新工科背景下NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程建設(shè)探索與實踐

袁燕妮，吳 斌，王 柏

（北京郵電大學(xué)計算機學(xué)院（國家示范性軟件學(xué)院），北京 100876）

0 引言

新工科（Emerging Engineering Education，3E）是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向。人們對未來美好智能化生活的向往激發(fā)了各個領(lǐng)域?qū)π鹿た迫瞬诺木薮笮枨?，使得云計算、大?shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興工科專業(yè)方向人才培養(yǎng)成為當前高等教育的焦點，因此對高校人才培養(yǎng)提出了更高要求。

面向產(chǎn)出的教育理念（Outcome Based Education，OBE）強調(diào)的成果產(chǎn)出是指學(xué)生最終取得的學(xué)習(xí)結(jié)果，也即學(xué)生通過系列課程學(xué)習(xí)、專業(yè)培養(yǎng)后所能達到的最大能力。OBE 理念是我國工程教育專業(yè)認證的核心思想。

數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)是重要的新工科特色專業(yè)?？萍紡妵繁厝话殡S著國民經(jīng)濟生產(chǎn)生活的高度信息化發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲技術(shù)是大數(shù)據(jù)復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在面對社交網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲、高并發(fā)電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)感知數(shù)據(jù)存儲等很多業(yè)務(wù)場景時顯得力不從心。為適應(yīng)大數(shù)據(jù)的多樣性特點，圖類、文檔類、列族類、鍵值類等NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)運而生，且發(fā)展迅速，在企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。掌握NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識原理與模型設(shè)計方法，并能將其用于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的建模分析及數(shù)據(jù)存儲操作管理，是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)人才培養(yǎng)的核心基礎(chǔ)能力。

1 課程建設(shè)現(xiàn)狀與問題

NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)泛指非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在北京郵電大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中，NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程是面向大三學(xué)生在第六學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。課程在2019-2020 學(xué)年春季學(xué)期首次開課，設(shè)置2 學(xué)分，共計32 學(xué)時。該課程主要面臨以下問題和挑戰(zhàn)：

（1）缺乏成熟的教學(xué)大綱指引。教育部2016 年批準成立數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)，北京郵電大學(xué)屬于2017年第二批獲準開設(shè)該專業(yè)的高校。在目前的課程體系中，數(shù)據(jù)庫原理課程主要掌握以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為主的相關(guān)理論技術(shù)基礎(chǔ)知識。在大數(shù)據(jù)時代背景下，為適應(yīng)社會技術(shù)變革的需求，需引入NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。因此，迫切需要依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)總體目標，基于OBE 理念從多角度設(shè)計該課程能力培養(yǎng)目標、教學(xué)內(nèi)容模塊及適宜的教學(xué)方法。

（2）NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)種類多，技術(shù)差異大。參考數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域知名排名網(wǎng)站db-engines，目前市場上的NoSQL數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品有上百種，不同產(chǎn)品適合不同的應(yīng)用場景。因此，需要探索如何在有限的課時內(nèi)，針對不同種類NoSQL 數(shù)據(jù)庫的特點，設(shè)計適合的案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能讓學(xué)生在理解主流NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)理論的前提下，培養(yǎng)其問題分析、抽象建模與知識實際運用能力。

2 相關(guān)研究

大數(shù)據(jù)時代，很多高校緊跟時代發(fā)展，對數(shù)據(jù)庫相關(guān)原理與應(yīng)用類課程進行教學(xué)改革。在教學(xué)內(nèi)容方面，大多是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫課程基礎(chǔ)上拓展性學(xué)習(xí)NoSQL 數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)分類與特點，并選擇其中一種或兩種NoSQL 數(shù)據(jù)庫進行深入學(xué)習(xí)，如HBase、MongoDB 或圖數(shù)據(jù)庫等。但不同種類的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)存在顯著差異，不像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫知識體系具有很好的遷移性，只需掌握統(tǒng)一的SQL語言就能很好地學(xué)習(xí)掌握各種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程涵蓋的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)類型需要同時兼顧深度和廣度，如目前數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程中普遍缺乏采用對等集群架構(gòu)的Cassandra 列族數(shù)據(jù)庫與時序數(shù)據(jù)庫技術(shù)知識內(nèi)容；圖數(shù)據(jù)庫在社交網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域、推薦領(lǐng)域、知識圖譜領(lǐng)域等應(yīng)用越來越廣泛，但在已有數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程知識體系中仍處于空缺，或存在內(nèi)容不夠突出與實踐不深入的問題。同時，2021 年區(qū)塊鏈首次被納入國家五年規(guī)劃，在“加快數(shù)字發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”篇章中，區(qū)塊鏈被列為“十四五”七大數(shù)字經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)之一。然而，目前數(shù)據(jù)庫相關(guān)課程知識體系中尚缺乏NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)分布式存儲技術(shù)的銜接。為更好地滿足國家對區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)的迫切需求，課程需要探索引入?yún)^(qū)塊鏈存儲技術(shù)。

在教學(xué)方法方面，圍繞課前、課中、課后學(xué)習(xí)過程各個環(huán)節(jié)采用線上、線下混合式教學(xué)模式，通過案例教學(xué)、興趣驅(qū)動、加強互動測試以及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果是目前重要的教改研究方向。針對NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)，Zinovieva 等提出直接引入MongoDB 等官方視頻課程資源的方法，并將第三方平臺學(xué)習(xí)效果評價引入課程學(xué)習(xí)效果評價體系；劉雯敏、胡瑞娟等應(yīng)用BOPPPS 模式對在線教學(xué)各個環(huán)節(jié)進行了探索。各種教學(xué)方法給本課程教學(xué)研究提供了很好的參考借鑒，因此需要基于本課程設(shè)計的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)學(xué)習(xí)路徑，針對課程能力培養(yǎng)目標，綜合運用多種教學(xué)方法進行探索與實踐。

3 學(xué)生能力培養(yǎng)目標

依循OBE 理念并參考中國工程教育認證標準，北京郵電大學(xué)制定了數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求，共包括12 個方面。NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程主要需要完成課程相關(guān)工程知識能力、問題分析能力、解決方案設(shè)計與實現(xiàn)能力3 方面培養(yǎng)目標，并具體涉及4 個畢業(yè)要求指標點。對應(yīng)各個指標點設(shè)計了以下課程教學(xué)目標：

（1）掌握NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)知識及原理，培養(yǎng)能夠?qū)⑾嚓P(guān)專業(yè)知識與原理、工程方法及抽象建模方法綜合運用于分析和解決NoSQL 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲復(fù)雜工程問題的能力，以及能夠?qū)鉀Q方案進行比較與綜合的能力。

（2）培養(yǎng)能夠根據(jù)NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的需求描述，運用所學(xué)相關(guān)技術(shù)原理及方法進行分析，建立用于解決問題的圖類、文檔類、鍵值類、列族類等數(shù)據(jù)存儲抽象模型的能力。

（3）培養(yǎng)能夠針對已建立的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的抽象模型，論證模型的合理性，并通過文獻研究對改進的可能性進行分析，尋求可替代的解決方案，獲得有效結(jié)論的能力。

（4）培養(yǎng)學(xué)生了解NoSQL 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)一般流程，能夠基于NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲建模設(shè)計與數(shù)據(jù)操作開發(fā)的能力。

4 課程建設(shè)探索與實踐

4.1 學(xué)習(xí)路徑探索

在北京郵電大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中，學(xué)生通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)課程等先修課程，已對數(shù)據(jù)科學(xué)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)有了整體認知，并對NoSQL 數(shù)據(jù)庫相關(guān)概念有了初步理解。NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)路徑以學(xué)生能力培養(yǎng)目標為核心，深入探討NoSQL 數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的區(qū)別，以及與云計算、區(qū)塊鏈的區(qū)別與聯(lián)系，并結(jié)合應(yīng)用場景重點研究主流的四大類NoSQL 數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)路線，設(shè)計了8 個知識模塊共計12 章內(nèi)容。具體學(xué)時計劃如圖1所示。

Fig.1 Curriculum knowledge module design and class hours arrangement圖1 課程知識模塊設(shè)計及課時安排

學(xué)生在學(xué)習(xí)時，通過第1 章先對NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)有個整體認識，特別是常用的最終一致性保障算法；第2-9章每兩章為一個模塊，分別先掌握某類數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)理論與共性知識，再具體學(xué)習(xí)某一種數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲模型特點與設(shè)計方法、集群架構(gòu)及數(shù)據(jù)操作管理等細節(jié)知識，并通過實踐環(huán)節(jié)進一步加強對理論知識的理解，培養(yǎng)方案設(shè)計與實現(xiàn)能力；第10 章學(xué)習(xí)基于Python、Java 語言的4 類數(shù)據(jù)庫編程訪問技術(shù)；第11 章主要基于時序數(shù)據(jù)庫、RDF 存儲、搜索引擎了解其他類型的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)；第12 章簡要介紹區(qū)塊鏈存儲關(guān)鍵技術(shù)。

區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，也是分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機制、加密算法、點對點傳輸?shù)扔嬎銠C技術(shù)的一種新型綜合應(yīng)用模式，可用于驗證記錄信息的真實性與有效性，在各個領(lǐng)域備受關(guān)注。習(xí)近平主席在主持中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時提出把區(qū)塊鏈作為我國核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，但目前還缺乏獨立的課程體系以滿足迫切的區(qū)塊鏈研發(fā)人才需求。本專業(yè)為更好地滿足國家雙創(chuàng)型人才培養(yǎng)需求，特別設(shè)計了該模塊，讓學(xué)生學(xué)習(xí)了解區(qū)塊鏈相關(guān)核心概念、關(guān)鍵技術(shù)類型及NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)在其中發(fā)揮的作用。

4.2 混合式教學(xué)方法探索

本課程一方面借鑒BOPPPS 模式，在6 個教學(xué)環(huán)節(jié)中，導(dǎo)言（Bridge-in）環(huán)節(jié)先用思維導(dǎo)圖及設(shè)問方式吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的好奇心及學(xué)習(xí)興趣，并明確學(xué)習(xí)目標（Objective/Outcome）；前測（Pre-assessment）環(huán)節(jié)通過互動溝通了解學(xué)生先修課程知識的掌握情況；授課環(huán)節(jié)采用參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）方法及時反饋學(xué)生是否已理解難點問題；后測（Post-assessment）環(huán)節(jié)要求學(xué)生及時完成各個章節(jié)客觀題、主觀設(shè)計與實踐類作業(yè)，通過作業(yè)及時收集學(xué)生學(xué)習(xí)成效數(shù)據(jù)；總結(jié)（Summary）環(huán)節(jié)講解學(xué)生作業(yè)中存在的突出問題，進一步鞏固學(xué)習(xí)成效。同時，課堂主要采用以下方法達成學(xué)生能力培養(yǎng)目標：

（1）理論與實踐相結(jié)合。與其他課程不同，本文并沒有單獨將實踐部分割裂出來開設(shè)設(shè)計類課程，而是采用理論與實踐并重的方式，對應(yīng)4 類主流NoSQL 數(shù)據(jù)庫教學(xué)模塊，每個模塊都設(shè)計了實踐環(huán)節(jié)，分別基于圖類、文檔類、鍵值類、列族類數(shù)據(jù)存儲需求，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)理論與技術(shù)知識基礎(chǔ)上，能夠靈活運用相關(guān)知識進行復(fù)雜問題分析，完成存儲模型抽象設(shè)計，并通過實踐驗證與優(yōu)化方案，在理解NoSQL 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用場景基礎(chǔ)上掌握基于Python訪問4 種數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方法，為大四階段Web 開發(fā)技術(shù)課程學(xué)習(xí)，以及完成基于NoSQL 數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)類畢業(yè)設(shè)計任務(wù)打好基礎(chǔ)。

（2）開放式問題分析設(shè)計作業(yè)。依據(jù)OBE 理念，將學(xué)生掌握內(nèi)容的方式從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力，平時分析設(shè)計題作業(yè)沒有標準答案，在滿足需求的前提下允許學(xué)生按照個人風(fēng)格進行創(chuàng)新性設(shè)計。學(xué)生針對不同種類NoSQL 數(shù)據(jù)庫存儲需求描述，如直接觀察大眾點評系統(tǒng)網(wǎng)頁中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)并設(shè)計其背后的文檔數(shù)據(jù)存儲模型，學(xué)生可充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新性思維提出存儲方案，并在實踐環(huán)節(jié)對自己設(shè)計的方案作進一步驗證與優(yōu)化。

（3）分組研學(xué)。學(xué)生在學(xué)習(xí)Neo4j、MongoDB、Redis、Cassandra 4 種NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)時，每種數(shù)據(jù)庫技術(shù)教學(xué)模塊雖然內(nèi)容不同，但學(xué)習(xí)路徑相近。在講解第11、12 章內(nèi)容的基礎(chǔ)上，會安排學(xué)生按各自的興趣分組自主選題進行調(diào)研學(xué)習(xí)。學(xué)生在一定范圍內(nèi)可選擇一種國內(nèi)外優(yōu)秀的NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)，按照調(diào)研學(xué)習(xí)路徑模板要求撰寫技術(shù)分析評價總結(jié)報告，該方法可有效培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、溝通協(xié)作能力、技術(shù)方案綜合分析比較能力及技術(shù)更新拓展能力。

（4）自定步調(diào)的學(xué)習(xí)。2020學(xué)年整個春季學(xué)期及2021學(xué)年春季學(xué)期前三周處于疫情階段，學(xué)生在家主要通過線上方式學(xué)習(xí)。充分考慮每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、經(jīng)濟條件及學(xué)習(xí)環(huán)境等主客觀因素的差異，借鑒SPOCs 教學(xué)理念，為學(xué)生錄制了教學(xué)視頻。學(xué)生可以自定步調(diào)，更加彈性地制定個性化的學(xué)習(xí)計劃。其可選擇性地針對自己的重難點問題，采用視頻快播、慢放或反復(fù)研習(xí)等方式達成每周學(xué)習(xí)目標。該方法可使不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生在不同時間、通過多種途徑和方式達到同一目標，一定程度上也能緩解疫情帶來的學(xué)習(xí)焦慮問題。

（5）多渠道答疑。通過建立課程QQ 群及時分享學(xué)習(xí)資源并為學(xué)生答疑。課程各個章節(jié)作業(yè)通過雨課堂平臺發(fā)布，教師可在系統(tǒng)中對每位學(xué)生的作業(yè)進行評閱并反饋問題，學(xué)生手機終端可隨時收閱教師的作業(yè)點評。學(xué)生也可在課間面對面地與教師進行溝通交流，或者通過郵件方式答疑。

4.3 能力遞進案例設(shè)計探索

CAP 理論是不同類型NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的理論基礎(chǔ)，分別指一致性、可用性、分區(qū)容錯性或容忍性，不同類型NoSQL 數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)存儲一般采用橫向可擴展的集群架構(gòu)，基于多副本機制及多副本最終一致性算法保障大數(shù)據(jù)存儲的分區(qū)容忍性和高可用性。課程重點學(xué)習(xí)Raft、Quorum 的NWR 策略等最終一致性管理常用算法基礎(chǔ)理論知識。4 個教學(xué)模塊參考db-engines 數(shù)據(jù)庫排名網(wǎng)站，選擇當前領(lǐng)先的4 種數(shù)據(jù)庫進行深入迭代式學(xué)習(xí)，使學(xué)生的相關(guān)能力螺旋式遞進提高。在每個教學(xué)模塊的最后實踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過實際應(yīng)用場景案例提升問題分析、模型抽象設(shè)計及知識運用能力。教學(xué)模塊知識要點及實踐內(nèi)容如表1所示。

Table 1 Key knowledge and practical content of teaching module表1 教學(xué)模塊知識要點及實踐內(nèi)容

4 個教學(xué)模塊中知識點較多，結(jié)合應(yīng)用場景部分，實踐教學(xué)案例設(shè)計思路如下：

（1）Neo4j 數(shù)據(jù)庫。面向某個應(yīng)用領(lǐng)域，如教育領(lǐng)域基于大學(xué)中課程、學(xué)院、專業(yè)、教師、選課等日常活動，引導(dǎo)學(xué)生抽象出需求描述中的節(jié)點標簽、關(guān)系類型及其屬性等圖數(shù)據(jù)庫建模要素，形式化表示成對應(yīng)的屬性圖模型，并基于所設(shè)計的模型完成圖數(shù)據(jù)庫實踐任務(wù)。

（2）MongoDB 文檔數(shù)據(jù)庫。直接以某互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺上呈現(xiàn)的電影、影評、作者、評分等數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生進行問題分析，靈活運用嵌套文檔、大文檔分解的思路設(shè)計樹型結(jié)構(gòu)集合模型，領(lǐng)悟相同集合中不同文檔“大同小異”的設(shè)計特點。即不同文檔在大多數(shù)字段相同的基礎(chǔ)上，部分字段可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行靈活擴展與差異性設(shè)計。

（3）Redis 鍵值數(shù)據(jù)庫。Redis 數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)分別適用于不同應(yīng)用問題，以用戶列表、產(chǎn)品銷量排行、產(chǎn)品HASH 鍵值結(jié)構(gòu)存儲為例，通過將對應(yīng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一行產(chǎn)品的多個列鍵值對設(shè)計成分散的多個字符串類型鍵值，以及通過鍵名稱相互有聯(lián)系的多個字符串類型鍵值或一個綜合的Hash 鍵值，比較不同方案的差異，讓學(xué)生深入掌握鍵值數(shù)據(jù)存儲操作的特點，領(lǐng)悟鍵名稱中哈希鍵標簽設(shè)計與集群中slot之間的映射關(guān)系。

（4）Cassandra 列族數(shù)據(jù)庫。Cassandra 數(shù)據(jù)庫中CQL數(shù)據(jù)操作管理語言與SQL 語法比較相似，容易讓學(xué)生輕視兩者的差異，特別是主鍵設(shè)計。Cassandra 數(shù)據(jù)庫中表的主鍵可包含多列，第一部分是分區(qū)列，其他列為聚集列。聚集列可用于相同分區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的排序，但排序操作比較受限。通過先給學(xué)生一個基本模型，再給出一系列實踐操作需求，表面看起來很普通，如果放在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中很容易實現(xiàn)，但在Cassandra 數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)時會前后沖突。讓學(xué)生通過實踐發(fā)現(xiàn)問題，訓(xùn)練其經(jīng)過主動探索找到解決方案，然后引入物化視圖的概念，探討優(yōu)化模型的設(shè)計解決方案，進一步基于所設(shè)計的模型進行應(yīng)用實踐。

5 探索成效與持續(xù)改進

始終圍繞如何達成畢業(yè)要求的人才能力培養(yǎng)目標問題，針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及評價方法進行兩年的探索實踐。學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價中第一學(xué)年的教學(xué)效果量化評價如圖2 所示，學(xué)生的反饋普遍積極正面，評價課程內(nèi)容組織思路清晰，通過學(xué)習(xí)使個人能力得到了很好的鍛煉和提高，收獲較多，大大提升了專業(yè)興趣等。第二學(xué)年在期末考試前對學(xué)生學(xué)習(xí)效果開展問卷調(diào)查，大部分學(xué)生反饋能力得到提高、很有收獲，但有部分學(xué)生反饋不同類型NoSQL 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)差異較大，學(xué)習(xí)負擔有些重，希望期末以大作業(yè)方式進行考察。但這也是本門課程的挑戰(zhàn)所在，作為專業(yè)核心課程，需要學(xué)生能夠主動面對挑戰(zhàn)，熟練掌握課程重點知識內(nèi)容。

Fig.2 Feedback on the first course teaching effect in the 2020 school year圖2 2020學(xué)年首次課程教學(xué)實踐效果反饋

總之，通過NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程教學(xué)的探索與實踐，進一步明確了本專業(yè)通過科學(xué)、合理、開放性地設(shè)計教學(xué)模塊及教學(xué)內(nèi)容，采用適合的教學(xué)方法和評價方式達成了契合社會需求的能力培養(yǎng)目標。同時，NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為新專業(yè)開設(shè)的新課程，涉及的新技術(shù)較多且技術(shù)發(fā)展迅速，授課教師需要與時俱進地對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進行改進。根據(jù)學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)專家及學(xué)生們的反饋，后續(xù)會考慮將原來部分課堂講授內(nèi)容的基礎(chǔ)知識放到課外由學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成，課堂將采用更豐富的應(yīng)用實例，利用互動研討、翻轉(zhuǎn)課堂等方式給學(xué)生更多展示能力的機會，并將學(xué)生能力展示納入課程考評體系。

6 結(jié)語

NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是大數(shù)據(jù)存儲的關(guān)鍵技術(shù)。基于OBE 理念，依據(jù)北京郵電大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案對專業(yè)基礎(chǔ)核心課程“NoSQL 數(shù)據(jù)庫技術(shù)”的建設(shè)內(nèi)容進行初步探索與實踐。圍繞學(xué)生畢業(yè)要求能力培養(yǎng)目標，提出由8 個知識模塊構(gòu)成的內(nèi)容學(xué)習(xí)路徑，配套的教材已在北京郵電大學(xué)出版社出版，也是本專業(yè)的系列教材之一。課程將理論教學(xué)與實踐有效結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的問題分析、存儲建模、方案設(shè)計能力及知識應(yīng)用實踐能力。教學(xué)實踐結(jié)果表明，該教學(xué)方案具有創(chuàng)新性，而且合理、可行，后續(xù)還需進一步結(jié)合NoSQL 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用場景豐富教學(xué)案例，并充分利用學(xué)校智慧教室提供的先進互動技術(shù)手段持續(xù)改進教學(xué)方法。