唐松
摘要:自2001年始,普通高中都陸續(xù)開設(shè)“信息技術(shù)”必修課,職業(yè)高中更是將計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)作為重要的教學(xué)內(nèi)容,并要求取得相應(yīng)的證書。其教學(xué)內(nèi)容包括:操作系統(tǒng)、辦公軟件、多媒體設(shè)計等,幾乎涉及到大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的全部內(nèi)容,學(xué)生不再是“零起點”。大學(xué)非計算機專業(yè)計算機課程存在知識型/技能型教學(xué)與未來計算能力需求之間的鴻溝,致使計算機教育存在危機。本文提出應(yīng)對危機跨越鴻溝的辦法應(yīng)是開展計算思維基礎(chǔ)教育,分析了計算學(xué)科中的思維特別是可實現(xiàn)思維與知識、能力之間的關(guān)系。
關(guān)鍵詞:計算機基礎(chǔ)、計算思維
0.引言
“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程是我院通識必修的公共基礎(chǔ)課,長期以來學(xué)生卷面成績不錯,但當(dāng)用計算機解決實際問題時,卻感到無從下手。國內(nèi)許多高校在大一都開設(shè)了《計算機導(dǎo)論》課程,選擇計算機導(dǎo)論課程,主要是因為它簡要概述了計算機領(lǐng)域的相關(guān)內(nèi)容,是計算機體系的濃縮版。其內(nèi)容涉及大學(xué)四年中的全部計算機基礎(chǔ)知識,也涉及計算機學(xué)科的最新技術(shù)、方法和概念。但在教學(xué)中學(xué)生對專業(yè)知識缺乏全面認(rèn)識,沒有整體邏輯體系,學(xué)習(xí)能力、解決問題能力較差。隨著學(xué)科知識的交叉融合,為更好地建立計算思維和學(xué)習(xí)方法,本文對計算機基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了研究。
1.存在的問題
1.1傳統(tǒng)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的不足
1.大學(xué)教育不是“零起點”。
自2001年始,普通高中都陸續(xù)開設(shè)“信息技術(shù)”必修課,并要求取得證書,幾乎涉及到大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程的全部內(nèi)容,教育已不再是“零起點”。
2.重知識傳授,輕能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)課程教學(xué)以等級考試為指揮棒,知識點散,停留在技能培訓(xùn)上,缺少將知識轉(zhuǎn)化成能力的訓(xùn)練。
3.內(nèi)容交叉重復(fù),效果不佳。必修課與選修課有交叉,教學(xué)比較分散,教學(xué)效果受到影響。
4.與部隊需求有差距?;鶎庸ぷ魃婕稗k公軟件,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、標(biāo)圖軟件等,但當(dāng)畢業(yè)學(xué)員應(yīng)對問題時尚不能做到得心應(yīng)手。
1.2計算機導(dǎo)論課程教學(xué)的困境
1.教學(xué)內(nèi)容多,教師要求高。
計算機導(dǎo)論對計算機專業(yè)介紹過于簡單,內(nèi)容過于濃縮,使得教員在教學(xué)內(nèi)容上難以把握;教齡較短的教員上課,在授課的內(nèi)涵方面創(chuàng)新太少;
2.學(xué)員重操作,教學(xué)內(nèi)容吸引力低。
很多學(xué)員對計算機的學(xué)習(xí)意識僅停留在具體操作上,對專業(yè)知識沒興趣。計算機導(dǎo)論課程不教授具體操作,而是構(gòu)建計算機學(xué)科的認(rèn)知模型,這與學(xué)員的認(rèn)識有一定的差距。
計算機導(dǎo)論課程在整個軍校課程體系中沒有學(xué)科上的優(yōu)勢,可借助地方高校的經(jīng)驗,讓學(xué)員理解計算機的發(fā)展歷程,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,再與軍隊人才培養(yǎng)需求結(jié)合。利用基礎(chǔ)教育還可以培養(yǎng)計算思維,緊跟技術(shù)前沿。
2.教學(xué)內(nèi)容
計算機導(dǎo)論課程比較抽象,教學(xué)內(nèi)容沒有統(tǒng)一的規(guī)范。教材的選擇應(yīng)選取一本主要教材,輔以參考教材,優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容。合理進(jìn)行課堂設(shè)計,采取60學(xué)時。教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建采取理論-實驗-實踐相結(jié)合的模式,用自頂向下的方法設(shè)計。以頂層設(shè)計提出課題,再追步細(xì)化,在學(xué)生反饋的基礎(chǔ)上進(jìn)行充實,改進(jìn)確定課程教學(xué)內(nèi)容。
1.理論教學(xué)內(nèi)容
計算機導(dǎo)論理論內(nèi)容包括:①計算機基礎(chǔ)知識。包含:計算機產(chǎn)生和發(fā)展,計算機系統(tǒng),數(shù)據(jù)編碼和存儲,馮·諾依曼模型,計算機體系結(jié)構(gòu),計算機應(yīng)用領(lǐng)域等。②計算學(xué)科。包含:計算學(xué)科定義、劃分、知識體系,課程體系的核心內(nèi)容,計算機產(chǎn)業(yè)與創(chuàng)新。③操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)計算。包含:操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,安全,云計算等。④程序設(shè)計語言。包含:程序概念,程序設(shè)計方法,數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu),算法與復(fù)雜性等。⑤數(shù)據(jù)庫。包含:模型與信息系統(tǒng),關(guān)系數(shù)據(jù)庫與設(shè)計,數(shù)據(jù)挖掘等。⑥軟件工程。包含:軟件開發(fā)模型,設(shè)計方法,測試與文檔編制等。⑦圖形學(xué)與可視化。包含:圖形學(xué),圖形系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術(shù),多媒體技術(shù)。⑧離散結(jié)構(gòu)與數(shù)值計算。包含:集合論,圖論,數(shù)值計算,數(shù)學(xué)建模與計算機模擬等。⑨社會和職業(yè)道德。包含:計算機與道德,職業(yè)方向等。
2.實驗教學(xué)內(nèi)容
實驗教學(xué)是必不可少的,實驗內(nèi)容如下:①計算機部件認(rèn)識與組裝,網(wǎng)絡(luò)硬件,組網(wǎng)配置。②安裝虛擬機,操作系統(tǒng)與驅(qū)動程序,進(jìn)程調(diào)度、管理,網(wǎng)絡(luò)通信驗證。③信息安全實驗。以流行殺毒軟件為實例。④程序設(shè)計實驗。如理解指令系統(tǒng)的組成,理解程序的執(zhí)行過程,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,加深理解遞歸及迭代的概念,掌握用語言實現(xiàn)的方法,算法綜合練習(xí)。⑤數(shù)據(jù)庫實驗。如建立數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫編程。⑥軟件開發(fā)過程。⑦計算機圖形繪制與動畫制作。⑧設(shè)計網(wǎng)頁、構(gòu)建簡單的網(wǎng)站、認(rèn)識HTML。
3.教學(xué)方法
計算機導(dǎo)論的特點需要采取多種靈活的教學(xué)方法。需對學(xué)科特點知識結(jié)構(gòu)有整體的把握,需長期一線教學(xué)科研的經(jīng)驗總結(jié)。
3.1三遍式教學(xué)
指“專題教員精講一遍,難點師生討論一遍,操作學(xué)員實踐一遍”。打破傳統(tǒng) “滿堂灌”的教學(xué)方法,以學(xué)員主動學(xué)習(xí)為主,教員有針對性的指導(dǎo)。教員主要是答疑解惑,提高學(xué)員求知欲,引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)鉆研。
3.2問題式教學(xué)方法
通過問題引導(dǎo)學(xué)生思索。如計算機學(xué)科的基本問題,哥尼斯堡七橋問題引入圖論,梵天塔問題引入遞歸、算法復(fù)雜性問題等,將問題抽象形式化通過數(shù)學(xué)方法來解決。
3.3團(tuán)隊式教學(xué)方法
將學(xué)生分成小組展開問題討論。對一些問題大膽探討,使學(xué)生既融入學(xué)習(xí)氛圍又培養(yǎng)了團(tuán)隊意識,課后充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)建立輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境。
3.4實驗教學(xué)
以演示模擬為主。演示具有代表性的實驗,通過觀察激發(fā)學(xué)生思考,更好地領(lǐng)會和理解相關(guān)的理論知識,實行分層次的實驗教學(xué)。
4.考核方式
計算機導(dǎo)論課程內(nèi)容廣泛,另外它實踐性很強,在考核方式上建議建立多元的考核方式,采用課程設(shè)計和課程論文相結(jié)合。教員指導(dǎo)學(xué)員如何撰寫論文,使學(xué)員知道怎樣查找和使用文獻(xiàn),如何把自己的想法體現(xiàn)出來。最后根據(jù)論文質(zhì)量,劃分優(yōu)秀、良好、合格、不合格4個檔次,計入學(xué)員成績檔案。
5.結(jié)語
計算機導(dǎo)論作為軍事院校計算機和相關(guān)專業(yè)的通識教育課程,開設(shè)它是為了將學(xué)員帶入計算機科學(xué)的殿堂。授課教員要不斷加強學(xué)習(xí),了解計算機學(xué)科發(fā)展的前沿知識,結(jié)合計算機最新技術(shù),采用科學(xué)的教學(xué)手段和方法,將最新的知識教授給學(xué)員。
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