韓麗

摘 要：在工程教育專業(yè)認證背景下《計算機科學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)實踐中存在若干問題，結(jié)合本校的現(xiàn)狀對該課程的教學(xué)內(nèi)容體系進行了重新的構(gòu)建研究，以達到產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育取向，和以學(xué)生為中心的教育理念。

引言

2013年6月，《華盛頓協(xié)議》全會一致通過接納我國為該協(xié)議簽約成員，華盛頓協(xié)議是國際上針對本科工程學(xué)歷（一般為四年）的資格互認協(xié)議，確認由簽約成員認證的工程學(xué)歷基本相同。工程教育專業(yè)認證的意義是有利于構(gòu)建我國工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系，推進工程教育改革，進一步提高工程教育質(zhì)量?？梢越⑴c注冊工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認證體系，構(gòu)建工程教育與企業(yè)界的聯(lián)系機制，增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性?？纱龠M我國工程教育的國際互認，提升國際競爭力，認證重點關(guān)注的是教育產(chǎn)出，即受教育者在知識、能力和價值觀等方面發(fā)生的變化。這需要管理者和工科教師切實轉(zhuǎn)變理念，并提高教學(xué)水平和專業(yè)技能。工程教育專業(yè)認證的理解標準如圖1-1所示。

產(chǎn)出導(dǎo)向的教育取向包含以下幾個方面：我們想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？（目標）我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？（需求）我們?nèi)绾斡行У貛椭鷮W(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？（過程）我們?nèi)绾沃缹W(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？（評價）我們?nèi)绾伪Ｕ蠈W(xué)生能夠取得了這些學(xué)習(xí)成果？（改進）。[1]

《計算機科學(xué)導(dǎo)論》作為工程教育專業(yè)認證的支撐課程，我們對其進行了深一步的教學(xué)改革研究?！队嬎銠C科學(xué)導(dǎo)論》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生入學(xué)學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)必修課，它構(gòu)建在計算學(xué)科認知模型的基礎(chǔ)上，并以計算機科學(xué)的內(nèi)容為背景，從學(xué)科思想與方法層面對計算學(xué)科進行導(dǎo)引，著力提高學(xué)生的計算思維能力。它來源于ACM教育委員會對“整個計算學(xué)科綜述性導(dǎo)引”（計算機導(dǎo)論）課程構(gòu)建的要求，即用嚴密的方式將學(xué)生引入計算學(xué)科各個富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中。本課程為學(xué)生正確認知計算學(xué)科提供方法，為今后深入學(xué)習(xí)計算機課程作鋪墊。通過導(dǎo)論的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生更好的了解計算學(xué)科各主領(lǐng)域的基本內(nèi)容及其相應(yīng)的課程設(shè)置、計算學(xué)科中的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會和職業(yè)問題等內(nèi)容。[2]

一、現(xiàn)狀及需要解決的問題

《計算機科學(xué)導(dǎo)論》是高等院校計算機及相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。通常在新生入校的第一學(xué)期開設(shè)，他們在開始學(xué)習(xí)計算機專業(yè)時最容易出現(xiàn)的問題。主要體現(xiàn)在對于大多數(shù)從事計算機及相關(guān)的專業(yè)的學(xué)生來說，由于他們對計算機認知上的不同，往往會走很多彎路，甚至到了大學(xué)二年級，他們對計算機專業(yè)應(yīng)該掌握什么知識，還沒有一個清醒的認識。計算機專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容并不是怎么操作計算機及如何使用軟件，而是要了解計算機運行的一些原理和機制，熟悉軟件的開發(fā)過程和運行維護。學(xué)習(xí)目的不明確，導(dǎo)致了對于計算機科學(xué)知識學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性認識不足。有些學(xué)生認為從事計算機專業(yè)就是學(xué)習(xí)編寫程序，一旦寫不出代碼就認為自己能力不行，缺乏對自己掌握的知識體系的反思，從而喪失信心。由于計算機科學(xué)知識體系的龐雜性，有些知識往往需要學(xué)生主動探索與求知，而有的學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性和刻苦精神。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以課程和教師為中心的教學(xué)模式，如圖2-1所示。每門課的任務(wù)和教學(xué)安排都按固有的模式進行，沒有涉及到教學(xué)的對象和最終專業(yè)的培養(yǎng)目標。這樣就會導(dǎo)致我們的教育逐漸和社會對人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)，導(dǎo)致我們的學(xué)生在融入社會時會有一段瓶頸期，并且還存在有些學(xué)生大學(xué)畢業(yè)前夕會參加社會上的培訓(xùn)班，然后才會找到滿意的工作。這種情況的出現(xiàn)勢必引起整個教育界的恐慌，再此背景下工程教育專業(yè)認證給很多高校指明了方向。以結(jié)果為導(dǎo)向的教育模式如圖2-2所示。它所體現(xiàn)的是社會需求決定我們的課程體系，課程體系決定了我們的教學(xué)模式。

在此背景下，如何在《計算機科學(xué)導(dǎo)論》的教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地、科學(xué)地認識計算機科學(xué)，明確以后努力的目標是我們的首要任務(wù)。 通過本門課程的學(xué)習(xí)使計算機專業(yè)的學(xué)生剛進入大學(xué)就能全面了解計算機領(lǐng)域的專業(yè)知識，最新發(fā)展及應(yīng)用。使學(xué)生更好的掌握計算機硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)、職業(yè)道德、法律法規(guī)。使學(xué)生對今后學(xué)習(xí)的主要知識，專業(yè)方向有一個了解，為后繼課程構(gòu)建一個基本知識框架，為今后學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)知識進行科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)計算機科學(xué)導(dǎo)論使學(xué)生了解計算機行業(yè)的技術(shù)標準、軟硬件發(fā)展知識，新技術(shù)和計算機行業(yè)發(fā)展趨勢為學(xué)生今后的專業(yè)學(xué)習(xí)做一個良好的鋪墊，使學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)，職業(yè)道德法律法規(guī)。計算機科學(xué)導(dǎo)論實踐是“計算機科學(xué)導(dǎo)論”課程教學(xué)的重要實踐環(huán)節(jié)。通過上機實驗使學(xué)生熟練掌握計算機的基本操作，熟練掌握常用軟件的使用，增加學(xué)生的實際動手能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)其它計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程打下良好基礎(chǔ)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的激情。通過學(xué)習(xí)這門課程學(xué)生還應(yīng)了解計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科最初來源于數(shù)學(xué)學(xué)科和電子學(xué)科，學(xué)生除了要掌握本學(xué)科的各個知識領(lǐng)域的基本知識和技術(shù)外，還必須具有較扎實的數(shù)學(xué)功底，掌握科學(xué)的研究方法，熟悉計算機如何得以實際應(yīng)用，并具有有效的溝通能力和良好的團隊工作能力。培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。[3]

二、教改措施

1.學(xué)時的分配

根據(jù)CCC2002的建議，該課程開設(shè)學(xué)期通常在第一學(xué)期，教學(xué)學(xué)時以54個課時為宜，同時該課程須36個左右的課外實習(xí)及自主學(xué)習(xí)課時。結(jié)合我們學(xué)校的特點我們是50個學(xué)時（40授課+10實驗）的設(shè)置。同時有課外實踐和大作業(yè)的要求。這些學(xué)時的設(shè)定其實在我們的教學(xué)過程中是遠遠不夠的，我們要在課堂上培養(yǎng)學(xué)生對我們專業(yè)的正確認識，對相關(guān)行業(yè)建立信心，從而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

2.重新制定適應(yīng)工程認證的教學(xué)大綱。

以往我們學(xué)校的教學(xué)大綱里所涉及的內(nèi)容和非計算機專業(yè)的學(xué)生沒什么區(qū)別，教材選用和大綱的編制都是以大學(xué)計算機基礎(chǔ)。完全沒有凸顯本專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)導(dǎo)論的意義和導(dǎo)向，只是讓學(xué)生了解如下內(nèi)容：計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)、操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（Windows 7）、常用辦公軟件Word 2013、電子表格Excel 2013、演示文稿PowerPoint 2013、多媒體技術(shù)及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)、計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet應(yīng)用基礎(chǔ)、信息安全與職業(yè)道德、程序設(shè)計基礎(chǔ)、網(wǎng)頁制作、常用工具軟件以及計算機新技術(shù)簡介。側(cè)重點是基礎(chǔ)應(yīng)用。而我們重新制定后改為：計算機的發(fā)展過程與趨勢、計算基礎(chǔ)、計算機組成、計算機網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計語言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、操作系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、社會與職業(yè)道德、計算機新技術(shù)。通過對比新的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在我們側(cè)重的是對于計算機系統(tǒng)整體框架的認識和整個知識體系的完整性介紹。對于一些基礎(chǔ)的軟件類操作我們放在實踐和大作業(yè)部分?！坝嬎銠C科學(xué)導(dǎo)論”是整個計算機科學(xué)系統(tǒng)的一個縮影，每個知識點都是學(xué)生今后要開的一門或幾門專業(yè)課，所以要讓學(xué)生對內(nèi)容都能整體把握，建立一個良好的知識體系。在講授中要把握知識點與知識點的聯(lián)系。通過課堂教學(xué)我們要培養(yǎng)學(xué)生能夠在計算機軟硬件系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)過程中綜合考慮經(jīng)濟、社會、法律、安全、健康、文化、環(huán)境等因素；在計算機軟硬件開發(fā)工程實踐過程中具有明確的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念；能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的計算機軟硬件工程實踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響；了解計算機行業(yè)的技術(shù)標準、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠分析計算機工程實踐的經(jīng)濟效益與社會效益；了解職業(yè)性質(zhì)和責任，能夠在計算機工程實踐中自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范，具有責任感。

3.選擇合適的教材

目前計算機科學(xué)導(dǎo)論類的教材很多各有側(cè)重，但真正適合于計算機專業(yè)的教材并不多見，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀和教學(xué)目標，教學(xué)內(nèi)容的組織要全面，并有一定深度，同時大一學(xué)生對計算機的了解和熟悉程度參差不齊，所以講授時在內(nèi)容的組織上既要保證大多數(shù)學(xué)生能掌握基本的知識，又要保證有一定基礎(chǔ)的學(xué)生能有更進一步的提高。根據(jù)CCC2002中提出的“計算機科學(xué)導(dǎo)論”的教學(xué)提綱，結(jié)合我們在該課程教學(xué)中的體會和實踐，我們課程組自己編寫了適合我校情況的計算機科學(xué)導(dǎo)論教材。它涵蓋了計算學(xué)科課程體系的教學(xué)內(nèi)容歸結(jié)為14個知識體這些知識體系的構(gòu)成既具有核心集，又要靈活和富有彈性，突現(xiàn)教育的個性化。所以在“計算機科學(xué)導(dǎo)論”這門課中一定要把握整個計算機科學(xué)的體系，講清楚各個知識點之間的關(guān)系，使學(xué)生從系統(tǒng)的角度理解計算機科學(xué)體系。這樣也就是在整個“計算機科學(xué)導(dǎo)論”的授課中要使學(xué)生理清單元與單元的關(guān)系，從而達到總攬整個計算機科學(xué)體系的目的。[4]

4.加強實踐環(huán)節(jié)

“計算機科學(xué)導(dǎo)論”涵蓋的內(nèi)容較多，較抽象，加上學(xué)生入學(xué)時對計算機科學(xué)的認識程度參差不齊，講授時要循序漸進，由抽象到具體，條理要清楚，講出各個單元知識點之間的聯(lián)系，使學(xué)生對整個計算機學(xué)科的內(nèi)容有一個清晰的輪廓，同時要引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)的角度去學(xué)習(xí)和思考。通過實踐學(xué)生應(yīng)掌握計算機導(dǎo)論的基本內(nèi)容和方法。本實驗課程的任務(wù)是：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰?。培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、嚴肅認真的工作態(tài)度、主動研究的探索精神。動手能力一直是計算機專業(yè)學(xué)生應(yīng)該必備的一種素質(zhì)。對于大一的新生由于對計算機的應(yīng)用水平參差不齊，所以就要求老師不能一把抓，要因材施教。要給那些底子薄的學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的自信心，有些同學(xué)覺得和計算機之間又很遠的距離。因為在學(xué)習(xí)計算機科學(xué)導(dǎo)論的同時還開有程序設(shè)計的課程，對編程充滿了迷惑和恐懼，慢慢的就喪失了對計算機的熱情和耐心，所以這就要求我們在實踐環(huán)節(jié)由淺到深，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動手能力。編程和高中時的學(xué)習(xí)是一樣的，熟能生巧?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”在實踐課上培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源來學(xué)習(xí)的意識。通過我們的實踐教學(xué)能夠讓學(xué)生熟練地使用中文 Windows 7系統(tǒng)平臺，熟練地將Word2013、Excel2013、PowerPoint2013等軟件應(yīng)用于以后的學(xué)習(xí)生活中，并學(xué)會利用計算機網(wǎng)絡(luò)進行信息檢索和信息交流。通過實踐環(huán)節(jié)我們要使學(xué)生在計算機軟硬件開發(fā)工程實踐過程中具有明確的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展理念；能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的計算機軟硬件工程實踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響。[5]

結(jié)語

在工程教育專業(yè)認證背景下，如何更好的體現(xiàn)教育的產(chǎn)出，以學(xué)生為中心，讓《計算機科學(xué)導(dǎo)論》在教學(xué)過程中發(fā)揮出它的作用是本文的宗旨。我們是在學(xué)校現(xiàn)有的基礎(chǔ)上改進教學(xué)模式，以達到培養(yǎng)學(xué)生能夠適應(yīng)社會的發(fā)展，了解職業(yè)性質(zhì)和責任，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

參考文獻

[1]胡文龍，工程專業(yè)認證背景下的高校教師教學(xué)發(fā)展[J]，高等工程教育研[J]，2002（1）：p73-78.

[2]中國計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002研究組，中國計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002 [M]·北京：清華大學(xué)出版社，2002：p164-166.

[3]陳莉，劉曉霞，等，計算機專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索--從“計算機機導(dǎo)論”和“離散數(shù)學(xué)”談起[J]，高等理科教育， 2004 （2）： p51-55.

[4]蒙應(yīng)杰，大學(xué)計算機專業(yè)課程教學(xué)改革及實踐[J].高等理科教育， 2001教學(xué)成果專輯：p103-106.

[5]蒙應(yīng)杰，“計算機科學(xué)導(dǎo)論”的教學(xué)實踐研究[J]，高等理科教育，2006（6）：p72-75.