摘要：针对大学经济类文科专业学生在数据库课程学习中普遍存在的问题进行分析，提出以计算思维为导向，对数据库课程的教学内容进行重新设计，利用计算思维的抽象和自动化特点在数据库教学的核心内容上设计具有高度逻辑性的实例，最终达到提高教学效果以及提升大学生信息素养的目的。
关键词：数据库；计算思维；教学设计
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）26-0016-02
随着现代社会的高度信息化和智能化，大学毕业生所具备的信息素养是否足够应对各项信息化工作的要求这一问题已经越来越严峻地摆在各大高校面前。特别是对于大多数文科经济类专业学生而言，理解和掌握传统行业知识与信息网络技术融合发展的过程，更是需要我们在本科学习阶段就对相关信息类课程的学习予以重视。数据库及其应用课程就是其中最为基础和重要的一门课程。数据库技术作为信息社会数据管理的支撑技术，也是我们每一个大学毕业生都要掌握的基本信息技能，能否学好数据库及其应用这门课程对我们的人才培养起到了关键性的作用。
1 文科类学生在数据库学习中的现状
1.1 学习目的不明确
教学过程中我们经常发现，文科类专业的学生在学习数据库课程中有学习目的不清的问题。虽然每次在课程简介时都会将课程的学习目的和学习意义加以论述，但是在“实用论”盛行的今天，不少学生在对待课程学习时也以此当信条，“有用”的课就认真对待，“没用”的课程就胡乱应付。实际教学中经常遇到非计算机专业特别是一些文科专业的学生在遇到困难的第一时间的问题竟然是：我又不搞计算机，干啥要学数据库？由此可见学生对数据库技术的认识还只停留在是一门实操应用类课程，仅仅是计算机的专业课与自己专业无关，不能很好地理解信息技术对其他专业的支撑作用，更谈不上用计算思维的方式来分析解决问题。这恰恰也反映出部分文科专业学生的信息素养是十分欠缺的。学习目的不明确直接影响学习动力，在消极状态下的应付了事导致逃课和作业抄袭的情况屡禁不止，既达不到教学目的同时也极大影响了老师的教学热情。
1.2 学习能力不足
文科专业的学生大多数的特点就是感性思维胜于理性，形象思维远多于抽象思维，在面对数据库这样的理论性强同时较为抽象的学习对象时，自然而然会有不适应进而产生畏难情绪，直接的表现就是学习能力不足。特别是涉及数据库技术中的面向对象的编程部分，整个问题的最终求解过程都是高度抽象的，不论是待解决问题的形式化的描述，还是解决问题所采用的严密的计算方式都要求同学们具备一定的数学基础和逻辑思维能力，对学生的理解能力要求较高。文科专业学生的思维短板在此时显露无遗，亟需我们教育工作者改变传统教學方法，积极寻求适合学生特点的应对之道。
1.3 教学设计乏善可陈，教学效果不理想
在高校普遍实行的学分制教学管理体制下，各门课程的学分学时被严格控制，数据库课程也不例外；同时非计算机专业的数据库课程作为一门打包课程将计算机专业2、3门课的知识融合一起，教学内容量多面广；而且教学对象又是基础薄弱的文科生，层层压力下不少教师都失去了对教学内容精心设计的耐心，不自觉地陷入“填鸭式”教学的老路。大量晦涩难懂的新概念和割裂的知识点纷至沓来，把学生仅存的一点学习热情也浇灭了，教学效果无从谈起。
2 引入计算思维，优化教学设计
针对文科类专业学生的学习习惯和专业特点，围绕着应用型人才的培养需求，我们尝试以计算思维为导向，不断优化教学内容和教学方法，在教学设计和教学过程实施等方面寻求新的解决思路。
2.1 计算思维
国际上普遍认同的计算思维的定义是由美国的周以真教授2006年提出的，他认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动[1]。针对大多数非计算机专业的人员而言，计算思维的运用意味着能够有效利用计算机及其相关软硬件、方法和技术以及计算环境和资源，特别是相关思想来增强解决问题的能力，提高工作效率。随着信息化社会的飞速发展，运用计算思维的思维方法解决生产生活中的各种问题的能力已经成为所有合格大学生所必须具备的基本能力。于是不断有学者在此基础之上对计算思维能力对教育及学习能力的影响做出新的探索和研究。
计算思维最基本的特征就是“抽象”和“自动化”。许多现实中的问题用计算机来解决的第一步就是“抽象”。通过抽象建模，使问题易于描述表达并存储于计算机。而数据库所采用的关系模型正是通过将客观世界不断抽象所得到的逻辑结构，所以学习数据库设计表的过程能够自然的使学生体会到抽象建模对于解决问题的重要意义。而计算思维中的另一面“自动化”则代表了对已经抽象的对象进行有限次执行逻辑的判断规划，然后“一步步”求解出问题的过程。这一过程最普遍对应的就是计算机中编程求解的算法推导过程，但是对于数据库课程而言，核心的查询对象的创建及运行过程同样可以极佳的体现“先规划，再求解”的计算思维的解题思路。因此，创新型人才的培养模式下，我们把培养计算思维能力作为教学改革的着眼点，对提高数据库课程的教学效果有着先进的指导意义。
2.2 嵌入计算思维的改革实践
国人对计算思维的思维方式的认识尚浅，如何利用计算思维改善教学效果经验积累也不足，特别是针对非计算机专业的计算机类课程的学习，从培养计算思维能力的角度出发，我们需要大量创新性的教学思路与设计。
（1） 在基础理论知识中融入计算思维
数据库及其应用课程教学目标虽然重在应用，但是如果要学生正确理解数据库的基本原理，从底层构建计算思维的思维雏形，那么对于理论知识的理解就不能一笔带过应付了事。老师必须花力气落实数据模型等核心概念的理解。在实际教学中，虽然理论知识的篇幅一般较短，往往集中在全书的第一章或是每个章节的前两段。但是它对于后续应用的操作方法的理解及掌握至关重要。这里还是以“关系模型”的讲解为例。如果只是简单地将表的截图展示给学生，简单陈述每一个专业术语，对学生来说是难以体会关系模型的优势之所在的。甚至有学生会以为这不就是普通的Excel表格吗？怎么就成模型了，模拟了什么呢？所以，我们在实践中运用计算思维的“抽象”理解来设计教学思路。从数据模型的抽象意义入手，强调建模对于客观世界的描述功能，归纳出所有客观事物都可以表示为实体及实体的联系这两个基本元素；然后说明为了在计算机中表示出这两个要素必须采用一定的模型来表达，并且对曾经的经典模型层次、网状的优缺点加以比较；最后通过对二维表的严密的数学特征加以分析，使学生了解到二维表中的行列代表的意义，理解关系模型在表达实体及其联系时达到了描述上的一致这一决定性的优势，从而产生对关系模型中“抽象”的感性认识，理解二维表与普通的Excel表格的不同之处，进而掌握关系型数据库设计中的要点。
（2） 在参照完整性理解与应用举例中运用计算思维
使用数据库来管理数据的最大优势是数据库系统可以保证数据的参照完整性。很多同学在刚开始学习数据库时容易將数据库与Excel表格处理软件等同起来，认为简单的表格就能存储数据，为什么还需要数据库管理系统？这时候对数据库中的参照完整性特点的全面而深刻的讲解至关重要。这里可以运用计算思维中的“自动化”处理方式的理解来进行教学设计，一般需要先从举例子开始，比如向学生提问，在一个传统的教学管理系统中，如果一门课程的编号更改了，原来这门课程的成绩该如何处理？是一个个手动修改还是自动更新靠得住？如果添加成绩的时候，课程的编号输入有误，课程表里没有这个编号，在Excel中能够自动检查出来吗？如果一门课程删除了，以前这门课程的成绩又该如何自动处理呢？当这几个问题连续抛出时，往往会瞬间将学生带入沉思，这时候再讲解参照完整性规则以及更新和删除规则的作用，学生就能很快理解到数据库管理系统的超凡之处。
（3） 在查询的设计过程中体现计算思维
查询是整个数据库教学中的核心要点和难点。以往的教学过程中，学生在建立复杂查询特别是涉及统计汇总的时候，往往不知道从哪里下手，对查询设计视图的每一个要点的设置不能形成逻辑上的思维链条。为了训练学生计算思维能力，这里的有关逻辑思维的教学设计非常重要。具体可以从查询的目的入手，通过分析问题并结合数据库的逻辑结构构建一个完整的解题思路链条：首先分析问题中的查询检索项，回答“查什么？”，然后确定检索项来源，回答“从哪里查？”，接着找检索项“有限制条件吗？”，最后再看是否需要分类汇总。整个思维过程下来，查询的设置就完成了。学生也会因为强烈的逻辑关系形成深刻的记忆。在讲解SQL语句中的group by、having等子句时，同样可以按照逻辑关系进行举例的设计。按照由浅入深层层递进的逻辑关系，采用三段式的举例方式来实现。先举例“如何查询全班同学的选课情况？”，这就是一个最简单常见的select—from句式，学生回答基本无压力。接着问题深入，“如果需要按照课程分组查询每门课程的选课人数，怎么办？”，这时group by子句就派上用场了，提示同学们需要按照课程号来分组实现。紧接着继续提问“如果要查询至少有5个人选了的课程情况，又该如何实现呢？”，此时学生们往往陷入思考，自然而然引出了having子句的适用场合。不同于以往割裂地一个一个短语的解释再举例，而是例子之间存在递进入的逻辑关联，这种教学设计能够很大程度地吸引学生的注意力进而提高学生的思维能力。还有一个学生们难于理解经常出错的地方就是关于汇总与计算字段的区别问题。对于题目中出现的汇总或者是求平均值的问题是需要根据数据库中表的逻辑结构来决定具体查询设计的，对于何时采用“汇总”何时采用计算字段，一般的教学方法中可能只能提示同学们去分析表的逻辑结构，而这对于大多数文科专业学生而言过于抽象，难于掌握。这里我从另一个角度出发，教同学们直接观察表的数据表视图，看需要统计的是“纵向”还是“横向”的数据，从数据的几何特点来思考，需要纵向统计的就采用“汇总”，而需要横向统计的就是采用计算字段的方法了。这种判定方法简单直观而且可以让学生更快地理解查询语句中汇总的原理。
3 结束语
根据国家十三五规划纲要提出的着力培养学生创新创业能力的培养目标，我们从提高学生的计算思维能力入手进行教学改革非常必要。围绕学生计算思维能力的提高我们对数据库及其应用这门课程尝试了一系列教学模式和教学方法的改革，对于文科类专业学生的教学起到了非常明显的促进作用，一定程度上提高了他们的信息素养。后续还需要按照不同专业的学生的专业特点来制定更为具体的教学内容，包括实践教学和案例设计等等，才能更为精准的实现教学目标。
参考文献：
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