“计算机导论”课程教学方法的思考与探讨

文章编号：1672-5913(2009)10-0083-02

摘要：“计算机导论”是计算机各专业本科的第一门专业基础课，它对后续课程学习的重要性是不言而喻的。针对近年来在大学计算机专业中开展的“计算机导论”课程的现状，结合自己的教学实践，本文就“计算机导论”的教学方式和方法做初步探讨。

关键词：计算机导论；教学内容；教学方法；计算学科；课程构建；导引

中图分类号：G642

文献标识码：B

1引言

“计算机导论”课程是计算机专业者要学习的一门非常重要的专业基础课，也是入门课。应该就学科特点、学科形态、历史渊源、发展变化、典型方法、学科知识组织结构和分类体系、各年级课程的重点，以及如何认识计算机科学，学好计算机科学等问题从科学哲学和高级科普的角度去回答学生的疑问，因而起到后续课程导引的作用，从而让学生对计算机系统有一个全面的初步了解，并为深入学习计算机学科的各专业课奠定“以全局指导局部”的基础。

但是计算机科学发展日新月异，新方法、新技术不断涌现。因此很难找到一本与时俱进的教材，既满足学生的理论课需求，又满足实践课需求。同时传统教学模式中有些内容已不适应新时期人才培养的要求，需要进行变革，针对上述情况，笔者对教学内容和教学方法等方面进行探讨自己的看法。

2存在问题

通过大三、大四学生调查，发现当问及你对计算机学科的体系结构怎么理解？80%的学生对此问题回答模棱两可，笔者对这种现状震惊了。相当一部分学生对计算科学缺乏比较全面的认识，科学思维能力、创新能力、工程知识、分析和解决实际问题的工作能力较差，一些学生经过四年的学习后还没有建立起一些专业学习的方法，甚至有些同学认为计算机专业学习就是熟练掌握电脑的基本操作，而对于一些理论方面的知识缺乏兴趣。这样必然导致学生在以后的专业学习和自我学习能力培养方面出现很大的障碍。究其以上情况，教与学的目前状况值得我们深思了。

鉴于存在以上的现象，诚然与学生本身的学习能力、态度、兴趣有关，但另一方面对“计算机算计导论”这门课程的内容、教学目标要求以及对教师的要求等都发起了挑战，如何解决这门入门课程对学生、后续课程的引导作用，是目前亟待解决的问题。

3教学目标

多年来，在计算机专业教育中，对该课程应达到怎样的教学目标问题一直没有定论，这也就给从事该课程教学的教师带来了一些难度和偏差。由于学生个体的差异，如对计算机的认识程度的不同，导致他们对该课程的需求、兴趣不同，因此就有可能在教学过程中增加或删减一些内容，而实际上，内容的增加或删减的根本原因就在于没有课程目标的约束。1989年1月，ACM攻关组在《ACM通讯》杂志上发表了计算教育史上具有里程碑意义的报告――《计算作为一门学科》，该报告明确要求《计算机导论》课程要以严密的方式将学生引入计算学科中各个富有挑战性的领域。2001年12月，ACM 和IEEE - CS任务组提交的CC2001 (Computing Curricula 2001)报告更进一步指出，该课程应能让学生了解计算学科中那些富有智慧的核心思想 。我们从这个意义上出发来看，既然本课程是计算专业的最先开设的课程，它应该达到的目标是：(1)激发学生对学习计算机学科的兴趣；(2)充分展示计算领域能做什么，但不去深究怎么做；(3)能揭示计算领域的历史及其发展状况；(4)能培养学生学科全局观及随着学科的发展不断更新知识的意识；(5)能让学生了解该专业毕业生应具有的基本知识和技能，以及在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。

4教学内容

近年来，虽然很多高等学校开设了“计算机导论”课，但要区别计算机科学与技术专业学生与非计算机专业学生在培养目标和方向上的不同，；还要明确课程内容设置目的，作为计算机方向的入门课程，应把握教学内容的深度和广度。按照“CCC2002教程”的描述，按照上述对内容的描述，“计算机导论”课程的内容可分为下列几大部分：

(1) 计算机学科概述，包括学科的背景、发展历程、名称的来历等；

(2) 对计算机硬件知识的描述，包括计算机的产生和发展，冯・诺伊曼结构计算机的基本组成，计算机的体系结构，计算机硬件技术的发展等；

(3) 对软件知识的描述，包括软件的分类、程序设计的基础知识、面向对象程序设计的思想、算法与算法分析、数据结构与操作系统的基本知识、数据库和软件工程；

(4) 对通信与网络知识的描述，主要介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理，包括网络的体系结构、数据通信的基本方法和网络协议以及网络系统的安全和管理知识；

(5) 人与计算机，包括人机交互知识、人工智能技术的研究领域及取得的主要成果、人脑与电脑的关系；

(6) 计算机和社会，包括计算机系统的应用、计算机专业与社会的关系、知识产权与职业道德等；

(7) 学科的未来，在每一部分中穿插介绍计算机发展史上著名的事件、公司、人物、产品，我国计算机技术的发展历程，使学生全面了解本学科。

5教材选择

5.1适当补充新的信息

在课程内容的选择上，既要有基础性又必须有先进性。既然计算机导论是一门正规的基础课程，课程内容就不能带有随意性。课程的性质和目的也决定了不仅要向学生介绍计算机的感性知识，还要介绍计算机的理性知识，即要“领进门”，又要“送一程”，所以课程内容的基础性是十分重要的，这一部分内容应该相对稳定。 但是计算机导论又是一门实践性极强的课程，由于计算机技术的发展和软件的更新换代十分迅速，如果授课内容陈旧、肤浅，不但学生会失去学习的兴趣，而且上机实习也会遇到障碍(找不到过时版本的软件)，所以课程内容必须“吐故纳新”，要适当介绍一些计算机技术的新知识和一些流行的优秀软件，使课程内容始终保持先进性。 所以不仅教学大纲要不断修订，而且教材也要及时更新。

5.2防止两个倾向

在计算机导论课的内容选择上还要防止两个倾向:一个是过于简单，另一个是过于复杂。 如果课程内容简单化，降低要求，就容易把这门课降格为社会上一般的计算机操作培训班。 把计算机基础教育系列课程的第一门课程混同于计算机扫盲，是对该课程采取实用主义态度的结果，也是对课程性质和任务的一种误解。 反之，如果课程内容复杂化，一再加码，就会把这门课提升到计算机原理课的水平，学生听不懂，吃了夹生饭，会给后续计算机专业课程的学习造成障碍，同样也会使学生对计算机的学习“望而却步”。

6教学方法的探讨

6.1教学融入“故事性、趣味性、启迪性”

“计算机导论”课程的教学会涉及到计算机科学发展的很多人和事物，如果将一味地将一些枯燥的知识简单的传授给学生，学生的接受能力和兴趣并不能达到理想的效果，把涉及到的专业术语知识等所关联的到人物事件讲述成一个个生动的故事，提高学生的学习兴趣，通过他们的成功与贡献来启迪我们的学生对计算机科学学习的兴趣，增强专业认识。比如讲到计算机体系结构时，就会提到冯诺依曼，他的人生经历，事件发展背景；讲到计算机网络时就会提到，美苏争霸等重大事件；比如讲到人工智能方面可以引出“深蓝大战”。这样集故事性、趣味性、启迪性结合古板的知识让学生充满兴趣开拓自己的知识面。

6.2直观的教学法

比如，当涉及到一些硬件知识时候，教师可以在课堂一边拿着一些硬件部件进行现场讲解。在做实验时，让学生亲自动手来实践课堂教学的理论知识，比如进行硬件组装，让学生通过真实地触摸硬件的元器件及产品来加深他们对知识的理解；再如，当讲到计算机网络的有关知识时，就可以到实验室去，让学生从专业的角度来学习网络，进行现场简单的认识网络的组成。这种感性的教学方法能带给学生直接的专业学习体验以及更新颖的感观认识。

6.3善用现代计算机多媒体技术教学法

采用这种技术不仅能使大一学生有了上课耳目一新的感觉，更重要的是它能在有限的课堂时间里带来更多的信息量：

(1) 在讲到硬件的一些基础知识，可以用视频展现整个说要讲解的相关知识的视频过程。

(2) 在讲解到操作系统等软件进行操作时，可以用视频展现操作系统的安装过程，然后再带学生进行实验室进行现场安装，进一步巩固课堂教学。

(3) 在讲到一些抽象的基本原理时，如在讲解到CPU的工作原理时，可以用制作的Flash小动画展现CPU的工作原理。

6.4语言表述具体化

因为计算学科中抽象性的内容较多，所以教师在授课过程中，如果语言表述不通俗易懂的话，抽象性越高，学生会在刚刚了解一个内容的基础上，再尽全力去理解这晦涩的专业术语等抽象的表达，这样学生陷入一个恶性循环中，就会有云里雾里的感觉，听课效果肯定会受影响。

6.5精讲多练是授课的重要方法

计算机导论课的主要目的是培养学生使用计算机和利用计算机去解决实际问题的能力，以及培养学生的自学能力和较快接受新技术、新方法的能力。这些能力单靠课堂教学是培养不出来的，而要靠大量的上机实践。 因此，计算机导论课应由“以教师为中心”向“在教师指导下学生主动学习为主”转移，正确的指导和大量的上机实践是学好这门课的基本保证。课程性质的定位也决定了必须采用精讲多练的授课形式。精讲应该是不得不讲时才讲。现代教育思想在强调学生是学习主体的同时并不忽视教师的主导作用。教师要精选重点和难点详细讲解，使刚入大学的新生在陌生的学习对象面前不至于束手无策，但也要给学生留有足够的时间和空间，使他们能够充分发挥学习的主动性和积极性。

6.6对授课教师的要求

“计算机导论”课程作为计算机专业学生的入门课程，内容广泛且与后续课程关系密切，因此讲授起来有一定难度，本课程要求教师必须站在学科的高度看问题，将复杂的、抽象的内容简单化、形象化，因此对教师的要求很高。“良好的开端是成功的一半”，但也有“万事开头难”，授课教师不仅要有极大的热情，能够带动学生的学习积极性，更要对本学科有全面了解，要变传统的知识型教学为研究型教学，选择适当的知识为载体，通过对知识点的讲授，让学生学会思维。这就需要教师自身先把知识“嚼出味儿”，然后再在课堂上使学生形成科学的思维习惯，掌握有效的学习方法。教师还应该根据自己所在学校对学生的培养目标定位、根据学生的特点，有机地组织和确定课程内容，把握教学计划的总体安排，强化能力培养的意识，使学生能通过对学科的理解和认知进入学科领域。

“计算机导论”课的每一个环节势必影响着计算机专业学生的后续知识的学习，这值得我们每一位从事这方面工作的人们去关注。

参考文献：

[1] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002.

[2] 董荣胜,古天龙. 计算机科学与技术方法论[M]. 北京:人民邮电出版社,2002.

[3] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 中国计算机本科专业发展战略研究报告[R]. 中国大学教学,2005(5).