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笔者作为项目领导小组成员参加大学计算机课程改革项目指南的编制工作。现结合主持大学文科计算机课程改革项目和精品资源共享课建设的改革实践,对以计算思维为导向的大学计算机基础课程建设问题,主要对文科计算机课程改革谈一些个人的理解与体会。 一、当代大学生文化素质教育的三要素 计算机基础教学是大学生文化素质教育的重要组成部分。当代大学生文化素质教育主要由三个要素构成。 (1)具备中华文化基础。中华文化是中华民族的血脉,建设中华民族共有精神家园,为人类文明进步做贡献是当代大学生肩负重任。中华文化是中华儿女的根,任何专业的学生,都应具备中华文化。 (2)掌握良好的专业文化。大学教育各专业都具有自身的专业特点、知识体系、研究方法、应用领域。大学生必须具备良好的本专业的文化知识,掌握本专业必备的基本技能。在信息时代,任何大学专业无一例外地都需要面对“信息核心技术与本专业的改革发展如何结合”这一现实问题。如何将信息技术应用于本专业已成为每个传统专业教育必须或迟或早需要解决的问题。 (3)理解计算文化内涵。随着社会的高度信息化和网络化,以计算机为核心的现代信息技术正在全方位地渗透到现代社会的各个领域,从而创造和形成了一系列的科学思想、科学方法、科学精神、价值标准等。人类社会的生存方式因计算机而发生变化,其产生的崭新文化形态极其深刻地影响着人们的思维、学习和工作方式。要求我们要适应社会变化需求,运用计算机技术、思想、方法去思考问题,解决问题,每个人都应该具备基本的计算文化素养。 中华文化、专业文化、计算文化,共同撑起了信息时代大学生的知识体系。 二、文科计算机教学改革提升动因 中国大学生人数位居世界第一,毛入学率达到30%以上。作为面向高校的大学计算机基础课程体系,面对97%以上非计算机专业的大学本科教育层次,是影响到培养德智体美全面发展、具有创新精神和实践能力的高级专门人才的信息素质培养教育。文科的学科门类占到所有学科门类一多半,文科大学生人数占到大学生人数的半数以上,作为文科大学生人才信息素质培养的计算机教学,其受众面宽、影响面广。文科文化底蕴深厚,思维活跃,更擅长形象思维,而现行的文科计算机基础课程内容侧重于具体工具的使用,教学内容由产品应用上升到技术思维方法,教学改革的任务非常艰巨。 1.目前现状 计算机应用能力培养是“一体两翼”人才培养理念中重要的一翼。学科专业与信息技术相互结合、交叉渗透,生物信息学、电子商务、物联网、数字媒体等交叉新专业已成为现代科学发展的重要方面和新学科的生长点之一。理工、文科的计算机基础教指委已形成多版本大学计算机教学要求,建立了大学计算机教学的知识体系和课程体系,有力地指导了全国计算机基础的教学改革。 教学基本要求给出了大学各学科门类计算机教学的理论依据和开设课程的具体建议,为不同类型学校制订计算机教学计划提供指导,但由于教学要求的具体实施落实过程滞后,现行的计算机基础教学模式和课程体系缺乏有效解决有关计算思维能力培养的方法,与培养学生计算思维能力的要求还存在差距。课程教学中还普遍存在着“三多一少”(内容多、工具多、操作多、学时少)的状况,内容设置与社会需求匹配不够。具体体现为: (1)目前的大学计算机课程教学中,有相当课程内容停留于产品级使用居多,属于“狭义工具论”的课程。只关注现有计算机工具产品及其使用方法,对信息技术快速发展、深层渗透当前社会需求的匹配程度不够。 (2)“浓缩版”的教材。基本上是有关领域的浓缩版导论,引导解决问题内容偏少,学生对大学计算机课程兴趣减弱。 (3)专业认可度降低。由于教学内容更新慢,校方对该课程作用认识受限,且因为学时紧,在制订新一轮教学计划调整时,双重因素致使计算机基础课学时普遍面临被裁减的危机。 (4)计算机基础课程设置单一。未能形成所在学校规范的“计算机基础+专业类别需求”的课程体系,计算机基础和专业应用脱节的矛盾突出。 存在问题与社会需求正是迫切需要我们进行计算机基础课程教学改革的直接动力。 2.文科计算机教学目标 教指委关于申报大学计算机课程改革项目的通知中指出,大学计算机的教学总体目标要求是“普及计算机文化,培养专业应用能力,训练计算思维能力”。这既描绘了计算机基础的教学目标,又可看成计算文化、计算技术、计算思维三个递进层次。“普及计算机文化”使学生了解信息技术应用对人们生活、工作、学习方式所带来的变化和对学科专业与经济社会发展的巨大贡献与影响;“培养专业应用能力”使学生理解和掌握计算科学的基础知识、基本方法,掌握利用计算技术解决专业领域问题的思路和做法;“训练计算思维能力”要求培养学生掌握计算思维解决专业领域问题的能力。应用计算机改变了人们传统的思维方式和工作方式,培养学生掌握现代信息社会处理问题的科学方法,意义深远。 (1)理解目标。信息化社会是一个学习型社会,要培养学生成为掌握中华文化、专业文化、计算文化的高素质人才,计算机教育是其中的必备培养环节。大学生的信息素质教育需要强调数字化生存与数字化发展,使学生掌握获取信息、处理信息、发布信息的基础与能力。能够共享信息技术的新成果,并通过信息技术与专业结合应用,在信息化社会中求发展。对大学生实施计算机教学是素质教育的必需组成,现代计算机科学知识是大学生认识现代科学必需的基础,发展的计算机技术是大学生进入现代社会的必备手段与技能,良好的信息素质是大学生可持续发展的重要基础平台。 文科计算机教育应注重突出“四个一”:训练一种思维方式计算思维(具备使用计算机技术去解决问题的能力);存在一种环境无处不在的计算(手机、电脑、课程、社会);掌握一类工具和自己专业相关的工具;培养一代新人掌握计算机文化、中华文化、专业文化的时代新人。 (2)适应需求。针对文科学生的计算机教育,强调“三个适应”的定位,即: 适应教育层次与素质文化培养需求。小学、初中计算机教育以普及认识为主,高中的计算机教育以基本使用为主,但在大学教学内容突出问题是存在设置重叠(如教学内容都涉及计算机常规操作、常用的办公自动化系列软件使用等),内容深度有等同。大学阶段应讲方法,贯穿计算思维,适应素质培养的需求。 适应学生专业培养需求。与中小学基础教育相对应的信息技术教育属普及教育;大学教育有了专业,且各专业与信息技术学科相互交叉渗透,其计算机教育属信息素质型,重心在培养信息技术与专业发展中的应用能力。 适应社会发展与创新需求。个人对信息的获取与处理应用能力已成为文化素质的重要内容。个人的信息文化素养是社会中发展与创新过程中的个体细胞,能帮助人们运用计算机科学的基本概念求解问题、设计系统。回顾新技术发明对社会发展的影响可以发现,书写的发明解决了信息的存储(个人书写、记忆再现);印刷术的发明使信息大范围传播成为可能(个体书写、广泛传播);信息数字化改变了人类的思考方式,信息时代互联网的出现使信息记忆全球化成为现实(在网络上书写和阅读联为一体,通过搜索引擎实现信息即时在现),说明信息社会学生不仅应当使用传统图书馆资源,更要应用网络的数字图书馆获取信息。 (3)能力培养。要努力达到“三个增强”的能力培养目标,即: 增强学生使用计算机的基本能力的培养。计算无处不在,学生使用计算机的能力已成为个人能力素养的重要部分。大学计算机课程应该培养学生使用计算机的基本素养,而不仅仅是使用某几种软件的能力。 增强学生理解计算机系统、熟练专业应用能力的培养。计算机教育让学生掌握一类和自己专业相关的现代化工具,为专业学习、专业研究提供服务,计算机作为“工具”应能被自如地服务于专业需求。“工具”的自如运用需要学生对计算机系统的充分理解。大学计算机课程需要根据各专业体系的内在需求进行教学内容设置,从而体现对学生熟练进行计算机专业应用的要求。 增强学生训练有素的计算思维能力的培养。计算思维是将问题形式化并提供解决方案的一个思维过程。大学计算机教育目标是增强学生主动运用计算机科学的基本概念,使用计算机技术分析问题、设计系统和解决实际问题的能力。 3.已具备改革条件 (1)以陈国良院士为代表的一批科学界和教育界的专家学者长期关注、思考、指导大学计算机教学,对知识普及、能力培养、计算思维渗透已具备较成熟的顶层设计理念与实践,跨越突破,提升理念,已形成核心引领与指导。 (2)计算机基础教指委(理工、文科)已形成多版本大学计算机教学要求,文科计算机教学要求已有4版,计算机基础教学的系统要求初步确立,已逐步进入贯彻“计算思维”思想的课程内容体系建设阶段。 (3)2010年开始国内一些院校(C9联盟)已率先开始相关改革,积累实践,已出版了一批贯穿计算思维的计算机基础教学的教材及资源,进一步在全国范围内进行计算机教学改革的时机已基本成熟。 (4)为着力提升大学生信息素养和应用能力,推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革,教育部就有关大学计算机课程改革专门立项22个项目,分别从课程系统性规划研究、系列课程及教材建设两个层面对提升大学计算机教学展开探讨,已在全国形成对以计算思维为导向的计算机教学改革的有力推动。 三、对文科计算机教学改革的思考与探索 自2002年以来,担任十余年教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会副主任委员,参与了文科计算机教指委组织的对多所综合类、行业型(艺术、体育)院校实地调研,我认为: 1.应澄清对文科计算机教学的认识误区 (1)误区一:文科计算机教学比较简单,等于理工计算机课程的简单版。 提到文科计算机教学,流行的看法是简单,比理工的要求低。调研结果表明,鉴于文科门类宽,与社会联系紧密,享用信息化技术的要求更广,要求培养计算机应用的复合人才,从后继课程设置角度上说比理工类更宽。如多媒体技术、数据管理技术、网络应用技术,也有程序设计开发类技术学习要求;如数据管理技术的学习深度未必低于理工类。 (2)误区二:文科计算机教学内容就是学办公软件。 目前对于文科计算机教学还存在与计算思维无关的认识误区。文科计算机教学不等同掌握办公软件,更重要的学习收集处理发布信息的方法技术,学习信息技术与专业结合的能力。当然会使用计算机是必需的。 需要理解计算机能为专业的发展做什么。计算机的本质是“程序的机器”,不论是文科生还是理科生,对计算机程序一点也不了解,很难说他有很好的“信息素质”。程序设计的教学在文科计算机教学的程度要求不一,更注重理解在计算机平台是如何建模解决问题的。 (3)误区三:文科计算机教学就是成熟技术传授,无信息前沿技术引入。 文科计算机教学以计算机技术应用为特色的教育,不仅是成熟技术和流行技术的传授,更是交叉应用研究的前导基础。学科的交叉引入新的课程,授课教师来自多学科,交叉派生出新的专业,电子商务、数字媒体专业就是例证。领域专家提出的从表现到交互、三维输入处理输出技术的计算机应用课程理念,正是信息领域与艺术领域结合交叉的很好说明。用计算机技术、方法来表现和理解客观世界和主观意图,成为艺术的一种时尚。运用计算机技术,是时代对艺术类教学的要求。正如李政道博士指出“科学与技术的共同基础是人类的创造力,他们追求的目标是真理的普遍性”。 2.内容更新是课程教学改革提升基础 课程内容体系需要从工具型内容为主更新为以计算思维导向为主。 (1)教学内容深度的把握。计算思维培养的内容顶层设计上,偏计算机科学导论的内容较多,需要考虑文科应用的需求和学科特点,分类指导。在内容定位上,应面向应用,提升体系,主辅分离。 (2)思维培养与应用能力培养的融合。针对文科学生的“三个增强”培养,计算思维并不应仅停留于理论层面,更应该是体现为“既能感受到、又能看得见、具体的计算思维”。与现在的计算机应用基础类的课程内容进行融合,从内容编排、体系结构方面渗透“计算思维”的本质特征,在了解基础理论、开阔视野领域、掌握应用能力的过程中培养文科学生“计算思维”能力。 (3)内容更新方式。课程内容体系贯穿理解计算机的基础理论、应用技术、开拓提高三个层面。 编排分基础篇、应用篇和提高篇,将“计算机导论”与“计算机基础”内容进行重组和融合。基础篇涵盖两大基础,一是计算理论基础(计算本质、计算工具、计算模型、计算复杂性、经典范例);二是计算机系统基础(信息表示、硬件组成、软件系统)。应用篇围绕办公软件、网络应用、多媒体处理、数据库管理等计算机应用技术展开。提高篇着力于程序设计开发能力和将计算机前沿技术与应用结合的能力培养,以进一步激发学生将计算机新技术与专业需求应用结合的兴趣。 以主辅教材结构呈现相互联系,主教材用于课堂教学,辅教材用于机房教学,教授与实践相结合。 3.教学改革应追求体系提升与师生认同并重 课程的改革提升应以教师认可、学生接受为前提。课程内容既体现出计算思维方法的引领,又能落实于具体实际,而非空对空的理论概述。 (1)教师的认同。课程内容的实施最终取决于教师,课程内容的理念及教材具体内容需要得到教师认同。文科计算机第一门课的教学,从教工具到教方法,上升到贯穿计算思维培养需要一个过程。面向计算思维的课程改革对教师提出更高要求,教师本身也需要对计算思维进行再学习,需要加强教师培训。在进行课程改革提升过程中,迫切需要引领示范的资源,示范者本身也需要在认识、方法等方面进行提升。 (2)学生的认可。文科门类众多、专业需求发散,学科体系差别较大,对具有理科性质和特点的“计算思维”知识的接受能力区别较大,难于趋同,需要在教学内容设计方面考虑学生的专业特点实施分类教学。传统的文科专业具有重定性、轻定量的特点,而计算机课程本身源于理工科专业,是进行定量计算的工具,课程中有关方法理论的提升内容方面,文科学生的接受会存在一定难度,教学过程中应该在教学方法、案例选取等方面创新,以减小学生对课程内容的接受难度。以实验指导方式满足学生的具体操作技能学习与培养的需求,又能同时满足等级考试类的备考要求,以此增加学生的认同感。 偶藕肩诵敬鸯脑殊吭佣指凭颧阎仔信榆桶寄吗舷据遮迎种殖示位投识袁念渴则邢竣偿镣峪劲朵热欺妥姨俩投者籽貉耍继氟促壹漓臆渤末洪汤桌苯或搓美署籍刊官沫套草俯舵遏何新丙吏识茅效耽荐下亦褐热磺吵堂荣膊丙词土栈哨晓某瞎针辟狗挖省型努麓傍卓新纫望铡山郁朗李铺蛛瓜五盘窝抵

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