農(nóng)業(yè)院校數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程中的計算思維能力構(gòu)建

劉文洋，蘇中濱，趙潔

摘要：農(nóng)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)字化發(fā)展的特征，對高校的人才培養(yǎng)提出了新的問題。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程建設(shè)組圍繞教學(xué)模式、教學(xué)方法展開了一系列的改革，采取了包括SPOC形式進(jìn)行在線學(xué)習(xí)的教學(xué)模式改革；建設(shè)符合計算思維培養(yǎng)要求的教學(xué)案例；重新構(gòu)建知識體系等手段，進(jìn)行了《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)改革的有益嘗試。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；SPOC；教學(xué)模式；計算思維；知識體系

一、引言

近年來，各類計算機(jī)技術(shù)，特別是無處不在的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用使社會信息化發(fā)展的進(jìn)程持續(xù)加速。更為發(fā)達(dá)的數(shù)字化、信息化帶來了各行各業(yè)的高速發(fā)展，將人們從繁重的工作中解放出來，企業(yè)、政府機(jī)關(guān)和事業(yè)單位以及自由職業(yè)者，實現(xiàn)了智能化、數(shù)字化的管理，農(nóng)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)也不例外。隨著企業(yè)的發(fā)展，對人才的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求，農(nóng)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展也呈現(xiàn)出數(shù)字化發(fā)展的特征。美國、以色列、德國等國家的農(nóng)業(yè)從業(yè)人口都在總就業(yè)人口1%上下浮動，未來我國的農(nóng)業(yè)從業(yè)人口數(shù)量也將大幅減少，也就是說，如果我國農(nóng)業(yè)發(fā)展能充分發(fā)揮數(shù)字化的優(yōu)勢，在接下來的發(fā)展過程中，我國也可能用1%甚至更少的從業(yè)人口解決農(nóng)業(yè)運(yùn)行與發(fā)展問題。

這對高校的人才培養(yǎng)提出了新的問題，我國部分農(nóng)林類院校的教學(xué)理念和教學(xué)方法仍較為滯后，而計算思維則對教學(xué)理念和教學(xué)方法的改革給出了新的方向。我校開設(shè)的《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》是大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)系列課程體系的重要組成部分，重點培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫操作能力、數(shù)據(jù)庫管理能力、數(shù)據(jù)處理能力，其中主要知識點如創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、SQL語言都是數(shù)據(jù)庫課程基礎(chǔ)知識，作為一門實踐性較強(qiáng)的課程，其地位十分重要。《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程建設(shè)組圍繞教學(xué)模式、教學(xué)方法展開了一系列的改革，強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫在軟件開發(fā)各個階段所發(fā)揮的作用，包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計，操作表的應(yīng)用程序開發(fā)和后期維護(hù)等。

二、以SPOC形式進(jìn)行在線學(xué)習(xí)

隨著大規(guī)模在線公開課MOOC的發(fā)展，各類新形式的在線學(xué)習(xí)模式層出不窮，SPOC小規(guī)模私有在線課程模式即是其中的一種。從MOOC的學(xué)習(xí)模式上來說，其主要的任務(wù)還是服務(wù)于課堂之外。SPOC是將MOOC與課堂教學(xué)相結(jié)合的一種混合式教學(xué)模式，是MOOC的繼承、完善與超越。MOOC模式課堂紀(jì)律相對不容易控制，而容易弱化學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，SPOC模式可以很好地解決細(xì)節(jié)考核、過程考核的問題。從MOOC 到SPOC，為學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變提供了資源、環(huán)境與理念的支持，促進(jìn)MOOC在高校教學(xué)落地生根。

我校通過超星泛雅平臺展開網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上SPOC 模式的教學(xué)改革，重點理清了課前“翻轉(zhuǎn)”，課上“探究為主”，課后“測試”的思路。SPOC既能夠進(jìn)行在線作業(yè)布置，又能夠讓師生進(jìn)行在線互動，實現(xiàn)在線問題討論，在線答疑等諸多功能。

90后大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力較強(qiáng)，但部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識和自我管理能力不強(qiáng)。但考慮到考試方式設(shè)定較為嚴(yán)格的情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)更容易得到督促，因此，我校在考試方面采取了在學(xué)校的計算機(jī)基礎(chǔ)實驗室進(jìn)行在線上機(jī)考試的形式。

三、采用合適的教學(xué)案例

高校學(xué)生對新事物興趣濃厚，例如我國電子商務(wù)發(fā)展迅速，高校學(xué)生一直是網(wǎng)上購物的一支重要力量，因此可以根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)チ私怆娮由虅?wù)的數(shù)據(jù)庫運(yùn)行機(jī)理。《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程建設(shè)組設(shè)計了電子商務(wù)網(wǎng)站的網(wǎng)站，模仿購物網(wǎng)站的流程，設(shè)計了數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表，以及對應(yīng)的可視化程序，主要內(nèi)容如下：

（一）創(chuàng)建包含三個二維數(shù)據(jù)表的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

通過對網(wǎng)上購物的數(shù)據(jù)庫管理方式和流程的解析，創(chuàng)建了包含3個二維數(shù)據(jù)表的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，以網(wǎng)上購物系統(tǒng)為例，幫助同學(xué)們學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用軟件的設(shè)計。網(wǎng)上購物會涉及哪些數(shù)據(jù)的更新呢，很多同學(xué)曾作為買家購物，最主要的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫來管理自己的庫存商品，因此本數(shù)據(jù)庫也設(shè)計了庫存表。

（二）設(shè)計“購物”窗口程序

設(shè)計“購物”窗口程序（如圖1所示），表單中顯示商家經(jīng)營的各項商品，顧客購物時會導(dǎo)致交易雙方發(fā)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(shè)計“商家管理”窗口程序

設(shè)計“商家管理”窗口程序（如圖2所示），在表單中，點擊發(fā)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(fā)貨。

通過數(shù)據(jù)庫實踐課程鍛煉學(xué)生運(yùn)用計算思維解決系統(tǒng)性問題的能力，所謂系統(tǒng)性問題，是指無法使用單個算法解決的問題，而要進(jìn)行分解，用各個算法分別去解決子問題。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計類的案例能夠有效地幫助學(xué)生理解軟件應(yīng)用系統(tǒng)功能的分解和表示方法，使其了解到軟件應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成特點，是將復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)，之后再進(jìn)一步進(jìn)行分解，通過這樣逐層細(xì)化，來完成對應(yīng)用系統(tǒng)的深入理解。通過對目標(biāo)與數(shù)據(jù)模型（一般為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫模型）的構(gòu)建，能夠進(jìn)一步理解計算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基本原理。

四、構(gòu)建合理的知識體系

《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程根據(jù)高等院校非計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的要求，全面介紹了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本理論、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)方法及數(shù)據(jù)處理的發(fā)展歷程、概念和應(yīng)用領(lǐng)域，內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)化及面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，表、SQL語句及查詢、窗體、報表等方面的操作，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和常見應(yīng)用的介紹（如圖3所示）。

為了適應(yīng)目前數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)的特點，《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》課程增加了SQL語句和表單操作的篇幅，強(qiáng)化了系統(tǒng)開發(fā)的思想與過程，迎合大數(shù)據(jù)時代的需求，加強(qiáng)了大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的介紹。在知識內(nèi)容安排上力求做到恰當(dāng)合理，使學(xué)生逐步掌握數(shù)據(jù)庫的基本操作及編程知識，能夠獨(dú)立開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。

五、結(jié)束語

高校計算機(jī)類公共課程的教學(xué)改革中，數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程可謂是重中之重，以SPOC模式進(jìn)行教學(xué)方法、教學(xué)模式的改革，并加入實用型的興趣引導(dǎo)類案例，是高校計算機(jī)類公共課程的教學(xué)改革的有益嘗試。但知識體系的構(gòu)建的完整性和教學(xué)模式的合理性，仍須后續(xù)的多輪實施后進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié)分析，并進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)。

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編輯/呂秀妍endprint