摘要:在分析計算機(jī)導(dǎo)論課程重要性的基礎(chǔ)上,提出計算機(jī)導(dǎo)論的5個引導(dǎo)作用,即知識引導(dǎo)、方法引導(dǎo)、思維引導(dǎo)、意識引導(dǎo)和職業(yè)引導(dǎo)。通過改進(jìn)教學(xué)方法,強(qiáng)化這5個方面的引導(dǎo),為學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程及提高自身的綜合素質(zhì)打下堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:計算機(jī)導(dǎo)論;知識引導(dǎo);方法引導(dǎo);思維引導(dǎo);意識引導(dǎo);職業(yè)引導(dǎo)
在國際上,最有影響的計算機(jī)專業(yè)教學(xué)計劃當(dāng)屬美國電氣電子工程師學(xué)會計算機(jī)協(xié)會(IEEE-CS)和美國計算機(jī)學(xué)會(ACM)在各個時期聯(lián)合發(fā)布的“計算教程”。1991年,IEEE-CS/ACM聯(lián)合發(fā)布了“計算教程1991(Computing Curricula 1991,簡稱CC1991)”。之后,又陸續(xù)發(fā)布了CC2001、CC2004和CC2005。
自CC1991發(fā)布后,我國計算機(jī)教育界就開始跟蹤分析工作。CC2001推出后,中國計算機(jī)學(xué)會教育專委會等學(xué)術(shù)團(tuán)體的專家在參考CC2001的基礎(chǔ)上,在2002年出版了研究成果《中國計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》。在廣泛調(diào)研我國不同類型的高等學(xué)校和不同類型的IT企業(yè)的基礎(chǔ)上,并借鑒CC2004,教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會2006年編制并出版了《高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》。
上述文獻(xiàn)不僅對我國各高等學(xué)校計算機(jī)專業(yè)教學(xué)計劃的制定產(chǎn)生了重要影響,且均把計算機(jī)導(dǎo)論列為核心課程之一,作為計算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門專業(yè)課程。簡單地說,計算機(jī)導(dǎo)論的主要作用就是“五導(dǎo)”:導(dǎo)知識、導(dǎo)方法、導(dǎo)思維、導(dǎo)意識、導(dǎo)職業(yè)。
1導(dǎo)知識
按照教學(xué)計劃,雖然中小學(xué)要開設(shè)信息技術(shù)課程。但是,由于受重視程度、教學(xué)時間、實驗設(shè)備等因素的限制,學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所了解的計算機(jī)知識很少,大多數(shù)同學(xué)只是會一些Windows、Word等常用軟件的簡單操作。進(jìn)入大學(xué)后,對于學(xué)習(xí)計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說,在學(xué)習(xí)具體的專業(yè)課程之前,先從總體上了解和掌握一些基本的計算機(jī)專業(yè)知識,對于降低學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的難度、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量非常必要。
計算機(jī)導(dǎo)論的一個重要作用就是讓學(xué)生了解和掌握計算機(jī)基本知識,建立專業(yè)知識體系框架。把計算機(jī)導(dǎo)論作為第一門專業(yè)課程,實際上是一種面向?qū)W科的廣度優(yōu)先的入門模式,這是一種理想的模式[1]。這種模式有兩個優(yōu)點,一是能夠盡早使學(xué)生建立知識體系框架,有利于提高后續(xù)課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量;二是能夠盡早讓學(xué)生概要了解將要學(xué)習(xí)的后續(xù)課程的主要內(nèi)容與作用,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。
當(dāng)然,這種教學(xué)模式要達(dá)到預(yù)期目的,需要選取合適的教學(xué)內(nèi)容以及適合大學(xué)新生的計算機(jī)專業(yè)知識背景與理解能力的教學(xué)方法。我們選定的教學(xué)內(nèi)容是計算機(jī)發(fā)展簡史、計算機(jī)專業(yè)知識體系、計算機(jī)組成知識、操作系統(tǒng)知識、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識、程序設(shè)計知識、軟件開發(fā)知識、計算機(jī)系統(tǒng)安全知識與職業(yè)道德、計算機(jī)領(lǐng)域的典型問題、計算機(jī)學(xué)科方法論等內(nèi)容[2]。內(nèi)容的介紹和講解要努力做到廣、淺、新、易、趣、思[3]:計算機(jī)專業(yè)引導(dǎo)性課程要包括計算機(jī)專業(yè)知識體系的各主要方面;對每一部分內(nèi)容的介紹應(yīng)從宏觀層面上進(jìn)行,不宜深入,保持在高級科普的層次;要能反映計算機(jī)科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品的最新發(fā)展,使學(xué)生了解相關(guān)概念和術(shù)語的基本含義及新型電子產(chǎn)品的基本原理和功能;內(nèi)容的敘述和講解要深入淺出、形象生動、通俗易懂,要適合一年級大學(xué)生的知識背景和對計算機(jī)知識的理解能力與思維方式;通過計算機(jī)導(dǎo)論課程,培養(yǎng)學(xué)生對計算機(jī)專業(yè)的興趣;在介紹一些基本的專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生思考一些問題,為學(xué)好后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。
2導(dǎo)方法
大學(xué)新生入學(xué)后,一時還不適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活,雖然各學(xué)校都安排入學(xué)專業(yè)教育,但由于時間太短,效果不明顯。計算機(jī)導(dǎo)論作為新生入學(xué)后計算機(jī)專業(yè)的第一門專業(yè)課,教師不僅要向?qū)W生介紹一些計算機(jī)的基本知識,更需要在學(xué)習(xí)方法上給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),指導(dǎo)學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式。
中學(xué)時,學(xué)生的時間排得滿滿的,上課、早自習(xí)、晚自習(xí)、考試,學(xué)生幾乎沒有自己支配的時間。學(xué)生習(xí)慣由學(xué)校安排學(xué)習(xí)時間、由老師實施灌輸式教學(xué)。學(xué)生能做的就是按學(xué)校安排的時間,聽老師講課,完成老師留的作業(yè),答老師發(fā)的考卷。由于學(xué)時充裕,高中老師能夠把教材上的內(nèi)容講解得非常透徹,老師講完后,學(xué)生不用看書就可以做作業(yè),而作業(yè)大多是有明確解題步驟和唯一答案的“剛性”作業(yè)。
到了大學(xué),學(xué)生除了上課(包括實驗課)外,自由支配的時間多于上課時間。由于學(xué)時緊張,老師很難充分講解課堂上的全部教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生需要認(rèn)真閱讀教材(甚至于教材上都沒有說清楚,需要查閱其他的參考書),一些作業(yè)是沒有明確答案的“柔性”作業(yè),需要學(xué)生深入思考后給出自己的答案。作為工科的計算機(jī)專業(yè),實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要,很多知識只有通過實踐才能真正理解和掌握。
相對于中學(xué),計算機(jī)專業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)的特點就是:認(rèn)真讀書、深入思考、勤于實踐。在聽老師講課的基礎(chǔ)上,一定要認(rèn)真閱讀教材和參考書,要有個人深入理性的思考,還要重視實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。只有這樣,才能學(xué)好計算機(jī)專業(yè)。
在計算機(jī)導(dǎo)論教學(xué)中,教師要結(jié)合知識進(jìn)行講授,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法,盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式。教師一方面要向?qū)W生講清楚大學(xué)學(xué)習(xí)特點,使學(xué)生從思想上主動適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方式;另一方面要設(shè)置適當(dāng)?shù)挠写髮W(xué)特點的練習(xí),使學(xué)生在練習(xí)中適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方式,如讀書報告、專題討論、小型制作等。
3導(dǎo)思維
計算思維(Computational Thinking)是運用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類行為,它包括了涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動[4]。簡單說,計算思維是一種基于現(xiàn)代計算機(jī)求解實際問題的思維方式。在計算機(jī)得到廣泛應(yīng)用的今天,各個領(lǐng)域的專業(yè)人員都需要培養(yǎng)計算思維,計算機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)人員更應(yīng)注重計算思維的培養(yǎng)。
文獻(xiàn)[4]給出的計算思維有幾個要點:1)計算思維采用了抽象和分解來迎戰(zhàn)龐雜的任務(wù)或者設(shè)計巨大復(fù)雜的系統(tǒng);2)計算思維利用啟發(fā)式推理來尋求解答,就是在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度;3)計算思維是數(shù)學(xué)思維和工程思維的互補(bǔ)與融合;4)計算思維是概念化,不是程序化,不只是能為計算機(jī)編程,還要求在抽象的多個層次上思維。
在計算機(jī)導(dǎo)論課程中,教師要通過介紹程序設(shè)計、算法設(shè)計、計算機(jī)領(lǐng)域的典型問題、計算機(jī)學(xué)科中的數(shù)學(xué)方法與系統(tǒng)科學(xué)方法等內(nèi)容來引導(dǎo)學(xué)生初步建立計算思維,為日后逐步建立起良好的計算思維奠定基礎(chǔ)。
4導(dǎo)意識
教育部在教高[2007]2號文件中明確提出要求:努力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、交流能力和社會適應(yīng)能力[5]。應(yīng)該說,在中學(xué)階段,由于高考競爭激烈,絕大數(shù)學(xué)生把可用時間全部用在了學(xué)習(xí)知識上,用在了完成各種各樣的作業(yè)題、模擬題和考試題上,無暇顧及到綜合素質(zhì)與綜合能力的培養(yǎng)。進(jìn)入大學(xué),有了時間和機(jī)會,學(xué)生要有意識地培養(yǎng)和提高自身的綜合素質(zhì)與綜合能力。
學(xué)習(xí)能力:這里主要是指自學(xué)能力。中小學(xué)主要是按照學(xué)校的安排學(xué)習(xí),以接受教師的知識傳授為主。進(jìn)入大學(xué)后,要有意識地培養(yǎng)自主安排學(xué)習(xí)計劃、自主獲取知識的能力,不僅要從課堂上學(xué)習(xí)知識,還要通過課后的讀書、思考和實踐等環(huán)節(jié)提高自學(xué)能力。
創(chuàng)新能力:創(chuàng)新就是用新思想、新方法和新技術(shù)解決現(xiàn)實中遇到的各種問題。良好的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是有效解決經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中面臨的各種挑戰(zhàn),并在競爭中占先取勝的關(guān)鍵因素。作為大學(xué)生,要特別注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
實踐能力:實踐能力就是用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力,作為工科的計算機(jī)專業(yè)學(xué)生,更要注重實踐能力,課程實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)、科研訓(xùn)練、科技競賽等環(huán)節(jié)都有助于提高實踐能力。
交流能力:在現(xiàn)代社會,作為計算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生,無論畢業(yè)后直接就業(yè),還是繼續(xù)深造攻讀碩士博士學(xué)位,總是要在一個團(tuán)隊中工作和學(xué)習(xí),與團(tuán)隊內(nèi)外人員的溝通交流對于高質(zhì)量地完成自己所承擔(dān)的開發(fā)或研究工作至關(guān)重要。
社會適應(yīng)能力:要樹立科學(xué)的世界觀和人生觀,要通過社會實踐等方式積極地認(rèn)識社會、適應(yīng)社會,把自己所學(xué)知識與社會中需要解決的實際問題相結(jié)合,為社會服務(wù)。面對順境或逆境具有較強(qiáng)的自我調(diào)整能力,既不為一時的成功而沾沾自喜,也不為一時的挫折而灰心喪氣,要有戰(zhàn)勝一切困難的勇氣和信心。
當(dāng)然,并不是說,通過計算機(jī)導(dǎo)論一門課程的學(xué)習(xí)就能培養(yǎng)學(xué)生上述所有能力,而是通過計算機(jī)導(dǎo)論課程,引導(dǎo)學(xué)生樹立這樣一種意識:創(chuàng)新意識、實踐意識和綜合素質(zhì)意識。有了這種意識,學(xué)生就會在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)和實際活動中注重上述能力的訓(xùn)練與培養(yǎng),4年之后,大學(xué)畢業(yè)時就能具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、交流能力和社會適應(yīng)能力,這無論對于繼續(xù)讀研深造和直接就業(yè),都是非常必要的。
5導(dǎo)職業(yè)
進(jìn)入大學(xué),學(xué)生選定了所學(xué)專業(yè),有了一個初步的職業(yè)和人生規(guī)劃?!胺彩拢A(yù)則立,不預(yù)則廢?!敝挥忻鞔_的奮斗目標(biāo)才能使學(xué)習(xí)更具目的性和主動性。現(xiàn)在的大學(xué)生,在高中階段學(xué)習(xí)都很努力,除了有教師和家長的監(jiān)督、鼓勵外,一個重要的因素就是有一個非常明確的目標(biāo):考大學(xué)。進(jìn)入大學(xué)后,一少部分同學(xué)失去了努力的目標(biāo),覺得考研也好、就業(yè)也罷,都還是比較遙遠(yuǎn)的事情,有了放松一下的心理和行動,導(dǎo)致學(xué)習(xí)上用功不夠,學(xué)習(xí)成績不理想,甚至于不能正常畢業(yè)。
計算機(jī)導(dǎo)論課程,結(jié)合教授學(xué)生計算機(jī)專業(yè)的基本知識和思維方法,引導(dǎo)學(xué)生初步確定自己的職業(yè)規(guī)劃,這個規(guī)劃也許會隨著時間的推移有所調(diào)整,但有一個規(guī)劃總比沒有要強(qiáng)。有志于繼續(xù)攻讀碩士、博士學(xué)位的學(xué)生,在掌握基本的理論知識和實踐技能的基礎(chǔ)上,要特別注重理論知識的深入學(xué)習(xí)和理論創(chuàng)新能力的提高,多用一些時間讀書和思考??紤]大學(xué)畢業(yè)后直接就業(yè)的學(xué)生,在掌握基本的理論知識和實踐技能的基礎(chǔ)上,要特別注重實踐能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力的提高,多用一些時間從事實際項目的開發(fā)和實驗。現(xiàn)在,各學(xué)校都開設(shè)了比較多的選修課程,提供了良好的實驗實習(xí)場地,就是為學(xué)生進(jìn)行個性化發(fā)展創(chuàng)造條件。
6結(jié)語
計算機(jī)導(dǎo)論課程的重要作用在于引導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)專業(yè)的基本知識,引導(dǎo)學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方式,引導(dǎo)學(xué)生初步建立計算思維,引導(dǎo)學(xué)生樹立綜合素質(zhì)培養(yǎng)意識,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的職業(yè)規(guī)劃。通過不斷更新教學(xué)理念和改進(jìn)教學(xué)方法,充分發(fā)揮計算機(jī)導(dǎo)論的上述“五導(dǎo)”作用,為學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程,成為高素質(zhì)的大學(xué)畢業(yè)生打好基礎(chǔ)。
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)