“計算機導論”課程教學方法的思考與探討

房彩麗　丁文珂

文章編號：1672-5913(2009)10-0083-02

摘要：“計算機導論”是計算機各專業本科的第一門專業基礎課，它對后續課程學習的重要性是不言而喻的。針對近年來在大學計算機專業中開展的“計算機導論”課程的現狀，結合自己的教學實踐，本文就“計算機導論”的教學方式和方法做初步探討。

關鍵詞：計算機導論；教學內容；教學方法；計算學科；課程構建；導引

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

“計算機導論”課程是計算機專業者要學習的一門非常重要的專業基礎課，也是入門課。應該就學科特點、學科形態、歷史淵源、發展變化、典型方法、學科知識組織結構和分類體系、各年級課程的重點，以及如何認識計算機科學，學好計算機科學等問題從科學哲學和高級科普的角度去回答學生的疑問，因而起到后續課程導引的作用，從而讓學生對計算機系統有一個全面的初步了解，并為深入學習計算機學科的各專業課奠定“以全局指導局部”的基礎。

但是計算機科學發展日新月異，新方法、新技術不斷涌現。因此很難找到一本與時俱進的教材，既滿足學生的理論課需求，又滿足實踐課需求。同時傳統教學模式中有些內容已不適應新時期人才培養的要求，需要進行變革，針對上述情況，筆者對教學內容和教學方法等方面進行探討自己的看法。

2存在問題

通過大三、大四學生調查，發現當問及你對計算機學科的體系結構怎么理解？80%的學生對此問題回答模棱兩可，筆者對這種現狀震驚了。相當一部分學生對計算科學缺乏比較全面的認識，科學思維能力、創新能力、工程知識、分析和解決實際問題的工作能力較差，一些學生經過四年的學習后還沒有建立起一些專業學習的方法，甚至有些同學認為計算機專業學習就是熟練掌握電腦的基本操作，而對于一些理論方面的知識缺乏興趣。這樣必然導致學生在以后的專業學習和自我學習能力培養方面出現很大的障礙。究其以上情況，教與學的目前狀況值得我們深思了。

鑒于存在以上的現象，誠然與學生本身的學習能力、態度、興趣有關，但另一方面對“計算機算計導論”這門課程的內容、教學目標要求以及對教師的要求等都發起了挑戰，如何解決這門入門課程對學生、后續課程的引導作用，是目前亟待解決的問題。

3教學目標

多年來，在計算機專業教育中，對該課程應達到怎樣的教學目標問題一直沒有定論，這也就給從事該課程教學的教師帶來了一些難度和偏差。由于學生個體的差異，如對計算機的認識程度的不同，導致他們對該課程的需求、興趣不同，因此就有可能在教學過程中增加或刪減一些內容，而實際上，內容的增加或刪減的根本原因就在于沒有課程目標的約束。1989年1月，ACM攻關組在《ACM通訊》雜志上發表了計算教育史上具有里程碑意義的報告——《計算作為一門學科》，該報告明確要求《計算機導論》課程要以嚴密的方式將學生引入計算學科中各個富有挑戰性的領域。2001年12月，ACM 和IEEE - CS任務組提交的CC2001 (Computing Curricula 2001)報告更進一步指出，該課程應能讓學生了解計算學科中那些富有智慧的核心思想 。我們從這個意義上出發來看，既然本課程是計算專業的最先開設的課程，它應該達到的目標是：(1)激發學生對學習計算機學科的興趣；(2)充分展示計算領域能做什么，但不去深究怎么做；(3)能揭示計算領域的歷史及其發展狀況；(4)能培養學生學科全局觀及隨著學科的發展不斷更新知識的意識；(5)能讓學生了解該專業畢業生應具有的基本知識和技能，以及在該領域工作應有的職業道德和應遵守的法律準則。

4教學內容

近年來，雖然很多高等學校開設了“計算機導論”課，但要區別計算機科學與技術專業學生與非計算機專業學生在培養目標和方向上的不同，；還要明確課程內容設置目的，作為計算機方向的入門課程，應把握教學內容的深度和廣度。按照“CCC2002教程”的描述，按照上述對內容的描述，“計算機導論”課程的內容可分為下列幾大部分：

(1) 計算機學科概述，包括學科的背景、發展歷程、名稱的來歷等；

(2) 對計算機硬件知識的描述，包括計算機的產生和發展，馮·諾伊曼結構計算機的基本組成，計算機的體系結構，計算機硬件技術的發展等；

(3) 對軟件知識的描述，包括軟件的分類、程序設計的基礎知識、面向對象程序設計的思想、算法與算法分析、數據結構與操作系統的基本知識、數據庫和軟件工程；

(4) 對通信與網絡知識的描述，主要介紹數據通信的基本概念和計算機網絡的基本原理，包括網絡的體系結構、數據通信的基本方法和網絡協議以及網絡系統的安全和管理知識；

(5) 人與計算機，包括人機交互知識、人工智能技術的研究領域及取得的主要成果、人腦與電腦的關系；

(6) 計算機和社會，包括計算機系統的應用、計算機專業與社會的關系、知識產權與職業道德等；

(7) 學科的未來，在每一部分中穿插介紹計算機發展史上著名的事件、公司、人物、產品，我國計算機技術的發展歷程，使學生全面了解本學科。

5教材選擇

5.1適當補充新的信息

在課程內容的選擇上，既要有基礎性又必須有先進性。既然計算機導論是一門正規的基礎課程，課程內容就不能帶有隨意性。課程的性質和目的也決定了不僅要向學生介紹計算機的感性知識，還要介紹計算機的理性知識，即要“領進門”，又要“送一程”，所以課程內容的基礎性是十分重要的，這一部分內容應該相對穩定。 但是計算機導論又是一門實踐性極強的課程，由于計算機技術的發展和軟件的更新換代十分迅速，如果授課內容陳舊、膚淺，不但學生會失去學習的興趣，而且上機實習也會遇到障礙(找不到過時版本的軟件)，所以課程內容必須“吐故納新”，要適當介紹一些計算機技術的新知識和一些流行的優秀軟件，使課程內容始終保持先進性。 所以不僅教學大綱要不斷修訂，而且教材也要及時更新。

5.2防止兩個傾向

在計算機導論課的內容選擇上還要防止兩個傾向:一個是過于簡單，另一個是過于復雜。 如果課程內容簡單化，降低要求，就容易把這門課降格為社會上一般的計算機操作培訓班。 把計算機基礎教育系列課程的第一門課程混同于計算機掃盲，是對該課程采取實用主義態度的結果，也是對課程性質和任務的一種誤解。 反之，如果課程內容復雜化，一再加碼，就會把這門課提升到計算機原理課的水平，學生聽不懂，吃了夾生飯，會給后續計算機專業課程的學習造成障礙，同樣也會使學生對計算機的學習“望而卻步”。

6教學方法的探討

6.1教學融入“故事性、趣味性、啟迪性”

“計算機導論”課程的教學會涉及到計算機科學發展的很多人和事物，如果將一味地將一些枯燥的知識簡單的傳授給學生，學生的接受能力和興趣并不能達到理想的效果，把涉及到的專業術語知識等所關聯的到人物事件講述成一個個生動的故事，提高學生的學習興趣，通過他們的成功與貢獻來啟迪我們的學生對計算機科學學習的興趣，增強專業認識。比如講到計算機體系結構時，就會提到馮諾依曼，他的人生經歷，事件發展背景；講到計算機網絡時就會提到，美蘇爭霸等重大事件；比如講到人工智能方面可以引出“深藍大戰”。這樣集故事性、趣味性、啟迪性結合古板的知識讓學生充滿興趣開拓自己的知識面。

6.2直觀的教學法

比如，當涉及到一些硬件知識時候，教師可以在課堂一邊拿著一些硬件部件進行現場講解。在做實驗時，讓學生親自動手來實踐課堂教學的理論知識，比如進行硬件組裝，讓學生通過真實地觸摸硬件的元器件及產品來加深他們對知識的理解；再如，當講到計算機網絡的有關知識時，就可以到實驗室去，讓學生從專業的角度來學習網絡，進行現場簡單的認識網絡的組成。這種感性的教學方法能帶給學生直接的專業學習體驗以及更新穎的感觀認識。

6.3善用現代計算機多媒體技術教學法

采用這種技術不僅能使大一學生有了上課耳目一新的感覺，更重要的是它能在有限的課堂時間里帶來更多的信息量：

(1) 在講到硬件的一些基礎知識，可以用視頻展現整個說要講解的相關知識的視頻過程。

(2) 在講解到操作系統等軟件進行操作時，可以用視頻展現操作系統的安裝過程，然后再帶學生進行實驗室進行現場安裝，進一步鞏固課堂教學。

(3) 在講到一些抽象的基本原理時，如在講解到CPU的工作原理時，可以用制作的Flash小動畫展現CPU的工作原理。

6.4語言表述具體化

因為計算學科中抽象性的內容較多，所以教師在授課過程中，如果語言表述不通俗易懂的話，抽象性越高，學生會在剛剛了解一個內容的基礎上，再盡全力去理解這晦澀的專業術語等抽象的表達，這樣學生陷入一個惡性循環中，就會有云里霧里的感覺，聽課效果肯定會受影響。

6.5精講多練是授課的重要方法

計算機導論課的主要目的是培養學生使用計算機和利用計算機去解決實際問題的能力，以及培養學生的自學能力和較快接受新技術、新方法的能力。這些能力單靠課堂教學是培養不出來的，而要靠大量的上機實踐。 因此，計算機導論課應由“以教師為中心”向“在教師指導下學生主動學習為主”轉移，正確的指導和大量的上機實踐是學好這門課的基本保證。課程性質的定位也決定了必須采用精講多練的授課形式。精講應該是不得不講時才講。現代教育思想在強調學生是學習主體的同時并不忽視教師的主導作用。教師要精選重點和難點詳細講解，使剛入大學的新生在陌生的學習對象面前不至于束手無策，但也要給學生留有足夠的時間和空間，使他們能夠充分發揮學習的主動性和積極性。

6.6對授課教師的要求

“計算機導論”課程作為計算機專業學生的入門課程，內容廣泛且與后續課程關系密切，因此講授起來有一定難度，本課程要求教師必須站在學科的高度看問題，將復雜的、抽象的內容簡單化、形象化，因此對教師的要求很高。“良好的開端是成功的一半”，但也有“萬事開頭難”，授課教師不僅要有極大的熱情，能夠帶動學生的學習積極性，更要對本學科有全面了解，要變傳統的知識型教學為研究型教學，選擇適當的知識為載體，通過對知識點的講授，讓學生學會思維。這就需要教師自身先把知識“嚼出味兒”，然后再在課堂上使學生形成科學的思維習慣，掌握有效的學習方法。教師還應該根據自己所在學校對學生的培養目標定位、根據學生的特點，有機地組織和確定課程內容，把握教學計劃的總體安排，強化能力培養的意識，使學生能通過對學科的理解和認知進入學科領域。

“計算機導論”課的每一個環節勢必影響著計算機專業學生的后續知識的學習，這值得我們每一位從事這方面工作的人們去關注。

參考文獻：

[1] 中國計算機科學與技術學科教程2002研究組. 中國計算機科學與技術學科教程2002[M]. 北京:清華大學出版社,2002.

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