基于计算思维数据库技术和应用课程教学探究

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1、基于计算思维数据库技术和应用课程教学探究　　摘要：目前教育部启动的大学计算机课程改革项目，旨在推动以大学生计算思维能力培养为重点的教学改革。文章结合北京工业大学数据库技术与应用课程的实际教学情况，指出在教学活动中引入计算思维的重要性，从教学内容和教学方式方面探讨培养学生计算思维能力的可行性。关键词：计算思维；数据库；教学实践文章编号：1672-5913（2013）18-0048-04中图分类号：G6421计算思维和计算机教育目前，对于非计算机专业的计算机基础教学，教学目标定位在知识和技能的训练。在教学

2、过程中，教师往往会过分纠结于知识点细节的讲解，使学生陷入一种怪圈，知识点讲简单了满足不了学生的求知欲，讲深了让学生难以理解，而学生在专业学习和工作中又很少用到这些知识点。教学内容不能满足专业需要和社会需求，许多课程被取消或课时被削减成为普遍现象。授人以鱼而不授人以渔，这种教学理念不利于培养学生应用计算机求解问题的能力。7复旦大学校长杨玉良教授认为通识教育要传递科学精神和人文精神，要展现不同文化、不同学科的思维方式并充分展现学术魅力。《九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明》中明确指出：应该旗帜

3、鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。如同所有人具备阅读、写作、算术能力一样，计算思维也应该为我们所具备。计算机技术的发展日新月异，计算机基础课程的教学内容涉及面广，更新快。以计算思维能力的培养作为计算机基础教学的核心任务，不仅能够摆脱计算机工具论的片面观点，而且能够更好地诠释课程建设目标，体现计算机基础课程的特征以及通识教育应有的特征。2数据库技术中的计算思维7计算思

4、维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个复杂的问题重新阐释成我们知道的问题，然后一步步解决；是一种采用抽象和分解控制庞杂任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注点分离的方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求答案，在不确定情况下规划、学习和调度的思维方法；是利用海量数据加快计算，在时间和空间之间、在数据处理能力和存储容量之间进行折衷的思维方法。数据库技术既有坚实的理论基础，又在实践中应用广泛，其中很多知识点都为计算思维提供了

5、生动的案例。2.1抽象我们在众多科学研究中，首先都要对研究的现实事物进行抽象，可以说没有抽象，就没有科学理论和科学研究。抽象是指从众多事物中抽取出共同的、本质性的特征。通过苹果、桃子、香蕉等得出水果的概念是抽象；将神舟十号的运行轨迹转化为数学运算是抽象。在教务管理信息系统的设计过程中，将现实世界中学生、教师与课程信息及其之间的关系转化为E-R图，是从现实世界到概念模型的抽象；由E-R图转换为二维表是从概念模型到关系模型的抽象。抽象分为数据抽象和过程抽象，以上示例是数据抽象，对数据的操作是过程抽象，如对

6、成绩的统计分析转换为集合运算就是一种过程抽象。数据库应用系统的开发是利用计算机解决现实世界的问题，需要借助多次抽象才能实现，因此教师在课堂教学中应适时展现知识背后所蕴含的抽象思维，而在实践教学中，则通过从现实问题中建立概念模型和数据模型的设计性实验，强化学生的抽象能力。2.2关注点分离7关注点分离是一种处理复杂性问题的系统思维方法。哲学上的整体与个体、主要矛盾与次要矛盾的关系分析就是一种关注点分离的思维方式，先将复杂问题进行合理分解，再分别仔细研究问题的不同侧面，最后合成整体分析。这种方法适用于任何学

7、科，学会这种思维方式，将有助于人们很好地处理工作和生活中的复杂问题。数据库应用系统管理庞杂的数据，包括存储数据、检索数据、统计数据、维护数据等。Access2007通过6大数据库对象管理数据，就是应用了关注点分离的思维方法。教师可在教学内容的展开上应用关注点分离方法，以数据库设计为主线，在解决问题的过程中逐步引入知识点，避免学生在学习的过程中感到知识点繁杂零散；在实践教学中引导学生遵循概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计等数据库应用系统设计过程，培养和提高学生处理复杂问题的能力。2.3折衷在经济学

8、中，经济效率指的是成本与收益之间的关系，在成本最低的情况下追求最高收益是经济发展的追求；一个国家的可持续发展要求经济、人口、资源、环境等协调发展，这都体现了折衷思想。折衷的中文含义是调和各方面的意见使之适中，人们在完成一项任务、制订一项计划时要考虑效益与成本问题。数据库技术中管理海量数据要考虑时间和空间成7本、存储与处理能力。索引虽然提高了查询速度，但需要一定的存储空间，因此不能无限制建立索引。设计关系数据库时应用规范化理论，可以减少存储空间，但增加了查