伍李春?李廉

摘 要：探討在新工科背景下，計算機通識性課程建設的一些問題。對于計算機通識性課程的地位、作用和意義進行了討論，提出了必須建立新的計算機教學指導思想，徹底擺脫原有教學思想和教學內(nèi)容的束縛，以學生為中心，以社會需求為標準，以提升可持續(xù)競爭力和國家實力為目標，大力推進新一輪的計算機教育改革。在此基礎上，結(jié)合《大學計算機基礎課程基本要求》，從教學實踐層面討論了相應的教學體系原則和課程建設標準。同時對于使用MOOC推進大學計算機課程建設，將新工科建設向廣度和深度發(fā)展提出了建議。

關鍵詞：新工科建設；計算機通識性課程；計算思維；應用能力；課程體系；MOOC

近期教育部高教司發(fā)布了新工科研究與實踐的文件，提出了對于工科建設的新目標和新要求[1]。《新工科建設復旦共識》中明確指出：“我國高等工程教育改革發(fā)展已經(jīng)站在新的歷史起點。國家正在實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、‘中國制造2025‘互聯(lián)網(wǎng)+‘網(wǎng)絡強國等重大戰(zhàn)略，為響應國家戰(zhàn)略需求，支撐服務以新技術、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，突破核心關鍵技術，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢，在未來全球創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)戰(zhàn)略制高點，迫切需要培養(yǎng)大批新興工程科技人才。我國已經(jīng)建成世界最大規(guī)模的高等工程教育，工程教育專業(yè)認證體系實現(xiàn)國際實質(zhì)等效，國家統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設，為加快建設和發(fā)展新工科奠定了良好基礎。”[2]作為計算機科學與工程教育，我們自然更能夠切身體會到，信息技術對于整個社會進步與人類生活帶來的顛覆性變化，以及在這場信息革命和社會轉(zhuǎn)型面前，對于計算機教育所提出的全新的目標。本文就計算機教育的一個小的部分，也是非常重要的部分——計算機通識性課程談一些看法。說它小，是因為這些課程只占了整個計算機教育的很小一部分；說它重要，因為這是計算機教育中覆蓋面最大的部分，所有的大學生都是通過這些課程來了解計算機的基本原理和應用方法，因此這些課程決定了未來全體國民的信息素養(yǎng)。

本文中所談到的計算機通識性課程，指的是在大學開設的面向所有學生的計算機課程，特別是第一門計算機導論性的課程。

一、社會轉(zhuǎn)型：課程內(nèi)容的再定義

當今社會的發(fā)展已經(jīng)越來越多地依賴于信息技術的發(fā)展，這是不爭的事實。2005年，美國總統(tǒng)信息技術咨詢委員會的報告《計算科學：確保美國競爭力》中寫道：“雖然計算機本身也是一門學科，但是具有促進其他學科發(fā)展的作用。21世紀科學上最重要的、經(jīng)濟上最有前途的研究前沿都有可能通過熟練地掌握先進的計算技術和運用計算科學而得到解決?！盵3]信息技術的浪潮不可避免地會沖擊教育領域，這是我們已經(jīng)切身感受到的事實。由于教育對于整個國民經(jīng)濟具有超前性和全局性，自然應該比其他行業(yè)更加關注這一新的社會轉(zhuǎn)型動向。如果在未來的20～30年國家需要一批熟悉信息技術，能夠深刻理解和應用計算機，承擔起國家富強民族振興歷史責任的官員、企業(yè)家、科學家和工程師，那么這批人目前就在或者即將在高校里學習。因此對于高等教育來說，我們更應該對于這種技術進步帶來的社會變革具有高度敏銳性，并為此積極進行全面的教學改革，構(gòu)建適應這一歷史機遇與使命的新的人才培養(yǎng)體系，這是新工科建設的重要內(nèi)容和挑戰(zhàn)問題。

大學計算機通識性課程（這里主要指非計算機專業(yè)的第一門導論性課程）應該從未來公民信息素養(yǎng)的要求，學生走向社會后的可持續(xù)競爭力，以及由此形成的國家發(fā)展實力這幾個角度來審視。過去三十多年以來，這些要求的變化是漸進的，也是明顯的。從20世紀80年代將計算機作為一門工具，到21世紀之初計算機作為一種文化，直到當前將計算機作為像語文和算術那樣的人的基本素質(zhì)[4]，由此帶來對于大學計算機通識性課程新的理解和改革動力。首當其沖的是對于教材內(nèi)容的重新梳理，比如說，互聯(lián)網(wǎng)的應用可能是未來十年最大的經(jīng)濟與科學的增長點和創(chuàng)新動力，僅僅關注到互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟和生活各個方面的應用，就充滿了許多新的內(nèi)容和技術，網(wǎng)絡信息與文化，網(wǎng)絡政治與政府治理，網(wǎng)絡商業(yè)、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟。這些內(nèi)容已經(jīng)成為走向社會的不可缺少的知識。因此在大學階段自然應該講解這些內(nèi)容。然而原有的很多教材基本上不涉及這些內(nèi)容，或者很少涉及這些內(nèi)容。改革必然要對于原來的內(nèi)容進行取舍，甚至大幅度的調(diào)整，重新審視原有教材內(nèi)容安排的科學性與必要性。

談到對于課程內(nèi)容的重新審視，首先需要明確在信息社會，決定學生適應能力的最關鍵的內(nèi)容是什么。盡管計算機在各行業(yè)的應用越來越多，越來越普及，其中涉及的具體知識也會根據(jù)專業(yè)的不同而十分繁雜。但是作為一門課程來說，其容量不可能隨之無限制的增長，因此必須從這些繁蕪的具體內(nèi)容中經(jīng)過梳理，形成系統(tǒng)的和基礎性的知識體系，以此作為大學計算機通識性課程的主要內(nèi)容，也就是要通過計算機各種應用的熱鬧表面，提煉出其背后的思想和方法，給學生授之以漁，而不是授之以魚。計算機教育的改革從工具，到文化，到開發(fā)能力等經(jīng)歷了漫長的過程，隨著信息時代的來臨，這個問題有了新的答案，這就是在令人眼花繚亂的各種應用背后具有本質(zhì)規(guī)律的計算思維。隨著信息技術的不斷發(fā)展，計算思維這一原本屬于計算機科學與技術學科的概念也深刻地影響著其他學科的發(fā)展，計算物理、計算金融、計算生物學、計算社會科學這些新的研究領域的產(chǎn)生就是很好的實例。面向所有學生的、體現(xiàn)計算思維和方法論的教學內(nèi)容，是新工科背景下的計算機通識性課程建設的基本問題。

計算機通識性課程不是將學生培養(yǎng)成為計算機科學家，而是訓練他們靈活應用計算機的概念和方法解決專業(yè)問題，因此與數(shù)學的通識性課程一樣，基礎性與實用性才是計算機通識性課程的靈魂。

為了進一步說明這個問題，我們可以研究一下最近發(fā)布的2017年高德納技術成熟度曲

線[5]。從中我們可以看到智能微塵、智能工作空間、通用人工智能、互聯(lián)家庭、商業(yè)無人機等各式各樣的新興技術，這些技術都蘊含了未來各個領域廣泛的發(fā)展空間，也是各專業(yè)與信息技術交叉的增長點。但是我們不可能在計算機通識性課程中講授這些具體的內(nèi)容（簡單地提及是可能的），這是因為在一門課程的容量中無法涵蓋這些內(nèi)容，而且這些技術需要時間和市場的檢驗，有些技術可能尚未成長已被淘汰，大學的通識性課程不能跟隨這些技術的風向而擺動。學生在掌握了計算機應用的基礎知識后，完全有能力通過自學或者深造解決在專業(yè)工作中的問題，包括上面提到的新興技術領域。我們既不可能事先設想學生畢業(yè)后會碰到什么問題，也不可能為每一個專業(yè)編寫單獨的教材，只能將計算機解決問題的共同特點，以及其中的基本思想和方法教給學生，使得在真正遇見問題時，可以綜合利用學到的知識來解決問題。大學的課程應該講授推動這些技術發(fā)展背后的源泉和動力，也就是作為計算機科學的最基礎和最核心的知識。大學計算機基礎課程教指委在《大學計算機基礎課程基本要求》中把這些內(nèi)容概括為：計算機體系結(jié)構(gòu)、程序設計、算法、數(shù)據(jù)科學、網(wǎng)絡基礎、專業(yè)應用案例六個方面，這些最基本的內(nèi)容是學生在首次接觸計算機課程時應該學習的。同時通過這些基本內(nèi)容的精煉，逐步形成穩(wěn)定的計算機課程內(nèi)容，就可以像普通物理和高等數(shù)學那樣，成為大學教學體系中不可替代的基礎性課程。

從這個角度來審視當前的計算機通識性課程的狀況，其改革的任務仍然十分巨大。在計算機教育歷史中，由于一開始就是把計算機作為一種工具來看待，因此將計算機課程作為一種輔助性課程，或者作為一種技能培養(yǎng)的思想是根深蒂固的。在這樣的認識驅(qū)使下，經(jīng)常把非計算機專業(yè)的課程講成了計算機專業(yè)的簡版或者濃縮版，學生的學習內(nèi)容與專業(yè)完全脫節(jié)，無法得到在專業(yè)問題中如何應用計算機的訓練?；蛘邔⒂嬎銠C課程變成工具訓練，只是講授一些時髦的或者通用的軟件，學生對于計算機的理解囿于很窄的范圍，對于專業(yè)中如何創(chuàng)新應用計算機解決問題沒有任何思路。這兩種陳舊的教學觀念和現(xiàn)象在很多高校還是普遍存在，這種過去積淀的對于計算機的狹隘認識如果不能徹底更新，培養(yǎng)的人才將無法適應信息化社會的挑戰(zhàn)。在新工科建設中，需要通過改革措施，大刀闊斧的重新定義計算機通識性課程的內(nèi)容，從工具應用轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎闼季S，從對于計算機技術的狹隘理解轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ谛畔⒒c專業(yè)化融合能力的培養(yǎng)。

二、計算思維是通識性課程的核心內(nèi)容

在關于計算機通識性課程教學內(nèi)容的討論中，我們特別強調(diào)對于計算思維能力的培養(yǎng)，這是決定計算機應用能力和水平的核心。

2014年，美國總統(tǒng)辦公室發(fā)布了《大數(shù)據(jù)：抓住機遇，保存價值》的報告，其中提到“我們正生活在社會、經(jīng)濟與技術革命之中。我們的通信、交際、休閑以及業(yè)務活動已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了互聯(lián)網(wǎng)上。互聯(lián)網(wǎng)又滲透我們的手機，蔓延在我們家園和城市中的設備中，進入推動工業(yè)經(jīng)濟的工廠中。其導致的數(shù)據(jù)爆炸和知識發(fā)現(xiàn)正改變著我們的世界”[6]。這就意味著，我們正在進入由各種信息主導社會和生活的時代，面對這些新的變革，不僅提出了大學計算機通識性課程的必要性，而且提出了如何組織教材內(nèi)容的挑戰(zhàn)性問題。新的教材應該針對不同類型和層次，以及不同定位，具有面向社會需求的實用性和適應性。計算機不等于編程序，不等于打字機，不等于計算器，這一點已經(jīng)取得大家的共識。

但是我們也看到，當前很多學校在制訂教學計劃時，并沒有充分認識到計算機課程對于學生適應未來社會的基礎作用，而只是看作對于專業(yè)課程的一種補充和工具，因此對于計算機類的課程反而采取了壓縮的做法，有些學校非計算機專業(yè)的計算機基礎課程只有十幾個學時。這種現(xiàn)象表面看起來似乎很不可思議，但是仔細分析，這里面也確實有原來課程的內(nèi)容偏于陳舊，缺乏深度的問題。根本問題是對于當前信息技術的特征和重要意義尚未有足夠的認識，這種認識上的不到位，既表現(xiàn)在我們的教師中，也表現(xiàn)在學校的教學管理部門。事實上，作為大學非計算機專業(yè)的計算機教育，本身就是一件需要認真研究和積極推進的事，它與計算機專業(yè)的教育有著不同的要求和目標，因此大學計算機通識性教材不是計算機專業(yè)教材的簡寫版或者濃縮版。在新工科建設的背景下，尤為重要的是強調(diào)對于計算機應用的深刻理解和技術特征的很好把握，這是我們在非計算機專業(yè)開設計算機課程所一直呼吁的。也是我們一直在推進計算思維為導向的課程改革的基本依據(jù)。

計算思維作為一種國家戰(zhàn)略，由科學界推動，最早體現(xiàn)在教育方面[7-10]。自計算思維的概念提出以后，不少學者對計算本質(zhì)進行了深入的研究。Denning在Communications of the ACM雜志上發(fā)表了一組論文，對“計算”進行了重新認知，提出了“計算”是關于“自然與人工的信息處理”觀點，推廣了計算機科學僅僅是“圍繞計算機現(xiàn)象的研究”的觀點[11]。Karp則提出了計算透鏡（Lens）的觀點，即計算不僅是一門關于人工現(xiàn)象的科學，而且還是一門關于自然現(xiàn)象的科學[12]。

國內(nèi)，陳國良、王飛躍、徐志偉等專家學者最先注意到有關計算思維的動態(tài)，將這些工作介紹到國內(nèi)，同時也發(fā)表了關于計算思維方面的研究和看法[13-19]。陳國良教授組織了多次專題討論，推動有關計算思維理論、體系以及方法論的研究，提高計算機教育的水平，確保人們在一個合理和安全的框架中理解計算和使用計算機。

從2011年開始，連續(xù)兩屆的大學計算機課程教指委致力于推進以計算思維導向的計算機通識性課程改革，從專業(yè)化與信息化融合能力培養(yǎng)的角度重新梳理了課程的內(nèi)容，從中產(chǎn)生了一大批體現(xiàn)新的思想和觀點的計算機教材。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已經(jīng)出版的新教材有120多本，使用的學校已經(jīng)覆蓋了近300所。這些內(nèi)容對于原有的單純將計算機課程作為工具訓練，或者作為計算機專業(yè)課程濃縮的講授方法產(chǎn)生了巨大的沖擊，使得教師真正思考什么樣的教學內(nèi)容才是學生最需要的，以及在當今信息社會，學生最應該具備的核心能力是什么。同時這樣舍棄原來講授的陳舊內(nèi)容，增加新的內(nèi)容，也為計算機通識性課程騰出了空間，在一門課程時數(shù)的容量內(nèi)，較好地完成教學任務。由于這些新的觀點和內(nèi)容改造了傳統(tǒng)的計算機通識性課程，一些學校重新重視計算機課程的地位，并且成為與普通物理、高等數(shù)學同等重要的地位。這樣的轉(zhuǎn)變自然也為培養(yǎng)學生的跨學科交叉知識和信息技術應用能力奠定了良好的基礎。

邏輯思維追求對于問題的精確和完美的解答，但是這種方法在社會問題和人類行為理解方面顯得十分脆弱。在計算思維的形式中，最具有代表性是關于現(xiàn)象之間關聯(lián)性的認知模式，這一點是計算思維能夠解決各種復雜問題的獨到之處。著眼于現(xiàn)象之間的關聯(lián)性，而不是限制于因果關系和邏輯關系，使得我們在認知問題和解決問題的思路上有了極大的擴展，這是計算機能夠應用于各個領域的核心思想，也是計算機在處理社會問題，經(jīng)濟問題，以至于人類行為問題方面之所以取得如此巨大成功的根本原因。在解決自然問題和社會問題中，計算思維表現(xiàn)出了驚人的適應性和有效性，它通過建立現(xiàn)象之間的關聯(lián)來尋求問題的解決，這種關聯(lián)可以是跨越學科領域的，跨越空間和時間的，甚至是跨越文化的。同時計算思維也開拓了學生對社會、人生、人與自然之間關系的更加包容和更加客觀的理解。因此計算思維及其方法論是理解計算機在各個領域應用的金鑰匙，對于計算思維能力的培養(yǎng)以及相應的方法論的講授是計算機通識性課程的靈魂。

三、關于計算思維的落地問題

相對于工具性的技能培養(yǎng)，計算思維能力的培養(yǎng)是一個新的課題。作為一種教學內(nèi)容，就不能僅僅停留在對于計算思維的概念上的討論，這種純哲學意味的討論無法解決具體的教學問題。因此在理清計算思維內(nèi)涵和意義的基礎上，還必須解決在實際的教學過程中，如何講授計算思維和如何培養(yǎng)計算思維能力的問題，甚至包括如何在規(guī)定的教學時數(shù)，面對各種不同要求的學生組織好教學的具體問題。換句話說，必須解決好計算思維能力培養(yǎng)在教學上的落地問題，形成與計算思維相關的知識體系，并在教學過程中逐步展開這個體系的各個層面，使得學生通過課堂講授和實驗實踐兩個環(huán)節(jié)真正掌握計算思維的相應能力與方法。為此，大學計算機課程教指委專門制訂了《大學計算機基礎課程基本要求》（以下簡稱基本要求）[20]，對于計算思維能力培養(yǎng)的內(nèi)容和標準做了描述，試圖從具體教學層面提供一個可操作的范本，以實現(xiàn)計算思維能力培養(yǎng)的教學目標。

首先，基本要求對于培養(yǎng)目標做了重新界定，計算機通識性課程應該培養(yǎng)學生具備以下四點：認知與理解計算系統(tǒng)和方法；掌握應用計算機技術分析解決問題的方法；正確獲取、評價與使用信息的素養(yǎng)；基于信息技術手段的交流與持續(xù)學習能力。

相比以前對于計算機通識性課程的要求，當前版本的基本要求更加突出了對于計算機應用的理解和自學能力的培養(yǎng)。淡化了對于具體技術細節(jié)和編程技巧的訓練。強調(diào)了對于通用的和基礎性方法的掌握和理解，通過互聯(lián)網(wǎng)獲取知識的能力訓練，這些都是培養(yǎng)學生可以通過自己的努力解決碰到的各種專業(yè)問題。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達的今天，各種具體知識和資源都能夠方便的獲取，計算機應用的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)變得很長，不可能也不必要一個人完成所有的開發(fā)環(huán)節(jié)，關鍵是源頭的創(chuàng)新，出想法，出思路，具體的開發(fā)可以委托計算機工程技術人員來完成，有些硬件和軟件模塊還可以從網(wǎng)上直接定制或下載。因此對于非計算機專業(yè)的學生而言，是否掌握了計算機技術的細節(jié)并不重要，重要的是對于計算機應用背景的熟悉，對于已有案例的了解，以及對于應用方法的掌握，這些內(nèi)容包括：計算機應用存在什么樣的規(guī)律；這些應用是如何被創(chuàng)造出來的；具有怎樣的特點和方法；對本專業(yè)有什么意義。

圍繞這樣內(nèi)容的講授，既可以使學生對于課程發(fā)生興趣，又可以培養(yǎng)學生舉一反三提高在本專業(yè)應用計算機的意識和能力。我們必須讓學生了解到本專業(yè)應用計算機的潛力和機遇，只有這樣才能使得他們對于本專業(yè)的發(fā)展有一個更加全面的認識，也會滿懷興趣地將計算機應用于專業(yè)問題的解決。在這個要求下，需要對現(xiàn)有教材做根本性的改造，這個工作是當前改革的重頭戲。實際上，經(jīng)過最近六七年的推進，已經(jīng)有了一批好的教材在課堂上使用，這些教材一改過去的面貌，以全新的形式講授計算機應用的各方面內(nèi)容，著眼于培養(yǎng)學生的思維能力和應用能力。

為了進一步方便在具體教學過程中，把握好計算思維能力培養(yǎng)的標準，基本要求提出了計算思維的42個核心概念，原則上講，如果在教學過程中，講授了這42個核心概念，就可以說從知識體系的角度講授了計算思維。這42個核心概念有75%～80%的內(nèi)容屬于必須講授的，這是計算思維的最基礎的內(nèi)容；有15%～20%的內(nèi)容是可以選講的，也就是根據(jù)不同的培養(yǎng)目標選擇講授（例如程序設計類，網(wǎng)絡類，數(shù)據(jù)類等）；最后還有5%～10%的核心概念屬于擴展講授的，應用計算機比較多的專業(yè)需要擴展課程內(nèi)容時可以選擇。這些分類可以根據(jù)不同的教學要求做調(diào)整，因此這些核心概念在三個分類中可能有重復和交叉。

核心概念的提出使得在組織教學時有一個具體的參照，也可以對編寫教材提供指導。當然，由于這些核心概念本身也是一個發(fā)展的過程，基本要求提出的42個核心概念不是最后的版本，有些概念需要繼續(xù)推敲，甚至也不排除將來會有新的版本。但是有一個核心概念的框架總是需要的，可以有效推進計算思維能力培養(yǎng)的落地。其中的不成熟部分可以在發(fā)展的過程中逐步完善。事實也說明，計算思維核心概念提出后，很快被高校的教師所接受，并且體現(xiàn)在課堂的教學中和教材的編寫中，起到了積極的作用。

有了知識內(nèi)容，基本要求對于課程體系也提出了指導性意見，這就是“4個領域×3個類型”的課程體系。4個領域分別是系統(tǒng)平臺與計算環(huán)境、算法基礎與程序設計、數(shù)據(jù)管理與信息處理、系統(tǒng)開發(fā)與行業(yè)應用。3個類型分別是通識性課程、技術性課程以及交叉融合型課程。教師可以根據(jù)培養(yǎng)目標選擇其中的一種類型組織教學。同時繼承了上一屆教指委提出的1+X的課程開設方案，這個方案強調(diào)開設好第一門的計算機導論課程，同時根據(jù)需要，再開設幾門計算機課程，例如程序設計、數(shù)據(jù)科學、人工智能、網(wǎng)絡應用等。與以前的框架相比，突出了系統(tǒng)開發(fā)與行業(yè)應用這一領域，這也是對于計算機通識性課程的新要求，將交叉融合放在了重要位置，希望在教學內(nèi)容組織上，關注計算機在本專業(yè)中的應用案例，以此促進學生真正理解計算機對于本專業(yè)發(fā)展的作用和意義。從教學過程來看，基本要求提出了系統(tǒng)的教學體系規(guī)范，其中包括知識體系，實驗體系和課程實施方案。再次強調(diào)了實驗課程在整個教學體系中的重要作用，特別是綜合型、設計型實驗項目，以及結(jié)合專業(yè)的學科交叉型、自主型、開放型實驗。為了方便課程建設經(jīng)驗的借鑒和交流，基本要求提供了14個具體課程的實施案例。這些案例從不同的角度詮釋了如何落實計算思維導向的課程內(nèi)容設計和組織形式，具有很好的借鑒性。

在新教材的編寫中，大體上有三種模式。第一種模式是對于原有教材的梳理和重新編排，使其在計算思維的角度進行內(nèi)容上的重新整理，目前大多數(shù)教材采用這樣的改寫，其優(yōu)點是容易實現(xiàn)教學內(nèi)容的平穩(wěn)過渡。第二種模式是按照基本要求的規(guī)范，重新撰寫教材，其內(nèi)容不再按照計算機學科的內(nèi)部順序展開，而是將計算機應用最基本的內(nèi)容進行組織，在一定程度上顛覆了傳統(tǒng)計算機課程的內(nèi)容安排，比如不講計算機組成和CPU的工作原理，甚至不講計算機代碼和計算的內(nèi)部流程，直接講授計算機應用的內(nèi)容，例如程序、算法、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)等，這種模式不拘泥于技術細節(jié)，著眼于從整體上把握計算機科學中各分支之間的特點和聯(lián)系，建立綜合應用這些知識解決問題的能力。第三種模式徹底撇開了計算機課程的傳統(tǒng)講授路線，從專業(yè)應用的角度，直接通過精選的應用案例講授計算機在這些領域應用的特點和方法。這種模式著眼于培養(yǎng)學生對于本專業(yè)應用計算機的深入理解，至于具體的實現(xiàn)方法和開發(fā)技巧可以在其他課程進行完成（如果學生愿意這樣做的話）。這種模式的課程一經(jīng)推出就得到大家的重視，實際上非計算機專業(yè)的學生是否一定要知道計算機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及運行機制，一直是質(zhì)疑的問題。第三種模式在這個問題上做了有益的開創(chuàng)性探索，并且取得不錯的效果。其中典型的有北京大學李曉明教授開設的“網(wǎng)絡、群體與市場”[21]，合肥工業(yè)大學安寧教授開設的“健康計算導論”[22]，一批類似的課程也在積極開發(fā)中，包括生物信息學和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術基礎。

《大學計算機基礎課程基本要求》是教指委對于計算機通識性課程的指導意見，凝聚了眾多從事計算機教學的優(yōu)秀教師的經(jīng)驗，對于新工科人才培養(yǎng)有著積極的意義。

四、利用信息手段加快改革進度

在《新工科研究與實踐項目指南》（“北京指南”）中提到要更加注重模式創(chuàng)新，“探索工程教育信息化教學改革，推進信息技術與工程教育深度融合，創(chuàng)新‘互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下工程教育教學方法，提升工程教育效率，提高教學效果”[23]。在推進計算機通識性課程建設中，這一點尤為值得關注。根據(jù)我們幾年的實踐，由于地區(qū)之間發(fā)展的不平衡，以及高校之間教育資源配置的差別，通過互聯(lián)網(wǎng)和信息化技術推進課程建設是十分必要的，往往可以收到事半功倍的效果，這個模式的具體載體就是“大規(guī)模在線開放課程”（以下簡稱MOOC）。

從2013年開始，四個教指委（計算機類專業(yè)教指委，軟件工程專業(yè)教指委，大學計算機課程教指委，動畫、數(shù)字媒體專業(yè)教指委）聯(lián)合成立了“中國大學計算機MOOC聯(lián)盟”，該聯(lián)盟積極推進MOOC形式的計算機教育，將優(yōu)質(zhì)的教育資源推送到各高校，特別是中西部一些資源相對匱乏的高校。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前參加聯(lián)盟的高校達到305個，有1 000多人次的教師得到培訓。國內(nèi)高校教師用中文開設的計算機類MOOC近160門，選課人數(shù)累計超過600萬人次[24]。

在實施過程中，一些高校將MOOC教學模式與學校的教學體系結(jié)合，創(chuàng)造性地形成了具有特色的“1+M+N”模式[25]，1表示一個主講教師，M表示M所參與學校，N表示N個學生。這種模式通過學校有組織地以班級為單位參與MOOC學習，在教學中主講教師和輔導教師都可以隨時了解學生的學習狀態(tài)，最后通過線上或者線下的測試以確定是否通過。而國外當前主要是1+N模式，即一個主講教師直接面對社會上N個學習者，教師對于學生的學習狀態(tài)無法了解，因此最后的通過率很低（一般不超過5%）。相比之下，國內(nèi)的這種模式更加適合高校，特別是解決了MOOC教學與高校自身教學培養(yǎng)計劃的融合問題，也保證了合理的課程通過率。同時還開發(fā)了基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬實驗系統(tǒng)，填補了網(wǎng)絡教學實驗課程的空白，解決了部分高校實驗條件欠缺，實驗環(huán)境建設不足的問題。例如北京理工大學李鳳霞教授開發(fā)的網(wǎng)上實驗平臺，已經(jīng)有幾十所高校在使用[26]。為了解決MOOC教育面向眾多學校，而各學校的教學目標、師資狀況和學生水平參差不齊的問題，各高校還開發(fā)了校本教學資源，通過對MOOC資源剪裁增刪，形成了適合本校的MOOC教學，其中一些MOOC片段由于內(nèi)容新穎，講授有特色，還進入了MOOC資源庫，充實和完善了原有的MOOC教學內(nèi)容，真正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教育資源的共建共用。為了進步一步保證學習效果，各高校的通過積極探索，創(chuàng)造出線上教授和線下輔導授課有機結(jié)合，MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的新模式（SPOC是Small Private Online Courses的縮寫，是一種小范圍在線授課的形式），有效解決了MOOC課程內(nèi)容和不同高校學生水平差異的問題，實現(xiàn)了MOOC教育資源的本土化。2014以來以這種混合教學模式開設計算機類課程的高校達到150多所，開課學期逾400個，在校學習人數(shù)超過20萬人次?！?+M+N”和“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”是MOOC在中國的新發(fā)展，也是具有中國特色的MOOC教育模式。

目前計算機MOOC聯(lián)盟已經(jīng)組織了七八個這樣的MOOC教育聯(lián)合體，各高校圍繞一門或者幾門課程，遴選優(yōu)質(zhì)的教學資源，共同建設，同步開課，互認學分。其中特別是中西部高校MOOC合作項目，該項目選擇了哈爾濱工業(yè)大學、同濟大學、北京理工大學和浙江大學的計算機通識性課程，在中西部40所學校進行講授。這些高校有些處于西部偏遠地區(qū)，有些不在省會城市，教育資源相對匱乏，如果按照傳統(tǒng)的模式，在這些學校推進新工科建設、推進計算思維導向的課程改革，首先師資隊伍就是瓶頸問題。現(xiàn)在通過MOOC這種新的教育模式，將名師名課引入高校，不僅解決了教學質(zhì)量的提高問題，更為重要的是通過優(yōu)質(zhì)教育資源的引進，開拓了教師的視野，提高了教師的教學水平，為師資隊伍的建設展現(xiàn)了新的思路和途徑。試點學校稱之為“在教不在編”的教師，它的意義可能遠超一兩門課程的開設。

中西部高校合作項目已經(jīng)運行了三年，首批試點10所學校經(jīng)過積極的努力和探索，初步有了一些可復制和可操作的示范經(jīng)驗。為了推廣他們的經(jīng)驗，大學計算機MOOC聯(lián)盟組織了兩次現(xiàn)場會，分別對于河西學院和北方民族大學的經(jīng)驗進行了提煉、總結(jié)和宣傳[27-28]。在此基礎上，從去年開始，試點學校擴大到40所，希望能夠在更大的范圍推進MOOC教學模式，在新工科建設中探索適合中西部地方高校發(fā)展之路。

推進信息技術與工程教育深度融合，是信息化時代新工科建設的新思路，也是解決高校之間資源不平衡、教學水平差距較大問題的具有現(xiàn)實意義的新手段。新工科建設是一項涉及教學改革方方面面的事情，借助信息技術提升教學水平，改善教育資源的均衡化，推進師資隊伍建設依然有很多工作要做，在這個過程中MOOC本身還需要不斷完善，不斷深化，使其能夠發(fā)揮更大的作用。

新工科建設是落實國家一系列重大戰(zhàn)略部署，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新舊動能轉(zhuǎn)化，以及提升國家競爭力和硬實力的重大舉措。在這個背景下，計算機通識性課程顯示了特殊的重要性。因此在這個關系未來人才培養(yǎng)的教育改革中，如果只是對原有課程進行修修補補，或者隨意引導學生進行一些新技術的學習，盡管不無益處，但這些根本不是通識性課程。我們需要對于計算機應用共同面臨的那些基礎問題有著深刻的認識和了解，才能實現(xiàn)真正意義上的計算機通識性教育。

參考文獻：

[1] 教育部高教司. 教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[Z]. 教高司函〔2017〕6號.

[2] 北京大學，等. 新工科建設復旦共識[EB/OL]. http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/moe_745/201702/t20170223_297122.html，2017年2月.

[3] Presidents Information Technology Advisory Committee. Computational Science： Ensuring Americas Competitiveness[R]. June 2005.

[4] Jeannette M. Wing. Computational Thinking and Thinking About Computing[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society， 2008， 366（1881）： 3717-3725.

[5] Gaotner[EB/OL]. http：//www.p5w.net/weyt/201708/t20170805_1907893.htm.

[6] 美國總統(tǒng)行政辦公室. 大數(shù)據(jù)：抓住機遇、保存價值[EB/OL]. https：//max.book118.com/html/2016/0314/

37642905.shtm.

[7] CPATH. CISE Pathways to Revitalized Undergraduate Computing Education[EB/OL]. https：//www.nsf.gov/funding/pgm_summ.jsp？pims_id=500025.

[8] National Science Foundation. Computing Education for the 21st Century （CE21） [EB/OL]. https：//www.nsf.gov/pubs/2012/nsf12527/nsf12527.htm.

[9] 美國國家基金委CDI官方網(wǎng)站[EB/ OL]. http：//www.nsf.gov/crssprgm/cdi/.

[10] National Research Council. Report of a workshop on the scope and nature of computational thinking[M]. National Academies Press， 2010.

[11] Peter J. Denning. Computing is a Natural Science[J]. Communications of the ACM， 2007， 50（7）： 13-18.

[12] Richard M. Karp. Understanding science through the computational lens[J]. Journal of Computer Science and Technology， 2011， 26（4）： 569-577.

[13] 孫家廣. 計算機科學的變革[J]. 中國計算機學會通訊，2009，5（2）：6-9.

[14] 李國杰. 要培養(yǎng)學生的計算思維能力[J]. 中國計算機學會通訊，2009，5（8）： 92-93.

[15] 李國杰. 信息科學技術的長期發(fā)展趨勢和我國的戰(zhàn)略取向[J]. 中國科學：信息科學，2010，40（1）：128-138.

[16] 陳國良，董榮勝. 計算思維與大學計算機基礎教育[J]. 中國大學教學，2011（1）：7-11.

[17] Xu ZW， Tu DD. Three new concepts of future computer science[J]. Journal of Computer Science and Technology， 2011， 26（4）： 616-624.

[18] 王飛躍. 從計算思維到計算文化[J]. 中國計算機學會通訊，2007，3（11）：78-82.

[19] 中國科學院信息領域戰(zhàn)略研究組. 中國至2050年信息科技發(fā)展路線圖[M]. 北京：科技出版社，2009.

[20] 何欽銘，等. 大學計算機基礎教學基本要求[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[21] 李曉明. 網(wǎng)絡、群體與市場[EB/OL]. http：//study.163.com/course/introduction/252002.htm.

[22] 安寧. 健康計算導論[EB/OL]. http：//www.ehuixue.cn/view.aspx？cid=507.

[23] 新工科研究與實踐專家組. 新工科研究與實踐項目指南（北京指南）[Z].

[24] 李廉. 計算機MOOC教育進展與問題[R]. 第四屆大中華MOOC研討會，2017.

[25] 徐曉飛. 中國高校計算機教育MOOC聯(lián)盟工作報告[R]. 第三屆MOOC與高校計算機課程建設研討會，2015.

[26] 李林，李鳳霞，蘭山，等. 基于MOOC的虛擬仿真實驗方法探究[J]. 實驗室研究與探索，2017，36（4）：111-113.

[27] 趙柱，等. 信息化助推教改、互聯(lián)網(wǎng)變革課堂[R]. 中西部高校基于慕課的大學計算機課程改革會議，2016.

[28] 馮祖龍，等. 民族院校大學計算機課程教學改革研究[R]. 中西部高?；谀秸n的大學計算機課程改革第二次會議，2017.

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