計算機基礎課程群及其教學內容的研究與實踐

文章編號：1962-5913(2008)15-0078-06

摘要：根據當前計算機基礎教育的形勢，本文提出了計算機基礎教育的培養目標、課程體系、教學內容和教學方法以及教學質量評價機制等一系列建設性方案，并介紹了近幾年我校計算機基礎教育教學改革的有益嘗試。

關鍵詞：計算機基礎教育；課程群；教學內容

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1計算機基礎課程群

計算機基礎教育是面向非計算機專業的計算機教學，所以它不同于計算機專業的計算機教學。計算機基礎教學的總體要求是培養學生具有一定的計算機基礎知識、方法和技能，以及利用計算機解決本專業領域中問題的基本能力。

我校將計算機基礎課程分為兩種類型：一種是必修課，它是由教務處牽頭，各專業院系與計算機系共同協商確定，學生必須選修并通過(具有強制性)。二是選修課，它是由計算機系根據當前計算機科學技術的發展和學生的普遍要求提出，學生可以根據專業導師或自己興趣在多個學期內自由選擇若干門課程。計算機基礎課程群如表1所示。

根據課程的目標和教學內容，計算機基礎教學大致可分為兩個層面：一是作為大學公共基礎課的計算機基礎教學，也就是表1開設的課程群，學生一年級必修兩門計算機基礎課程，二年級根據專業方向或本人興趣選修若干門計算機基礎課程；二是結合專業課開設的計算機應用課程，筆者認為這些課程在學生高年級時由專業教師講授比較合適，例如會計管理專業開設的“會計電算化”、藝術設計專業開設的“電腦美術與動畫設計”等等。這樣，就可以做到學生本科四年計算機“不斷線”。

2典型課程的教學內容和教學方法

計算機基礎課程的教學內容不針對特定專業，不包含或很少包含專業性的知識，而主要涉及計算機基礎性和通用性的概念、技術及應用。計算機基礎課程的教學內容應當根據計算機科學技術的發展而不斷地進行調整和更新，教學大綱和教材也應體現出明顯的時間性。從目前計算機科學技術的發展情況來看，選用計算機基礎課程的教材最好是三年內出版的，因為計算機基礎課程的教學內容必須跟上計算機發展主流。

2.1 “計算機應用基礎”課程

“計算機文化基礎”是目前高校開設最為普遍的一門計算機基礎課程，也是大學新生第一門計算機基礎課程。面對非零起點的學生，第一門計算機基礎課程的改革勢在必行。筆者建議將現在的“計算機文化基礎”更名為“計算機應用基礎”或“大學計算機基礎”，該課程的改革思路是：以講解計算機基礎和應用基礎知識為主，而將工具性、操作性的內容放到實驗課中。

2.1.1調整教學內容

改革后的“計算機應用基礎”課程涉及到計算機基本知識、計算機硬件、計算機軟件、數據庫與信息系統、多媒體、通信與網絡、信息安全等方面的基礎性內容，前三項內容屬于計算機基礎知識，后四項內容屬于計算機應用基礎知識。這些知識不但可以拓展學生的視野，而且使他們能在一個較高的層次上認識計算機和應用計算機，并有助于提高學生在計算機與信息方面的基本素養。

“計算機應用基礎”課程雖然涉及到計算機學科的眾多領域，但也要力爭做到廣度優先，廣而不細。它的主要教學內容及知識結構是：

根據上述教學內容，筆者在清華大學出版社出版了一套新教材，書名是《大學計算機應用基礎》和《大學計算機應用基礎題解與實驗指導》。

2.1.2加強實踐教學

“計算機應用基礎”課程是一門實踐性很強的公共計算機基礎課程，計算機知識的掌握與能力的培養在很大程度上有賴于學生上機的實踐。加強實踐教學環節的目的就是培養學生的上機動手能力、解決實際問題能力以及知識綜合運用能力。此外，實踐教學能夠加深對課堂教學內容的理解，訓練科學實驗的基本技能，養成嚴謹的科學態度和工作作風。

本課程實踐教學的重點應放在熟悉各種操作系統環境(如Windows、Linux、Mac OS X等)以及數據庫和網絡實驗環節上。由于學生來自不同地區，他們掌握計算機知識的程度可能相差很大。如果某些學生對Windows操作環境非常熟悉，并達到了教學要求，就可以讓他們學習和使用Linux或Mac OS X操作環境。特別是針對某些專業(如藝術設計專業)，直接學習Mac OS X操作環境可能對他們后續的專業課學習更為有利。

計算機基礎教學實驗可以安排課堂教學的上機練習，也可以單獨設課供學生選修。每個實驗完成后，要求學生認真撰寫并完成實驗報告，期末通過上機考核后才能獲得相應的學分。實驗教學不能僅僅停留在驗證性實驗上，要積極開展設計性或綜合性實驗，有條件的地方要嘗試開設研究性或創新性實驗。

2.1.3建設網絡課程

在計算機基礎課程的教學中，集中授課和上機輔導是兩個重要的教學環節。網絡課程是在校園網支持下構建的現代化教學環境，教師可以調度網上的各種資源進行授課，學生課后也可以利用網絡課程上的各種資源進行自主學習。

目前，“計算機應用基礎”網絡課程包括課程介紹、網絡課程、教師隊伍、教學內容、教學條件、教學方法、教學效果、特色創新和政策支持等，如圖1所示。本課程2005年被評為廣東省精品課程(http://jingpin2007.szu. edu.cn/jisuanji)。

2.2 “多媒體技術及應用”課程

多媒體技術所包含的知識非常廣泛，比如多媒體數據壓縮、多媒體功能板卡設計與開發、多媒體素材制作、多媒體視頻會議、多媒體數據庫以及基于內容的多媒體檢索等等。那么，要向學生傳授哪些多媒體知識呢？特別是針對不同層次教學對象(如計算機專業專科生、本科生和研究生以及非計算機專業本科生)，怎樣組織多媒體技術課程的教學內容和知識結構？其教學目標是否有所區別。

2.2.1多媒體技術系列課程設置

由于多媒體技術的知識豐富，為了適應不同層次對象的教學要求，將多媒體技術課程分成三門系列課程，即“多媒體技術及應用”、“多媒體技術”和“多媒體系統”。它們的教學目標、教學內容以及知識結構有著明顯不同。

(1) 多媒體技術及應用

本課程的主要教學對象是非計算機專業本科生或計算機專業專科生。其教學目標定位于了解多媒體技術的基本概念，學會使用多媒體硬件設備和軟件環境，從應用的角度出發能夠使用多媒體創作工具開發多媒體應用系統或創作多媒體作品。它的主要教學內容及知識結構是：

本課程的教學主要圍繞如何開發和制作多媒體應用系統這一主題，著重介紹多媒體軟件開發平臺和實用工具軟件，并詳細地介紹典型的多媒體創作工具的使用。

(2) 多媒體技術

本課程的主要教學對象是計算機專業本科生。其教學目標定位于理解多媒體技術的基本原理，掌握多媒體數據壓縮技術，從技術的角度出發能夠設計與開發多媒體硬件設備和軟件環境。它的主要教學內容及知識結構是：

(3) 多媒體系統

本課程的主要教學對象是計算機專業研究生。其教學目標定位于掌握多媒體系統的基本原理和體系結構，從系統的角度出發能夠研究多媒體系統的組成和特征，并能構建實現不同目的或用途的多媒體系統。它的主要教學內容及知識結構是：

以上粗略地將多媒體技術知識分為面向不同教學對象的多媒體技術三門系列課程，其基本想法是要避免多媒體技術本科教學內容越來越深，而有的研究生教學內容仍從最基本的問題談起。因此，針對不同教學對象的要求，多媒體技術系列課程的教學內容以及相應的教材應有明顯不同。比如，研究生教材與本科生教材在深度和難度不能相同，研究生教材可以有專著性質，而本科生教材就不應寫成專著。

2.2.2課程特色分析

“多媒體技術及應用”課程是面向非計算機專業本科生或計算機專業專科生的一門側重于應用的計算機基礎課程，其基本概念、分析方法和應用技術對啟發學生獨立思維以及提高學生創新能力都將起到重要作用。本課程具有以下特色：

① 新穎性：多媒體技術發展迅速，各種新的標準、技術規范以及多媒體硬件設備和工具軟件不斷出現，版本也不斷更新。這給任課教師講授“多媒體技術及應用”課程提出更高的要求，即課程教學既要維護學科的系統性，又要體現多媒體應用技術的最新成果。

② 實用性：在教學過程中要充分體現理論與實踐相結合。本課程要求學生有較強的動手能力和創新意識，在上機實踐過程中要求學生逐步掌握各種多媒體硬件設備的使用方法以及多媒體創作工具軟件的使用技能。

③ 全面性：本課程介紹了從各種媒體創作到多媒體應用軟件制作所需用到的全部多媒體工具軟件產品，比如音頻編輯軟件Audition、圖像處理軟件Photoshop、動畫制作軟件Flash或3ds max、視頻編輯軟件Premiere以及多媒體著作工具Authorware等，它們將為學生今后開發多媒體應用系統打好結實的基礎。

2.2.3加強實踐環節

“多媒體技術及應用”課程實驗對計算機硬件要求比較高，特別是音頻、動畫和視頻制作部分，一般的PC機難以滿足要求。下面是多媒體實驗室的軟硬件清單以及本課程應開設的各類實驗名稱。

實驗名稱后面的數字是建議上機學時數，教學上機總學時數不應低于36學時。在實踐方面要求學生掌握音頻、圖像、動畫和視頻制作和編輯處理，并能夠開發或集成多媒體應用系統或多媒體作品。因此，在每種媒體實驗中都要布置一些創作任務，以提高學生實際動手能力和創新意識。例如，音頻采集與編輯實驗要求學生創作一段自己朗誦或對白的聲音，加上背景音樂，然后再做一些音效處理。若計算機配備了光盤刻錄機，那么學生就可以將自己制作的聲音刻錄到CD光盤。

學生在掌握多媒體知識和基本技能后，可以進行綜合應用能力的訓練。它的教學過程是：首先學生根據自己的興趣選擇綜合實驗的題目，再進行總體規劃和設計，并利用以前實驗積累的各種素材，最后完成多媒體應用系統的制作。這樣，不僅可以激發學生主動學習的積極性，還可以使學生設計出富有創意的多媒體作品。

2.2.4改革考核方式

根據本課程實踐性較強的特點，傳統的理論考試不太適合全面考核學生的學習情況，尤其是多媒體應用能力方面，因此必須改革考試方式。通常的做法是平時成績和期末考試成績各占一半，平時成績包括作業、實驗報告和多媒體作品等。對于綜合實驗可以通過學生提交的多媒體應用軟件和答辯情況，全面考核學生的創新能力和實際動手能力。

多媒體技術不僅使計算機應用更有效、更接近人類習慣的信息交流方式，而且將開拓更多的應用領域，使信息空間走向多維化，使人們思想的表述有了充分的自由空間。多媒體技術為這種自由提供了多維化空間的交互能力，今后人們將會越來越多地利用多媒體技術進行各種創作活動，也會有更多的、更成熟的多媒體新技術逐漸充實到各個層次對象的教學內容和知識結構中，使多媒體技術系列課程更加合理、更加完善、更加科學。

“多媒體技術及應用”課程教學實踐表明，只要我們能夠構造一個合適的教學環境，就可以使學生在掌握專業知識的同時，有效提高綜合信息素養。

2.3“計算機游戲設計”課程

近年來，計算機及其游戲產業得到了飛速發展，游戲產業有望成為引領21世紀的主導產業。為了使在校學生了解計算機游戲制作過程，熟悉游戲設計和開發的原理與方法，我校開設了“計算機游戲設計”選修課。該課程主要介紹游戲設計和開發過程中必備的專業領域知識和常用工具軟件的使用，主要內容包括計算機游戲設計和開發過程，二維游戲圖像處理技術、三維圖形學基礎、計算機動畫技術、游戲角色動畫與游戲場景制作技術，以及二維游戲、三維游戲的基本編程技術等。通過本課程的學習，使學生了解游戲設計和開發過程，熟悉游戲設計和開發的各種原理與方法，并掌握當前流行的游戲設計和開發軟件工具。

2.3.1高校游戲課程現狀分析

在開設“計算機游戲設計”課程之前，對目前高校游戲類課程的開設情況進行了初步調查，主要為以下幾種情況：

① 設置游戲美術設計與游戲程序設計相關的專業，培養游戲設計與開發的專門人才。如北京航空航天大學軟件學院較早開設了計算機游戲設計方向，北京電影學院動畫學院動畫專業也開設了游戲設計方向，清華大學美術學院、廣東商學院、湖南大學東方科技學院等設置了游戲相關專業。

② 計算機專業開設游戲類的選修課程。如山東大學齊魯軟件學院面向高年級學生開設“游戲軟件設計”課程，浙江大學計算機圖形國家重點實驗室面向計算機專業學生開設“計算機游戲設計”課程。

③ 將職業培訓與高校學歷教育相結合，聯合開辦游戲開發設計專業。如北京匯眾益智公司(游戲學院)與湖南大眾傳媒學院在內的十幾所高校合作，聯合開辦游戲開發設計專業，加強高校人才培養模式與中國游戲產業實際需求的接軌。另外，像首都師范大學、北京郵電大學、西安電子科技大學以及華南師范大學等就聯合社會培訓機構，開設動漫游戲設計或游戲軟件開發專業。

從上面的情況可以看到，目前多數高校所開設的游戲類課程，都是在學生具有一定的專業知識(程序開發能力或美術動畫設計能力)的基礎上開設的，課程開設的主要目的是培養學生進行專業游戲開發或設計的能力，還沒有高校面向其他專業開設普及型的游戲類課程。我校嘗試面向在校學生開設普及型的“計算機游戲設計”課程，以作為計算機基礎教育的有益探索。該課程首次開設即引起學生較大的興趣，有助于學生進一步了解和掌握最新的數字娛樂技術。

2.3.2 “計算機游戲設計”課程內容

由于游戲是一種集劇情、美術、音樂、動畫、程序等為一體的復合技術，在整個游戲設計和開發過程中，涉及到游戲策劃、游戲內容編輯、游戲美工、音頻制作、游戲開發、游戲測試等多種角色。本課程的主要教學內容及知識結構是：

通過上述教學內容的安排，基本能夠使學生了解游戲設計和開發的過程，并在課程結束后利用Photoshop、Flash、3DS Max制作簡單的游戲角色和場景，或利用程序設計語言開發動畫和簡單的游戲。

2.3.3課程特色分析

“計算機游戲設計”課程面向在校學生開設，其目的是使學生緊跟數字娛樂技術的發展，了解計算機游戲的設計和開發過程，并掌握簡單的游戲制作工具和技術。我校將該課程引入計算機基礎教育之中，使其成為計算機基礎教育的重要組成部分，其特色主要表現為：

① 創新性：將“計算機游戲設計”課程引入到計算機基礎課程體系中，并在計算機基礎課程群中將其安排在“計算機應用基礎”、“VB程序設計”、“C語言程序設計”、“C++程序設計”、“多媒體技術及應用”等課程之后，從而使選修該課程的學生具有一定的計算機基礎知識、程序設計基礎和多媒體軟件制作技術等。

② 基礎性：在教學內容的選擇上，突出游戲設計與制作過程中基本原理和方法介紹，并強調常用工具軟件的使用。教學目的在于讓學生了解游戲設計與開發的過程，掌握游戲設計與制作的基本知識和操作技能。

③ 實踐性：本課程采用實踐性較強的考核方式，課程要求每位同學針對自己熟悉的游戲完成一份分析和評價書外，從游戲貼圖制作、三維角色和場景制作、游戲動畫制作、Flash游戲制作、二維或三維游戲編程等題目中選擇兩項完成，以便作為最后成績的考核。

3教學質量評價機制

為了保證計算機基礎教學質量、促進計算機基礎教學改革，我校建立了有關計算機基礎教學的評價機制。除了參考文獻[1]提出的十一條評價條目外，還建立對計算機基礎課程群的教學質量監控體系。

在連續擴招的情況下，我校大力加強學生基本素質教育和能力的培養，建立起規范的教學質量監控體系。先后成立了“信息技術應用能力測試中心”、“英語口語測試中心”、“普通話測試中心”、“應用心理學研究和咨詢中心”和“體質健康測試中心”，用于加強對學生的信息技術應用能力、外語能力、普通話基本功、心理和身體等基本素質和能力的培養，以便保證和提高教學質量。

信息技術應用能力測試中心的測試內容分為理論知識考核和綜合技能測試兩部分。理論知識考核直接與兩門必修課(計算機應用基礎、程序設計基礎)掛鉤，通過者即認定理論知識考核為“合格”。綜合技能測試與若干門選修課直接掛鉤，目前暫定為多媒體技術及應用、微機原理與接口技術、計算機網絡及應用、數據庫應用技術等四門課程，學生可以從中任選兩門課程參加上機測試，兩部分測試內容都通過者即可獲得深圳大學信息技術應用能力合格證書。

通過信息技術應用能力測試手段，可以促進學生學習計算機基礎課程的熱情，尤其是選修課。因此，可以說信息技術應用能力測試與計算機基礎課程群是相輔相成的。信息技術應用能力是未來大學生綜合素質的重要組成部分，只有通過計算機基礎課程的正規教育和嚴格訓練才能培養和造就出來。

4結束語

計算機基礎教育課程群及其教學內容應根據計算機科學技術的發展和社會實際需要，不斷地進行改革和調整，做到“與時俱進”。計算機基礎教學改革是全球教育大改革的前提和基礎，是信息社會發展的基本要求和必然結果。加強計算機基礎教育是信息社會可持續發展的基本保證，也是面向21世紀人才培養的重要內容。

參考文獻:

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