劉 莉 張小峰 岳 峻

魯東大學信息與電氣工程學院 山東煙臺 264025

隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)越來越多，進而社會對數(shù)據(jù)分析人才的要求和需求與日俱增[1]。當前，各大企業(yè)對大數(shù)據(jù)高端人才的需求主要體現(xiàn)在3個方向：大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)類人才、大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)類人才和大數(shù)據(jù)分析類人才，其相對應(yīng)的基礎(chǔ)崗位一般為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)工程師[2]、大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)工程師和數(shù)據(jù)分析師。依據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的要求[3]，高等學校的責任重在加快解決經(jīng)濟社會發(fā)展對高質(zhì)量多樣化人才需要與教育培養(yǎng)能力不足的矛盾。圍繞這一指導思想，魯東大學信息與電氣工程學院一直以來都在加強培養(yǎng)理論與實踐相結(jié)合的應(yīng)用型人才。因此，面向大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用方向的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程體系實踐教學面臨著機遇和挑戰(zhàn)。

1 面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程體系是計算機科學與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息管理等專業(yè)的專業(yè)方向課程，該課程體系包括高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Java程序設(shè)計、C#程序設(shè)計、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫等課程。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)倉庫為研究生階段課程。

圖1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系

在數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系中，大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)是理論與實踐結(jié)合最強的一門課[4]，也是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用課程體系的核心課程[5]。該課程能夠培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)處理、分析的能力，能夠正確使用Oracle數(shù)據(jù)庫進行基本的數(shù)據(jù)庫管理與維護工作，同時利用SQL和PL/SQL進行程序設(shè)計，掌握大型數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論和實踐開發(fā)能力[6]。該實踐課程為學生進行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，以應(yīng)對信息社會對大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的需求。

2 實踐教學體系改革主要內(nèi)容

大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系中的實踐核心課程，主要介紹了Oracle數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識。由于Oracle數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及的知識點非常多，主要包括大型數(shù)據(jù)庫Oracle的基本概念、Oracle數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、SQL語言和PL/SQL語言及數(shù)據(jù)庫編程、Oracle模式對象管理、Oracle數(shù)據(jù)庫的基本管理與維護、Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)等。

針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標，依據(jù)大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用價值體系需要對其教學內(nèi)容進行優(yōu)化。為統(tǒng)領(lǐng)該課程的體系同時按照課程實踐的需求以“篇”的方式將其內(nèi)容整理歸類。具體共分4篇：第一篇體系結(jié)構(gòu)篇、第二篇對象篇、第三篇語言篇、第四篇安全篇。其內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排如圖2所示。

圖2 大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)內(nèi)容安排

實踐教學具體內(nèi)容安排如下。

第一篇體系結(jié)構(gòu)篇，主要用來分析數(shù)據(jù)庫的組成、工作過程與原理以及數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的組織與管理機制。Oracle體系結(jié)構(gòu)主要包括Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的邏輯存儲結(jié)構(gòu)、物理存儲結(jié)構(gòu)、服務(wù)器結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)字典。配套的實踐為邏輯存儲結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)塊、區(qū)、段的配置，物理結(jié)構(gòu)中相關(guān)數(shù)據(jù)字典的查詢及對查詢結(jié)構(gòu)的深層次理解，日志文件的管理，表空間及數(shù)據(jù)文件的管理；系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）、程序全局區(qū)（PGA）的管理等。這部分為該課程的基礎(chǔ)理論所在，重要性高，大部分與之相關(guān)的實踐都需要建立在該理論的基礎(chǔ)之上。

第二篇對象篇主要為Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的Schema對象，包括數(shù)據(jù)表對象的創(chuàng)建、維護以及數(shù)據(jù)完整性和約束性，索引、視圖、同義詞、序列對象等的創(chuàng)建和管理，表分區(qū)與索引分區(qū)的創(chuàng)建與管理。實踐部分為Schenma對象的創(chuàng)建與維護，并注意與表空間等體系結(jié)構(gòu)部分的關(guān)系等。

第三篇語言篇是該課程的重點篇章，主要包括SQL*Plus命令、PL/SQL語言的構(gòu)成、游標和異常處理的創(chuàng)建和應(yīng)用、存儲過程和函數(shù)的應(yīng)用以及通過觸發(fā)事件執(zhí)行觸發(fā)器進而實現(xiàn)對用戶完整性約束的管理等。實踐部分體現(xiàn)在應(yīng)用SQL*Plus常用命令、格式化查詢結(jié)果命令、PL/SQL基本語句、游標和異常處理解決實際問題上。難點在于存儲過程、觸發(fā)器和游標，需要通過循序漸進的方式進行實踐操作。

第四篇安全篇考慮了數(shù)據(jù)庫訪問的安全性以及數(shù)據(jù)操作的合法性等。內(nèi)容涵蓋對用戶、權(quán)限、角色的管理和控制，其中包括概要文件（PROFILE文件）的配置與維護，如模擬銀行系統(tǒng)3次密碼錯吞卡的功能等。Oracle數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)部分包括數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、閃回操作的合理應(yīng)用等以及數(shù)據(jù)導出和導入命令。實踐部分以閃回和數(shù)據(jù)庫備份技術(shù)為主。

3 實踐教學體系改革途徑和方法

大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)實踐教學以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導向，面向社會就業(yè)需求，以培養(yǎng)具備數(shù)據(jù)分析相關(guān)技能的專業(yè)人才為重點，以校企專兼職教師協(xié)同合作為平臺，以實踐項目為載體，充分利用校內(nèi)、校外實習基地以及網(wǎng)絡(luò)教學資源，實現(xiàn)教師與學生教、學、做一體化。對該課程標準研究的途徑與方法總結(jié)如圖3所示。

3.1 注重師資與教材建設(shè)

學校注重培養(yǎng)任課教師在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面的專業(yè)技能和大數(shù)據(jù)思維，定期組織教師到企業(yè)觀摩大數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況，使教師能夠更準確地依據(jù)社會需求制訂實踐教學計劃與實踐教學內(nèi)容。同時，學校也多方引進大數(shù)據(jù)技術(shù)方面的專業(yè)人士進行實踐指導和開設(shè)講座，拓展學生的知識面和眼界。近年來，學校邀請煙臺杰瑞石油服務(wù)集團股份有限公司旗下的杰瑞教育公司為教師和學生開展信息技術(shù)培訓，為企業(yè)提供助力，培養(yǎng)了許多優(yōu)秀人才。

圖3 研究途徑及方法

目前選用的教材是孫風棟編寫的《Oracle 11g數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)教程》，以一個人力資源管理系統(tǒng)案例開發(fā)與管理為主線，深入淺出地介紹Oracle 11g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)與管理的基礎(chǔ)知識。參考書目包括明日科技編著的《Oracle從入門到精通》；王彬、周士貴編著的《Oracle 11g基礎(chǔ)與提高》；谷長勇的《Oracle 11g權(quán)威指南（第2版）》等。下一步將按照課程要求，結(jié)合我校實際，面向?qū)W生的就業(yè)需求，編寫相應(yīng)教材，深入淺出，為全面深入地研究和從事數(shù)據(jù)庫管理工作打下堅實的基礎(chǔ)。

3.2 優(yōu)化實踐教學內(nèi)容

利用社會資源，依據(jù)社會需求，積極開展校企合作，由學校和企業(yè)共同開發(fā)和建設(shè)課程內(nèi)容，制訂課程標準。采用項目驅(qū)動、任務(wù)引領(lǐng)的方式體現(xiàn)課程的應(yīng)用性和實踐性。引入超市進銷存管理系統(tǒng)、企業(yè)人事管理系統(tǒng)、汽車配件管理系統(tǒng)等案例，既具有代表性、又易于理解企業(yè)的真實運作，取得了很好的教學效果。

學校邀請專業(yè)人員定期開展學術(shù)講座活動。例如數(shù)據(jù)分析方面，從數(shù)據(jù)分析所需要的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)知識等方面介紹數(shù)據(jù)分析工作，使學生明確大數(shù)據(jù)應(yīng)用的研究領(lǐng)域和應(yīng)用方向；數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，結(jié)合數(shù)據(jù)管理軟件，可以更加直觀地了解到數(shù)據(jù)庫技術(shù)在實際中的應(yīng)用，擴展視野，開拓思路，激發(fā)學生的學習興趣并培養(yǎng)學生進行實際數(shù)據(jù)處理工作的技能。學術(shù)講座活動不僅可以使學生對未來做出初步規(guī)劃，還可以幫助學生有目的性地提高核心競爭力，使其在求職時更具優(yōu)勢。

3.3 改進教學模式

為突破學時的限制，拓展學生的知識面，滿足不同學生對課程學習的需求，教學模式采用MOOC教學模式與課堂教學模式相結(jié)合的辦法。目的在于讓學生能夠隨時隨地、靈活地學習實踐知識，同時利用課堂教學實現(xiàn)學生與教師的知識交流。兩者結(jié)合可以體現(xiàn)以學生為主體的原則，充分發(fā)揮學生學習的主動性，從而充分滿足不同層次學生學習的需要。

3.4 通過教學仿真實訓系統(tǒng)拓寬學生知識面

引入大型數(shù)據(jù)庫Oracle教學仿真實訓系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)，學生可以動態(tài)體驗超市進銷存管理系統(tǒng)、企業(yè)人事管理系統(tǒng)、汽車配件管理系統(tǒng)等案例的功能，使每一步操作能夠?qū)崟r、動態(tài)地顯示所涉及的任何Oracle數(shù)據(jù)庫對應(yīng)知識的源代碼，包括基本的SQL語法，PL/SQL編程基礎(chǔ)，函數(shù)的應(yīng)用、子查詢、觸發(fā)器，用戶的管理與權(quán)限分配，數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)以及導入和導出等，生動靈活地展現(xiàn)相關(guān)知識點的具體應(yīng)用，拓寬學生知識面，促進自主學習的進一步深化。

4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系實踐教學改革的意義

所開設(shè)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系及其相應(yīng)的實踐課程對培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)庫設(shè)計和管理維護能力起到了重要作用，并為學生進行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。其意義主要體現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 時代的要求

大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，其最為寶貴的資源是數(shù)據(jù)[7]。大數(shù)據(jù)是由數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型眾多數(shù)據(jù)構(gòu)成的大型復(fù)雜數(shù)據(jù)集合，該數(shù)據(jù)無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)的工具軟件（如現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理工具或數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件）對其內(nèi)容進行抓取、管理、存儲、搜索、共享、分析和可視化處理。因此，對數(shù)據(jù)的處理從結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)向了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分析與挖掘。

4.2 行業(yè)的要求

隨著電力、銀行金融、移動通信、石油化工等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，其對大數(shù)據(jù)的要求具有容量大、快速性、多樣性和價值密度低等特點[8]。針對這一應(yīng)用需求，相關(guān)數(shù)據(jù)分析技能的人才將十分受歡迎。

4.3 高等教育的要求

高等教育階段對人才培養(yǎng)來說，是進入社會開始工作前的一個關(guān)鍵階段，其專業(yè)決定了就業(yè)方向，學校有責任和義務(wù)將學生培養(yǎng)成具備數(shù)據(jù)分析相關(guān)技能的專業(yè)人才，與之相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系無疑是一次非常好的學習實踐機會。同時，對于部分學生進入研究生階段繼續(xù)學習深造，做有關(guān)大數(shù)據(jù)的分析與研究課題也起到了承上啟下的作用。

總之，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程體系的實踐教學模式需要綜合考慮師資、教材、教學內(nèi)容、教學模式以及實訓系統(tǒng)等幾方面。目的在于培養(yǎng)學生的知識應(yīng)用能力，激發(fā)學生學習的主動性和創(chuàng)新性，提高學生分析問題、解決問題的能力。