發(fā)布時(shí)間：2023-03-22 17:37:07
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)導(dǎo)論；教學(xué)改革； 教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
計(jì)算機(jī)導(dǎo)論是醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的第一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門(mén)入門(mén)課程，是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)完整知識(shí)體系的綜述。通過(guò)教學(xué)，學(xué)生可以對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的知識(shí)結(jié)構(gòu)有一個(gè)了解，明白自己的專業(yè)領(lǐng)域?qū)⒁獙W(xué)習(xí)哪些內(nèi)容，為深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程知識(shí)奠定基礎(chǔ)。
1傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)院校教學(xué)中存在的問(wèn)題[1]
近幾年，大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校的計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"這門(mén)課程，但是也存在一些問(wèn)題。體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：①?gòu)慕虒W(xué)內(nèi)容上，？訩是專業(yè)核心課的大雜燴，將"數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)"、組成原理、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、編譯原理等核心課程進(jìn)行簡(jiǎn)單的羅列，使教材的廣度和深度難以把握。？訪直接講授計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)，與非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)同樣的內(nèi)容。這2種都達(dá)不到計(jì)算機(jī)導(dǎo)論學(xué)習(xí)的目的。②在重視程度上，老師的重視程度不夠，沒(méi)有認(rèn)真的研究和分析，注重照本宣科，無(wú)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
因此，很有必要進(jìn)行課程的改革與創(chuàng)新，既能讓學(xué)生了解本學(xué)科專業(yè)體系，又能讓學(xué)生培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
2教學(xué)改革
2.1教師選擇 《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)專業(yè)完整知識(shí)體系的綜述，每一章的內(nèi)容都是一個(gè)完整的學(xué)科，那么我們可以組織具有較高水平的教師講授《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程，每一位老師講授自己相關(guān)研究領(lǐng)域的內(nèi)容，從而保證教學(xué)的高水平。各個(gè)教研室可以以本教研室的研究方向?yàn)轭}，為導(dǎo)論的某章涉及的學(xué)科開(kāi)設(shè)小型的講座或報(bào)告，從而使學(xué)生可以了解該學(xué)科的前沿，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.2教材選擇 選用優(yōu)秀的教材，甚至是國(guó)外的優(yōu)秀教材，并使用雙語(yǔ)教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的快速提升，這是提高教學(xué)水平的一種手段。
2.3教學(xué)內(nèi)容改革 通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的分析，在參考已有著作以及文獻(xiàn)中關(guān)于"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"內(nèi)容選取的基礎(chǔ)上，"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該包括以下幾個(gè)部分[2]：計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史、OFFICE及常用軟件的使用、計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、程序設(shè)計(jì)知識(shí)、軟件開(kāi)發(fā)知識(shí)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)。這樣的一種內(nèi)容選取模式，囊括了計(jì)算機(jī)知識(shí)體系的各個(gè)部分的內(nèi)容，每部分內(nèi)容都有其獨(dú)特的作用，能夠較好地適應(yīng)"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"的課程定位。
計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史的介紹，可以讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)技術(shù)的整個(gè)發(fā)展歷程，從中吸取成功的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)研究的的啟示。OFFICE及常用軟件的使用的學(xué)習(xí)，可以為以后的工作學(xué)習(xí)中相關(guān)軟件的使用掃除障礙。計(jì)算機(jī)組成知識(shí)、操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、程序設(shè)計(jì)知識(shí)、軟件開(kāi)發(fā)知識(shí)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心內(nèi)容，組成了計(jì)算機(jī)專業(yè)基本的框架，對(duì)這些知識(shí)的概括性學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)有一個(gè)大概性的了解，為將來(lái)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)興趣。
2.4理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，單純的理論性講授是非常抽象的，學(xué)生理解起來(lái)也非常困難。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力，更好的理解理論講授的內(nèi)容[3]。"OFFICE及常用軟件的使用"的實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生熟練掌握常用軟件的操作技能，為以后的日常工作、論文寫(xiě)作打好基礎(chǔ)。"計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)"的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠在老師的指導(dǎo)下真正打開(kāi)機(jī)箱觀察計(jì)算機(jī)的各組成部件，對(duì)CPU、主板、顯卡、風(fēng)扇、數(shù)據(jù)線等有一個(gè)直觀上的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生初步掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組裝和維護(hù)能力。"操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)知識(shí)"的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以初步了解操作系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接、環(huán)境配置、軟件的安裝與卸載。"程序設(shè)計(jì)知識(shí)、軟件開(kāi)發(fā)知識(shí)"的實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生參觀我系自主開(kāi)發(fā)的一些軟件，了解他們的性能、開(kāi)發(fā)的過(guò)程以及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。"計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全知識(shí)"的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)使用安全的重要性，學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)病毒的查殺等能力。實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)與練習(xí)，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，將抽象的理論知識(shí)變?yōu)榫唧w，復(fù)雜的知識(shí)變?yōu)楹?jiǎn)單，從而更好的理解理論知識(shí)。學(xué)生初步掌握了常用軟件的操作技能，了解了操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的基本使用方法，具備了簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組裝與維護(hù)能力，從而加深對(duì)常用辦公軟件、計(jì)算機(jī)組成、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全等相關(guān)理論知識(shí)的理解。
2.5教學(xué)方法改革 傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生學(xué)的教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)，但是在不丟棄的前提下，應(yīng)著重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，對(duì)每一章的內(nèi)容可以分組進(jìn)行報(bào)告或者討論。對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)小組輪流對(duì)某一章的內(nèi)容，通過(guò)搜集資料作概述性的報(bào)告，或者教師參與學(xué)生小組討論，并給予引導(dǎo)。
教學(xué)方法的改革可以引入現(xiàn)代教學(xué)手段，比如建立"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"課程網(wǎng)站，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，老師可以和學(xué)生進(jìn)行在線的交流。"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"課程網(wǎng)站可包括理論教學(xué)區(qū)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)區(qū)、自測(cè)習(xí)題、學(xué)習(xí)討論區(qū)等。理論教學(xué)區(qū)應(yīng)包括"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"課程的教學(xué)課件以及教學(xué)大綱、電子教案、課程錄像等指導(dǎo)性信息；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)區(qū)應(yīng)包含每一章的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；自測(cè)習(xí)題用于學(xué)生自測(cè)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；學(xué)習(xí)討論區(qū)用于當(dāng)前上課學(xué)生之間的學(xué)習(xí)探討、教師學(xué)生間的交流，也包括高年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)積累以及他們之間的交流。
2.6與學(xué)生互動(dòng)，了解學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本課程的意見(jiàn) 特別是在進(jìn)行小組討論的時(shí)候可以與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，詢問(wèn)學(xué)生對(duì)所講課程的哪一塊比較感興趣，了解學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的認(rèn)識(shí)。
上述改革內(nèi)容是我院在多年"計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的教學(xué)方面的改進(jìn)，并已經(jīng)在教學(xué)實(shí)踐中使用，取得了較好的教學(xué)效果。
總之， "計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"課程是計(jì)算機(jī)以及相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在整個(gè)專業(yè)的教學(xué)體系中起了非常重要的作用，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中一定要把握好"深度"和"廣度"的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]袁方，王兵，李繼民，等."計(jì)算機(jī)導(dǎo)論"的教學(xué)內(nèi)容改革探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（24）：149-152.
【關(guān)鍵詞】課程改革；計(jì)算思維；任務(wù)驅(qū)動(dòng)
0 引言
1989年，ACM攻關(guān)組提交了著名的“計(jì)算作為一門(mén)學(xué)科”報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程要培養(yǎng)學(xué)生面向科學(xué)的思維能力，是學(xué)生領(lǐng)會(huì)學(xué)科的力量，以及從事本學(xué)科工作的價(jià)值所在[1]。2001年，CC2001將計(jì)算機(jī)學(xué)科劃分為計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息工程、信息技術(shù)五個(gè)分支[2]。2005年，CC2005進(jìn)一步指出，該課程的關(guān)鍵是課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，ACM和IEEE-CS分別為這五個(gè)分支學(xué)科設(shè)計(jì)了相對(duì)獨(dú)立的課程體系，要求“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[3]。2002年中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)推出了《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》（China Computing Curricula 2002，簡(jiǎn)稱CCC2002），闡明了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育思想，對(duì)學(xué)科的定義、學(xué)科方法論、學(xué)科知識(shí)體系和內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃制定以及課程組織方法、畢業(yè)生應(yīng)具備的能力等方面做了系統(tǒng)全面設(shè)計(jì)，并將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)組織成知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次，其中知識(shí)領(lǐng)域是知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的最高層次，共14個(gè)領(lǐng)域，下設(shè)132個(gè)知識(shí)單元[4]。
目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的學(xué)科分支及課程體系一直沿用CC2005和CCC2002，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”設(shè)計(jì)5個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，涵蓋12個(gè)核心知識(shí)單元，分別是信息技術(shù)史、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概論、軟件工具和環(huán)境、語(yǔ)言翻譯簡(jiǎn)介、人機(jī)交互基礎(chǔ)、軟件演化、通信與網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的社會(huì)環(huán)境、職業(yè)責(zé)任和道德責(zé)任、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、隱私權(quán)和公民自由。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”是一門(mén)計(jì)算機(jī)專業(yè)的引導(dǎo)性課程，開(kāi)設(shè)在學(xué)生第一學(xué)年的第一個(gè)學(xué)期。本課程教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)表示方法學(xué)和數(shù)據(jù)加工表示方法等，最終對(duì)本專業(yè)各個(gè)學(xué)科的核心內(nèi)容、各個(gè)學(xué)科的關(guān)聯(lián)有全面、概要的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定入門(mén)的基礎(chǔ)。同時(shí)，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”該課程也是一次對(duì)學(xué)生具體而詳盡的專業(yè)思想教育，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)具有啟蒙作用。因此，依托學(xué)科課程體系，對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程進(jìn)行改革，優(yōu)化課程內(nèi)容、打造精英團(tuán)隊(duì)、改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和實(shí)踐能力非常重要。
1 課程教學(xué)存在的問(wèn)題
從計(jì)算機(jī)學(xué)科體系發(fā)展背景、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程大綱設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)際教學(xué)效果等方面分析，計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程建設(shè)主要存在以下問(wèn)題。
1.1 課程意義認(rèn)識(shí)不足
隨著中學(xué)階段信息技術(shù)課程的普及，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源獲取日益增多的社會(huì)環(huán)境下，一些學(xué)生和教師對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的地位認(rèn)識(shí)不足。學(xué)生將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程與“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程混為一談，在教學(xué)管理過(guò)程中，學(xué)生對(duì)大量的專業(yè)名詞感覺(jué)枯燥，理解困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，處于被動(dòng)接受狀態(tài)，缺乏自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生學(xué)完后感覺(jué)不到這門(mén)課程的意義，沒(méi)有起到為后續(xù)課程打基礎(chǔ)的作用。
1.2 教師對(duì)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容理解不夠，教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單化
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程信息量大，教師很難做到每個(gè)章節(jié)分配合理，重難點(diǎn)掌握恰當(dāng)，沒(méi)有潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，不能很好地幫助學(xué)生系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)學(xué)科體系結(jié)構(gòu)。教師在面臨繁多的學(xué)科體系要求下，很難貫徹執(zhí)行計(jì)算機(jī)學(xué)科體系的核心思想，在教學(xué)內(nèi)容上只是對(duì)核心內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化和壓縮，生搬硬套教學(xué)大綱，完成基本的教學(xué)要求。
1.3 教學(xué)方式陳舊
在信息化高速發(fā)展的環(huán)境下，學(xué)生習(xí)慣了依賴網(wǎng)絡(luò)、依賴手機(jī)電腦，這時(shí)，教師還采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只是簡(jiǎn)單的將黑板的“人灌”簡(jiǎn)單的改成了PPT的“電灌”，學(xué)生還是被動(dòng)地接受，課堂氣氛沉悶，學(xué)生沒(méi)有激情，教學(xué)效果不理想。
2 課程改革的思路
2.1 依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)?gòu)建課程的教學(xué)大綱
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)?；谟?jì)算思維的教學(xué)，是指通過(guò)建立一種合適的體系，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在課程教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的“探究”過(guò)程，在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用計(jì)算思維的方法獲取知識(shí)、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力、發(fā)展個(gè)性[5]。
2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM雜志上給出，并定義的計(jì)算思維（Computational Thinking）。周教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。2008年6月，ACM在網(wǎng)上公布的對(duì)CS2001（CC2001）進(jìn)行中期審查的報(bào)告（CS2001 Interim Review）（草案），開(kāi)始將美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授倡導(dǎo)的“計(jì)算思維”與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計(jì)算思維的本質(zhì)。根據(jù)ACM和IEEE-CS的要求，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生將來(lái)的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[6]。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”在課程大綱設(shè)計(jì)中，依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)Вη笠試?yán)密的方式將學(xué)生引入計(jì)算學(xué)科各個(gè)富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中，為學(xué)生正確認(rèn)知計(jì)算學(xué)科提供方法，為學(xué)生今后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的課程做鋪墊。下面列出“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教學(xué)大綱。如表1所示。
如表1所述，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱中包含了學(xué)科的宏大視野和學(xué)科各分支領(lǐng)域具有的共性的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會(huì)與問(wèn)題，要求學(xué)生理解計(jì)算思維，認(rèn)識(shí)學(xué)科形態(tài)，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)。課程大綱體現(xiàn)了在不斷地提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維進(jìn)行問(wèn)題求解能力的訓(xùn)練以及邏輯思維能力的培養(yǎng)，結(jié)合專業(yè)特色，將計(jì)算思維應(yīng)用到各個(gè)專業(yè)問(wèn)題的解決方法中去。
2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為目的改變教學(xué)表現(xiàn)形式
依據(jù)3.1中構(gòu)建的課程大綱，將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的所有教學(xué)內(nèi)容分模塊以不同的課堂形式表現(xiàn)。下面列出分模塊的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)表現(xiàn)形式。如表2所示。
2.3 打造可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新型的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”需要解決的主要問(wèn)題是讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展歷史，學(xué)科最新發(fā)展方向，職業(yè)基本行為規(guī)范和學(xué)科所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，因此需要教師能夠融會(huì)貫通的對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的講解，并能夠跟蹤學(xué)科的科研動(dòng)態(tài)，了解目前的重大科研成果，通過(guò)對(duì)前沿科學(xué)內(nèi)容的講解，開(kāi)拓學(xué)生的視野。因此，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師必須教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”中所涉及的知識(shí)映射的單門(mén)課程需要有循環(huán)教學(xué)2-3遍的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能夠非常清楚后續(xù)各課程之間的銜接關(guān)系，準(zhǔn)確地把握各類課程的引導(dǎo)性內(nèi)容和重要性內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)型專業(yè)人員擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人，以中、青年骨干教師為主體，形成由教授、副教授、講師、助教組成梯次合理的隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)中有教學(xué)效果優(yōu)秀、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的名師。
課程負(fù)責(zé)人熟悉各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)教育改革趨勢(shì)，能夠協(xié)調(diào)和凝聚團(tuán)隊(duì)成員的力量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員在課程建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段或?qū)嶒?yàn)、實(shí)踐教學(xué)等方面的教育教學(xué)改革中取得成果。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師要求掌握各種課堂技巧，根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容特色，靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，用通俗易懂的語(yǔ)言描述繁雜的專業(yè)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的興趣，讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)本門(mén)課程的重要性。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員要求具有創(chuàng)新性思維，在間教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)探討與論爭(zhēng)、教學(xué)方法交流、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)溝通等，產(chǎn)生教學(xué)實(shí)踐改革的創(chuàng)新思考，并在教學(xué)實(shí)踐中逐漸實(shí)施，形成通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的創(chuàng)新精神來(lái)促進(jìn)課程發(fā)展和培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)教師的良性循環(huán)。
2.4 合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，創(chuàng)造交互式課堂
根據(jù)上文所描述的模塊化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，在課堂教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生為中心，采用理論、實(shí)踐（2：1）的形式組織課堂教學(xué)。理論課堂以講解基本理論知識(shí)為重點(diǎn)，幫助學(xué)生運(yùn)用學(xué)科數(shù)學(xué)思想梳清整個(gè)學(xué)科脈絡(luò)，建立系統(tǒng)化的認(rèn)知模型。實(shí)踐課堂以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式組織教學(xué)，以團(tuán)隊(duì)小組的形式進(jìn)行考核。課堂教學(xué)方式是：①教師引導(dǎo)組長(zhǎng)運(yùn)用關(guān)注點(diǎn)的計(jì)算思維指導(dǎo)組內(nèi)的分工，將一個(gè)復(fù)雜的題目演變成一系列的子模塊；②各組員定期交流各自完成的情況，對(duì)于過(guò)程中遇到的問(wèn)題；③教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的方法進(jìn)行抽象、分析；④通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等各種途徑進(jìn)行自主檢索、探究、思考、討論；⑤最終形成問(wèn)題的求解思路；⑥在學(xué)生完成任務(wù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的歸納和總結(jié)，并演示、講解和答辯相結(jié)合進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解。通過(guò)這種課堂組織方式，激發(fā)學(xué)生的求知欲，改變學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)獲取知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，不再單純地依賴授課老師去教授知識(shí)。而課堂和老師的角色則發(fā)生了變化。老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問(wèn)題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識(shí)。1/3的時(shí)間課程教學(xué)中，除去需要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一些核心概念和學(xué)科形態(tài)外，如：計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在最新的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中的應(yīng)用問(wèn)題，第三次數(shù)學(xué)危機(jī)，職業(yè)道德，計(jì)算機(jī)未來(lái)的形態(tài)等問(wèn)題均可以采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式授課。學(xué)生需要課前根據(jù)老師布置的范圍了解和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，形成小組總結(jié)性文字，老師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和課前學(xué)習(xí)效果組織課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算思維的方式構(gòu)建學(xué)科脈絡(luò)，拓展學(xué)科視野。
理論教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)了學(xué)對(duì)知識(shí)的理解，訓(xùn)練了學(xué)生的計(jì)算思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力。
3 小結(jié)
論文通過(guò)對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱梳理、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)方法改革，在當(dāng)前“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)中注入了新的思路，體現(xiàn)了以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教育思想。
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關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程體系；培養(yǎng)管理
1背景
智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉的跨應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將把整個(gè)信息科學(xué)技術(shù)推向“智能化”的高度，這正是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，對(duì)于這方面人才的需求也越來(lái)越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專門(mén)知識(shí)，具備作為工程師或領(lǐng)導(dǎo)者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國(guó)內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計(jì)的高級(jí)專門(mén)人才。
高校應(yīng)穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生教育，夯實(shí)本科教育基礎(chǔ)并積極創(chuàng)造條件，大力開(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，良好科研素質(zhì)和較強(qiáng)創(chuàng)造能力的智能科學(xué)與技術(shù)工程師。
2教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)管理分析
智能科學(xué)與技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)類專業(yè)，其必修課程設(shè)計(jì)原則是使學(xué)生具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，尤其是大類專業(yè)招生教學(xué)的院校，通識(shí)課程主要是數(shù)學(xué)、物理文化基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)。專業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程，專業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)課程。計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學(xué)、微分方程、概率與統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算等；專業(yè)課程一般包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)等。
2.1學(xué)分
本科培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)分中，國(guó)內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢(shì)是逐步減少，追求少而精。國(guó)內(nèi)院校一般在130～190學(xué)分之間，如北京大學(xué)為150學(xué)分，清華大學(xué)為1 70學(xué)分，東南大學(xué)與浙江大學(xué)均為160學(xué)分，還有16學(xué)時(shí)為1學(xué)分的，也有18學(xué)時(shí)為1學(xué)分的。
中國(guó)臺(tái)灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺(tái)灣交通大學(xué)最低畢業(yè)學(xué)分為128學(xué)分，其中必修課程須達(dá)76學(xué)分（共同必修58學(xué)分+資工組核心須達(dá)分+（資工組副核心課程學(xué)分+另2組核心課程學(xué)分）），專業(yè)選修本系課程須達(dá)12學(xué)分，其他選修課程須達(dá)12學(xué)分，通識(shí)課程須達(dá)28學(xué)分（含外語(yǔ)課程必修8學(xué)分）。臺(tái)灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺(tái)灣“清華大學(xué)”為136學(xué)分，其中必修和必選學(xué)分126，其他與導(dǎo)師商量決定。
美國(guó)的大學(xué)各校差異較大。美國(guó)的學(xué)分計(jì)算有4學(xué)期制、兩長(zhǎng)一短制及兩學(xué)期制，其中加州大學(xué)伯克利分校為120學(xué)分，麻省理工大學(xué)為90學(xué)分，加州大學(xué)洛杉磯分校為186學(xué)分，斯坦福大學(xué)為180學(xué)分。
2.2教學(xué)管理
在教學(xué)管理上，斯坦福大學(xué)給學(xué)生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學(xué)院。除了醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生需要經(jīng)過(guò)一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個(gè)學(xué)期適當(dāng)時(shí)候隨意選擇專業(yè)，并且選擇專業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時(shí)滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。
國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實(shí)行按大類招生的學(xué)校之一，分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類，前兩年不分專業(yè)，按學(xué)科分類集中培養(yǎng)。
臺(tái)灣的大學(xué)專業(yè)也是按大類完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專業(yè)完成各學(xué)程，包括基礎(chǔ)課、核心課和進(jìn)階課。
教學(xué)分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu)，也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺(tái)灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺(tái)灣的大學(xué)教學(xué)分為課程與修業(yè)、學(xué)分學(xué)程。
2.3實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)
計(jì)算機(jī)類專業(yè)各大院校都強(qiáng)調(diào)課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而目前課程該如何進(jìn)行教學(xué)？這不僅是實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，如何以工程教育專業(yè)論證為目標(biāo)，怎樣使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學(xué)是主流實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，尤其是美國(guó)的大學(xué)，大作業(yè)體現(xiàn)的是實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的結(jié)合，是考查學(xué)生是否理解理論知識(shí)的重要途徑。學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，還進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)都屬于實(shí)踐創(chuàng)新性教學(xué)模式。例如，斯坦福大學(xué)程序設(shè)計(jì)范式課程重點(diǎn)比較C、C++、Java的特點(diǎn)和難點(diǎn)，每1～2周有一次大作業(yè)，針對(duì)不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類編程語(yǔ)言的應(yīng)用場(chǎng)合；麻省理工大學(xué)的課程計(jì)劃是必須先修12學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，再修3門(mén)或4門(mén)核心課程，最后選擇3門(mén)方向?qū)W科和1門(mén)關(guān)于該方向的實(shí)驗(yàn)課、2門(mén)專業(yè)拓展課。
3智能科學(xué)與技術(shù)課程體系分析
智能科學(xué)與技術(shù)課程體系在智能基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，需要安排基礎(chǔ)性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究，主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù)；自然語(yǔ)言處理與理解技術(shù)；知識(shí)處理（認(rèn)識(shí)）技術(shù)，包括知識(shí)提煉、知識(shí)分類、知識(shí)表示技術(shù)等；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是統(tǒng)計(jì)與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習(xí)技術(shù)；決策技術(shù)，即知識(shí)演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等；策略執(zhí)行技術(shù)，即控制與調(diào)節(jié)技術(shù)；智能機(jī)器人技術(shù)，特別是面向?qū)ｉT(mén)領(lǐng)域的智能機(jī)器人技術(shù)；智能機(jī)器人之間的合作技術(shù)；基于自然語(yǔ)言理解的智能人機(jī)交互與合作技術(shù)；智能信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
國(guó)內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)校包括北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)是第2批開(kāi)始培養(yǎng)智能專業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計(jì)劃中，專業(yè)必修課程（2分）包括：①專業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計(jì)、集合論與圖論、概率統(tǒng)計(jì)A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎(chǔ)（分）：數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、微機(jī)原理和信號(hào)與系統(tǒng)；③智能基礎(chǔ)（5學(xué)分）：腦與認(rèn)知科學(xué)與人工智能基礎(chǔ)。專業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計(jì)算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)、機(jī)器感知和智能處理實(shí)驗(yàn)、智能多媒體信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。選修組合課程（29～32學(xué)分）：學(xué)生按照自己的興趣，參考智能的2個(gè)專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術(shù)及其他：①公共核心課程（分）：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、模式識(shí)別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專業(yè)方向課程（11～15學(xué)分）：機(jī)器感知與智能機(jī)器人方向、智能信息處理與機(jī)器學(xué)習(xí)方向、新技術(shù)及其他。
西安電子科技大學(xué)智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計(jì)與分析、最優(yōu)化理論與方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能傳感技術(shù)、移動(dòng)通信與智能技術(shù)、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、智能系統(tǒng)平臺(tái)專業(yè)實(shí)驗(yàn)等課程及30多門(mén)選修課程。
建議各學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)院教學(xué)特色與實(shí)際需求，設(shè)計(jì)專業(yè)核心課程。北京大學(xué)偏重“信息處理”，湖南大學(xué)偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強(qiáng)調(diào)的一個(gè)前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于大計(jì)算機(jī)類，更需要大EECS專業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專業(yè)，計(jì)算機(jī)以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯、數(shù)據(jù)庫(kù)五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，因此信號(hào)與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器人學(xué)等；研究學(xué)位課程包括模式識(shí)別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)（人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別）、核心（智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應(yīng)用（機(jī)器人學(xué)）。
4結(jié)語(yǔ)
（1）在課程計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，教師需要遵循課程的時(shí)序圖，即描述課程的進(jìn)階關(guān)系，從本科直到研究生，同時(shí)還可以實(shí)行一定的修課限制，如臺(tái)灣交通大學(xué)計(jì)算機(jī)概論與程式設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計(jì)兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設(shè)計(jì)課程等。
（2）程序設(shè)計(jì)類課程用上機(jī)程序能力考試來(lái)設(shè)置合格條件，如臺(tái)灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計(jì)及格條件為通過(guò)“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測(cè)試作為程序設(shè)計(jì)課程通過(guò)的考核標(biāo)準(zhǔn)。
（3）鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目、競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)，如臺(tái)灣“清華大學(xué)”的綜合論文訓(xùn)練是由具有同等水平的項(xiàng)目訓(xùn)練成果或SRT（student research training）計(jì)劃項(xiàng)目以及其他課外科技活動(dòng)成果經(jīng)認(rèn)定后代替的。
（4）精煉的課程教學(xué)。核心課程應(yīng)該精且必須加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)，只有對(duì)方法和理論有正確的認(rèn)識(shí)才能掌握這門(mén)課程，而動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)才能真正融會(huì)貫通。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校的學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)后，都需要進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)教學(xué);教學(xué)改革;計(jì)算思維
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）33-0085-02
作為高等院?；A(chǔ)必修課之一的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程已經(jīng)開(kāi)設(shè)了20年左右，科技的發(fā)展與計(jì)算機(jī)聯(lián)系日益緊密，基礎(chǔ)的辦公操作能力已經(jīng)不能滿足人才發(fā)展的知識(shí)需求，計(jì)算思維因此應(yīng)運(yùn)而生。如何轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，調(diào)整課程內(nèi)容，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。
一、課程現(xiàn)狀
當(dāng)前的教學(xué)模式是一種知識(shí)型和技能型教學(xué)，關(guān)注點(diǎn)是計(jì)算機(jī)及其通用計(jì)算手段的應(yīng)用，如二進(jìn)制、微機(jī)原理、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等。而非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生未來(lái)對(duì)計(jì)算能力的需求則是支持各學(xué)科研究創(chuàng)新的新型計(jì)算手段，以及應(yīng)用計(jì)算手段進(jìn)行各學(xué)科的研究與創(chuàng)新。[1]
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的更新，包括教材編寫(xiě)的滯后性。許多高校的課程教學(xué)在一定程度上還是圍繞“舊知識(shí)”進(jìn)行教學(xué)組織，這也是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)備受質(zhì)疑的問(wèn)題之一。[2]
此外，學(xué)生生源狀態(tài)不一樣，計(jì)算機(jī)普及程度不同，因此大多數(shù)同學(xué)都有一定的基礎(chǔ)操作，只是能力參差不齊。因此，原有的操作知識(shí)不足以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)狀態(tài)容易低迷，作為第一學(xué)期的先開(kāi)課程，這種風(fēng)氣如果繼續(xù)延續(xù)，對(duì)后續(xù)課程學(xué)習(xí)造成不良影響。
二、改革思路
1.增強(qiáng)基礎(chǔ)教學(xué)意識(shí)，注重品德學(xué)風(fēng)培養(yǎng)
加大理論課程內(nèi)容的比重，注重基礎(chǔ)知識(shí)和常識(shí)教育，同時(shí)使學(xué)生建立科學(xué)的思維方式，幫助其確立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到真正的基礎(chǔ)作用。
此外，作為首批課程，不應(yīng)該僅僅注意其教學(xué)內(nèi)容上的基礎(chǔ)作用，還應(yīng)該注意糾正學(xué)生錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣，使學(xué)生少走彎路，以保障學(xué)生順利完成學(xué)業(yè)。同時(shí)注意將品德教育融于教學(xué)中，培養(yǎng)“品學(xué)兼優(yōu)”的學(xué)生是教育工作的最終目標(biāo)。
2.兼顧學(xué)生教學(xué)需求，認(rèn)可學(xué)生自學(xué)能力
學(xué)生是教學(xué)主體，應(yīng)該“以人為本”地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，因此應(yīng)該考慮學(xué)生考級(jí)以及今后學(xué)習(xí)工作需要，和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)水平不均衡的特點(diǎn)，適當(dāng)安排軟件操作內(nèi)容及學(xué)時(shí)。
同時(shí)認(rèn)可學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，“授之以魚(yú)不如授之以漁”，以及軟硬件的更新?lián)Q代速度飛快，故不應(yīng)以細(xì)節(jié)全面作為授課思路，而是把重點(diǎn)放在了開(kāi)發(fā)升級(jí)目的、基本操作、基本功用演示和應(yīng)用原則上，起到“領(lǐng)進(jìn)門(mén)”的作用，詳細(xì)操作提供參考書(shū)供學(xué)生課后自學(xué)。
3.具有教學(xué)專業(yè)特色，發(fā)揮課程教學(xué)意義
無(wú)論是理論知識(shí)還是實(shí)際操作，應(yīng)該通過(guò)大量的與授課專業(yè)相關(guān)的實(shí)例來(lái)說(shuō)明，以提高學(xué)生的共感意識(shí)，以期做到理論聯(lián)系實(shí)際。
作為必備的研究和開(kāi)發(fā)工具，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用和計(jì)算思維真正融入專業(yè)教學(xué)，使學(xué)生理解本門(mén)課程的開(kāi)設(shè)目的，是掌握在本專業(yè)方向中能夠依靠計(jì)算機(jī)做什么以及與計(jì)算機(jī)專業(yè)人員協(xié)作時(shí)所必須具有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技能，最大程度的發(fā)揮課程的教學(xué)意義。
4.強(qiáng)調(diào)素質(zhì)能力培養(yǎng)，圍繞計(jì)算思維核心
注重培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，鍛煉其文獻(xiàn)查閱、信息整合、研究分析能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，活學(xué)活用，使學(xué)生能夠可持續(xù)發(fā)展和自我發(fā)展。
將計(jì)算思維的理解和應(yīng)用分析貫穿整個(gè)教學(xué)始終，強(qiáng)調(diào)各種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中相關(guān)計(jì)算思維的特點(diǎn)、作用以及思考過(guò)程，使學(xué)生感性理解什么是計(jì)算思維的同時(shí)，學(xué)會(huì)應(yīng)用計(jì)算思維分析解決問(wèn)題。
三、改革形式
1.授課內(nèi)容
根據(jù)教改思路，結(jié)合教學(xué)大綱，選擇陳國(guó)良教授主編的《計(jì)算思維導(dǎo)論》作為教材同時(shí)，選擇夏耘等主編的《計(jì)算思維基礎(chǔ)》作為參考教材，并將這門(mén)課程分成8大專題，課時(shí)安排及授課順序如表1所示。
表1 學(xué)時(shí)安排表
專題 學(xué)時(shí)
計(jì)算思維基礎(chǔ)知識(shí) 4
計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ) 4
算法與編程語(yǔ)言 2
計(jì)算機(jī)軟件理論 2
操作系統(tǒng) 2
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 4
計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件 4
計(jì)算文化與職業(yè)道德 2
第一個(gè)專題是計(jì)算思維基礎(chǔ)。其主要知識(shí)點(diǎn)，一是讓學(xué)生了解科學(xué)和學(xué)科的分類和含義，作為大學(xué)的首開(kāi)課程，清楚自己的學(xué)習(xí)方向，明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo);二是讓學(xué)生了解科學(xué)思維和計(jì)算思維，使學(xué)生學(xué)會(huì)正確的方式方法來(lái)思考問(wèn)題，并列舉CAD應(yīng)用和模擬測(cè)試等實(shí)例，使學(xué)生感受到計(jì)算思維成果在自己專業(yè)方向上的具體應(yīng)用;三是讓學(xué)生了解計(jì)算理論以及計(jì)算模型和模式，使學(xué)生能夠以準(zhǔn)確的角度和定位來(lái)處理解決計(jì)算問(wèn)題，即具有一定專業(yè)知識(shí)和計(jì)算思維的設(shè)計(jì)者而非實(shí)現(xiàn)者。
第二個(gè)專題是關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件。其目的是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理及相關(guān)硬件的熟悉，信息的二進(jìn)制表示，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)能做什么，以及基本工作過(guò)程，以此強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模思維方式的重要性。
第三、四、五個(gè)專題是關(guān)于計(jì)算機(jī)軟件。第三個(gè)專題使學(xué)生了解需要通過(guò)編程語(yǔ)言編寫(xiě)具體算法控制計(jì)算機(jī)工作，而軟件即是其最終表現(xiàn)，以編程過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)需要培養(yǎng)自身的邏輯性、分析性和創(chuàng)新性思維。第四個(gè)專題從軟件系統(tǒng)組成，常見(jiàn)軟件，及軟件開(kāi)發(fā)三個(gè)方面，講解軟件的作用和開(kāi)發(fā)常識(shí)，使學(xué)生掌握專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)所需要具有的計(jì)算機(jī)知識(shí)，以強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、層次性、計(jì)劃性和協(xié)作性思維的必要性。第五個(gè)專題針對(duì)關(guān)鍵的操作系統(tǒng)軟件，從功能設(shè)計(jì)、管理操作、工作原理角度進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握操作的同時(shí)，理解其運(yùn)行實(shí)質(zhì)。對(duì)于并發(fā)、互斥、共享和加鎖等關(guān)鍵性技術(shù)，引入現(xiàn)實(shí)生活實(shí)例進(jìn)行講解，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問(wèn)題的類比移植思維。
第六個(gè)專題講解網(wǎng)絡(luò)基本原理，相關(guān)軟硬件等常識(shí)。使學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)的工作原理和相關(guān)設(shè)置操作，并強(qiáng)調(diào)其中的標(biāo)準(zhǔn)化、分布式思維，并根據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型再次強(qiáng)調(diào)協(xié)作性和層次性思維，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，使學(xué)生意識(shí)到除了考慮系統(tǒng)的功能性外還學(xué)要考慮系統(tǒng)的責(zé)任性。
作為補(bǔ)充知識(shí)，第七個(gè)專題根據(jù)學(xué)生教學(xué)需求，選擇常用軟件講解原理和基礎(chǔ)操作，并根據(jù)軟件界面及其操作的發(fā)展變化歷史，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)上“以人為本”的思維方式。第八個(gè)專題則學(xué)習(xí)相應(yīng)法律法規(guī)，進(jìn)行思想教育，建立正確的科學(xué)研究信念。
2.考核方式
（1）實(shí)驗(yàn)考核。將實(shí)驗(yàn)分成打字練習(xí)和軟件操作兩部分，又因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)不同，分別設(shè)置了選做和必做題目。選做部分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，根據(jù)具體知識(shí)點(diǎn)提供操作指導(dǎo)書(shū)，供基礎(chǔ)較差的學(xué)生自學(xué)。必做部分則是利用計(jì)算機(jī)等級(jí)考試等模擬系統(tǒng)，讓學(xué)生在指定時(shí)間內(nèi)完成指定題目并當(dāng)場(chǎng)給出成績(jī)，將其記錄下來(lái)作為期末成績(jī)的一部分。
這樣即在提高學(xué)生實(shí)際操作能力的同時(shí)，兼顧了學(xué)生等級(jí)考試的需要。因?yàn)榻虒W(xué)的最終目的是讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)，允許學(xué)生重復(fù)考核，保存最高分，以成績(jī)挑戰(zhàn)為驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)投入度。
（2）論文考核。論文能夠鍛煉邏輯思維，增強(qiáng)科研能力，同時(shí)在收集資料的過(guò)程中，對(duì)所學(xué)內(nèi)容加深理解，加深印象，與當(dāng)前素質(zhì)教育的要求相符。因此以論文代替了原有的選擇題抽查和其他課程的筆試考核方式，共分三個(gè)題目。
第一次題目為《為父母組裝電腦》，以經(jīng)濟(jì)適用角度確定電腦配置，并說(shuō)明理由。其目的使學(xué)生在掌握相關(guān)硬件知識(shí)得同時(shí)，能夠形成“有理有據(jù)有度”的思維意識(shí)，學(xué)以致用的思維習(xí)慣，以及以實(shí)際行動(dòng)關(guān)心愛(ài)護(hù)家人的思想品德。
第二次題目為《計(jì)算思維之我見(jiàn)》，分別從計(jì)算思維的含義及理解，所學(xué)計(jì)算思維應(yīng)用總結(jié)，個(gè)人生活中計(jì)算思維體現(xiàn)舉例等方面進(jìn)行論述，在對(duì)所學(xué)內(nèi)容復(fù)結(jié)的同時(shí)，使學(xué)生真正理解并掌握課程主旨。
第三次題目為《計(jì)算機(jī)法律法規(guī)》，將最后一章的內(nèi)容進(jìn)行自行總結(jié)，讓學(xué)生了解科技的發(fā)展和應(yīng)用必須在合理合法的條件下進(jìn)行，不以規(guī)矩不成方圓，其最終目的是建設(shè)而不是破壞。
論文表現(xiàn)形式和提交方法隨著課程進(jìn)展也設(shè)定了不同要求。第一次的論文在課程前期布置的，因此為紙質(zhì)手寫(xiě)，分班收交。后兩次則是在課程后期布置的，已經(jīng)學(xué)過(guò)相應(yīng)的軟件操作課程，因此分別要求做成電子文檔和演示文稿，并合理進(jìn)行格式設(shè)置和頁(yè)面布局，活學(xué)活用。提交形式則考慮今后教學(xué)過(guò)程中的常見(jiàn)需求，分別為郵件附件發(fā)送和文檔壓縮后FTP上傳，使學(xué)生盡早熟悉相關(guān)操作。
四、總結(jié)探討
經(jīng)過(guò)半學(xué)期的實(shí)踐，實(shí)際教學(xué)基本上能按照預(yù)期進(jìn)行，從學(xué)生的論文中也能體現(xiàn)出對(duì)該門(mén)課程的認(rèn)同和認(rèn)可。在今年等級(jí)考試監(jiān)考過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度也有一定的了解，更能合理分配時(shí)間。但也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。首先，學(xué)生對(duì)論文的意義理解不夠，預(yù)留時(shí)間短，資料查閱不足，未能實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育目的，需要教師在留作業(yè)之前，說(shuō)明寫(xiě)作意義，并對(duì)論文的書(shū)寫(xiě)完成進(jìn)行指導(dǎo)說(shuō)明。其次，學(xué)生自學(xué)意識(shí)不足，習(xí)慣應(yīng)試教育題海戰(zhàn)術(shù)，不愿意分析不喜歡總結(jié)，習(xí)慣問(wèn)答案，知其然不知所以然，還需要教師引導(dǎo)。最后，教師授課專業(yè)知識(shí)相對(duì)匱乏，理論實(shí)踐結(jié)合有一定困難度，需要和專業(yè)老師溝通。
參考文獻(xiàn)：
[1]戰(zhàn)德臣，聶蘭順，徐曉飛.“大學(xué)計(jì)算機(jī)”――所有大學(xué)生都應(yīng)學(xué)習(xí)的一門(mén)計(jì)算思維基礎(chǔ)教育課程[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011，（4）.
關(guān)鍵詞:職業(yè)技能;計(jì)算機(jī)專業(yè);獨(dú)立學(xué)院
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1引言
獨(dú)立學(xué)院以市場(chǎng)為導(dǎo)向,注重發(fā)揮高校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì),結(jié)合區(qū)域和地方的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化需要,培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型人才為主要任務(wù)。獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)的畢業(yè)生在就業(yè)時(shí)必然面對(duì)高職高專學(xué)校和IT職業(yè)培養(yǎng)機(jī)構(gòu)培養(yǎng)的技能型人才和研究教學(xué)型的二本高校培養(yǎng)的應(yīng)用型人才的競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)幾乎所有高校都開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)專業(yè),但是由于高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)與社會(huì)需求脫節(jié),每年都有部分計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生難以找到合適的工作。因此,如果獨(dú)立學(xué)院的計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生期望找到滿意的工作,除了掌握必備的專業(yè)理論知識(shí)、具備良好的學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新等能力外,還必須熟練掌握一種專業(yè)職業(yè)技能。
職業(yè)技能即掌握和運(yùn)用專門(mén)技術(shù)從事職業(yè)活動(dòng)的能力,包括智力技能和操作技能。智力技能以抽象思維為主要特征,借助大腦的內(nèi)部語(yǔ)言,以縮減的方式對(duì)事物的映像進(jìn)行加工改造而形成的。操作技能由一系列外部動(dòng)作構(gòu)成,經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練獲得的能夠完成一定任務(wù)的動(dòng)作系統(tǒng)。職業(yè)技能按其熟練程度可分為初級(jí)技能和技巧性技能。在具備初級(jí)技能后,如果繼續(xù)系統(tǒng)地反復(fù)練習(xí),動(dòng)作就會(huì)趨于自動(dòng)化,進(jìn)化至技巧性技能階段。操作技能是專業(yè)技術(shù)能力的有機(jī)組成部分,也是形成綜合能力的基礎(chǔ)。職業(yè)技能以一定的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ),在反復(fù)實(shí)踐的過(guò)程中形成并不斷。在職業(yè)技能的形成與強(qiáng)化過(guò)程中,智力技能和操作技能不能夠被割裂開(kāi),它們相互作用、相互影響并相互促進(jìn)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試可以檢驗(yàn)應(yīng)試者是否具備從事相應(yīng)專業(yè)崗位的水平與能力。它既是職業(yè)資格考試,又是專業(yè)技術(shù)資格考試,分設(shè)計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、信息系統(tǒng)和信息服務(wù)等五個(gè)類別,每個(gè)類別又分為高中低三個(gè)級(jí)別。通過(guò)某個(gè)類別的某個(gè)級(jí)別考試作為判斷應(yīng)試者是否具備某種職業(yè)技能的依據(jù)。
計(jì)算機(jī)人員在從事專業(yè)活動(dòng)中不可避免地要從事規(guī)模大小不等的軟件系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)或者部署等工作。因此,計(jì)算機(jī)軟件職業(yè)技能是其它計(jì)算機(jī)職業(yè)技能的基礎(chǔ)。因此,獨(dú)立學(xué)院必須重視培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)軟件職業(yè)技能。
2計(jì)算機(jī)軟件職業(yè)技能培養(yǎng)目標(biāo)
計(jì)算機(jī)軟件職業(yè)技能包括軟件需要分析、軟件設(shè)計(jì)、編程、質(zhì)量保證和部署等技能與能力。計(jì)算機(jī)軟件職業(yè)技能分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)三個(gè)循序漸進(jìn)的層次。初級(jí)階段側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于小規(guī)模問(wèn)題的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試技能;中級(jí)階段培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于中等規(guī)模問(wèn)題的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、部署與初步項(xiàng)目管理的基本綜合職業(yè)技能;高級(jí)階段則指學(xué)生畢業(yè)后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的職業(yè)活動(dòng),形成的全面、系統(tǒng)的職業(yè)技能。
除了具有良好的職業(yè)道德外,軟件開(kāi)發(fā)人員的職業(yè)技能表現(xiàn)為下述基本素質(zhì)和技能:
(1) 與開(kāi)發(fā)員、客戶或者管理者談判與溝通的能力;
(2) 與開(kāi)發(fā)小組其他成員或管理者協(xié)同工作的團(tuán)隊(duì)合作能力;
(3) 分析和解決相關(guān)問(wèn)題的能力;
(4) 掌握軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)方法,具備適應(yīng)發(fā)展的能力。
由于高職高專院校和IT職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)受其計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)制和學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)等約束,其主要目標(biāo)是在限定的時(shí)間內(nèi),培養(yǎng)學(xué)生的初級(jí)技能,畢業(yè)生經(jīng)過(guò)較短時(shí)間的培訓(xùn),能夠勝任程序員的工作。對(duì)于少數(shù)非常優(yōu)秀學(xué)生則可進(jìn)一步培養(yǎng)他們的中級(jí)職業(yè)技能。
獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)定位是至少具備初級(jí)軟件職業(yè)技能,除能夠勝任程序員的工作外,還應(yīng)該側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生具備軟件技術(shù)職業(yè)發(fā)展的必備素質(zhì),在具備幾年的軟件職業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者經(jīng)歷幾個(gè)大型項(xiàng)目后,能夠勝任軟件技術(shù)骨干或者管理崗位。
高級(jí)職業(yè)技能則需個(gè)體在具備中級(jí)技能的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的職業(yè)生涯的錘煉逐漸形成。這是重點(diǎn)本科學(xué)校的計(jì)算機(jī)學(xué)院或者研究生教育的目標(biāo)。
3初級(jí)與中級(jí)軟件職業(yè)技能培養(yǎng)
3.1初級(jí)軟件職業(yè)技能培養(yǎng)
計(jì)算機(jī)軟件的初級(jí)職業(yè)技能是從事計(jì)算機(jī)工作的專業(yè)人員所必需具備基本技能。初級(jí)技能培養(yǎng)的主要手段是以課程學(xué)習(xí)的課程實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)等專業(yè)實(shí)踐為主,從專業(yè)實(shí)踐中掌握技能。因此,在專業(yè)課程理論教學(xué)過(guò)程中,為了培養(yǎng)技能培養(yǎng),必須注重課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生編程能力的課程:C/C++程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程;側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生分析與設(shè)計(jì)能力的課程:軟件工程導(dǎo)論、高級(jí)軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和編譯原理。側(cè)重網(wǎng)絡(luò)編程能力培養(yǎng)的課程有:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等。
3.2中級(jí)軟件職業(yè)技能培養(yǎng)
中級(jí)軟件職業(yè)技能的培養(yǎng)在初級(jí)職業(yè)技能的基礎(chǔ)上,通過(guò)以團(tuán)隊(duì)為單位,一個(gè)以上規(guī)模適度的軟件系統(tǒng)的研發(fā),著重培養(yǎng)專業(yè)綜合實(shí)踐能力。主要環(huán)節(jié)有:生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是期望通過(guò)實(shí)習(xí)、聯(lián)合工作或者兼職工作的方式得到工程實(shí)踐的機(jī)會(huì),有效地提高工程實(shí)踐能力與技能。但是,當(dāng)難以提供工程實(shí)踐機(jī)會(huì)時(shí),則必須在實(shí)習(xí)基地等仿真環(huán)境模擬工程實(shí)踐。一個(gè)有效的方法是開(kāi)設(shè)專業(yè)綜合實(shí)踐課程,學(xué)生通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題或者完成一個(gè)項(xiàng)目,以達(dá)到提高綜合實(shí)踐能力的職業(yè)技能的目標(biāo)。
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在專業(yè)老師的指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)或論文。合格的畢業(yè)設(shè)計(jì)既是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù),也能夠有效培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,幫助學(xué)生由學(xué)習(xí)階段平穩(wěn)過(guò)渡到工作階段。
此外,與職業(yè)技能密切相關(guān)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、談判與溝通、良好的適應(yīng)發(fā)展等能力,也是職業(yè)技能培養(yǎng)中不可忽視的。
4主要措施
在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)專業(yè)職業(yè)技能時(shí),需要從如下幾個(gè)方面著手。
4.1構(gòu)建“與時(shí)俱進(jìn)”的人才培養(yǎng)方案
在四年的培養(yǎng)期限內(nèi),前三年完成通識(shí)課程、學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)核心課程、選修課程的學(xué)習(xí)。第四學(xué)年側(cè)重于學(xué)生的綜合實(shí)踐,上學(xué)期完成專業(yè)綜合課程實(shí)踐,下學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。設(shè)置計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、信息系統(tǒng)管理和信息服務(wù)五個(gè)方向的專業(yè)綜合課程實(shí)踐。專業(yè)綜合課程實(shí)踐訓(xùn)練是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇并完成一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。實(shí)訓(xùn)過(guò)程由從業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師或企業(yè)資深技術(shù)骨干負(fù)責(zé)指導(dǎo)。
構(gòu)建理論基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)三并重的教學(xué)體系是創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。圍繞應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo), 確立以基本素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ);以實(shí)踐能力培養(yǎng)為中心;以創(chuàng)新能力培養(yǎng)、形成一種職業(yè)技能為目標(biāo);確保專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
整個(gè)課程體系包括通識(shí)課程、學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)核心課程、選修課程三類模塊和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。專業(yè)課程教學(xué)側(cè)重于讓學(xué)生掌握知識(shí),課程實(shí)踐與課程設(shè)計(jì)側(cè)重于讓學(xué)生形成初級(jí)技能,生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)則側(cè)重于讓學(xué)生形成技巧技能。
學(xué)院不斷根據(jù)軟件企業(yè)和相關(guān)用人單位對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的要求和需求,及時(shí)修訂人才培養(yǎng)方案。目前的培養(yǎng)方案的總學(xué)時(shí)為2320學(xué)時(shí),相比前一方案減少144學(xué)時(shí)。在這144學(xué)時(shí)里,學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)興趣,參加專業(yè)老師指導(dǎo)的興趣小組,或者參與專業(yè)老師的科研課題的研究或者實(shí)驗(yàn)。
4.2探索“案例驅(qū)動(dòng)專業(yè)課程教學(xué)”的模式
職業(yè)技能的培養(yǎng)必須堅(jiān)持以實(shí)踐為基礎(chǔ),狠抓實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),不斷革新教學(xué),教學(xué)應(yīng)該融入與實(shí)踐相關(guān)的真實(shí)內(nèi)容,探索“教、學(xué)、練”三方面并重的教學(xué)方法。例如采用案例學(xué)習(xí),將真實(shí)項(xiàng)目作為學(xué)習(xí)案例;并選擇工業(yè)界典型項(xiàng)目,學(xué)生通過(guò)完成這類項(xiàng)目嘗試不同角色;通過(guò)學(xué)生自我管理項(xiàng)目進(jìn)程,并解決所面臨的問(wèn)題。
4.3開(kāi)展“以學(xué)生為中心”的實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)
課程實(shí)驗(yàn)不僅幫助學(xué)生理解與掌握專業(yè)課程的理論知識(shí),還有助于提高學(xué)生的實(shí)踐能力?！?+1”模式要求對(duì)每門(mén)專業(yè)課,課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)(包括課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì))的學(xué)時(shí)數(shù)之比達(dá)到1∶1。要求每門(mén)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須指定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材,每次實(shí)驗(yàn)必須完成具體的任務(wù)。此外,授課教師必須參與指導(dǎo)其所任教課程的學(xué)生實(shí)驗(yàn),了解學(xué)生對(duì)于理論的掌握情況和在實(shí)踐中存在的缺陷,并改進(jìn)教學(xué)。建設(shè)合理的實(shí)驗(yàn)室或者實(shí)習(xí)基地的軟硬件,學(xué)生在實(shí)踐中使的工具必須是最新的,以便學(xué)生就業(yè)時(shí)能夠?qū)⑿录夹g(shù)和工具帶進(jìn)工作單位,由此可實(shí)現(xiàn)一種技術(shù)轉(zhuǎn)變。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題有工程設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)理論等四種類型。結(jié)合獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)生現(xiàn)狀,應(yīng)該注重加大工程設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)類的課題比例。軟件設(shè)計(jì)類課題的教學(xué)應(yīng)貫徹“以學(xué)生為中心、老師指導(dǎo)為輔導(dǎo)”的原則,學(xué)生選擇指導(dǎo)老師和確定課題時(shí)應(yīng)有足夠的自由,課題由老師和學(xué)生雙方協(xié)商確定。學(xué)生在分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試和部署等方面應(yīng)該表現(xiàn)出主動(dòng)性,應(yīng)該由學(xué)生提出方案,和指導(dǎo)老師協(xié)商確定。
4.4建設(shè)“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì)
積極引進(jìn)具有多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干和資深管理人員,建設(shè)有助于培養(yǎng)學(xué)生的軟件職業(yè)技能的“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊(duì),定期邀請(qǐng)軟件專家來(lái)學(xué)院講學(xué)講座或者專業(yè)教師深入IT企業(yè),幫助學(xué)生了解軟件研發(fā)職業(yè)生涯的現(xiàn)狀與特點(diǎn)。
4.5融“專業(yè)興趣”于校園文化建設(shè)
校園文化是直接影響大學(xué)生成長(zhǎng)的環(huán)境因素,良好的校園環(huán)境有助于學(xué)生健康成長(zhǎng)。積極開(kāi)展第二課堂活動(dòng),有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)技能。如利用課余時(shí)間舉辦專業(yè)講座和專題報(bào)告、演講和辯論比賽、專業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽、課外科技活動(dòng)和參加社會(huì)實(shí)踐等。結(jié)合指導(dǎo)老師的科學(xué)研究方向,建立興趣小組,拓寬學(xué)生的知識(shí)面。成立嵌入式軟件調(diào)試、軟件測(cè)試和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)興趣小組,每個(gè)興趣小組均有指定的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,配備兩名以上專業(yè)指導(dǎo)教師,圍繞專業(yè)教師的研究興趣開(kāi)展創(chuàng)新型學(xué)習(xí)。
例如:筆者主持軟件設(shè)計(jì)與測(cè)試興趣小組,將“基于代數(shù)規(guī)約的Web服務(wù)測(cè)試技術(shù)研究”課題分解成六子課題,每個(gè)子課題由一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé),師生定期討論與報(bào)告,還通過(guò)面對(duì)面交流、電話聯(lián)系、QQ和電子郵件等方式指導(dǎo)學(xué)生,回答學(xué)生的疑難問(wèn)題等。小組各成員也都能自覺(jué)地在老師的建議下多種途徑地查找資料,相互討論,尋求解決方案。
此外,積極組織學(xué)生參加各種程序設(shè)計(jì)大賽,通過(guò)競(jìng)賽學(xué)生加強(qiáng)與其它本科院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的交流。如組織一個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)報(bào)名參加首屆“中科杯”全國(guó)軟件設(shè)計(jì)大賽,該團(tuán)隊(duì)由兩名2006級(jí)和一名2007級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生組成,教師從選題、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與擬定文檔資料方面提供幫助和給予指導(dǎo)。
4.6加強(qiáng)“以人為本”的學(xué)校管理
學(xué)校管理在大學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新等能力以及職業(yè)技能培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。確立“以人為本、全面發(fā)展、自律與他律相統(tǒng)一、管理與教育相結(jié)合、分類管理和綜合管理等原則”。盡快改善學(xué)生自由發(fā)展空間狹小、考試模式單一、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一等缺陷。鼓勵(lì)教師在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織管理等方面進(jìn)行創(chuàng)新改革。
通過(guò)本科專業(yè)學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練,學(xué)生所能夠達(dá)到的實(shí)踐程度仍然是有限的,只有在職業(yè)生涯中經(jīng)過(guò)各種項(xiàng)目,其職業(yè)技能才會(huì)不斷提高。
5結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)的畢業(yè)生在就業(yè)時(shí)需要面對(duì)研究教學(xué)型高校和高職高專院校培養(yǎng)的人才競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)狀,分析軟件職業(yè)技能高、中、低三個(gè)階段的特點(diǎn),提出應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的中級(jí)軟件職業(yè)技能為中心,完成本科人才的培養(yǎng)的其它目標(biāo),并建議培養(yǎng)方案修訂、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)和學(xué)生管理等多個(gè)角度強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)。
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Discussions on Developing Students’ Professional Ability of Computer Software for Independent College
YU Bo, QIN Ye-mei
(Swan College of Central South University of Forest and Technology, Changsha 410004, China)
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中一門(mén)關(guān)鍵的學(xué)科，它的應(yīng)用遍及社會(huì)的各行各業(yè)，計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)就是為社會(huì)輸送優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)人才，然而，一方面各大計(jì)算機(jī)公司常常感嘆很難招到令人滿意的員工；另一方面各大專院校很多計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生苦于找不到理想的工作。其中一個(gè)重要的原因是很多大學(xué)畢業(yè)生缺乏實(shí)踐動(dòng)手能力，尤其是不善于基于計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題。作為從事計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的大學(xué)教師，我們也應(yīng)該努力進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，為社會(huì)培養(yǎng)出更優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。為此，清華大學(xué)的王宏教授和吳文虎教授通過(guò)“賽課結(jié)合”提升大學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。課堂理論教育是計(jì)算機(jī)教育中的一個(gè)重要組成部分，但是單純的課堂講授與個(gè)別化教學(xué)都不能達(dá)到預(yù)期的效果。北京師范大學(xué)何克抗教授引入了混合式學(xué)習(xí)方法。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的積極性，國(guó)家教育部關(guān)于做好“本科教學(xué)工程”國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃實(shí)施工作的通知；上海交通大學(xué)的鄭益慧等老師提出推廣研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的教學(xué)方式。近年來(lái)，關(guān)于計(jì)算思維的研究對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革有著重要的指導(dǎo)作用，不僅有助于提高計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，而且有利于培養(yǎng)現(xiàn)代的科學(xué)思維方式。筆者在上述研究的啟發(fā)下，根據(jù)多年在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)和研究方面的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合在南京郵電大學(xué)的教學(xué)實(shí)踐和嘗試，提出一種遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)改革方法（cascadeprogressive-likepracticeteachingreform，簡(jiǎn)稱CPTR）。
1遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革的總體方案
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為。為了在實(shí)踐教學(xué)中體現(xiàn)這個(gè)基本思想，我們采用遞進(jìn)式的教學(xué)任務(wù)分解方法，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的3個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行具體的實(shí)施，其步驟是層層疊加、逐步深入，目標(biāo)是最終培養(yǎng)具有一定計(jì)算思維能力的專業(yè)人才。遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革的總體方案如圖1所示。首先，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要是通過(guò)給學(xué)生講解能夠反映計(jì)算思維的典型案例，讓學(xué)生相對(duì)獨(dú)立地求解一些案例，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)計(jì)算理論的應(yīng)用能力；其次，STITP環(huán)節(jié)主要是以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)參與一個(gè)能夠反映計(jì)算思維應(yīng)用的、相對(duì)完整的子集，在實(shí)踐中體會(huì)計(jì)算思維的理論；最后，第3個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于一個(gè)大學(xué)生而言，這是大學(xué)期間最后一個(gè)綜合性的實(shí)踐課程，教師從校內(nèi)的科研項(xiàng)目和校外的企業(yè)需求出發(fā)制訂畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)，著重培養(yǎng)學(xué)生解決相對(duì)復(fù)雜的計(jì)算和應(yīng)用問(wèn)題的能力。
2遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革方法的具體實(shí)施
2.1遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革方法的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生而言，在經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)等課程的學(xué)習(xí)之后，進(jìn)行相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)運(yùn)用計(jì)算思維求解問(wèn)題和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的很好機(jī)會(huì)[8]。以南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生為例，他們有一門(mén)課程設(shè)計(jì)是算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，16學(xué)時(shí)。為了貫徹計(jì)算思維中利用“抽象和分解的方法”控制龐雜的任務(wù)[7]，在實(shí)踐教學(xué)改革中，我們把16學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)分為5次課。5次課的總?cè)蝿?wù)是指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法解決一些實(shí)際問(wèn)題，考查學(xué)生實(shí)際的分析、編程、解決問(wèn)題能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神。每次課程又細(xì)分為教師任務(wù)和學(xué)生任務(wù)，兩種任務(wù)相互交互形成一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的抽象與分解如圖2所示。由于采用了任務(wù)分解和團(tuán)隊(duì)合作的方式，每個(gè)小組選擇一個(gè)組長(zhǎng)，小組成員的任務(wù)相同，但是解決問(wèn)題的方法可能不同。在“問(wèn)題剖析和疑問(wèn)交流”部分，學(xué)生有了相互交流和獨(dú)立思考的過(guò)程；在“大作業(yè)的問(wèn)答與驗(yàn)收”部分，指導(dǎo)教師根據(jù)提交的作業(yè)，對(duì)不同的解決方案進(jìn)行一題多解點(diǎn)評(píng)，擴(kuò)展學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解深度與廣度。
2.2遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革方法的STITP環(huán)節(jié)
這里的STITP是指南京郵電大學(xué)根據(jù)教育部相關(guān)通知展開(kāi)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，目的是通過(guò)實(shí)施該計(jì)劃改革人才培養(yǎng)模式，為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)高水平的創(chuàng)新人才。與課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不同，STITP環(huán)節(jié)是課外的、以學(xué)生為主體的實(shí)踐環(huán)節(jié)。STITP的具體實(shí)施分為3級(jí)的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃體系，即校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)。以2012年的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目為例，南京郵電大學(xué)共有378項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目獲得立項(xiàng)，包含國(guó)家級(jí)40項(xiàng)、省級(jí)45項(xiàng)和校級(jí)293項(xiàng)，其中40項(xiàng)國(guó)家級(jí)的STITP是南京郵電大學(xué)首次獲得國(guó)家資助的項(xiàng)目，筆者依托科研項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)的項(xiàng)目（0700412017）也是40項(xiàng)國(guó)家級(jí)的STITP之一。這種以科研促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的嘗試有利也有弊。弊在于這些課題對(duì)于大學(xué)本科生而言有一定的難度，并且本科生的課余時(shí)間比較少，同時(shí)兼顧學(xué)業(yè)和STITP項(xiàng)目很有挑戰(zhàn)性；利在于項(xiàng)目的申請(qǐng)結(jié)合了當(dāng)前計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，使得學(xué)生比較感興趣且有利于學(xué)生將來(lái)的就業(yè)和繼續(xù)深造。以筆者2012年指導(dǎo)的STITP項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目是研究壓縮感知理論在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。項(xiàng)目組的3名學(xué)生在2012年6—7月開(kāi)始學(xué)習(xí)壓縮感知的基礎(chǔ)理論知識(shí)，在2012年9—11月對(duì)壓縮感知和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有了一些理解。雖然每周都有多次的交流（包括每周的研究日志、讀書(shū)筆記、文獻(xiàn)討論等），但是他們有時(shí)對(duì)理論和算法還是不理解，不知道如何下手作研究。經(jīng)過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外的各種文獻(xiàn)，參加學(xué)術(shù)會(huì)議，聆聽(tīng)學(xué)術(shù)報(bào)告，他們逐步學(xué)會(huì)了計(jì)算過(guò)程的形式化描述、函數(shù)及其計(jì)算等相關(guān)的計(jì)算理論和計(jì)算模型，體會(huì)了計(jì)算思維在實(shí)際科研項(xiàng)目中的應(yīng)用，最后通過(guò)共同努力出色完成了該項(xiàng)目，并將研究成果WSNsDataAcquisitionbyCombiningHierarchicalRoutingMethodandCompressiveSensing發(fā)表在SCI期刊上。從目前的實(shí)踐教學(xué)改革情況看，雖然STITP項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程有一些困難和曲折，但是筆者指導(dǎo)的所有STITP項(xiàng)目均成功結(jié)題，學(xué)生通過(guò)STITP環(huán)節(jié)的鍛煉提高了自己的研究能力和團(tuán)隊(duì)合作能力?？傮w而言，利大于弊。
2.3遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革方法的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生對(duì)大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。作為指導(dǎo)教師，在遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革中，我們以計(jì)算思維為核心，強(qiáng)調(diào)“學(xué)以致用、圍繞應(yīng)用”，分3個(gè)階段指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先是前期階段，我們結(jié)合校內(nèi)的科研任務(wù)和校外的企業(yè)需求制訂畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，給學(xué)生提供參考文獻(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生完成開(kāi)題報(bào)告；其次是中期階段，我們根據(jù)中期考核表檢查學(xué)生的文獻(xiàn)調(diào)研情況、進(jìn)度等是否符合要求。目前，很多計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生沒(méi)有進(jìn)行深入思考就急著直接編寫(xiě)程序代碼，這不是一種科學(xué)的方法，因此在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思考具有重要的意義。最后一個(gè)階段是后期階段，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，撰寫(xiě)畢業(yè)論文，進(jìn)行答辯驗(yàn)收。考慮到畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)有一定深度的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，我們實(shí)行分層教學(xué)，因人施教，在兼顧大部分學(xué)生課題難度的同時(shí)，鼓勵(lì)一部分學(xué)生在CPTR第2個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上展開(kāi)深入的團(tuán)隊(duì)研究。以2013級(jí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，筆者作為指導(dǎo)教師，指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)從百度公司等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的需求出發(fā)，在這些學(xué)生前期積累的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目STITP基礎(chǔ)上，選擇大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中相互關(guān)聯(lián)的幾個(gè)子課題進(jìn)行研究，主要研究“分布式環(huán)境下大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分發(fā)、分析、挖掘和實(shí)時(shí)處理”，包括基于Hbase的實(shí)時(shí)讀寫(xiě)方案、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中的大規(guī)?？焖俜职l(fā)問(wèn)題、移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)分布規(guī)律、面向互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的推薦系統(tǒng)、通過(guò)分析淘寶等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究分布式實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)的處理策略等。這是業(yè)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，雖然很有挑戰(zhàn)性，但是學(xué)生的興趣很高。經(jīng)過(guò)大家的努力，團(tuán)隊(duì)成員不僅參與SCI期刊學(xué)術(shù)論文SemanticOverlayNetworkforLarge-ScaleSpatialInformationIndexing的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，還成功申請(qǐng)專利“一種基于P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的計(jì)算機(jī)集群快速擴(kuò)容方法”，整個(gè)團(tuán)隊(duì)還獲得2013年江蘇省普通高校本?？苾?yōu)秀團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。
3相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例和分析
我們從3個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)上述遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)改革CPTR的實(shí)踐成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、評(píng)估和分析，對(duì)于課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，筆者前后指導(dǎo)了6期算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，共157名學(xué)生，通過(guò)對(duì)學(xué)生“提交課程設(shè)計(jì)的大作業(yè)”部分書(shū)面作業(yè)的驗(yàn)收和口頭的問(wèn)答交流，判定最終獲得優(yōu)秀的學(xué)生比例為15.29%。雖然優(yōu)秀的比例不是很高，但是這說(shuō)明：一方面，實(shí)踐教學(xué)的改革仍然需要繼續(xù)，可以采取增加師生的比例等措施；另一方面，整體成績(jī)的好壞和學(xué)生群體的水平相關(guān)，需要教師在新生入學(xué)之后就貫徹和執(zhí)行計(jì)算思維教學(xué)改革。從總體上而言，CPTR實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式值得嘗試，既能發(fā)揮教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)作用，又可以充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體性與協(xié)作性，這與何克抗教授的教學(xué)改革理念也是一致的。對(duì)于STITP實(shí)踐環(huán)節(jié)，筆者作為指導(dǎo)教師共指導(dǎo)了11個(gè)小組的學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目申請(qǐng)，獲得了5個(gè)省級(jí)以上的項(xiàng)目，其中獲得國(guó)家級(jí)項(xiàng)目資助2項(xiàng)。按照表1的統(tǒng)計(jì)，我們實(shí)踐改革獲得“優(yōu)秀”的比例為45.46%，這里的“優(yōu)秀”數(shù)目是指成功申請(qǐng)并順利結(jié)題的江蘇省級(jí)STITP項(xiàng)目數(shù)。以2012年為例，全校立項(xiàng)的STITP總數(shù)是378，其中省級(jí)以上的項(xiàng)目數(shù)是85，此處的“優(yōu)秀”比例約是22.49%（因?yàn)榱㈨?xiàng)的85個(gè)項(xiàng)目不是都能順利結(jié)題的，這里取最高值作為近似計(jì)算），低于我們實(shí)踐改革取得的成績(jī)45.46%。改革成功的原因是在項(xiàng)目申請(qǐng)之前，我們以正在承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863計(jì)劃等科研項(xiàng)目為背景，嘗試以計(jì)算思維為核心，通過(guò)約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真等方法，對(duì)科研項(xiàng)目中的任務(wù)進(jìn)行劃分，把劃分后的一些子課題作為STITP的任務(wù)交給大學(xué)本科生，讓學(xué)生在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)踐中得到提高，取得理想的成績(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是CPTR的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，以筆者指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，總共參與的學(xué)生人數(shù)為34人，獲得院級(jí)、校級(jí)、江蘇省級(jí)的優(yōu)秀比例為58.82%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等級(jí)平均的優(yōu)秀比例。例如，南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、軟件學(xué)院2013年共有395人參加畢業(yè)設(shè)計(jì)，其中成績(jī)優(yōu)秀的為47人，優(yōu)秀率僅為11%。CPTR的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)情成功繼續(xù)攻讀碩士以上學(xué)位的學(xué)生人數(shù)為17，占50%，同時(shí)也有多名學(xué)生成功進(jìn)入一流IT企業(yè)工作，如阿里巴巴公司、百度公司等。由于在實(shí)踐指導(dǎo)過(guò)程中貫徹了計(jì)算思維的改革理念，強(qiáng)調(diào)了“利用啟發(fā)式推理尋求解答”，因此，無(wú)論是從畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績(jī)，還是從學(xué)生后續(xù)的發(fā)展情況來(lái)看，這種遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)改革是有成效和值得推廣的。
4結(jié)語(yǔ)
全面的了解整體性，層次性，動(dòng)態(tài)性和開(kāi)放的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，掌握計(jì)算機(jī)硬件和軟件的協(xié)同工作和互動(dòng)機(jī)制。隨著嵌入式計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算、并行計(jì)算和服務(wù)計(jì)算等多種計(jì)算系統(tǒng)出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象也呈現(xiàn)出新的特征：網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化、大數(shù)據(jù)化和智能化。信息產(chǎn)業(yè)形態(tài)的變化對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)的技術(shù)研發(fā)、安全性、效率等提出了新的要求，也對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新和實(shí)踐能力提出了更高的要求。如何更好對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件和硬件集成，使系統(tǒng)具有高性能和低成本的硬件，這是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)，高層次的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)必須掌握的基礎(chǔ)。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)人才來(lái)說(shuō)，必須建立“系統(tǒng)觀”，深刻理解以CPU、操作系統(tǒng)、編譯器為核心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理及三者間相互作用關(guān)系。對(duì)于高素質(zhì)創(chuàng)新性的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，其畢業(yè)生必須具備“系統(tǒng)能力”，能夠開(kāi)發(fā)一個(gè)包括CPU、對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)和編譯器在內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。能夠完成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)。面對(duì)新的形勢(shì)，主動(dòng)適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代社會(huì)發(fā)展、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，堅(jiān)持知識(shí)，能力，素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，一方面是課程體系和課程調(diào)整，一方面針對(duì)技術(shù)發(fā)展及時(shí)增加新的課程，已成為高教工作者們的共識(shí)。構(gòu)建課程群，處理好主干學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)系，整體設(shè)計(jì)和規(guī)劃，拔高學(xué)生的基本技能。將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高有機(jī)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)道德品質(zhì)教育與專業(yè)教育的結(jié)合，創(chuàng)造對(duì)學(xué)生有價(jià)值的培養(yǎng)，培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
二、軟硬件融合的教學(xué)體系改革
1.教學(xué)環(huán)節(jié)。
調(diào)整課程的知識(shí)體系和教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革的必然。教學(xué)中應(yīng)注重綜合應(yīng)用，減少課程設(shè)置重復(fù)。將基礎(chǔ)理論與最新科技成果結(jié)合，教學(xué)具有實(shí)時(shí)性。盡量縮小課堂教學(xué)與實(shí)踐之間的差距，這也對(duì)專業(yè)授課教師們提出了更高的要求。內(nèi)容上來(lái)看，各門(mén)課程獨(dú)立規(guī)劃、獨(dú)立教學(xué)，造成了知識(shí)點(diǎn)重復(fù)和銜接不連續(xù)。缺乏對(duì)完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)較為全面的說(shuō)明。課程體系建設(shè)建立在面向系統(tǒng)的角度，提高系統(tǒng)能力建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，為學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建成完整和系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并結(jié)合工程實(shí)踐，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的統(tǒng)一，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生可以根據(jù)一個(gè)指令集系統(tǒng)，自主設(shè)計(jì)CPU及對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)和編譯器系統(tǒng)，使學(xué)生具有充分開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)理論較多，概念較為抽象。通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示、仿真試驗(yàn)、遠(yuǎn)程交流等多種教學(xué)手段來(lái)強(qiáng)化理論教學(xué)，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主性設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)；畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合教師的科研任務(wù)，科研教學(xué)相結(jié)合，做到變抽象為具體，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常邀請(qǐng)科研院所第一線的工程技術(shù)人員作報(bào)告，了解重點(diǎn)工程的意義和研制過(guò)程，組織有關(guān)專家作專題講座，了解國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況和我們努力的方向，為學(xué)生步入工作崗位奠定基礎(chǔ)。我們選取數(shù)字邏輯電路、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理5門(mén)核心課程組建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類課程規(guī)劃。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐模塊。
為了盡快讓學(xué)生了解自己的專業(yè)背景，明確專業(yè)學(xué)習(xí)方向，在第1學(xué)期開(kāi)設(shè)導(dǎo)論課程，由資深教授或?qū)＜议_(kāi)設(shè)。引導(dǎo)學(xué)生按照專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，學(xué)生需要同步完成教學(xué)和實(shí)踐，我們需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，重點(diǎn)對(duì)各階段設(shè)置教學(xué)課程改革配套實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。按照這個(gè)思路，我們調(diào)整了原來(lái)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。既要鞏固知識(shí)和學(xué)習(xí)課程，同時(shí)也銜接測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)K，逐步完善實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。組成原理課程中將計(jì)算機(jī)底層硬件和程序設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，滲透了軟硬件協(xié)同的系統(tǒng)能力培養(yǎng)思想，并第一次在課程教學(xué)中引入了cpu設(shè)計(jì)，帶動(dòng)課程組走在了系統(tǒng)能力培養(yǎng)的前端。實(shí)踐教學(xué)模塊包括通識(shí)教育實(shí)踐，工程訓(xùn)練，課程實(shí)踐，學(xué)校實(shí)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)等。要明確實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)目標(biāo)，工程設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)強(qiáng)調(diào)工程系統(tǒng)的概念，形成各實(shí)踐環(huán)節(jié)的有機(jī)融合和相互促進(jìn)。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容和課程體系的設(shè)計(jì)和集成以多維的形式設(shè)置，提高了模塊化的課程。據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，結(jié)合社會(huì)的需求，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的要求，強(qiáng)化工程能力，把重點(diǎn)放在工程教育體系。結(jié)合民族特色，各類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，國(guó)內(nèi)外合作培養(yǎng)模型，促進(jìn)與海外和國(guó)內(nèi)著名高校的交流與培訓(xùn)，教育合作，實(shí)現(xiàn)全方位，多層次，寬領(lǐng)域地溝通，全面提高學(xué)生的素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，并提高學(xué)校的國(guó)際國(guó)內(nèi)影響力。創(chuàng)立“應(yīng)用文寫(xiě)作”、“管理科學(xué)”、“大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃與管理”、“大學(xué)生心理健康教育”等課程作為選修課程。通過(guò)國(guó)際交流與合作，開(kāi)拓視野，提高學(xué)生的適應(yīng)社會(huì)能力和技能。專業(yè)方向的軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐要求和結(jié)合國(guó)際的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)為學(xué)生提供先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，使學(xué)生可以學(xué)習(xí)和掌握國(guó)際先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)工具，以提高學(xué)生大型軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和與國(guó)際合作的實(shí)踐能力。培養(yǎng)學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)和掌握的技能，針對(duì)多樣化用戶需求，按照工程規(guī)范完成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、實(shí)施、交付與改進(jìn)，培養(yǎng)成本意識(shí)與問(wèn)題分析能力，具備運(yùn)用先進(jìn)的工程化方法、技術(shù)和工具從事軟件分析設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、維護(hù)等工作的能力，以及科研和工程項(xiàng)目的管理能力、團(tuán)隊(duì)成員之間協(xié)調(diào)和協(xié)作能力、技術(shù)創(chuàng)新能力和開(kāi)拓能力。根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，考慮專業(yè)學(xué)生的整體水平，同時(shí)提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性。為了促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，尊重學(xué)生的興趣和特長(zhǎng)，培養(yǎng)人才，允許和鼓勵(lì)學(xué)生完成核心課程的基礎(chǔ)上，多學(xué)科的選修自己感興趣的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程模塊。積極探索模塊化培養(yǎng)模式，促進(jìn)輔修專業(yè)制度，“2+2”中外聯(lián)合培養(yǎng)，這碩博連讀，跨學(xué)科的人才培養(yǎng)模式。逐步推進(jìn)研究性教學(xué)，強(qiáng)化創(chuàng)新思維，創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)，注重學(xué)科交叉融合，建立創(chuàng)新計(jì)劃，加強(qiáng)創(chuàng)新和創(chuàng)新的方法來(lái)教育理論，鼓勵(lì)學(xué)生多渠道獲取創(chuàng)新學(xué)分。邀請(qǐng)企業(yè)家來(lái)講課項(xiàng)目納入學(xué)校課程應(yīng)不低于6學(xué)分以內(nèi)。堅(jiān)持以專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)特色相結(jié)合，充分體現(xiàn)當(dāng)?shù)貙W(xué)校的特色專業(yè)。特別是，特色專業(yè)緊跟行業(yè)的發(fā)展，并進(jìn)一步強(qiáng)化專業(yè)優(yōu)勢(shì)。從國(guó)內(nèi)外的創(chuàng)新教育經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，進(jìn)一步推進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才特殊的培養(yǎng)，實(shí)施培訓(xùn)，以適應(yīng)信息化社會(huì)的所需要的高品質(zhì)及創(chuàng)新型人才。
三、建立多元的教學(xué)評(píng)價(jià)體系
關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；算法；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）32-7291-03
目前，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)已成為計(jì)算機(jī)教育重點(diǎn)研究的課題之一，作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的理想課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)問(wèn)題求解的基本思路和方法，具有一定的編程能力，并能理解計(jì)算機(jī)思維的過(guò)程和學(xué)會(huì)利用計(jì)算學(xué)科的思想、理論、方法和技術(shù)解決客觀世界實(shí)際問(wèn)題的思維方法，然后把相應(yīng)的思維與方法內(nèi)化為“方法論”，更廣泛地為工作、學(xué)習(xí)與生活服務(wù)。因此在《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)中探索適合培養(yǎng)計(jì)算思維能力的教學(xué)方法十分必要。
1 計(jì)算思維
最早提出計(jì)算思維教育理念的是美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的周以真（Jeannette M. Wing） 教授，計(jì)算思維的概念一經(jīng)提出就引起了國(guó)內(nèi)外教育界的廣泛關(guān)注，周以真教授倡導(dǎo)的是系統(tǒng)的加強(qiáng)計(jì)算思維教育。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為[1]。它包括了反映計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一系列思維活動(dòng)。周以真教授認(rèn)為計(jì)算思維是人的思維，是人們利用計(jì)算科學(xué)的思想、方法、理論和技術(shù)解決客觀世界實(shí)際問(wèn)題的思維方法，這與我們強(qiáng)調(diào)的培養(yǎng)學(xué)生具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力是一致的。周教授認(rèn)為計(jì)算思維是一種遞歸的思維、是一種通過(guò)約簡(jiǎn)、轉(zhuǎn)化和仿真等方法將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題解析成一個(gè)我們會(huì)求解問(wèn)題的思維方法、是一種基于關(guān)注點(diǎn)分離的方法、是一種采用抽象和分解來(lái)進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、是一種利用啟發(fā)式推理尋求解答的方法，對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮它的簡(jiǎn)潔和美，對(duì)一個(gè)程序的評(píng)價(jià)要考慮它的準(zhǔn)確性和效率。計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象（Abstraction）和自動(dòng)化（Automation）[2]，反應(yīng)了計(jì)算的最根本問(wèn)題[3]：什么能被有效的自動(dòng)進(jìn)行？周以真教授還認(rèn)為計(jì)算思維不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家，它應(yīng)是每個(gè)人應(yīng)有的基本技能，對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，我們更應(yīng)該培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力，在大學(xué)中應(yīng)將計(jì)算思維能力培養(yǎng)推進(jìn)大學(xué)通識(shí)教育之中。其實(shí)周教授所描述的計(jì)算思維教育一直隱藏在我們的教學(xué)中，計(jì)算思維教育重要目標(biāo)之一就是培養(yǎng)解決問(wèn)題的良好意識(shí)，而我們?cè)诮虒W(xué)中有意無(wú)意地都在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，只不過(guò)在以前的教學(xué)中未將這種思維特征顯式的表示出來(lái)而已。美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教師協(xié)會(huì)指出，學(xué)校的每一類課堂教學(xué)都應(yīng)該采用計(jì)算思維這樣一個(gè)工具。對(duì)于大學(xué)一年級(jí)學(xué)生必修的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程來(lái)說(shuō)，究竟采用什么樣的教學(xué)方法才能更有助于學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，值得我們探究。
2 計(jì)算思維教育與《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)
計(jì)算思維教育的最主要的目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的良好意識(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)碰到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，就能意識(shí)到能否利用計(jì)算學(xué)科的思想、方法和技術(shù)來(lái)求解。當(dāng)學(xué)生具備了應(yīng)用意識(shí)以及相關(guān)知識(shí)，碰到應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題時(shí)就會(huì)意識(shí)到如何去解決。計(jì)算思維能力的培養(yǎng)不僅要培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的意識(shí)，同時(shí)還要培養(yǎng)相應(yīng)的能力，只有這樣才能掌握正確求解問(wèn)題的方法和技術(shù)，才能達(dá)到解決問(wèn)題的目的。所以說(shuō)計(jì)算思維教育不是灌輸一大堆概念與知識(shí)，而是要注重培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的思想、方法、意識(shí)、興趣和能力。計(jì)算思維最本質(zhì)的內(nèi)容是抽象與自動(dòng)化：抽象是通過(guò)簡(jiǎn)化、轉(zhuǎn)換、嵌入、遞歸等方法將一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為許多簡(jiǎn)單問(wèn)題，然后再進(jìn)行求解的過(guò)程[4]；自動(dòng)化是利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解，以彌補(bǔ)人的計(jì)算缺陷。抓住了這兩個(gè)核心就能有效地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
程序設(shè)計(jì)類課程是訓(xùn)練學(xué)生思維的一個(gè)非常有效的平臺(tái)，計(jì)算機(jī)專業(yè)會(huì)開(kāi)設(shè)多門(mén)程序設(shè)計(jì)類課程，但對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，一般只開(kāi)設(shè)一門(mén)程序設(shè)計(jì)類課程，所以大一開(kāi)設(shè)的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著非常重要的作用，事實(shí)上《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程中的許多知識(shí)為計(jì)算思維的培養(yǎng)提供了很好的案例。但這門(mén)課程目前大多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法：“先講授理論知識(shí)，然后上機(jī)實(shí)踐”，上機(jī)實(shí)踐的目的也是用來(lái)鞏固課堂上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。隨著知識(shí)點(diǎn)的增多，大量難理解、難記憶的新概念和新規(guī)則的出現(xiàn)，學(xué)生會(huì)覺(jué)得這門(mén)課程越來(lái)越難學(xué)，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性逐漸下降，學(xué)習(xí)效率低下。并且這種偏重于理論講解的教學(xué)方法，在一定程度上束縛了學(xué)生思維的發(fā)展，大多數(shù)學(xué)生面對(duì)實(shí)際問(wèn)題的求解和實(shí)際應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)根本無(wú)從下手，限制了學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力的發(fā)展。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的主要任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，編程能力是計(jì)算思維和技能化知識(shí)的綜合體現(xiàn)，而檢驗(yàn)計(jì)算思維能力的結(jié)果就是實(shí)踐操作，所以在教學(xué)中一定要重視實(shí)踐環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求學(xué)生能編寫(xiě)程序解決實(shí)際問(wèn)題，如果學(xué)生不能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、也沒(méi)有探索精神，那對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是有一定難度的。如果上機(jī)環(huán)節(jié)沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的案例和問(wèn)題，學(xué)生也會(huì)感到乏味，從而知難而退。所以，要提高學(xué)生的編程能力就要有目的對(duì)學(xué)生的抽象思維、算法設(shè)計(jì)、代碼編寫(xiě)、程序調(diào)試、程序分析等能力進(jìn)行訓(xùn)練，同時(shí)要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將計(jì)算思維融入到《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)中將會(huì)改變學(xué)生的思維方式，在教學(xué)時(shí)還應(yīng)把握一個(gè)中心點(diǎn)：計(jì)算思維是一種方法論，從方法論層面培養(yǎng)學(xué)生求解問(wèn)題的意識(shí)，這樣課程就會(huì)變得生動(dòng)有趣了，學(xué)生也容易接受。然而，運(yùn)用什么樣的教學(xué)方法才能有效的將計(jì)算思維融入到《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)中，以提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)抽象和分解問(wèn)題的能力，是一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)然，讓學(xué)生潛移默化地掌握計(jì)算思維，無(wú)疑是最佳選擇。
3 面向計(jì)算思維能力培養(yǎng)的課程教學(xué)方法改革
3.1融計(jì)算思維于案例教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
我?！禖語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)是面對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，所以教學(xué)中應(yīng)與學(xué)生所學(xué)的學(xué)科專業(yè)聯(lián)系起來(lái)，對(duì)不同的學(xué)科專業(yè)選用不同的教學(xué)案例，通過(guò)合適的、面向不同學(xué)科專業(yè)的實(shí)例達(dá)到既闡析計(jì)算思維，又給出面向特定學(xué)科專業(yè)的范例教學(xué)效果。具體的做法是：先選用合適的應(yīng)用實(shí)例并提出問(wèn)題，然后由問(wèn)題引入知識(shí)點(diǎn)、由知識(shí)點(diǎn)帶動(dòng)語(yǔ)法的掌握、由語(yǔ)法規(guī)則推動(dòng)計(jì)算思維的理解。也就是說(shuō)先讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)產(chǎn)生興趣，有了一定的感性認(rèn)識(shí)后再提升到理論高度，循序漸進(jìn)地掌握知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，面對(duì)體育專業(yè)的學(xué)生就可舉“大獎(jiǎng)賽評(píng)分”的例子，面對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生可選用“求1！+2！+3！+……+20！的值”、“判斷一個(gè)數(shù)n是否為素?cái)?shù)”、“打印乘法九九表”等這種與數(shù)學(xué)有關(guān)的例子，面對(duì)英語(yǔ)專業(yè)、中文專業(yè)的學(xué)生可選用“從鍵盤(pán)輸入20個(gè)字符，分別統(tǒng)計(jì)出其中大寫(xiě)字母、小寫(xiě)字母、數(shù)字字符、空格字符和其它字符的個(gè)數(shù)”的例子，其它的專業(yè)可選用“猴子吃桃問(wèn)題”：有若干個(gè)桃子，猴子每天早上吃前一天剩下的一半零一個(gè)，到第十天時(shí)只剩下一個(gè)桃子，問(wèn)猴子在吃這些桃子之前共有多少個(gè)桃子？由于這些問(wèn)題或者與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)有關(guān)聯(lián)或者比較有趣，學(xué)生會(huì)由此對(duì)所學(xué)的知識(shí)也產(chǎn)生興趣，而且這些例子都具有計(jì)算思維的顯著特征，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是非常好的案例，學(xué)生也能在興趣中主動(dòng)接受新知識(shí)及培養(yǎng)思維。
計(jì)算思維是一種問(wèn)題求解的思維，它將問(wèn)題求解的過(guò)程用程序化的方式表達(dá)出來(lái)[5]，計(jì)算思維的自動(dòng)化是“機(jī)械式”的按照步驟自動(dòng)執(zhí)行，因此對(duì)問(wèn)題的求解就要有精確的算法描述和嚴(yán)格的符號(hào)表示。當(dāng)學(xué)生面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，根據(jù)已有的知識(shí)提出問(wèn)題求解的方案，并用算法進(jìn)行描述，然后編寫(xiě)程序，最后用機(jī)器來(lái)驗(yàn)證問(wèn)題求解結(jié)果。例如對(duì)于“猴子吃桃問(wèn)題”這個(gè)案例，根據(jù)計(jì)算思維的特征和高效，引導(dǎo)學(xué)生用計(jì)算思維的遞歸方法發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生用N-S圖精確描述算法，再用C語(yǔ)言中相應(yīng)的語(yǔ)句編寫(xiě)程序。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)遞歸算法的思想和過(guò)程，并掌握遞歸方法和C語(yǔ)言中相應(yīng)的知識(shí)和語(yǔ)法，當(dāng)碰到類似的問(wèn)題就會(huì)想到用類似的方法解決問(wèn)題。
3.2采用多角度思維訓(xùn)練的教學(xué)方法，以激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程中計(jì)算思維能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，那在教與學(xué)過(guò)程中如何培養(yǎng)呢？首先教師要設(shè)計(jì)一個(gè)能吸引學(xué)生注意力問(wèn)題，并仔細(xì)分析該例子的代表性、應(yīng)用性和趣味性，例如對(duì)于循環(huán)結(jié)構(gòu)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)選用“猴子吃桃問(wèn)題”是一個(gè)很有代表性的例子，學(xué)生根據(jù)老師提出的問(wèn)題，思考解決問(wèn)題的方法，老師適時(shí)為學(xué)生提供幫助，運(yùn)用計(jì)算思維的各種方法啟發(fā)學(xué)生，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題可啟發(fā)學(xué)生用遞歸的方法求解，逆向思維，從后面往前推斷。當(dāng)然，在教學(xué)過(guò)程中，老師還需要尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的解題方法，不斷啟發(fā)學(xué)生，讓他們積極主動(dòng)的探究學(xué)習(xí)，使其能舉一反三。
程序設(shè)計(jì)類課程的價(jià)值之一在于訓(xùn)練和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力[6]，不能讓學(xué)生只按照老師邏輯思維解決問(wèn)題，所以學(xué)生在設(shè)計(jì)算法時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)同一個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)多種不同的算法，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。當(dāng)然，還要注重算法的簡(jiǎn)化和優(yōu)化，在眾多的算法中找到一種最優(yōu)的算法。例如“百錢(qián)買(mǎi)百雞”問(wèn)題可用三重循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但仔細(xì)一分析還可只用二重循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且循環(huán)次數(shù)由106降低到104，一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)讓學(xué)生看到算法優(yōu)化的魅力，進(jìn)一步再啟發(fā)學(xué)生算法是否還可改進(jìn)？循環(huán)次數(shù)是否還可以降低？這樣采用多角度思維訓(xùn)練方式就可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí)。
3.3融計(jì)算思維于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，強(qiáng)化計(jì)算思維的訓(xùn)練
對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)應(yīng)是教學(xué)的核心，也是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以在該課程的教學(xué)中需重視上機(jī)實(shí)踐這一教學(xué)環(huán)節(jié)。過(guò)去常用的 “先講解程序后上機(jī)實(shí)驗(yàn)” 這種傳統(tǒng)教學(xué)策略，一般只能增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)及培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)能力，不能很好的培養(yǎng)計(jì)算思維能力。另一方面，大學(xué)生一般對(duì)一些具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)具有濃厚的興趣，所以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)盡量要生活化和趣味化以激起學(xué)生的興趣，實(shí)驗(yàn)任務(wù)還需具有一定的綜合性來(lái)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的難度，從而強(qiáng)化計(jì)算思維的訓(xùn)練。例如在分支程序結(jié)構(gòu)中可以安排火車計(jì)費(fèi)程序或計(jì)算個(gè)人所得稅額程序等。教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)還要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，也就是說(shuō)教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要適合學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和心理特點(diǎn)，同時(shí)為學(xué)生創(chuàng)新思維留出空間，要求學(xué)生勇于探索，并引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考尋求多種解題思路，在計(jì)算過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)性，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行必要的優(yōu)化，然后使用正確的語(yǔ)句編寫(xiě)程序，并通過(guò)上機(jī)調(diào)試與修改程序運(yùn)行得到正確結(jié)果，在研究問(wèn)題的求解過(guò)程、算法設(shè)計(jì)與優(yōu)化及程序調(diào)試過(guò)程中強(qiáng)化計(jì)算思維的訓(xùn)練。
4 結(jié)束語(yǔ)
將計(jì)算思維融入《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的課程教學(xué)中，作為一種教學(xué)改革嘗試，其目的就是將程序設(shè)計(jì)中所涉及的計(jì)算思維潛移默化的植入學(xué)生的日常思維。在教學(xué)中從有利于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的角度重新組織該課程的教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法，在教學(xué)中注重加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)問(wèn)題求解的基本方法，能自覺(jué)運(yùn)用計(jì)算思維的方法來(lái)解決客觀世界的實(shí)際問(wèn)題。雖然在教學(xué)實(shí)際中取得了一定的成效，但通過(guò)這一門(mén)課程來(lái)形成計(jì)算思維顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，作為21世紀(jì)人類必備的技能之一，計(jì)算思維的培養(yǎng)勢(shì)在必行。然而，在課程教學(xué)中，采用什么樣的教學(xué)方法能才能更好的培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算思維能力，依然是值得探索的問(wèn)題。
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