還計算機基礎教育的本來面目

管會生

《大學計算機基礎(第2版)》(普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,以下簡稱《大基》),將由科學出版社2009年8月出版發行。創新是教師的生命力,創新是教改的永恒主題。新版《大基》比原版教材有了許多創新和特色,科學出版社給本教材擬定的宣傳語或許是本書特色的最佳概括:

古算史上的“哥德巴赫猜想”——中國古老算具的發揚光大與傳承

“ACM圖靈獎”——計算機大師的風采實錄

電子標簽與手機二維碼——“數字化生存”的最佳詮釋與全面展示

“從甲午海戰談起”——電子表格軟件“計算”功能的即時指引與重點回顧

“汶川不是忘川”——編輯軟件與人文精神的完美結合

“神算小精靈(計算器設計)”——全程覆蓋程序設計教學的范例實訓

“MATLAB”——提高科學計算能力的工具精品

1計算機的生命在于應用

遵照“大學計算機基礎”課程教學改革“精細、深入、實用、簡捷”的宗旨以及“簡單是美”、廣度優先、授人以“漁”的編寫原則,《大基》中許多內容率先在國內全面更新了傳統的“計算機應用基礎”課程以應用軟件操作使用為主的教學體系結構,而以介紹信息系統和信息技術在各行各業應用中的新思想和新觀念取而代之。通過大知識量的講授闡述了這樣一種理念:計算機的生命在于應用!我們確實不能再把對操作能力的評價作為對計算學科了解認知程度的尺度,就像我們不能把懂家電的人就認為他已懂得了電子學科一樣。突出應用,講求實效,將已有成熟的信息技術用于解決我們身邊的實際問題,是所有院校都可以辦到的,也是計算機基礎教育巨大的發展空間!

《大基》在內容上突出了應用和實用技術。如“數字化生存”一章,內容包括信息技術在現代軍事、音樂美術、二代機讀身份證、電子商務、電子政務、電子郵政等領域應用情況的介紹,還介紹了目前處于研究熱點的前沿技術,如人工智能與神經網絡、數據倉庫與數據挖掘、地理信息系統與“3S”技術等。這一章通過4節的篇幅,重點介紹了RFID(電子標簽)技術、NFC、卡式管理技術和條碼技術(包括手機二維碼)的發展狀況和應用前景,詳細闡述了這些前沿技術的開發歷史、技術實現思路、應用背景演

變以及未來發展的趨勢。這4節的內容在同類教材中從未出現過。

2從程序設計語言“語法教學”的誤區中走出來

大學真正要教會學生的應該是學會學習!學會思考!學會生存!傳統的程序設計課程是以語言、語法為主的(計算機考試也是這樣),舉例也通常難易各異、離散且相互無聯系,如一元二次方程求根、雞兔同籠、漢偌塔、八皇后、魔方等等。在認真研究了可視化編程軟件中自學自會以及“所見即所得”的許多設計思想和方法(菜單技術、可視化編程、用戶友好性的保障等)的基礎上,《大基》以一種全新的教學理念和教學方法組織并編寫了程序設計的授課內容,真正從“設計”著手,以程序設計思想與方法為核心,結合“神算小精靈(計算器)”實用完整的程序開發,并以此作為貫穿始終的教學案例,講授程序的設計與控制,覆蓋程序設計語言所有的知識點。即將程序設計語言的可視化設計(控件及屬性設置、界面設計)和程序設計(基本數據類型、運算符、表達式、常用內部函數、事件過程以及分支與循環控制語句)的主要內容,緊緊圍繞“神算小精靈”的程序開發來講解和演示,并以此取舍現有的教學內容;在分章節進行教學時,教學案例“神算小精靈”也是循序漸進、從一而終,以保證程序設計教學過程的完整性和連續性;案例講授結束,程序設計的教學亦當完成。實踐證明,這種以全新的教學理念組織教學內容以及靈活應用貫穿始終的案例教學方法,可以增強教學工作的科學性、合理性、實用性和趣味性。我們的教學目的,不是讓學生僅僅學會一門程序設計語言的語法,而是通過案例學習,讓大學生真正懂得什么是程序“設計”,真正學會和掌握程序設計,今后能夠完全自學其他的程序設計語言和方法。

目前理工科高校的實際現狀是,計算仍然使用計算器。20世紀80年代,計算機基礎教育以講授作為“計算工具”的各種程序設計語言為主,如FORTRAN語言。眾所周知,科學計算涉及所有理工專業和課程,機械、電子和控制等十多門理工科后續課程都離不了它,所以對理工科而言,“科學計算”就是這些后續課程的“計算機基礎”。如用MATLAB解線性代數方程,力學課上要用,信號處理要用,電路課程要用(而且是復數的)……解線性微分方程也要以解線性代數方程為基礎。當20世紀90年代,國外用新的四M語言(指科學計算語言MATLIB、Maple、Mathematics、MathCAD)替代FORTRAN等語言時,國內各大學卻沒有及時跟進。本屆教育部計算機基礎課程教學指導委員會提出:大學理工科要把“科學計算能力”作為重要的培養目標。為真正提高大學生“科學計算”的能力,《大基》在國內同類教材中首次增加了《MATLAB應用基礎》一章,以MATLAB2008a版本為基礎介紹MATLAB最基礎、最常用的計算功能。

3樸素的人文精神與濃濃的人文情懷

教學實踐中我們體會到:人文知識的積累和人文修養的提高是至關重要的。一個人的審美觀念是他整個生命的經歷和思考的總積累,將會影響他的一生。一個具有豐富人文知識和人文氣質的人,身上積淀了祖國優秀文化的底蘊,汲取了本民族和人類精神之精華,他就會具有很強的判斷力、美的欣賞力、適應變化的靈活性和自信心,就會理解人類文化和價值體系,并把這些知識與其很強的判斷力結合起來,批判地思考科學、道德、倫理和社會等問題。這也是我們培養創新人才時,要求必須具備的信息素養和人文素質!

(1)《大基》的許多內容對培養大學生的人文素質與人文精神是非常有利的。如:信息學科發展史是從中國最古老的計算工具——算籌和算盤以及古算史上的“哥德巴赫猜想”講起的,溫故而知新;信息傳輸與處理技術是從中國古代烽火臺和中國的方塊漢字講起的;還有信息理論的奠基人與ACM圖靈獎、中國特色的信息化道路、當代畢昇——王選、“9.11”與遠程容災系統、計算機神話——IT業批判、文明的困惑——信息技術與倫理道德的“兩難推理”、計算機美術與計算機音樂、機讀身份證——中國信息化之契機、“校園一卡通”工程等。

(2)《大基》中涉及的人文科學問題還有:信息爆炸與信息污染;黑客與計算機教育;易學與計算機科學;計算機算命與預測科學;網絡教育中國家觀念的教育;網絡隱私權與信息道德教育;信息產業界的道德準則;專利和知識產權管理;信息資源的檢索與利用;中國現代物流與電子商務等。

(3) 汶川振動中國,而中國感動世界。《大基》除繼續保持中國文化特色與人文精神之外,書中編輯軟件教學案例采用了汶川地震以來報刊上已發表的詩歌和本書主編自己撰寫的《汶川不是忘川》散文詩(“2006～2008年度大眾百花文學獎”評選入圍作品),分別由《國殤》、《怎能忘》、《汶川挺住,中國加油》、《同胞,天塌下來我們一起來扛》四個案例組成,謳歌了汶川氣壯山河的生命大救援以及所迸發出的世所罕見的中國速度和中國力量!這也是2008年所出版教材中的首例。

(4)《大基》理直氣壯、旗幟鮮明地推廣應用國產軟件的方向是值得肯定的。《大基》有意略去了編輯軟件系統平臺的說明,其目的頗有矯枉過正的味道。因為書中所有教學案例,在國產軟件紅旗中文2000、WPS2003或永中Office環境中均可實現,當然在微軟的Office平臺上也沒有問題。許多教材往往只介紹微軟的Office,而根本不提國產軟件。計算機基礎教育不同于數、理、化等經典理工科教育,它與國家利益、國家安全息息相關,與國家IT產業的發展息息相關。中國大學的計算機基礎教育不能再為美國IT公司作義務操作培訓和免費廣告了。高校今后計算機基礎教育及國產軟件的應用推廣,不能再靠免費贈送與免費安裝來維持(國產軟件企業曾打出過每套軟件1元人民幣的價格),免費是世界上最昂貴的東西。

4還計算機基礎教育的本來面目

(1) 文檔編輯操作軟件的教學。有近百種版本的大學計算機基礎教材,都對編輯軟件的基本功能與操作細節作了詳細闡述。由于采用了大量的屏幕拷貝,大學生們形象地稱這種教科書為“計算機操作連環畫”。目前眾多“連環畫”式的計算機“教材”也確實越來越像是軟件使用說明書或操作工具手冊。這樣的做法既無必要,也根本沒有這樣詳細講授的課時。計算機技術發展極快,給了教師很大的講授空間。但同時我們也應該給學生應有的學習空間,讓他們學會學習!

《大基》用一章篇幅講授了漢字信息處理技術與文檔編輯軟件,包括電子表格的計算功能、文檔編輯和幻燈片編輯。沒有軟件功能與操作細節的敘述,而是將眾多編輯操作要素和知識點融合在每一個作品樣張(課件)中。如一個文檔編輯樣張(課件),就可能包括標題藝術字、段落底紋、段落邊框、首字下沉、文檔水印、插圖繞排、不等寬分欄、頁眉頁腳、頁面邊框等諸多編輯要素。教師在課堂上真正要講授和演示的,不是千篇一律的課件幻燈片,而是實用的教學案例,以避免在課堂上出現照“片”宣科的不良現象。按作品樣張操作演示授課,這樣的做法甚至已不能算作是“創新”,因為我們自己就是靠這種方法學習軟件操作的,而不是靠通常意義上所謂的計算機“教材”來學習編輯軟件的。

(2) 中小學生學習計算機給我們的啟示。就像電視、數碼相機、手機、上網和QQ,中小學生會使用它們并不是因為在學校學習過這些內容;實際上,也沒有任何一所學校開設這些內容的課程;而某些過級的網絡游戲操作,要比目前我們所有教材中所講授的軟件操作都要難許多倍;熟悉電腦的中小學生,靠的是學習興趣,興趣是最好的老師;靠的是現代軟件提供的“所見即所得(What you see is what you get)”、“操作一致性”和龐大的在線幫助(On line help)功能。因此,許多軟件的操作,根本不是在課堂上或書本里才可以學會的!我們為什么還要將學生通過課外上機就可以完全掌握的許多內容像菜單一樣羅列在大學教材中呢?這不是浪費嗎?再厚再詳細的教材,其內容會比軟件本身所提供的在線幫助的內容還要多嗎?!

(3) 電子表格軟件是同類傳統教材的常規內容,以講授表格編輯為主。新版《大基》卻“從甲午海戰講起”,講授以公式和函數引用為核心內容的“電子表格計算”功能,全部采用案例教學,與中學所講授的電子表格軟件拉開距離,提高了授課水平和教學質量。

(4) 大學四年的課程如今都采用PPT幻燈片課件,大學生們對此早已產生嚴重的視覺疲勞。課件的使用和選擇原則應以突破教學難點為根本目的,只有在用常規手段不能很好解決教學難點時,才考慮使用課件,以真正起到輔助教學的作用。本教材授課教師可以不再統一使用PPT幻燈片課件,讓大學生們從幻燈片課件的視覺疲勞中解放出來,而是“講什么軟件就用什么軟件作課件”。如“電子表格中的計算”一節所用課件“從甲午海戰談起”和“生

死不離”等,就是用電子表格編輯軟件制作而成的。這樣有利于鼓勵大學生利用現代軟件的所見即所得、操作一致性和在線幫助等功能,通過反復動手實踐自學本書內容。

5結束感言

“大學計算機基礎”本是本科階段所有課程中最有趣味、最具活力和吸引力的課程,但目前卻少有這種反映。

計算機基礎教育早已不是“學而時習之不亦樂乎”的精神樂園,四年的幻燈片教學已嚴重造成大學生們的視覺疲勞,反復的ABCD知識競猜早已破壞了大學生們的學習興趣!一節課的教學任務固然是有形有限的,完成不了可以重來,而學生失去的興趣又有多少可以重來?!

教育是科學,其價值在于求真。教育是藝術,其生命在于創新。而擔負此重任的,應該是我們今天的大學。大學是出思想的地方!大學是談文化、論教育的地方!大學是創新和社會進步的源泉,大學能夠、也應該如此,在21世紀尤其如此。

計算機基礎教育不是簡單的打字編輯教育,更不是計算機專業教育的“壓縮餅干”。我們應該樹立計算機基礎教育應有的品位、風格和特色!要使我們的課程體系及架構得到人們最其碼的尊重和重視,而不要再去爭論:是“工科”還是“理科”?是“職業教育”還是“學科建設”?是“工具”還是“文化”?從事計算機基礎教育的教師們切記,我們的“水平”是要靠我們自己推廣計算機應用來提高的,而不在于“深入”專業課有多深。我們要靠自己的工作來提高計算機基礎教育在整個高等教育中的地位,靠提高計算機基礎教學的質量來實現我們的人生價值,并從中充分享受她帶給我們的這份快樂和工作樂趣。

要設立一門適合于所有本科專業的計算機應用基礎課程是不可能的!計算機教材或許是永遠讓編寫者后悔的書,因為它無法時尚,更不可能新潮起來。但是,愛崗與敬業是為人之本分,教書與育人是教師之天職,奉獻與責任是師德之靈魂。教授的師德也是在創新的教學實踐和具體的課堂講授中體現的,所以我認為設計如何上好每一節課就是教授的最大科研,盡管一般人會認為如此作為的教授沒有多大出息!但是,我們認了!