MOOC模式下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐

盧 衛(wèi)，程一艦，趙展浩，杜小勇

（1. 中國(guó)人民大學(xué) 數(shù)據(jù)工程與知識(shí)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100872；2. 中國(guó)人民大學(xué) 信息學(xué)院，北京 100872）

范曉云

（蘇州技師學(xué)院 創(chuàng)意服務(wù)系，江蘇 蘇州 215009）

MOOC模式下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐

盧 衛(wèi)1,2，程一艦1,2，趙展浩1,2，杜小勇1,2

（1. 中國(guó)人民大學(xué) 數(shù)據(jù)工程與知識(shí)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100872；2. 中國(guó)人民大學(xué) 信息學(xué)院，北京 100872）

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論作為實(shí)踐性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課，如何支持在線實(shí)驗(yàn)，如何自動(dòng)、準(zhǔn)確、快速地量化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，是實(shí)施MOOC教學(xué)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。文章介紹數(shù)據(jù)庫(kù)在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，探討如何通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐有效支撐MOOC教學(xué)。

MOOC；在線實(shí)驗(yàn)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論；自動(dòng)評(píng)分；數(shù)據(jù)分析

0 引 言

MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模開(kāi)放在線課程）的出現(xiàn)，給高等教育的發(fā)展帶來(lái)了新機(jī)遇。優(yōu)質(zhì)且豐富的在線課程資源、低廉的學(xué)習(xí)成本、靈活自主的學(xué)習(xí)方式、多樣的互動(dòng)交流方式等，使MOOC課程大受歡迎，并得到了人們的廣泛參與。例如，中國(guó)人民大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上[1]開(kāi)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論MOOC課程（包括基礎(chǔ)篇、高級(jí)篇和新技術(shù)篇3部分），自2016年4月開(kāi)始選課人數(shù)已累計(jì)9萬(wàn)余人。然而，MOOC教學(xué)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，如學(xué)習(xí)者的高輟學(xué)率和低完成率、專業(yè)課程的在線實(shí)驗(yàn)如何實(shí)施等。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

1.1 課程實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論全面地闡述了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和基本方法。作為實(shí)踐性較強(qiáng)的一門計(jì)算機(jī)專業(yè)課，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課程的培養(yǎng)目標(biāo)不僅要求學(xué)生具備復(fù)雜工程問(wèn)題建模（數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）所需的理論知識(shí)（關(guān)系數(shù)據(jù)理論），還要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)編程與軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)的工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)（包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性與完整性、關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制），最終能夠應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行復(fù)雜問(wèn)題的求解。為了實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，除了平時(shí)的課堂教學(xué)之外，筆者還需要建設(shè)課程實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本技術(shù)、基本方法的實(shí)踐，也為教師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度提供教學(xué)上的參考。

與配套的教材[2]、習(xí)題解析與實(shí)驗(yàn)手冊(cè)[3]和MOOC在線課程[45]內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，筆者從數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、維護(hù)、查詢處理與優(yōu)化3個(gè)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言、數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言、數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言、存儲(chǔ)過(guò)程與觸發(fā)器的管理、索引的創(chuàng)建、事務(wù)、數(shù)據(jù)一致性7個(gè)實(shí)驗(yàn)，這7個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本技術(shù)體系。其中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建包括數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言、數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言和數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言3個(gè)實(shí)驗(yàn)；查詢處理與優(yōu)化包括存儲(chǔ)過(guò)程與觸發(fā)器的管理、索引創(chuàng)建、數(shù)據(jù)一致性3個(gè)實(shí)驗(yàn)；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)包括事務(wù)實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)考核的內(nèi)容

針對(duì)上述7個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)課程的教學(xué)要求，筆者設(shè)計(jì)了表1的考核內(nèi)容。

1.3 實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)價(jià)的挑戰(zhàn)與解決方案

以往的實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師審閱報(bào)告內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的截圖，這種純手工、易主觀、粗粒度的評(píng)價(jià)方式無(wú)法滿足MOOC教學(xué)模式下教師對(duì)自動(dòng)、準(zhǔn)確、快速量化實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求。實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)價(jià)的挑戰(zhàn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

難點(diǎn)1：解決同一個(gè)問(wèn)題的SQL語(yǔ)句存在多種寫(xiě)法，系統(tǒng)無(wú)法使用基于模式匹配的方式進(jìn)行結(jié)果的正確性判斷。例如，在學(xué)生選課系統(tǒng)中，查詢學(xué)號(hào)為“2017001212”的學(xué)生選修的課程名，使用如下語(yǔ)句均可獲得正確的運(yùn)行結(jié)果。

表1 實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容

難點(diǎn)2：不同用戶操作同一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象可能存在沖突或相互影響。例如，實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容要求用戶創(chuàng)建學(xué)生、課程、學(xué)生選課3個(gè)關(guān)系模式。這樣，不同的學(xué)生會(huì)創(chuàng)建同名的數(shù)據(jù)對(duì)象。除了第一個(gè)用戶創(chuàng)建成功之外，其他用戶均創(chuàng)建失敗。很明顯，不同的人執(zhí)行相同的語(yǔ)句其結(jié)果的正確性不同，這與實(shí)驗(yàn)的初衷相違背。此外，基本表中記錄的插入和刪除操作，會(huì)影響其他用戶對(duì)該基本表的操作。當(dāng)要求用戶插入一條記錄時(shí)，由于所有用戶均插入內(nèi)容相同的記錄，除了第一個(gè)用戶操作成功之外，其他用戶操作均失敗。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)不同用戶之間操作的隔離性機(jī)制。

難點(diǎn)3：用戶操作需要保持狀態(tài)延續(xù)性。在課程實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容中，不同的實(shí)驗(yàn)存在互相依賴關(guān)系。例如，記錄的增、刪、改操作，需要用戶事先完成基本表的創(chuàng)建；數(shù)據(jù)查詢要求表中存在一定的數(shù)據(jù)量。因此，在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求能夠物化用戶每一個(gè)階段的操作結(jié)果。

難點(diǎn)4：并發(fā)控制實(shí)驗(yàn)需要避免系統(tǒng)頻繁的重啟問(wèn)題。并發(fā)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了驗(yàn)證并發(fā)操作在不同隔離級(jí)別下數(shù)據(jù)的不一致性問(wèn)題。需要注意的是，每次為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置不同的隔離級(jí)別，都要重啟數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，而系統(tǒng)的每次重啟，都會(huì)造成在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)服務(wù)的不可用。因此，頻繁重啟系統(tǒng)會(huì)影響用戶的使用體驗(yàn)，應(yīng)盡可能避免。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)建設(shè)過(guò)程中遇到的上述4個(gè)難點(diǎn)，筆者提出了如下的對(duì)應(yīng)解決方案。

針對(duì)難點(diǎn)1，筆者提出了基于結(jié)果集比對(duì)的解決方案。雖然同一個(gè)問(wèn)題的SQL語(yǔ)句存在多種寫(xiě)法，但其執(zhí)行結(jié)果是唯一的。為此，筆者事先錄入正確的SQL語(yǔ)句，并對(duì)用戶提交SQL語(yǔ)句與正確SQL語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，如果比對(duì)一致，則表明用戶提交的SQL語(yǔ)句是正確的。需要注意的是，必須保證實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行結(jié)果不為空，否則，就有可能造成誤判。此外，筆者也考慮到學(xué)生在做題過(guò)程中可能存在的失誤，也提供了一定程度的容錯(cuò)處理。例如，在某個(gè)題目中，要求學(xué)生編寫(xiě)SQL語(yǔ)句返回計(jì)算機(jī)系學(xué)生的英語(yǔ)成績(jī)，并按成績(jī)降序排序。學(xué)生在提交SQL語(yǔ)句時(shí)，雖然結(jié)果集能夠正確包含計(jì)算機(jī)系學(xué)生的英語(yǔ)成績(jī)，但成績(jī)未按降序排序。在這種情況下，應(yīng)該給予一定的分?jǐn)?shù)。為了實(shí)現(xiàn)這一要求，應(yīng)事先錄入學(xué)生可能提交的答案，并對(duì)每個(gè)答案設(shè)置一定的分?jǐn)?shù)。當(dāng)學(xué)生提交SQL語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果，與系統(tǒng)預(yù)期的執(zhí)行結(jié)果一致，則按照事先設(shè)置的分?jǐn)?shù)進(jìn)行評(píng)分，從而保證系統(tǒng)具有一定的容錯(cuò)性。

針對(duì)難點(diǎn)2，筆者提出了基于模式（schema）的操作隔離機(jī)制。數(shù)據(jù)庫(kù)中模式的作用類似于文件系統(tǒng)中文件夾的作用。同一模式下，數(shù)據(jù)對(duì)象的命名是唯一的，而不同模式下，數(shù)據(jù)對(duì)象可以有相同的命名。為此，為每個(gè)用戶創(chuàng)建各自的模式，其針對(duì)基本表、索引、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程與觸發(fā)器的創(chuàng)建、修改、刪除都在其對(duì)應(yīng)的模式下操作。因此，不同用戶之間對(duì)上述5類數(shù)據(jù)對(duì)象的創(chuàng)建、修改、刪除具有隔離性。通過(guò)查詢數(shù)據(jù)字典，可以判斷用戶是否成功創(chuàng)建了相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象，并檢查該對(duì)象是否滿足事先設(shè)置的創(chuàng)建條件，進(jìn)行相應(yīng)的打分。

針對(duì)難點(diǎn)3，筆者提出了基于事務(wù)回滾的機(jī)制。為了保持用戶操作狀態(tài)的延續(xù)性，一方面，對(duì)于基本表、索引、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程與觸發(fā)器的創(chuàng)建、修改、刪除操作，利用基于模式的操作隔離機(jī)制，保證不同用戶之間操作不互相干擾；另一方面，對(duì)于基本表中記錄的增、刪、改、查操作，提出基于事務(wù)回滾的的機(jī)制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考核要求，可以事先創(chuàng)建相應(yīng)的基本表，并插入一定數(shù)量的記錄，對(duì)于數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)，所有用戶對(duì)記錄的增、刪、改、查操作，全部都在這些基本表上操作。這樣設(shè)計(jì)的好處是避免每個(gè)用戶重復(fù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)，從而節(jié)省存儲(chǔ)和計(jì)算資源。然而，之前提到，同一個(gè)基本表中記錄的插入和刪除操作，會(huì)影響其他用戶對(duì)該基本表的操作。為了解決這一問(wèn)題，筆者作了如下的設(shè)計(jì)：用戶對(duì)基本表的插入和刪除操作，只做正確性判斷，但不會(huì)真正地對(duì)基本表插入或刪除實(shí)際的數(shù)據(jù)，從而保證任何用戶執(zhí)行操作之前和之后，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是一致的。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，引入事務(wù)的概念，把用戶的操作封裝在同一個(gè)事務(wù)中，在事務(wù)中對(duì)用戶的操作進(jìn)行正確性的判斷，在事務(wù)結(jié)尾進(jìn)行回滾，使用戶的操作不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成任何影響，從而保證用戶操作的隔離性。

針對(duì)難點(diǎn)4，筆者事先構(gòu)建不同隔離級(jí)別下的數(shù)據(jù)庫(kù)，并在在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的客戶端創(chuàng)建多個(gè)窗口，每?jī)蓚€(gè)窗口連向同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（具有相同隔離級(jí)別），從而測(cè)試在某一個(gè)隔離級(jí)別下的數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)。

2 課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的考核要求，筆者開(kāi)發(fā)了在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[6]輔助MOOC教學(xué)。

學(xué)生必須填寫(xiě)相關(guān)信息并注冊(cè)到某一個(gè)教學(xué)班中；通過(guò)審核后，該學(xué)生可以登錄系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)題目的選擇和作答。平臺(tái)為每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生成一個(gè)或多個(gè)功能模塊，每個(gè)功能模塊覆蓋部分或全部的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，在數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置了3個(gè)功能模塊，分別是單表查詢、多表查詢和數(shù)據(jù)更新。在單表查詢和多表查詢中，分別給定了具體的應(yīng)用場(chǎng)景，并各自設(shè)計(jì)了包含9道題的實(shí)驗(yàn)案例。要求學(xué)生能夠分析用戶查詢要求，設(shè)計(jì)帶有條件表達(dá)式和集合統(tǒng)計(jì)的單表查詢和帶有條件的自連接查詢、多表連接查詢、嵌套查詢和集合查詢（多表查詢）。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)題目的作答并提交后，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)、自動(dòng)打分，并將最終的判分結(jié)果返回給學(xué)生。圖1給出了多表查詢的應(yīng)用場(chǎng)景及第一道題的題目描述。

圖1 多表查詢功能模塊

教師負(fù)責(zé)審批教學(xué)班學(xué)生的加入、管理以及分析學(xué)生答題情況。教師端的功能可以分為審核、分析、導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)的答題或行為信息3個(gè)模塊（在本小節(jié)中，僅介紹審核模塊，分析和導(dǎo)出模塊將在第三節(jié)中介紹）。教師負(fù)責(zé)審核本班學(xué)生注冊(cè)申請(qǐng)請(qǐng)求，通過(guò)查看學(xué)生提交的實(shí)名注冊(cè)信息，如果屬于本班同學(xué)，則給予通過(guò)，否則，拒絕學(xué)生的申請(qǐng)，見(jiàn)圖2。

圖2 教師審批模塊

3 課程實(shí)驗(yàn)的分析

通過(guò)收集學(xué)生在答題過(guò)程中的行為和提交的答案，系統(tǒng)給教師提供本班學(xué)生總體和個(gè)體的分析，并進(jìn)行可視化展示。

3.1 學(xué)生答題數(shù)據(jù)的收集

學(xué)生答題數(shù)據(jù)包括學(xué)生在答題過(guò)程中的行為和提交的答案。學(xué)生的答題數(shù)據(jù)發(fā)生在學(xué)生提交自己的實(shí)驗(yàn)答案之后，平臺(tái)對(duì)學(xué)生提交上來(lái)的答案以及判分結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。學(xué)生的行為數(shù)據(jù)發(fā)生在學(xué)生答題的過(guò)程之中，平臺(tái)采集學(xué)生在每一道題目中的思考停留時(shí)間并存儲(chǔ)。

3.2 學(xué)生答題情況的分析

學(xué)生答題情況分析可分為整體分析和個(gè)體分析，如圖3所示。

通過(guò)整體分析，教師可以查看本班學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成情況：①有多少學(xué)生提交了答案，有多少學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始答題、但尚未提交答案，有多少學(xué)生尚未開(kāi)始答題；②班級(jí)的平均成績(jī)及方差，哪些學(xué)生成績(jī)高于平均成績(jī)、哪些學(xué)生低于平均成績(jī)；③對(duì)于每一道題，哪些學(xué)生回答對(duì)了，哪些學(xué)生回答錯(cuò)了，哪些學(xué)生部分回答正確；④班級(jí)學(xué)生的平均完成時(shí)間，哪些學(xué)生完成時(shí)間低于平均完成時(shí)間，哪些學(xué)生高于平均完成時(shí)間。

通過(guò)個(gè)體分析，教師可以查看本班每個(gè)學(xué)生的完成情況，特別是其中提交錯(cuò)誤答案的學(xué)生個(gè)體。例如，在圖3的成績(jī)統(tǒng)計(jì)柱狀圖中，通過(guò)點(diǎn)擊“0分”紅色柱子，可以查詢得零分的學(xué)生姓名。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)查詢?cè)搶W(xué)生，獲得該學(xué)生的答題詳情，分析出該學(xué)生答錯(cuò)題的原因。另外，教師也可以查詢學(xué)生完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)和每道題的用時(shí)。

通過(guò)整體和個(gè)體分析，教師可以細(xì)粒度地獲取學(xué)生答題情況信息：哪些題學(xué)生得分普遍偏低，哪些題學(xué)生用時(shí)較多，哪些學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正（包括不提交作業(yè)以及每道題出錯(cuò)且用時(shí)明顯低于平均時(shí)間），哪些學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)不甚理想。對(duì)于得分較低、用時(shí)較長(zhǎng)的題目，要進(jìn)行重點(diǎn)講解，對(duì)于學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)成績(jī)不理想的學(xué)生，可以根據(jù)其錯(cuò)誤的原因，有針對(duì)性地講解，真正地做到因材施教。

4 結(jié) 語(yǔ)

圖3 實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析圖

中國(guó)人民大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論課程在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已經(jīng)上線，并在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論MOOC建設(shè)與應(yīng)用第二屆研討會(huì)、第二屆面向計(jì)算機(jī)類MOOC的大規(guī)模在線學(xué)習(xí)支撐工具研討會(huì)中，向來(lái)自全國(guó)各個(gè)高校從事數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的200多位一線教師進(jìn)行了介紹，得到了大家的認(rèn)可。平臺(tái)目前已經(jīng)得到了來(lái)自石家莊鐵道大學(xué)、北京信息科技大學(xué)、重慶科技大學(xué)等10多所高校的使用申請(qǐng)。由于準(zhǔn)備時(shí)間比較倉(cāng)促，在實(shí)施MOOC教學(xué)模式時(shí)，筆者采用邊探索邊建設(shè)的模式，功能上將繼續(xù)完善改進(jìn)，也請(qǐng)同行們批評(píng)指正。

致 謝

中國(guó)人民大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論教學(xué)小組的王珊老師、陳紅老師、博士生王童童、人大金倉(cāng)信息技術(shù)股份有限公司的冷健全參與了課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

[1] 中國(guó)大學(xué)MOOC. 首頁(yè)[EB/OL]. [2017-09-08].http://www.icourse163.org/.

[2] 王珊, 薩師煊. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論[M]. 5版. 北京: 高等教育出版社, 2014.

[3] 王珊, 張俊. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論習(xí)題解析與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 5版. 北京: 高等教育出版社,2015.

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1672-5913(2017)11-0028-05

G642

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（61502504）；教育部2016年課程教材改革研究項(xiàng)目“在線開(kāi)放課程大數(shù)據(jù)研究項(xiàng)目（一期）”“MOOC課程有效學(xué)習(xí)的分析與對(duì)策研究”；中國(guó)人民大學(xué)教師教學(xué)發(fā)展改革項(xiàng)目“基于數(shù)據(jù)庫(kù)MOOC教學(xué)的在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究”。

盧衛(wèi)，男，副教授，研究方向?yàn)樵朴?jì)算與大數(shù)據(jù)管理、空間與文本數(shù)據(jù)庫(kù)管理、索引技術(shù)，luwei@ruc.edu.cn；

盧 衛(wèi)

杜小勇

（編輯：孫怡銘）

人才培養(yǎng)

互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)技工院校人才計(jì)算機(jī)技能需求影響調(diào)研

范曉云

（蘇州技師學(xué)院 創(chuàng)意服務(wù)系，江蘇 蘇州 215009）

文章編號(hào)：1672-5913(2017)11-0033-03

中圖分類號(hào)：G642

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，也對(duì)培養(yǎng)各行業(yè)高技能人才的技工院校的教學(xué)產(chǎn)生巨大影響。文章通過(guò)對(duì)江蘇省各專業(yè)高技能人才和相關(guān)人員的調(diào)研，探討互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)技工院校哪些專業(yè)高技能人才的計(jì)算機(jī)技能需求帶來(lái)較大影響，進(jìn)而根據(jù)這些影響分析今后各專業(yè)計(jì)算機(jī)技能教學(xué)策略，以培養(yǎng)出具備互聯(lián)網(wǎng)+所需計(jì)算機(jī)技能的各行業(yè)高技能人才。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；技工院校； 高技能人才；計(jì)算機(jī)技能需求

基金項(xiàng)目：2017年江蘇省技工院校第三批教育教學(xué)課題項(xiàng)目“互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)技工院校多專業(yè)計(jì)算機(jī)技能需求影響及教學(xué)對(duì)策研究”（17SJY0904）；2016—2017年度蘇州市“高技能人才培養(yǎng)研發(fā)”課題項(xiàng)目“高技能人才狀況分析與探索之計(jì)算機(jī)技能需求研究”（GJNP201601）。

作者簡(jiǎn)介：范曉云，女，高級(jí)講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件應(yīng)用及教學(xué)，fxyzy36@sina.com。

0 引 言

互聯(lián)網(wǎng)+即互聯(lián)網(wǎng)+各傳統(tǒng)行業(yè)，但并非簡(jiǎn)單相加，而是利用信息通信技術(shù)，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)工具的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形態(tài)[1]。互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，也對(duì)培養(yǎng)各行業(yè)高技能人才的技工院校的教學(xué)產(chǎn)生巨大影響。技工院校如何培養(yǎng)出具備互聯(lián)網(wǎng)+所需計(jì)算機(jī)技能的各行業(yè)高技能人才？為此，蘇州技師學(xué)院成立了課題組并開(kāi)展了調(diào)研，確定了互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)技工院校78個(gè)專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能需求帶來(lái)較大影響，為后續(xù)選擇各專業(yè)計(jì)算機(jī)技能教學(xué)策略，進(jìn)而培養(yǎng)具備互聯(lián)網(wǎng)+所需計(jì)算機(jī)技能的各行業(yè)高技能人才做好準(zhǔn)備。

1 調(diào)研基本情況

1.1 調(diào)研專業(yè)、范圍、對(duì)象

調(diào)研的專業(yè)范圍是《2013年全國(guó)技工院校專業(yè)目錄》公布的七大類專業(yè)中的168小類專業(yè)；調(diào)研地域、單位范圍是江蘇省內(nèi)各企業(yè)和技工院校；調(diào)查對(duì)象有3類，包括不同企業(yè)中不同專業(yè)的高級(jí)技工、技師和高級(jí)技師等高技能人才，不同行業(yè)企業(yè)中的初、中、高級(jí)管理人員，多家技工院校不同專業(yè)的教師。

1.2 問(wèn)卷調(diào)查

此次調(diào)研主要采用問(wèn)卷調(diào)查方法。問(wèn)卷調(diào)查主要采取面談（包括座談會(huì)和一對(duì)一）并答卷、電話訪談代填卷、網(wǎng)上（包括手機(jī)、電腦等）答卷等形式。調(diào)查問(wèn)卷中的問(wèn)題，除被調(diào)查者的單位、行業(yè)、專業(yè)、崗位、職務(wù)（等級(jí)）等基本信息外，企業(yè)人員的問(wèn)題如“互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)您公司有無(wú)影響及怎樣的影響”“互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)您個(gè)人專業(yè)崗位的計(jì)算機(jī)技能有無(wú)新的需求？具體有哪些新需求”；企業(yè)管理人員的問(wèn)題如“互聯(lián)網(wǎng)+使您所在行業(yè)、所在部門需要掌握哪些新的計(jì)算機(jī)技能”“您認(rèn)為哪些專業(yè)崗位需要哪些計(jì)算機(jī)技能”；技工院校專業(yè)教師的問(wèn)題如“互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)您所授專業(yè)有無(wú)影響”“若有影響，該專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)技能有哪些新的需求”。

1.3 統(tǒng)計(jì)、匯總和分析

調(diào)研持續(xù)4個(gè)月左右，共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷800份，回收786份，其中有效問(wèn)卷753份。回收完成后對(duì)有效問(wèn)卷分行業(yè)和專業(yè)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)、匯總和分析。

2 調(diào)研結(jié)論和舉例

2.1 調(diào)研結(jié)論

通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的統(tǒng)計(jì)、匯總和分析，了解到互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)七大類168個(gè)專業(yè)中大部分專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能需求都帶來(lái)影響，但影響程度不同。經(jīng)認(rèn)真對(duì)比、篩選和整理，確定有較大影響的專業(yè)有78個(gè)，占全部168個(gè)專業(yè)的46.4%，見(jiàn)表1。

2.2 舉例說(shuō)明

為便于理解以上結(jié)論，下面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)+影響較大的幾個(gè)行業(yè)進(jìn)行分類，舉例說(shuō)明為何互聯(lián)網(wǎng)+會(huì)對(duì)表1部分專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能需求帶來(lái)影響。

互聯(lián)網(wǎng)+商務(wù)：互聯(lián)網(wǎng)+商務(wù)=電商，如淘寶、京東等。這些電商平臺(tái)上有眾多網(wǎng)上店鋪，這些網(wǎng)上店鋪的設(shè)計(jì)、商品的網(wǎng)上推廣營(yíng)銷需要原來(lái)從事廣告、營(yíng)銷、商務(wù)工作的人學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)處理圖形、圖像、制作動(dòng)畫(huà)，會(huì)運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行營(yíng)銷。因此對(duì)技工院校中廣告設(shè)計(jì)與制作、美術(shù)設(shè)計(jì)與制作[2]、服裝制作與營(yíng)銷、市場(chǎng)營(yíng)銷、郵政業(yè)務(wù)（市場(chǎng)營(yíng)銷方向）、汽車營(yíng)銷[3]、珠寶首飾鑒定與營(yíng)銷、商務(wù)文秘等專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能提出了新的要求。本來(lái)與電商對(duì)口的電子商務(wù)、計(jì)算機(jī)廣告制作、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)制作、多媒體制作等專業(yè)更要熟練掌握網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和眾多應(yīng)用軟件為電商提供技術(shù)上的支持。另外，電商也帶動(dòng)了物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)現(xiàn)代物流、郵政業(yè)務(wù)（速遞物流業(yè)務(wù)方向）等專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能也帶來(lái)了新需求，如物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人的應(yīng)用。

互聯(lián)網(wǎng)+通信：互聯(lián)網(wǎng)+通信就有了即時(shí)通信，如人們常用的微信、QQ、Facebook等均可以進(jìn)行語(yǔ)音、文字、視頻交流。為此，通信類專業(yè)和一些復(fù)合專業(yè)需要學(xué)習(xí)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、程序設(shè)計(jì)等知識(shí)來(lái)適應(yīng)此變化，并力爭(zhēng)成為復(fù)合型高技能人才，如技工院校的通信終端設(shè)備制造與維修、通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、通信運(yùn)營(yíng)服務(wù)、電子技術(shù)應(yīng)用、樓宇自動(dòng)控制設(shè)備安裝與維護(hù)、音像電子設(shè)備應(yīng)用與維修、辦公設(shè)備維修等專業(yè)。

互聯(lián)網(wǎng)+交通：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)交通出行相結(jié)合，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其融合的成果有打車軟件、導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)人駕駛（汽車、輕軌）、共享單車及汽車、網(wǎng)上購(gòu)票等。因此，交通類專業(yè)需要及時(shí)補(bǔ)充交通方面應(yīng)用軟件、人工智能、大數(shù)據(jù)等知識(shí)技能來(lái)跟上社會(huì)發(fā)展步伐，如交通客運(yùn)服務(wù)、水運(yùn)業(yè)務(wù)、鐵道運(yùn)輸管理、城市軌道交通運(yùn)輸與管理[4]、汽車制造與裝配、汽車駕駛、船舶駕駛等專業(yè)。

互聯(lián)網(wǎng)+金融：互聯(lián)網(wǎng)+金融激活并提升了傳統(tǒng)金融，創(chuàng)造出了支付寶、花唄、微信支付、京東支付、電商小貸、眾籌、P2P網(wǎng)貸等模式的互聯(lián)網(wǎng)金融。這要求技工院校中會(huì)計(jì)、郵政業(yè)務(wù)（金融業(yè)務(wù)方向）等專業(yè)具備更多互聯(lián)網(wǎng)金融開(kāi)發(fā)和應(yīng)用軟件相關(guān)知識(shí)。

表1 互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)其計(jì)算機(jī)技能需求帶來(lái)較大影響的專業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)：即智能制造，傳統(tǒng)制造業(yè)將會(huì)采用先進(jìn)的信息通信技術(shù)，改造企業(yè)管理和產(chǎn)品的生產(chǎn)、研發(fā)、營(yíng)銷，如使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)；利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析市場(chǎng)需求、確定生產(chǎn)品種和產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)；借助B2B、B2C等電商平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)銷售、宣傳、推廣。這促使制造類專業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人編程及維護(hù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)商務(wù)等技能的需求大大增加。涉及技工院校以下專業(yè)：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)、數(shù)控加工類、數(shù)控編程、模具制造、模具設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備裝配與自動(dòng)控制、機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用、汽車檢測(cè)、制冷設(shè)備制造安裝與維修、電氣自動(dòng)化設(shè)備安裝與維修、工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表裝配與維護(hù)、化工儀表及自動(dòng)化、鋼鐵冶煉、礦物開(kāi)采與處理、煤礦技術(shù)（綜合機(jī)械化采煤方向、掘進(jìn)方向）、供用電技術(shù)、紡織技術(shù)、食品加工與檢驗(yàn)、精細(xì)化工、生物化工等。

互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)林業(yè)：通過(guò)信息技術(shù)對(duì)地塊的土壤、肥力、市場(chǎng)供需等進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，據(jù)此提供種植品種選擇和施肥解決方案，提升農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)效率；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)交易減少農(nóng)林產(chǎn)品買賣中間環(huán)節(jié)，增加收益，擴(kuò)大銷量。面對(duì)中國(guó)萬(wàn)億元以上的農(nóng)資市場(chǎng)及近七億的農(nóng)村人口，農(nóng)林業(yè)電商面臨著巨大的市場(chǎng)空間。因此，技工院校以下專業(yè)要掌握更多計(jì)算機(jī)技能才能應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展：農(nóng)村能源開(kāi)發(fā)與利用、棉花加工檢驗(yàn)與經(jīng)營(yíng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)藝、種植、養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、航海捕撈、林業(yè)、林產(chǎn)品加工、木材加工等。

互聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)商：此服務(wù)商即在政府與企業(yè)之間的第三方服務(wù)企業(yè)，幫助線上線下雙方協(xié)作和對(duì)接，服務(wù)涉及的領(lǐng)域有大數(shù)據(jù)、云系統(tǒng)、電商平臺(tái)、O2O服務(wù)商、CRM軟件服務(wù)商、智能設(shè)備商、機(jī)器人、3D打印等，還提供培訓(xùn)、招聘、資源尋找、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備引進(jìn)、車間改造等增值服務(wù)。這要求計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[5]、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)信息管理、多媒體制作、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)制作、計(jì)算機(jī)廣告制作、電子商務(wù)、商務(wù)文秘、印刷（圖文信息處理）、人力資源管理等專業(yè)具備最新的、緊跟科技發(fā)展的計(jì)算機(jī)相關(guān)技能才能勝任工作。

3 結(jié) 語(yǔ)

此次調(diào)研確定了互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)技工院校78個(gè)專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能需求有較大影響，調(diào)研目的是為了據(jù)此確定今后各專業(yè)計(jì)算機(jī)技能教學(xué)策略，從而培養(yǎng)出具備互聯(lián)網(wǎng)+所需計(jì)算機(jī)技能的各行業(yè)高技能人才。為此，對(duì)調(diào)研結(jié)論的使用有如下建議。

（1）此次調(diào)研結(jié)論是基礎(chǔ)的和寬泛的，若要應(yīng)用于各專業(yè)教學(xué)實(shí)踐，還需要進(jìn)一步分專業(yè)細(xì)化研究互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)每個(gè)專業(yè)計(jì)算機(jī)技能的新需求，具體到每個(gè)專業(yè)需要學(xué)習(xí)哪些軟件或硬件知識(shí)，甚至細(xì)致到哪些知識(shí)點(diǎn)。

（2）細(xì)化研究時(shí)要有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光和預(yù)見(jiàn)性。密切關(guān)注最新科技發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)+與該專業(yè)適用行業(yè)的最新融合情況及未來(lái)發(fā)展預(yù)期，科學(xué)、合理地推斷和預(yù)測(cè)該專業(yè)近幾年還可能用到的計(jì)算機(jī)技能，一并列入該專業(yè)教學(xué)內(nèi)容中，力求每個(gè)專業(yè)與未來(lái)應(yīng)用無(wú)縫接軌。

（3）根據(jù)細(xì)化研究結(jié)果進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐前，要分析和確定每個(gè)專業(yè)適宜的教學(xué)策略，如面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)該專業(yè)新的計(jì)算機(jī)技能需求，是采取增設(shè)某幾門計(jì)算機(jī)課程還是在公共計(jì)算機(jī)課程中通過(guò)側(cè)重講授所需知識(shí)來(lái)增補(bǔ)？是否需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的變化，對(duì)教學(xué)模式、教學(xué)方法等進(jìn)行改變和調(diào)整？

（4）開(kāi)展有的放矢的教學(xué)實(shí)踐?？梢愿鶕?jù)每個(gè)專業(yè)的計(jì)算機(jī)技能需求自編適用的校本教材、操作指導(dǎo)書(shū)、課件、微課、視頻及教學(xué)軟件等；也可以把計(jì)算機(jī)各門課程眾多知識(shí)拆分成一個(gè)個(gè)小的知識(shí)模塊，按照各專業(yè)的不同需求進(jìn)行靈活裁剪、組合，突出每個(gè)專業(yè)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)，提高各專業(yè)教學(xué)的針對(duì)性。

培養(yǎng)高技能人才是技工院校肩負(fù)的使命和責(zé)任，院校要緊跟社會(huì)發(fā)展步伐，以未來(lái)專業(yè)崗位需求為目標(biāo)，培養(yǎng)出社會(huì)所需的各行業(yè)高技能人才。

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（編輯：孫怡銘）