感悟与反思-大学计算机课程改革项目研究的收获

1、 感悟与反思大学计算机课程改革项目研究的收获 吴文虎（清华大学 计算机科学与技术系，北京100084）摘 要：“大学计算机课程改革项目” 开展一年多来已取得多项中期成果，特别是认识上的提升与形成的共识将是下一阶段编写新教材的指导思想，也是进行教学改革的依据。文章介绍课题组一年来学习、思考和着力研究的问题，即大学计算机的基础课程教什么，该怎么教，以什么为目标，用什么做导向等，阐述通过调查、总结经验、相互交流以及结合中国大学实际所形成的共识。关键词：大学；计算机基础课程；面向应用以电子计算机为龙头的现代科技，正在对人类社会的发展产生难以估量的深远影响。作为“人类通用智力工具”的计算机使人类快乐且紧

2、张地在信息高速公路上奔跑。人类已经跨入以工业文明为基础，以信息文明为手段，以生态文明为目标的高速发展的新世纪。作为社会时尚，会不会使用电脑和网络，已经成为衡量现代人文化水准的一个尺度。越来越多的人希望知道与计算机相关的知识和技术，特别是刚刚踏进高校的学生。对于初学者而言，在没有搞清计算机的abc之前，常常会受到如下问题的困扰：到底是什么力量驱动计算机于20世纪40年代问世？这头“怪物”怎么会有如此巨大的“神力”，让整个世界的生产和生活在短短五十几年就有了翻天覆地的改变！人们往往在享受“怪物”给自己带来的方便之余，也会无奈地感叹：“没有计算机我们真的将寸步难行！”计算机强大的计算功能为什么仅仅是

3、基于再简单不过的二进制数学原理？为什么现在一台小小的笔记本电脑里的弈棋程序就可以战胜让人仰视的国际象棋大师？是谁，怎么给它施加了“魔法”？半个世纪前的那些计算机的鼻祖，曾经是几百平米的大厦才能容得下它，为什么那时的庞然大物现在竟然能够瘦身成为“窈窕淑女”，一间小小的机房就能够摆上几十台。从功能上看，以前专为通话而发明的手机，现在已经具备了一般电脑的很多功能，用它可以上网、听广播、看电视、查资料、写文稿、玩游戏和拍小型的连续来自www剧，甚至还能用它远程控制家中的电器。也许过不了多久，你就不用发愁在国外旅游时听不懂外国人说的话了，你的手机已经学会翻译给你听了。这些到底是怎么做到的？惊叹之余，你可

4、能会问：我已经是高校的学生了，今后除了数学、物理、英语之外，我该上哪些与专业需求相关的计算机基础课程呢？一个国家，一个民族，要想不落伍，要想跻身于世界民族之林，关键在于拥有高素质的人才。信息科学与技术在高水准人才的知识结构中占有重要的地位。讲文化要以科学为基础，讲科学要提高到文化的高度。计算机已然渗透到人类生产与生活的各个领域，新东西层出不穷，在使世界更加多姿多彩的同时，也更加纷繁多变。专家认为学习计算机早已超出技术的层面，上升到了现代社会文化的层面。2012年底，我们承担了教育部大学计算机课程改革项目“以计算思维能力培养为主线的理工类专业大学计算机课程改革研究”课题。课题组通过一年多的学习和

5、研究，对计算机基础课教学达成以下共识：1）计算机高速发展的不竭动力是应用。学生学是为了用，因此，大学计算机基础教育一定要实施面向应用的教育，上什么和教什么一定要以需求为导向。2）学习计算机需要了解这一学科的内在规律和特征。“构造性”和“能行性”是计算机学科的两个最根本特征。与构造性相应的构造思维又称计算思维，指的是通过算法的“构造”和实现来解决某个来自www给定问题的一种“能行”的思维方式，或者说计算思维其实就是解决问题时的计算模拟方法论。做任何事情都须讲求方法，让计算机帮我们做事，更要讲求方法。科学方法基于科学思维，包括理论思维（逻辑思维）、实验思维（实证思维）和计算思维（构造思维）。计算思

6、维这个词，是20世纪50年代之后，计算机发挥了人类期望的强大计算功能之后，被人们认识、研究和提炼出来的。计算思维目前有着诸多的定义或描述，究其本质是“抽象”和“自动化”。数学抽象是针对现实世界的量的关系和空间形式来进行的。计算思维中的抽象与传统数学相比更为复杂和实用，抽象的好坏和是否能够实用，要看计算机能否快速地自动化地完成人们预想的计算任务。当今学界的有识之士提出：既然计算机已经成为“人类通用智力工具”，那么计算思维对每个学生都有普适意义。在实施面向应用的计算机教育时，如果能够将应用计算机解决问题的思路归纳出来，点化学生，使其感悟计算思维要素之妙，起到举一反三的效果，不是更好吗。3）工具是重

7、要的，不能有轻视工具作用的思想。人之所以能进化为现代人，不断发明和成功创造工具起了绝对重要的作用。计算机是“人类通用智力工具”，尽管它问世的时间还不长，但是它所展现出来的智能化的趋势已令世人叹为观止。对于这样一个工具，我们应该怎么教？谁也不敢说胸有成竹，还需要下大功夫加以研究。4）面向应用更应强化理论联系实践的优良学风。教育的目标是让学生掌握真才实学，通过动手动脑，使思维能力和动手能力同步提升。要培养高质量、能解决实际问题的应用型人才，强化理论指导下的实践是课程取得成功的必由之路。总之，在课题组全体老师的努力下，我们对当前形势下的计算机基础教育的课程改革的目标、方向和做法形成了自己的一套看法，并