《計算機導論》課程內容體系構建的研究與實踐

何昭青

（湖南第一師范學院信息科學與工程系，湖南長沙 410205）

《計算機導論》課程內容體系構建的研究與實踐

何昭青

（湖南第一師范學院信息科學與工程系，湖南長沙 410205）

《計算機導論》是計算機科學與技術專業的專業引導課程，其課程內容體系設置，一直以來是計算機教育界討論的熱點。實踐教學表明，在CCC2002的綱領性精神指導下，該課程內容的設置既要結合專業的培養方向，也要考慮新生的具體知識背景情況；靈活多樣的教學方法是課程目標實現的必不可少的重要手段。

課程構建；計算思維；教學方法；計算機導論

一、引言

《計算機導論》課程是計算機科學與技術專業學生學習的第一門重要的專業基礎課。其主要目的是使學生了解計算機發展的歷史及其應用領域，了解計算學科發展的各個分支方向，掌握計算機的基礎知識和基本操作技能，了解和懂得從事計算學科研究工作的一般程序和科學思維方法，明確計算機應用專業今后學習的主要課程、要達到水平以及應具備職業道德和專業素養水平。

自從1991年ACM和IEEE-CS聯手組成攻關組提交的CC1991（Computing Curricula 1991）報告，提出了計算機導論課程的構建的要求和重要性，計算機導論課程內容的構建一直是計算機教育界討論的熱點。我國計算機科學與技術學科教程研究組于2002年提出了“中國計算機科學與技術學科教程2002”（China Computing Curricula 2002，簡稱CCC2002）[1]，明確指出了計算機導論課的基本內容提綱，為計算機導論課程內容體系構建提供了依據。但由于各地區經濟發展水平不一致，以及各校該專業培養目標不完全相同，因此，計算機導論內容的構建也存在很大的隨意性。

目前，我國各高校計算機導論的教材，按其內容的構建主要有三種類型。一種是將《計算機導論》等同非計算機專業的《大學計算機文化基礎》課程；一種是把《計算機導論》課程當成計算機科學與技術專業學生在大學期間所學專業核心課程的濃縮；還有一種是從方法論入手，用高度抽象的數學模型來刻畫計算機及計算的本質屬性，對計算機學科的主要內容進行系統化、形式化的概括。筆者認為，這三種類型的“計算機導論”課程存在不同程度的不足。第一種過于簡單，失去“專業引導”課程的本質屬性；第二種內容廣而散、概念多而雜，教學內容的深度和廣度難以把握，學生也不好理解。第三種過于抽象，對于一般院校的新生，很難理解。這三種類型的計算機導論，都不適合我校計算機科學與技術專業學生學習，很難達到該課程的教學目的。針對這種情況，筆者在仔細研究我校本專業應用型人才培養的目標基礎上，結合我校生源、學校特點和多年該課程的實踐教學經驗，對該課程的教學目標、教學內容和教學方法進行了研究和探討。

二、課程的教學目標

課程的教學目標應該服務于專業的培養目標。粗略地講，計算機科學與技術專業人才大體上分為科學型（計算機科學）、工程型（計算機工程和軟件工程）和應用型（信息技術）。我校計算機科學與技術專業的人才培養目標是應用型。毫無疑問，該課程的教學計劃與課程內容構建就應該服務于“應用型”人才培養總體目標，因此，該課程教學目標應該有：

（一）讓學生了解應用型人才的就業方向，培養對應用型專業的認識

通過本課程的開設，要讓學生明白應用型人才就是通常說的IT人才，了解IT人才的就業崗位，了解未來社會對應用型人才的強勁需求，從而能夠對自己未來要從事的專業方向有一個初步的判斷。同時對應用型專業學習的主要課程、應具備的能力有一個整體的認識。尤其要認識到應用型人才不是技能型人才，為了勝任其工作任務，與研究型或者工程型的培養目標一樣，同樣需要有系統而專門的知識體系與結構，為其行業職業生涯奠定扎實的專業理論基礎。

（二）培養基本的計算機操作能力

作為計算機專業的學生，應該具備較強的基本操作能力。隨著計算機的普及，很多剛入校的新生雖然有一定的計算機操作能力，但掌握得不系統。更何況由于各地區教育經濟發展存在差距，還有相當一部分來自落后地區的新生很少用計算機，有的甚至從來就沒有操作過計算機。因此，培養計算機的基本操作能力，仍然是計算機導論課程中一個重要的教學目標。

（三）培養學生的自主學習能力

如何讓學生從中學的灌輸、被動式學習模式快速適應大學的自主學習的方式，培養他們自主的學習能力，是計算機導論課程又一個重要目標。自主學習能力是大學和現代社會對人才的基本要求。從某種程度上講，自主學習方法的掌握比對學科知識的掌握更加重要。大學里很多知識的獲得必須靠學生自己主動學習獲取。對于應用型專業學生來講，未來的職業將面臨集成與應用的任務，更加需要學生具備對新知識、新技術的敏感性，以便能夠較快的吸取新的技術并將其與實際的需要結合起來。

（四）培養學生的計算思維[2]

根據CCC2002的要求，“計算機導論”課程應該面向計算學科的思維能力。計算思維是計算機科學與技術專業很重要的學科思維。培養正確的計算思維方法，為學生后續的專業課程學習打好學科思維基礎，是學好專業課程的重要條件。

（五）培養學生的學科文化素養

在21世紀信息社會，社會對計算機應用人才的知識結構提出了更多的要求，除了要求他們掌握專業知識外，還要求他們具有人文社會學科知識的要求，既能夠適應專業的變化和拓展，又要有敏銳的專業拓展意識。因此，在計算機導論課程的教學過程中，讓學生領會學科精神、掌握學科的方法、樹立恰如其分的科學形象，以便在未來人生旅途中理智地對待科學、對待社會、對待生活。

三、課程內容體系的構建

根據CCC2002關于計算機導論課程的綱要精神，結合上述用型人才培養的主要目標，認為計算機導論課程體系由理論教學內容、實驗內容和課外實驗訓練三部分組成。

（一）理論教學內容體系構建

“計算機導論”課程作為計算機科學與技術學科專業l6門核心課程的第一門課程，它包含了5個知識領域中的l2個知識單元的內容，理論講授涵蓋的內容應包含以下8個方面的內容：

1.計算機基礎知識

主要包括計算機發展簡史、目前計算機發展趨勢、著名的計算機公司、著名的計算機科學家、數據的表示、存儲和處理、馮·諾依曼機模型、計算機系統結構及工作原理、計算機應用領域等。

2.計算學科分支介紹及我校應用型人才培養課程體系設置

主要包括計算學科劃分（五個分支：計算機科學CS、計算機工程CE、軟件工程SE、信息技術IT、信息系統IS）、各專業培養目標、核心知識領域、核心課程的設置，21世紀企業需要的計算機應用型人才特征、就業方向和工作崗位、計算機水平和認證考試、以及我校應用型人才培養目標和課程體系設置。

3.計算機軟硬件系統知識

主要包括計算機硬件組成、微型計算機的硬件結構、操作系統、常用軟件MS-Office簡介。

4.程序設計知識

主要包括機器語言、匯編語言的初步了解和高級語言的算法設計思想、程序設計的概念、方法、軟件開發過程。

5.數據庫與信息系統知識

主要包括數據庫基本概念、數據模型、SQL語言、數據管理系統Acess的基本操作及信息系統基本基礎知識。

6.信息安全和職業問題

主要包括學科的社會背景、學科職業和道德責任、計算機系統的風險和責任、知識產權、隱私和公民自由、計算機安全等。

7.計算機學科的基本問題[3]

主要包括七橋、梵天塔、停機、找零與背包等問題。以數據的表示、存儲、處理為主線，先介紹一個對問題進行抽象的典型實例——哥尼斯堡“七橋”問題。然后，通過“梵天塔”問題和“停機問題”分別介紹學科中的可計算問題和不可計算問題。最后，從“梵天塔”問題再引出算法復雜性中的問題，以“找零”問題和“背包”問題為例說明P類問題和NP類問題。通過一系列計算機學科的基本問題的介紹，激發學生對本學科的興趣，培養學生初步計算思維能力。

8.計算機學科方法論

主要包括學科專業教學背景、學科定義、學科的三個形態、學科的核心概念、學科中的數學方法、系統科學方法和形式化技術等。

（二）實驗教學內容構建

由于“計算機導論”課程講授對象是新入學的大一新生，學生的基礎參差不齊，本著計算機基本操作技能的原則，實驗教學內容開設了六大模塊，分別是熟悉計算機、操作系統（Windows、Dos、Linux等）、辦公自動化套裝軟件的使用（Word、Excel、PowerPoint）、電子郵件軟件的設置和使用及在國際互聯網（Internet）上瀏覽查找信息的操作（網絡信息檢索）、常用工具軟件的使用、程序設計和數據庫管理系統Access的操作。

1.熟悉計算機

了解計算機基本的硬件組成：控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備；明白主機與主機箱的關系；熟悉常用開機、關機的方法；熟悉鍵盤和漢字輸入。

2.操作系統

熟悉Windows操作系統，掌握常用的DOS、 Linux操作命令。對于Windows的操作，包括桌面設置（包括主題、背景、保護程序、外觀）、開始菜單、任務欄的設置，控制面板、窗口、文件、目錄操作，資源管理器的使用。

3.常用工具軟件的使用

掌握常用壓縮軟件winzip或winrar、殺毒軟件瑞星或卡巴斯基、媒體播放軟件豪杰超級解霸或RealPlayer或Microsoft Media Player的使用。

4.辦公自動化套裝軟件的使用（Word、Excel、PowerPoint）

掌握Word的啟動與退出，文檔的建立、保存、編輯與排版基本操作，表格的制作方法，以及圖文混排的操作。掌握Excel工作表和工作簿的建立、編輯、格式化等基本操作，公式和基本函數的使用，數據清單的管理操作，以及圖表的創建、修改以及修飾等操作。掌握PowerPoint演示文稿制作、動畫及自定義播放過程設置。

5.Internet的操作

掌握IE瀏覽器的設置和使用，Google、Baidu等搜索引擎的使用，掌握下載軟件、電子郵箱的申請、電子郵件撰寫、發送和接收電子郵件、網絡信息檢索等操作。

6.程序設計與數據庫管理系統

掌握程序設計的編輯、調試、運行、編譯、保存等過程，以及Access 2003數據庫的創建和打開，數據表的設計與創建，窗體、查詢和報表的設計和創建方法。同時結合程序設計語言，開發一個簡易數據庫應用系統。

計算機基礎操作，基本上是獨立于“計算機導論”理論教學。學生在實驗過程中會遇到很多課堂上沒有學過的新知識，因此，在實際教學中，加強對學生實驗課目的的教育，引導、鼓勵學生在實驗過程中進行協作學習、自主學習，逐步培養學生的團隊協作的職業素養，構建后續大學課程學習和職業人生需要的自主學習方法。

（三）課外訓練

由于計算機導論課時的限制，上面的實驗內容，是不可能完全在安排的課時內完成，很多內容需要學生在課外完成。

除了完成上面布置的任務外，還布置了綜合實訓內容。一個是Word文字綜合排版，給一篇沒有排版的Word論文文檔，然后讓學生按畢業論文設計格式要求排版，排版通常包括了頁眉頁腳的生成、樣式的使用、多級編號、目錄的生成、分頁、分節等多種技能的整合使用。一個是PowerPoint綜合演示文稿，包括各種動畫設計、超鏈接、背景音樂的設置、放映過程的定義等多種技能綜合應用。

四、課程教學方法的思考

計算機導論課程的內容非常豐富，課時又非常有限，因此，在知識傳授的過程中，教學方法是非常重要的。針對不同的課程內容，教學方法要不同，單一的講授教學方法，不能滿足現代培養目標的要求，也不符合CCC2002倡導的教學向教育轉變的精神。教師在教學的過程中，需要采用多種教學方法。根據自己的教學經驗，認為完成計算機導論課程教學，除傳統講授教學法外，下面四種教學方法是比較重要的。

（一）基于知識背景的課程教學

所謂基于知識背景的課程教學就是把要傳授的知識與知識背景有機結合起來，使之成為課程教學內容的統一體過程。學生在了解和掌握知識的同時，了解知識產生的背景，感知知識背后隱藏的思想與方法，為學生提供更為廣闊的想象與思維空間，有利于培養學生的學科思維和學科意識，有利于促進學生學科文化素養教育[4]。

（二）研究型教學

研究型教學是大學重要的教學方法。該教學方法的一個重要點特征，讓學生能體驗到學科領域的先驅者們進行創新的樂趣和對事物的理性思維，并從中獲取經驗、方法、樂趣和激勵，養成獨立思考、探索、求知的習慣，在探索中學生不知不覺地達到構建自主探索未知世界而學習的方法。在大學，很多知識不是依靠老師講授，而是學生自己的主動自主學習獲得，在這個過程中，老師只能引導、協助和激勵學生。

（三）講座法教學

對于只求了解的內容，可以使用講座法。比如計算學科的應用分支和學習該學科的方法論、計算機中的發展現狀、當前及未來的IT就業前景。

（四）基于網絡的協作教學

利用現代網絡平臺，教師建立自己的課程教學網站。該網站除了提供本課程的PPT、Web 3D、Word等形式的相關教學資源外，更重要的是充分發揮網站的學習討論平臺作用。通過該討論平臺，教師提出問題，引導學生思考，并與學生進行互動。學生也可以通過該平臺將自己的理解及探索的結果與教師及其它同學進行討論。網絡打破時空限制的特性，有效地實現學生與學生之間、學生與教師之間互動的協作學習，共同構建一個完備的知識建構環境和學習過程。[5]

五、結束語

計算機導論課程的內容構建一直存在著廣泛的爭議。本文根據CCC2002綱要精神，結合我校師范學院應用型人才培養目標和多年的實踐教學經驗，對該課程的教學目標、教學內容和教學方法進行了大膽地探索。2009級計算機科學與技術專業的學生經過一學期的計算機導論學習后，不僅可以掌握基本的計算機操作技能，而且對計算學科及所學的專業課程有了整體的認識，明確了今后學習的目標和努力方向。做到了科學性與實用性的有機結合。另外，本課程的教學，一定要安排有厚實的專業知識、豐富的教學經驗，而且懂心理學和教育學的教師承擔。

在開展本課程教研活動中深刻認識到，順應社會對計算機應用型人才需求發展趨勢，合理構建符合本校特點的計算機導論課程體系，培養滿足國家發展對創新型人才的需求，是一項需要持續研究和探索的課題。

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

[2]董榮勝.計算思維與計算機導論 [J].計算機科學，2009，（4）：50-52.

[3]董榮勝.計算機科學導論——思想與方法[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]張曉如，張再躍.計算機課程教學與計算科學思想史研究[J].計算機教育，2008，（19）：50-54.

[5]何昭青.計算機專業程序設計語言類課程教學探討[J].湖南第一師范學報，2008，（3），40-52.

Research and Practice onIntroduction to ComputerCurriculum Content System Construction

HE Zhao-qing
（Information Science and Engineering Department，Hunan First Normal University，Changsha，Hunan 410205）

Introduction to Computeris aguiding curriculum forcomputerscience and technology major and its curriculum content system has been the hot issue in computereducation field.Teaching practice shows that underthe direction of CCC2002programmatic guidance，the contents should coordinate with the training direction of the major and the background knowledge of the freshmen.Flexible and diverse teaching methods are essential to achieve program goals.

curriculum construction；computational thinking；teaching methods；Introduction to Computer

TP3-4

A

1674-831X（2010）05-0063-04

2010-04-06

湖南第一師范學院院級教改課題（XYS09J 16）；湖南省教育廳課題（08C016）

何昭青（1964- ），女，湖南邵陽人，湖南第一師范信息科學與工程系教授，碩士，研究方向：計算機教育，Web 3D，計算機優化算法。

[責任編輯：胡 偉]