基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

李志輝，崔洪芳，宋鶯（湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院信息工程學(xué)院，武漢　430205）

基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

李志輝，崔洪芳，宋鶯
（湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院信息工程學(xué)院，武漢430205）

0　引言

當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入了信息化時(shí)代，善于運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和手段進(jìn)行學(xué)習(xí)、工作、解決專業(yè)問(wèn)題已經(jīng)是高級(jí)人才必備的素質(zhì)［1］。作為大學(xué)通識(shí)教育的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題能力的重任。在互聯(lián)網(wǎng)普及、計(jì)算機(jī)走進(jìn)千家萬(wàn)戶、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，如果大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育仍然沿襲將計(jì)算機(jī)僅僅視為工具，對(duì)學(xué)生僅僅進(jìn)行計(jì)算機(jī)技能性知識(shí)傳授的傳統(tǒng)教學(xué)模式，必定趕不上計(jì)算機(jī)知識(shí)更新的速度，跟不上計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的步伐，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力也必將是空談。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，只有向?qū)W生傳授高于知識(shí)和技能的具有相對(duì)穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)學(xué)科獨(dú)特的處理問(wèn)題的思維方式——計(jì)算思維，才是目前形勢(shì)的正確應(yīng)對(duì)之策。

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)［2］。計(jì)算思維表現(xiàn)出了強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，現(xiàn)在幾乎所有領(lǐng)域的重大成就無(wú)不與之密切相關(guān)。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，使其掌握在計(jì)算環(huán)境下的問(wèn)題求解方法，這正是今后學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造性解決專業(yè)問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。有鑒于此，2013年5月，教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)表了旨在大力推進(jìn)以計(jì)算思維為切入點(diǎn)的計(jì)算機(jī)教學(xué)改革宣言，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)著力于計(jì)算思維能力的培養(yǎng)已成為廣大計(jì)算機(jī)教育專家的共識(shí)。

數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué) “數(shù)據(jù)管理與信息處理”知識(shí)領(lǐng)域的核心課程之一，是面向文科專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)通識(shí)必修課。同其他計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)一樣，數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程的核心任務(wù)也應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程要求學(xué)生掌握Access數(shù)據(jù)庫(kù)的操作方法和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技術(shù)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在該門課程的教學(xué)中處于重中之重的位置。因此，本文主要從數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面來(lái)探討如何進(jìn)行基于計(jì)算思維能力培養(yǎng)的教學(xué)改革，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式三個(gè)方面。

1　實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要基于讓學(xué)生驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)和掌握Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件操作技能之目的而設(shè)計(jì)，其形式多是演示性和驗(yàn)證性的，其中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多配有較為詳細(xì)的操作步驟，使得學(xué)生缺乏足夠的思維空間，因此此種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以從思維層面提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，不能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)科知識(shí)和思維能力的共同提高。

2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真教授提出了計(jì)算思維，并對(duì)其進(jìn)行了清晰而系統(tǒng)地闡述。根據(jù)周教授的觀點(diǎn)，計(jì)算思維包含了一系列的方法：①通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真等方法，把一個(gè)看來(lái)困難的問(wèn)題闡釋成一個(gè)人們知道怎么解決的問(wèn)題；②計(jì)算思維是一種遞歸思維，是可以用有限的步驟描述實(shí)現(xiàn)近于無(wú)限功能的方法；③計(jì)算思維采用并行處理（把一個(gè)復(fù)雜的大而難的問(wèn)題分成很多部分同時(shí)去處理），是節(jié)省大型和復(fù)雜問(wèn)題解決時(shí)間的一種方法；④計(jì)算思維是一種采用抽象和分解來(lái)解決龐雜任務(wù)或者設(shè)計(jì)巨大復(fù)雜系統(tǒng)的方法，是一種基于關(guān)注點(diǎn)分離的方法；⑤計(jì)算思維是一種按照預(yù)防、保護(hù)及通過(guò)冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)的方式從最壞情形恢復(fù)來(lái)保證系統(tǒng)安全的思維；⑥計(jì)算思維是一種利用啟發(fā)式推理來(lái)求解的方法；⑦計(jì)算思維是一種在時(shí)間和空間之間、處理能力和存儲(chǔ)容量之間進(jìn)行權(quán)衡、折中處理的思維［2］。簡(jiǎn)言之，計(jì)算思維是一種問(wèn)題求解的思維，其本質(zhì)是抽象與自動(dòng)化，計(jì)算思維在不同層面進(jìn)行抽象，以及將這些抽象機(jī)器化。

不難看出，數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程的很多教學(xué)內(nèi)容都為計(jì)算思維提供了生動(dòng)的詮釋，因此在該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，只要對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)，加上運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，不但可以讓學(xué)生更好地掌握數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)和操作技能，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)和思維能力的互相促進(jìn)和共同提高。為此，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（1）每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要有明晰的計(jì)算思維訓(xùn)練點(diǎn)，并為學(xué)生預(yù)留足夠的思維空間。傳統(tǒng)的沒(méi)有預(yù)留思維空間的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)融會(huì)貫通，充其量只是讓學(xué)生掌握了一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的使用方法，難以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此在重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，首先要在實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳厦鞔_每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的計(jì)算思維訓(xùn)練點(diǎn)，即這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是要學(xué)生體會(huì)、理解或者掌握哪種計(jì)算思維方法；其次在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中通過(guò)設(shè)置學(xué)習(xí)障礙、配備思考題等方式，為學(xué)生留出思維的空間，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊操作邊思考，主動(dòng)探究隱含在數(shù)據(jù)庫(kù)操作中的理論知識(shí)和切身體驗(yàn)計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的方式方法。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)問(wèn)題抽象、求解思路和形式化描述。計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象與自動(dòng)化，計(jì)算思維的抽象體現(xiàn)在對(duì)研究對(duì)象的形式化表示，自動(dòng)化體現(xiàn)在算法實(shí)現(xiàn)最終是機(jī)械地按步驟自動(dòng)執(zhí)行。在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，要抓住計(jì)算思維的本質(zhì)，選用能更好詮釋計(jì)算思維本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?；诖耍瑪?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)應(yīng)放在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和VBA程序設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。①數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了將現(xiàn)實(shí)世界的客觀事物及其聯(lián)系轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)的目標(biāo)，它不僅是學(xué)生能否應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，而且在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中還多次用到計(jì)算思維的抽象思維方法，第一級(jí)抽象是將現(xiàn)實(shí)世界的客觀事物及其聯(lián)系抽象成信息世界的概念模型，第二級(jí)抽象是將信息世界的概念模型抽象成計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)模型。②計(jì)算思維的自動(dòng)化最終要通過(guò)程序的執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)方法是讓學(xué)生確實(shí)感受和領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解的基本方法和思維模式的最好途徑，是計(jì)算思維能力培養(yǎng)的重要內(nèi)容。當(dāng)然，對(duì)大多數(shù)文科專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目標(biāo)不是成為程序員，而是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)分析和解決問(wèn)題的基本過(guò)程和思路［1］，因此VBA程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)該突出體現(xiàn)使用編程解決特定問(wèn)題的方式，而不是語(yǔ)言本身。

（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要具有綜合性和情景性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上，除了要求學(xué)生完成基本的驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)外，還應(yīng)增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生可獨(dú)立或分組共同協(xié)作完成一個(gè)小規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生領(lǐng)悟應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)的問(wèn)題求解方式，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用計(jì)算思維方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)設(shè)要聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，讓學(xué)生在自己的實(shí)際生活環(huán)境中去調(diào)研，去發(fā)現(xiàn)日常事務(wù)處理中存在的問(wèn)題，尋求用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決的途徑，自擬題目，完成整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)以及具體實(shí)現(xiàn)工作。一方面由于綜合性實(shí)驗(yàn)選題為學(xué)生自擬，用于解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，具有一定的實(shí)用價(jià)值，更能激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)探究的愿望；另一方面學(xué)生的選題是針對(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研所發(fā)現(xiàn)的真實(shí)世界中存在的問(wèn)題而擬定的，不是針對(duì)教師預(yù)定的、虛擬的問(wèn)題（這類問(wèn)題已有清晰的表達(dá)），更能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和確定問(wèn)題的能力，符合“教師不僅要教會(huì)學(xué)生如何解決問(wèn)題，也要教會(huì)他們發(fā)現(xiàn)值得解決的問(wèn)題”這一思維教學(xué)的基本原則，畢竟找出問(wèn)題并確定問(wèn)題是解決問(wèn)題的第一步，而且找出問(wèn)題是什么比找出問(wèn)題的解決辦法更難。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采取的教學(xué)模式一般是“學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)+教師隨堂指導(dǎo)”，且所做的實(shí)驗(yàn)多是些演示性和驗(yàn)證性的。在這種教學(xué)模式下，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)圍繞著解決Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件操作問(wèn)題而展開(kāi)，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中給出的操作步驟按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，這種單調(diào)枯燥且沒(méi)有任何挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目激不起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望；實(shí)驗(yàn)中更是缺乏生生交流和師生互動(dòng)，僅有的師生互動(dòng)就是教師幫助學(xué)生解決在Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件上的操作問(wèn)題，這種缺乏方法傳授和思維訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)難彰顯教師的授課價(jià)值。因此改革傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，構(gòu)建基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式弊端的不錯(cuò)選擇。

在基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)任務(wù)相結(jié)合，讓學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)去學(xué)習(xí)，以探究問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)［3］，學(xué)生擁有了學(xué)習(xí)上更多的主動(dòng)權(quán)，其學(xué)習(xí)的主體地位更加突出；教師運(yùn)用計(jì)算思維的一系列方法設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下利用計(jì)算思維去弄清任務(wù)、明確目標(biāo)以及完成任務(wù)。通過(guò)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，將計(jì)算思維的訓(xùn)練滲透在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，使得學(xué)生的思維隨著知識(shí)的貫通而形成，能力隨著思維的理解而提高［4］。在該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，教師、學(xué)生、任務(wù)三大教學(xué)要素之間交流互動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，教師的主要工作包括運(yùn)用計(jì)算思維的一系列方法設(shè)計(jì)任務(wù)、呈現(xiàn)任務(wù)、輔助任務(wù)實(shí)施和總結(jié)評(píng)價(jià)，學(xué)生的主要工作包括明確任務(wù)、運(yùn)用計(jì)算思維一系列方法完成任務(wù)、共享交流和反思內(nèi)化等［5］。

（1）設(shè)計(jì)任務(wù)、呈現(xiàn)任務(wù)

根據(jù)前面關(guān)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)任務(wù)）的闡述，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)反映現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的總實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求學(xué)生完成。教師運(yùn)用計(jì)算思維的基于關(guān)注點(diǎn)分離的方法將數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分解為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì)兩個(gè)較大的子任務(wù)，并進(jìn)一步將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)子任務(wù)分解為數(shù)據(jù)需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列更小的子任務(wù)，將功能模塊設(shè)計(jì)子任務(wù)進(jìn)一步細(xì)化分解到可以直接用單一用戶界面實(shí)現(xiàn)的足夠小的子任務(wù)。分解后的最終子任務(wù)已相對(duì)簡(jiǎn)單，可以與具體的某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，學(xué)生通過(guò)努力可以自主完成，學(xué)生完成每個(gè)子任務(wù)后，就可以整合為一個(gè)最終的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。

教師在課前精心設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合理的學(xué)習(xí)情境，將任務(wù)呈現(xiàn)給學(xué)生。教師可先向?qū)W生展示完成數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)這一總?cè)蝿?wù)后得到的軟件演示效果 （演示的軟件可以是往屆學(xué)生既成作品），并向?qū)W生明示這一軟件作品解決了現(xiàn)實(shí)生活中的哪些問(wèn)題，如何提高了我們的工作效率，使學(xué)生感覺(jué)到自己要完成的任務(wù)是很有意義的，激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣和內(nèi)在的探究動(dòng)機(jī)。完成總?cè)蝿?wù)的效果展示后，教師再將分解后的最終子任務(wù)分層次、分階段、分課時(shí)地下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生循序漸進(jìn)地、自底向上地完成這些子任務(wù)，從而最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)較為完整的反映實(shí)際應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）明確任務(wù)、展開(kāi)討論

學(xué)生接受任務(wù)后，應(yīng)在教師的實(shí)時(shí)指導(dǎo)下，將任務(wù)進(jìn)一步明確化和具體化，探求運(yùn)用計(jì)算思維方法完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的渠道，自主分析問(wèn)題，深入探索問(wèn)題的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、參考書、實(shí)地調(diào)研等各種途徑進(jìn)行自主探究，思考解決問(wèn)題的途徑［3］。

教師將任務(wù)呈現(xiàn)給學(xué)生后，可以根據(jù)任務(wù)的難易程度采用不同的指導(dǎo)方法。對(duì)比較簡(jiǎn)單的任務(wù)，教師不用講解，直接讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成；對(duì)有一定難度的任務(wù)，教師不要急于講解如何完成，而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)討論，在相互討論中共同尋求利用計(jì)算思維方法解決問(wèn)題的途徑，對(duì)討論中學(xué)生提出的問(wèn)題，教師可以提供解決問(wèn)題的相關(guān)線索、相關(guān)資料和大體思路，以此幫助學(xué)生明確任務(wù)目標(biāo)，理清完成任務(wù)的思路。

（3）完成任務(wù)、總結(jié)評(píng)價(jià)

學(xué)生明確任務(wù)目標(biāo)后，就進(jìn)入任務(wù)的實(shí)施階段。在任務(wù)的實(shí)施階段，教師一開(kāi)始就應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)從思想上認(rèn)識(shí)到計(jì)算思維在實(shí)施任務(wù)過(guò)程中的重要性，要求學(xué)生在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)當(dāng)運(yùn)用計(jì)算思維的哪些相關(guān)概念和方法來(lái)解決問(wèn)題［6］，例如完成數(shù)據(jù)的需求分析和概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子任務(wù)要采用計(jì)算思維的抽象方法，完成邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子任務(wù)要運(yùn)用計(jì)算思維的折中方法，完成物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)子任務(wù)要運(yùn)用計(jì)算思維的保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)和恢復(fù)方法，完成VBA程序設(shè)計(jì)子任務(wù)要運(yùn)用計(jì)算思維的自動(dòng)化方法等。

在任務(wù)的實(shí)施階段，無(wú)論學(xué)生通過(guò)自主探究還是合作學(xué)習(xí)來(lái)解決問(wèn)題，教師作為一個(gè)幫助者和指導(dǎo)者，要與學(xué)生積極交流，特別要及時(shí)幫助學(xué)生解決在運(yùn)用計(jì)算思維解決問(wèn)題時(shí)所遇到的困惑。教師在任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中不要對(duì)如何完成任務(wù)做過(guò)于詳細(xì)的講解，應(yīng)當(dāng)把精力放在幫助學(xué)生正確理解計(jì)算思維涉及的相關(guān)概念、方法以及對(duì)任務(wù)實(shí)施的監(jiān)控等方面［6］。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，應(yīng)對(duì)其實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)可以綜合采用學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等方式。學(xué)生在自評(píng)時(shí)，向全班同學(xué)展示實(shí)驗(yàn)成果，并交流計(jì)算思維的學(xué)習(xí)心得 （運(yùn)用計(jì)算思維過(guò)程中遇到哪些問(wèn)題，如何解決的），教師引導(dǎo)其他學(xué)生對(duì)自評(píng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出問(wèn)題和改進(jìn)意見(jiàn)，最后是教師的總結(jié)點(diǎn)評(píng)，總結(jié)計(jì)算思維學(xué)習(xí)方法以幫助學(xué)生拓展遷移所學(xué)知識(shí)。

3　實(shí)驗(yàn)考核方式

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)考核，采用的是上機(jī)考試的方法，主要考查學(xué)生對(duì)Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的操作技能。在該課程的上機(jī)考核中，學(xué)生針對(duì)的都是現(xiàn)成的表進(jìn)行操作，而在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)是沒(méi)有現(xiàn)成的表可以使用的 （數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)是創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)表時(shí)所運(yùn)用的抽象方法是計(jì)算思維的本質(zhì)之一）。對(duì)于VBA程序設(shè)計(jì)由于學(xué)時(shí)關(guān)系教師講授得少且粗略，因而上機(jī)考核中也很少涉及（VBA程序設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，它所體現(xiàn)的自動(dòng)化方法也是計(jì)算思維的本質(zhì)之一）。因此這種考核方式難以考核學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，難以考核學(xué)生的計(jì)算思維運(yùn)用能力。

為了突出對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的考核，在《數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)考核中應(yīng)增設(shè)對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)能力和VBA程序設(shè)計(jì)能力的考核。這兩方面能力的考核可以基于兩種途徑：一是要求學(xué)生針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的具體問(wèn)題域開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) （沒(méi)有現(xiàn)成的表可用，需要自己完成數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和VBA程序設(shè)計(jì)），教師對(duì)開(kāi)發(fā)的軟件作品和書寫的實(shí)驗(yàn)文檔進(jìn)行驗(yàn)收，實(shí)驗(yàn)文檔中要求學(xué)生重點(diǎn)闡述計(jì)算思維方法的運(yùn)用情況；二是采用筆試試卷進(jìn)行計(jì)算思維專項(xiàng)考核，考核知識(shí)點(diǎn)包括計(jì)算思維基本概念方法、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法、VBA程序設(shè)計(jì)方法等。學(xué)生該課程的最終實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)由三部分組成：原先的Access軟件操作技能考核成績(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)作品成績(jī)、計(jì)算思維專項(xiàng)考核成績(jī)，將這三部分成績(jī)給予不同的百分占比，從而得出學(xué)生的最終實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)。

4　結(jié)語(yǔ)

計(jì)算思維是與理論思維、實(shí)驗(yàn)思維互為補(bǔ)充的所有大學(xué)生都應(yīng)掌握的基本思維［4］，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力應(yīng)是數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課程確立的新的教學(xué)目標(biāo)?；诖耍覀儗?duì)原有的該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，通過(guò)導(dǎo)入計(jì)算思維訓(xùn)練點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重新設(shè)計(jì)、基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)考核中引入對(duì)計(jì)算思維掌握和運(yùn)用情況的考查等方式，使學(xué)生在運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步領(lǐng)會(huì)并掌握計(jì)算思維的方法，取得了良好的教學(xué)效果，深化了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)的理解，提高了學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用能力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

［1］何欽銘，陸漢權(quán)，馮博琴.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)是計(jì)算思維能力的培養(yǎng)［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2010（9）：5-9.

［2］周以真.計(jì)算思維［J］.中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2007，3（11）：77-79.

［3］牟琴，譚良，周雄峻.基于計(jì)算思維的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式的研究［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，21（6）：44-49.

［4］戰(zhàn)德臣，聶蘭順.大學(xué)計(jì)算機(jī)：計(jì)算思維導(dǎo)論［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

［5］毛嘉莉，李明東，董文，岳淼.數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中強(qiáng)化計(jì)算思維訓(xùn)練的實(shí)踐探索［J］.西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，33（4）：408-411.

［6］王榮良.計(jì)算思維教育［M］.上海：上海科技教育出版社，2014.

Computational Thinking；Database Course；Experiment Teaching；Task-Driven

Research on Experiment Teaching Reformation of Database Course Based on Computational Thinking Training

LI Zhi-hui，CUI Hong-fang，SONG Ying
（School of Information Engineering，Hubei University of Economics，Wuhan 430205）

1007-1423（2015）21-0029-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.21.008

李志輝（1976-），男，湖北紅安人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

崔洪芳（1963-），女，湖北武漢人，本科，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

宋鶯（1975-），女，湖北武漢人，博士研究生，副教授，研究方向?yàn)橹悄芙煌ā⑶度胧郊夹g(shù)

2015-07-11

2015-07-21

數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用是面向文科專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)通識(shí)必修課。針對(duì)該課程傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已難以適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展要求這一問(wèn)題，對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力為目標(biāo)的教學(xué)改革，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式三個(gè)方面探討具體的改革方案并將其付諸于實(shí)踐，取得良好的教學(xué)效果。

計(jì)算思維；數(shù)據(jù)庫(kù)課程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（No.2014030）、湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（No.2013B128）、湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（No.2013B428）、湖北省省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（No.2013339）

Database&Application is a general compulsory course for students majoring in liberal arts.Because the traditional experimental teaching method has became difficult to meet the requirements of the development of computer technology，this paper puts forward the educational reform based on computational thinking training.The specific reform program involves three aspects：the content of experimental teaching，teaching mode and assessment methods.It has been put into practice，and good teaching results have been achieved.