■北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，新疆工程學(xué)院信息工程學(xué)院 郭文明

北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 韓 芳

至2020 年，世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)連續(xù)召開了七屆，不難發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅成為了人們生活所必須，而且正實(shí)質(zhì)性地助力人們的未來生活質(zhì)量提升與共享發(fā)展，成為世界范圍內(nèi)信息時(shí)代的關(guān)鍵性標(biāo)識(shí)。同樣，找尋新時(shí)代新發(fā)展契機(jī)，構(gòu)建新發(fā)展格局，都離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)上升為我國(guó)新的國(guó)家戰(zhàn)略，成為各種工業(yè)實(shí)體的新依托，這是“互聯(lián)網(wǎng)+”的由來，也是新發(fā)展的未來表現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和普及，搶占互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新。讓計(jì)算機(jī)成為技術(shù)的基礎(chǔ)，成為大眾生存生活的基礎(chǔ)，增加人民福祉，首先要依托于人才培養(yǎng)，而人才培養(yǎng)來自于教育。計(jì)算機(jī)教育是關(guān)乎計(jì)算機(jī)技術(shù)長(zhǎng)效發(fā)展的基礎(chǔ)，而解決計(jì)算機(jī)教育中的不充分不平衡問題的關(guān)鍵是，既借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家教育體系，又要堅(jiān)持獨(dú)立自主的培養(yǎng)方式方法，要把核心課程和技術(shù)教育牢牢地掌握在自己手里。在這樣的站位與要求下，反觀我們現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)教育，存在以下幾個(gè)方面的不足。

一是技術(shù)應(yīng)用的高組織性與原理性教育結(jié)合不夠。當(dāng)今時(shí)代中國(guó)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)軟件的應(yīng)用已經(jīng)深植于大眾生活的各個(gè)環(huán)節(jié)，掃碼支付、醫(yī)療預(yù)約、智能家電等“傻瓜式”高組織性器材和服務(wù)家喻戶曉。但是，在增加人們技術(shù)恩惠的同時(shí)，卻很少有人知道其背后的圖像識(shí)別、自然語言處理、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等原理性知識(shí)。計(jì)算機(jī)成為人們生活不可或缺的組成部分或者生活必要工具，但計(jì)算機(jī)原理卻很少有人問津，這與其是生活必要組成與工具的地位嚴(yán)重不匹配。大中小幼教育中的工具學(xué)科以及基本知識(shí)、基本技能，都不是這樣的定位，也不是這樣的角色內(nèi)涵。不管是語數(shù)英，還是理化生、政史地，人們生活要用這些學(xué)科和知識(shí)，就要學(xué)習(xí)它們的原理，而計(jì)算機(jī)則缺少這份殊榮。當(dāng)然技術(shù)學(xué)科不能和基礎(chǔ)學(xué)科同日而語，但是就連傳統(tǒng)手工都要讓學(xué)生學(xué)懂其基本原理，何況計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為幾乎所有技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)和工具。

縱觀整個(gè)中小學(xué)的理科教育內(nèi)容，從平面幾何到立體幾何，從代數(shù)直線到函數(shù)曲線，從恒力運(yùn)動(dòng)到變速運(yùn)動(dòng)，從直線受力到正交分解，等等，如此連貫的理科知識(shí)設(shè)計(jì)安排對(duì)于學(xué)生的理科思維的培養(yǎng)無可厚非，但是向計(jì)算機(jī)教育遷移不夠也是事實(shí)。對(duì)于知識(shí)深挖的過度追求直指應(yīng)付考試，卻對(duì)這些知識(shí)的橫向聯(lián)結(jié)研究不夠，知識(shí)組合為了考試而設(shè)計(jì)，對(duì)于知識(shí)的綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)不足，這里就包括同樣處于生活基礎(chǔ)性、工具性地位的計(jì)算機(jī)原理教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)不夠，甚至把計(jì)算機(jī)原理性知識(shí)看作是少數(shù)專業(yè)人員的事情。所以，就有了“一公里缺陷”這樣一個(gè)問題。殊不知，高斯公式、解析幾何、導(dǎo)數(shù)梯度等高中基礎(chǔ)知識(shí)橫向和技術(shù)應(yīng)用拓展延伸，就是計(jì)算機(jī)原理性知識(shí)，因此改進(jìn)中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育課程，還計(jì)算機(jī)原理性知識(shí)的基礎(chǔ)工具地位，是計(jì)算機(jī)教育改革的方向。這樣，一方面可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用，另一方面也可以促進(jìn)其對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的理解，同時(shí)也能促進(jìn)高中生進(jìn)入工科領(lǐng)域時(shí)，快速提升調(diào)動(dòng)和應(yīng)用高中數(shù)理等方面的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的效率。

二是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的意識(shí)不足，對(duì)生產(chǎn)生活的計(jì)算機(jī)化思考不夠。計(jì)算機(jī)成為當(dāng)今民眾生活的基礎(chǔ)性工具，究其原因，在于其獨(dú)特的便捷性、智能化和集成性。教育要適應(yīng)這種形勢(shì)，一方面要滿足計(jì)算機(jī)時(shí)代的工具性知識(shí)教育需求，另一方面還要滿足計(jì)算機(jī)意識(shí)的培養(yǎng)，讓大眾學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)思維來看待自己的生產(chǎn)生活，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)生活的大面積嫁接，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來改善自己的生產(chǎn)生活狀態(tài)，優(yōu)化自己的生存環(huán)境。然而現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)并不令人滿意，來自大眾的主動(dòng)技術(shù)訴求以及內(nèi)驅(qū)動(dòng)力不足顯而易見。大眾對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用意識(shí)薄弱，生產(chǎn)生活的計(jì)算機(jī)化大多停留在專業(yè)領(lǐng)域，在民眾這端甚至出現(xiàn)盲區(qū)，這種狀況不僅影響計(jì)算機(jī)技術(shù)的惠民質(zhì)量，而且也制約了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展深度和寬度，低視了計(jì)算機(jī)對(duì)于信息化時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)“共享”建設(shè)的支撐作用。追根溯源，計(jì)算機(jī)教育缺陷難辭其咎。離散化、并行處理、遞歸嵌套等計(jì)算機(jī)思維并沒有作為中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育的重點(diǎn)，更很少激勵(lì)學(xué)生以這樣的思路去體驗(yàn)和感知生產(chǎn)生活，去發(fā)現(xiàn)和探究生活與環(huán)境之中的問題，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)弱化，計(jì)算機(jī)視角下觀察事物、把控生活的能力不足，大眾對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)和工程改進(jìn)的建議與刺激薄弱，計(jì)算機(jī)作為新時(shí)代的生活工具體現(xiàn)不夠。

三是學(xué)校課程教學(xué)體系科學(xué)化不夠。計(jì)算機(jī)教育既是學(xué)科性課程，又是工具性課程。大中小幼一體化設(shè)計(jì)是前者的要求，而思維、能力、意識(shí)培養(yǎng)是后者的內(nèi)涵，當(dāng)然兩者不可以截然分開。也就是說，計(jì)算機(jī)課程作為學(xué)校教育的重要組成，要滿足知識(shí)、能力、價(jià)值、情感等不同維度的需要，成為當(dāng)今學(xué)生全面發(fā)展的標(biāo)配。雖然不同的學(xué)段，要有不同的計(jì)算機(jī)教育目標(biāo)，但是上升為工具性學(xué)科或者領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)教育目標(biāo)也要有一貫性表達(dá)，即大中小幼聯(lián)通協(xié)調(diào)的計(jì)算機(jī)教育目標(biāo)，不能簡(jiǎn)單地把計(jì)算機(jī)教育看做另類，只和工程與技術(shù)有關(guān)，而和思維態(tài)度價(jià)值觀無關(guān)，和基礎(chǔ)性能力習(xí)慣無關(guān)，要讓計(jì)算機(jī)教育真正走向普通教育的核心。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)教育要擺脫目前相對(duì)單一的高組織化和高結(jié)構(gòu)化的以簡(jiǎn)單應(yīng)用為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)課程模式，擺脫教學(xué)考試都是圍繞著幾種流行的簡(jiǎn)單的軟件學(xué)習(xí)，以應(yīng)付中考計(jì)算機(jī)考試以及高中課程開設(shè)的現(xiàn)狀。之所以要改變，是因?yàn)檫@樣看似普及了計(jì)算機(jī)教育，甚至計(jì)入了中考成績(jī)，但是普及的質(zhì)量和內(nèi)涵偏低或者出現(xiàn)偏差，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)思維、計(jì)算機(jī)科學(xué)當(dāng)成了“工具”，而不是工具性學(xué)科或者領(lǐng)域。這樣做的后果是：計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用“分江而治”，相互脫節(jié)；學(xué)生缺少自主創(chuàng)新的熱情，滿足于簡(jiǎn)單操作，沒有用計(jì)算機(jī)視角看待事物的習(xí)慣；計(jì)算機(jī)教育的教師關(guān)注計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單應(yīng)用技術(shù)多，而關(guān)注計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)少，對(duì)于學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性活動(dòng)的實(shí)踐就更少；計(jì)算機(jī)教育教材與主干學(xué)科之間相貫通不足，教學(xué)內(nèi)容傾向于從主干學(xué)科中進(jìn)行抽離而不是相輔相成，計(jì)算機(jī)教育教學(xué)的體系結(jié)構(gòu)同計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用間不匹配；普遍造成了以考綱為學(xué)綱，計(jì)算機(jī)教育邊緣化，減弱了對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的普及，關(guān)門學(xué)技術(shù)，原地轉(zhuǎn)圈，不問實(shí)際，幫助學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新自然無從談起。

計(jì)算機(jī)的智能一方面是要代替人腦做事情，呈現(xiàn)給生活一個(gè)方便的集成體；另一方面是要再提高實(shí)際生活以及工作效率，而后者就要以計(jì)算機(jī)的思維方式方法來對(duì)待生活和生活環(huán)境。中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育目前停留在幾種簡(jiǎn)單的高組織性的軟硬件操作訓(xùn)練水平上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。相比之下，增加計(jì)算機(jī)原理性的、思維性的算法、程序、語言等知識(shí)學(xué)習(xí)與體驗(yàn)更為重要。計(jì)算機(jī)思維作為新時(shí)代的核心思維之一，其獨(dú)具代表性的離散化思想、確定性思想、有窮性思想，都是現(xiàn)代科學(xué)必不可少的。這些思維不僅映射著計(jì)算機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，更引導(dǎo)著未來科技走向，是中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育有力的著手點(diǎn)和課程選擇重點(diǎn)。

高等教育中設(shè)置的計(jì)算機(jī)專業(yè)，其課程結(jié)構(gòu)雖然依據(jù)大學(xué)辦學(xué)定位和學(xué)科發(fā)展背景而各不相同，但是由于受《華盛頓協(xié)議》中對(duì)計(jì)算機(jī)課程要求之影響，普遍存在著專業(yè)課程結(jié)構(gòu)松散，教學(xué)連貫性欠缺等問題，其核心是計(jì)算機(jī)專業(yè)教育對(duì)理學(xué)原理結(jié)合及其應(yīng)用不充分，計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的“學(xué)”“術(shù)”二元分治現(xiàn)象一定程度存在。計(jì)算機(jī)專業(yè)課程結(jié)構(gòu)的學(xué)理性折損，有的內(nèi)容設(shè)置停留在實(shí)證經(jīng)驗(yàn)上，刻板機(jī)械，學(xué)理知識(shí)的活性難以充分激發(fā)，實(shí)驗(yàn)規(guī)律的推廣領(lǐng)域變窄，在應(yīng)用領(lǐng)域活學(xué)活用不足，知識(shí)脈絡(luò)清晰度降低。而在專業(yè)基礎(chǔ)課程方面，同樣存在工科基礎(chǔ)學(xué)科向計(jì)算機(jī)專業(yè)課程打通不夠的問題，有的僅僅停留在理學(xué)原理教學(xué)上，出現(xiàn)了理論上的架空，工科特色教學(xué)體現(xiàn)不夠，缺乏應(yīng)用性，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)構(gòu)建工學(xué)模型助力弱，造成理論贅余和章節(jié)融通難。很多遷移能力欠缺的學(xué)生不能打通這“最后一公里”，知識(shí)結(jié)構(gòu)夭折在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科與工學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科銜接不暢上，導(dǎo)致日后學(xué)生利用理論工具處理實(shí)際問題受阻。

課堂上的表現(xiàn)也說明了這一點(diǎn)。教師課堂上機(jī)械展示案例，學(xué)生被動(dòng)地聽講，課堂交互性不高，學(xué)生參與度低，學(xué)生獨(dú)立處理計(jì)算機(jī)問題能力和原型構(gòu)建能力得不到有效培養(yǎng)與提高。究其原因，學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)欠缺，與計(jì)算機(jī)專業(yè)案例結(jié)合存在漏洞，沒有理論本領(lǐng)來與教師、同學(xué)互動(dòng)，而教師在課堂上對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的引導(dǎo)又往往跟不上，不能打通案例與學(xué)理背景之間的差距。最終造成學(xué)生在學(xué)、做、思三者結(jié)合的計(jì)算機(jī)閉環(huán)學(xué)習(xí)方式中，“做”的能力得不到遷移，學(xué)生計(jì)算機(jī)相關(guān)原理與實(shí)踐之間轉(zhuǎn)化受阻。

高等教育中的計(jì)算機(jī)專業(yè)與高職高專的相關(guān)專業(yè)不同，學(xué)生將來除了要應(yīng)對(duì)以編程為主的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，還要具有一定的計(jì)算機(jī)研究制造能力，所以要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課和實(shí)踐課的打通，避免滑入高職高專的培養(yǎng)模式。當(dāng)然即使是更加偏重應(yīng)用的高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)教育，同樣也需要增加對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)課程設(shè)置，以利于提高學(xué)生計(jì)算機(jī)素養(yǎng)，理解計(jì)算機(jī)的原理，就業(yè)后可以更加快速地掌握計(jì)算機(jī)新技術(shù)，以區(qū)別于中職教育對(duì)于程序員、技術(shù)員的培養(yǎng)模式。

綜上所述，中國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定位已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)型，從服務(wù)于高精尖領(lǐng)域向著構(gòu)建國(guó)際網(wǎng)絡(luò)秩序、構(gòu)建和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)命運(yùn)共同體轉(zhuǎn)變，這一風(fēng)向標(biāo)昭示著計(jì)算機(jī)教育在新時(shí)代要有新站位，要逐步確立計(jì)算機(jī)教育的工具化地位，要與當(dāng)代我國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求相適應(yīng)，重視計(jì)算機(jī)思維、意識(shí)和科學(xué)教學(xué)，要樹立計(jì)算機(jī)生產(chǎn)生活化觀念，消弭計(jì)算機(jī)制造和使用“兩張皮”現(xiàn)象，承認(rèn)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)性學(xué)術(shù)地位，讓計(jì)算機(jī)思維在專業(yè)人士和大眾之間得以統(tǒng)一，順暢交流，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、思維的大融通。讓計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)直接驅(qū)動(dòng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)創(chuàng)新，創(chuàng)造新格局，引領(lǐng)新時(shí)尚，形成多邊公治的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，促進(jìn)全球網(wǎng)絡(luò)空間的開放、合作、共享，計(jì)算機(jī)教育就要采取適時(shí)、審慎、穩(wěn)健的態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生跳出計(jì)算機(jī)作為簡(jiǎn)單工具玩具的應(yīng)用窠臼，深刻理解計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)與生產(chǎn)生活的關(guān)系，用計(jì)算機(jī)思維去研判生產(chǎn)生活環(huán)境的改變，在未來和世界競(jìng)爭(zhēng)中獲得更多的話語權(quán)，處于有利地位。