我校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程的十年建設(shè),從側(cè)重計(jì)算機(jī)技能性到系統(tǒng)教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)、提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力,從公共基礎(chǔ)課程到通識(shí)課程,歷經(jīng)較大的課程改革有四次。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程主要是在大學(xué)新生階段開設(shè)的。我們的每一步改革不但是因?yàn)榇髮W(xué)新生的計(jì)算機(jī)操作應(yīng)用能力隨著中學(xué)階段的學(xué)習(xí)而不斷提高,也是因?yàn)樾枰Y(jié)合課程知識(shí)本身的發(fā)展需要。特別是在2006年至今,我校的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程已是全校的通識(shí)課程,其教學(xué)目的和要求需要我們重新認(rèn)識(shí)。
我校通識(shí)課程的指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生具有多學(xué)科思維方式和多種分析問題的方法與能力。從這個(gè)意義上,計(jì)算機(jī)作為一個(gè)學(xué)科,也是一種獨(dú)特的、新的思維方式,也是進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的有力的方法和工具。因此如何把握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程體現(xiàn)出這種特點(diǎn),是我們進(jìn)行課程體系建設(shè)所要著力解決的關(guān)鍵問題。
1計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程十年來的四次改革
1998年新浙江大學(xué)成立,我們整合了原各校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,定位為全校本科的公共課程。整合的指導(dǎo)原則是根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)家教委有關(guān)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)要求,劃分了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程的三個(gè)層次:計(jì)算機(jī)文化課、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用,如表1所示。該課程體系持續(xù)到2001年。
計(jì)算機(jī)文化課的教學(xué)目的是要求掌握計(jì)算機(jī)的基本使用。教學(xué)內(nèi)容為計(jì)算機(jī)技能性知識(shí),如Windows系統(tǒng)、Office軟件等。在這個(gè)階段,我國(guó)的計(jì)算機(jī)無論其應(yīng)用還是市場(chǎng)基本上處于起飛初期,普及程度還相當(dāng)?shù)?,大多?shù)中學(xué)還沒有開設(shè)計(jì)算機(jī)操作課程。
進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)的中學(xué)階段基本上已經(jīng)開設(shè)了使用計(jì)算機(jī)的課程,因此大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)的形式和內(nèi)容必須隨著這一形勢(shì)進(jìn)行改革和建設(shè)。為此我們?cè)?002年改革計(jì)算機(jī)文化課,其思路是把計(jì)算機(jī)文化課中的技能性操作部分改革為直接上機(jī)考試的“通過制”,即不再上課教學(xué),但要求學(xué)生必須通過參加輔導(dǎo)課或直接參加上機(jī)考試取得學(xué)分??荚噧?nèi)容和形式與計(jì)算機(jī)等級(jí)考試類似。
作為基礎(chǔ)性課程,計(jì)算機(jī)文化課改革后分設(shè)“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”和“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)”,學(xué)生根據(jù)自己的計(jì)算機(jī)水平選修。課程設(shè)置如表2所示。
“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”課程側(cè)重于比較全面地介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí),而“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)基礎(chǔ)”側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用。前者適合于基礎(chǔ)知識(shí)比較缺乏的學(xué)生,后者適合有一定基礎(chǔ)的同學(xué)。
不可否認(rèn),計(jì)算機(jī)文化課的通過制考試的高通過率,一部分原因是學(xué)生的“考試能力”,再就是技能性知識(shí)并不能反映出學(xué)生的“計(jì)算機(jī)能力”。這在我們其后的教學(xué)實(shí)踐中得到的反饋也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。選修網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程的同學(xué)往往在基礎(chǔ)知識(shí)上表現(xiàn)得極為缺乏。經(jīng)過兩年的教學(xué)實(shí)踐,我們從2004年開始,將計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)課重新合并,新開設(shè)的課程名稱為“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”,如表3所示。
和文化課不同,在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課中,以知識(shí)性系統(tǒng)性為主,兼顧有關(guān)技能型知識(shí),兩者的比例大約為2:1。也就是說,大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的定位是以知識(shí)性為主,技能型為輔。這是因?yàn)榇髮W(xué)新生大多數(shù)具備了一定的計(jì)算機(jī)操作基礎(chǔ),也是為了使學(xué)生能夠更加全面地理解和學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī),為后續(xù)課程如程序設(shè)計(jì)、專業(yè)課學(xué)習(xí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)奠定必要的基礎(chǔ)。
2006年開始執(zhí)行的06-08本科培養(yǎng)計(jì)劃,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程被定位于“通識(shí)課程”。新的教學(xué)計(jì)劃如表4所示。
到今年已經(jīng)完成了這一輪(2006-2008)改革后課程的教學(xué)任務(wù),我們將在前次實(shí)踐的基礎(chǔ)上制定更加符合課程建設(shè)目標(biāo)的新的教學(xué)計(jì)劃(2009-2011)。
十年間的四次課程改革,每次都是圍繞兩個(gè)問題進(jìn)行的,一是如何適應(yīng)教學(xué)對(duì)象計(jì)算機(jī)技能不斷提高而缺乏理論知識(shí)的實(shí)際,而是不斷探索作為基礎(chǔ)類課程的大學(xué)計(jì)算機(jī)如何服務(wù)于整個(gè)學(xué)校人才培養(yǎng)計(jì)劃,特別是在2006年以來,作為通識(shí)課程的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程需要把計(jì)算機(jī)能力、計(jì)算機(jī)方法學(xué)作為重點(diǎn),是我們進(jìn)行課程建設(shè)的重要任務(wù)。
2大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)分析
進(jìn)行課程建設(shè),必須把握課程的基本屬性,了解課程的特點(diǎn)。和大學(xué)中其他基礎(chǔ)類課程,如數(shù)理化、人文類基礎(chǔ)課不同,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)受到計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的影響,課程內(nèi)容需要不斷更新,知識(shí)結(jié)構(gòu)需要不斷調(diào)整,教學(xué)手段和方法需要不斷改進(jìn)。這也是我們不斷進(jìn)行課程建設(shè)和改革的源動(dòng)力。我們的對(duì)課程特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)有以下幾點(diǎn)。
2.1 “變化”是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)的主旋律
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是,技術(shù)的進(jìn)步往往改變了傳統(tǒng)的方法和思路,也改變了原來的知識(shí)組成及表達(dá)。一個(gè)直接的表現(xiàn)是微機(jī)的操作系統(tǒng)從DOS過渡到今天的Windows,技術(shù)上的進(jìn)步是人機(jī)交互從字符方式改變?yōu)閳D形界面,而產(chǎn)生的影響是計(jì)算機(jī)的操作和使用從難到易,極大地推進(jìn)了計(jì)算機(jī)使用的普及。
不但是人機(jī)交互的改變,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也在迅速改變。單機(jī)的單核處理器模式開始被多核取代。更重要的改變是網(wǎng)絡(luò):延伸了計(jì)算機(jī)的功能,使信息交互、檢索和運(yùn)用的方式發(fā)生了變化,人們已經(jīng)習(xí)慣于從網(wǎng)絡(luò)上獲取更多的、更及時(shí)的信息。
從程序的角度看,傳統(tǒng)的面向過程的程序設(shè)計(jì)在許多方面被面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法取代,過去強(qiáng)調(diào)的程序優(yōu)化等被應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng),一般意義上的“計(jì)算”被“信息處理”替代。計(jì)算機(jī)不再是單純地作為“計(jì)算”工具,而是作為事務(wù)處理的重要方法……
計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)知識(shí)不斷變化,因此需要在課程建設(shè)中反映這些變化,而課程建設(shè)必然滯后于技術(shù)本身的發(fā)展,這種矛盾就是進(jìn)行課程建設(shè)的前提。有統(tǒng)計(jì)表明,在所有學(xué)科中,信息量和信息更替最為頻繁和迅速的就是計(jì)算機(jī)。因此,作為基礎(chǔ)課程的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)需要,也必須能夠反映計(jì)算機(jī)的這些基本特點(diǎn)。
2.2課程建設(shè)的重點(diǎn)從技能性轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)性
從科學(xué)的角度看,計(jì)算機(jī)具有本身的科學(xué)體系,這個(gè)體系本身也在不斷的超越自我,更重要的是需要認(rèn)識(shí)它的科學(xué)性和基礎(chǔ)性。技術(shù)進(jìn)步并沒有改變計(jì)算機(jī)構(gòu)成的基本元素,也沒有改變它的二進(jìn)制基礎(chǔ)和處理器核心地位。因此單純把技能性的知識(shí)作為課程教學(xué)的重點(diǎn),既不符合計(jì)算機(jī)學(xué)科本身的特點(diǎn),和我們的課程目標(biāo)也完全背離。因此課程建設(shè)的重點(diǎn)定位在“基礎(chǔ)性知識(shí)和理論”,是回歸課程應(yīng)該具有的屬性。因此無論是計(jì)算機(jī)文化課、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課,突出其知識(shí)型、系統(tǒng)性,理解計(jì)算機(jī)、理解程序原理,這是課程建設(shè)的任務(wù)和目標(biāo)所在。
計(jì)算機(jī)作為科學(xué)的歷程只有半個(gè)多世紀(jì),但作為人類追求計(jì)算自動(dòng)化的歷程它是和人類文明進(jìn)程同步的。早期的計(jì)算機(jī)是專業(yè)化的,而今天被稱為“桌面時(shí)代”,PC機(jī)和以PC機(jī)為節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為《時(shí)代周刊》的封面“人物”。沒有人懷疑計(jì)算機(jī)的重要性,而問題在于需要認(rèn)識(shí)“計(jì)算機(jī)重要在什么地方”。這也是我們進(jìn)行計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)需要需要明確和解決的問題,也就是說要反映出課程的基礎(chǔ)屬性,需要掌握基本知識(shí)、系統(tǒng)知識(shí),進(jìn)而理解計(jì)算機(jī)既是工具,也是分析問題處理問題的一種先進(jìn)的方法學(xué)。
2.3大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程適合于按知識(shí)點(diǎn)組織教學(xué)
無論是教師還是學(xué)生,對(duì)計(jì)算機(jī)繁多的名詞大有難以應(yīng)付的感覺。這些名詞都有其特定的背景,要理解其意義實(shí)在是不容易,即使是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也未必能夠應(yīng)付自如。再如在程序設(shè)計(jì)課程中,理解計(jì)算機(jī)語言的抽象表達(dá)、形式化結(jié)構(gòu)也是困難的。
實(shí)際上,知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)、交叉、按序漸進(jìn)的傳統(tǒng)的知識(shí)表達(dá)方法并不能很好地用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程,因此需要尋找合適的組織方法滿足課程本身特點(diǎn),而知識(shí)點(diǎn)教學(xué)也許是一個(gè)好的選擇,也被證明是成功的選擇。
知識(shí)點(diǎn)教學(xué)既是計(jì)算機(jī)課程本身的特點(diǎn)所致,也是進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)學(xué)習(xí)的一個(gè)好的途徑。我們需要解決的問題是采用何種方法組織這些知識(shí)點(diǎn),使之和今天的教學(xué)對(duì)象的實(shí)際更好地結(jié)合。這也是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中需要不斷實(shí)踐的教學(xué)研究問題。
3培養(yǎng)計(jì)算機(jī)能力是課程建設(shè)的目的
非計(jì)算專業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的目的,已經(jīng)從傳統(tǒng)的“應(yīng)用”進(jìn)化到“基礎(chǔ)理論與應(yīng)用”?!皩W(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方法、培養(yǎng)計(jì)算機(jī)意識(shí)是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)的根本目的”,這個(gè)提法并不是新的,也不是喊口號(hào),問題在于理解什么是計(jì)算機(jī)方法以及什么是計(jì)算機(jī)意識(shí),只有明確這些問題才能夠有效指導(dǎo)我們開展課程建設(shè)。
計(jì)算機(jī)技能是重要的,但計(jì)算機(jī)技能不是,也不一定需要通過課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)有科學(xué)學(xué)研究觀點(diǎn)認(rèn)為,計(jì)算機(jī)不再單純是一種工具,它更重要的是一種方法,計(jì)算機(jī)方法。因此,計(jì)算機(jī)方法也是重要的,它同樣不能僅通過課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)。
我們知道,科學(xué)的方法是發(fā)現(xiàn)問題并尋找解決問題的思路,這個(gè)過程可以通過數(shù)理分析、實(shí)驗(yàn)或通過大量的統(tǒng)計(jì)分析方法得到,也可以通過計(jì)算機(jī)方法得到,至少目前的許多科學(xué)研究和事務(wù)處理使用計(jì)算機(jī),也離不開計(jì)算機(jī),但并不意味著我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了計(jì)算機(jī)方法。
通過大學(xué)階段的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程學(xué)習(xí),基礎(chǔ)課程是建立有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念,了解計(jì)算機(jī)是如何處理問題的,計(jì)算機(jī)如何把對(duì)問題的求解歸結(jié)為程序處理,進(jìn)而理解程序處理是計(jì)算機(jī)所獨(dú)有的方法,也是科學(xué)研究處理分析數(shù)據(jù)所依賴的方法。計(jì)算機(jī)具有一套完整的處理過程,理解它的處理過程對(duì)進(jìn)一步使用計(jì)算機(jī)方法解決專業(yè)問題的重要性是顯見的。即使不是直接去設(shè)計(jì)程序解決問題,但如何描述問題以使得計(jì)算機(jī)能夠處理問題卻是使用計(jì)算機(jī)的第一步。
計(jì)算機(jī)方法不能簡(jiǎn)單地使用語言加以描述,它的形式化表達(dá)和處理來自于設(shè)計(jì)者的思路,來自于設(shè)計(jì)者所具備的知識(shí)結(jié)構(gòu),特別是對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)知結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)本身不能理解和處理我們所理解和處理的問題,因此需要我們和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互,這種交互過程本身就是計(jì)算機(jī)方法的一部分。
有了計(jì)算機(jī)方法,就有了計(jì)算機(jī)意識(shí)。有專家認(rèn)為,“計(jì)算機(jī)意識(shí)”是指在解決專業(yè)問題過程中能夠“知道”如何使用計(jì)算機(jī)。這是一個(gè)很大的問題,顯然不能簡(jiǎn)單地理解“會(huì)使用”計(jì)算機(jī)就能夠做到培養(yǎng)“計(jì)算機(jī)意識(shí)”。這不但需要計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程,更需要在后續(xù)的專業(yè)課程與計(jì)算機(jī)結(jié)合。
4計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程建設(shè)未來之展望
顯然我們把注著眼點(diǎn)放在“能力”上,并不是弱化計(jì)算機(jī)的技能,而是引導(dǎo)學(xué)生“通過計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)”,即充分體現(xiàn)GUI系統(tǒng)的特點(diǎn),安排適當(dāng)?shù)恼n外上機(jī)時(shí)間和布置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求,讓學(xué)生自己完成,帶著問題學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí),通過06課程計(jì)劃中的一輪實(shí)踐,效果也是預(yù)期的。
在程序設(shè)計(jì)課程中,引導(dǎo)學(xué)生從記憶語法到理解算法,通過編寫程序理解計(jì)算機(jī),這一思路已經(jīng)得到成功的實(shí)踐,何欽銘教授擔(dān)綱的“C程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)”課程是國(guó)家級(jí)精品課程,而且按照“案例驅(qū)動(dòng)、算法為主”的國(guó)家“十一五”規(guī)劃教材(高等教育出版社出版)也已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多高校廣泛推廣、使用。
我校的新一輪課程建設(shè)已經(jīng)啟動(dòng),對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程而言,將有新的機(jī)會(huì)進(jìn)行更加深入的探索和實(shí)踐,更好地把握課程的基礎(chǔ)屬性,圍繞通識(shí)要求將是我們未來計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程建設(shè)的主要任務(wù)。
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