC课程。此外，也应逐步建立起对应的学生档案，通过大数据平台对学生各类数据进行分析，分析学生的学习轨迹和行为模式，有针对性的为学生提供个性化的学习指导，辅助学生依据自身兴趣制定学习计划，选择学习方法。


3.搭建大数据教学和实验平台，增加大数据相关的实验。为了培养学生掌握大数据管理与分析基本知识和技能，增强学生的动手能力，需要搭建一个大数据实验平台。在课程的实验环节增加，增加大数据系统方面的实验。具体来说：（1 ）让学生熟悉并能够使用NewSQL数据库和NoSQL数据库，能够基本的了解新型的数据库与传统的关系数据库之间的差异、各自的特点以及应用领域；（2 ）了解Hadoop和Spark生态系统，掌握基本的使用方法，能够进行基本的数据分析，了解两种平台的差异和应用场景；（3 ）熟悉和了解内存计算的特点和及行业应用案例。

四、结语

大数据时代，高校本科的电子信息类专业中的数据管理类的课程应该积极的参与到课程改革的进程中，在教学过程中积极利用大数据相关的技术采用多元化的教学方法，充分利用网络资源如MOOC定制符合学生需求的SPOC课程。数据库课程要引入与大数据时代紧密相关的内容，包括NoSQL、NewSQL等新型数据库的理论和方法，以及大数据分析平台Hadoop和Spark的基本使用方法。为了更高的在数据库课程中融合大数据相关的内容，应该逐步的构建大数据实验平台。

参考文献：

[1]王伟.大数据环境下的管理信息系统课程在线教学改革探索[J].福建电脑,2017,(01):64-65.

[2]郭斌.大数据时代课程改革的思考[J].教育科学论坛,2016,(05):14-15.

本文来源：https://www.dy1993.cn/Hd94.html