基于计算思维能力培养的数据库系列课程改革

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1、基于计算思维能力培养的数据库系列课程改革奎晓燕1，杜华坤2，王小玲1（1.中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083；2.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083）摘要：计算思维能力是当前国内外大学课程建设和教学改革的重要内容和方向。文章以非计算机专业数据库系列课程为例，探讨如何在教学过程中培养计算思维能力，同时对改革的重要内容即数据库课程群建设进行分析，阐述如何在数据库系列课程教学过程和课程群建设中引入计算思维的思路和方法，为高等学校教育教学方法和课程改革提供思路。.jyqkail protected]。0引言计算思维是由美国卡内基·梅隆大

2、学周以真教授在putationalThinking中提出来的。周教授认为计算思维是运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统和理解人类的行为，其根本内容是本质、抽象和自动化。计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列思维活动，是与读写能力一样的人类基本思维方式[1]。目前，国内外计算机界学者对计算思维这一课题进行了大量的研究。研究结果表明，计算思维不仅反映了计算机及计算机科学在当前社会中重要的新认识，也反映了计算机学科最本质的特征和最核心的方法，这在计算机技术飞速发展的今天尤为重要[2]。1计算思维在数据库系列课程改革中的作用数据库技术是信息系统的核心技术。近年来，数

3、据库技术和计算机网络技术相互渗透、相互促进，已成为当今计算机领域发展迅速、应用广泛的两大技术。在数据库系列课程中，教学方法革新和课程群建设是课程改革的两个重要方面。在数据库课程改革中引入计算思维有助于正确理解计算和计算机，可以更好地揭示表象背后的核心问题，揭示不同现象之间的共同本质，从而有效提高教学质量，培养出时代发展所需要的高素质人才。在数据库系列课程的教学过程中引入计算思维的理念，应当使计算思维的本质始终贯穿整个数据库课程教学过程，根据讲授的具体知识点适时引入计算思维的思想，培养学生的创新能力和计算思维能力，久而久之，教师形成新的教学思路和行之有效的教学方法。具体来

4、说，计算的想法是把复杂问题分解，把问题简单化；计算的方法是选择一个合适的模型反映这个问题的相关方面；计算的思维是考虑当出现问题时如何恢复等。总的来说，计算思维是采取适当的方法解决问题并理解人类行为，这是计算机科学中非常重要的一些想法[3]。在数据库系列课程的课程群建设中引入计算思维，必须先研究课程群各门课程的关联性，通过课程整合删除重复过时的内容，增加可增强学生应用和创新能力的新内容，一方面提高教学效率，使学生在有限的学时内能吸收更多的知识；另一方面，针对课程群理论与实践并重的特点，通过引入计算思维更好地训练学生的思维能力，提高学生的综合技能。2在数据库教学过程中引入计

5、算思维的方法和步骤在数据库系列课程的教学过程中，一方面是理论知识讲授，通过教学帮助学生正确理解和掌握数据库的基本原理，熟练掌握数据库的设计方法和应用技能；另一方面是通过实践环节激发学生对数据库相关知识的兴趣，培养独立探求新方法、新技术的技能，使之成为适应能力强、有创新精神和创造才能的专门人才。在数据库系列课程的教学过程中引入计算思维，需要结合课堂教学和实践环节这两个方面。教师应当始终将计算思维的本质贯穿在课堂教学中，根据讲授的具体知识点适时引入计算思维中涉及的关注点、嵌入、保护、转化、纠错和恢复、启发式等基本概念和思维方法，引导学生领会计算思维的新方法；在实践环节，教师

6、提出问题、给出实验任务，学生通过独立完成或者小组协作的方式运用计算思维的系列方法解决实际问题，从中探索解决问题的新方法，发现问题的本质，达到更好吸收和巩固知识、学会运用计算思维方法的目的，最终培养学生的创新思维和计算思维，提高其独立思考、解决问题的技能[4]。具体实现方法主要包括以下几方面。1）整合并精炼教学内容。由于课程教学内容较多，教师应在课堂教学和实践环节中将教学内容根据章节进行归类、重新整合，选取重点和难点知识中的典型问题以提问的方式入手，用讨论的形式加强互动，启发学生同步思考，调动学生的学习积极性和参与热情，形成师生积极互动的良好氛围，使学生从被动接受知识变为

7、主动探讨问题，达到良好的教学效果。此外，教师应通过对整合性教学内容的分析，建立各相关知识点与计算思维核心概念之间的关系和联系，在教学中表述出各知识点对应的应强化和渗透的计算思维具体核心概念。通过教师整合、分析和精炼教学内容，学生在有限的学时内可以更高效、主动地掌握更多知识和技能，同时这也有效促进教师不断地自我学习和提高。2）采用生动具体的实例教学法。在教学过程中，教师以当前点击率颇高的淘宝网、当当网、京东网等多个购物平台和银行数据库管理系统为切入点，引入数据库的相关概念以及数据存储、数据模型、数据组织等相关知识；通过在购物平台上进行.jy