面向国产数据库的实验课程思政教学探索.docx

面向国产数据库的实验课程思政教学探索。引言在当今信息技术飞速发展的时代，数据库技术在各行各业都扮演着重要的角色。作为计算机专业的核心课程之一，数据库原理课程的实验教学对培养学生的专业素养和实践能力具有重要意义，不仅需要学生深入理解数据库原理知识，同时要通过实践教学使学生灵活运用，强化学生对所学理论的领悟并培养创新思维，最终使学生在理论和实验两方面融会贯通，培养大学生的科学世界观和良好的科学素质。数据库实验教学中蕴含着丰富的思想价值和精神内涵，集中体现了课程思政元素。近年来，课程思政的理念在高校教育中得到了广泛重视，成为提高学生综合素质的重要途径。1数据库原理实验课程教学中的课程思政体系构建1.1 理论基础课程思政不是一门或一类特定的课程，而是一种教育教学理念，是以马克思主义基本原理为指导，贯彻立德树人根本任务，贯穿教育教学全过程，以提高学生思想道德素质、政治素质和文化素质为目标的教育教学模式。全面推进课程思政建设，重点在于结合课程特点，发掘课程思政元素，构建协同育人格局。作为一门计算机科学专业的核心课程，数据库原理课程是一门具有较强理论性和实践性的课程，涵盖数据库的基本概念、数据模型、数据库安全、数据库设计与管理等多方面的知识。该课程的教学重点是培养学生的数据库设计与管理能力，同时注重培养学生的创新与实践能力。应根据学生的实际情况和课程特点，通过实例驱动教学、项目实践、互动式学习、案例分析等多种教学方法融入课程思政，把思想政治教育贯穿教育教学全过程，以实现立德树人的根本任务。1.2 教学设计通过将课程思政的理念融入数据库原理实验教学设计，引导学生思考伦理和社会责任，培养数据安全意识和法律意识，关注数据库技术的社会影响，增强学生的综合素养，使其在数据库发展过程中能够更好地履行社会责任，促进数据库技术与社会发展的有机结合13】。1）引导学生思考数据库技术的伦理和社会责任。在数据库原理实验教学中，教师可以引导学生深入思考数据库技术的伦理和社会责任。通过讨论与案例分析，学生可以探讨数据隐私保护、数据安全、数据使用道德等与数据库相关的伦理问题，培养学生的道德意识和社会责任感。2）培养学生的数据安全意识和法律意识。数据库安全是数据库应用中的重要问题，教师可以在教学中重点强调数据安全意识和法律意识的培养。通过案例分析与讨论，学生可以了解数据库安全的重要性，学习相关的法律法规和隐私保护措施，培养数据安全和法律意识。3）引导学生关注数据库技术的社会影响。数据库技术在现代社会中起着重要的作用，教师可以引导学生关注数据库技术的社会影响。通过讨论与研究，学生可以了解数据库在政府、企业和个人生活中的应用，探讨其对社会、经济和个人隐私的影响，培养学生的社会责任感和批判思维能力。2数据库原理实验课程与思政元素的融合路径数据库原理作为课程的核心内容，涵盖了数据库的定义、组成、结构、数据模型、杳询语言、事务处理等基本知识，需要学生全面理解这些概念和原理，形成数据思维模式，从而能运用到现实中。通过研究近年来国产数据库的发展现状，引入新型国产数据库OPenGaUSS至实验课程，通过实例驱动教学、互动式学习、案例分析和知识拓展，达到课程与思政教育相融合的目的。2.1 基于国产数据库的发展树立正确的价值观和科学精神自20世纪80年代末我国掀起自主研发国产数据库的热潮以来，历经40年的发展，一些国产数据库在激烈的市场竞争中屹立不倒5-6,得益于研发人员深耕国产数据库软件研究领域，不断探索新技术，为核心软件的自主研发持续供能，这也给当代计算机专业学生带来很多启示。华为公司基于PostgreSQL9.2.4版本开发了OPenGaUSS开源关系型数据库系统，其提供了高性能、高可用性和高扩展性，并支持大规模数据存储与处理。与目前的典型数据库相比，OpenGauss具有优秀的开源基因，它继承了PostgreSQL成熟稳定的特性、生态系统以及弹性扩展能力。OpenGauss已在华为内部得到广泛应用，并积极参与开源社区，逐渐获得了国内外用户的认可与采用。此外，通过华为和教育部联合发起的"智能基座产教融合协同育人基地，大批国内高校采用OPenGaUSS作为数据库课程使用的数据库系统。作为国产数据库软件的一员，OPenGaUSS数据库在数据库领域技术创新方面表现出了足够的实力和潜力。在未来，随着数据量的不断增加，分布式大数据库的需求也必然会逐步增长,OpenGauss数据库作为此领域技术的代表之一，其技术创新势必能够满足未来数据库发展的需求，为国内数据库行业的发展注入新的活力。国产数据库在发展过程中仍面临着一些挑战和困难，但只要加强技术创新，提高市场占有率，加强人才培养、技术转化等方面的努力，就能更好地满足国内信息化建设的需求。这一过程并非一帆风顺，存在着困难和挑战，作为当代青年要正确看待发展的前进性与曲折性，既要重视创新与进步，也要有足够的决心迎难而上，引导学生树立正确的价值观。2.2 基于OPenGaUSS发展引导树立中国自信OpenGauss高可用、高性能和高安全性的特点使其在数据库领域具有广泛的应用前景和发展意义。同时,OPenGaUSS作为国产数据库，受到国家政策支持的影响，其在国内的知名度、竞争力不断提升，将其融入教学中也会促进其自身发展。在教育领域中，越来越多的高校和教师开始使用OpenGauss来教授数据库原理等相关课程，这也是OPenGaUSS在教育领域中受到关注并被推广的原因之一。通过在课程实验中使用OpenGauss,学生可以深入了解并掌握OPenGaUSS的特点和优势，提高其数据库开发与管理的能力。使学生认识到OPenGaUSS的发展将有助于加强中国数据库领域的自主研发能力，提升中国数据库品牌的国际影响力，推动数字经济和数字社会的发展。具体包括以下5个方面。(1)推动开源数据库的发展：OPenGaUSS推动了开源数据库的发展，增强了国内开源数据库的竞争力，促进了数据库技术的创新与发展。(2)提高数据库性能和安全性：OPenGaUSS具有高性能、高可用、高安全性等特点，能够满足大规模数据处理与企业级应用的需求，提高了数据库的性能和安全性。(3)促进数字化转型与创新：OPenGaUSS具有广泛的应用场景，包括云计算、大数据、物联网等领域，能够为企业的数字化转型与创新提供支持和保障，推动经济和社会的发展。(4)提升国内数据库产业的竞争力：OPenGaUSS的研发与应用，提升了国内数据库产业的竞争力，促进了国内数据库企业的发展与壮大，推动了国内数据库产业的国际化进程。(5)推动数字中国建设：OpenGauss作为中国自主研发的数据库产品，有助于推动数字中国建设，支持数字经济、数字政府、数字社会等方面的发展，为中国的信息化建设与数字化转型作出贡献。2.3 实验课程中的思政元素设计数据库原理实验课程的主要教学目标是理解SQL语言的定义功能，熟练掌握SQL操纵功能，了解SQL数据控制功能；熟练掌握OPenGauss、Oracle、SQLServer.MySQLxDB2xSybase.PostgreSQL等数据库的管理与操作；熟练掌握VisuaIC+(MFC).C#、QtxJava.Python等访问数据库的方法。针对学生完成实验选择的数据库系统不同，课程思政元素设计主要分为以下3个方面。(1)选择国产数据库管理系统OPenGaUSS完成实验：需要学生了解国产数据库研发过程的艰辛，虽然其在使用过程中还存在问题，如参考资料偏少、系统存在缺陷等，但我们要保持爱国情怀，支持国产数据库，保持对国产数据库的自信。在完成实验的同时，配合华为技术服务人员不断完善OPenGaUSS数据库系统，并争取投入到国产数据库的研发中去。(2)选择开源数据库完成实验：在实验的同时，不断钻研相应的先进数据库技术，条件允许的情况下，可以查看部分源代码。不断锐意进取，保持爱国情怀，为国产数据库的发展贡献力量。(3)选择国外商用数据库产品完成实验：充分了解其功能，掌握其领先的数据库技术，并在实验过程中认真思考，了解其优势，立志开发出与之相当的数据库系统，或对国产数据库系统OPenGaUSS献计献策,促进国产数据库系统的发展。在上述课程思政元素设计下，课程考核也依据实验完成的功能、对数据库系统了解的深度进行。此外，该实验课程也对国产OPenGaUSS数据库系统的发展起到一定的促进作用，通过学生实验进一步测试了OPenGaUSS的稳定性，可以对尚未发现的系统缺陷、可能存在的安全漏洞以及数据库崩溃提供反馈；通过学生使用其他数据库的横向操作对比，有助于OpenGauss在数据库连接、嵌入式数据库开发编程方面不断优化使用体验；同时，学生群体常常能够提供新的思路和想法，有助于OPenGaUSS配套工具插件开发，达到系统优化与创新的目的；并且积累了大量的原始用户群体，有助于系统生态的形成以及国产软件的持续发展。表1展示了在初学、实验和总结3个阶段数据库原理实验课程要解决的问题、专业内涵以及对应的课程思政元素。表1实验实施阶段思政元素矩主要阶段解决问题专业内涵Dr解本门课程的基本内容和国产数据库的发展现状介绍本门课程教学目标、本学期的重点难点、学习方法以及国产数据库的发展现状，币:点让学生认识数据库,提高学生对课程的兴趣IX4初学2了解OPenGaUSS的发展前景和意义首先介绍OPenGaUSS数据库的国产化历程、在国家信息化建设中的应用案例及其在国际数据库领域的地位和影响；其次介绍其技术特点、优势以及在技术创新与研发方面的成果和贡献；最后在实验中介绍open(auss数据库的社会Ji任和使命02EIi实验数据库连接、操作让学生使用命令行或者图形化界面连接到OpenGauss数据库.通过SQL语句对数据库进行基本操作.如创建表，插入、更新、删除数据等.同时也介绍SQL语句的基本语法和操作方式iJ数据安全元索介绍数据库安全的基本原理和方法,如JII户管理、角色管理、授权管理等，让学生通过SQL语句实现这些安全管理操作数据分析及挖掘通过SQL语句实现数据分析和挖掘fiU/总结1实验报告、意见反馈通过实验报告对OpenGauss数据库的整个操作流程进行总结，并且对其中不足之处向华为工作人员进行意见反馈J我3教学效果使用国产数据库OPenGaUSS实验教学方案自2021年春开始在南京航空航天大学计算机科学与技术、物联网工程两个专业进行试点，已有3年时间。图1为试点3年间学生选用OPenGaUSS数据库的情况，选择人数呈逐年上升状态:2021年仅45人，2022年上升至142人，2023年为177人；选用比例从23.32%上升至96.20%o年份图1选用C)PenGallSS的人数及针对国产数据库OPenGaUSS使用体验和看法进行问卷调查,调查样本数量为184人，以下结果均统计有效答题数目。根据问卷调查结果显示，在开展数据库实验之前使用过数据库的仅有30人，没使用过的占绝大多数，因此说明数据库实验教学存在极大必要性。在数据库实验时，177人使用OPenGaUSS来完成数据库实验，使用过程中大部分学生觉得难度适中。在图2的实验流程中,学生反馈设计图形化界面、Windows连接OpenGauss数据库、功能实现这3个步骤难度较大。图2使用OpenGauss进行实验的目前对于OPenGaUSS的使用体验方面觉得一般、遇到一些困难但能通过查资料或咨询解决的有142人，且占主要部分;认为OPenGaUSS与其他数据库差距不明显的有99人，认为差距过大的有8人；如图3所示，对于OpenGauss的未来发展前景，非常看好的有59人，比较看好的有76人，一般有33人，比较不看好的有3人，非常不看好的有1人。图4展示了学生对于未来国产数据库发展的看法，其中有52人非常看好，有58人比较看好，认为发展过程中虽有困难但稳定向前，有19人认为一般，还有4人不太看好。结合以上调查问卷结果，虽然在开展数据库实验之前大部分学生都没有相关数据库编程经历，但是基本上都会选择使用OPenGaUSS来完成数据库实验任务。在使用过程中,OPenGaUSS难度适中，在部分实验步骤中存在一定困难，但学生基本能够通过查资料或咨询解决；在体验感受方面与其他国外主流数据库之间的差距较小，但还存在发展与进步空间,且大部分学生对OPenGaUSS的发展以及未来国产数据库的发展持积极态度。虽然学生在面临新型的数据库系统时要进行实践探索、试错，但从中得到了知识和技能的提升，因此对实验课程的正面评价较多。图3对OpenGauss未来发展看综上，可以看出本课程成功发挥课程思政在价值引领、专业知识传授、能力提升方面的作用，促进了OPenGaUSS在高校学生中的推广与使用。学生在使用过程中与华为相关技术人员进行了问题交流与反馈，在一定程度上帮助OPenGaUSS在安全性、可靠性、性能等方面得到不断优化与改进，使其在实际应用场景中表现良好，本课程基本实现预定计划的教育教学协同育人的目标。4结语作为计算机科学专业的核心课程，数据库原理是一门极具理论性和实践性的课程，课程实验教学的重点是培养学生的数据库设计与管理能力，同时促进学生的创新与实践能力的提升。在课程思政的引领下，在实验中使用国产数据库OPenGauss,通过实例驱动教学、项目实践、案例分析等多种方法，深入挖掘数据库课程中的思政元素，引导学生不断锐意进取，坚定科技报国的远大志向，保持爱国情怀，为国产数据库的发展持续赋能【刈。随着技术的不断进步以及应用场景的不断拓展，相信在未来，OPenGaUSS数据库将应用于更加多元的领域，为数字中国建设的整体性、系统性、协同性贡献力量。参考文献1韩宪洲.深刻认识“课程思政的时代价值N.人民日报,2019-08-18.2刘玉葆，饶洋辉."数据库+课程思政教学设计探索J计算机教育,2023(2):92-94,99.宋贤霞，李燕，任真，等.深度融合信息技术的数据库课程教学设计与实践J.计算机教育，2023(5):29-34.叶文瑞，毕忠勤，徐菲菲，等.“数据库原理课程思政建设思路及实践J中国电力教育,2023(3):73-74.马沁.国产数据库及数据安全产业透析和展望J.信息安全与通信保密,2014,250(10):49-53.6苗健.国产数据库发展之路J.软件和集成电路,2018(5):40-44.