感悟與反思

吳文虎

摘要：“大學計算機課程改革項目”開展一年多來已取得多項中期成果，特別是認識上的提升與形成的共識將是下一階段編寫新教材的指導思想，也是進行教學改革的依據。文章介紹課題組一年來學習、思考和著力研究的問題，即大學計算機的基礎課程教什么，該怎么教，以什么為目標，用什么做導向等，闡述通過調查、總結經驗、相互交流以及結合中國大學實際所形成的共識。關鍵詞：大學；計算機基礎課程；面向應用

以電子計算機為龍頭的現代科技，正在對人類社會的發展產生難以估量的深遠影響。作為“人類通用智力工具”的計算機使人類快樂且緊張地在信息高速公路上奔跑。人類已經跨入以工業文明為基礎，以信息文明為手段，以生態文明為目標的高速發展的新世紀。作為社會時尚，會不會使用電腦和網絡，已經成為衡量現代人文化水準的一個尺度。越來越多的人希望知道與計算機相關的知識和技術，特別是剛剛踏進高校的學生。

對于初學者而言，在沒有搞清計算機的ABC之前，常常會受到如下問題的困擾：到底是什么力量驅動計算機于20世紀40年代問世？這頭“怪物”怎么會有如此巨大的“神力”，讓整個世界的生產和生活在短短五十幾年就有了翻天覆地的改變！人們往往在享受“怪物”給自己帶來的方便之余，也會無奈地感嘆：“沒有計算機我們真的將寸步難行！”計算機強大的計算功能為什么僅僅是基于再簡單不過的二進制數學原理？為什么現在一臺小小的筆記本電腦里的弈棋程序就可以戰勝讓人仰視的國際象棋大師？是誰，怎么給它施加了“魔法”？半個世紀前的那些計算機的鼻祖，曾經是幾百平米的大廈才能容得下它，為什么那時的龐然大物現在竟然能夠瘦身成為“窈窕淑女”，一間小小的機房就能夠擺上幾十臺。從功能上看，以前專為通話而發明的手機，現在已經具備了一般電腦的很多功能，用它可以上網、聽廣播、看電視、查資料、寫文稿、玩游戲和拍小型的連續劇，甚至還能用它遠程控制家中的電器。也許過不了多久，你就不用發愁在國外旅游時聽不懂外國人說的話了，你的手機已經學會翻譯給你聽了。這些到底是怎么做到的？驚嘆之余，你可能會問：我已經是高校的學生了，今后除了數學、物理、英語之外，我該上哪些與專業需求相關的計算機基礎課程呢？

一個國家，一個民族，要想不落伍，要想躋身于世界民族之林，關鍵在于擁有高素質的人才。信息科學與技術在高水準人才的知識結構中占有重要的地位。講文化要以科學為基礎，講科學要提高到文化的高度。計算機已然滲透到人類生產與生活的各個領域，新東西層出不窮，在使世界更加多姿多彩的同時，也更加紛繁多變。專家認為學習計算機早已超出技術的層面，上升到了現代社會文化的層面。2012年底，我們承擔了教育部大學計算機課程改革項目“以計算思維能力培養為主線的理工類專業大學計算機課程改革研究”課題。課題組通過一年多的學習和研究，對計算機基礎課教學達成以下共識：

1）計算機高速發展的不竭動力是應用。

學生學是為了用，因此，大學計算機基礎教育一定要實施面向應用的教育，上什么和教什么一定要以需求為導向。

2）學習計算機需要了解這一學科的內在規律和特征。

“構造性”和“能行性”是計算機學科的兩個最根本特征。與構造性相應的構造思維又稱計算思維，指的是通過算法的“構造”和實現來解決某個給定問題的一種“能行”的思維方式，或者說計算思維其實就是解決問題時的計算模擬方法論。

做任何事情都須講求方法，讓計算機幫我們做事，更要講求方法。科學方法基于科學思維，包括理論思維（邏輯思維）、實驗思維（實證思維）和計算思維（構造思維）。計算思維這個詞，是20世紀50年代之后，計算機發揮了人類期望的強大計算功能之后，被人們認識、研究和提煉出來的。計算思維目前有著諸多的定義或描述，究其本質是“抽象”和“自動化”。數學抽象是針對現實世界的量的關系和空間形式來進行的。計算思維中的抽象與傳統數學相比更為復雜和實用，抽象的好壞和是否能夠實用，要看計算機能否快速地自動化地完成人們預想的計算任務。當今學界的有識之士提出：既然計算機已經成為“人類通用智力工具”，那么計算思維對每個學生都有普適意義。在實施面向應用的計算機教育時，如果能夠將應用計算機解決問題的思路歸納出來，點化學生，使其感悟計算思維要素之妙，起到舉一反三的效果，不是更好嗎。

3）工具是重要的，不能有輕視工具作用的思想。

人之所以能進化為現代人，不斷發明和成功創造工具起了絕對重要的作用。計算機是“人類通用智力工具”，盡管它問世的時間還不長，但是它所展現出來的智能化的趨勢已令世人嘆為觀止。對于這樣一個工具，我們應該怎么教？誰也不敢說胸有成竹，還需要下大功夫加以研究。

4）面向應用更應強化理論聯系實踐的優良學風。

教育的目標是讓學生掌握真才實學，通過動手動腦，使思維能力和動手能力同步提升。要培養高質量、能解決實際問題的應用型人才，強化理論指導下的實踐是課程取得成功的必由之路。

總之，在課題組全體老師的努力下，我們對當前形勢下的計算機基礎教育的課程改革的目標、方向和做法形成了自己的一套看法，并作為的課題研究成果之一。更為重要的是，這些成果將是下一階段編寫新教材的指導思想，也是進行教學改革的依據。筆者作為課題組長感謝大家的努力，相信我們的課題研究一定能夠做好，我們的教材也一定能夠出好。

（編輯：彭遠紅）endprint