基于計算思維和CDIO的“數據庫技術”課程教學模式探討

楊慧敏

（青島黃海學院，山東 青島 266427）

0 引言

數據庫技術是信息系統的核心技術，已廣泛應用到社會各行各業。近些年，大數據技術等相關技術興起，數據庫技術作為其支撐技術之一備受青睞，“數據庫技術與應用”課程的課程地位的重視程度也加速提升。該課程教學明確提出：要求學生應對數據庫原理及系統設計、系統開發、系統維護等技術全面掌握。通過教學實踐發現，課程教學過程中將CDIO工程教育模式與計算思維引入其中，創新教學模式，對這一課程教學質量的提升和人才的培養有著至關重要的作用和影響。

1 計算思維與CDIO定義分析

計算思維在人類社會發展歷程中占據重要地位，是三大科學思維的重要組成部分。近幾年，計算思維在計算機專業教學過程中受到了高度的重視。計算機思維指的是在計算科學基礎上，對問題進行解答、對系統進行設計，并且涵蓋計算機專業知識的思維活動。計算思維在“數據庫技術”這一課程中的應用通過仿真、分解、抽象、嵌入等多樣化方法將困難的問題簡化，最終幫助學生找到問題解答方式，并培養其計算機能力，使其綜合素養得以提升[1]。

CDIO指的是工程教育模式，該模式在“數據庫技術”這一課程中的應用重點培養學生問題分析解決能力和合作能力。本文在“數據庫技術”教學過程中將CDIO與計算思維引入其中，將計算思維課程內容相結合。在此基礎上，對課堂教學方案進行設置，轉變思維方式，在實踐教學過程中，教師可以CDIO方法為依據，采用計算思維，組織學生通過小組的方式使問題得以解決，并在教學活動過程中使其掌握問題解決方法，從而使學生問題分析解決能力的提升，最終達到培養學生計算思維的目的。

2 以計算思維及CDIO為基礎的“數據庫技術”教學模式

2.1 在計算思維的基礎上開展“數據庫技術”教學

想要將計算思維應用在“數據庫技術”教學過程中，教師應對理論及實踐兩方面知識進行深入探討分析，在課堂上將抽象的思想貫穿在知識學習過程中，從計算思維角度出發，梳理知識內容，以具體知識點為依據，將計算思維中約簡、分解、自動化、關鍵點分離、保護、糾錯等概念應用在其中，幫助學生掌握基本思維。將計算思維應用在數據庫基礎教學過程中，其主要目的是分離學生學習關鍵點，劃分各行各業數據信息模塊，對需求進行分析的過程中，抽象處理數據，并且創建科學合理的數據模型。之后在計算機的基礎上落實自動化操作。在設計期間，通過分解思維將復雜的問題分解為簡單的子任務。與此同時，通過遞歸等思維方式構造數據庫系統，并在DNMS的基礎上采用恢復、容錯等方式方法保護、管理數據。舉例來說，在數據庫技術、概論、模型、模式及二級映射等相關知識教學過程中，共占用三課時，教師應帶領學生采用自動化和抽離的方法來解決問題；在關系、運算及完整性約束等相關知識教學過程中，共占用六課時，教師帶領學生采用折中、約簡等計算思維解決問題。在SQL查詢及復雜查詢等相關知識教學過程中，共占用9課時，教師應帶領學生采用嵌入、遞歸等計算思維解決問題；在視圖、索引等知識教學過程中，共占用三課時，教師應帶領學生采用折中計算思維解決問題；在存儲、觸發器等相關知識教學過程中，共占用三課時，教師可帶領學生采用分解、仿真等計算思維解決問題；在數據庫管理及后期維護等相關知識教學過程中，共占用三課時，教師可帶領學生采用恢復、預防、保護等計算思維解決問題；在對系統設計、開發等相關知識學習過程中，共占用三課時，教師可帶領學生采用自動化及關注點分離等計算思維解決問題。

2.2 將CDIO應用在實踐教學過程中

計算機思維具備構造及設計的特征，在實際教學過程中，教師應將其與CDIO教學方法相結合。將CDIO應用在實踐教學過程中，教師組織學生分組學習，每個小組有6～7名成員，組內成員在給定項中進行選擇，各小組進行實踐的內容和項目息息相關。最終，由各小組同學合作完成學習任務。實踐教學共分為系統開發設計及課堂知識掌握。課堂知識掌握內容指的是對理論知識掌握情況進行檢驗，從而加深學生對知識的理解程度和應用。設計實踐指的是每個小組調研查閱數據庫項目，采用CDIO法進行設計。在此期間，培養自身合作能力及創新能力，通過計算思維使問題得以解決。在進行驗證類實踐過程中，每組成員應獨立完成任務，這樣一來，能夠加深對知識的理解程度。除此之外，綜合實踐最終目的是培養學生知識及綜合應用能力，該部分內容要求在各組長的帶領下完成。

2.3 創建科學合理的考核體系

綜合分析“數據庫技術”這一課程的傳統考核情況，以往考核過程中過于重視理論教學，對實踐教學的重視程度不足，該方面存在諸多不足之處。此次研究從課程特性及相關性角度出發，將培養學生綜合能力作為考核中心，并且創新的多元化考核機制，詳情如下：理論考核占總考核的60%。理論考核之中課堂討論及問題回答情況總得分為 30分，教師采用綜合型及分析型方式向學生進行提問，掌握學生知識點應用情況，問題回答正確得2分。期末考試總分為65分，每道單選題回答正確得1分，共計40道題，每道填空題回答正確得2分，共計10題，每道應用題回答正確得5分，共計6題，每道綜合題回答正確得10分，共計1題。出勤占5分，學生全勤得5分，每缺勤一次扣1分。實踐考核占考核的40%，其中項目報告總得分為60分，部分共包括5項內容，每項內容得分為12分，第1部分內容功能模塊圖、第2部分內容ER圖、第3部分內容數據庫定義、第4部分內容技術論述、第5部分內容原程序說明及界面說明。努力貢獻總得分為 20分，教師以學生在組內的表現情況為依據對其進行打分，在項目設計中占據主導地位的20分，參與項目或者是開展項目編碼工作得15分，參與部分設計工作得10分，參與文檔寫作得5分。演示與答辯總分為10分，每個組內選派出一名組長和其他組同學進行答辯，并向其展示本組系統開發設計，教師以其CDIO理念及計算思維為依據，給予其適當評分。出勤總得分為10分，學生全勤得滿分10分，每缺勤一次則扣1分。

3 教學效果評價分析

我校在開展計算機相關專業課程時，應用CDIO教學模式及計算思維對傳統模式進行創新。教師對經典案例進行分析，通過對問題進行分析，使抽象的問題變得具體化，從而獲得直觀的認知。這樣一來，既能夠使學習效率得以提升，還能夠培養學生自主學習能力。這一教學模式使學生掌握實踐操作及理論基礎，通過綜合實驗使系統設計、系統開發與程序編碼能力得以提升。與此同時，能夠調動學生教學活動參與積極性，使其全面參與到實踐過程中。在活躍課堂氛圍的同時，提升了出勤率。與傳統教學模式相比，教學效果得以提升。由此可知，將該課程評價體系應用在“數據庫技術”這一課程中，能夠改善大部分學生學習現狀，提升學習成績。

4 結語

“數據庫技術”教學期間，教師將計算思維滲透在知識學習過程中，采用CDIO模式組織學生開展實踐。同時，應用多元化考核方式對教學效果進行評價，從而培養學生計算機思維及問題分析、解決能力。在這一教學模式中，學生能夠了解數據庫系統設計工作的重點內容，掌握如何將復雜的問題簡單化，并會計算思維進行深刻的理解與應用。這樣一來，既能夠使學生掌握“數據庫技術”相關知識，還能夠培養其系統設計、開發能力，發散其計算機分析思維，對學生計算機能力的提升產生莫大的影響。