面向國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)探索

面向國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)探索0引言在當(dāng)今信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，數(shù)據(jù)庫技術(shù)在各行各業(yè)都扮演著重要的角色。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程之一，數(shù)據(jù)庫原理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力具有重要意義，不僅需要學(xué)生深入理解數(shù)據(jù)庫原理知識(shí)，同時(shí)要通過實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生靈活運(yùn)用，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的領(lǐng)悟并培養(yǎng)創(chuàng)新思維，最終使學(xué)生在理論和實(shí)驗(yàn)兩方面融會(huì)貫通，培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)世界觀和良好的科學(xué)素質(zhì)。數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含著豐富的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，集中體現(xiàn)了課程思政元素。近年來，課程思政的理念在高校教育中得到了廣泛重視，成為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。1數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的課程思政體系構(gòu)建1.1理論基礎(chǔ)課程思政不是一門或一類特定的課程，而是一種教育教學(xué)理念，是以馬克思主義基本原理為指導(dǎo)，貫徹立德樹人根本任務(wù)，貫穿教育教學(xué)全過程，以提高學(xué)生思想道德素質(zhì)、政治素質(zhì)和文化素質(zhì)為目標(biāo)的教育教學(xué)模式[1]。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，重點(diǎn)在于結(jié)合課程特點(diǎn)，發(fā)掘課程思政元素，構(gòu)建協(xié)同育人格局。作為一門計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的核心課程，數(shù)據(jù)庫原理課程是一門具有較強(qiáng)理論性和實(shí)踐性的課程，涵蓋數(shù)據(jù)庫的基本概念、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫安全、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理等多方面的知識(shí)。該課程的教學(xué)重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理能力，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力。應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和課程特點(diǎn)，通過實(shí)例驅(qū)動(dòng)教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)踐、互動(dòng)式學(xué)習(xí)、案例分析等多種教學(xué)方法融入課程思政[2]，把思想政治教育貫穿教育教學(xué)全過程，以實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。1.2教學(xué)設(shè)計(jì)通過將課程思政的理念融入數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生思考倫理和社會(huì)責(zé)任，培養(yǎng)數(shù)據(jù)安全意識(shí)和法律意識(shí)，關(guān)注數(shù)據(jù)庫技術(shù)的社會(huì)影響，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，使其在數(shù)據(jù)庫發(fā)展過程中能夠更好地履行社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與社會(huì)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合[3]。1）引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)庫技術(shù)的倫理和社會(huì)責(zé)任。在數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入思考數(shù)據(jù)庫技術(shù)的倫理和社會(huì)責(zé)任。通過討論與案例分析，學(xué)生可以探討數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)使用道德等與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的倫理問題，培養(yǎng)學(xué)生的道德意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。2）培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)安全意識(shí)和法律意識(shí)。數(shù)據(jù)庫安全是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中的重要問題，教師可以在教學(xué)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)安全意識(shí)和法律意識(shí)的培養(yǎng)。通過案例分析與討論，學(xué)生可以了解數(shù)據(jù)庫安全的重要性，學(xué)習(xí)相關(guān)的法律法規(guī)和隱私保護(hù)措施，培養(yǎng)數(shù)據(jù)安全和法律意識(shí)。3）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)庫技術(shù)的社會(huì)影響。數(shù)據(jù)庫技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中起著重要的作用，教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)庫技術(shù)的社會(huì)影響。通過討論與研究，學(xué)生可以了解數(shù)據(jù)庫在政府、企業(yè)和個(gè)人生活中的應(yīng)用，探討其對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和個(gè)人隱私的影響，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和批判思維能力。2數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)課程與思政元素的融合路徑數(shù)據(jù)庫原理作為課程的核心內(nèi)容，涵蓋了數(shù)據(jù)庫的定義、組成、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、查詢語言、事務(wù)處理等基本知識(shí)，需要學(xué)生全面理解這些概念和原理，形成數(shù)據(jù)思維模式，從而能運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中。通過研究近年來國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展現(xiàn)狀，引入新型國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫openGauss至實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)例驅(qū)動(dòng)教學(xué)、互動(dòng)式學(xué)習(xí)、案例分析和知識(shí)拓展，達(dá)到課程與思政教育相融合的目的[4]。2.1基于國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展樹立正確的價(jià)值觀和科學(xué)精神自20世紀(jì)80年代末我國掀起自主研發(fā)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的熱潮以來，歷經(jīng)40年的發(fā)展，一些國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫在激烈的市場競爭中屹立不倒[5-6]，得益于研發(fā)人員深耕國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫軟件研究領(lǐng)域，不斷探索新技術(shù)，為核心軟件的自主研發(fā)持續(xù)供能，這也給當(dāng)代計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生帶來很多啟示。華為公司基于PostgreSQL9.2.4版本開發(fā)了openGauss開源關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其提供了高性能、高可用性和高擴(kuò)展性，并支持大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理。與目前的典型數(shù)據(jù)庫相比，openGauss具有優(yōu)秀的開源基因，它繼承了PostgreSQL成熟穩(wěn)定的特性、生態(tài)系統(tǒng)以及彈性擴(kuò)展能力。openGauss已在華為內(nèi)部得到廣泛應(yīng)用，并積極參與開源社區(qū)，逐漸獲得了國內(nèi)外用戶的認(rèn)可與采用。此外，通過華為和教育部聯(lián)合發(fā)起的“智能基座”產(chǎn)教融合協(xié)同育人基地，大批國內(nèi)高校采用openGauss作為數(shù)據(jù)庫課程使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。作為國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫軟件的一員，openGauss數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新方面表現(xiàn)出了足夠的實(shí)力和潛力。在未來，隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，分布式大數(shù)據(jù)庫的需求也必然會(huì)逐步增長，openGauss數(shù)據(jù)庫作為此領(lǐng)域技術(shù)的代表之一，其技術(shù)創(chuàng)新勢必能夠滿足未來數(shù)據(jù)庫發(fā)展的需求，為國內(nèi)數(shù)據(jù)庫行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫在發(fā)展過程中仍面臨著一些挑戰(zhàn)和困難，但只要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高市場占有率，加強(qiáng)人才培養(yǎng)、技術(shù)轉(zhuǎn)化等方面的努力，就能更好地滿足國內(nèi)信息化建設(shè)的需求。這一過程并非一帆風(fēng)順，存在著困難和挑戰(zhàn)，作為當(dāng)代青年要正確看待發(fā)展的前進(jìn)性與曲折性，既要重視創(chuàng)新與進(jìn)步，也要有足夠的決心迎難而上，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。2.2基于openGauss發(fā)展引導(dǎo)樹立中國自信openGauss高可用、高性能和高安全性的特點(diǎn)使其在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展意義。同時(shí)，openGauss作為國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，受到國家政策支持的影響，其在國內(nèi)的知名度、競爭力不斷提升，將其融入教學(xué)中也會(huì)促進(jìn)其自身發(fā)展。在教育領(lǐng)域中，越來越多的高校和教師開始使用openGauss來教授數(shù)據(jù)庫原理等相關(guān)課程，這也是openGauss在教育領(lǐng)域中受到關(guān)注并被推廣的原因之一[7]。通過在課程實(shí)驗(yàn)中使用openGauss，學(xué)生可以深入了解并掌握openGauss的特點(diǎn)和優(yōu)勢，提高其數(shù)據(jù)庫開發(fā)與管理的能

力[8]。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到openGauss的發(fā)展將有助于加強(qiáng)中國數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的自主研發(fā)能力，提升中國數(shù)據(jù)庫品牌的國際影響力，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和數(shù)字社會(huì)的發(fā)展。具體包括以下5個(gè)方面。（1）推動(dòng)開源數(shù)據(jù)庫的發(fā)展：openGauss推動(dòng)了開源數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，增強(qiáng)了國內(nèi)開源數(shù)據(jù)庫的競爭力，促進(jìn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。（2）提高數(shù)據(jù)庫性能和安全性：openGauss具有高性能、高可用、高安全性等特點(diǎn)，能夠滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與企業(yè)級(jí)應(yīng)用的需求，提高了數(shù)據(jù)庫的性能和安全性。（3）促進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新：openGauss具有廣泛的應(yīng)用場景，包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，能夠?yàn)槠髽I(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新提供支持和保障，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。（4）提升國內(nèi)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)的競爭力：openGauss的研發(fā)與應(yīng)用，提升了國內(nèi)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)的競爭力，促進(jìn)了國內(nèi)數(shù)據(jù)庫企業(yè)的發(fā)展與壯大，推動(dòng)了國內(nèi)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)的國際化進(jìn)程。（5）推動(dòng)數(shù)字中國建設(shè)：openGauss作為中國自主研發(fā)的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，有助于推動(dòng)數(shù)字中國建設(shè)，支持?jǐn)?shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字政府、數(shù)字社會(huì)等方面的發(fā)展，為中國的信息化建設(shè)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型作出貢獻(xiàn)。2.3實(shí)驗(yàn)課程中的思政元素設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)課程的主要教學(xué)目標(biāo)是理解SQL語言的定義功能，熟練掌握SQL操縱功能，了解SQL數(shù)據(jù)控制功能；熟練掌握openGauss、Oracle、SQLServer、MySQL、DB2、Sybase、PostgreSQL等數(shù)據(jù)庫的管理與操作；熟練掌握VisualC++(MFC)、C#、Qt、Java、Python等訪問數(shù)據(jù)庫的方法。針對(duì)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)選擇的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同，課程思政元素設(shè)計(jì)主要分為以下3個(gè)方面。（1）選擇國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)openGauss完成實(shí)驗(yàn)：需要學(xué)生了解國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫研發(fā)過程的艱辛，雖然其在使用過程中還存在問題，如參考資料偏少、系統(tǒng)存在缺陷等，但我們要保持愛國情懷，支持國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，保持對(duì)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的自信。在完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，配合華為技術(shù)服務(wù)人員不斷完善openGauss數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并爭取投入到國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的研發(fā)中去。（2）選擇開源數(shù)據(jù)庫完成實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，不斷鉆研相應(yīng)的先進(jìn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，條件允許的情況下，可以查看部分源代碼。不斷銳意進(jìn)取，保持愛國情懷，為國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。（3）選擇國外商用數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品完成實(shí)驗(yàn)：充分了解其功能，掌握其領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，并在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真思考，了解其優(yōu)勢，立志開發(fā)出與之相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，或?qū)a(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)openGauss獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，促進(jìn)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展。在上述課程思政元素設(shè)計(jì)下，課程考核也依據(jù)實(shí)驗(yàn)完成的功能、對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)了解的深度進(jìn)行。此外，該實(shí)驗(yàn)課程也對(duì)國產(chǎn)openGauss數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用，通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步測試了openGauss的穩(wěn)定性，可以對(duì)尚未發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)缺陷、可能存在的安全漏洞以及數(shù)據(jù)庫崩潰提供反饋；通過學(xué)生使用其他數(shù)據(jù)庫的橫向操作對(duì)比，有助于openGauss在數(shù)據(jù)庫連接、嵌入式數(shù)據(jù)庫開發(fā)編程方面不斷優(yōu)化使用體驗(yàn)；同時(shí)，學(xué)生群體常常能夠提供新的思路和想法，有助于openGauss配套工具插件開發(fā)，達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化與創(chuàng)新的目的；并且積累了大量的原始用戶群體，有助于系統(tǒng)生態(tài)的形成以及國產(chǎn)軟件的持續(xù)發(fā)展。表1展示了在初學(xué)、實(shí)驗(yàn)和總結(jié)3個(gè)階段數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)課程要解決的問題、專業(yè)內(nèi)涵以及對(duì)應(yīng)的課程思政元素。3教學(xué)效果使用國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫openGauss實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案自2021年春開始在南京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程兩個(gè)專業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)，已有3年時(shí)間。圖1為試點(diǎn)3年間學(xué)生選用openGauss數(shù)據(jù)庫的情況，選擇人數(shù)呈逐年上升狀態(tài)：2021年僅45人，2022年上升至142人，2023年為177人；選用比例從23.32%上升至96.20%。針對(duì)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫openGauss使用體驗(yàn)和看法進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查樣本數(shù)量為184人，以下結(jié)果均統(tǒng)計(jì)有效答題數(shù)目。根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果顯示，在開展數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)之前使用過數(shù)據(jù)庫的僅有30人，沒使用過的占絕大多數(shù)，因此說明數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在極大必要性。在數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)時(shí)，177人使用openGauss來完成數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)，使用過程中大部分學(xué)生覺得難度適中。在圖2的實(shí)驗(yàn)流程中，學(xué)生反饋設(shè)計(jì)圖形化界面、Windows連接openGauss數(shù)據(jù)庫、功能實(shí)現(xiàn)這3個(gè)步驟難度較大。目前對(duì)于openGauss的使用體驗(yàn)方面覺得一般、遇到一些困難但能通過查資料或咨詢解決的有142人，且占主要部分；認(rèn)為openGauss與其他數(shù)據(jù)庫差距不明顯的有99人，認(rèn)為差距過大的有8人；如圖3所示，對(duì)于openGauss的未來發(fā)展前景，非常看好的有59人，比較看好的有76人，一般有33人，比較不看好的有3人，非常不看好的有1人。圖4展示了學(xué)生對(duì)于未來國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫發(fā)展的看法，其中有52人非?？春茫?8人比較看好，認(rèn)為發(fā)展過程中雖有困難但穩(wěn)定向前，有19人認(rèn)為一般，還有4人不太看好。結(jié)合以上調(diào)查問卷結(jié)果，雖然在開展數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)之前大部分學(xué)生都沒有相關(guān)數(shù)據(jù)庫編程經(jīng)歷，但是基本上都會(huì)選擇使用openGauss來完成數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在使用過程中，openGauss難度適中，在部分實(shí)驗(yàn)步驟中存在一定困難，但學(xué)生基本能夠通過查資料或咨詢解決；在體驗(yàn)感受方面與其他國外主流數(shù)據(jù)庫之間的差距較小，但還存在發(fā)展與進(jìn)步空間，且大部分學(xué)生對(duì)openGauss的發(fā)展以及未來國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展持積極態(tài)度。雖然學(xué)生在面臨新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時(shí)要進(jìn)行實(shí)踐探索、試錯(cuò)，但從中得到了知識(shí)和技能的提升，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的正面評(píng)價(jià)較多。綜上，可以看出本課程成功發(fā)揮課程思政在價(jià)值引領(lǐng)、專業(yè)知識(shí)傳授、能力提升方面的作用[9]，促進(jìn)了openGauss在高校學(xué)生中的推廣與使用。學(xué)生在使用過程中與華為相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了問題交流與反饋，在一定程度上幫助openGauss在安全性、可靠性、性能等方面得到不斷優(yōu)化與改進(jìn)，使其在實(shí)際應(yīng)用場景中表現(xiàn)良好，本課程基本實(shí)現(xiàn)預(yù)定計(jì)劃的教育教學(xué)協(xié)同育人的目標(biāo)。4結(jié)語作為計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的核心課程，數(shù)據(jù)庫原理是一門極具理論性和實(shí)踐性的課程，課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理能力，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力的提升。在課程思政的引領(lǐng)下，在實(shí)驗(yàn)中使用國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫openGauss，通過實(shí)例驅(qū)動(dòng)教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)踐、案例分析等多種方法，深入挖掘數(shù)據(jù)庫課程中的思政元素，引導(dǎo)學(xué)生不斷銳意進(jìn)取，堅(jiān)定科技報(bào)國的遠(yuǎn)大志向，保持愛國情懷，為國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展持續(xù)賦能[10]。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及應(yīng)用場景的不斷拓展，相信在未來，openGauss數(shù)據(jù)庫將應(yīng)用于更加多元的領(lǐng)域，為數(shù)字中國建設(shè)的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性貢獻(xiàn)力量。參考文獻(xiàn)

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劉玉葆,饒洋輝.“數(shù)據(jù)庫+課程思政”教