0 引言
近年來，隨著網際網路及數字化業務在國內的蓬勃發展，分布式資料庫在整個網際網路生態圈中的地位愈加重要[1] ,應用與日俱增。阿里巴巴、騰訊、華為、百度等公司都將分布式數據存儲作為未來發展的基礎技術。2015年《教育部關於深化教育教學改革全面提高本科教育質量的若干意見》進一步提出要優化課程體系，注重基礎教育和應用教育的融合，推進課程思政、創新創業等課程建設，提高人才培養質量。
1 當前高校分布式資料庫課程教學存在的問題與不足
在信創+「新基建」產業發展大背景下，傳統的集中式資料庫越來越難以滿足高新技術對資料庫的要求，未來分布式資料庫的應用面將會變得越來越廣。資料庫作為政企數字化轉型的底層軟體與核心支撐，對於國家安全戰略落地和整體競爭力的提升具有重要意義[2]。目前國內分布式資料庫發展與教學方面仍存在諸多問題，掣肘大數據、雲計算以及人工智慧等新興技術的運用與進步。
首先，當前較為流行的MongoDB、Redis、分布式MySQL資料庫等，並非國產資料庫。儘管這些資料庫簡單實用且功能強大，但我們不得不對其安全性存有疑慮。
其次，現有的國產分布式資料庫不乏優秀產品，為適應「信創」產業對資料庫的需求，高校資料庫相關課程教學通過引導學生主動學習國產資料庫並應用到軟體開發中，成為當前高校信創教育體系建設中至關重要的一環。
最後，目前大部分高校在資料庫教學內容與課程體系建設中，側重於訓練學生對傳統MySQL資料庫的簡單應用，關於分布式資料庫僅停留在概念介紹層面，在深入講解與實訓、實操方面有待進一步加強。
為解決上述問題，2015年《教育部關於推進高等教育創新創業教育改革實施方案》提出要注重實踐教學，重視項目式、團隊式教學，鼓勵學生參與科研項目和工程實踐活動。對標新要求，當前高校分布式資料庫課程教學主要存在以下問題與不足。
1）課程內容較為單一。
課程內容主要集中在傳統的分布式資料庫架構、分布式事務、數據分片等方面，對區塊鏈、雲計算等新技術較少涉及，尤其是對實際場景應用案例的講授有待進一步強化。
2）理論與實踐教學結合不緊密。
在教學中，多數高校注重理論知識的傳授，在實踐教學方面較為薄弱，致使理論與實踐相脫節，難以使學生真正掌握分布式資料庫的實現與應用技術。
3）團隊協作訓練有待強化。
在分布式資料庫的教學與實踐中，團隊協作能力尤其重要。長期以來，高校分布式課程教學在學生團隊協作能力的訓練方面尤顯不足，致使學生學習效能的提升較為遲緩，難以滿足日新月異的高新技術對資料庫人才的需求。
在「中國信創」發展浪潮中，資料庫國產化替代勢在必行，其中，開源技術、雲計算技術、人工智慧技術等日益成為信創行業的熱門技術領域，更適合由具備高可擴展性、高性能、高可用等特性的分布式資料庫作為支撐[3]。可以預見，擁有國產分布式資料庫開發能力的人才，將會成為信創軟體開發的中流砥柱。
2 依託國產資料庫實例原型的分布式資料庫課程教學改革思路
2019年《國務院關於深化教育教學改革全面提高人才培養質量的實施意見》[4]提出，要加強課程改革，推進教學方法改革，注重學科交叉與綜合創新，提高學生的實踐能力和創新能力。作為計算機軟體開發技術革新與人才培養的核心課程，分布式資料庫課程應結合信創產業發展需求，依託國產資料庫實例原型，在校企合作模式下從課程內容、教學方法、教學模式、實踐環節等方面進行改革創新。
3 教改實踐
3.1 更新充實資料庫教學內容
隨著大數據技術的迅猛發展和不斷革新，新一代分布式資料庫人才成為大數據時代計算機軟體開發領域亟需的人才。作為培養資料庫人才的主渠道，高校分布式資料庫課程教學應基於國產資料庫，首先從教學內容的充實與教學方法的更新著手，提升資料庫教學質量。與非國產資料庫相比較，國產資料庫更適合高並發在線業務場景，市場需求廣闊，適用於高校老師和學生，廣大開發人員以及國產資料庫客戶的真正需求。基於國產資料庫實例原型的資料庫課程教學改革與創新的主要目標在於培養學生利用計算機解決實際問題的能力。在教學內容方面主要從7個方面全方位講解分布式資料庫的知識點，教師由易到難、由淺入深地引導學生在分布式數據領域不斷深入學習，具體教學內容設計見表1。
基於上述教學內容，教師在分布式資料庫課程教學中，可以採取多種方法不斷充實更新分布式資料庫教學內容。
1）引入新的技術和應用。
分布式資料庫是一個快速發展的領域，新的技術和應用不斷湧現。因此，可以在課程中引入新的技術和應用，如基於區塊鏈的分布式資料庫、分布式機器學習等，讓學生了解最新的技術和應用，並掌握相關的技能。
2）深入講解分布式事務和並發控制。
分布式事務和並發控制是分布式資料庫的重要概念，也是學生容易出錯的地方，這就需要教師在課程中更深入地講解分布式事務和並發控制的相關知識，讓學生能夠更好地掌握這些概念。
3）引入國產分布式資料庫。
以巨杉資料庫為例，高校與國產資料庫合作建設國產分布式資料庫課程（如圖1所示），可以使學生掌握國產分布式資料庫的開發方法以及基於此的軟體開發模式，並依託此理念，為下一步建設國產大數據平台技術的相關課程打下基礎。
3.2 引企入校強化實踐教學
引企入校，校企合作共育人才是一種實用性極強且高效的教學模式，能夠讓學生更好地了解實際工作環境，並將所學知識與實踐相結合。在分布式資料庫課程的教學中，企業的進駐可以提供更多的資料庫建設實操案例和實用場景，幫助學生更好地理解所學理論知識。具體而言，採取以下步驟和措施在分布式資料庫課程中引企入校強化實踐教學。
首先，通過學校的校企合作平台或相關的招商引資平台尋找有分布式資料庫方面經驗和實踐的企業，與企業就合作模式與課程內容進一步聯繫和洽談，明確合作模式和課程設置、教學計劃、教學資源等具體合作內容，以及企業參與的具體方式和時間安排。
其次，在校企合作教學模式下，教學內容的確定與安排須緊密結合實踐，將企業的實際案例和場景融入到教學中，讓學生在課堂上模擬實際情況，在提高學生實踐應用能力的同時，可以提供更多項目實踐機會。學校與企業合作開展實際項目，讓學生參與其中提高實際操作能力和團隊協作能力，同時也能更好地了解企業的實際工作流程和業務模式。此外，還可以邀請企業專家從實踐角度為學生講解分布式資料庫技術的應用和發展趨勢，幫助學生更好地掌握分布式資料庫技術。
再次，利用在線平台進行課程設計。通過在線平台，如Zoom、Teams等，高校與國產資料庫企業展開深度合作，成立聯合實驗室，致力於推進分布式資料庫在計算機學科的應用，搭建分布式資料庫實驗環境，讓學生在實操鍛鍊中掌握分布式資料庫開發技能，培育國產分布式資料庫人才，加強校企之間的產學研戰略合作，形成人才與產業之間的良性循環，共同建設分布式資料庫技術生態。此種教學模式可以聯通企業專家、學生與教師，通過線上交流和課堂互動，真正實現全員、全域、全過程育人。
分布式技術是未來大數據處理技術應用的基礎，基於國產資料庫的分布式資料庫理論與實踐教學，以驅動「信息技術應用創新」為宗旨，尤其是在分布式資料庫課程教學中引入企業合作教學，不僅能夠讓學生更好地了解分布式技術的實際應用環境，而且可以提高學生的實際操作能力和團隊協作能力。
3.3 項目實訓提升協作能力
在分布式資料庫教學中，團隊協作能力的培養尤為重要。分布式資料庫的開發與實際應用都需要在團隊協作中實現，因此，在該課程的教學中應著重培養學生的團隊協作意識和能力，具體措施如下。
1）組成項目團隊。
在教學中引導學生以項目為載體組成實踐團隊，協作完成數據分片、數據同步等分布式資料庫相關項目，學生以項目團隊的形式合作完成項目過程中，可以切身體會到團隊協作在分布式資料庫實際操作中的重要性，有利於其更加積極主動參與到團隊項目中，使團隊協作能力得到有效提升。
2）設計團隊項目。
分布式資料庫課程教學與國產資料庫公司教育部門緊密合作，教師通過理論教學幫助學生建立完善的分布式資料庫理論基礎的同時，充分利用企業豐富的分布式資料庫開發運營經驗，從企業資料庫資源相關網站獲取更多詳細的教育資源，帶領學生一起學習體驗企業研發的最新分布式資料庫技術和應用。基於這些應用技術和教學資源，教師在分布式資料庫課程教學內容設計中，有針對性地設計一些需要團隊合作才能完成的項目，如分布式資料庫系統的設計和實現，引導學生以團隊分工合作的形式參與到具體項目中，學習如何實現合理分工、高效協作和順暢溝通，進一步提高學生的團隊協作能力。
3）強化實戰訓練。
分布式資料庫是一個實踐性很強的領域，在教學中應強化實戰訓練。分布式資料庫教學應從分布式基礎理論到實戰經驗，將理論付諸於實踐，提高學習者理論基礎的同時，注重強化其實戰能力。因此，在教學內容設計中應增加系列課程輔助資源，並提供配套視頻教學資源，配以更深的練習題庫和案例實戰學習原始碼，便於教師據此設置相關實驗課程，讓學生通過搭建分布式資料庫系統實驗環境、實現數據分片、數據同步等實際操作來鞏固理論知識，並且在實踐中掌握實際應用技能。
4 結 語
基於國產資料庫實例原型的分布式資料庫課程教學模式改革與創新，堅持「以學生為中心，以結果為導向」的教育理念，在教學內容和教學環節等方面以新一代分布式資料庫技術發展與人才培養需求，從入門、提高、與實踐相結合，極大提升了學習者的學習效果和技術效能，學習效果調查統計數據見表2。入門部分主要講解分布式技術的起源、技術概述和理論基礎，提高部分在分布式資料庫架構、高可用與擴縮容、數據遷移、備份與恢復、資料庫監控與管理等方面注重與具體實踐相結合，達到了理論與實踐共同進步、加深認識與理解的目的。
依託國產資料庫實例原型的教學模式，目前已在太原理工大學2022級學生中完成一個教學周期的試點，學習完該課程的本校計算機專業及部分相關專業學生已經在華為「軟開雲」開發平台、「巨杉」國產分布式資料庫、「昇騰」板卡硬體環境中進行相應的學習和實踐。通過學習，所有學生獲得了SequoiaDB University頒發的巨杉資料庫認證證書。再經過兩個教學周期的教學實訓，計算機相關專業學生可以熟練運用國產「信創」開發平台，掌握基本的平台開發技能，利用相應的人工智慧算法初步解決本專業領域相關問題，提升其利用「國產化」進行軟硬體開發和處理數據能力，為未來從事相關技術領域工作，以人工智慧等新興技術激活行業創新發展打下堅實基礎，在助力「國產化」替代項目的推進和落地等方面也將大有裨益。
參考文獻：
[1] 亞信科技(中國)有限公司. 分布式資料庫架構設計與實踐[M]. 北京: 清華大學出版社, 2022: 1-5.
[2] 唐海華, 邱斌. OBE視域下「分布式資料庫技術」課程教學改革探索[J]. 科教導刊(電子版), 2023(10): 71-73.
[3] 中國軟體測評中心. 分布式資料庫發展路徑研究[J]. 軟體和集成電路, 2021(4): 58-67.
[5] 許建輝, 陳元熹. SequoiaDB分布式資料庫權威指南[M]. 北京: 電子工業出版社, 2021: 7-11.
引用格式：強彥,賈美麗,李玉蓉,等.依託國產資料庫實例原型的分布式資料庫課程教學改革[J].計算機教育,2024(9):185-189.
文章頭圖由「智譜清言」繪製而成。
（完）
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