農業院校數據庫技術課程中的計算思維能力構建

劉文洋，蘇中濱，趙潔

摘要：農業及其相關行業的發展呈現出數字化發展的特征，對高校的人才培養提出了新的問題。東北農業大學《數據庫技術與應用》課程建設組圍繞教學模式、教學方法展開了一系列的改革，采取了包括SPOC形式進行在線學習的教學模式改革；建設符合計算思維培養要求的教學案例；重新構建知識體系等手段，進行了《數據庫技術與應用》課程教學改革的有益嘗試。

關鍵詞：數據庫；SPOC；教學模式；計算思維；知識體系

一、引言

近年來，各類計算機技術，特別是無處不在的網絡數據庫技術的應用使社會信息化發展的進程持續加速。更為發達的數字化、信息化帶來了各行各業的高速發展，將人們從繁重的工作中解放出來，企業、政府機關和事業單位以及自由職業者，實現了智能化、數字化的管理，農業及其相關行業也不例外。隨著企業的發展，對人才的數量和質量提出了更高的要求，農業及其相關行業的發展也呈現出數字化發展的特征。美國、以色列、德國等國家的農業從業人口都在總就業人口1%上下浮動，未來我國的農業從業人口數量也將大幅減少，也就是說，如果我國農業發展能充分發揮數字化的優勢，在接下來的發展過程中，我國也可能用1%甚至更少的從業人口解決農業運行與發展問題。

這對高校的人才培養提出了新的問題，我國部分農林類院校的教學理念和教學方法仍較為滯后，而計算思維則對教學理念和教學方法的改革給出了新的方向。我校開設的《數據庫技術與應用》是大學計算機基礎系列課程體系的重要組成部分，重點培養學生的數據庫操作能力、數據庫管理能力、數據處理能力，其中主要知識點如創建數據庫、SQL語言都是數據庫課程基礎知識，作為一門實踐性較強的課程，其地位十分重要。《數據庫技術與應用》課程建設組圍繞教學模式、教學方法展開了一系列的改革，強調學生掌握數據庫在軟件開發各個階段所發揮的作用，包括數據庫設計，操作表的應用程序開發和后期維護等。

二、以SPOC形式進行在線學習

隨著大規模在線公開課MOOC的發展，各類新形式的在線學習模式層出不窮，SPOC小規模私有在線課程模式即是其中的一種。從MOOC的學習模式上來說，其主要的任務還是服務于課堂之外。SPOC是將MOOC與課堂教學相結合的一種混合式教學模式，是MOOC的繼承、完善與超越。MOOC模式課堂紀律相對不容易控制，而容易弱化學生的學習主動性，SPOC模式可以很好地解決細節考核、過程考核的問題。從MOOC 到SPOC，為學生從淺層學習向深度學習轉變提供了資源、環境與理念的支持，促進MOOC在高校教學落地生根。

我校通過超星泛雅平臺展開網絡教學平臺上SPOC 模式的教學改革，重點理清了課前“翻轉”，課上“探究為主”，課后“測試”的思路。SPOC既能夠進行在線作業布置，又能夠讓師生進行在線互動，實現在線問題討論，在線答疑等諸多功能。

90后大學生網絡應用能力較強，但部分學生自主學習意識和自我管理能力不強。但考慮到考試方式設定較為嚴格的情況下，學生的學習更容易得到督促，因此，我校在考試方面采取了在學校的計算機基礎實驗室進行在線上機考試的形式。

三、采用合適的教學案例

高校學生對新事物興趣濃厚，例如我國電子商務發展迅速，高校學生一直是網上購物的一支重要力量，因此可以根據學生的興趣愛好，引導學生們去了解電子商務的數據庫運行機理。《數據庫技術與應用》課程建設組設計了電子商務網站的網站，模仿購物網站的流程，設計了數據庫和數據表，以及對應的可視化程序，主要內容如下：

（一）創建包含三個二維數據表的關系型數據庫

通過對網上購物的數據庫管理方式和流程的解析，創建了包含3個二維數據表的關系型數據庫，以網上購物系統為例，幫助同學們學習數據庫及其應用軟件的設計。網上購物會涉及哪些數據的更新呢，很多同學曾作為買家購物，最主要的數據更新就是銀行賬戶（或信用卡）的金額要被扣除；而作為商家，數據更新就是銀行賬戶（或信用卡）的金額將增加，在信息化的時代中，很多商家也會使用數據庫來管理自己的庫存商品，因此本數據庫也設計了庫存表。

（二）設計“購物”窗口程序

設計“購物”窗口程序（如圖1所示），表單中顯示商家經營的各項商品，顧客購物時會導致交易雙方發生賬戶金額變動，同時也在賬戶變動表中增加交易記錄。

（三）設計“商家管理”窗口程序

設計“商家管理”窗口程序（如圖2所示），在表單中，點擊發貨，則在庫存表中修改庫存量，并在成交記錄的“變動類型”中修改為發貨。

通過數據庫實踐課程鍛煉學生運用計算思維解決系統性問題的能力，所謂系統性問題，是指無法使用單個算法解決的問題，而要進行分解，用各個算法分別去解決子問題。

數據庫應用系統設計類的案例能夠有效地幫助學生理解軟件應用系統功能的分解和表示方法，使其了解到軟件應用系統的構成特點，是將復雜系統分解為若干個子系統，之后再進一步進行分解，通過這樣逐層細化，來完成對應用系統的深入理解。通過對目標與數據模型（一般為關系型數據庫模型）的構建，能夠進一步理解計算機處理數據的基本原理。

四、構建合理的知識體系

《數據庫技術與應用》課程根據高等院校非計算機專業基礎教學的要求，全面介紹了數據庫管理系統的基本理論、數據庫系統的開發方法及數據處理的發展歷程、概念和應用領域，內容涉及數據庫基礎，結構化及面向對象程序設計方法，表、SQL語句及查詢、窗體、報表等方面的操作，大數據系統的結構和常見應用的介紹（如圖3所示）。

為了適應目前數據庫設計技術的特點，《數據庫技術與應用》課程增加了SQL語句和表單操作的篇幅，強化了系統開發的思想與過程，迎合大數據時代的需求，加強了大數據關鍵技術的介紹。在知識內容安排上力求做到恰當合理，使學生逐步掌握數據庫的基本操作及編程知識，能夠獨立開發數據庫應用系統。

五、結束語

高校計算機類公共課程的教學改革中，數據庫技術課程可謂是重中之重，以SPOC模式進行教學方法、教學模式的改革，并加入實用型的興趣引導類案例，是高校計算機類公共課程的教學改革的有益嘗試。但知識體系的構建的完整性和教學模式的合理性，仍須后續的多輪實施后進行經驗總結分析，并進一步進行改進。

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編輯/呂秀妍endprint