鄭剛++戴敏

摘要：針對計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程中知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的問題，通過優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)知識體系、改革教學(xué)方法、突破時空限制加強(qiáng)實踐能力等改革，加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)，確保了厚基礎(chǔ)、寬口徑的人才培養(yǎng)模式的實施。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)；工程實踐；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0260-02

根據(jù)計算機(jī)學(xué)科的發(fā)展特點，計算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具備扎實的學(xué)科理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實踐能力[1]。專業(yè)基礎(chǔ)課程是計算機(jī)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)層，承擔(dān)著向?qū)W生傳授本專業(yè)基本思維方式、基本方法和基本技術(shù)手段的責(zé)任[2]。很多院校的本科教學(xué)中，專業(yè)基礎(chǔ)課都占據(jù)了較大比重，但教學(xué)效果卻往往與投入不成正比。學(xué)生不滿意總學(xué)“無用”的理論基礎(chǔ)課、教師抱怨學(xué)生基本功不扎實。專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)如何改，才能使學(xué)生不但能系統(tǒng)掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識，還能更好地培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，這個問題困擾著很多高校計算機(jī)專業(yè)的教學(xué)改革。作為基礎(chǔ)課教學(xué)的承擔(dān)者，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等方面入手，加強(qiáng)基礎(chǔ)課課程建設(shè)，確保了厚基礎(chǔ)、寬口徑的人才培養(yǎng)模式的實施。

一、優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)知識體系

要提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，能力培養(yǎng)必須貫穿在整個教學(xué)過程中。教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)過程的基本要素之一，基礎(chǔ)課程的建設(shè)，要根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，適時調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、重組課程體系、優(yōu)選課程內(nèi)容。為體現(xiàn)計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程對于學(xué)生的能力培養(yǎng)，南京大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系重組了計算機(jī)導(dǎo)論、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計算機(jī)算法設(shè)計與分析五門課程的內(nèi)容，打破課程間的邊界，突出問題求解主線，形成新的“計算機(jī)問題求解”課程，對專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革探索。這種改革模式，對教師和學(xué)生的要求很高，很難在普通高校的計算機(jī)教學(xué)中推廣。課程結(jié)構(gòu)與體系的重構(gòu)，需要結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)條件、師資情況來進(jìn)行，不宜照搬照套。我們在不改變傳統(tǒng)課程結(jié)構(gòu)的情況下，通過優(yōu)選課程教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到重構(gòu)知識體系目的。

1.計算機(jī)導(dǎo)論導(dǎo)什么？計算機(jī)導(dǎo)論課程的目標(biāo)是對初入計算機(jī)領(lǐng)域的學(xué)生加以引導(dǎo)。但究竟該引導(dǎo)什么，卻始終沒有共識。目前很多學(xué)校普遍的做法是導(dǎo)環(huán)境和技術(shù)，即介紹目前主流的計算機(jī)軟硬件環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，或?qū)诵牡挠嬎銠C(jī)技術(shù)作初步的介紹，但這種講法有時會退化為主要講概念或僅是對后續(xù)專業(yè)課程的“預(yù)告”，導(dǎo)致學(xué)生興趣不足[2]。我們對計算機(jī)導(dǎo)論課程定位是希望通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)的意義和現(xiàn)實價值，了解計算機(jī)解決問題的方式、方法和特點，了解計算機(jī)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等，激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，領(lǐng)悟作為一名專業(yè)計算機(jī)人才所應(yīng)掌握的知識、能力和素質(zhì)要求，更好地設(shè)計自己的專業(yè)未來和社會定位。因此，在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上，改變只“講”不“導(dǎo)”的現(xiàn)狀，突出課程的引導(dǎo)性作用。本著“導(dǎo)”而不深，“淺”而不漏的原則，循序漸進(jìn)地展開教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在一種自然而然的過渡中掌握知識和運(yùn)用知識，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。該課程的學(xué)習(xí)，既給學(xué)生一個計算機(jī)學(xué)科的總體框架，也使學(xué)生從第一門專業(yè)課就深深體會到計算機(jī)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和系統(tǒng)性，體會到科學(xué)素養(yǎng)的形成是一個合格的專業(yè)人才所必須具備的潛質(zhì)，取得了事半功倍的效果。

2.離散數(shù)學(xué)的實踐。離散數(shù)學(xué)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的主要基礎(chǔ)，其突出特點是使學(xué)生掌握使用數(shù)學(xué)語言或符號系統(tǒng)處理問題的基本方法，熟悉和習(xí)慣抽象符號的表示及演算形式，進(jìn)行思維方式數(shù)學(xué)化的訓(xùn)練。在離散數(shù)學(xué)的教學(xué)中，基本概念、基本定理、定理證明、正反例方法、計算方法應(yīng)是教學(xué)的重點內(nèi)容。

以往離散數(shù)學(xué)的教學(xué)以理論教學(xué)為主，注重培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力、思維方式數(shù)學(xué)化的能力，但學(xué)生不理解也不知道所學(xué)知識有什么用、怎樣用。在離散數(shù)學(xué)中適當(dāng)增加實驗教學(xué)的環(huán)節(jié)，以充分體現(xiàn)“理論、抽象和設(shè)計”的專業(yè)理念，加深對課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和掌握。在實驗內(nèi)容的選擇上，既考慮到典型方法和基本技術(shù)，也要充分體現(xiàn)“理論、抽象和設(shè)計”的原則。

二、改革教學(xué)方法，確保基礎(chǔ)課的教學(xué)質(zhì)量

理論、抽象和設(shè)計是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的三種基本形態(tài)。我們要在基礎(chǔ)課的教學(xué)中將三種基本形態(tài)貫穿于教學(xué)的始終，用核心概念將各分支學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系串聯(lián)起來。

1.利用啟發(fā)式教學(xué)延伸教學(xué)內(nèi)容。專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)，要遵循“點線面”一體化的宗旨。在教學(xué)內(nèi)容的處理上，通過一個知識點的提出，分析并構(gòu)建相關(guān)知識的主線，形成一個子系統(tǒng)，經(jīng)歸納總結(jié)，構(gòu)成一組知識的框架，形成完整的知識層面。在計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課教學(xué)中針對不同的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)采取多樣化的教學(xué)方式，配合啟發(fā)式教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量。在講課方式上，可以采取“系統(tǒng)講基礎(chǔ)內(nèi)容、反復(fù)強(qiáng)調(diào)重點內(nèi)容、啟發(fā)性講擴(kuò)展內(nèi)容”的方式。講課過程中注意學(xué)生的興趣、把握學(xué)生的興奮點、有效地調(diào)動學(xué)生的求知欲望。針對知識的內(nèi)涵和外延，啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生主動探索知識、獲取知識的能力。即教學(xué)中“以點組線、以線成面”，既要注意基礎(chǔ)課程“基礎(chǔ)”的特點，也要注意知識的輻射性教學(xué)，給學(xué)生提供發(fā)散的思維空間。

2.將“自我探索、深度引導(dǎo)”理念引入課堂教學(xué)。教師應(yīng)把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生在親身實踐中品嘗艱辛和樂趣，從而培養(yǎng)了他們的學(xué)習(xí)能力、探索能力。在教學(xué)過程中，將“自我探索、深度引導(dǎo)”的教學(xué)理念引入到某些課程（如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法）或某些課程的適當(dāng)章節(jié)中，逐步提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。當(dāng)然，主動權(quán)交給了學(xué)生并不等于削弱了教師的主導(dǎo)作用，而是對我們教師的要求更高了。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)方式的改革方面就要求教師要有新觀點。在組織學(xué)生上機(jī)的實踐過程中教師要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計一些大型的作業(yè)，有目的地幫助學(xué)生解決問題。

三、突破時空限制，加強(qiáng)實踐技能培養(yǎng)

實踐能力是計算機(jī)學(xué)科的學(xué)生必備的專業(yè)技能之一，也是衡量優(yōu)秀專業(yè)人才的標(biāo)準(zhǔn)之一。實踐能力的培養(yǎng)，不是一門程序設(shè)計語言課的改革所能解決的，應(yīng)該貫穿于四年的本科教學(xué)中，逐步提高和發(fā)展。

1.階梯式實踐教學(xué)體系。在對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實踐技能的培養(yǎng)方面，可以實施“基礎(chǔ)訓(xùn)練+綜合訓(xùn)練+開發(fā)訓(xùn)練”的模式。具體為：在基礎(chǔ)課教學(xué)中進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練，即一次實驗解決一個問題，使初學(xué)者易于接受，以學(xué)會基本操作、培養(yǎng)基本調(diào)試能力為目的；二年級時借助高年級課程（如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等）和專業(yè)認(rèn)知實習(xí)，要求學(xué)生進(jìn)行綜合性實習(xí)，由簡單的算法構(gòu)造一些綜合問題的解決方案；三年級后借助專業(yè)設(shè)計和專業(yè)實踐，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行實踐開發(fā)訓(xùn)練。

2.開放式專業(yè)設(shè)計。在現(xiàn)有課程體系下，為了突破時空的限制，我們將研究生的導(dǎo)師制模式引入本科生實踐教學(xué)，以指導(dǎo)開放性綜合項目設(shè)計的形式開展專業(yè)設(shè)計。以第1學(xué)期的“計算機(jī)導(dǎo)論”課作為時空起點，由學(xué)生選擇題目組成4-6人的研究團(tuán)隊，每個團(tuán)隊有一個項目并指定專業(yè)導(dǎo)師，專業(yè)導(dǎo)師對所指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行不斷線的指導(dǎo)。讓學(xué)生利用第2學(xué)期到第7學(xué)期的課下時間，完成分析、設(shè)計要求、功能設(shè)計、概念設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)。低年級時，專業(yè)導(dǎo)師主要指導(dǎo)學(xué)生利用課堂學(xué)習(xí)和自學(xué)獲得相關(guān)專業(yè)知識；二年級后，可結(jié)合專業(yè)課程開設(shè)情況，逐步開展項目的分析、設(shè)計、實現(xiàn)環(huán)節(jié)。專業(yè)導(dǎo)師制，打破了課程、學(xué)時界限，可以使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，解決課程間知識的銜接問題，也能充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、溝通和領(lǐng)導(dǎo)能力，學(xué)會以探究方式獲取知識。

計算機(jī)專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中，有如下四個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：鑄造堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，實現(xiàn)思維方式的數(shù)學(xué)化；系統(tǒng)掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識；較好地掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)基本實驗的方法和技能；培養(yǎng)正確的思想方法、注重綜合素質(zhì)的提高。計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課的改革，不是這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的孤立點。專業(yè)基礎(chǔ)課程的改革，應(yīng)將上述四個環(huán)節(jié)的要求融合在每門課程中，不斷改革教學(xué)內(nèi)容、探索教學(xué)方法，結(jié)合自己學(xué)校的特點，積極開展基礎(chǔ)課程建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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