基于计算思维和CDIO的“数据库技术”课程教学模式探讨

杨慧敏

（青岛黄海学院，山东 青岛 266427）

0 引言

数据库技术是信息系统的核心技术，已广泛应用到社会各行各业。近些年，大数据技术等相关技术兴起，数据库技术作为其支撑技术之一备受青睐，“数据库技术与应用”课程的课程地位的重视程度也加速提升。该课程教学明确提出：要求学生应对数据库原理及系统设计、系统开发、系统维护等技术全面掌握。通过教学实践发现，课程教学过程中将CDIO工程教育模式与计算思维引入其中，创新教学模式，对这一课程教学质量的提升和人才的培养有着至关重要的作用和影响。

1 计算思维与CDIO定义分析

计算思维在人类社会发展历程中占据重要地位，是三大科学思维的重要组成部分。近几年，计算思维在计算机专业教学过程中受到了高度的重视。计算机思维指的是在计算科学基础上，对问题进行解答、对系统进行设计，并且涵盖计算机专业知识的思维活动。计算思维在“数据库技术”这一课程中的应用通过仿真、分解、抽象、嵌入等多样化方法将困难的问题简化，最终帮助学生找到问题解答方式，并培养其计算机能力，使其综合素养得以提升[1]。

CDIO指的是工程教育模式，该模式在“数据库技术”这一课程中的应用重点培养学生问题分析解决能力和合作能力。本文在“数据库技术”教学过程中将CDIO与计算思维引入其中，将计算思维课程内容相结合。在此基础上，对课堂教学方案进行设置，转变思维方式，在实践教学过程中，教师可以CDIO方法为依据，采用计算思维，组织学生通过小组的方式使问题得以解决，并在教学活动过程中使其掌握问题解决方法，从而使学生问题分析解决能力的提升，最终达到培养学生计算思维的目的。

2 以计算思维及CDIO为基础的“数据库技术”教学模式

2.1 在计算思维的基础上开展“数据库技术”教学

想要将计算思维应用在“数据库技术”教学过程中，教师应对理论及实践两方面知识进行深入探讨分析，在课堂上将抽象的思想贯穿在知识学习过程中，从计算思维角度出发，梳理知识内容，以具体知识点为依据，将计算思维中约简、分解、自动化、关键点分离、保护、纠错等概念应用在其中，帮助学生掌握基本思维。将计算思维应用在数据库基础教学过程中，其主要目的是分离学生学习关键点，划分各行各业数据信息模块，对需求进行分析的过程中，抽象处理数据，并且创建科学合理的数据模型。之后在计算机的基础上落实自动化操作。在设计期间，通过分解思维将复杂的问题分解为简单的子任务。与此同时，通过递归等思维方式构造数据库系统，并在DNMS的基础上采用恢复、容错等方式方法保护、管理数据。举例来说，在数据库技术、概论、模型、模式及二级映射等相关知识教学过程中，共占用三课时，教师应带领学生采用自动化和抽离的方法来解决问题；在关系、运算及完整性约束等相关知识教学过程中，共占用六课时，教师带领学生采用折中、约简等计算思维解决问题。在SQL查询及复杂查询等相关知识教学过程中，共占用9课时，教师应带领学生采用嵌入、递归等计算思维解决问题；在视图、索引等知识教学过程中，共占用三课时，教师应带领学生采用折中计算思维解决问题；在存储、触发器等相关知识教学过程中，共占用三课时，教师可带领学生采用分解、仿真等计算思维解决问题；在数据库管理及后期维护等相关知识教学过程中，共占用三课时，教师可带领学生采用恢复、预防、保护等计算思维解决问题；在对系统设计、开发等相关知识学习过程中，共占用三课时，教师可带领学生采用自动化及关注点分离等计算思维解决问题。

2.2 将CDIO应用在实践教学过程中

计算机思维具备构造及设计的特征，在实际教学过程中，教师应将其与CDIO教学方法相结合。将CDIO应用在实践教学过程中，教师组织学生分组学习，每个小组有6～7名成员，组内成员在给定项中进行选择，各小组进行实践的内容和项目息息相关。最终，由各小组同学合作完成学习任务。实践教学共分为系统开发设计及课堂知识掌握。课堂知识掌握内容指的是对理论知识掌握情况进行检验，从而加深学生对知识的理解程度和应用。设计实践指的是每个小组调研查阅数据库项目，采用CDIO法进行设计。在此期间，培养自身合作能力及创新能力，通过计算思维使问题得以解决。在进行验证类实践过程中，每组成员应独立完成任务，这样一来，能够加深对知识的理解程度。除此之外，综合实践最终目的是培养学生知识及综合应用能力，该部分内容要求在各组长的带领下完成。

2.3 创建科学合理的考核体系

综合分析“数据库技术”这一课程的传统考核情况，以往考核过程中过于重视理论教学，对实践教学的重视程度不足，该方面存在诸多不足之处。此次研究从课程特性及相关性角度出发，将培养学生综合能力作为考核中心，并且创新的多元化考核机制，详情如下：理论考核占总考核的60%。理论考核之中课堂讨论及问题回答情况总得分为 30分，教师采用综合型及分析型方式向学生进行提问，掌握学生知识点应用情况，问题回答正确得2分。期末考试总分为65分，每道单选题回答正确得1分，共计40道题，每道填空题回答正确得2分，共计10题，每道应用题回答正确得5分，共计6题，每道综合题回答正确得10分，共计1题。出勤占5分，学生全勤得5分，每缺勤一次扣1分。实践考核占考核的40%，其中项目报告总得分为60分，部分共包括5项内容，每项内容得分为12分，第1部分内容功能模块图、第2部分内容ER图、第3部分内容数据库定义、第4部分内容技术论述、第5部分内容原程序说明及界面说明。努力贡献总得分为 20分，教师以学生在组内的表现情况为依据对其进行打分，在项目设计中占据主导地位的20分，参与项目或者是开展项目编码工作得15分，参与部分设计工作得10分，参与文档写作得5分。演示与答辩总分为10分，每个组内选派出一名组长和其他组同学进行答辩，并向其展示本组系统开发设计，教师以其CDIO理念及计算思维为依据，给予其适当评分。出勤总得分为10分，学生全勤得满分10分，每缺勤一次则扣1分。

3 教学效果评价分析

我校在开展计算机相关专业课程时，应用CDIO教学模式及计算思维对传统模式进行创新。教师对经典案例进行分析，通过对问题进行分析，使抽象的问题变得具体化，从而获得直观的认知。这样一来，既能够使学习效率得以提升，还能够培养学生自主学习能力。这一教学模式使学生掌握实践操作及理论基础，通过综合实验使系统设计、系统开发与程序编码能力得以提升。与此同时，能够调动学生教学活动参与积极性，使其全面参与到实践过程中。在活跃课堂氛围的同时，提升了出勤率。与传统教学模式相比，教学效果得以提升。由此可知，将该课程评价体系应用在“数据库技术”这一课程中，能够改善大部分学生学习现状，提升学习成绩。

4 结语

“数据库技术”教学期间，教师将计算思维渗透在知识学习过程中，采用CDIO模式组织学生开展实践。同时，应用多元化考核方式对教学效果进行评价，从而培养学生计算机思维及问题分析、解决能力。在这一教学模式中，学生能够了解数据库系统设计工作的重点内容，掌握如何将复杂的问题简单化，并会计算思维进行深刻的理解与应用。这样一来，既能够使学生掌握“数据库技术”相关知识，还能够培养其系统设计、开发能力，发散其计算机分析思维，对学生计算机能力的提升产生莫大的影响。