0 引言
近年来，随着互联网及数字化业务在国内的蓬勃发展，分布式数据库在整个互联网生态圈中的地位愈加重要[1] ,应用与日俱增。阿里巴巴、腾讯、华为、百度等公司都将分布式数据存储作为未来发展的基础技术。2015年《教育部关于深化教育教学改革全面提高本科教育质量的若干意见》进一步提出要优化课程体系，注重基础教育和应用教育的融合，推进课程思政、创新创业等课程建设，提高人才培养质量。
1 当前高校分布式数据库课程教学存在的问题与不足
在信创+“新基建”产业发展大背景下，传统的集中式数据库越来越难以满足高新技术对数据库的要求，未来分布式数据库的应用面将会变得越来越广。数据库作为政企数字化转型的底层软件与核心支撑，对于国家安全战略落地和整体竞争力的提升具有重要意义[2]。目前国内分布式数据库发展与教学方面仍存在诸多问题，掣肘大数据、云计算以及人工智能等新兴技术的运用与进步。
首先，当前较为流行的MongoDB、Redis、分布式MySQL数据库等，并非国产数据库。尽管这些数据库简单实用且功能强大，但我们不得不对其安全性存有疑虑。
其次，现有的国产分布式数据库不乏优秀产品，为适应“信创”产业对数据库的需求，高校数据库相关课程教学通过引导学生主动学习国产数据库并应用到软件开发中，成为当前高校信创教育体系建设中至关重要的一环。
最后，目前大部分高校在数据库教学内容与课程体系建设中，侧重于训练学生对传统MySQL数据库的简单应用，关于分布式数据库仅停留在概念介绍层面，在深入讲解与实训、实操方面有待进一步加强。
为解决上述问题，2015年《教育部关于推进高等教育创新创业教育改革实施方案》提出要注重实践教学，重视项目式、团队式教学，鼓励学生参与科研项目和工程实践活动。对标新要求，当前高校分布式数据库课程教学主要存在以下问题与不足。
1）课程内容较为单一。
课程内容主要集中在传统的分布式数据库架构、分布式事务、数据分片等方面，对区块链、云计算等新技术较少涉及，尤其是对实际场景应用案例的讲授有待进一步强化。
2）理论与实践教学结合不紧密。
在教学中，多数高校注重理论知识的传授，在实践教学方面较为薄弱，致使理论与实践相脱节，难以使学生真正掌握分布式数据库的实现与应用技术。
3）团队协作训练有待强化。
在分布式数据库的教学与实践中，团队协作能力尤其重要。长期以来，高校分布式课程教学在学生团队协作能力的训练方面尤显不足，致使学生学习效能的提升较为迟缓，难以满足日新月异的高新技术对数据库人才的需求。
在“中国信创”发展浪潮中，数据库国产化替代势在必行，其中，开源技术、云计算技术、人工智能技术等日益成为信创行业的热门技术领域，更适合由具备高可扩展性、高性能、高可用等特性的分布式数据库作为支撑[3]。可以预见，拥有国产分布式数据库开发能力的人才，将会成为信创软件开发的中流砥柱。
2 依托国产数据库实例原型的分布式数据库课程教学改革思路
2019年《国务院关于深化教育教学改革全面提高人才培养质量的实施意见》[4]提出，要加强课程改革，推进教学方法改革，注重学科交叉与综合创新，提高学生的实践能力和创新能力。作为计算机软件开发技术革新与人才培养的核心课程，分布式数据库课程应结合信创产业发展需求，依托国产数据库实例原型，在校企合作模式下从课程内容、教学方法、教学模式、实践环节等方面进行改革创新。
3 教改实践
3.1 更新充实数据库教学内容
随着大数据技术的迅猛发展和不断革新，新一代分布式数据库人才成为大数据时代计算机软件开发领域亟需的人才。作为培养数据库人才的主渠道，高校分布式数据库课程教学应基于国产数据库，首先从教学内容的充实与教学方法的更新着手，提升数据库教学质量。与非国产数据库相比较，国产数据库更适合高并发在线业务场景，市场需求广阔，适用于高校老师和学生，广大开发人员以及国产数据库客户的真正需求。基于国产数据库实例原型的数据库课程教学改革与创新的主要目标在于培养学生利用计算机解决实际问题的能力。在教学内容方面主要从7个方面全方位讲解分布式数据库的知识点，教师由易到难、由浅入深地引导学生在分布式数据领域不断深入学习，具体教学内容设计见表1。
基于上述教学内容，教师在分布式数据库课程教学中，可以采取多种方法不断充实更新分布式数据库教学内容。
1）引入新的技术和应用。
分布式数据库是一个快速发展的领域，新的技术和应用不断涌现。因此，可以在课程中引入新的技术和应用，如基于区块链的分布式数据库、分布式机器学习等，让学生了解最新的技术和应用，并掌握相关的技能。
2）深入讲解分布式事务和并发控制。
分布式事务和并发控制是分布式数据库的重要概念，也是学生容易出错的地方，这就需要教师在课程中更深入地讲解分布式事务和并发控制的相关知识，让学生能够更好地掌握这些概念。
3）引入国产分布式数据库。
以巨杉数据库为例，高校与国产数据库合作建设国产分布式数据库课程（如图1所示），可以使学生掌握国产分布式数据库的开发方法以及基于此的软件开发模式，并依托此理念，为下一步建设国产大数据平台技术的相关课程打下基础。
3.2 引企入校强化实践教学
引企入校，校企合作共育人才是一种实用性极强且高效的教学模式，能够让学生更好地了解实际工作环境，并将所学知识与实践相结合。在分布式数据库课程的教学中，企业的进驻可以提供更多的数据库建设实操案例和实用场景，帮助学生更好地理解所学理论知识。具体而言，采取以下步骤和措施在分布式数据库课程中引企入校强化实践教学。
首先，通过学校的校企合作平台或相关的招商引资平台寻找有分布式数据库方面经验和实践的企业，与企业就合作模式与课程内容进一步联系和洽谈，明确合作模式和课程设置、教学计划、教学资源等具体合作内容，以及企业参与的具体方式和时间安排。
其次，在校企合作教学模式下，教学内容的确定与安排须紧密结合实践，将企业的实际案例和场景融入到教学中，让学生在课堂上模拟实际情况，在提高学生实践应用能力的同时，可以提供更多项目实践机会。学校与企业合作开展实际项目，让学生参与其中提高实际操作能力和团队协作能力，同时也能更好地了解企业的实际工作流程和业务模式。此外，还可以邀请企业专家从实践角度为学生讲解分布式数据库技术的应用和发展趋势，帮助学生更好地掌握分布式数据库技术。
再次，利用在线平台进行课程设计。通过在线平台，如Zoom、Teams等，高校与国产数据库企业展开深度合作，成立联合实验室，致力于推进分布式数据库在计算机学科的应用，搭建分布式数据库实验环境，让学生在实操锻炼中掌握分布式数据库开发技能，培育国产分布式数据库人才，加强校企之间的产学研战略合作，形成人才与产业之间的良性循环，共同建设分布式数据库技术生态。此种教学模式可以联通企业专家、学生与教师，通过线上交流和课堂互动，真正实现全员、全域、全过程育人。
分布式技术是未来大数据处理技术应用的基础，基于国产数据库的分布式数据库理论与实践教学，以驱动“信息技术应用创新”为宗旨，尤其是在分布式数据库课程教学中引入企业合作教学，不仅能够让学生更好地了解分布式技术的实际应用环境，而且可以提高学生的实际操作能力和团队协作能力。
3.3 项目实训提升协作能力
在分布式数据库教学中，团队协作能力的培养尤为重要。分布式数据库的开发与实际应用都需要在团队协作中实现，因此，在该课程的教学中应着重培养学生的团队协作意识和能力，具体措施如下。
1）组成项目团队。
在教学中引导学生以项目为载体组成实践团队，协作完成数据分片、数据同步等分布式数据库相关项目，学生以项目团队的形式合作完成项目过程中，可以切身体会到团队协作在分布式数据库实际操作中的重要性，有利于其更加积极主动参与到团队项目中，使团队协作能力得到有效提升。
2）设计团队项目。
分布式数据库课程教学与国产数据库公司教育部门紧密合作，教师通过理论教学帮助学生建立完善的分布式数据库理论基础的同时，充分利用企业丰富的分布式数据库开发运营经验，从企业数据库资源相关网站获取更多详细的教育资源，带领学生一起学习体验企业研发的最新分布式数据库技术和应用。基于这些应用技术和教学资源，教师在分布式数据库课程教学内容设计中，有针对性地设计一些需要团队合作才能完成的项目，如分布式数据库系统的设计和实现，引导学生以团队分工合作的形式参与到具体项目中，学习如何实现合理分工、高效协作和顺畅沟通，进一步提高学生的团队协作能力。
3）强化实战训练。
分布式数据库是一个实践性很强的领域，在教学中应强化实战训练。分布式数据库教学应从分布式基础理论到实战经验，将理论付诸于实践，提高学习者理论基础的同时，注重强化其实战能力。因此，在教学内容设计中应增加系列课程辅助资源，并提供配套视频教学资源，配以更深的练习题库和案例实战学习源代码，便于教师据此设置相关实验课程，让学生通过搭建分布式数据库系统实验环境、实现数据分片、数据同步等实际操作来巩固理论知识，并且在实践中掌握实际应用技能。
4 结 语
基于国产数据库实例原型的分布式数据库课程教学模式改革与创新，坚持“以学生为中心，以结果为导向”的教育理念，在教学内容和教学环节等方面以新一代分布式数据库技术发展与人才培养需求，从入门、提高、与实践相结合，极大提升了学习者的学习效果和技术效能，学习效果调查统计数据见表2。入门部分主要讲解分布式技术的起源、技术概述和理论基础，提高部分在分布式数据库架构、高可用与扩缩容、数据迁移、备份与恢复、数据库监控与管理等方面注重与具体实践相结合，达到了理论与实践共同进步、加深认识与理解的目的。
依托国产数据库实例原型的教学模式，目前已在太原理工大学2022级学生中完成一个教学周期的试点，学习完该课程的本校计算机专业及部分相关专业学生已经在华为“软开云”开发平台、“巨杉”国产分布式数据库、“昇腾”板卡硬件环境中进行相应的学习和实践。通过学习，所有学生获得了SequoiaDB University颁发的巨杉数据库认证证书。再经过两个教学周期的教学实训，计算机相关专业学生可以熟练运用国产“信创”开发平台，掌握基本的平台开发技能，利用相应的人工智能算法初步解决本专业领域相关问题，提升其利用“国产化”进行软硬件开发和处理数据能力，为未来从事相关技术领域工作，以人工智能等新兴技术激活行业创新发展打下坚实基础，在助力“国产化”替代项目的推进和落地等方面也将大有裨益。
参考文献：
[1] 亚信科技(中国)有限公司. 分布式数据库架构设计与实践[M]. 北京: 清华大学出版社, 2022: 1-5.
[2] 唐海华, 邱斌. OBE视域下“分布式数据库技术”课程教学改革探索[J]. 科教导刊(电子版), 2023(10): 71-73.
[3] 中国软件测评中心. 分布式数据库发展路径研究[J]. 软件和集成电路, 2021(4): 58-67.
[5] 许建辉, 陈元熹. SequoiaDB分布式数据库权威指南[M]. 北京: 电子工业出版社, 2021: 7-11.
引用格式：强彦,贾美丽,李玉蓉,等.依托国产数据库实例原型的分布式数据库课程教学改革[J].计算机教育,2024(9):185-189.
文章头图由“智谱清言”绘制而成。
（完）
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