基于计算思维的数据库课程教学方法探讨-论文.pdf

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1、第7卷第5期当代教育理论与实践Vo1．7No．52015年5月Theo~andPracticeofContemporaryEducationMay．2015doi：10．13582／j．cnki．1674—5884．2015．05．014基于计算思维的数据库课程教学方法探讨黄震宇，邬蒙，孙曜，寇雅楠，王学锋(空军工程大学航空航天工程学院，陕西，西安710038)摘要：大学计算机基础类课程改革后，传统的数据库课程的教学内容和教学方法面临新的挑战，培养学生的计算思维能力成了大学计算机课程的教学总体目标要求

2、。根据战德臣教授的“计算之树”体现的知识空间，选取数据库课程所体现的计算思维，结合多年教学经验，通过使用CDIO工程教学方法进行课程实践应用拓展，可以培养学生的计算思维能力和创新应用能力。关键词：计算思维；CDIO；数据库课程；教学方法中图分类号：G642．421文献标志码：A文章编号：1674—5884(2015)05—0045—03大学计算机课程自开设以来，其重要性随着信息技术的发展、计算机教育的普及以及社会需求的变化呈不断上升趋势，到目前为止，计算机已成为在通识教育中培养具有现代科学思维精神和能

3、力的三大必修课程(数学、物理、计算机)之一⋯。教育部计算机基础课程教学指导委员会提出了“普及计算机文化，培养专业应用能力，训练计算思维能力”的教学总体目标要求，要求教师不单纯是教会学生使用计算机，而是教授一种新的思维方法(定义为计算思维)，培养学生利用计算机技术认识和改造世界的创新能力。目前，各大高校大力提倡素质教育，教育改革大潮席卷，不少高校甚至取消了计算机科学与技术专业，计算机基础类课程受到巨大冲击，学时大力压缩，少数课程直接取消。大学数据库课程属于计算机学科基础类必修课，予以保留，但是变革迫在眉

4、睫，课程该如何发展?教师应该怎么教?学生需要学习什么?1计算思维和CDIO计算思维(ComputationalThinking)是美国卡内基·梅隆大学计算机系主任周以真教授于2006年首次明确提出的概念，定义为“运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动”J。计算思维的本质是抽象(Abstraction)和自动化(Automation)，反映了计算技术本质特征和解决问题的核心方法。计算思维概念的提出为计算机教育的改革指明了方向。2010年7

5、月，在首届“九校联盟计算机基础课程研讨会”上，程国良院士首先提出将“计算思维能力培养”作为计算机基础课程教学改革切人点的倡议J，此次会议明确提出要把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务J，随后在2012年7月和2013年7月教指委分别组织召开了第一、二届“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”，国内一些专家学者开始尝试在计算机基础课程中引入计算思维，践行新的教学理念，探索新的教学模式，并取得了卓有成效的研究成果。CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Imple

6、ment)和运行(Operate)，涵盖了系统从构思、研收稿日期：20140805作者简介：黄震宇(1985一)，男，河南新乡人，讲师，主要从事数据库原理研究。当代教育理论与实践2015年第7卷发、应用到反复改进的完整生命周期。CDIO工程教育模式将学科导向改变为项目导向，以项目为主线组织课程，变强调学科知识的完备性与系统性为注重项目训练的完整性。笔者通过深入研究计算思维内涵，结合CDIO工程教学方法，对数据库课程的教学改革做了一定研究，在学生掌握计算机核心知识的基础上，进一步掌握数据库技术，让学生学

7、习运用高效的思维去思考问题，将无意识的计算思维教学理念提升到有意识、系统性的计算思维教学。2教学研究思维是无形的，计算思维的训练和养成是一个长期的、循序渐进的过程，不可能一蹴而就。要在教学中实现计算思维的培养，就应该将计算思维的概念与计算机基础类课程的知识实现有机融合，改变原来的单纯的知识传授为基于知识的思维传授。战德臣教授通过“计算之树”描述了核心的计算思维(图1)引。Il计算与(社会，自然)环境的融合思维算法与系统ll交替促进与共同进化的问题求解思维冯·诺伊曼机并行与分布计算环境个人计算机云计算环

8、境通用计算环境的进化思维lo和·l1程序ll递归l计算技术和计算系统的奠基性思维图1计算之树根据“计算之树”体现的知识空间，选取数据库课程所体现的计算思维。北京航空航天大学在教育部大学计算机课程改革项目“理工类高校计算机思维与计算机课程研究及教材建设”项目中，构建了大学计算机课程体系，其中，对数据库课程定义如下(表1)：表1大学计算机课程体系数据库部分我们在数据库课程的教学过程中，对教学内容采用上述课程体系进行设计。在教学过程中融入“基于项目”CDIO的