通专融合视域下重构“新工科”数据库课程

周泓

淮阴工学院计算机与软件工程学院，江苏，淮安，223003

关键字：新工科；数据库课程；多维融合一体化

0 引言

为培养适应新产业和新经济发展需求的卓越工程创新人才，教育部提出了新工科建设，实现面向未来、面向世界、面向需求的“新工科”工程教育[1,2]。“新工科”教育理念对大学数据库课程的教学体系、内容、方法等提出了新的要求，需代表最新的产业或行业发展方向，体现引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性[3]。本文以应用型本科课程《数据库原理及应用》为实例，阐述“新工科”通专融合视域下的数据库课程重构思路与方法。

淮阴工学院为应用型本科院校，其所开设的《数据库原理及应用》课程是江苏省在线开放课程（MOOC），也是江苏省一流的线上线下混合式课程。该课程依托于中国MOOC平台开展线上线下混合教学，讲授数据库的基本原理和工程实践，为学习者从事数据库领域相关工作或后续学习奠定基础。本课程面向“新工科”人才培养需求，面向数据库行业领域新态势、新需求，分别从课程体系、内容与资源三方面进行课程重构。

1 重构课程体系，打造“多维融合一体化”教学

《数据库原理及应用》课程结合自身特点，以学院创客中心、产业学院、合作企业为依托，以数据库应用、创新人才为主线，构建多维融合一体化课程体系。课程强调“思政引领、通专融合、多链协同”，建立以学生为主体、市场需求为导向、产业发展为牵引的产教一体化、集成式课程体系；促进高等教育供给侧精准对接产业需求侧，着力打造技术标准、人才标准，“双标准”融会贯通的特色课程。

为此，学院投入1600余万元，建成了1170平方、370个工位的情景交融式创客空间，以学科竞赛、创新项目、创客项目为切入点，形成“工程师－教师－学生”互动式学习氛围，促进知识分享、跨界协作，引导学生综合应用数据库专业知识实现创意以至产品化，提高学生的创新创业能力。同时，学院设立校企联合研发中心，企业工程师与学生一起进行数据库技术攻关和产品研发。

自校企共建课程以来，企业选派系统分析师、系统架构设计师、软件设计师等高端专业人才及数据库技术骨干30余人次，进校、进课堂、进研发中心，传授、指导、分享先进的技术知识、研发方法、经典案例，助力学生快速成长，实现毕业就业无缝衔接。

2 重组课程内容，凸显“新、专、交”特色

2.1 “新”，引入领域前沿

数据库技术作为计算机技术的一个重要分支，在很多行业都有着广泛而重要的应用。应用型本科数据库课程教育当下存在一个较为突出的矛盾，并随着产业不断升级与技术迅猛发展而日益尖锐，即产业与人才的供需矛盾。一方面是企业虽然给出了高薪，但是仍然招不到或招不满专业素养、专业技能与企业需求相匹配的人才；另一方面是学生毕业后，很难找到理想或合适的工作。解决此供需矛盾的最根本方法是了解产业实际、新兴需求，使产教深度融合；同时要关注国家新战略和领域发展，引入前沿技术[4,5]，打通课堂到职场的最后一公里。

本课程深化产教融合，结合企业需求与学生的实际能力水平，持续更新迭代教学内容，以避免出现教学滞后、与产业需求脱节的问题。例如，当前产业对数据库的需求主要分为数据库应用与基础研究两个方向。针对数据库应用方向，在了解到产业对SQL语句的排错与调优能力有较高需求后，实际教学中讲授SQL语句时，在SQL语句编写的基础教学上，增加并强化了SQL语句调试、排错与调优的高级教学，分层次递进实施。对于数据库基础研究部分，受限于课程学时与学生能力，主要在课外针对学优生进行，引入产业优势资源，与江苏卓易（中国大陆唯一BIOS固件供应商）联合打造特色鲜明、内涵丰富的教学内容，研究数据库与BIOS之间中间件的设计与开发，解决基础软件中的“卡脖子”问题。

本课程将领域新知识、新技术、新应用及时引入课程教学，考虑到教材编写与更新的时间和物质成本，本课程主要通过对教学课件、案例库、实践项目的更新完善，以及领域前沿技术文献、视频、课程的分享推送，或是课外开展学术交流、学科竞赛、创新创业等课外实践与研究活动来实现领域前沿的引入，保证教学内容与形式的持续优化。例如，本课程在大数据应用方面，引入了非关系型数据库的实践课题，实现了从关系型数据库向非关系型数据库的知识迁移；人工智能应用方面，在课外拓展引入知识库，引导学生探究知识库在数据库基础上的实现；嵌入式开发方面，引入了嵌入式“小”“微”数据库的教学案例，拓宽知识体系。课程的教学内容和形式与时俱进，充分体现了高阶性、创新性和挑战度[6]，培养了拥有新知识结构和创新能力、满足未来新兴产业和新经济实际需求的创新人才。

2.2 “专”，打造“专”“精”特色

《数据库原理及应用》课程的MOOC线上教学主要面向本科学生以及社会学习者，线下教学则主要面向本校计算机、软件、网络、物联网、大数据、信息与计算科学等专业的本科在校生。以专业为导向，不同专业在执行本课程教学时，在教师、课时、学分、内容、考核等环节上均进行了针对性的设计，以适应不同要求和专业背景的同学来学习数据库知识与技术，提高教学实效性。

师资方面，不同专业的数据库授课教师相对固定，且要求具有该专业的相关工程背景，以确保教学效果。课时、学分与考核方面，相较于非计算机专业，计算机类专业的《数据库原理及应用》课时更多，学分更高，考核更难。教学内容方面，紧扣专业培养目标，注重与学科专业知识的融合。在课时有限的情况下，在课程与专业间找准知识、技术体系的“黄金交叉点”，并以此为“支点”，在夯实数据库理论基础的同时，强化专业素养与能力。

本课程面向“计算机科学与技术”专业，研究数据库体系架构的优化与创新，数据库中间件的开发与应用，数据库访问速度和使用效率的提高；面向“软件工程”专业，研究SQL语句优化、嵌入式软件开发中轻量级数据库的实现与优化；面向“物联网工程”专业，研究移动智能设备中数据库的实时应用；面向“网络工程”专业，研究政企云服务模式中数据库的部署与应用；面向“数据科学与大数据技术”专业，研究智慧城市中的大数据解决方案。最终实现“同课异构”的专业特色教学，培养“专”“精”人才。

2.3 “交”，促进交叉融合

“新工科”背景下，倡导学科交叉和跨界整合[7]，强调学科和产业融合，以避免出现传统的学科划分过细、过于独立带来的领域知识局限性强、难以支撑解决重大科学及工程问题的现象。

数据库作为计算机类专业的专业核心课程，也是信息、管理、计算科学等与工程相关专业的专业基础课，跨学科（工、理、农、经、文等）特征明显；数据库技术在产业中（工、农、商、医、政等）应用广泛，跨产业特征显著。产业中的数据库应用实际需求，并不只局限于数据库设计与开发，通常会需要有相关软件开发、数据管理、数据挖掘、数据分析等能力，然而这些能力不是某一门课程能够独自覆盖的。因此，《数据库原理及应用》课程着力打造“博”与“通”的知识架构，强调课程、学科、产业的交叉融合，培养学生数据、计算、系统思维和通融识见的能力，并能够在实践中应用这些能力。

（1）课程间交叉融合。课程交叉融合主要体现在教学中对先修课程（如编程语言、数据结构等）以及后续课程（如高级数据库、数据挖掘等）的承上启下。在实际授课中，会在第一节课中先引入导论，介绍本专业、本领域相关的完整知识体系，说明课程地位、指出课程目标、介绍相关产业和职业的能力需求。在随后的课程实际教学中，教师也不会局限于只对数据库相关知识进行讲解，而是由点到面，从知识碎片到知识体系不断延伸与拓展。例如，在讲授数据库设计步骤时，会与软件工程中的软件开发步骤一起联动讲解；在讲授数据库“索引”时，会引导学生进行知识点的串联，回忆数据结构课程中有关“树”的概念，在复习以往知识的同时加深对“索引”新知识的理解，强化所学知识的实际应用。

此外，还要积极推进跨课程的综合实训，将与数据库应用密切关联的课程（如编程语言、数据结构、软件工程等）各自单独的课程设计或实习统编为一个综合实训，打破课程壁垒、提升实效。例如软件开发综合实训，从需求分析到设计开发，从编程实现到测试优化，整个实训环节覆盖了多门课程的知识点，去除了以往各课程独立实训中的低价值重复课业，增加了课程融合后的综合性，对学生的综合能力进行立体化培养，事半功倍。

（2）学科与产业的交叉融合。学科与产业交叉主要体现在案例教学与项目实践中。本课程注重产教融合，精选并设计了跨学科、跨产业的工程案例与实践项目，构建专题式、模块式且与学习内容相匹配的真实、专业、复杂的工程教学实践环境。针对不同知识背景和基础水平的学生提供了不同主题、难度的项目，打破学科、产业壁垒，推进个性化、差异化教学。

以课程教学中所选用的智能审图系统为例，该项目来源于授课教师已产业化的科研项目，涉及计算机、建筑、审查等不同行业，涵盖数据库、图像处理、模式识别、机器学习等不同技术的综合运用。对该项目进行拆解与脱敏，依托于该项目进行案例教学或实践指导，将多学科交叉与产业技术攻关研究有效结合起来，引导学生主动学习新技术、新方法，构建多学科交叉的知识结构；对核心复杂的跨域问题展开深入研究，发现、创造知识；培养学生对于复杂工程的研发实践能力，以及自适应学习与终身学习的能力。

此外，本课程还以跨域工程项目为依托，以学生为主导，推进情景式、沉浸式学习。在专题学习与项目实践时，设置不同的职业岗位，让学生充分体验、学习、掌握职业技能、提升职业素养，培养团队合作能力，以适应未来的职业需求。例如，在数据库项目实践中，采用项目经理负责制，由其制定总体方案，控制进度。团队中设有需求分析师、数据库设计师、数据库工程师、数据库测试员、数据库管理师等不同岗位。

3 完善课程资源，凸显“立新真”特色

本课程邀请专家、合伙企业全程参与课程建设，撰写课程大纲、编写教学案例、开发实践项目，共同构建“情景交融”式“立新真”课程资源。

“立”，即课程资源立体化。本课程线上、线下资源丰富立体（省一流混合式课程）。线上资源有：中国MOOC在线开放MOOC课程1门（省级）、校外引用SPOC课程1门、校内SPOC课程1门、超星在线开放课程1门（校级）。本课程出版教材6部，其中省级精品教材2部、重点教材2部。线下资源有：多媒体课件库1个；自建题库、试题库各1套；产学研案例库 1个；拓展资源库1个。

“新”，即课程资源新颖化。本课程资源善用网络、新媒体及各种先进信息化工具与手段，制作多媒体课件（曾获国家级课件大赛三等奖）、编辑动画、录制微课视频等，让课程资源绘声绘色起来。

“真”，即课程资源情景化。本课程依托江苏冲浪软件有限公司，精选企业真实、典型的信息系统软件项目10余项，构建情景交融式产学研案例库。以“课题+项目”为主体，实现教学资源的学、践、研、创贯通，通过开源服务和再开发，引导学生自主学习、探究学习。例如，基于企业“数字房产地理信息系统软件”的教学案例，集成了房屋登记、档案管理、图形管理三个系统，以房屋登记为主线，实现了产权产籍管理。利用该系统案例，学生可以在真实的项目情境中学习基于SQL Server的数据库开发、数据互通、数据实时更新、数据治理与质量控制等，有效提升了学生面向领域平台的数据库系统开发应用的实践能力。

4 结语

为了契合“新工科”创新型复合人才的培养需求，适应新态势、新技术带来的新需求，《数据库原理及应用》课程针对课程理论性强、综合性强、实践性强的特点，围绕着产教学研深度融合，从课程体系、课程内容、课程资源三个方面对课程进行重构，构建以“教师－工程师－科创导师－学生”为主体的良性互动式“多维融合一体化”学习环境。从实施现状来看，重构后的课程可解决课程教学滞后于产业发展、学生职业适应性不足、课程教学内容拓展度较低、对学生未来的工作和科研支持度有限、专业发展适应度不高等问题，全面打造数据库“金课”，为培养复合、创新的数据库人才提供更多的动力和更强的支撑。