以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)理論與實(shí)踐研究*

徐龍琴，劉雙?、?，冼遠(yuǎn)清

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州510225；2.廣東海洋大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東湛江524025）

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)理論與實(shí)踐研究*

徐龍琴1,2，劉雙印1,2①，冼遠(yuǎn)清2

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州510225；2.廣東海洋大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東湛江524025）

文章以數(shù)據(jù)庫課程體系建設(shè)存在問題入手，提出構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系，并整合優(yōu)化數(shù)據(jù)庫課程群理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、改革數(shù)據(jù)庫課程群教學(xué)體系與教學(xué)方法、構(gòu)建合理教師團(tuán)隊(duì)、完善考核方式等方面，分析了數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)主要內(nèi)容，構(gòu)建了多平臺、多手段、多層面漸進(jìn)式理論實(shí)踐教學(xué)模式，以提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新能力；數(shù)據(jù)庫；課程群；教學(xué)改革；立體化教學(xué)

創(chuàng)新人才是創(chuàng)新型國家建設(shè)成敗的關(guān)鍵。高校作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)重要機(jī)構(gòu)，要充分利用各種資源、轉(zhuǎn)變教育模式，才能培養(yǎng)和塑造出具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的人才，以滿足社會(huì)快速發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求。高校應(yīng)優(yōu)化課程內(nèi)容，豐富學(xué)生知識儲備，將學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，將注重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貏?chuàng)新思維培養(yǎng)，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

數(shù)據(jù)庫是計(jì)算機(jī)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，它貫穿計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)各個(gè)層次，是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，目前占整個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的70%以上。但對數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題[1]：①只注重單門課程完整性，課程間缺乏交叉融合，未將環(huán)環(huán)相扣教學(xué)內(nèi)容合理劃分、優(yōu)化整合，導(dǎo)致課程間教學(xué)合力不足、教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、遺漏、銜接不暢等問題。②重理論，輕實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)單一，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少，實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)度小，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。③實(shí)踐環(huán)節(jié)重視不夠、呈現(xiàn)碎片化，特別是數(shù)據(jù)庫實(shí)踐教學(xué)體系中還未考慮云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用需求，與社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)，造成學(xué)生缺乏實(shí)際分析解決問題能力。④教師授課各自為政，忽視溝通與交流，理論聯(lián)系實(shí)際不足，不利于學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

針對上述問題，有必要從系統(tǒng)工程和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的視角著手，把數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容密切相關(guān)、相近、滲透、互補(bǔ)的多門課程進(jìn)行重新規(guī)劃和優(yōu)化整合，形成結(jié)構(gòu)合理、層次清晰，課程間相互連接、優(yōu)勢互補(bǔ)而又彼此獨(dú)立的連環(huán)式數(shù)據(jù)庫課程群體[1]，進(jìn)而獲得具有整體優(yōu)勢、資源共享的有機(jī)整體，最終達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。本文依據(jù)教育理論與規(guī)律，結(jié)合我校實(shí)際情況，將數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程統(tǒng)一規(guī)劃、相互協(xié)調(diào)，對如何構(gòu)建數(shù)據(jù)庫課程體系推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行探討，以有效解決目前該課程體系建設(shè)存在的問題。

一、數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)原則與思路

明確數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)目標(biāo)。針對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)及方案，審定數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容之間的層遞性和關(guān)聯(lián)性，注重內(nèi)容間交叉融合，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點(diǎn)串聯(lián)或并聯(lián)成一個(gè)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同重新分配學(xué)時(shí)，以綜合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能。

數(shù)據(jù)庫課程群是個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要根據(jù)社會(huì)需求和專業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)庫課程群體系，使其適合社會(huì)需要。

瞄準(zhǔn)專業(yè)定位，以數(shù)據(jù)庫原理為核心，向外輻射至數(shù)據(jù)庫工具使用、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)等方面的相關(guān)課程集合，主要包括數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計(jì)、大型數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的軟件工程、Java程序設(shè)計(jì)、中間件技術(shù)、Web程序設(shè)計(jì)、MIS項(xiàng)目管理、畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)和就業(yè)等，其重要任務(wù)為培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力、協(xié)同創(chuàng)新能力等。

二、構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系建設(shè)是以教師團(tuán)隊(duì)合作為支撐，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為主線，以課程邏輯聯(lián)系為紐帶、規(guī)劃好課程群涵蓋的知識結(jié)構(gòu)和框架體系，整合教學(xué)內(nèi)容，修訂教案，開發(fā)教學(xué)資源共享網(wǎng)絡(luò)平臺，將各課程知識點(diǎn)、相關(guān)理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和科研項(xiàng)目點(diǎn)、線、面有機(jī)聯(lián)系起來，建設(shè)具有集約化、系統(tǒng)開放化、成員團(tuán)隊(duì)化、連環(huán)互動(dòng)性(師生、師師、生生可實(shí)現(xiàn)連環(huán)互動(dòng))等特點(diǎn)的課程群體系。數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)是一個(gè)綜合性和系統(tǒng)性的問題，建設(shè)內(nèi)容繁多，但最重要有以下幾點(diǎn)：

1.數(shù)據(jù)庫課程群體系構(gòu)建與劃分

基于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)課程特點(diǎn)，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)背景下“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”應(yīng)用型人才需求，研究以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群中課程間的層次性、邏輯性、遞進(jìn)性，注重技能培養(yǎng)，優(yōu)化課程設(shè)置、調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關(guān)課程的組合優(yōu)化，構(gòu)建以創(chuàng)新能力為核心且適宜于應(yīng)用型本科院校IT類人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫課程群體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關(guān)課程的優(yōu)化組合。以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，其數(shù)據(jù)庫課程群體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫課程群體系結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程群體系構(gòu)建與劃分原則，將數(shù)據(jù)庫課程群體系劃分為三個(gè)遞進(jìn)式層次，即基礎(chǔ)理論層、綜合應(yīng)用層、高級應(yīng)用層，具體如下：

（1）基礎(chǔ)理論層。該層主要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫基本原理、基本操作以及MS SQL、My SQL等主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫原理及操作，同時(shí)還要熟練掌握數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、備份與恢復(fù)，數(shù)據(jù)的增、刪、改、查、權(quán)限控制，存儲過程、觸發(fā)器、游標(biāo)等數(shù)據(jù)庫基本操作和簡單數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技能；理論和實(shí)踐課結(jié)束后，以1-3人為小組進(jìn)行需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、編程、測試和部署一個(gè)中小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，以鞏固數(shù)據(jù)庫課程基礎(chǔ)理論知識，利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。

（2）綜合應(yīng)用層。該層次主要學(xué)習(xí)Java、C#、ASP.NET、JSP等開發(fā)工具及項(xiàng)目開發(fā)流程，對具有一定復(fù)雜度的Web應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì)與開發(fā)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)以綜合性、設(shè)計(jì)性為主，主要讓學(xué)生熟練Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)踐，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計(jì)和部署能力，最終使學(xué)生及其小團(tuán)隊(duì)研制出有一定應(yīng)用價(jià)值的綜合性Web應(yīng)用系統(tǒng)[2]。

（3）高級應(yīng)用層。該層次主要是通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)（工程訓(xùn)練），引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)貫通信息感知、數(shù)據(jù)可靠傳輸和應(yīng)用服務(wù)等三個(gè)層次的中型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，擴(kuò)展云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等課程前沿理論與技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識和技能的理解和熟練使用。

2.數(shù)據(jù)庫課程群教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革

采用CDIO工程教育理念和立體化教學(xué)模式[3]，將傳統(tǒng)教學(xué)資源與新媒體技術(shù)相結(jié)合，注重夯實(shí)基礎(chǔ)理論，靈活運(yùn)用綜合性知識，突出學(xué)生自主性、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)及分析解決實(shí)際問題的能力。通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫課程資源網(wǎng)絡(luò)平臺，提升課程共享性、開放性和普適性，優(yōu)化調(diào)整“教”、“學(xué)”、“做”的過程[4]，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法的立體化、教學(xué)手段的現(xiàn)代化[3]，具體方法及措施見圖2。

（1）始終貫徹“知行合一”的理論與實(shí)踐教學(xué)模式。在認(rèn)真優(yōu)化計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫類課程理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，采用CDIO工程教育倡導(dǎo)的“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”新型理論與實(shí)踐教學(xué)方法，將理論和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，由淺入深、循序漸進(jìn)，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)中做，做中學(xué),始終堅(jiān)持“知行合一”的理論實(shí)踐教學(xué)模式，形成“理論一驗(yàn)證一設(shè)計(jì)一綜合一實(shí)訓(xùn)”多層次理論實(shí)踐教學(xué)模式[5-6]。通過把教師科研成果、計(jì)算機(jī)相關(guān)新技術(shù)及國內(nèi)外相關(guān)新實(shí)驗(yàn)相融合，將實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、工程訓(xùn)練四個(gè)層次[5-6]，并以設(shè)計(jì)性、實(shí)訓(xùn)為主，突出學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)。

（2）創(chuàng)設(shè)典型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用案例。創(chuàng)設(shè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)案例至少包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在的問題、用戶業(yè)務(wù)需求、系統(tǒng)分析、功能設(shè)計(jì)、編碼測試等部分，每個(gè)案例剖析和講授至少2學(xué)時(shí)，討論至少1學(xué)時(shí)，使優(yōu)選的教學(xué)案例不僅要體現(xiàn)專業(yè)特色，還要涵蓋教學(xué)知識點(diǎn)，這樣才能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性[4]。

（3）改進(jìn)與完善授課手段，實(shí)現(xiàn)分層次、立體化教學(xué)。在深入研究CDIO工程教育理念的基礎(chǔ)上，通過多媒體、黑板、網(wǎng)絡(luò)信息、移動(dòng)APP、微課等手段改進(jìn)課程講授方式，集實(shí)際典型案例、學(xué)科前沿技術(shù)、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等技術(shù)與素質(zhì)培養(yǎng)為一體，實(shí)現(xiàn)授課手段立體化，全方位提高學(xué)習(xí)者自身素質(zhì)、分析問題、解決問題的實(shí)際能力[2]。

圖2 改革方法與措施示意圖

（4）強(qiáng)化“交互”和學(xué)生參與，建立分組討論和成果匯報(bào)答辯機(jī)制。交互是數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要因素，是師生間雙向交流促進(jìn)學(xué)習(xí)的重要手段。在教學(xué)過程中，采用“授人以漁”的教學(xué)思路，設(shè)計(jì)交互式教學(xué)場景，使學(xué)生協(xié)同分工，多渠道檢索相關(guān)資料，撰寫專題研究報(bào)告，建立“交互式”或“分組式”討論和成果定期匯報(bào)答辯機(jī)制，共同創(chuàng)造創(chuàng)新氛圍，培育學(xué)生多向交流的積極性和自主探究問題的意識。上述措施有效增強(qiáng)了學(xué)生參與度，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知度[4-5]。

（5）建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，加強(qiáng)多渠道線上線下師生交流與互動(dòng)。借助Web和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺，把課程組成員多年教學(xué)大綱、教學(xué)動(dòng)畫、拆解的科研項(xiàng)目案例和精美課件等教學(xué)資料進(jìn)行分類梳理、優(yōu)化和整合，建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，課程組成員通過E-mail、QQ群、微信群、移動(dòng)APP、論壇等多渠道線上線下與學(xué)生交流互動(dòng)，及時(shí)答疑學(xué)生存在的問題，提高數(shù)據(jù)庫課程群教學(xué)效果。

（6）行業(yè)技能競賽融入教學(xué)，以賽代練，以賽促教，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。密切跟蹤并介紹云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析、NoSQL等與數(shù)據(jù)庫相關(guān)最新前沿技術(shù)，開闊學(xué)生視野；指導(dǎo)學(xué)生積極參加“中國軟件杯”、“藍(lán)橋杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽”等競賽，及時(shí)修正和調(diào)整綜合性實(shí)踐項(xiàng)目或案例，合理布置項(xiàng)目任務(wù)，在多個(gè)教師綜合指導(dǎo)下，采用分組合作、討論、交流方式，確保小組項(xiàng)目有序開展。這種將行業(yè)技能競賽與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的以賽代練模式，不僅使學(xué)生所學(xué)理論知識與技術(shù)直接與企業(yè)需求對接，還能大幅提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，有效防止所學(xué)技術(shù)與行業(yè)需求脫節(jié)，為今后就業(yè)奠定項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)是數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)的主力軍和人力資源保障。在課程群負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，每個(gè)成員都要高屋建瓴，具有對數(shù)據(jù)庫課程群的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行多層次和多角度融合優(yōu)化的能力。為此，可通過多次課程組研討、成員自身知識互補(bǔ)性學(xué)習(xí)、到兄弟院校走訪、專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)再教育等方式，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。只有施教者擁有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識，創(chuàng)設(shè)出具有一定創(chuàng)新思維的教學(xué)素材，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。

4.改革考核方式，注重階段性評價(jià)

改革傳統(tǒng)的考卷定“終身”考核方式，加強(qiáng)學(xué)習(xí)階段性評價(jià)，如在理論和實(shí)驗(yàn)課堂上可通過回答問題、專題討論、作業(yè)質(zhì)量、計(jì)時(shí)完成實(shí)驗(yàn)操作、前沿性技術(shù)總結(jié)、系統(tǒng)演示與答辯等措施加大平時(shí)考核比例，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新意識等能力，使傳統(tǒng)的“要我學(xué)”填鴨式教學(xué)模式向“我要學(xué)和我要?jiǎng)?chuàng)業(yè)”等新模式轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生注重平時(shí)知識積累，重視自學(xué)能力、創(chuàng)新思維等方面培養(yǎng)。此外，引入企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)評價(jià)、同行專家評價(jià)、教師評價(jià)、學(xué)生間互評等多種方式相結(jié)合的教與學(xué)效果評價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)評價(jià)形式多元化和動(dòng)態(tài)化，并根據(jù)評價(jià)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)方向與方法等，提高教與學(xué)透明度、應(yīng)用度，使教學(xué)目的更加明確，教學(xué)效果更好。

本文提出了創(chuàng)新型數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)體系，并從改革教學(xué)體系與教學(xué)方法、整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教師團(tuán)隊(duì)、完善考核方式等方面討論了數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)主要內(nèi)容，構(gòu)建了多平臺、多手段、多層面漸進(jìn)式理論和實(shí)踐教學(xué)模式，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點(diǎn)串聯(lián)或并聯(lián)成一個(gè)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)，克服了原數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)的諸多不足，提高了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，為學(xué)生從事數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)奠定了一定基礎(chǔ)，為類似課程群教學(xué)改革起到示范和輻射作用。

[1]劉雙印,徐龍琴.“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].中國電力教育,2012(34):56-58.

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(編輯：魯利瑞)

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A

1673-8454（2017）12-0066-03

①劉雙印為本文通訊作者

國家基金項(xiàng)目“基于動(dòng)態(tài)多尺度分析的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)非線性組合預(yù)測模型研究（編號：61471133）”；廣東海洋大學(xué)教改項(xiàng)目“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程群建設(shè)理論與實(shí)踐研究 (編號：XJG201404)”。