基于計(jì)算思維的Access程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)探索

陳鴻

摘 要：利用以計(jì)算思維為導(dǎo)向的教學(xué)模式，以Access程序設(shè)計(jì)課程的培養(yǎng)方向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，深入分析該課程的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、深入探索，將計(jì)算思維的培養(yǎng)貫穿于課程的多個(gè)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：Access程序設(shè)計(jì) 計(jì)算思維 教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（a）-0125-02

計(jì)算思維的教育理念是美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)系主任周以真教授2006年提出的。她對(duì)計(jì)算思維的定義：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類(lèi)的行為，它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)[1]。西安交通大學(xué)的馮博琴教授在《九校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》一文中指出[2]，應(yīng)該徹底改變長(zhǎng)期以來(lái)存在的“計(jì)算機(jī)只是工具”、“計(jì)算機(jī)就是程序設(shè)計(jì)”和“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程主要是講解軟件工具的應(yīng)用”等片面知識(shí)，把“計(jì)算思維能力的培養(yǎng)”作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的核心任務(wù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和行為理解，即建立計(jì)算思維。

在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)中，學(xué)生不僅需要掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和編寫(xiě)程序的能力，還應(yīng)該具有分析問(wèn)題的思維能力。Access程序設(shè)計(jì)課程作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程之一，不僅概念多，內(nèi)容多，而且較為抽象，實(shí)踐操作性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)有排斥的思想。各高校對(duì)該課程嘗試過(guò)多種改革，但是整體教學(xué)效果一般。將計(jì)算思維能力融入課程教學(xué)中去，幫助學(xué)生在各知識(shí)模塊中培養(yǎng)該能力，促使學(xué)生學(xué)好計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)課程知識(shí)，并可完成其他領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。為學(xué)生將來(lái)利用計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題奠定良好的基礎(chǔ)。

1 計(jì)算思維的培養(yǎng)方向

如今社會(huì)需要的是復(fù)合型人才，要求大學(xué)畢業(yè)生要有一定的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。大學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)過(guò)程主要針對(duì)課程和相關(guān)技能進(jìn)行學(xué)習(xí)與鍛煉，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的大社會(huì)背景下，需要因材施教，教師在教學(xué)過(guò)程中要科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生正確的從“學(xué)什么”到“怎么學(xué)”的轉(zhuǎn)變，逐漸培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

Access程序設(shè)計(jì)課程不僅需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，更要突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，該課程是理論與實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)的一門(mén)課程，可以解決問(wèn)題的全過(guò)程培養(yǎng)與訓(xùn)練，該課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系中占有重要地位。學(xué)生不僅要掌握基本的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、代碼編寫(xiě)和簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)，還要學(xué)會(huì)分析程序，對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化。但是該課程具有自身的特點(diǎn)，與其他傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)不同，具有7個(gè)對(duì)象，分別是表、查詢、窗體、報(bào)表、頁(yè)、宏和模塊。由于每個(gè)對(duì)象可以自成體系進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)7個(gè)對(duì)象的關(guān)系較難掌握，造成學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確。七大對(duì)象中的最后一部分——模塊部分主要涉及程序設(shè)計(jì)，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)較難熟悉，編程無(wú)從下手。

Access程序設(shè)計(jì)中的教學(xué)內(nèi)容由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊構(gòu)成，看似獨(dú)立但關(guān)聯(lián)密切。通過(guò)學(xué)習(xí)讓學(xué)生搭建抽象模型，逐步培養(yǎng)設(shè)計(jì)算法及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，Access程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)提供了很好的平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算思維的整體貫穿，讓學(xué)生較好地學(xué)習(xí)該門(mén)課程。

2 計(jì)算思維的教學(xué)模式

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)背景介紹中的計(jì)算思維滲入

教師在第一次課開(kāi)始會(huì)向?qū)W生介紹數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)。為了避免學(xué)生聽(tīng)課過(guò)程中產(chǎn)生抽象、空洞的感受，吸引學(xué)生學(xué)習(xí)初期的興趣性，在向?qū)W生介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展史時(shí)，教師不直接講述數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展始末，而以故事形式，以思維引導(dǎo)為主流，圍繞數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展的特點(diǎn)為核心進(jìn)行授課，并想方設(shè)法提出相關(guān)問(wèn)題激勵(lì)學(xué)生積極參與，學(xué)生聽(tīng)課效果提高許多。對(duì)于教師授課具有很好的引導(dǎo)作用。

2.2 綜合案例的前期導(dǎo)入與分解

在進(jìn)行7個(gè)對(duì)象的依次介紹之前，先給學(xué)生展示一個(gè)綜合型代表性案例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之前對(duì)課程整體框架具有清晰了解，在學(xué)習(xí)每一章的時(shí)候把握學(xué)習(xí)的目的性，對(duì)各對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)性具有初步認(rèn)識(shí)。

綜合案例的選擇非常重要。應(yīng)該選擇與學(xué)生貼近、熟悉的案例，可以選擇學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)為例，進(jìn)行前期導(dǎo)入與分解。首先向?qū)W生演示學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)的各功能模塊，讓學(xué)生具有整體認(rèn)識(shí)；再針對(duì)每個(gè)模塊簡(jiǎn)要介紹設(shè)計(jì)思路，并提出幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生一起帶著問(wèn)題邊思考邊學(xué)習(xí)；最后將各功能模塊與課程主要章節(jié)進(jìn)行一一映射，即進(jìn)行案例的分解階段，讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)每一章節(jié)的重要性，領(lǐng)會(huì)到學(xué)習(xí)該門(mén)課程的意義，在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中發(fā)揮主觀能動(dòng)性。由學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)作為切入點(diǎn)，給學(xué)生布置一個(gè)類(lèi)似案例，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完對(duì)應(yīng)章節(jié)后將該案例進(jìn)行有效填充，學(xué)期結(jié)束學(xué)生可以較好較快地提交該案例，使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中不存在盲目、懈怠的現(xiàn)象，給學(xué)生一個(gè)較好的發(fā)揮空間。

2.3 查詢中的啟發(fā)式教學(xué)法

查詢是Access程序設(shè)計(jì)課程中的重要章節(jié)，查詢的速度直接影響到系統(tǒng)運(yùn)行的性能。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)查詢的操作進(jìn)行不斷優(yōu)化。學(xué)生在學(xué)習(xí)初期的時(shí)候，只關(guān)注查詢是否順利實(shí)現(xiàn)，要適時(shí)提出查詢的優(yōu)化重要性，進(jìn)而引入各種優(yōu)化算法。在進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容講授的時(shí)候引入啟發(fā)式的方法，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和利用該方法進(jìn)行查詢的優(yōu)化，逐步提高計(jì)算思維的能力。

2.4 基于計(jì)算思維的案例教學(xué)法

每個(gè)對(duì)象章節(jié)教學(xué)之前，不以枯燥的概念作為開(kāi)始，仍然延續(xù)課程開(kāi)篇以案例進(jìn)行引入，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，通過(guò)若干個(gè)精心挑選的案例進(jìn)行教學(xué)驅(qū)動(dòng)，在案例講解過(guò)程中體現(xiàn)計(jì)算思維的思想，不是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生是怎么做的，而是要分析為什么需要這樣進(jìn)行案例設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用到哪些重要知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生不再一味地聽(tīng)到乏味的概念，更主動(dòng)地接受新的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，較易理解與掌握相關(guān)概念。為了進(jìn)一步提升學(xué)生分析綜合問(wèn)題的能力，可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)該案例進(jìn)行深入討論、歸納，完善和擴(kuò)展該案例，引導(dǎo)學(xué)生在模仿案例程序的過(guò)程中掌握解決問(wèn)題的方法和編程技巧[3]。案例教學(xué)法在Access程序設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程流程如圖1所示[4]。

2.5 分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

學(xué)生在理論課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中更多地表現(xiàn)為獨(dú)立思考與學(xué)習(xí)，學(xué)生之間主要是一些小的知識(shí)點(diǎn)或者疑難問(wèn)題的相互探討，作業(yè)自主完成。但是在實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，為了更好地讓學(xué)生及時(shí)掌握所學(xué)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生的分工協(xié)作性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的動(dòng)手熱情與激情，在一些小型綜合案例中進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的引入。通過(guò)將全班學(xué)生進(jìn)行分組劃分，每小組人數(shù)不宜多，2～3人即可。布置與學(xué)生專業(yè)相近的案例作為主題，案例的設(shè)置范圍可以比較寬泛，不局限具體案例，讓學(xué)生有較多的發(fā)揮空間，列出學(xué)生在案例設(shè)計(jì)中要涉及的若干知識(shí)點(diǎn)，小組成員通過(guò)調(diào)研討論定下具體主題，確定每人完成的功能模塊，最終將各模塊進(jìn)行集成，完成一個(gè)小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。各小組完成的作品進(jìn)行展示，選出優(yōu)秀作品供學(xué)生學(xué)習(xí)，并對(duì)其他小組成員進(jìn)行提問(wèn)，從第三方的角度對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行分析，并提供更好的設(shè)計(jì)方法以供改進(jìn)。通過(guò)分組教學(xué)法的運(yùn)用，讓學(xué)生對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)有更明確的認(rèn)識(shí)與理解，有效培養(yǎng)計(jì)算思維能力。

2.6 實(shí)踐教學(xué)類(lèi)型的多樣化

實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類(lèi)型不能單一化，往往驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與研究性實(shí)驗(yàn)較少。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要使學(xué)生對(duì)Access有直觀的理解，對(duì)計(jì)算思維具有感性的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需要教師事先反復(fù)推敲，以遵循專業(yè)、體現(xiàn)教學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)為宜，學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的操作，培養(yǎng)他們訓(xùn)練計(jì)算思維技巧，將具體問(wèn)題歸納轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠解決的問(wèn)題，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力完成問(wèn)題的求解。研究性實(shí)驗(yàn)難度較大，體現(xiàn)的是計(jì)算思維與其他學(xué)科的交叉，實(shí)現(xiàn)方法具有多元化，通過(guò)學(xué)生的研究學(xué)習(xí)拓展創(chuàng)新實(shí)踐能力和科學(xué)研究能力[5]。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)類(lèi)型的多樣化設(shè)計(jì)，逐步培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算思維能力在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革中的作用越來(lái)越顯著，符合當(dāng)今時(shí)代人才需求條件。通過(guò)在Access程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中貫穿計(jì)算思維思想，不僅讓學(xué)生順利學(xué)完該門(mén)課程，更重要的是運(yùn)用該課程培養(yǎng)的計(jì)算思維能力解決實(shí)際問(wèn)題，自主學(xué)好其他大學(xué)課程，為將來(lái)成為復(fù)合型創(chuàng)新人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] Jeannette M Wing.Computational thinking[J].Communications of the ACM，2011，49（3）：3.

[2] 馮博琴.九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明[J].中國(guó)大學(xué)教育，2010（9）：4.

[3] 龔沛曾，楊志強(qiáng)，陸慰民，等.案例教學(xué)法在“Visual Basic程序設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2004（5）：62-63.

[4] 馬曉娟.非計(jì)算機(jī)專業(yè)Visual Basic案例教學(xué)模式探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（22）：48-50.

[5] 薛磊，孫玉強(qiáng)，顧曉清.基于計(jì)算思維的項(xiàng)目教學(xué)法的研究與實(shí)踐[J].教育與職業(yè)，2012（33）：148-150.