鄒瓊+崔洪芳

摘要：針對大學經濟類文科專業(yè)學生在數據庫課程學習中普遍存在的問題進行分析，提出以計算思維為導向，對數據庫課程的教學內容進行重新設計，利用計算思維的抽象和自動化特點在數據庫教學的核心內容上設計具有高度邏輯性的實例，最終達到提高教學效果以及提升大學生信息素養(yǎng)的目的。

關鍵詞：數據庫；計算思維；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）26-0016-02

隨著現代社會的高度信息化和智能化，大學畢業(yè)生所具備的信息素養(yǎng)是否足夠應對各項信息化工作的要求這一問題已經越來越嚴峻地擺在各大高校面前。特別是對于大多數文科經濟類專業(yè)學生而言，理解和掌握傳統(tǒng)行業(yè)知識與信息網絡技術融合發(fā)展的過程，更是需要我們在本科學習階段就對相關信息類課程的學習予以重視。數據庫及其應用課程就是其中最為基礎和重要的一門課程。數據庫技術作為信息社會數據管理的支撐技術，也是我們每一個大學畢業(yè)生都要掌握的基本信息技能，能否學好數據庫及其應用這門課程對我們的人才培養(yǎng)起到了關鍵性的作用。

1 文科類學生在數據庫學習中的現狀

1.1 學習目的不明確

教學過程中我們經常發(fā)現，文科類專業(yè)的學生在學習數據庫課程中有學習目的不清的問題。雖然每次在課程簡介時都會將課程的學習目的和學習意義加以論述，但是在“實用論”盛行的今天，不少學生在對待課程學習時也以此當信條，“有用”的課就認真對待，“沒用”的課程就胡亂應付。實際教學中經常遇到非計算機專業(yè)特別是一些文科專業(yè)的學生在遇到困難的第一時間的問題竟然是：我又不搞計算機，干啥要學數據庫？由此可見學生對數據庫技術的認識還只停留在是一門實操應用類課程，僅僅是計算機的專業(yè)課與自己專業(yè)無關，不能很好地理解信息技術對其他專業(yè)的支撐作用，更談不上用計算思維的方式來分析解決問題。這恰恰也反映出部分文科專業(yè)學生的信息素養(yǎng)是十分欠缺的。學習目的不明確直接影響學習動力，在消極狀態(tài)下的應付了事導致逃課和作業(yè)抄襲的情況屢禁不止，既達不到教學目的同時也極大影響了老師的教學熱情。

1.2 學習能力不足

文科專業(yè)的學生大多數的特點就是感性思維勝于理性，形象思維遠多于抽象思維，在面對數據庫這樣的理論性強同時較為抽象的學習對象時，自然而然會有不適應進而產生畏難情緒，直接的表現就是學習能力不足。特別是涉及數據庫技術中的面向對象的編程部分，整個問題的最終求解過程都是高度抽象的，不論是待解決問題的形式化的描述，還是解決問題所采用的嚴密的計算方式都要求同學們具備一定的數學基礎和邏輯思維能力，對學生的理解能力要求較高。文科專業(yè)學生的思維短板在此時顯露無遺，亟需我們教育工作者改變傳統(tǒng)教學方法，積極尋求適合學生特點的應對之道。

1.3 教學設計乏善可陳，教學效果不理想

在高校普遍實行的學分制教學管理體制下，各門課程的學分學時被嚴格控制，數據庫課程也不例外；同時非計算機專業(yè)的數據庫課程作為一門打包課程將計算機專業(yè)2、3門課的知識融合一起，教學內容量多面廣；而且教學對象又是基礎薄弱的文科生，層層壓力下不少教師都失去了對教學內容精心設計的耐心，不自覺地陷入“填鴨式”教學的老路。大量晦澀難懂的新概念和割裂的知識點紛至沓來，把學生僅存的一點學習熱情也澆滅了，教學效果無從談起。

2 引入計算思維，優(yōu)化教學設計

針對文科類專業(yè)學生的學習習慣和專業(yè)特點，圍繞著應用型人才的培養(yǎng)需求，我們嘗試以計算思維為導向，不斷優(yōu)化教學內容和教學方法，在教學設計和教學過程實施等方面尋求新的解決思路。

2.1 計算思維

國際上普遍認同的計算思維的定義是由美國的周以真教授2006年提出的，他認為計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學廣度的一系列思維活動[1]。針對大多數非計算機專業(yè)的人員而言，計算思維的運用意味著能夠有效利用計算機及其相關軟硬件、方法和技術以及計算環(huán)境和資源，特別是相關思想來增強解決問題的能力，提高工作效率。隨著信息化社會的飛速發(fā)展，運用計算思維的思維方法解決生產生活中的各種問題的能力已經成為所有合格大學生所必須具備的基本能力。于是不斷有學者在此基礎之上對計算思維能力對教育及學習能力的影響做出新的探索和研究。

計算思維最基本的特征就是“抽象”和“自動化”。許多現實中的問題用計算機來解決的第一步就是“抽象”。通過抽象建模，使問題易于描述表達并存儲于計算機。而數據庫所采用的關系模型正是通過將客觀世界不斷抽象所得到的邏輯結構，所以學習數據庫設計表的過程能夠自然的使學生體會到抽象建模對于解決問題的重要意義。而計算思維中的另一面“自動化”則代表了對已經抽象的對象進行有限次執(zhí)行邏輯的判斷規(guī)劃，然后“一步步”求解出問題的過程。這一過程最普遍對應的就是計算機中編程求解的算法推導過程，但是對于數據庫課程而言，核心的查詢對象的創(chuàng)建及運行過程同樣可以極佳的體現“先規(guī)劃，再求解”的計算思維的解題思路。因此，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式下，我們把培養(yǎng)計算思維能力作為教學改革的著眼點，對提高數據庫課程的教學效果有著先進的指導意義。

2.2 嵌入計算思維的改革實踐

國人對計算思維的思維方式的認識尚淺，如何利用計算思維改善教學效果經驗積累也不足，特別是針對非計算機專業(yè)的計算機類課程的學習，從培養(yǎng)計算思維能力的角度出發(fā)，我們需要大量創(chuàng)新性的教學思路與設計。

（1） 在基礎理論知識中融入計算思維

數據庫及其應用課程教學目標雖然重在應用，但是如果要學生正確理解數據庫的基本原理，從底層構建計算思維的思維雛形，那么對于理論知識的理解就不能一筆帶過應付了事。老師必須花力氣落實數據模型等核心概念的理解。在實際教學中，雖然理論知識的篇幅一般較短，往往集中在全書的第一章或是每個章節(jié)的前兩段。但是它對于后續(xù)應用的操作方法的理解及掌握至關重要。這里還是以“關系模型”的講解為例。如果只是簡單地將表的截圖展示給學生，簡單陳述每一個專業(yè)術語，對學生來說是難以體會關系模型的優(yōu)勢之所在的。甚至有學生會以為這不就是普通的Excel表格嗎？怎么就成模型了，模擬了什么呢？所以，我們在實踐中運用計算思維的“抽象”理解來設計教學思路。從數據模型的抽象意義入手，強調建模對于客觀世界的描述功能，歸納出所有客觀事物都可以表示為實體及實體的聯(lián)系這兩個基本元素；然后說明為了在計算機中表示出這兩個要素必須采用一定的模型來表達，并且對曾經的經典模型層次、網狀的優(yōu)缺點加以比較；最后通過對二維表的嚴密的數學特征加以分析，使學生了解到二維表中的行列代表的意義，理解關系模型在表達實體及其聯(lián)系時達到了描述上的一致這一決定性的優(yōu)勢，從而產生對關系模型中“抽象”的感性認識，理解二維表與普通的Excel表格的不同之處，進而掌握關系型數據庫設計中的要點。endprint

（2） 在參照完整性理解與應用舉例中運用計算思維

使用數據庫來管理數據的最大優(yōu)勢是數據庫系統(tǒng)可以保證數據的參照完整性。很多同學在剛開始學習數據庫時容易將數據庫與Excel表格處理軟件等同起來，認為簡單的表格就能存儲數據，為什么還需要數據庫管理系統(tǒng)？這時候對數據庫中的參照完整性特點的全面而深刻的講解至關重要。這里可以運用計算思維中的“自動化”處理方式的理解來進行教學設計，一般需要先從舉例子開始，比如向學生提問，在一個傳統(tǒng)的教學管理系統(tǒng)中，如果一門課程的編號更改了，原來這門課程的成績該如何處理？是一個個手動修改還是自動更新靠得??？如果添加成績的時候，課程的編號輸入有誤，課程表里沒有這個編號，在Excel中能夠自動檢查出來嗎？如果一門課程刪除了，以前這門課程的成績又該如何自動處理呢？當這幾個問題連續(xù)拋出時，往往會瞬間將學生帶入沉思，這時候再講解參照完整性規(guī)則以及更新和刪除規(guī)則的作用，學生就能很快理解到數據庫管理系統(tǒng)的超凡之處。

（3） 在查詢的設計過程中體現計算思維

查詢是整個數據庫教學中的核心要點和難點。以往的教學過程中，學生在建立復雜查詢特別是涉及統(tǒng)計匯總的時候，往往不知道從哪里下手，對查詢設計視圖的每一個要點的設置不能形成邏輯上的思維鏈條。為了訓練學生計算思維能力，這里的有關邏輯思維的教學設計非常重要。具體可以從查詢的目的入手，通過分析問題并結合數據庫的邏輯結構構建一個完整的解題思路鏈條：首先分析問題中的查詢檢索項，回答“查什么？”，然后確定檢索項來源，回答“從哪里查？”，接著找檢索項“有限制條件嗎？”，最后再看是否需要分類匯總。整個思維過程下來，查詢的設置就完成了。學生也會因為強烈的邏輯關系形成深刻的記憶。在講解SQL語句中的group by、having等子句時，同樣可以按照邏輯關系進行舉例的設計。按照由淺入深層層遞進的邏輯關系，采用三段式的舉例方式來實現。先舉例“如何查詢全班同學的選課情況？”，這就是一個最簡單常見的select—from句式，學生回答基本無壓力。接著問題深入，“如果需要按照課程分組查詢每門課程的選課人數，怎么辦？”，這時group by子句就派上用場了，提示同學們需要按照課程號來分組實現。緊接著繼續(xù)提問“如果要查詢至少有5個人選了的課程情況，又該如何實現呢？”，此時學生們往往陷入思考，自然而然引出了having子句的適用場合。不同于以往割裂地一個一個短語的解釋再舉例，而是例子之間存在遞進入的邏輯關聯(lián)，這種教學設計能夠很大程度地吸引學生的注意力進而提高學生的思維能力。還有一個學生們難于理解經常出錯的地方就是關于匯總與計算字段的區(qū)別問題。對于題目中出現的匯總或者是求平均值的問題是需要根據數據庫中表的邏輯結構來決定具體查詢設計的，對于何時采用“匯總”何時采用計算字段，一般的教學方法中可能只能提示同學們去分析表的邏輯結構，而這對于大多數文科專業(yè)學生而言過于抽象，難于掌握。這里我從另一個角度出發(fā)，教同學們直接觀察表的數據表視圖，看需要統(tǒng)計的是“縱向”還是“橫向”的數據，從數據的幾何特點來思考，需要縱向統(tǒng)計的就采用“匯總”，而需要橫向統(tǒng)計的就是采用計算字段的方法了。這種判定方法簡單直觀而且可以讓學生更快地理解查詢語句中匯總的原理。

3 結束語

根據國家十三五規(guī)劃綱要提出的著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)目標，我們從提高學生的計算思維能力入手進行教學改革非常必要。圍繞學生計算思維能力的提高我們對數據庫及其應用這門課程嘗試了一系列教學模式和教學方法的改革，對于文科類專業(yè)學生的教學起到了非常明顯的促進作用，一定程度上提高了他們的信息素養(yǎng)。后續(xù)還需要按照不同專業(yè)的學生的專業(yè)特點來制定更為具體的教學內容，包括實踐教學和案例設計等等，才能更為精準的實現教學目標。

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