基于《數據庫基礎》教學中計算思維能力的培養

童德茂

（阜陽職業技術學院工程科技學院，安徽 阜陽236031）

基于《數據庫基礎》教學中計算思維能力的培養

童德茂

（阜陽職業技術學院工程科技學院，安徽 阜陽236031）

計算思維作為人類的一種科學思維基本方式，吸引國內外計算機行業研究者高度關注.在我國高職教育中，學生計算思維能力培養是職業教育教學方法改革的重要組成部分.以數據庫基礎課程為例，在課堂理論與實踐教學兩個環節，按照講授課程的特定知識的相關問題用連續的關聯性提問引入計算思維的理念，探索學生計算思維培養教學方法，拓展一種以高職學生計算思維與創新能力培養為核心的新教學模式思維.

教學理念；計算思維；教學設計；創新能力

當前，信息資源已成為寶貴的社會資源，以數據技術為基礎的應用越來越廣泛.高職院校大多都開設數據庫基礎課程，以滿足學生的不同專業的學習需求.不同的培訓目標、課程要求也不同，傳統的教學方法已經不能滿足社會發展對職業教育人才培養的需要.結合近年來教學情況，將計算思維引入到阜陽職業技術學院會計電算專業的數據庫基礎課程教學過程中，以盼能創設一種改革數據庫基礎課教學內容和教學方法的新思維方法，實現理論知識以應用為目標，達到學而有用、學而能用、學而實用教學目的，創設高效的教學課堂.

1 計算思維核心模式的創設

1.1 創設計算思維教學模式

《數據庫基礎》是當前高職院校會計電算專業的一門必修基礎課，對該專業的學生來說，了解當前信息社會各領域中數據庫管理系統廣泛應用和重要作用，掌握數據庫應用系統的設計、開發和維護流程等技能基本和必備的數據庫技術知識，有一定的分析和使用一些常用的數據庫應用系統能力是非常必要的.

筆者以阜陽職業技術學院電算會計專業學習的數據庫基礎課為教學實例，分析計算思維方法在教學改革中的重要作用，探討應用在高職院校教學中.為此，首先要帶領學生學習數據庫的基本知識，正確理解和分析數據庫基礎的基本原理等知識，有較好的數據庫應用系統設計方法和熟練應用的技能；同時，不僅要激發高職學生學習數據庫的興趣和熱情，還要有意識地培養他們養成獨立探索習慣和應用新方法、新技能的能力，造就他們養成有較強的職業適應能力且富有一定的創新和創造才能的高技能人才.

1.2 創設計算思維意義

美國卡內基·梅隆大學教授周以真指出，計算思維（Computational Thinking，CT）涵蓋一系列思維活動，反映廣泛的計算機科學，是與讀寫能力一樣的人類的基本思維方式，運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類行為［1-3］.中國科學院院士、中國科學技術大學教授陳國良指出：“在大學中，計算思維不僅能振興大學計算教育，而且會令科學與工程領域創造出革命性的研究成果”［4］.目前，國內外計算機行業、哲學和社會學界的學者們已對計算思維進行了大量的研究和討論，取得了很多富有價值的研究結果［5］.

在高職教育會計電算專業的數據庫基礎課程教學中貫徹計算思維的理念，按計算思維的特點實施教學，就是在整個數據庫基礎教學過程貫徹抽象和自動化思想的計算思維本質.教師要根據講授數據庫基礎課程涉及的具體內容巧妙地引出計算思維思想，以創新設計和計算思維能力作為培養學生主線，日積月累，教師在教學中就能創設適合高職教育特色的新的教學模式和卓有成效的教學方法.其操作是：要分割化解復雜問題，以能把問題簡單化的處理就是計算的想法；選擇一種適當的模型能反映問題的相關方面就是計算的方法；計算思維主要思索的是當問題產生時，人們應怎樣去解決和恢復等.概括說：計算思維是用啟發式推理尋求答案，在不確定情況下的規劃、學習和調度，在問題處理時選擇一種適當的方法來解決問題，達到對人類行為理解的目的，是計算機科學中的重要理念.

2 實踐環節引入計算思維

實踐引入計算思維于數據庫基礎課教學中，需要將課堂和實踐兩個教學環節有機結合起來展開探究.在整個數據庫基礎課教學過程中，教師必須持之以恒地貫徹計算思維架構中的抽象和自動化的思維本質，使學生明白適時地將計算思維引入到所講授課程涉及的知識點中就是基于“保護，預防，約簡，分離，冗余，糾錯，容錯，折衷，恢復，啟發”等方式，從最壞情況著手進行系統恢復的思維形式，啟迪學生領會計算思維新方法［6］.在本課程實踐教學環節中，教師開始要提出一些有針對性問題、設計好與實踐相關的實驗項目，指導他們各自獨立或以組建團隊的合作方式，通過運用計算思維的思考方法解答實訓科目，把解決問題的新方法找出來并實踐應用，發現本質問題，便于很好地消化和鞏固知識，學會逐漸運用計算思維方法，最終實現獨立思考和解決問題能力的提高，培養了學生的計算思維和創新能力.

實踐計算思維方法具體要點主要表現在幾個方面.

2.1 連知識點成線

教師的主導作用在很大程度上直接關系到學生學習積極性高低，為了在數據庫基礎課教學中創設計算思維氛圍，教師應該把講授的知識點串成線，列舉一些應用在工作生活中典型數據庫應用系統并加以分析，以激發同學們決心學好數據庫基礎的欲望.例如，在上課時可列舉學生使用的高考志愿填報系統、阜陽職業技術學院教務管理系統、安徽省計算機水平考試成績查詢系統、全國高校英語考試成績查詢系統、車票定購系統以及大家比較熟悉的淘寶、當當、京東商城等網絡平臺作為上課案例的突破口，學習數據庫技術概念、特點、發展經緯和數據模型、數據組織、數據完整性以及數據庫系統運算等知識.

教學中通過演示教務管理系統中學生成績查詢和在網絡平臺上使用關鍵字搜索來查找用戶需要的信息，向學生展示數據庫管理系統的廣泛應用，接著轉入數據庫中的“數據表，關系，一般查詢，嵌套和連接查詢，查詢及優化，索引，視圖，存儲過程，觸發器”等相關知識點及其應用［7］；通過購物網絡平臺演示怎樣從琳瑯滿目的商品中挑選心愛的物品，怎樣在網上提交訂單以及通過信用卡或支付寶的在線支付的操作流程購買商品等這樣集趣味性、知識性、實用性于一體的教學設計以引發學生產生學習數據庫基礎的好奇心和學習熱情，進而提出數據庫系統安全問題中涉及的身份認證，管理權限和訪問控制等相關的知識.

2.2 關聯性提問教學的創設

進行實例介紹中教師可以通過創設諸如：學習數據庫有什么用途？在哪些工作領域有數據庫的應用？數據庫有哪些基本特點？怎樣實現數據庫中數據存取？用戶需要的數據庫中數據又是以怎樣的方式顯示呈現的等有條理、連貫和關聯性的問題去提問學生，然后列舉實用會計基礎課中學生已了解到的工資管理系統等常用的數據庫應用系統作為教學實例進行分析，從極為實用、直觀、簡潔、有用、生動、深入明了的角度幫助學生學習數據庫相關知識.創設教學過程的直觀形象教學模式既能降低學生理解知識的難度，將學生從枯燥和單一灌輸知識的傳統教學方法中解放出來，還能更快捷高效地掌握數據庫基礎知識，激發學習課程的興趣，提高學習效果.構思上述教學設計，教師實施學生的計算思維訓練，激勵學生的創新、創造的學習能力.反復經過計算思維方法教學設計的訓練，學生計算思維能力潛移默化地得到啟發和培養，逐步養成運用計算思維去思考問題和解決問題的能力，培養了他們終身使用計算思維的良好習慣.

在講授會計電算專業的數據庫基礎課程教學過程中，教師可結合學院的財務模擬實訓室和會計電算專業特點以及學生的特點，在教學中引入財務軟件、銀行存取款系統、學院教師工資管理系統等現實實例向學生闡述計算思維的理念.例如在講解工資管理管理系統中報表構成時，首先創設會計基礎課程中某單位工資表一般是由哪幾部分構成這樣一個簡單問題，然后引出單位工資表組成又是如何通過數據庫來體現出來的，進而引入為什么要學習報表及報表是由哪幾個節組成和每個節的功能，接著對比報表五個節和工資表構成各部分對應的關系，最后通過報表教學演示結果進行對比和說明.通過這一教學設計學生即愉快學習了報表知識，又真實體會了報表中的每個節對區域控制范圍的不同的用途，理解了學習報表的實用性，進一步增強了學習數據庫課程的積極性.

2.3 強化實踐

教學實踐環節是課堂教學的延續、補充和完善［8］.在數據庫基礎課實踐教學環節中，特別注重對高職學生用探究的方法解決實際應用問題的計算思維方法的訓練和動手應用能力的培養，有益于高職學生更好地消化和鞏固計算思維方法.學生可以選擇小組討論，課堂練習和上機實驗等形式進行實踐教學環節訓練.學完數據庫基礎課程課堂教學中相關知識要點和計算思維方法后，要求學生運用計算思維的方法獨立完成老師設計的課程實訓習題.對于一些相對復雜的實訓問題，既可以分解成若干問題實訓，也可以把學生分成小組來討論和探索.要求學生首先就問題的理解和看法談論自己的認識并設計問題解決的思路和方法.然后通過上機實踐解決疑問和對問題理解的驗證，得出正確答案.教師最后要對每次設計的實訓作綜合分析，歸納總結，進一步引導學生深化對計算思維理念的認識和理解.

在實踐教學中，針對會計專業特性，通過精心設計既體現電算會計專業的鮮明特色又能與高職學生將來從事的職業密切相關及案例實踐數據應用系統的開發思想要點和技術，實訓項目的設計均能與之緊密聯系起來.選擇“人事管理系統、財務管理系統、銀行存取款系統”等介紹數據庫系統開發的相關知識，讓學生體會所學知識的應用價值，促進他們主動學習并激發使用相關的數據庫應用系統興趣.

2.4 改革教學方法

由于數據庫基礎課程涉及的教學內容多，教師在具體教學過程中若是照本宣科、沒有重點地滿堂灌，學生不可能領會課程中知識的要點和重點.教師可嘗試從課堂和實踐兩個方面去歸類內容，選取一些具有專業特點的代表性內容創設問題作為教學切入點與他們一道討論和思考，創設師生互動教學，搭建人人都愿意參與到課堂討論這個平臺，形成學生與教師一起解決實際問題的協作平臺和良好的教與學的教學氛圍，學生的學習熱情和積極性也就充分調動起來了，學習也就變得輕松和愉快.授課教師專業知識方面的廣度和深度，教學現場掌控以及隨機應變等能力是實現《數據庫基礎》“計算思維”能力培養的關鍵，這就要求老師在日常教學中善于積累知識、探索新的教學方法并總結教學經驗.

3 結語

計算思維是當前職業教育工作者研究改革和振興高職學院計算機教育的新課題，引導著傳統計算機教育教學模式的改革.許多數據庫基礎知識為計算思維創設提供了很好的詮釋.文章針對高職會計電算專業和學生的特點，著重從課堂和實踐兩個教學環節嘗試在數據庫基礎課教學中實踐計算思維的教學理念，改革高職院校相關課程教學模式，培養高職學生的計算思維能力，創設高效教學課堂，培養滿足現代社會需求，具備一定創新能力的高技能應用人才.

參考文獻：

［1］周以真.計算思維［J］.中國計算機學會通訊，2007(11)：83-85.

［2］Wing J M.Computational thinking［J］.Communications of ACM，2006(3)：33-35.

［3］常亮，徐周波，古天龍，等.離散數學教學中的計算思維培養［J］.計算機教育，2011(14)：90-94.

［4］陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育［J］.中國大學教學，2011(1)：7-11，32.

［5］牟琴，譚良.計算思維的研究及其進展［J］.計算機科學，2011，38(3)：10-15.

［6］董榮勝，古天龍.計算思維與計算機方法論［J］.計算機科學，2009，36(1)：1-4，42.

［7］臧勁松.培養學生計算思維的程序設計課程教學［J］.計算機教育，2012(2)：78-80.

［8］張曉如，張再躍.再談計算機思維［J］.計算機教育，2010(23)：70-72.

On the ability training of computational thinking based on the database foundation teaching

TONG De-mao
（Department of Engineering Technology,Fuyang Vocational and Technical College, Fuyang 236031,Anhui,China）

Computational thinking as a human basic scientific thinking has attracted attention of computer industry’s researchers at home and abroad.In China Vocational education,the students'Ability training of computational thinking is an important part of the teaching methods reform of vocational education.Based on database foundation courses,the paper studies two aspects of class theory teaching and practice teaching,According to the teaching of the specific knowledge to introduce the concept of computational thinking with continuous correlation questions,it explores the methods of ability training of computational thinking for students, developing a new teaching thought mode of training higher vocational college students computational thinking and innovation ability as the core.

teaching concept；computing thinking；teaching design；innovation ability

TP311.1

：A

：1007-5348（2014）08-0091-04

（責任編輯：歐 愷）

2014-04-29

安徽省教育振興計劃專業帶頭人培養資助項目（2013-86）.

童德茂（1966-），男，安徽金寨人，阜陽職業技術學院工程科技學院副教授，碩士，主要從事數據庫、計算機應用技術等教學和研究.