張昊
摘 要:大學(xué)第一門計算機基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容一直是計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的一項研究焦點。2010 年起,“計算思維”能力培養(yǎng)的呼聲在國內(nèi)日漸高漲。本文在對課程教學(xué)中的問題和困惑深入分析的基礎(chǔ)上,提出以“計算思維”能力培養(yǎng)為核心的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程改革思路和具體方案。
關(guān)鍵詞:大學(xué)計算機基礎(chǔ);計算思維;改革
【中圖分類號】TP3-4;G642
各個高校普遍年將面向大學(xué)一年級學(xué)生開設(shè)的計算機文化基礎(chǔ)提升為大學(xué)計算機基礎(chǔ)。最初是希望在符合計算機基礎(chǔ)教指委精神并兼顧學(xué)生實際情況的前提下,盡可能地使非計算機專業(yè)的學(xué)生對計算機學(xué)科的主要領(lǐng)域有基本了解,并在一定程度上考慮不同學(xué)科大類對計算機學(xué)習(xí)的需求。歷經(jīng) 課程建設(shè)和教學(xué)實踐,取得了顯著的成績,但筆者在實際都教學(xué)實踐中,也發(fā)現(xiàn)了許多不盡如人意之處。
一、調(diào)研大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程,存在的一般性問題
1教學(xué)內(nèi)容涉及的范圍廣、知識點多,系統(tǒng)性弱。
考查大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的主要知識模塊及學(xué)時安排??梢钥闯觯n程共包含了 10 個知識模塊(計算機發(fā)展與信息科學(xué)、硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、辦公軟件、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、多媒體技術(shù)、信息檢索),學(xué)時接近均等;同時,各個模塊間無太多相關(guān)性,既可以先講授模塊 1,也可以先講授模塊 6,基本相當(dāng)于若干講座性內(nèi)容的集成,系統(tǒng)性弱。
這樣的課程體系帶來的問題是教和學(xué)的困難。由于涉及的知識點較多,而授課教師又有各自不同的研究領(lǐng)域和專業(yè)方向,難以做到對所有知識模塊都有較深入的理解。不能深入則很難淺出,因此對教師的授課水平提出了很高要求。
2對課程本身認(rèn)識上的偏差。
信息技術(shù)課程不是高考科目,故在中小學(xué)教育中,對計算機的教學(xué)也不夠重視,多數(shù)學(xué)生入校前對計算機的應(yīng)用僅限于上網(wǎng)瀏覽或簡單的文字處理。因此,學(xué)生對計算機的認(rèn)識大多停留在“計算機是工具甚至是玩具”的層面上,對計算機科學(xué)和技術(shù)缺乏基本了解。
此外,針對計算機基礎(chǔ)教學(xué),長期以來也一直存在“計算機就是程序設(shè)計”,“計算機基礎(chǔ)課程就是講解軟件工具使用”等片面觀點。這些觀點的流行對高校計算機基礎(chǔ)教學(xué)造成了較大沖擊。特別是大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程,長期被部分教師認(rèn)為就是講 Offi ce,認(rèn)為這些內(nèi)容可以自學(xué),不需要專門開課。因此,該課程的學(xué)時也被一再壓縮。這些問題的存在給計算機基礎(chǔ)教學(xué)、特別是大學(xué)第一門計算機課程帶來了如下挑戰(zhàn)。如何在有限的課程中部分達(dá)到能力培養(yǎng)的目標(biāo)?如何使學(xué)生掘棄“計算機只是高級工具”的認(rèn)識?如何利用有限的時間和內(nèi)容實現(xiàn)問題求解能力的培養(yǎng)?
二、改革的可行性和必要性。
如何在大學(xué)第一門計算機基礎(chǔ)課的教學(xué)中體現(xiàn)這一理念,就成為大學(xué)計算機基
礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革的指南。而現(xiàn)有的條件和形勢的發(fā)展也使課程的教學(xué)改革成為可行和必需內(nèi)容。
我校(黑龍江職業(yè)學(xué)院)自開設(shè)大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程以來,始終不斷致力于課程建設(shè)及師資培養(yǎng)。尤其是近年來,已具有一定知識儲備,積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)資源。
目前入校新生的計算機基礎(chǔ)較 已有較大改善。調(diào)查顯示,已不存在入校前完全沒
有接觸過計算機的學(xué)生,絕大多數(shù)學(xué)生具備計算機基本應(yīng)用技能。
通過不斷學(xué)習(xí)和教學(xué)研討,授課教師對能力培養(yǎng)的重要性和方法已有較深刻認(rèn)識,意見
逐漸趨于一致。
通俗地講,“計算思維”應(yīng)包括問題抽象、模型建立、算法設(shè)計和實現(xiàn)。這些內(nèi)容需要一系列課程去逐步傳授。我們需要解決的是,在大學(xué)計算機基礎(chǔ)這門課中,如何為這樣一種能力的培育奠定一些基礎(chǔ)。
通過綜合分析和考慮教指委白皮書提出的“基本要求”,課程授課對象的實際基礎(chǔ)、師資情況、學(xué)時安排等各種因素,更重要的是能力培育需求。我們初步認(rèn)為,大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)至少應(yīng)涵蓋 3 個方面:計算機的基本工作原理;利用計算機進(jìn)行問題求解的基本思路和方法;基本的計算機應(yīng)用技能。前兩點通過理論教學(xué)講授加實驗教學(xué)實現(xiàn),后者主要通過實際操作達(dá)到。在教學(xué)內(nèi)容的選取和安排上,我們依然考慮不同專業(yè)對計算機應(yīng)用技術(shù)的需求。
教學(xué)中加入了基本程序設(shè)計內(nèi)容,主要有以下兩點理由。第一,既然計算機的工作過程就是執(zhí)行程序的過程,那么學(xué)習(xí)編程,能夠在一定程度上幫助學(xué)生理解計算機的工作原理。這比空洞的理論講解更容易加深學(xué)習(xí)者的印象,提升學(xué)習(xí)的興趣。第二,“計算思維”的核心之一是抽象,具體到這門課,最適合的內(nèi)容就是算法描述和基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這也是利用計算機求解問題的思路和方法。歷史的經(jīng)驗告訴我們,如果不讓學(xué)生實際動手設(shè)計,僅從理論和邏輯上講授,學(xué)生很難理解,更談不上掌握。而要能夠設(shè)計,就需要學(xué)習(xí)基本的程序設(shè)計語言。
目前,理論教學(xué)內(nèi)容和實踐教學(xué)內(nèi)容兩大模塊及學(xué)時分配已日趨科學(xué)和規(guī)范。所規(guī)劃課程的教學(xué)大綱及配套實驗大綱(計算機信息表示、微機系統(tǒng)組成、問題求解及程序設(shè)計基礎(chǔ)、設(shè)計語言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、綜合案例)正在實施中,實際效果還有待檢驗。至少從理論上
和目前的實際教學(xué)實踐上看,還是可行的。
4 結(jié)語
培育大批具有創(chuàng)新能力的人才是國家實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的必要條件。其核心就是
培育更多具有創(chuàng)新意識、掌握必需非機械重復(fù)技能的人才。這里所謂的“創(chuàng)新意識”,最基本的應(yīng)是科學(xué)的置疑能力和對問題的求解能力。計算機基礎(chǔ)課程的核心任務(wù)應(yīng)是培育更多具
備基于計算機進(jìn)行問題求解能力(亦即計算思維能力)、能夠參與國際競爭的創(chuàng)新型人才,從而確保國家的競爭實力。大學(xué)計算機基礎(chǔ)只是眾多大學(xué)課程中的一門。我們認(rèn)為,通過數(shù)十學(xué)時的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠在了解計算機基本組成和一般工作原理的基礎(chǔ)上,理解一些利用計算機解決問題的方法和思路,了解計算機求解問題的局限性。同時,為學(xué)生未來的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究奠定計算機科學(xué)方面的基礎(chǔ),也是該課程的目的。這就是我們?yōu)槭裁纯傁M虒W(xué)內(nèi)容的改革能朝著這個方向走的原因。
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