本栏目责任编辑：王力
数据库与信息管理
邱胜海，董莺，杨铭，李晓，王为民
（南京工程学院机械工程学院，江苏南京211167）
摘要：将产学工程项目引入到教学中，不仅有助于提高学生的实践能力，还能提高学生的学习兴趣和教学质量，有利于培 养高素质、高技能人才。以IE 专业为例，分析了校企工程项目、专业知识与课程之间的语义，运用图数据库Neo4j 构建了项目知识图谱，最后使用Cypher 语言实现了项目课程化设计思路。实例表明：利用知识图谱挖掘工程项目、专业及课程之间的联系，有助于设计一个结构良好、适应变化的课程体系。关键词：产学融合；项目化教学；知识图谱；图数据库中图分类号：G642
文献标识码：A
文章编号：1009-3044(2021)01-0038-03
开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：
Construction of Knowledge Graph and Realization of Graph Database for Production and education integration QIU Sheng-hai,DONG Ying,YANG Ming,LI Xiao,WANG Wei-ming
(Department of Mechanical.Engineering,Nanjing Institute of Technology,Nanjing 211167,China)
Abstract:Introducing the engineering projects into teaching will not only help improve students'practical ability,but also improve students'interest in learning and teaching quality,and will help cultivate high-quality and skilled talents.Taking the IE major as an example,it analyzes the semantics between projects,professional knowledge and courses,and constructs the knowledge graph of project by using the graph database Neo4j,and realizes the project curriculum design ideas by using Cypher language.The exam⁃ple shows that the use of knowledge graphs to mine the connections between engineering projects,majors and courses is helpful to design a well-structured curriculum system.
Key words:Integration of enterprises with universities ;Project teaching ；Knowledge Graph ；Graph Database
1引言
账本网新工科背景下，强调大数据、云计算及网络空间安全等新技术通过产教合作项目与传统的工科专业深度融合。因此产教深度融合是新工科得以实施的重要途径，也是新型人才培养的重要模式。2017年国家颁发的《关于深化产教融合的若干意见》及十九大报告将“深化产教融合、校企合作”作为职业教育发展的重大决策，其目的是在高等院校与企业之间搭建了一个全面的深度合作平台，用以培养顺应未来发展趋势的高端技术人才。
在工程化项目教学方面，我国近年来针对行业的特，提倡部分课程进行教学改革，如课程项目化、项目课程化。其核心是在产教融合框架下，将产学合作项目应用到实际教学过程中，有利于提高学生的就业和双创等综合能力，提高学生的学习热情和教学质量，有利于培养德智体美劳等全面发展的高素质、高技能人才。目前国内外学者对项目化教学提出了许多有价值的实践方案、方法及措施。项目化教学是根据工作岗位情况设置情境，利用真实的产学合作项目进行任务实训，组建项
香仁夏露目小组，进行任务分工，团结协作，在项目任务驱动下，训练学
生的动手实践能力，进行职业技能、知识的应用和团队合作精神。通过项目化教学，能够极大缩短了学生对专业基础理论与实践之间的距离，强化了实践教学环节，加强了学生的专业知识与实践经验的相互融合，能够培养企业需要的复合型、创新性人才[1-3]。项目化教学与传统教学比较，在项目实施过程中，通过对真实项目进行分工和协作，以培养学生的角认同度
竹炭颗粒和责任感[4]
。可以将教学项目分为若干小项目，按照项目教学
“六步法”实施教学改革[5]
。但是由于产教融合诸多利益相关者的积极性低，高校和大企业的研究实践孤立，高校课程体系缺乏变化、项目跨学科问题以及经费安排不合理，因此实施基于项目化教学存在一些问题。高校需要在教学和研究中克服学科的局限性，并争取跨学科性[6]。文献的研究大都都是根据经验来进行项目化教学，由于项目与课程内容、专业知识及企业生产的产品相关，目前的研究尚没有彻底解决项目化与课程之间关联的有效方法与手段。
近年来，学校在传统的机械、电力等优势工科的基础上，主
收稿日期：2020-07-23
基金项目：南京工程学院高等教育研究课题：产教融合与工程化项目教学(2019YB18；2019ZC08)；江苏省青蓝工程优秀教学团队、国
家一流专业建设点、校级重点专业建设及江苏省高等教育教改项目资助（2019JSJG554）；江苏高校哲学社会科学研究项目（2019SJB106）
作者简介：邱胜海(1967—)，江苏泰州人，副教授，工学硕士，主要从事智能信息系统、工业工程应用等教研工作。
38
数据库与信息管理
本栏目责任编辑：王
力
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术
第17卷第1期(2021年1月)
动对接企业需求，深化产教融合、开展多种形式的校企合作。因此，以长期从事产学合作项目的经验为例，研究项目与课程之间的内在关联具有重要的意义。
2工程化项目知识图谱的构建
2.1工程化项目相关数据语义分析与建模
当某企业需要启动某项产教融合项目，需要与相应的高等院校合作开发，根据项目类型和项
数字式水表
目内容确定哪些学校的哪些专业
符合开发要求，通过专业设置中课程知识点与项目所使用的知识点的匹配情况、工具情况、人员情况等来组织团队参与项目的建设。通过调研分析学院近10年工业工程专业与企业进行的产学合作信息类项目，确定的相关实体包括：项目、企业、学校、专业、课程、知识点、工具、方法、理论、参加人等，学校与专业、专业与课程、课程与知识点、学校与企业、企业与项目、项目与知识点、知识点与使用的工具、方法及理论、参加人与项目之间都有联系，其联系名称分别为：拥有、学习、包含、合作、拥有、使用、使用、参加。知识点与知识点之间、课程与课程之间具有自反的联系，联系名称为先修。这10个实体对应图模型的10个节点（图的顶点），节点的标签与实体集的名称一致，联系名称对应图模型的12个联系（图的边），其中节点及联系都具有相应的属性描述，例如：项目实体可用七 元组描述为：项目::=<；项目编号，项目名称，项目类型，负责人，承担学校，所属公司，经费>；参加人实体用六元组描述为：参加人::=<；编号，姓名，性别，年龄，所学专业，所在班级>，参加人与项目之间的联系为“参加”，“参加”关系可用三元组描述为：参加::=<；参加时间，参加角，主要贡献>；限于篇幅，其他实体及联系描述在此不再赘述，相关的图数据库模型如图1
所示。图1项目、课程与知识点语义图数据模型2.2基于Neo4j 图数据实例及Cypher 语言实现查询
Neo4j 是一款工业使用的图数据库产品，非常适合于知识
图谱的构建及实现，其使用的Cypher 简单、直观及易学[7]。将近3年的项目信息按照图模型的格式导入到Neo4j 中，得到图2所示的实例。
根据知识图谱，使用Cypher 检索相关的信息，为制订项目化课程提供决策数据，由于篇幅所限，检索结果图略去。1）检索“信息系统”项目的所使用的知识点及对应的课程
信息match (p)-[：使用]->(m)<-[：包含]-(c)where (p.name=~".*信息系统.*")return p,m,c;2）检索“概念模型”知识点的所有先修知识点及对应的课程match (kc1)-[：包含]->(m)<-[：先修]-(c)<-[：包含]-(kc2)where(m.name="概念模型")return c,kc1,kc2;3）检索知识点“DFD 设计”用到的工具和方法match (m)<-[：使用]-(p)-[：使用]->(q)where(p.name="DFD 设计")return p,q,m;4）检索“制造数据挖掘”项目所使用的专业知识、方法、工具，结果显示该项目使用了32个知识点，10个方法，4个工具。Match (m)<-[：使用]-(a)<-[：使用]-(p)-[：使用]->(a)-[：使用]->(b)where (p.name=~’.*制造数据挖掘.')return m,b,p,a;5）统计各个知识点的中心度，度量知识点的出度和入度个数，度数高的知识点能反映该知识点的重要程度，本例取入度计算能反映项目所使用的知识点的重要性。
call algo.degree.stream('知识点','使用',{direction:'incom⁃ing'})yield nodeId,score NodeById(nodeID).id as name,score order by score desc ；
6）统计各个知识点的中介中心度，度量知识点的关联程度，关联程度高的知识点能反映该知识点的使用频率程度越高。
call algo.betweenness.stream('知识点','包含',{direcrion:'out'})yield nodeId,score NodeById(nodeId).id as name,score order by socre desc ；
项目知识图谱数据容量会随着时间的推移变大，使用Cy⁃pher 语言对知识图谱进行检索、推理，可以得到非常复杂的知识之间的内在联系，这是一般数据库系统很难实现的。
3结束语
目前国内外项目化教学的研究成果都是建立在经验、措施
或思路上，更多的是将原有课程的实验或课程设计改为项目，没有涉及具体企业项目的整合方案，也没有切实可行的工程化项目教学体系，缺乏说服力和实例验证。以应用型本科院校机械工程类工业工程专业信息类工程化项目教学改革为例，
收集
图2产学融合项目化知识图谱实例39
本栏目责任编辑：王力
数据库与信息管理橡胶补强剂
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第17卷第1期(2021年1月)
以往产学合作项目、竞赛项目、科研立项项目等信息，分析项
目、专业、知识点及现有课程的内在联系，建立产学合作项目的动态信息图数据模型（知识图谱），通过多种检索方法从知识图谱中获取有效信息，为重构现有的课程体系，构建科学合理的三级专业项目，从而为创建适应企业人才需求的项目化教学课程体系打下良好的基础。
参考文献：
[1]何光春.数控加工技术课程项目化教学研究与实践[J].内燃机与配件,2019(15):254-255.
[2]，吴迪.产教融合视域下广告设计与制作专业综合实训项目化教学研究[J].思想文库,2019(10):76-77.
[3]耿飙.基于项目化教学的物联网研发人才培养的研究[J].科
教论坛,2019(8):72.
[4]张晓芬.基于项目化教学的专业英语课堂教学模式探讨[J].广东职业技术教育与研究,2019(4):75-77.
[5]白士霞，孙国敏.项目化教学方法在数控加工教学中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(22):150.[6]Nikitenko E.V.，Savina T.V.Implementation Conditions for Proj⁃ect-Based Training as an Integrated Teaching Strategy in Higher Education[J].Advances in Social Science,Education and Humanities Research((HSSNPP 2019),Vol.333,pp.506-510,2019.
[7]邱胜海，王云霞，樊树海，等.云环境下图数据库建模技术及其应用研究[J].计算机应用研究,2016,33(3):794-797.
【通联编辑：王力】
（上接第33页）
其次，目前大数据的形式主要是以分享，未来在发展阶段，则可以往开放式的方向进行延伸，将网络信息与其硬件设备相分离，建立网络独立的脉络。另一方面，将计算机与网络相结合，使二者合一，两者不再是分别独立的个体，如此一来，便创立了一个更为先进的网络形式，使得互联网之间相互连接，将信息的处理技术提到更高层次。
4结束语
综合来看，当前社会下计算机的应用是不可缺少的技术存
在，其信息处理技术更是对社会的发展具有重大的意义。时代的变迁引领着各方面的进步，当前社会环境下，我国已逐渐步入大数据时代，数据信息已延展到人们社会生活的方方面面，对生活具有诸多的便利及影响。当然，在此过程中，仍存在各种各样的问题与挑战，因此，在促使大数据时代不断前进的过程中，计算机信息的处理技术亦需要不断地提升与优化，以促
进社会经济等各方面的推动与进步。
参考文献：
[1]李光亮.基于大数据时代背景下计算机信息处理技术的分析[J]．电脑迷,2016(10):71
[2]王鑫伟.基于大数据时代背景下计算机信息处理技术应用研究[J]．信息通信,2020(3):185-186
[3]毛鹏飞.大数据时代下计算机信息处理技术分析与思考[J]．西南科技大学学报,2019,34(2):98-101
[4]储向向.大数据时代背景下的计算机信息处理方式分析[J]．科技创新与应用,2019(13):136-137
[5]吕晋俐.大数据时代背景下计算机信息处理技术的分析[J].信息与电脑(理论版),2017,380(10):179-180.[6]杨总.“大数据”时代的计算机信息处理技术分析[J].信息与电脑(理论版),2015(12):133-134.
【通联编辑：李雅琪】
（上接第35页）
的思维和Node.js 技术应用。学生应用MVC 开发模式需要基础的Web 开发经验，学习Node.js 需要有JavaScript 和面向对象编程的基础，而本教学案例的设计与实现有助于进一步提升学生Web 综合开发能力，同时有助于指导学生参加广东省职业院校学生专业技能大赛高职组Web 应用软件开发竞赛，也为云计算实训教学综合改革提供了基础案例内容。
参考文献：
拉配
[1]Andri Sunardi,Suharjito.MVC Architecture:A Comparative
Study Between Laravel Framework and Slim Framework in Freelancer Project Monitoring System Web Based[J].Procedia Computer Science,2019,157.
[2]蒋卫祥，朱利华，闾枫.JavaEE 企业级项目开发:Struts2+Hiber⁃nate+Spring[M].2版.北京：高等教育出版社,2018:5.
[3]李丹清，韩利峰，李嘉曾，等.Nodejs 平台下远程视频和信号监控系统的融合[J].仪器仪表用户,2019,26(3):1-5,51.
[4]传智播客高教产品研发部.MySQL 数据库入门[M].北京：清华大学出版社,2015.
【通联编辑：代影】
（上接第37页）
[3]成平广，等.基于拟态计算的社会网络划分算法[J].计算机科学,2015,42(8):136-156.
[4]李斌，等.基于拟态计算的大数据高效能平台设计方法[J].计算机应用研究,2019,36(7):2059-2064.
[5]崔冰萌，等.基于FPGA 的拟态服务器设计[J].计算机系统应用,2018,27(4):219-225.
[6]徐婧，等.基于大数据的重大工程智能体决策支持系统研
究[J].河南科学,2019(6):1014-1019.[7]林子雨.大数据导论[M]．北京：高等教育出版社,2020.
[8]Neshatpour K,Malik M,Ghodrat M A,et al.Energy-efficient accele-ration of big data analytics applications using FPGAs [C]//Proc of IEEE International Conference on Big Data.Washington DC:IEEE Computer Society,2015:115-123.
【通联编辑：王力】
40
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议