高職國產數據庫課程建設路徑探索

［摘 要］ 主要闡述“openGauss數據庫技術與應用”課程建設的經驗，探討基于國產數據庫技術的高職數據庫類課程建設路徑。在國產數據庫技術快速發展并獲得廣泛應用的背景下，深圳信息職業技術學院信息與通信學院以建設鯤鵬產業學院為契機，對數據庫課程進行革新，開發了“openGauss數據庫技術與應用”課程資源。該課程基于華為主導開發的開源關系型數據庫——openGauss，建設了對應的課程標準、教材、教學課件及教學視頻等課程資源，同時在課程建設過程中融入思政元素，助力培養適應國產數據庫崗位要求的技術技能人才。

［關鍵詞］ 國產數據庫；數據庫課程；openGauss數據庫；課程建設

［基金項目］ 2021年度深圳信息職業技術學院第八批校級教育教學改革研究與實踐項目“對接自主信息技術的專業與課程建設實踐——以鯤鵬產業學院為例”（2021dbpjgyb05）

［作者簡介］ 陳涵瀛（1990—），男，河北石家莊人，博士，深圳信息職業技術學院信息與通信學院講師，智能互聯網絡技術教研室主任，主要從事智能網絡技術職業教育研究；陳 煜（1986—），女，湖南郴州人，博士，深圳信息職業技術學院信息與通信學院講師，現代移動通信技術教研室主任，主要從事移動通信技術職業教育研究；管明祥（1979—），男，湖北公安人，博士，深圳信息職業技術學院信息與通信學院院長，教授，主要從事信息與通信職業教育研究。

［中圖分類號］ G712 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）27-0109-04 ［收稿日期］ 2023-06-09

深圳信息職業技術學院信息與通信學院響應國產數據庫產業發展的人才需求，以開設鯤鵬產業學院為契機［1］，建設了“openGauss技術與應用”課程。本文將以“openGauss技術與應用”課程為例，探討高職院校國產數據庫課程的建設路徑。

一、課程設置的背景與依據

數據庫作為數據存儲與處理的基礎軟件，在數字經濟中起到關鍵支撐作用。長期以來，我國數據庫軟件市場的主要份額被國外數據庫廠商占據，因此國內院校所開設的數據庫課程大部分基于SQL Server、MySQL、Access等國外數據庫軟件［2］。近年來，我國國產數據庫核心技術自主創新的步伐逐步加快，openGauss、OceanBase、達夢、人大金倉等國產數據庫軟件在政府、金融、運營商、電力、制造、醫療等行業的核心場景中得到了越來越多的應用。例如，openGauss數據庫已經成功應用在中國移動在線營銷服務中心、中國郵政儲蓄銀行新一代分布式個人業務核心系統等項目中［3］。在此背景下，越來越多的高校開始探索針對國產數據庫軟件建設課程資源和實訓資源［4-5］，但目前高等職業院校對于國產數據庫課程的建設和引入還在起步階段，尚沒有公開出版的國產數據庫相關的高職高專類教材，相關的課程資源也較為匱乏。

為了落實職業教育與產業、創新鏈融合，支持我國自主信息技術生態發展，深圳信息職業技術學院與華為技術有限公司共同建立了鯤鵬產業學院，建設了全面對接自主可控信息技術生態的人才培養體系，并在課程體系中引入了國產數據庫課程“openGauss數據庫技術與應用”，建設了對應的課程標準、教材、教學課件及教學視頻等課程資源。

二、課程建設方案

（一）引入國產openGauss數據庫

本課程選擇基于openGauss數據庫進行開發。openGauss是一款開源關系型數據庫管理系統，其內核最早源于開源數據庫PostgreSQL和PGXC，產品孵化自華為的商業數據庫GaussDB。2019年9月，華為宣布將開源其數據庫產品，并命名為openGauss，隨后于2020年6月30日發布第一個版本1.0.0。openGauss數據庫采用木蘭寬松許可證v2發行，提供面向多核架構的極致性能、全鏈路的業務、數據安全、基于AI的調優和高效運維的能力，在發布之后就受到了業界的廣泛關注，始終位于墨天輪中國數據庫流行度排行前幾名。

2021年12月，深圳信息職業技術學院與華為技術有限公司及鯤鵬源頭創新中心聯合建設的鯤鵬產業學院正式揭牌，并在鯤鵬產業學院的框架下開設了人才培養全面對接華為鯤鵬計算生態的鯤鵬班。在構建鯤鵬班的人才培養體系過程中，考慮到openGuass數據庫已經成為華為鯤鵬計算生態的重要組成部分，市場發展和崗位需求前景廣闊，因此選擇將傳統基于MySQL的數據庫課程升級替換為“openGauss數據庫技術與應用”課程。本課程采用立體化教材和創新課程開發理念，在每個章節設計知識體系和相應的實踐項目，將數據庫的技術原理融入項目化的教學單元中，以培養信息技術應用創新人才。

（二）“崗課賽證”融通的課程建設實踐

“openGauss數據庫技術與應用”課程主要針對信息與通信行業的數據庫管理員（DBA）崗位設置，該崗位的核心技能是能夠搭建數據庫環境和部署數據庫，熟練掌握SQL語句，能夠進行數據庫的管理、維護和調優，并且要熟悉服務器相關的硬件和操作系統，理解數據庫在服務器和操作系統上的運行原理。針對這些崗位技能需求，整個課程分為基礎項目篇和綜合項目篇。在基礎項目篇中通過小型實踐項目，由淺入深夯實數據庫技術基礎，完成認識與部署openGauss數據庫、創建和維護數據庫、創建與管理數據表、基礎SQL語句操作、openGauss數據庫高級數據管理、openGauss用戶管理與安全等知識模塊的學習，幫助學生掌握opengauss數據庫的基礎知識和常用技能。在綜合項目篇中完成從需求和可行性分析、數據庫系統和模塊設計、項目環境搭建到項目模塊實現的項目開發流程，全方位提升學生的openGauss數據庫實戰應用能力。

“openGauss數據庫技術與應用”課程內容可以對接華為主導開發的HCIA-openGauss職業認證，學生在學習本課程后，只需要針對性地補充華為云數據庫等部分知識內容，就可以基本達到HCIA-openGauss認證的知識技能要求。此外，目前國家計算機二級考試也納入了openGauss數據庫程序設計科目，學習本課程將推動和幫助學生考取相應證書。在競賽方面，華為ICT大賽2022—2023實踐賽新增加了計算賽道，計算賽道主要涵蓋openEuler操作系統和openGauss數據庫兩個方向的技術內容，學生可以應用本課程的知識技能參加該賽道的比賽，并且通過備賽和比賽提高對openGauss數據庫技術的理解與掌握，鍛煉數據庫技術的實際應用能力。

（三）思政元素融入

在“openGauss數據庫技術與應用”課程的建設過程中，通過突出基礎軟件技術自主創新的主題，在科技自立自強、大國工匠等方面融入思政元素。在授課過程中，向學生講述數據庫技術在各類數字化場景中的廣泛應用和重要地位，介紹Oracle、SQL Server、MySQL等國外數據庫產品在過去相當長的時間內占據我國數據庫市場主流地位的情況，并通過Oracle公司暫停俄羅斯所有業務的案例，引導學生思考基礎軟件自主可控對于國家信息安全的重要性，培養學生的科技報國情懷。

三、課程建設中的問題及解決途徑

openGauss數據庫作為一種國產開源數據庫管理系統，從正式宣布開源至今僅三年時間，產業生態還在逐步建立過程之中，因此課程建設過程也遇到很多新的問題，需要負責課程開發和授課的教師通過改進教學方式或借助于技術手段予以克服。

（一）openGauss數據庫實訓環境部署難度較大

最早發布的openGauss1.0.0版本僅能夠支持x86_64架構上的CentOS操作系統和AArch64架構上的openEuler操作系統運行環境，后續openGauss版本支持的運行環境逐漸增加，但是并不支持在Windows操作系統上部署。目前大部分高職院校仍然采用Windows操作系統的PC機作為實訓平臺，而openGauss數據庫并不能直接安裝在Windows操作系統上，因此實訓環境的搭建要比傳統基于MySQL數據庫的課程更為復雜。

針對以上情況，“openGauss數據庫技術與應用”課程使用了以下三種實訓環境。

1.在Windows操作系統上安裝VirtualBox等虛擬機軟件，通過虛擬機軟件創建支持openGauss的openEuler或CentOS虛擬機，并在虛擬機中安裝部署openGauss數據庫。這種部署方式的優點在于使用方式較為靈活，學生只要拷貝部署好的虛擬機文件，就可以在個人電腦上部署openGuass數據庫，從而較為方便地在課余時間進行預習、復習和完成作業。PC虛擬機部署openGuass實訓環境的缺點是個人PC虛擬機性能相對較差，與實際生產環境差距較大，通常只能滿足openGauss精簡版或輕量版的硬件要求。

2.在實訓室的本地服務器上安裝FusionCompute云操作系統，按模板發放安裝有openGauss數據庫的Linux虛擬機作為實訓環境，在授課過程中學生在實訓室PC機上通過實訓室局域網訪問openGauss數據庫實訓環境。這種C/S架構的實訓環境與真實的生產環境較為類似，省去了在PC機上部署Linux虛擬機的步驟，并且通過FusionCompute云平臺可以較為容易地對安裝有openGauss數據庫的虛擬機進行管理。但是由于校園網絡連接限制，目前從公網訪問部署在實訓室服務器上的openGauss數據庫的虛擬機較為困難，因此學生在課前、課后的預習和復習會受到一定限制。

3.除了使用本地服務器外，還可以在華為云、騰訊云等公有云平臺上購買彈性云服務器，并在彈性云服務器上安裝openGauss數據庫作為實訓環境，此外華為還推出了GaussDB（for openGauss）等云數據庫服務，也可以用于openGauss數據庫實訓。從傳統數據庫向云數據庫的轉換是當前數據庫技術的發展趨勢之一，在openGauss數據庫課程中引入公有云平臺，可以幫助學生掌握常見云服務的使用方式，對培養學生的核心崗位能力十分有益。但是在授課學生數量較多的情況下，購買公有云服務需要較多的費用，特別是如果購買按需計費的彈性云服務器，由于實訓所需的云服務器數量眾多，管理云服務器帶來的工作量也較為繁重。

綜上所述，在目前的openGauss數據庫授課過程中推薦以下的教學安排：如果條件允許，可以在課堂授課和實操過程中主要使用部署在本地服務器的openGauss實訓環境，而課外預習和復習則推薦學生在個人PC的虛擬機環境中進行，并且在課程中將在云服務器上部署數據庫作為學習內容的補充。

（二）openGauss數據庫軟件更新頻繁，版本變化較大

截止到5.0.0版本，openGauss數據庫已經發布了11個版本，分為長期支持版本（LTS）和社區創新版本（Preview），長期支持版本和社區創新版本的發布周期均為一年且交替發布，每半年就會有新的openGauss數據庫版本發布。因此，在課程建設過程中，出現了在教學資源開發中途有新版本發布的情況。這種情況雖然對于軟件應用類課程是普遍現象，但是由于國產數據庫的發展十分迅速，openGauss各版本的新特性、新功能也較多，對課程開發和授課還是造成了一定的不便。因此，在課程開發過程中，須要額外考慮軟件版本問題，保證所開發的課程案例盡量具有前向兼容性。對于在新版本中才出現的某些新特性和新功能，在開發教材和課程資源時也應當說明其適用的版本，避免學生在學習過程中遇到問題。

（三）openGauss數據庫自學參考資料較少

目前Oracle、MySQL等數據庫產品在互聯網已經有大量的文字教程、技術博客和免費視頻教程資源，因此學生在學習相關數據庫軟件過程中，能夠比較容易地從互聯網獲得自學資源和日常排錯解決方法。然而，包括openGauss在內的國產數據庫軟件的互聯網學習資源目前還相對較少，學生在學習中遇到困難時，很多情況只能向教師求助，不利于培養學生獨立解決實際工程問題的能力。因此在“openGauss數據庫技術與應用”課程授課過程中，教師除了講授知識和技能外，還須要注重向學生介紹openGauss數據庫的互聯網學習資源獲取平臺。

結語

適應產業變革是職業教育課程改革的重要驅動力。隨著我國數據庫核心技術自主創新的步伐逐步加快，高職院校數據庫課程逐步對接國產數據庫是必然趨勢。本文介紹了開發“openGauss數據庫技術與應用”課程的探索與經驗，總結了基于國產數據庫技術建設課程過程中可能出現的問題及相應的解決途徑。目前“openGauss數據庫技術與應用”課程已經在深圳信息職業技術學院完成了兩個學期的教學實踐，取得了較好的授課效果。本文所提出的國產數據庫課程建設路徑可以為高職院校數據庫類課程的建設提供參考。

參考文獻

［1］陳涵瀛，管明祥，夏林中，等.高職鯤鵬產業學院人才培養體系建設路徑探索［J］.科教文匯，2023（5）：151-154.

［2］馬夢楠，錢育蓉，張文東.校企協同的國產數據庫人才培養模式探索與實踐：以“數據庫原理與技術”課程為例［J］.教師，2021（18）：104-106.

［3］趙長亮，謝軍.openGauss助力郵儲銀行分布式新核心邁向智能運維時代［J］.金融電子化，2021（11）：71-73.

［4］劉斌，彭煜瑋，余琍，等.國產化時代的數據庫原理教學與實踐改革［J］.軟件導刊，2022，21（11）：172-176.

［5］房敏，謝佳，汪花梅.基于多方位、遞進式的數據庫實驗教學研究［J］.計算機教育，2023（4）：140-145.

Exploration on the Construction Path of Domestic Database Courses in Higher Vocational Colleges： Taking “openGauss Database Technology and Application” as an Example

CHEN Han-ying， CHEN Yu， GUAN Ming-xiang， LUO De-an

（School of Information and Communication， Shenzhen Institute of Information Technology， Shenzhen， Guangdong 518172， China）

Abstract： This paper mainly expounds the experience of the construction of openGauss Database Technology and Application course， and discusses the construction path of database courses in higher vocational colleges based on domestic database technology. Under the background of the rapid development and wide application of domestic database technology， the School of Information and Communication of Shenzhen Institute of Information Technology took the opportunity of building Kunpeng Industrial College to innovate the database courses and developed the course resource of openGauss Database Technology and Application. Based on the openGauss database， an open source relational database developed by Huawei， this course has built corresponding curriculum resources such as curriculum standards， teaching materials， teaching courseware and teaching videos， and at the same time， curriculum ideological and political elements have been integrated in the course construction process， so as to cultivate technical talents who can meet the requirements of domestic database posts.

Key words： domestic database; database course; openGauss database; curriculum construction