新業(yè)態(tài)新模式下數(shù)據(jù)庫實驗平臺建設(shè)

張少嫻， 陳云芳

(南京郵電大學 計算機學院，江蘇 南京 210046 )

0 引言

MySQL作為一種常用的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由于其開源、穩(wěn)定、安全等特性，在企業(yè)管理軟件、Web應(yīng)用軟件等各個方面受到用戶的青睞。鑒于該產(chǎn)品應(yīng)用的廣泛性，我校開設(shè)了“大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)”這門課程作為計算機及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課，該課程是一門與實踐緊密結(jié)合的課程，要求學生通過上機和綜合實驗，熟悉大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品MySQL，熟練掌握MySQL數(shù)據(jù)庫基本操作、開發(fā)以及日常運維優(yōu)化方法。在實際教學中一些問題不可避免地擺在我們面前：實驗課時太少、課外實驗缺乏監(jiān)管和指導(dǎo)；從實驗內(nèi)容和實驗方法的制定到實驗結(jié)果的處理，學生都是被動的接受者，學生的實踐需求較難反映給教師，學生和教師很難進行實時交流，出現(xiàn)學生迷惑實驗初衷，教師也較難把握實驗效果的兩難境地，影響實驗教學的質(zhì)量。尤其2020 年新冠肺炎疫情這樣的突發(fā)公共事件，更是給線下實驗教學帶來了巨大的沖擊。為了突破傳統(tǒng)線下實驗教學受時間、場地、軟硬設(shè)備和師資條件的制約，設(shè)計與開發(fā)基于云的線上實驗環(huán)境就顯得十分有意義。

1 云計算概述

云計算是分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)存儲等技術(shù)融合發(fā)展的結(jié)果，具有虛擬化資源、資源池式管理和彈性擴展提供服務(wù)的特點。在云中，所有的資源包括硬件、

軟件、平臺均是作為服務(wù)被傳遞的，所有云用戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)從“云”所提供的資源中獲得所需要的服務(wù)。在云用戶端看來，“云” 中的資源是動態(tài)的、無限擴展的、虛擬化的，并且可以隨時獲取，按需使用。從這個角度來看，云計算具有節(jié)省成本、資源利用率高、擴展性強等優(yōu)勢，進而體現(xiàn)出云計算“一切皆服務(wù)”的基本理念[1]。

本在線實驗平臺的開發(fā)，最終選擇了阿里云作為系統(tǒng)的云平臺,相比較于傳統(tǒng)的服務(wù)器商家，阿里云會嚴格執(zhí)行服務(wù)器準入標準以及運維標準，以保證整個云計算的高可用性，數(shù)據(jù)的可靠性。并且阿里云每個地區(qū)提供不同的服務(wù)區(qū)，面對不同的地域和行業(yè)都可以在阿里云上找到對應(yīng)的解決方法。

2 課程實驗簡介

俗話說“眼過千遍，不如手過一遍”，該門課程是一門實踐性很強的課程，實驗內(nèi)容的設(shè)置最終要以學生掌握知識、并提高學習能力為目標[2]，因此存在幾個關(guān)鍵的問題：(1)實驗任務(wù)的設(shè)計要有啟發(fā)性和科學性，能啟發(fā)學生進行邏輯推理，并能培養(yǎng)學生的動手能力和綜合解決實際問題能力。(2)知識點的掌握。實驗的目的就是讓學生能夠通過實驗環(huán)節(jié)掌握知識點，并能運用相關(guān)知識點解決實際問題，這對于教師提出更高的要求，需要思考如何提出一個完善的實驗方案才能夠涉及相關(guān)的知識點，同時，該實驗方案又能從多個角度培養(yǎng)學生思考問題、解決問題的能力以及培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

針對理論教學中的重要知識點，筆者精心地設(shè)計了實驗課程方案，設(shè)計了如下的實驗考核內(nèi)容[3]。編寫了詳細的實驗指導(dǎo)書，明確學生的上機目的和步驟。

實驗一：MySQL數(shù)據(jù)庫安裝配置及基礎(chǔ)使用(2學時)。

實驗二：MySQL數(shù)據(jù)庫的開發(fā)基礎(chǔ)(2學時)。

實驗三：MySQL的進階開發(fā)技巧(4學時)。

實驗四：MySQL管理維護(2學時)。

實驗五：MySQL數(shù)據(jù)庫建模(2學時)。

3 實驗平臺的建設(shè)

3.1 平臺的主要功能

整個系統(tǒng)有3個模塊:學生、老師以及管理員。學生功能區(qū)模塊主要包括通知公告、在線實驗、查詢成績、資料下載、交流區(qū)5個模塊；老師功能區(qū)模塊主要包括學生信息管理、實驗管理、視頻教學、發(fā)布公告、實驗答疑、導(dǎo)出功能；管理員模塊功能包括管理實驗老師的相關(guān)信息、實驗資源管理、發(fā)布和刪除各種通知[4]。

學生模塊主要功能有以下幾項。

(1)通知公告：及時地獲得老師發(fā)送的與本班級相關(guān)的實驗公告。

(2)在線實驗：學生通過老師分配的用戶名和密碼進入到已經(jīng)配置好的phpMyAdmin圖形化界面，建立以自己學號命名的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)教師提供的實驗教程進行在線實驗,完成實驗操作后,在線提交實驗報告,等待教師批改、查看。

(3)查詢成績：學生可查詢每次實驗的成績以及教師的批改意見。

(4)資料下載：下載教師提供的各種實驗配套資源，包括各種實驗教程以及實驗視頻。

(5)交流區(qū)：學生對實驗的疑惑或者建議，都可以通過這功能區(qū)反饋，并能查看到老師的回復(fù)。

老師模塊主要功能有以下幾項。

(1)學生信息管理：班級信息的增刪改、班級成員的管理。

(2)實驗管理：實驗項目的增刪改、布置實驗(將某個實驗作為某個班級的一個實驗內(nèi)容)；老師可以根據(jù)班級和實驗名搜索班級實驗報告的提交進度；通過查看實驗詳情檢查當前班級的學生的實驗完成情況，查看實驗詳情還包括搜索、查看實驗報告、批改實驗報告三個基礎(chǔ)功能。老師可查看本班所有學生的實驗詳情，也通過學生姓名進行搜索，搜索結(jié)果包括學生的學號、姓名、提交狀態(tài)、實驗批改狀態(tài)以及評分、評語等基本信息，對未批改的實驗報告進行審閱及評分。

(3)視頻教學：老師可錄制視頻并上傳至平臺以供學生能夠隨時隨地的進行學習，對于錄制好的視頻課程可及時地更新或者下架、刪除等操作[5]。

(4)發(fā)布公告：發(fā)布實驗任務(wù)、實驗報告上交時間等公告信息。

(5)實驗答疑：對學生提出的關(guān)于實驗的疑惑進行回復(fù)。

(6)導(dǎo)出功能：可以按班級批量導(dǎo)出學生的實驗報告。

3.2 平臺的實現(xiàn)及部分運行效果圖

該在線實驗平臺整體采用 B/S 架構(gòu)，前端頁面展示采用 JSP 技術(shù)，后臺使用 Tornado框架以及SSH框架進行開發(fā)，數(shù)據(jù)存儲采用 My SQL、Redis，數(shù)據(jù)庫負載均衡采用MyCat，并以 Tomcat 作為服務(wù)器。在云服務(wù)器中安裝配置了MySQL數(shù)據(jù)庫，并安裝了MySQL的圖形化管理軟件phpMyAdmin，通過使用phpMyAdmin完成在線實驗。同時在代碼開發(fā)過程中，對各個瀏覽器的兼容問題做出相應(yīng)的樣式解決和相關(guān)適配，對樣式與JavaScript進行兼容調(diào)整，以保證在多種瀏覽器及高版本中準確執(zhí)行，隨時滿足不同用戶的要求。并且，加入了移動端的適配，部分手機也可以訪問該網(wǎng)頁。

在線實驗的入口界面如圖1所示。教師查看班級實驗報告的提交進度頁面如圖2所示。按班級、實驗名搜索實驗詳情頁面如圖3所示。

圖1 在線實驗的入口

圖2 實驗管理頁面1

圖3 實驗管理頁面2

4 結(jié)語

本文所展示的基于云的數(shù)據(jù)庫在線實驗平臺使學生可以不受時空的限制，隨時隨地完成實驗操作；平臺上的各種學習資源都是實時更新的，學生可實時獲取豐富的學習資源；老師可以針對每個實驗進行統(tǒng)一的實驗環(huán)境配置與管理，免去了學生自己配置環(huán)境的煩瑣過程，從而使學生把所有精力投入知識點的學習；方便教師布置和批改實驗報告，便于教師與學生之間的信息交流，從而高質(zhì)量地完成實驗教學工作，也為新冠肺炎疫情防控期間教學的順利進行提供了大力的支持。

由于準備時間比較倉促，基于云的數(shù)據(jù)庫在線實驗平臺還需要進一步地完善和改進功能，進一步提高學生自主獲取知識和創(chuàng)新的能力。