《计算机导论》课程教学内容研究与实践

摘 要：《计算机导论》是计算机科学与技术专业的入门课。从教学目标、课程特点、教材特点出发，结合教学实践，对教学内容、教学方法和课程考核等方面做了有益的探讨和实践。

关键词：计算机导论；教学内容；教学方法

中图分类号：TP434 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002017203

0 引言

《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门基础课程，是该专业的前驱课程和核心课程，是计算机专业完备知识体系的概述。国内许多高校在大一都开设了该课程， 然而不同高校在计算机导论教学内容上具有明显的层次性，不同类型学校及学生具备的基础知识差异性较大。在教学中发现，该专业学生对专业知识缺乏全面认识，没有一个整体逻辑体系，学习能力、解决问题能力较差。随着信息技术的发展、知识更新的加快、学科知识的交叉融合，为使学生更好地建立专业思想和学习方法，本文对《计算机导论》的教学内容进行了研究。

1 教学目标

不同类型、层次的高校培养目标各不相同，地方本科院校培养的是应用型技术人才，因此，应符合实际制定专业培养目标，把握计算机导论在应用型的专业培养目标中的定位，发挥计算机导论的“五导”作用：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业。

计算机导论涉及的知识范围大而广，新生不可能掌握所有内容，尤其是具体理论及实现能力，教学目标应切合实际。在研究教材及调研基础上提出了如下目标：①系统了解该专业的基本知识与技能和应用前景，为后续课程学习、发展奠定基础；②新生面对一切既新鲜又充满疑惑，应为其学习方向进行良好的引导，激发对专业的兴趣；③培养学生的思维、团队协作、创新及知识重建能力和探究精神；④认知计算机领域解决问题的一般技术方案，从理论上升到应用，注重综合能力的提高，追踪当前热点课题和研究方向；⑤培养良好的职业素养和习惯，了解就业岗位的特性，具备改善就业的能力。

2 教学内容

计算机导论课程构建是计算机教育面临的一个重大问题，教学内容应以全局的视野将知识进行整体串联，学科框架、课程知识、重要知识点、实践能力及相互逻辑联系向学生讲明白透彻，深刻理解计算机对人类社会的推动作用， 培养学生的认知能力，树立科学的方法论，达到教育目标。

2.1 教材内容与特点

目前各高校计算机导论教材版本多种多样，基本都是依据CCC2002中相关内容和精神，或参照ACM和IEEECC2005编写，主要介绍计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业的入门知识。主要特点是：

（1）课程以专业课为一章构成。将基础知识、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、软件工程等各为一章节进行编写，专业课缩合拼凑成教材，没有逻辑体系。

（2）将“计算机基础”教材的内容添加进去。没有把握计算机导论的专业基础性质，与课程要求不符。

（3）强调理论、实践少，知识与实验教材内容更新滞后；前沿理论和新技术涉及少、更新慢。

（4）有的侧重广度，强调对计算机和计算机科学的广泛理解；有的侧重深度，以程序设计为主线并解决问题，强调计算机编程；有的则兼顾广度和深度，强调广度的中心主题，深度贯穿于广度之间。

（5）以科普体裁体例编写。与传统教材不同，它采取通俗的文字，以普通故事或典型问题等方式介绍。

2.2 教学内容构建

计算机导论课程比较抽象，教学内容构建没有统一的规范。教材的选择不应拘于某种标准，应通过比较选取一本主要教材，辅以参考教材，优化整合教学内容，合理进行课堂设计。采取72学时进行教学，教学内容构建采取理论―实验―实践相结合的模式，用自顶向下的方法设计，以高屋建瓴的方式提出课题，再追求细节，结合教学实践，在学生反馈的基础上进行充实、改进，确定课程教学内容。

（1）理论教学内容。计算机导论理论内容包括：①计算机基础知识。主要有计算机产生和发展、计算机系统、数据编码和存储、冯・诺依曼模型、计算机体系结构与数据组织、多核技术、计算机应用领域等；②计算学科。主要有计算机学科定义、计算学科划分、知识体系、教学计划与课程体系的核心内容、计算机产业与创新；③操作系统与网络计算。主要有操作系统体系结构、通信与组网、网络协议、安全、网格计算等；④程序设计语言。主要有程序概念、程序设计方法、数据基本结构、算法与复杂性、语言实现等；⑤数据库。主要有模型与信息系统、数据库系统、关系数据库与设计、数据挖掘等；⑥软件工程。主要有软件工程学科、软件开发模型、设计方法、测试与文档编制等；⑦智能系统与人工智能。主要有智能与机器、知识与推理、语言处理、智能计算等；⑧图形学与可视化计算。主要有图形学、图形系统、虚拟现实技术、人机交互与设计、多媒体技术；⑨离散结构与数值计算。主要有集合论、代数结构、图论、数值计算、高性能计算、数学建模与计算机模拟等；⑩社会和职业道德。主要有计算机与道德、职业方向等。

（2）实验教学内容。开设实验教学内容是必不可少的，实验教学内容要突出专业课程特色，针对大一学生，需编写实验指导书，并对原理进一步讲解，通过丰富实例，从实验向实践过渡。理论教学与实验教学可以灵活进行，包括内容与实验顺序。设计的实验如下：①计算机部件认识与组装，网络硬件，组网与环境配置；②安装虚拟机，在虚拟机上安装操作系统与驱动程序，操作物理磁盘上的文件；进程调度、进程管理实验；基于Windows的网络通信验证程序；③信息安全实验，比如以流行的杀毒软件为实例；④程序设计实验（开发平台与语言环境）、数据结构实验等。主要包括数据操作，理解指令系统的组成，掌握机器指令的格式，理解程序的执行过程；结构化程序设计，熟悉程序结构，掌握C语言编写的方法；加深理解递归及迭代的概念，掌握用C语言编写递归及迭代程序的方法；算法综合练习，熟悉结构化程序设计在算法中的应用；理解二分查找法的思想；⑤数据库实验：建立数据库程序、数据库编程；⑥软件开发过程；⑦计算机图形绘制与动画制作；⑧设计网页、构建简单的网站、操作数据库表等内容，认识HTML。

3 教学方法

计算机导论的特点及在计算机专业中承担的角色，决定了在教学中需要采取多种灵活的教学方法。课程对授课的教师自身素质和专业能力有更高的要求，需对计算机科学发展、学科特点、知识结构等有一个整体把握，需长期从事一线教学科研工作的经验体会，以教学目标为基础深化教学方式，对学生进行更好的引导，理清思路，转变学习观念与方法。

（1）基于知识背景的教学方法。在教学过程中将讲授的知识与其背景结合起来，使学生具有探求知识的欲望，为其提供更为广阔的想象与思维空间，有利于培养学生的学科思维和学科意识。

（2）问题式教学方法。通过提出问题引导学生思索。例如，计算机学科的基本问题哥尼斯堡七桥问题引入图论， 梵天塔问题引入递归、算法复杂性问题等，将问题抽象形式化，通过数学方法来解决。

（3）专题式教学方法。涉及到计算机专业的核心课程知识，可由不同的老师做专题讲座。建议在有条件的情况下由学科带头人或骨干教师担任主讲，并使用多种教学手段进行教学。该方法可将密切联系的课程进行整合，体现教师的专业性，获得系统性的知识，打破以往孤立的授课方式。

（4）团队式教学方法。课堂上将学生分成小组，按小组展开相关问题讨论，对一些问题进行大胆的探讨，使学生既融入学习氛围，又培养了团队意识。课后充分利用网络平台教学，建立轻松的学习环境。

（5）实验教学主要以演示、模拟为主，演示具有代表性的实验。有的实验并不要求学生会做出来，通过观察来激发学生思考，使学生更好地领会和理解相关的理论知识并在实验中体会。实行分层次的实验教学，对基础较好的学生提出更高的要求，同时对基础差的学生也是一个促进带动。

4 考核方式

课程的考核方式是检查教学效果的基本手段，反过来又促使教学的改进。计算机导论课程重在“导”，强调总体上的理解，而不是试图要对每一个知识点都详细讲解，因此，应建立多元的课程考核方式，改变过去那种依赖“平时成绩+考试成绩”的模式。适应培养应用型人才目标，加大平时成绩（60%）的考核力度，如问题式教学时的课堂表现、资料收集与整理、团队教学参与情况及总结报告、实验操作技能等；考试成绩（30%）；学习该课程后个人总结及未来规划（10%）。在多元考核体系下使学生自主的参与进来，提高了学习的积极性，既轻松学习，又培养了各方面的能力，取得了良好的效果。

5 结语

《计算机导论》是一门基础课程，但在教学上却是一个难点。本文结合我校的实际情况，根据计算机导论课程的特点及教学中问题的反馈，在教学目标、教学内容及方式上进行了一定的探索和实践。从学生反映来看，普遍认为新的教学方法能有助于更好地吸收课程知识，在学习该课程后对计算机专业有了一个宏观的认识，改变了过去被动式的学习方式。

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