房彩麗　丁文珂

文章編號：1672-5913(2009)10-0083-02

摘要：“計算機(jī)導(dǎo)論”是計算機(jī)各專業(yè)本科的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它對后續(xù)課程學(xué)習(xí)的重要性是不言而喻的。針對近年來在大學(xué)計算機(jī)專業(yè)中開展的“計算機(jī)導(dǎo)論”課程的現(xiàn)狀，結(jié)合自己的教學(xué)實踐，本文就“計算機(jī)導(dǎo)論”的教學(xué)方式和方法做初步探討。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)導(dǎo)論；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；計算學(xué)科；課程構(gòu)建；導(dǎo)引

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

“計算機(jī)導(dǎo)論”課程是計算機(jī)專業(yè)者要學(xué)習(xí)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是入門課。應(yīng)該就學(xué)科特點、學(xué)科形態(tài)、歷史淵源、發(fā)展變化、典型方法、學(xué)科知識組織結(jié)構(gòu)和分類體系、各年級課程的重點，以及如何認(rèn)識計算機(jī)科學(xué)，學(xué)好計算機(jī)科學(xué)等問題從科學(xué)哲學(xué)和高級科普的角度去回答學(xué)生的疑問，因而起到后續(xù)課程導(dǎo)引的作用，從而讓學(xué)生對計算機(jī)系統(tǒng)有一個全面的初步了解，并為深入學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)科的各專業(yè)課奠定“以全局指導(dǎo)局部”的基礎(chǔ)。

但是計算機(jī)科學(xué)發(fā)展日新月異，新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。因此很難找到一本與時俱進(jìn)的教材，既滿足學(xué)生的理論課需求，又滿足實踐課需求。同時傳統(tǒng)教學(xué)模式中有些內(nèi)容已不適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)的要求，需要進(jìn)行變革，針對上述情況，筆者對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行探討自己的看法。

2存在問題

通過大三、大四學(xué)生調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)問及你對計算機(jī)學(xué)科的體系結(jié)構(gòu)怎么理解？80%的學(xué)生對此問題回答模棱兩可，筆者對這種現(xiàn)狀震驚了。相當(dāng)一部分學(xué)生對計算科學(xué)缺乏比較全面的認(rèn)識，科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力、工程知識、分析和解決實際問題的工作能力較差，一些學(xué)生經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)后還沒有建立起一些專業(yè)學(xué)習(xí)的方法，甚至有些同學(xué)認(rèn)為計算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)就是熟練掌握電腦的基本操作，而對于一些理論方面的知識缺乏興趣。這樣必然導(dǎo)致學(xué)生在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)和自我學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)方面出現(xiàn)很大的障礙。究其以上情況，教與學(xué)的目前狀況值得我們深思了。

鑒于存在以上的現(xiàn)象，誠然與學(xué)生本身的學(xué)習(xí)能力、態(tài)度、興趣有關(guān)，但另一方面對“計算機(jī)算計導(dǎo)論”這門課程的內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)要求以及對教師的要求等都發(fā)起了挑戰(zhàn)，如何解決這門入門課程對學(xué)生、后續(xù)課程的引導(dǎo)作用，是目前亟待解決的問題。

3教學(xué)目標(biāo)

多年來，在計算機(jī)專業(yè)教育中，對該課程應(yīng)達(dá)到怎樣的教學(xué)目標(biāo)問題一直沒有定論，這也就給從事該課程教學(xué)的教師帶來了一些難度和偏差。由于學(xué)生個體的差異，如對計算機(jī)的認(rèn)識程度的不同，導(dǎo)致他們對該課程的需求、興趣不同，因此就有可能在教學(xué)過程中增加或刪減一些內(nèi)容，而實際上，內(nèi)容的增加或刪減的根本原因就在于沒有課程目標(biāo)的約束。1989年1月，ACM攻關(guān)組在《ACM通訊》雜志上發(fā)表了計算教育史上具有里程碑意義的報告——《計算作為一門學(xué)科》，該報告明確要求《計算機(jī)導(dǎo)論》課程要以嚴(yán)密的方式將學(xué)生引入計算學(xué)科中各個富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。2001年12月，ACM 和IEEE - CS任務(wù)組提交的CC2001 (Computing Curricula 2001)報告更進(jìn)一步指出，該課程應(yīng)能讓學(xué)生了解計算學(xué)科中那些富有智慧的核心思想 。我們從這個意義上出發(fā)來看，既然本課程是計算專業(yè)的最先開設(shè)的課程，它應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)是：(1)激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)科的興趣；(2)充分展示計算領(lǐng)域能做什么，但不去深究怎么做；(3)能揭示計算領(lǐng)域的歷史及其發(fā)展?fàn)顩r；(4)能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科全局觀及隨著學(xué)科的發(fā)展不斷更新知識的意識；(5)能讓學(xué)生了解該專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有的基本知識和技能，以及在該領(lǐng)域工作應(yīng)有的職業(yè)道德和應(yīng)遵守的法律準(zhǔn)則。

4教學(xué)內(nèi)容

近年來，雖然很多高等學(xué)校開設(shè)了“計算機(jī)導(dǎo)論”課，但要區(qū)別計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生與非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生在培養(yǎng)目標(biāo)和方向上的不同，；還要明確課程內(nèi)容設(shè)置目的，作為計算機(jī)方向的入門課程，應(yīng)把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度。按照“CCC2002教程”的描述，按照上述對內(nèi)容的描述，“計算機(jī)導(dǎo)論”課程的內(nèi)容可分為下列幾大部分：

(1) 計算機(jī)學(xué)科概述，包括學(xué)科的背景、發(fā)展歷程、名稱的來歷等；

(2) 對計算機(jī)硬件知識的描述，包括計算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展，馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)計算機(jī)的基本組成，計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展等；

(3) 對軟件知識的描述，包括軟件的分類、程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想、算法與算法分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)的基本知識、數(shù)據(jù)庫和軟件工程；

(4) 對通信與網(wǎng)絡(luò)知識的描述，主要介紹數(shù)據(jù)通信的基本概念和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，包括網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信的基本方法和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全和管理知識；

(5) 人與計算機(jī)，包括人機(jī)交互知識、人工智能技術(shù)的研究領(lǐng)域及取得的主要成果、人腦與電腦的關(guān)系；

(6) 計算機(jī)和社會，包括計算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用、計算機(jī)專業(yè)與社會的關(guān)系、知識產(chǎn)權(quán)與職業(yè)道德等；

(7) 學(xué)科的未來，在每一部分中穿插介紹計算機(jī)發(fā)展史上著名的事件、公司、人物、產(chǎn)品，我國計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程，使學(xué)生全面了解本學(xué)科。

5教材選擇

5.1適當(dāng)補(bǔ)充新的信息

在課程內(nèi)容的選擇上，既要有基礎(chǔ)性又必須有先進(jìn)性。既然計算機(jī)導(dǎo)論是一門正規(guī)的基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容就不能帶有隨意性。課程的性質(zhì)和目的也決定了不僅要向?qū)W生介紹計算機(jī)的感性知識，還要介紹計算機(jī)的理性知識，即要“領(lǐng)進(jìn)門”，又要“送一程”，所以課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性是十分重要的，這一部分內(nèi)容應(yīng)該相對穩(wěn)定。 但是計算機(jī)導(dǎo)論又是一門實踐性極強(qiáng)的課程，由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和軟件的更新?lián)Q代十分迅速，如果授課內(nèi)容陳舊、膚淺，不但學(xué)生會失去學(xué)習(xí)的興趣，而且上機(jī)實習(xí)也會遇到障礙(找不到過時版本的軟件)，所以課程內(nèi)容必須“吐故納新”，要適當(dāng)介紹一些計算機(jī)技術(shù)的新知識和一些流行的優(yōu)秀軟件，使課程內(nèi)容始終保持先進(jìn)性。 所以不僅教學(xué)大綱要不斷修訂，而且教材也要及時更新。

5.2防止兩個傾向

在計算機(jī)導(dǎo)論課的內(nèi)容選擇上還要防止兩個傾向:一個是過于簡單，另一個是過于復(fù)雜。 如果課程內(nèi)容簡單化，降低要求，就容易把這門課降格為社會上一般的計算機(jī)操作培訓(xùn)班。 把計算機(jī)基礎(chǔ)教育系列課程的第一門課程混同于計算機(jī)掃盲，是對該課程采取實用主義態(tài)度的結(jié)果，也是對課程性質(zhì)和任務(wù)的一種誤解。 反之，如果課程內(nèi)容復(fù)雜化，一再加碼，就會把這門課提升到計算機(jī)原理課的水平，學(xué)生聽不懂，吃了夾生飯，會給后續(xù)計算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)造成障礙，同樣也會使學(xué)生對計算機(jī)的學(xué)習(xí)“望而卻步”。

6教學(xué)方法的探討

6.1教學(xué)融入“故事性、趣味性、啟迪性”

“計算機(jī)導(dǎo)論”課程的教學(xué)會涉及到計算機(jī)科學(xué)發(fā)展的很多人和事物，如果將一味地將一些枯燥的知識簡單的傳授給學(xué)生，學(xué)生的接受能力和興趣并不能達(dá)到理想的效果，把涉及到的專業(yè)術(shù)語知識等所關(guān)聯(lián)的到人物事件講述成一個個生動的故事，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過他們的成功與貢獻(xiàn)來啟迪我們的學(xué)生對計算機(jī)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)識。比如講到計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)時，就會提到馮諾依曼，他的人生經(jīng)歷，事件發(fā)展背景；講到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時就會提到，美蘇爭霸等重大事件；比如講到人工智能方面可以引出“深藍(lán)大戰(zhàn)”。這樣集故事性、趣味性、啟迪性結(jié)合古板的知識讓學(xué)生充滿興趣開拓自己的知識面。

6.2直觀的教學(xué)法

比如，當(dāng)涉及到一些硬件知識時候，教師可以在課堂一邊拿著一些硬件部件進(jìn)行現(xiàn)場講解。在做實驗時，讓學(xué)生親自動手來實踐課堂教學(xué)的理論知識，比如進(jìn)行硬件組裝，讓學(xué)生通過真實地觸摸硬件的元器件及產(chǎn)品來加深他們對知識的理解；再如，當(dāng)講到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)知識時，就可以到實驗室去，讓學(xué)生從專業(yè)的角度來學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行現(xiàn)場簡單的認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)的組成。這種感性的教學(xué)方法能帶給學(xué)生直接的專業(yè)學(xué)習(xí)體驗以及更新穎的感觀認(rèn)識。

6.3善用現(xiàn)代計算機(jī)多媒體技術(shù)教學(xué)法

采用這種技術(shù)不僅能使大一學(xué)生有了上課耳目一新的感覺，更重要的是它能在有限的課堂時間里帶來更多的信息量：

(1) 在講到硬件的一些基礎(chǔ)知識，可以用視頻展現(xiàn)整個說要講解的相關(guān)知識的視頻過程。

(2) 在講解到操作系統(tǒng)等軟件進(jìn)行操作時，可以用視頻展現(xiàn)操作系統(tǒng)的安裝過程，然后再帶學(xué)生進(jìn)行實驗室進(jìn)行現(xiàn)場安裝，進(jìn)一步鞏固課堂教學(xué)。

(3) 在講到一些抽象的基本原理時，如在講解到CPU的工作原理時，可以用制作的Flash小動畫展現(xiàn)CPU的工作原理。

6.4語言表述具體化

因為計算學(xué)科中抽象性的內(nèi)容較多，所以教師在授課過程中，如果語言表述不通俗易懂的話，抽象性越高，學(xué)生會在剛剛了解一個內(nèi)容的基礎(chǔ)上，再盡全力去理解這晦澀的專業(yè)術(shù)語等抽象的表達(dá)，這樣學(xué)生陷入一個惡性循環(huán)中，就會有云里霧里的感覺，聽課效果肯定會受影響。

6.5精講多練是授課的重要方法

計算機(jī)導(dǎo)論課的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生使用計算機(jī)和利用計算機(jī)去解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和較快接受新技術(shù)、新方法的能力。這些能力單靠課堂教學(xué)是培養(yǎng)不出來的，而要靠大量的上機(jī)實踐。 因此，計算機(jī)導(dǎo)論課應(yīng)由“以教師為中心”向“在教師指導(dǎo)下學(xué)生主動學(xué)習(xí)為主”轉(zhuǎn)移，正確的指導(dǎo)和大量的上機(jī)實踐是學(xué)好這門課的基本保證。課程性質(zhì)的定位也決定了必須采用精講多練的授課形式。精講應(yīng)該是不得不講時才講。現(xiàn)代教育思想在強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的同時并不忽視教師的主導(dǎo)作用。教師要精選重點和難點詳細(xì)講解，使剛?cè)氪髮W(xué)的新生在陌生的學(xué)習(xí)對象面前不至于束手無策，但也要給學(xué)生留有足夠的時間和空間，使他們能夠充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

6.6對授課教師的要求

“計算機(jī)導(dǎo)論”課程作為計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的入門課程，內(nèi)容廣泛且與后續(xù)課程關(guān)系密切，因此講授起來有一定難度，本課程要求教師必須站在學(xué)科的高度看問題，將復(fù)雜的、抽象的內(nèi)容簡單化、形象化，因此對教師的要求很高?！傲己玫拈_端是成功的一半”，但也有“萬事開頭難”，授課教師不僅要有極大的熱情，能夠帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更要對本學(xué)科有全面了解，要變傳統(tǒng)的知識型教學(xué)為研究型教學(xué)，選擇適當(dāng)?shù)闹R為載體，通過對知識點的講授，讓學(xué)生學(xué)會思維。這就需要教師自身先把知識“嚼出味兒”，然后再在課堂上使學(xué)生形成科學(xué)的思維習(xí)慣，掌握有效的學(xué)習(xí)方法。教師還應(yīng)該根據(jù)自己所在學(xué)校對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)定位、根據(jù)學(xué)生的特點，有機(jī)地組織和確定課程內(nèi)容，把握教學(xué)計劃的總體安排，強(qiáng)化能力培養(yǎng)的意識，使學(xué)生能通過對學(xué)科的理解和認(rèn)知進(jìn)入學(xué)科領(lǐng)域。

“計算機(jī)導(dǎo)論”課的每一個環(huán)節(jié)勢必影響著計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的后續(xù)知識的學(xué)習(xí)，這值得我們每一位從事這方面工作的人們?nèi)リP(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002研究組. 中國計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2002.

[2] 董榮勝,古天龍. 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論[M]. 北京:人民郵電出版社,2002.

[3] 教育部計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會. 中國計算機(jī)本科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告[R]. 中國大學(xué)教學(xué),2005(5).