计算机导论课程心得篇1
关键词：卓越课程；计算机系统；计算思维
0引言
“卓越工程师培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是适应我国工业化发展进程，培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择。同济大学作为首批实施“卓越计划”的高校，于2010年启动“卓越课程行动计划”，加强课程的内涵建设，推动教学改革以取得突破性进展。
另一方面，计算思维（Computationalthinking）作为一种教学理念，近年来在计算机基础教育中受到关注。计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。当今社会已进入信息化时代，具备计算思维，能够运用计算机技术和手段进行学习和工作、解决专业问题是高级人才必备的素质。计算思维能力是与读写能力一样的人类基本思维方式。
为了配合同济大学实施“卓越工程师培养计划”试点方案，提高骨干教师的业务素质和教学水平，同济大学于2011年开展计算机科学与技术卓越课程行动计划，将计算思维融入“计算机系统级课程”的教学改革中，取得了良好的教学效果。
1“计算机系统级课程”教学改革内容
本次课程改革试点的核心内容主要包括3个方面：一是课程授课方式改革；二是训练（指各种类型的作业、结合课程的创新性实验项目、综合性和设计性实验等）方式改革；三是考试方法改革。
课程授课方式改革要大力推行启发式、探究式、讨论式、参与式、小班制等教学方式。训练方式改革除了传授知识外，还要通过设计综合性作业、结合课程的创新性项目以及其他形式多样的综合性训练，将学生的综合能力和人格培养落实到具体课程教学中。考试方法改革要消除应试教育产生的不利影响，以学生综合能力评价和人格养成作为核心，努力实现学生学习成绩评价方式的多元化。同时，建立计算机系统级教学团队，以团队形式对课程进行设计，积极建设和落实包含课程授课方式、训练方式、考试方法3大环节改革的具体方案。
“计算机系统级课程”教学改革项目在同济大学软件学院和电子与信息工程学院共建的“计算机系统结构”部级精品课程建设的基础之上，结合电子与信息工程学院在学科方向上的特色和优势，采取“两级基础深化、知识体系构建、实践能力培养、前沿技术追踪”4项措施，建立面向“卓越工程师”培养的计算机系统级课程教学体系。
1）两级基础深化。教师通过“计算机与信息安全导论”“计算机导论”和“计算机系统结构”课程，分别从广度与深度两个方面对学生进行全面的计算机学科基础教学。“计算机与信息安全导论”和“计算机导论”旨在帮助初学者认清学科的轮廓，而“计算机系统结构”则为计算机学科高年级本科生提供完整的学科核心知识。
2）知识体系构建。教师以“虚拟化与云计算”“web编程”和“计算机前沿技术概论”等课程为基础，建立计算系统和网络的知识体系框架，为强化计算机科学与技术学科的特色和建立完整的计算机系统学科知识体系规范打下基础；同时还注重相关课程的交叉，如“计算机系统结构”与“操作系统原理”“编译原理”在虚拟操作系统、编译优化等方面的结合，“计算机系统结构”与“虚拟化与云计算”在大规模并行处理系统下的融合等。
3）实践能力培养。教师通过“计算机系统实验”课程，将“计算机系统结构”“操作系统原理”与“编译原理”等课程中关系极为密切的核心内容以综合实验形式进行集成，如存储结构及其管理、目标代码生成及优化、线程调度等。这样既有利于消除孤立知识点，又加强了学生的综合实践能力训练，为他们将来从事计算机系统开发工作打下坚实基础。
4）前沿技术追踪。教师通过“计算机前沿技术概论”课程追踪国际计算机系统结构领域中的前沿问题与技术。
笔者提出的面向卓越工程师的计算机系统结构系列课程体系框架如图1所示。该教改项目的实施将提高计算机系的办学水平，加强对青年教师的培养力度，同时也有助于本科教学中多出科研成果。
该教改项目从理论与实践2个方面展开，围绕计算机系统主题，在课程体系建设上注重基础、突出重点。特别是在实践教学方面，除了在相应课程的实验环节对学生进行训练外，还将在专门的“计算机系统实验”课程中进行有关计算机系统硬件和软件2个方面的完整的集成实验，通过数据采集和建模分析等手段验证实验结果的正确性和有效性。通过发现并解决实验过程中遇到的各种问题，学生更加深刻地理解并扎实地掌握计算机学科的核心理论，同时提高了从理论到实践的知识贯通能力和创新能力。
各门课程的教改内容简述如下。
1）计算机与信息安全导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：
①选用《ComputerScience：anoverview》作为该课程的双语教材：
②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；
③将计算机系统方面的基本知识从传统计
算机导论内容中自然引出；
④展开双语教学，并建设精品课程。
2）计算机导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：
①选用《ComputerScience：anoverview》作为该课程的全英文教材；
②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；
③加强计算思维方面的教学和实践，将python作为入门编程工具培养学生的实践动手能力；
④展开全英文教学，并建设精品课程。
3）计算机前沿技术概论。作为全校的通识课程，适合各个年级的本科生，侧重信息安全前沿，同时带动整个教学体系前沿知识的探索。主要教改内容如下：
①汇集计算机系统结构课程体系中各个分支领域的前沿思想与技术；
②为“计算机系统实验”课程提供前沿的实验内容建议和素材；
③自行编写课程讲义与教材。
4）计算机系统实验。该教学体系中的实验课程建立在“计算机系统结构”“操作系统原理”“编译原理”等课程的基础之上，是整个教学体系中学生实践能力培养的核心课程。主要教改内容如下：
①建立计算机系统课程知识体系；
②建立实验环境，设计丰富多样的综合实验项目和开放性实验项目；
③编写实验指导书。
5）虚拟化与云计算。该教学体系中的专业课程之一，介绍可信与安全系统体系结构的基本概念、基本原理和基本结构。主要教改内容如下：
①建立课程知识体系；
②编写教材。
6）web编程。该教学体系中的专业课程之一。主要教改内容如下：
①完善课程知识体系；
②建立实验环境，设计实验项目；
③编写教材和实验指导书。
2教改特点
基于“计算机系统级课程”的计算机科学与技术卓越课程行动计划具有如下特点和创新性。
1）将本系计算机学科优势、优质课程与“卓越工程师培养计划”的实施相结合是本系统级课程教改项目的特点之一；
2）开设“计算机系统实验”课程作为计算机系统级课程教学体系的核心实验平台，加强学生的实践能力培养是本系统级课程教改项目的特点之二；
3）本教改项目结合计算机新教学法，将计算思维教学方式在计算机系统级课程中进行实践（“计算机系统实验”和“计算机导论”课程中实施），加强学生的实践创新能力是本系统级课程教改项目的特点之三；
4）本项目将工业界的最新技术介绍给本科生，为其提供毕业设计选题和到著名企业实习的机会是本系统级课程教改项目的特点之四；
5）本项目将可信与安全计算系列课程作为建设对象，点面结合带动一批课程、实验基础设施和教师队伍的建设是本系统级课程教改项目的特点之五。
3教改成果
经过两个学期的建设，计算机系统级课程的教学改革取得如下成果。
3.1教改立项方面
1）2012-2013年，教育部-iBm专业综合改革项目建设课程“虚拟计算与云计算”；
2）2011-2012年，谷歌校企共建实用精品课程项目“web编程技术”；
3）2011-2013年，同济大学全英文课程建设项目“计算机导论”：
4）2011-2013年，同济大学双语课程建设项目“计算机与信息安全导论”；
5）2011-2012年，同济大学电子与信息工程学院教学改革研究与建设项目“面向‘卓越工程师’培养的可信与安全计算课程教学体系建设”。
3.2课程建设方面
1）计算机系统结构。
该课程于2011年上半年被批准为同济大学本科卓越课程（计算机科学与技术专业），同时作为计算机科学与技术系一软件学院共建部级精品课程。
2）计算机系统实验。
计算机系和学院实验中心已经购买相关的实验设备并完成实验室建设；已经开始组织2010级3位硕士研究生完成课程所涉及的5个实验设计。
3）计算机与信息安全导论。
该课程成功申报同济大学双语建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。
4）计算机导论。
该课程成功申报同济大学全英文建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。
5）计算机科学前沿技术导论。
该课程于2010年开设，目前已完成课程网站建设和《计算机科学前沿技术》教材的写作。该教材获得iBm大学合作项目书籍出版资助和同济大学“十二五”规划教材建设项目的资助。
6）web编程技术。
该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2011年开设，同时完成了课程网站的建设。
7）虚拟计算与云计算。
该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2010年开设，同时完成了课程网站的建设。
3.3教材建设方面
1）《计算机科学前沿技术》教材已经编写完成，于2012年7月正式出版，并被列为同济大学“十二五”规划教材。
该教材是一本计算机科学的入门与提高教材，在力求保证学科广度的同时，还兼顾主题的深度，同时特别强凋计算机科学的前沿性，既介绍计算机学科相关主题的来龙去脉，又引入国内外最新和最热门的前沿课题。该教材既涉及计算机传统研究领域，如计算机网络、操作系统、人工智能等又涉及云计算、物联网、智慧地球等新兴热门研究领域，重点讲解这些最新计算技术在各个学科中的应用，既让读者对计算机新兴技术有一个宏观的把握，又通过各种案例分析指导读者将计算机最新技术应用到相关专业和学科中。
2）同济大学已与清华大学出版社签约出版《虚拟化与云计算》教材，目前已完成部分书稿，预计2013年初出版。
计算机导论课程心得篇2
（1．北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048；2．北京理工大学计算机学院，北京100081）
摘要：从计算机专业导论课程的需求与定位入手，全面分析课程的现状与需要解决的问题；提出以虚拟实验方法辅助“教”和“学”的课程改革方案，阐述现阶段计算机专业导论课程的改革思路；以“字符编码与信息交换”虚拟实验教学为例，详细介绍如何用虚拟实验方法解决课程中的重点难点内容的教学问题，探索培养学生计算思维、系统思维能力的有效途径；针对虚拟实验方法助力计算机专业导论课程教学实践，总结出进一步深化课程教学改革的设想。
关键词：计算机导论；课程改革；虚拟实验；字符编码；计算思维；能力培养
第一作者简介：赵霞，女，副教授，北京工商大学计算机与信息工程学院计算机系系主任，研究方向为大数据处理系统与算法、高效能系统软件、智能终端软件等，zhaox@btbu.edu.cn。
1背景
近年来，随着计算机技术与社会快速发展变革，高校对学生的基础能力培养，对创新型人才的要求更加关注。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》将“提高人才培养质量”作为高等学校本科生培养的重要目标，并“支持学生参与科学研究”。为此，一些创新型、科研导向人才培养的探索在国内很多高校以各种形式开展。如何把创新思维培养和计算机导论课程结合起来，是计算机专业教学的重要问题。计算机导论课程是学生走进大学后认识自己所学专业的第一门课，将对学生后续相关课程的学习产生深远影响。课程宗旨是：使学生从宏观到微观迅速且全面了解这个专业的精髓及魅力，既要阐述学科专业概貌，又要展示未来发展；既要关注计算思维能力培养，又要启发对专业的兴趣爱好。而课程目前的实际情况是：教师讲得费劲，学生听得懵懂，以似懂非懂结课。课程的教学效果和教学目标要求相差较远。
以计算思维为切入点开展新一轮教学改革，这是近年来大学计算机教育工作者所达成的重要共识，也为计算机专业教学改革提供了思路。国内一些知名教授通过各种形式探索计算思维概念的落地问题，为大学计算机教育发展起到了重要的推动作用。虚拟实验思路为计算机思维的落地和课程教学内容、教学方法的改革提供了有效的途径，也为大学计算机专业导论课程提供了教学实施方案。
2计算机专业导论课程面临的问题分析
2.1生源参差不齐与教学统一要求的矛盾
地域差别使得学生对计算机基础的掌握程度远不如数学、物理甚至外语那样统一。据不完全统计，大一新生正规学过的计算机课程从0学时到200学时不等。如此参差不齐的生源如何面对统一要求的教学大纲，这是计算机专业导论课程必须首先解决的问题。
2.2专业导论课程与学生兴趣导向的矛盾
目前我国的大学生在填报志愿时并不完全是以兴趣为导向。在我们的调查中，近几年因为兴趣而选择计算机专业的学生其比例还不到50%。就工商院校而言，有20%的新生对计算机专业缺乏了解，有畏难心理；有近50%的新生只对金融商科等专业兴趣浓厚。如何通过计算机导论课让本专业的新生对所学的专业充满兴趣，感受快乐，对学习结果满怀期待？这是计算机专业教育教学方面的难题。
2.3基础的教学内容与发展的前沿技术间的矛盾
教学规律是“按纲执行”，而高校的教学大纲差不多4年才调整一次，这对于日新月异的计算机专业来说，无疑产生教学内容与技术发展严重的不协调。就目前的计算机导论课程而言，尽管没有统一规定的教学大纲和教材，但从所开设该课程的实际情况看，大都采用两种课程教学内容方案：一是国外的“计算机科学导论”方案，主要讲数字系统、数据存储、数据运算、计算机组成、计算机网络、操作系统、算法、计算机语言、数据结构、软件工程、数据库等，说“大拼盘”应该不过分；二是国内基于非计算机专业的计算机基础教学内容演化的课程体系，主要涉及计算机数字基础、计算机硬件、软件、网络、实用软件、数据库、多媒体、程序设计基础等方面的内容，让学生感觉到是中学it课程的内容再现。无论这两种方案的哪一种，都无法满足快速发展的计算机科学前沿技术的要求。
导论课程除了介绍专业的历史、现状之外，还要为新生全面展示专业地图。如果把大学比作迷宫，大一新生就是刚刚站在迷宫人口整装待发的竞赛者。如果导论课程能俯瞰迷宫最新全貌，并能在竞赛者探索的路上及时给予指引，创新思维便会从这里开始。
2.4单一的教学方法与超前的教育技术间的矛盾
目前，大多数高校对计算机导论课程的配置都是：讲课（或讲座）+实验（实际上就是软件操作练习），前者是满堂灌，后者是自己练；再加上“大拼盘”的知识堆积。一学期下来，当学生面对期末不俗的成绩，便得到了两个错误的结论：①大学不过如此！②计算机专业就是计算机应用！
3以虚拟实验方法辅助“教”和“学”
基于以上分析，计算机专业导论课程改革任重道远，需要从体系、内容、方法和模式上进行全方位改革。
3.1“课程+虚拟实验方法”的教学方案
笔者从2013年开始，连续两年选用了北京理工大学的“课程+虚拟实验方法”的教学方案。方案包括一套面向计算思维培养的教材、一款面向重点难点教学内容的虚拟实验软件、一个配套教学的数字化教学资源包。教材采用了“基础概念+计算平台+先进技术”的内容结构，实验配套了具有交互性、验证性和演示性于一体的18个虚拟实验，资源包提供教学需要的素材，形成了一套基础性和先进性共存的课程教学体系。北京工商大学计算机与信息工程学院结合教学实际情况，选取以下16个虚拟实验：
·实验一图灵机模型与计算机硬件系统虚拟拆装
·实验二计算机中的数据表示与计算
·实验三字符编码与信息交换
·实验四一条指令的执行过程
·实验五进程管理与虚拟机
·实验七广域网通信与邮件传输
·实验八云计算与虚拟服务
·实验十计算机动画原理与制作
·实验十一文字处理与文档编排
·实验十二表格处理与图表制作
·实验十三报告处理与幻灯制作
·实验十四数据管理与数据库操作
·实验十五用计算机解题——算法
·实验十六一小时学python——面向对象方法
·实验十七仿真计算与matLaB
·实验十八计算机病毒与防火墙
16个实验涉及教学中的重点难点，如“一条指令的执行过程”“云计算与虚拟服务”，等等。这些内容通常在教学中会被简单化，不是因为不重要，而是因为课时少，内容抽象，难于在课堂规定时间讲明白，而虚拟实验正好弥补了这些不足，它以实时的交互、形象的演示、严谨的验证方式呈现这些内容。
从实验形式设计可以看出，大多数实验采用了“XXX与XXX”这样的结构。不难看出其中“与”前面是实验所要强调的重要理论概念，需要验证；而“与”的后面则是这个概念和知识点的落地实践。例如：“进程管理与虚拟机”“广域网通信与邮件传输”“仿真计算与matLaB”等，其中“进程管理”“广域网通信”和“仿真计算”都是抽象概念和重要知识点，需要学生通过实验方法去思考掌握，而“虚拟机”“邮件传输”“matLaB”则是这些理论和概念的具体应用，通过这些应用，学生加深理解概念，融会贯通。
同时，虚拟实验可以辅助课堂教学。例如笔者在讲授课程中使用前面4个虚拟实验，课堂讲授效果显著提升。特别是在介绍图灵机模型、计算机硬件系统结构、处理器执行指令的过程、计算机中数据表示与编码等内容时，相关知识点以往都是教学中的难点，新生理解起来非常困难，但虚拟实验中演示的交互过程可把抽象概念变成具体的画面，把文字描述变成可视化的动态过程，起到传授知识和激发兴趣的作用。
3.2虚拟实验教学过程举例
信息在计算机中的流动涉及对数字化方法、计算机硬件结构、计算机算法执行等重要的概念和知识点的理解和应用。信息在计算机中的流动是看不见摸不着的，是教学中的难点。例如，一个汉字从键盘输入到屏幕显示要经历如图1所示的信息转换过程，需要相关的编码规则、信息转换方法和软硬件的系统配合。通常因为编码种类较多、过程不可视等，影响了学生对这些知识点的深入理解。
通过“字符编码与信息交换”虚拟实验，学生非常容易地掌握了这一信息转换过程和相关的编码规则。例如，图2所示的“字符编码与信息交换”虚拟实验中，实验设计了虚拟键盘（如图左上角所示），通过人机交互输入汉字拼音码，虚拟展示了汉字机内码到国标码的转换及信息流动过程（如图右上角所示），虚拟汉字库（图右下角）详细演示了汉字查找及显示过程。教师先在课堂简单演示虚拟实验，说明汉字信息的编码体系和计算机的处理流程；然后将其留作学生自主学习的内容，可以独立完成，也可以协作讨论；在完成这个实验过程的同时，学生需要完成两个实验报告——《汉字显示过程编码记录表》和《不同字体的字型码》。通过这一系列教学环节，学生对“字模”“字库”“字形”以及各种编码之间的对应关系有了更直观、更深刻的理解。
3.3虚拟实验方法教学效果调查
采用了这套完整的虚拟实验体系后，我们将大多数实验安排为寒假期间的自主学习过程。我们利用Blackboard网络教学管理平台进行实验教学管理，教师只要保持在线回答学生在实验中遇到的问题，一切便可以在一个宽松愉快的氛围中进行。教师要避免直接给出问题答案，尽量让学生充分地思考和进行研究性学习，锻炼能力。很多学生在实验报告和总结中分享了学习的感受，下面是部分同学的反馈。
“寒假期间我做完了11个实验，对我启发很大，如广域网通信和邮件运输实验，在按照教材上的自主学习指导做题，收获超过预期，懂与会还是差别很大的。”
“做实验最大的心得就是要有耐心，前期要了解很多知识，这激发了我对专业知识的兴趣，让我更加了解了计算机的神奇。自主做实验让我感受到自学过程的酸甜苦辣，有被问题困住的焦灼，也有豁然开朗的喜悦。通过实验我明白了老师的良苦用心，实验过程也是引导我们自主学习的过程，自己学的知识总是比别人灌输的要印象深刻。”
4总结与展望
虚拟实验体系是对计算机导论课程教学体系的一个优化和补充，特别是用可视化方法诠释计算机的基本原理、知识点中的难点重点内容，化繁为简，化难为易，化抽象为具体；对于帮助新生认识和理解计算思维的本质和计算机系统内部结构原理，提供了有力的支持；对提高计算机专业导论课程的教学效果，引导学生自主学习，培养其抽象思维和系统思维能力有巨大的帮助。
接下来我们要在实验基础上开展问题驱动的拓展学习，增加课程的深度和广度，引导启发学生的探索求知欲，训练学生的思维，培养学生抓住本质、解决问题的实践动手能力。
参考文献：
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计算机导论课程心得篇3
关键词 人才培养 创新能力 因材施教
1前言
清华大学计算机科学与技术系始终贯彻学校“高素质、高层次、多样化、创造性”的人才培养目标，以培养具有系统及扎实的基础理论、专业基础和现代专业知识，并且具有较强实践能力和创新能力的计算机科学与技术专业人才为己任。多年来，计算机科学与技术系始终强调对学生进行基本理论、基础知识、基本技能以及健全人格、综合素质和创新精神的培养，并通过各种教育教学活动完善人才培养体系，鼓励学生实事求是、勇于面对困难和挑战，不断探索、努力创造、追求卓越。
2适时调整课程体系，奠定人才培养基石
计算机科学与技术专业的本科生课程设置，旨在培养在计算机科学与技术领域里具有良好综合素质、较强实践能力和创新能力的高层次复合型人才。这不仅要求学生具有自然科学、人文社科、工程技术基础理论，同时还要求学生具有系统和扎实的计算机理论基础，掌握先进的计算机设计与开发技术。多年来，我系学术委员会始终关注国际上计算机本科教学最新的权威性研究成果，遵照教育部教指委的精神，适时调整课程设置及知识结构，注重素质教育，注重加强基础、拓宽专业面（如图1所示）。
计算机科学与技术系的培养方案通过动态调整，形成了各类知识有机组合的课程结构，科学合理地安排了教学计划，形成了横向和纵向环环相扣的课程体系，在计算机专业人才培养过程中发挥着重要作用。
培养计划的横向安排形成了完整的人才培养体系，较大比例的数学基础课贯穿本科培养阶段的始终，如离散数学、微积分、几何与代数、概率论和统计、数值分析等，为计算机科学与技术系的学生在理论方面打下了坚实的基础。核心课程既包含讲授计算机的基本概念、基本原理、基本方法和基本技术的专业基础知识，如程序设计基础、数据结构、计算机组成原理、理论计算机科学，同时也涵盖了专业核心课，如人工智能、形式语言与自动机、编译原理、操作系统、嵌入式系统、计算机系统结构、计算机网络原理等。在此基础上我系结合未来的研究方向，根据计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术三个学科对人才培养的基本要求，在本科高年级设置了专业选修课程，包括微计算机技术、数字系统设计自动化、网络安全技术、数据库系统概论、软件开发方法、电子商务平台及核心技术、多媒体技术基础及应用、数字图像处理计算机图形学基础、机器学习、信号处理等。为了加强学生实践环节，在大三暑期安排了专业实践课程，并在大四第一学期设置了软件方面的专题训练课程，同时在本科阶段的最后一个学期，安排了18周全时的综合论文训练。除此之外，课程体系中也包含人文、社会科学、艺术等方面的课程，目的在于扩大学生知识面，培养学生综合素质。
计算机专业课程的纵向设置目的是培养计算机专业素质，使学生具备获取知识及应用知识的能力，同时激发他们的创新意识。面向大一新生开设的“程序设计基础”课程，把调动学生的积极性和潜能作为要素，将科学的世界观和方法论融入授课环节，强调理性思维和动手实践。同时，开设一系列新生研讨课，如下一代互联网、计算基因组分析、虚拟世界与未来电子游戏等。探究式的学习，使新生在有机会与大师面对面交流之余，领略名师治学为人之道，激发学生主动学习的热情，初步体会研究和独立钻研的乐趣。
在专业基础课程学习阶段，培养学生“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的意识，每门课安排不同学时的课内、课外上机及实验，要求学生真正做到理论与实践相结合，强化学生动手实践。例如，“计算机组成原理”课程课内外共安排48学时的实验，每3名同学为一组，合作完成一个硬、软件组成相对完整的全新计算机系统的设计、实现和调试任务。通过该课程的设置，使学生们切身体会硬件、软件系统之间在功能划分和具体实现方面的联系。高年级设置的专业课程，主要是根据前沿性和时代性的要求，包含反映计算机领域最新进展的课程，并且随着计算机理论和技术的发展情况动态调整课程内容。例如，新增的嵌入式系统、媒体计算、网格计算、高性能计算前沿技术等课程，让同学们耳目一新。有了更多更广的自我选择空间，学生们可以在几十门课程间选择自己感兴趣的课程进行学习和钻研。通过课程实验、设计与课程内容的有机结合，使学生加深了对知识的理解，激发了他们的创造意识及分析、解决问题的能力。
为了锻炼学生在获取知识的基础上达到应用知识的能力，大三暑期，我们安排为时5周，共200学时的专业实践，要求学生运用所学的基础知识和专业知识，在教师指导下，自己设计、制作、调试，完成一个综合型实验。同学们认为专业实践是一门研究性的启蒙式教育课程，不但检验和提高了三年所学的知识，还培养了良好的研究习惯、锻炼了团队合作精神。为了加强专业基础和专业课程的有机融合，在大四第一学期，我们在培养计划中增设了辅助计算机网络、编译原理、数据库系统概论、操作系统四门课程的专题训练课，训练学生真正领悟课程精髓，运用科学方法解决实际问题，规范学生撰写技术报告及实验报告的能力，培养学生阅读文献、查阅文献的能力。综合论文训练作为必修环节，培养计划中对学生提出了更高的要求，如论文的选题意义，研究现状分析，研究问题的提炼及解决问题的方法等，在“真刀真枪”中进一步锻炼学生解决实际问题的能力，增强其勇于探索、勇于创新的能力，提高综合素质。
清华大学计算机科学与技术系重视课程建设，鼓励优秀的教授上讲台。由于本系教师一般都承担大量的科研任务，所以在教学中经常融入最新的研究成果，开拓了学生的视野，与世界前沿的领先科技接轨。另外，系里拥有一批国内一流的教学实验室：计算机原理实验室、微型计算机实验室、计算机网络实验室、嵌入式系统实验室、计算机软件实验室等，为学生提供了优越的实验环境。
3营造探索氛围，强化创新人才培养
为了将因材施教与强化培养相结合，计算机科学与技术系在动态调整课程设置的同时，也不断探索和思考如何营造良好的学术环境和学习气氛，促进对优秀学生的培养。本系现设有4个研究所和1个国家重点实验室，它们是高性能计算研究所、计算机网络技术研究所、计算机软件研究所、人机交互与媒体集成研究所、智能技术与系统国家重点实验室。对于学有余力的学生，系里鼓励他们进入各研究所，通过参加“SRt计划”和科研活动，使本科生直接在名师指导下，与研究生一起学习、创造。学生们经常感受到教师对他们的直接关注，激发了他们的求知欲以及对科学的热情、激情和创造力，使他们更有效地融入到精益求精的科学研究氛围当中。同时免试推荐研究生及参加科技赛事，也使优秀的学生有了用武之地。
“SRt计划”的人才培养理念就是让学生在研究中学习，在创新中成长。实施“SRt计划”的主要目的是给大学生提供指导性的研究机会，让学生在教师指导下，以我为主，初步开展一些探索性的研究工作，早日进入专业领域。研究所组织的各种科研活动，也使计算机专业优秀的本科生得以在科研训练中培养兴趣和才干，激发探索和创新意识。我系从事科研的教师积极投身到培养学生的行列中，不断思考和研究，寻找可以激发学生参与创作、培养实践能力的课题和活动。仅2004－2005学年度，我系共立项SRt项目78项（其中教师76项，学生2项），同时系里注重对学生的引导，通过大力宣传，鼓励学有余力的学生积极“SRt参加计划”。在教学领导、班主任、辅导员大力支持和鼓励下，我系每年报名参加SRt的学生比例都很高，仅2004－2005学年度的SRt项目中共计有157名学生主动申请并获教师同意。在“SRt计划”实施过程中，教师在指导学生方面投入了很大的精力，学生的热情也很高。学生提早接触科研，从中锻炼了实践动手能力，也为未来的研究奠定了一定基础，同时也取得了令人欣慰的成果，仅2005年，就有三项SRt结题项目获“清华大学SRt项目优秀奖”。通过参与项目，有的同学在教师指导下完成的硬件设备及软件成果已经得到了应用，产生了很好的经济效益和社会效益，还有的同学在国际、国内刊物上发表了级别很高的论文。
从大四开始，一些优秀的学生根据各自的研究兴趣初步确立了未来的专业发展方向，并通过竞争和选拔，得以推荐免试攻读研究生。为了更早地接触科学前沿，同学们进入研究所，向在读研究生“取经”。课题组良好的学术气氛，师兄师姐面对科研难题顽强的拼搏精神，在同学中产生了潜移默化的影响，起到了很好的榜样力量和辐射作用。导师也着力发掘优秀学生的潜能，不遗余力地引导学生理论与实践结合，激发学生的创新思维，锻炼他们的交流合作、组织协调能力，培养他们严谨求实的学术作风。
我系各研究领域的教师亲自率队，组织优秀的学生参加了多项国内及国际性赛事，多次取得优异成绩。同时，在系领导的大力支持下，很多学生也自发组织和参与各类赛事活动，极大地开拓了视野。可以说，参与赛事活动使学生得到的训练和成长是跨越的、永恒的。赛事的舞台，不但锻炼了学生的组织能力，交流能力，增强了团队合作意识，更重要的是铸造了自信心和勇于面对挑战、追求卓越的精神。参与赛事活动使更多的学生得到锻炼，使优秀的学生得以脱颖而出，达到了因材施教、促进创新型人才培养的目的。
4建立“预警”机制，助推学习动力
在执行培养计划的过程中，难免出现成绩暂时落后的学生。究其原因，多是学生平时学习没有抓紧。为了帮助这些学生摆脱困境，计算机科学与技术系结合自身特点，建立了“预警”机制。教学管理部门与学生思想教育机构紧密配合，将学生心理压力转化为动力，帮助学生寻回自信，提高学习的自觉性和主动性。
“预警”机制的具体做法是，在期末考试成绩录入完成后，由教学办公室负责将各年级学生所有成绩整理后及时分发各年级班、级主任和辅导员，以方便他们在放假期间联系学生家长，配合学校监督学生，利用假期时间补习功课。开学后两周内召开班级主任工作会议，总结各班级学生情况，交流工作经验；针对成绩出现下滑及不合格个体，找出原因；安排最近学期的重修事项，争取将被动转化为主动。会后辅导员配合班主任具体落实，同时调动班集体的力量，开展“多帮一”活动。期中考试前后，教学领导亲自召开成绩困难学生座谈会，重申学校管理规定，使每一位学生都认识到自己面临的危机；总结同学们在学习上遇到困难的原因，鼓励大家克服暂时的困难，树立信心迎头赶上；教育同学们要有抱负，有大志向，以远大的理想作为自己奋斗的目标和动力。在期末复习阶段，班主任、辅导员再对这些成绩困难的学生进行重点督促，指导他们放松心理压力，抓紧复习，虚心向老师和同学请教，同时要求班委成员对这些同学在学习和生活上给予帮助。
我系在选拔班主任岗位的人选时非常严格，每个班设立一名班主任，由从事教学科研岗位的青年教师担任，每个年级再配一名具有多年工作经验的级主任来协调工作。班主任不仅可以在学生生活上给予帮助，更重要的是可以指导学生的学习和未来成长。班主任定期要求学生对学习现状进行自我剖析，并作出近期的规划和打算，有针对性地开展工作，使学生能够正确认识自己的不足。
我系相关部门在不断加强教育引导，助推学习动力方面开展了大量工作。如关于如何加强学生心理素质教育，如何面对暂时劣势；对各年级课程负担及学生课余时间的利用情况进行问卷调查；经常组织学生交流学习经验；鼓励学习进步的学生，加强学风建设，加强班级感情教育，创建班级、宿舍良好学习氛围，鼓励同学间相互监督，相互帮助；倡导健康的网络行为，同时鼓励学习成绩优秀的学生发扬奉献精神，在学习方法及具体问题上对成绩较差的同学进行帮助。
通过对学生培养的各个环节进行监督、管理，几年下来，我们已经积累了丰富的经验，并已经取得了很好的效果。如2001级来自新疆的一名女同学，由于学习方法不当，基础较差，心理压力过大导致精神长期紧张，几次考试下来，不及格的课程越积越多，她几乎丧失了信心，性格也变得越来越内向。发现这一情况后，班主任进行了针对性的指导，主要从心理上对其进行安慰，鼓励她相信自我，同时请同宿舍两名成绩非常优秀的学生给予帮助。在释放了心理负担以后，该生取得了很大的进步，大四上学期结束的时候她拿到了26学分。看到经过努力取得的成绩，她的信心增强了，大四下学期她学习更加刻苦了。“一分耕耘，一分收获”，她的综合论文训练工作得到了研究所老师的一致认可，得到了令人满意的分数。学生的努力不但使老师和家长的劳动得到了回报，同时也鼓励了周围同学，让他们相信执着的努力必定会有丰硕的回报。
5结束语
我系的学生在中学都是佼佼者，以优异的成绩跨入清华大学，学校承担着把他们培育成才的重任。一直以来，计算机科学与技术系的师生做了大量工作，借鉴国际上优秀的培养模式，动态调整课程体系；因材施教，努力创造个性发展的舞台，为培养和造就学术大师、治国英才、兴业之士奠定基础；同时建立“预警”机制，以“一个都不能少”的目标来指导班级主任、辅导员开展学生工作，帮助学习上暂时出现困难的学生。清华的校训“自强不息，厚德载物”将不断鞭策我系师生努力探索和实践，培养更多的优秀人才。
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计算机导论课程心得篇4
摘要：本文基于“计算机导论”课程的特点，设计了一种基于web2.0的教学平台，提高学生在学习中的参与度，形成一种教学之间良好的互动与反馈机制，增强了教学效果。
关键词：计算机导论；web2.0；Blog；互动式教学
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
“计算机导论”是高等院校计算机专业学生首先接触的一门专业基础课程，其目标是为那些需要在该领域进行深入学习的人详细而系统的介绍这门科学，使他们能够形成对计算机作为一门科学的初步认识和理解，从而对他们完成个人学业规划和职业规划产生积极有效的影响。
2剥去计算机神秘的面纱
在我国，从计算机导论正式作为一门课程出现到现在已有近二十年。随着计算机、微电子和通信技术的飞速发展，如今的计算机不再是工业界和科技界的专利，并已经彻底深入到了人们生活的方方面面，成为大众不可缺少的工具和伙伴。许多课堂上曾经时髦的名词，如intel386、mS-DoS、FloppyDisk、netscape等，都随着摩尔定律成为了历史，取而代之的是iphone、Vista、Youtobe、BLoG等新兴名词，许多曾经深深吸引学生的多媒体素材也在耳濡目染中变得不再神秘，因为互联网已经成为他们获取更多专业和社会知识的重要来源。
知识获取手段的多样性使得学生本身从课堂对课程知识的渴望度下降，课堂兴趣悄然发生转移。与此同时，互联网的高速普及使得计算机科学出现了覆盖范围更广，专业划分更细，系统性更强和复杂性更高的趋势，想要整体掌握，难度显著加大。二者在课堂教学中相遇必然导致各种矛盾出现，这对本门课程的教学效果产生了极大的影响，也增加了课堂教学的难度。因此，我们迫切希望能通过引入新的教学手段和思维方式来彻底解决这一问题。
3计算机导论课程的特点
计算机导论作为一个重要新兴基础学科的入门课程，有着自身的显著特点：
(1)知识时效性强，更新速度快。在it行业内，计算机软硬件产品的更新速度越来越快，市场生命周期越来越短。与之相适应，如果计算机导论课程不能在这一过程中主动实现知识更新，建立造血机制，注定会遭到学生的淘汰。
(2)内容覆盖面广。社会信息化进程的加速使得计算机科学已经融入到方方面面，如果导论课程教学仍停留于传授计算机知识本身显然是难以适应时展的。
(3)学生起点差异大。中小学计算机教育的普及，使得高等院校计算机基础教育的起点发生了变化，一些基础知识的教育重心下移。同时，由于城乡差异、地域差异、以及经济发展水平差异等造成的中小学计算机教育软硬件条件不一则导致学生进入高校时计算机基础知识掌握的水平呈现愈演愈烈的分化趋势。
(4)教学效果影响深远。这们课程教与学的好坏，直接影响到学生对于计算机专业的了解和认同感的建立，甚至对学生未来的专业选择、职业生涯规划也将产生潜在的影响。
4基于web2.0的互动式教学模式
传统的基于web1.0的网络教学平台往往只注重知识与信息的和对教学电子化任务的实现，而忽略了教学过程的互动性和个体差异引入的诸多个性化元素。因此，在巩固课堂教学成果、适应知识更新节奏、延长课程生命力方面都存在难以克服的致命缺陷。为了解决这一问题就必须对教学过程的这一环节进行思路上的创新。
4.1web2.0的引入
从2005年开始，一种鼓励web用户从单纯的“读”向“写”发展，从使用者向建设者转化，由被动接收变为主动创造的互联网应用模式已逐渐为业界所接受，这就是web2.0模式。它以Blog、RSS、wiKi等应用为核心，依据六度空间、XmL、ajax等新理论和技术实现，被视为自2001年网络大萧条以后最强劲的技术动力，它不仅成为当今互联网的发展方向，也正在改变着人们的生活和工作方式。web2.0的引入在于将因特网重新带回了崇尚平等、交互、去中心化的道路，让每个人都成为网络的创造者，甚至直接利益的获得者，充分体现了所谓“长尾”理论的精髓。
同样，在诸多正在进行的课程改革中，教师们也着力希望制造一种使教学趋于平等，甚至“以学生为中心”的体系。所谓“以学生为中心”实际上就是去除了传统上以教师为中心的被动模式，转而追求一种体现学生能动价值的主动模式。这些正符合web2.0的基本思想和特点。
nSSe(nationalSurveyofStudentengagement)在对全美学生学习投入度进行调查时使用了4项与课程教学直接相关的重要指标：学习上的挑战性，学习的主动性与合作性，师生之间的互动性，教学经验积累(另一项为校园环境支持度)。笔者对国内现有多个计算机导论课程网站进行了调研，结合北航“计算机导论和计算机伦理学”教改与精品课建设的要求，围绕这4项指标，提出了基于web2.0思想的崭新课程教学平台架构-iCe(introductiontoComputersandComputerethics)，并希望在该课程平台建设中要着重解决好以下几个问题：
如何提高学生参与平台的热情和建立平台的造血机制？
如何建立教学之间良性互动和正反馈机制？
如何针对学生特点进行兴趣挖掘和提供个性化服务？
如何尽量延长课程的生命力和提高对学生的影响力？
4.2iCe平台架构设计
在平台设计过程中，我们把握几个基本原则：1课堂教学与网络平台相结合，用技术手段促教学效果提高；2知识传授与职业规划相结合，解决学生关心的深度问题；3教育现实结合科学发展观，提高课程生命力，充分延长课程生命周期。
平台基于mVC分层模式设计，采用Spring/Struts架构实现。具体以门户技术(portal)为框架，在原有web1.0元素的基础上融合web2.0元素，具体包括引入学生博客、计算机博物馆、兴趣挖掘与个性化推荐、RSS聚合等，如图1所示。
图1iCe平台系统架构
4.3关键应用实现
我们将平台建设的主要工作总结为以下五个工程并加以介绍。
人气工程――门户(portal)
对于web系统而言，主页是学生接触和认识教学平台的窗户，网页内容是否精彩，界面设计是否清爽，操作方式是否友好直接关系到学生对于教学平台的第一印象，一个没有点击率的网站绝不是好网站，学生不愿意使用的教学系统就是失败的系统。
基于portal的门户设计是统领平台其他诸功能的基础，提供了个性化、单点登录、不同来源的内容整合以及存放信息系统的表示层。它的特点就是改变了以往以内容为中心的web教学方式，而转为以学生为中心。在系统中，所有其他功能都以portlet窗口的形式作为一个个内容可订制的频道出现，如it新闻、专业动态、学院师资等公共资源，以及个人Blog、RSS、wiKi等个性化资源。学生可以按照自己的喜好决定自己希望出现的内容，甚至窗口风格，如同在web上操作自己的桌面。portal的引入迎合了学生的展现个性化特点的要求，为他们提供了个性化发展的空间。
造血工程――数字博物馆(wiKi)
知识的更新速度快是计算机行业发展的一大特点。作为教学工作者的老师以个人的力量根本无法在很短的时间内将大量的新知识一一收集并介绍给学生，时间和空间不允许。基于wiKi的数字博物馆则将这种以往的不可能变成了现实。我们只需要完成数字博物馆的初期建设和启动内容，其余的所有工作便由学生来完善。通过提交资料的过程，学生不但锻炼了能力，消化了知识，也增强了他们的责任感和自信心。而通过他们的实践活动，大量知识的迅速汇集也为更多的后来人提供了学习的源泉，通过数字博物馆的建立，学生从以往知识的被动接受者变成了传播知识的建设者，如蜜蜂在吸收花蜜的同时也完成了授粉的工作。
生命工程――博客(BLoG)
博客功能为学生提供了一个展示自己的个性化空间，同时也是延伸平台以及课程生命力的重要功能，使得这门课程能够在学生结课后仍然为他们提供服务，获取他们的反馈，并与其他课程之间建立起有机的联系。学生入学后便可以开通在平台上的博客空间，在校期间可以不断对其进行丰富，毕业后仍然可以保留和使用。单纯的博客功能并不单单作为个人网络日记，同时也记载着学生的专业成长过程，为我们提供了对学生专业发展的追踪手段，这些对于课程经验的积累是至关重要的。基于博客的数据聚合给与了平台一个不断扩展自身功力的空间。
创新工程――兴趣挖掘与个性化推荐
课题组长期在个性化搜索引擎和数据挖掘方向开展了大量研究工作，围绕导论精品课建设工作设计了专项课题，以教学平台的各模块为核心，通过在线调查等工具充分采集数据，对学生的网络习惯进行分析，并在此基础上进行兴趣挖掘，针对学生的个性化特征推荐适合数字博物馆、it新闻中符合其特点的网络内容等。此外，学生也可以自行订阅感兴趣的频道，所有内容通过RSS自动进行聚合，学生只要登录系统即可以直接看到所关心的各种话题和业界动态，无需进行额外搜索。该功能大大减轻了学生的网络使用负担，提高了学生对网络平台的使用效率。
希望工程――计算机伦理与职业规划
北航计算机学院是国内首个开设“计算机导论与计算机伦理学”课程的院系，我们也将计算机伦理学和未来职业规划内容引入到计算机导论的教学平台之中。当今社会，崇尚个性张扬、竞争意识的社会风气带来的责任感的缺失已经成为了高校学生们存在的普遍问题。因此需要加强学生灵活性、适应能力以及团队协作方面的训练，介绍计算机从业人员应具备的职业修养与职业道德方面。如通过开设名师指导等门户频道，向学生介绍学校，介绍专业，培养学生爱母校、爱专业的精神；通过高年级学生的切身体验帮助学生选择合适自己发展的专业方向；通过毕业学生的现身说法为学生开通一条了解社会，了解专业的途径，建立对职业的信心。
5总结
计算机导论是一门时代感很强的课程，其被接受的程度取决于受众的兴趣度，而大学新生往往存在求知欲很强，心态却不稳定的特点，针对这一特点我们设计了基于web2.0的互动式教学模式。希望在课程的实践过程中不断通过学生的主动参与来提高课程的被认知程度，进而丰富课程的教学资源，在过程中潜移默化加强和巩固教学效果，并且试图通过各种手段对学生在校的学业规划和未来的职业规划进行有益的指导，以网络教学平台的方式在课后继续给他们提供各种获取相关资源的正确方式。
计算机导论课程心得篇5
一、大学计算机基础课程的教学面临的问题
当前大学计算机基础课程的问题，大学从计算机基础课程以来，大学计算机基础课程的教学内容主要是围绕着计算机硬件和软件的知识，操作系统办公自动化软件的使用以及计算机网络基本知识来进行教学的，在课堂上主要教学形式是在老师的引导下，由学生根据老师的指导教学，在电脑上进行上机操作。这样的教学方式产生了一个很严重的问题就是，通过这样的教学方法下教育的学生只会机械地去使用计算机，只是掌握了对计算机的操作使用能力，不具备计算思维和可持续发展的应用能力，无法满足社会对未来人才的需求。而且随着互联网时代的到来，电脑几乎人手一台，家家户户都有了电脑，对于电脑信息技术和技能的培养，也是很多人从小学就具备了，因此在大学的计算机基础课程中，需要根据大学生的素质和能力来进行相应的课程改革。
二、大学计算机基础课程改革的内容
（一）大学计算机基础课程的改革的目标进行大学计算机基础课程的改革，就需要针对课程存在的问题进行相应的分析，课程改革的目标要以科学发展观和国家提出的信息化发展战略为主要指导思想。落实国家中长期教育改革和长期发展规划纲要，全面分析中国各大学的学生计算机掌握的基础和能力，来进行专业化的教学。在当前的网络化时代，大学计算机基础的教学可以更加灵活，采取网络授课等方式，有针对性的来对学生进行教学培养，不仅减少老师的负担，也能够根据学生的水平，有针对性地提升学生的学习能力。
（二）大学计算机基础课程的改革的核心大学计算机基础课程要更重视对学生计算思维的培养，计算思维是当前大学计算机基础课程教学改革的重点内容。计算思维就是运用计算机的科学技术概念进行解决问题，设计系统和理解人类行为的思维活动，计算思维是一种综合分析问题和解决问题的能力，因此在当前要以计算思维教学改革为大学计算机基础课程教育改革的核心内容，这将会很大程度上提升学生们的思维水平和认识境界，提高中国整个社会对计算机技术的认知和理解。
三、大学计算机基础课程的教学改革的措施
（一）引导学生进行探究式学习在课堂教学内容上以计算思维为核心来开展教学，在课堂进行上课的时候，老师要利用相关案例，引入学生对计算思维的理解，重视对思维方法引导，让学生可以通过具体的案例来体现体会计算思维。例如在计算思维中有一个图论中的最小路径算法，如果直接向学生们讲述，学生们就会感觉非常的抽象，非常难以理解，然而通过城市中的交通铺路，引入图论中的最小路径计算方法，就可以让学生简单轻松的与现实社会相联系，而具备掌握计算思维能力。在学生们进行实践操作的过程中，教学不要把重点放在培养学生们对软件的应用能力，需要重视的是培养学生学习软件的能力，在传统的课堂中，老师会详细地向学生们介绍电脑页面上每个软件和按钮的使用方法，而通过教学方法的改进，可以让学生们主动地去探究。当学生们在遇到问题后，可以集中的向老师反馈，再有老师集中的向学生们讲解，这个过程可以让学生们主动发现问题，思考问题，提高学生解决问题的能力和意识。在进行了枯燥的学习后，老师可以借助比赛竞赛的方式来有效地引导学生进行探究的学习，学生们对课程产生了兴趣，才会更好的去学习相关的计算思维，从而掌握计算思维能力，老师可以定期地以学习的计算机基础课程内容作为考点来开展相应的竞赛项目，活跃课堂气氛，激发学生对学习的积极性。
（二）学校建立专业化的计算机基础课程教学平台大学开展计算机基础课程的时候都是在多媒体的教室来进行的，而在针对计算机基础课程进行教学的时候会发现，计算机基础课程教学的特点是它的内容非常的复杂，但是在这个过程中包含着很多重点问题[5]。在学习大学计算机基础课程的时候，学习了很多理论知识学会去运用，要注意理论联系实际。大学进行计算机基础课程教学时有一个明显的问题，学生们在有限的课堂上学习了大学计算机基础知识，但是在课下没有及时去进行复习，就会导致学生很快地会将学习到的内容进行遗忘。因此在进行课程改革的时候，需要在学校为学生建立相应的大学计算机基础课程课件资源库，在课件资源库中包含着对计算机基础课教学的理论学习内容，视频学习内容等素材等，这些素材根据学校学生的学习能力和学习水平来进行教学，让学生们在课上有限的时间学习后，可以利用课下在平台上完成相关的学习对知识进行及时的巩固。
计算机导论课程心得篇6
关键词：离散数学；计算思维；课堂导入；实验；工程实例
中图分类号：o158-4文献标识码：aDoi：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.06.052
0引言
离散数学是计算机科学与技术专业的核心基础课，在计算机科学与技术专业课程体系中起到重要的基础理论支撑作用。它所涉及到的很多概念、理论和方法被大量的应用于数字电路、数据结构、数据库系统、操作系统、编译原理、人工智能等等专业课程中。同时，离散数学的学习过程能够培养学生的概括抽象能力、逻辑思维能力、归纳构造能力等。
然而，我国目前的离散数学教学现状不容乐观。首先，离散数学本身概念抽象、定理多，内容离散，学生学习起来有难度；其次，由于学时受限，很多院校仅开设理论课，不开设试验上机，忽略了对其基本理论的应用，导致学生提不起兴趣，认为该课程仅仅是一门枯燥的理论课；最后，很多老师在教授过程中没有很好的根据离散数学的特点使用合适的教学方法，也没能很好的和实际工程结合，学生不知道为什么学这门课程，学了能干什么。
针对这一现状，如何提高离散数学课程的教学水平和质量，就是一个非常值得研究的课题。本文从教学目的、教学内容、教学主线以及教学方法四个方面进行了简单的探讨，希望能够给相关教育工作者提供一些思路，共同改善离散数学课程的教学现状。
1明确教学目的
正如前面所言，离散数学的学习目的是为了给计算机科学的一系列专业核心课程打下坚实的数学基础，但同时更重要的是为将来从事软硬件开发和应用研究，培养抽象思维、直觉思维、发散思维等基本创新技能以及严密的逻辑推理能力。这两个目的必须贯穿始终，特别是后者，很容易被忽略。在整个教学过程中，教师必须明确，教学的目的不仅仅是教学生“学会”，更重要的是教学生“会学”。
2梳理教学内容
随着各高校教学改革的深入，课程课堂教学时间减少，一般院校离散数学学时都不是很富裕，这就需要首先确定离散数学的内容是全讲还是讲部分，讲哪些部分。根据后续专业的需要，可以把离散数学的内容划分成三个单元：核心知识单元、推荐知识单元和可选知识单元。核心知识单元包括数理逻辑、集合论、关系和图论；推荐知识单元包括代数系统、格和布尔代数；可选知识单元包括初等数论、形式系统、集合基数以及计算理论。核心知识单元作为基础必修，仔细讲解，占学时比例50%-70%；推荐知识单元可以引导讲解，更多的让学生领悟，占学时比例15%-30%；可选知识单元则可以有条件的在高年级开设专业限选课，没条件的就自学，占学时比例10%-20%。这样可以根据学时调整所讲内容，使学生能满足后期需求。
3明确贯穿离散数学内容的主线
离散数学从内容上来看，好像几大部分完全独立，互不相干，并且每部分概念多，定理多，内容很离散。学生会有畏难情绪，难以很好的把握住。因此，教师需要给学生明确的主线，使得学生能够把这些知识点都挂靠上去，一方面使学习记忆起来更简单方便，另一方面能更好的的融会贯通，实际应用。
3.1计算思维作为主线贯穿整个教学过程
计算思维是卡内基梅隆大学计算机科学系主任Jeannettem.wing教授在2006年提出的教育理念。它是指对问题及其解决方案进行阐释进而将解决方案表示成可以被信息处理有效实现的形式的思维过程。由此可知计算思维最本质的内容就是抽象和自动化；而这两个内容恰好反映了计算的根本问题，即什么能被有效地自动进行。对于计算机专业的学生来说，抽象和自动化这两个核心内容更具体地体现为如何构建各种层次的计算环境以及如何在这种环境下进行问题求解。
计算思维为我们提供了一种重新审视离散数学的视角。从计算思维的角度来看，虽然离散数学由多个相对独立的内容组成，但这些内容的教学目的其实是高度统一的：培养学生能够运用离散结构构建问题的抽象模型并在其基础上构造算法和解决问题的能力。由此看来，一方面，离散数学课程为培养学生的计算思维能力提供了一个很好的平台；另一方面，又可以从计算思维这个层面来梳理和组织离散数学的教学内容，从计算思维这个高度来进行离散数学教学。
计算思维可以贯穿于离散数学课程的整个教学过程，以此为主线，时刻强调学生学习离散数学的目的和方法。
3.2内在联系作为主线形成知识体系
离散数学各部分的内容看上去杂乱离散，内容多，难以理解记忆。但是仔细分析总结，会发现各部分之间是彼此渗透的。我们应该引导学生善于总结所学知识点，搞清内在联系，从而形成知识体系。笔者总结出离散数学主要知识点的体系如图1所示。
图1离散数学主要知识点体系结构图
图中*处知识点间的关系是前者定义后者的关系，无*处知识点间的关系是后者是前者的特例。
4选择合适的教学方法
4.1课程的引入
很多时候，学生都无法理解为什么要学离散数学，学离散数学由什么用。因此，在新课程开始时，就要给大家明确学习离散数学的目的。从计算思维的角度引入我们为什么学离散数学。
在引入离散数学课程之前，首先向学生指明：对计算思维能力的培养和训练是计算机专业教学的核心所在，大家经过四年的大学学习之后，不仅要掌握计算机专业的相关知识，更为重要的是能够应用这些知识构建出各种层次的计算环境并在这些环境下进行问题求解。其次，进一步阐述：计算机本身是一个离散结构。再次，引入离散数学课程，告诉学生该课程的目的是培养大家运用离散结构构建问题的抽象模型并在此模型上构造算法和解决问题的能力。最后，介绍该课程在aCm和ieee-CS制定的计算机科学教程以及我国高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的计算机专业规范中所处的核心地位。并给出后续多门核心课程均以离散数学课程为基础。
至此，学生应该已经能够清楚明白该课程的重要性，同时能明确学习该课程的目的，围绕这个目的，离散数学中的数理逻辑、集合论、代数系统、图论等内容就形成了一个有机的体系。最后，也能纠正很多学生普遍存在的认为计算机专业就是学习编程的误解，让学生认识到通过学习离散数学等各门专业课程训练出来的计算思维能力才是大家应该具备的核心竞争力。
4.2课堂导入法
课堂导入是为教师教授新知识做铺垫。成功的课堂导入，能够集中学生的注意力，激发学生的学习兴趣，引起学生内在的求知欲，并为新知识的学习做引子，使学生能够轻松理解接受新知识的学习。在整个离散课程的教学当中，教师应该根据讲授内容灵活运用不同的课堂导入法，做到良好的开始。
4.2.1趣味导入
讲述一个有趣的故事，比如理发师理发的故事导入悖论；由著名计算机软件大师狄克
斯特的话语，说自己犯了很多错误就是因为没有好好学习数理逻辑来导入数理逻辑的学习；还可以娓娓讲述康托探讨集合论体系的过程，使学生能够循着大数学家的研究过程对集合论有个概览从而导入集合论的学习。
4.2.2设疑思考导入
教师设疑布置“问题陷阱”，学生在解答问题时不知不觉掉进“陷阱”，使他们的解答自相矛盾，引起学生积极思考，进而引出新课主题。例如，讲解完命题逻辑后，将要讲谓词逻辑的时候，就可以提出著名的苏格拉底三段论来导入新课程。
4.2.3故设悬念导入
该方法就是通过一些意料之外或者矛盾的结果，造成学生对原因的兴趣与渴望，引起他们的积极思考。如命题逻辑里著名的“生死门”故事。该故事中问题一经提出必然能激起学生的思考兴趣，很快进入学习状态。使用这种方法需要注意的是，悬念的设置要从学生的知识层次出发，最后一定要在新知识讲解完后给出问题的答案。
4.2.4温故知新导入
此方法就是常用的复习导入法。这种方法使用较普遍，能有效降低学生对新知识的陌生感，降低接受新知识的认知难度。在此特别强调的是，在运用这种方法的时候可以来个提问5分钟，不是由教师来复习前面所学知识，而是教师提问，学生回答，通过问答形式引导学生复习，从而引出新的知识点。课前的提问可以迫使学生更主动积极的听课学习，以防回答不上问题“丢脸”。
4.2.5问题设计导入
该方法就是设计一个贴近生活的，与学生已有的知识有关联，学生也比较感兴趣的问题，通过研究方法解决问题导入新的知识点。比如可以用这个例子导入对偶图与着色问题：七天内安排七门课程的考试，使得同一个老师所担任的两门课程不排在连续的两天。
4.2.6开门见山导入
此方法就是一上课就把要解决的问题、学习的重点、难点和教学目的直截了当的提出来。一般适用于学生好理解，并且应用中迫切需要掌握的知识点，能够一开始就抓住学生注意力。
4.3趣味例题和工程实例相结合
好的导入带给学生的新鲜感，求知欲，并不能维持整节课。在授课的过程中，我们还要注意引用合适的趣味例题使学生的兴趣不会衰减。比如，在图论中，用哥尼斯堡七桥问题给出欧拉图的概念；用环游世界问题给出哈密尔顿的概念；用三个居民点向三口水井挖水沟，且水沟不能交叉的问题来解释平面图的概念；用“人机狗米”问题来解释如何用对实际问题建立图论模型等等。学生对这类问题总是乐于去解决的。
但是，仅仅是这样的例子是不够的，虽然这些例子贴近生活，但是对于以培养工程师为目的的计算机学生，这些例子离专业太远了，不利于学生后续课程的学习。因此，应当适当加入电力网络、智能识别等相关领域的例子，从而提高学生学习兴趣的同时了解图论是能够解决很多专业问题的。并且例题的选取不能本末倒置，不能冲淡课程的逻辑训练主题。
另外，就是举例的时候最好能给出正反例题，以加深学生对知识点的深入理解掌握。
4.4实验教学的实施
近几年，教育改革，各大院校越发重视实验教学，但是对于离散数学这门课程仍然很少高校开设专门的实验课程。笔者认为，在离散数学的教学过程中适当加入实验是十分必要的。一者，离散数学课程的讲授过程中引入的众多实例，基本都是可以在计算机上操作模拟或者编程实现的；再者，我们学习离散数学的目的就是能够建模自动化的解决问题，没有实验编程则偏离了我们的教学目的和理念；最后，学习的理论通过编程实现了，能更直接的告诉学生，离散数学是一门很好联系实际的课程，而不仅仅是门数学课，是门理论课。
但是，事实上，很多高校是没有专门的课时上实验课的。这种情况下，建议教师们在讲解定理的时候结合一些求解算法，然后给学生设计一些课外实验作为家庭作业。
4.5学生走向讲台
由于中国传统的教育模式，很多学生只是在被动的学习。即使是一些成绩好的学生也仅仅停留在“学会”的层面上。大学教育需要学生不仅是“学会”，更要是“会学”。教师们可以尝试让学生自己走上讲台讲课，从而促使学生主动学习。可以小到一个定理的证明，一个问题的讨论，也可以选取合适的章节让学生自己备课，上课，小结。学生讲课的这种教学方式，不仅能培养学生的自学能力、思考能力、表达能力，还可以活跃课堂气氛，使得师生能良好互动。
4.6课堂小结的必要
教师在教授课程中，切记不可虎头蛇尾。好的开始也需要好的结束。如何能够让学生将每节课的内容更好的理解吸收，课堂小结就变得很有必要了。离散数学课程的知识点很多，往往使得学生不能很好的抓住重点，因此，每个章节的小结乃至每节课的小结就变的尤为重要，除了帮助学生回顾所学的新知识，还能进一步强调该章节内容的重难点，使得学生能够更容易的把握内容主线。
5小结
离散数学课程作为计算机专业的核心课程，在计算机理论体系中有起着重要的作用，但是由于离散数学的种种特性，使得该课程的教学效果一直不是很理想，本文从教学目的、教学主线、教学内容以及教学方法四个方面对该课程的讲授做了简单的探讨，希望能够对提高离散数学课程的教学质量有一定的促进作用。笔者多年教学实践也证明了该方法的可行性及有效性。
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计算机导论课程心得篇7
关键词：CCC2002；课程教学；计算科学；科学史
1引言
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称aCm)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称ieee-CS)联合攻关组在《aCm通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，aCm和ieee-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，aCm、aiS和ieee-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(n.a.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.a.w.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对it本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
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计算机导论课程心得篇8
从iCt到Computing：英国正在发生的信息技术课程变革
从最初的程序设计是第二文化，到信息技术工具论，再到后来注重信息处理能力，世界各国的信息技术课程一直在发展演化，人们变革信息技术课程的脚步也未曾停止。信息技术课程一直是英国中小学的必修课程之一。随着时代的发展、计算机软件的更新换代和学生的变化，单纯学习办公软件的英国iCt课程越来越受到学术界、产业界等方面的质疑。有学者这样批评道：“学生仅仅知道如何消费技术，却不知道如何创造技术。”此后，越来越多的人认为应该学习软件背后的原理和规则，即计算机科学知识。从2006年开始，英国信息技术教育研究者就试图在iCt课程中加强计算机科学教育。2012年，英国皇家学会（RoyalSociety）在《关闭还是重新开始：英国中小学中计算的方式》的报告中明确地提出，目前的英国iCt国家课程标准将计算机科学、信息技术和数字化素养等整合在“iCt”的标题之下，其结果就是计算机科学经常被忘记或者忽略，导致信息技术课程的教学偏向“怎么样使用办公软件”，而不是指向能够支撑学生未来生活的知识。这个报告认为，应该重新定义iCt，并考虑是否可能把它分解为清晰的领域：数字素养、信息技术和计算机科学，以便恰当地分清在每个学段需要设置的课程内容。他们在报告中建议，“每个儿童应该有机会在学校学习计算，包括将计算机科学作为一门严肃的学术科目”。与此同时，英国教育大臣迈克尔·高夫（michaelGove）宣布终止当前的iCt课程，并将给予学校自由，让学校选择合适的课程与教学资源。2013年2月，英国教育部颁布了Computing学习计划草案。2013年9月11日，英国教育部正式公布了Computing课程学习计划。英国Computing课程的核心是计算机科学，在这门学科中，学生学习信息与计算的原理，数字系统如何工作以及如何通过编程使得这些知识得以使用。基于这些知识与理解，让学生应用信息技术创造程序、系统等。
英国从iCt到Computing的课程变革告诉我们，必须正视目前信息技术课程的危机。“改革往往产生于某种已经感受到的危机，这种危机呼唤着大规模快速行动以应对危机”。从社会需要以及学生个人发展等不同的角度出发，只有去改变目前的信息技术课程目标与内容，才能够真正地适应变化。回归计算机科学课程也许是重构信息技术课程的一条出路。
计算机科学课程理论支点：计算思维
没有正确的理论作为指导，行动就会陷入盲目和被动。缺乏正确的认识基础，方向就会迷失，机会就会丧失。信息技术快速发展与普及以及对单纯信息技术操作技能教学内容的反思，全世界的信息技术教育研究者开始寻求新的课程理论支点。计算思维（Computationalthinking）理论所倡导的像计算机专家一样思维的理念恰恰契合了国际上社会发展的需求。国际计算机科学课程正是将计算思维理论作为指导性理论，并将计算思维作为计算机科学课程的核心目标。
计算思维概念是由时任美国卡内基·梅隆大学（CmU）计算机科学系主任的周以真（Jeannettem.wing）教授在2006年3月首次提出的。周教授从思维的视角阐述计算机科学，并以此来探索计算机学习的教育价值。她认为，计算思维不仅仅属于计算机科学家，它应当是每个人的基本技能。计算思维理论有助于人们从以往单纯学习信息技术操作技能的泥潭中解脱出来。周教授在2013年接受笔者的访谈时曾指出：“学习怎么样使用应用软件并没有什么错误，但是我想我们的学生能够学习更多和更深的概念。”
计算思维理论一经诞生，就得到世界各国计算机教育研究者的高度重视。计算思维理论影响着国际计算机科学课程变革。英国CaS组织公布的《计算机科学：学校课程》（Computerscience：acurriculumforschool）中明确提出：“计算机系统对我们生活的社会产生着深远的影响，计算思维提供了一个新的‘镜头’，通过它我们可以看看我们自己和我们的世界。”在国际上，各国计算机科学专家和信息技术教育研究者召开了系列的学术研讨会，探索并讨论与计算思维有关的主题。英国新设立的Computing课程正是将计算思维理论作为课程的指导性理论，核心目标是让学生通过计算思维来理解和改变世界。
国际计算机科学课程的设置状况
从国际发展趋势来看，各国和地区的信息技术课程都是从最初的计算机科学课程发展而来的，随后信息技术工具的使用以及信息处理的方法逐渐成为主流。但是最近几年，随着信息技术的快速普及以及操作简单化趋势，各国和地区对于计算机工具论指导下的信息技术课程进行深度反思与批判，计算机科学课程重回人们的视野。尤其21世纪以来，国际上出现了重视计算机科学课程，甚至以计算机科学课程取代信息技术课程的呼声与做法。
1.美国计算机科学课程
由于受教育分权制的影响，美国各州中小学信息技术教育的目标分为信息素养、教育技术和计算机教育三大类别，反映出不同的技术教育取向——信息素养关注信息能力，教育技术凸显创造与革新，计算机教育强调计算思维。三者虽有融合交叉，但关注点各不相同。
美国计算机协会下的计算机教师协会一直致力于推广计算机科学课程。自20世纪80年代起，美国计算机协会就先后了多个计算机科学课程模型供各地教育行政部门选择。2011年，美国计算机教师协会在全美中小学计算机教育调研基础上制定了最新的“计算机科学教育标准”，从“计算思维”、“合作”、“计算实践与编程”、“计算机和交流设备”以及“社区、全球化和伦理影响”五个方面制定了不同学段学生需要达成的计算机学习标准，并建议以核心课程的方式在中小学开设计算机科学教育。
2.新西兰程序设计与计算机课程
2008年，新西兰修订了中小学数字化技术的课程，从2011年明确地表述为“程序设计与计算机科学”。改变的动因是“在最近时间，新西兰学校已经很少教授计算机科学，经常性的是计算机教育聚焦在一般性的应用和技能上，甚至更糟的是，有的时候计算机仅仅被认为是一个工具。当然，学生能够使用计算机是重要的，但是应该让学生了解到计算是一个领域”。“中小学计算机课程在中小学涵盖三个不同的方向：将计算机作为一个工具来用于教学（如电子化学习）；将计算机用于一般性的目的（有的成为信息技术）；计算作为一个独特的领域（包括程序设计和计算机科学）。由于管理者被这些不同的角色所困扰，导致计算机科学不能够成为一个独立的领域”。
3.日本的信息科学课程
日本从20世纪80年代开始在中小学推广信息科学课程，并特别强调信息处理能力，认为其是课程的核心。即使如此，日本的课程体系中仍然保留着相当多的计算机科学内容。在1999年公布的高中学习指导要领中，高中信息科学课程分为必修科目“信息a”、“信息B”、“信息C”，分别侧重于信息技术运用能力、信息科学的理解、参与信息社会的态度，学生可选择其中一门作为必修。在2008年颁布的新学习指导要领中，他们将这三个必修科目修改为“社会与信息”与“信息科学”，学生在其中选一个科目进行学习。
从课程设置来看，国际上的总体趋势是逐渐加大了计算机科学课程内容的比重，且有一些国家独立开设了计算机科学课程。
国际计算机科学课程的目标与内容
1.美国计算机科学课程的目标与内容
美国计算机协会将计算机科学定义为：“计算机科学是计算机和算法过程的学习，它包括其中的原理、硬件及软件设计、应用软件及其对社会的影响。”因此，美国的计算机科学课程主要包括：编程、硬件设计、网络、图形、数据库与信息搜索、计算机安全、软件设计、编程语言、逻辑、编程模式、两种抽象之间的转换、人工智能、计算机的局限性（计算机不能做什么）、信息技术应用与信息系统以及社会问题（因特网安全、隐私、知识产权等）。
2.日本信息科学课程的目标与内容
日本“信息科学”科目的内容包括四个部分：（1）计算机和信息通信网络。包括：计算机和信息处理、信息通信网络的构成、信息系统的机能和提供的服务。（2）解决问题和运用计算机。包括：解决问题的基本方法、问题的解决和处理程序的自动化、模型化和模拟。（3）信息的管理和问题解决。包括：信息通信网络和问题解决、信息的存储与管理、对问题解决的评价和完善。（4）信息技术的发展和信息伦理。包括：社会信息化和人类、信息社会的安全和信息技术、信息社会的发展和信息技术。
3.英国计算机科学课程的目标与内容
英国2013年9月公布的正式国家课程Computing的目标是：让学生理解和应用计算机科学的基本原理和概念，包括抽象、逻辑、算法、数据表示；能使用计算术语来分析问题，并具备为解决这些问题不断地编写计算机程序的实践经验；能评价和使用信息技术，包括新兴的或不熟悉的技术，分析性地解决问题；成为有责任心、有能力、自信的、有创造力的iCt使用者。
启示
不难发现，世界各国均充分认识到了信息技术课程偏重于应用信息技术软件的缺陷，计算机科学课程成为信息技术课程的主要组成部分已是大势所趋。我国现行的信息技术课程正遭受诸多的质疑与批判，已走到一个发展的十字路口。分析我国信息技术课程的未来发展走向，可从国际经验中得到一定的启示和借鉴。
1.计算机科学课程应有独立的地位与体系
我国的信息技术课程最初是从计算机选修课开始发展的，但不久后计算机科学的内容由于被质疑不够实用等原因而逐渐丧失其应有的课程地位，因而现行的信息技术课程更加偏向软件工具操作。但是随着时代的发展，如今信息技术工具的使用技能可以在家庭中得到普及和应用，而计算机科学的内容仍有其独特的价值，应该在信息技术课程中重新确立其独立的地位与体系，特别是我国教育决策部门应该充分地认识到我国从信息技术大国向信息技术强国转变的过程之中，计算机科学课程所具有的独特价值。
2.计算机科学课程内容体系的开发
若想计算机科学课程得到迅速的普及和发展，必须从宏观上对计算机科学课程内容体系进行设计与开发。从国际经验来看，各国都根据自己国家的实际情况，设计了小学、初中和高中不同阶段的计算机科学课程内容标准。我们显然需要一套适应新情况、考虑地方不同弹性需求的计算机科学课程标准来推进我国计算机科学教育。根据我国目前的实际情况，信息技术课程需要区分为两个部分，一是信息技术部分，偏重信息技术工具学习与信息处理方法，二是计算机科学部分，偏重计算机科学的原理与方法。而在我国小学阶段，信息技术部分和计算机科学部分都应该有一定的比重，以信息技术部分为主，计算机科学部分为辅。在初中阶段，信息技术部分应该以信息技术工具综合应用以及信息处理方法为主，计算机科学部分比重加大。到了高中阶段，则应该以计算机科学部分为主，再辅以使用信息技术进行创造的部分。
3.研究先行探索计算机科学课程发展路径
从国际计算机科学课程的经验来看，计算机科学课程发展并不仅仅是教育领导的简单意志，而是研究先行。从最初的对于计算机科学课程实施现状的调查，到全面审视计算机科学课程，再到深入国际比较研究计算机科学现状，再到开发计算机科学课程，最后才到国家层面的政策行为。没有前面的研究基础，各国绝对不会贸然地开展计算机科学课程。但是，在我国信息技术课程发展之中，先行的研究还做得不够。我们当前最紧要的任务不是简单地制定一个课程标准，而是首先厘清计算机科学课程的理论基础和内在逻辑。唯有踏实而有效的研究，才能够真正推动我国信息技术课程健康、有序地发展。
如今，我国的信息技术课程正处于变革期，如能适应社会需要与学生发展需要，信息技术课程定会浴火重生，否则，延续单纯技能化倾向，必然丧失其独有的价值和地位。计算机科学课程给重构信息技术课程带来了一缕阳光。国内的有识之士早已进行了有益的实践尝试，我们要借鉴国外先进经验，总结国内有益尝试，重构课程体系，才能不负时代的责任。
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计算机导论课程心得篇9
[论文摘要]文章阐述了高等职业技术院校加强计算机教学改革探索与实践的重要意义，分析了职业技术学院计算机课程教学特点，同时对当前高职院校计算机教学的现状、存在的问题进行了研究，以期对高职院校计算机教学改革与创新提供指导。
高等职业教育伴随着经济社会的快速发展而不断发展，一方面，高职教育迎合了地方经济发展的需要，即对高层次专业技术型人力资源的需求；另一方面，高职教育目标是培育合格的新型社会主义建设者，首要目标是面向生产、服务、管理一线培育优秀人才。这些都给高等职业技术院校确定了发展的方向和重点。温家宝总理在2012年的《政府工作报告》中明确指出，要大力发展职业教育。这既为高职院校加快发展提供了难得的机遇，也为高职院校发展提出了新的更高的要求。
随着科学技术的不断发展，以计算机系统为核心的信息技术在经济社会的各个领域都得到了广泛应用，已经成为生产生活的一种重要手段和必需。特别是在生产一线、服务一线、管理一线的相关工作，对计算机的依赖更是难以割舍。数据表明，社会企业对具有良好职业素质、掌握多项生产技能、具有浓厚计算机专业背景的高职院校毕业生需求数量持续攀升。但是，由于高等教育的扩张，我国青年人口数量的减少，导致教育资源出现不平衡性的问题，给高职院校发展带来了严峻的挑战。在这样的背景下，积极进行高职院校计算机教学改革创新探索，不断提升高职院校学生计算机素养，对提升高职院校毕业生核心竞争力以及提升院校实力具有重要的现实意义。
一、职业技术学院计算机课程教学特点
计算机课程与其他课程之间具有明显的区别，特别是对于职业技术学院，由于职业技术学院在教学定位、学生特点、教师配备等方面有别于一般高校，所以职业技术学院计算机课程教学也具有一般高校不具备的特点。
1.应用性实践性特色突出。职业技术学院计算机课程的设置，目的在于提高学生计算机操作应用技能，适应未来职业需要，这也决定了职业技术学院计算机课程的应用性实践性特色十分明显。一方面，学校需要通过计算机理论教学，使学生较系统地掌握计算机相关理论知识，为进一步应用计算机提供理论支撑。另一方面，通过上机实践，提高学生实际操作计算机的能力，可以为学生以后就业发展打下坚实的基础。
2.课程体系开放内容更新快。由于计算机技术发展迅猛，与计算机相关的新技术、新系统、新软件不断推陈出新，要使学生毕业后能够实现无缝对接，职业技术学院的计算机课程体系必须是开放的、不断更新的，这就给职业技术学院，特别是计算机教师提出了新的更高的要求。这就要求学校和教师在教学中需要不断更新知识，及时调整教学思路与方法，以适应突飞猛进的计算机技术发展需要，提高职业技术学院计算机教学的质量和水平。
3.正确引导学生上机操作。计算机课程的实践特征决定了计算机教学必须要高度重视学生上机实践环节的教学。由于职业技术学院学生生源广、来源千差万别，导致学生计算机基础差异较大。对于有的学生来讲，入校时就已经掌握了计算机的基本操作和相关的应用软件的运用；而对于另外一些学生来说，可能还没有实际操作过计算机，导致在上机练习时，有的学生对计算机充满了好奇，而有的学生则对上机感到无所谓，会把上机时间作为游戏娱乐的时间，这就要求教师做好相关引导工作。
二、当前高职院校计算机教学现状分析
近年来，随着各级对职业教育重视程度的不断提升，对职业教育的资金投入、政策扶持、人才倾斜等方面力度都在不断加大，有力推动了高职教育的快速发展。尽管高职院校的规模不断扩大、教学设施不断完善，较好地服务了地方经济社会的发展，但随着高等教育的不断扩张，参加高考学生数量的减少，这给高职院校招生、教学与发展都带来了严峻挑战。计算机教学作为高职院校的一门公共基础课程，对于其他技术专业或管理类专业学生而言，只是重要的专业基础课，形势的变化，使得高职院校计算机教学面临着一定的压力，要扭转这种不利局面，首先要求学校相关部门必须认清当前高职院校计算机教学的现状，抓住症结，不断创新教学方式和方法，进一步提升教学质量。
1.计算机教学定位相对模糊。职业技术学院计算机教学定位，是紧跟时代步伐、贴近社会需求、科学设置教学内容、增强教学针对性的重要途径。科学合理的计算机教学定位不仅有利于职业技术学院计算机教学的发展，而且也有利于职业技术学院的整体发展和竞争力的提升。由于计算机应用在经济社会发展中的作用越来越重要，已经普及到社会生产的方方面面，这就对职业技术学院计算机教学提出了新的更高的要求。与此同时，在高等教育竞争日益激烈的背景下，计算机素养与技能已经成为一个学校有别于其他院校的重要标志之一。计算机办学定位准确、计算机教学目标明确对相关专业的发展促进作用大，然而现实中，一些职业技术学院由于没有对计算机教学进行科学定位，对计算机教学的重要性认识不够，定位不准，这就削弱了计算机教学的优势，导致学生计算机应用技能相对较弱、就业趋紧、社会声誉差，直接影响职业技术学院的可持续发展。
2.学生计算机水平千差万别。由于高职院校生源的不断变化，学生来自不同的地区，受地区差异的影响，使得学生接受计算机教育的基础和计算机素养参差不齐。即使现在基础教育要求各年级都开设计算机课程，但由于受各地经济社会发展状况的局限，特别是受师资条件的限制，在实际的计算机教育中，课程设置、师资的配套、教学软硬件条件方面，都存在诸多的差异。学生计算机水平千差万别的现状导致了高职院校在组织教学时，面临诸多的矛盾与问题。对于一些基础较好的学生，他们都掌握了较好的计算机基础，在组织计算机教学过程中，如果一味强化基础教学，将使这一部分学生对教学失去兴趣，甚至会出现抵触情绪，严重时还有可能会影响到教学的开展。而对于计算机基础相对较弱的学生，如果压缩基础知识的教学，会使得这部分学生的学习压力过大，使学生出现厌学情绪。如果在组织计算机教学时，不能兼顾这两类学生的实际情况，很容易出现问题，其他同学也会在一定程度上受到影响，这样的话，整个班级的计算机教学也会受到不良的影响，进而影响整体教学效果。
3.重理论教学，轻实践教学。职业技术学院的教学核心是通过科学高效的教学，培养具备较高政治、道德、文化素养，能为经济社会发展服务，以就业为导向的高素质技术应用型人才。职业技术学院这种独特的定位与职能，决定了职业技术学院的教学重点与普通高校具有明显的区别，要求职业技术学院更趋向于技能培养，而非侧重于理论教授。现实中，职业技术学院的教学组织，特别是计算机教学，尤其是非计算机专业的计算机教学，由于受传统教学模式的影响，大多往往还是采用理论讲授的方式组织教学，对于计算机操作与实践的时间相对较少。对于计算机教学的考核与考查，也更多地反映在理论知识的掌握上，很少把精力放在实践技能的考核上。即使是对实践技能进行考查，也相对宽松，对于一些考查操作的试题，往往只要通过背记知识点，完全不需要通过上机实践就可以轻松过关，导致许多职业技术学院的学生在正常安排的上机活动中，草草应付，把大量的时间花费在上网聊天、打游戏上，计算机教学的实践性特色没有得到有效体现和落实。
三、职业技术学院计算机教学改革创新探讨
职业技术学院作为为社会培养高素质职业技术人才的专业院校，要立足学校实际，不断推进计算机教学改革创新，采取切实可行的对策措施，不断提升职业技术学院计算机教学水平。
1.创新计算机教学理念。教学理念是教学的灵魂，是推动教学的内生动力。计算机教学要坚持以先进的工程教育思想为指导，以激励学生学习热情、培养学生实践能力和创新能力为核心，深化教学改革，积极探索提高专业教学质量的方法，开放办学，培育高素质的、符合社会需求的计算机应用人才。要立足教学创新，以提高兴趣为基础，教学过程中既要注重对计算机系统、工作流程、计算机网络、数据处理等基础理论、基础课程内容的设置，又要注重把一些社会热点、计算机技术发展动态等学生感兴趣的内容引入教学过程。此外，还要根据社会发展的需要进行相关课程的设置，如网页制作、动画设计等课程，做到既能够满足社会对应用程序课程的需求，同时也能充分激发学生的学习兴趣。
2.强化自学与互动合作。计算机课程的实践性特征决定了开展自学与互动合作学习的必要性。在学习过程中，教师要积极引导学生通过学习小组等形式进行互动、合作学习。通过制定计算机课程教学目标，细化学习内容，合理进行归纳梳理，通过任务的方式将整理后的问题下达到各学习小组，小组成员针对问题互相之间进行充分的讨论学习，之后把讨论后要介绍的知识或者任务完成的过程用幻灯片的形式在课程教学活动现场进行讲解与展示，最后由授课老师对演示内容进行最后的讲评与更正。通过“生生互动”“师生互动”以及“人机互动”的方式，进一步提高学生自学与开展互动合作学习的积极性，让计算机课程的学习效果在这种宽松的环境下得到不断提升。
3.打造良好的实习条件。职业技术学院的教育职能注定学校在组织教学过程中，必须高度重视实习环节的教学，特别是计算机教学，其实践性、应用性特征需要突出，需要得到更多关注。要积极创造良好的实验实习条件，使学生来有所学、学有所会、会有所用，切实提升职业技术学院学生技能。要通过多方筹措资金，加大对实习场地及设施建设的投入力度，使计算机教学的条件得到显著改善，增强学生的实习兴趣，增加人人参与实习的机会。在抓好计算机课堂教学的同时，还要结合计算机课程的特点，认真组建各类兴趣小组，广泛开展计算机应用相关竞赛，并将其作为对课堂教学的有益补充。对兴趣小组开放计算机实验室，指定专业教师进行跟踪辅导，使学生能够充分利用好课外时间，拓宽计算机学习空间，增加计算机上机实践时间，提高计算机技能。
4.搞好毕业生就业对接。职业技术学院的核心职能就是为社会培养高素质的专业技术人才，培养适合社会需要、企业所需的人才，充分就业是职业技术学院必须要认真解决的首要问题。这就要求学校深入社会、企业广泛进行调查研究，掌握社会对计算机应用人才的需求量、技能掌握范围，掌握企业到底需要什么样的计算机应用人才。要进一步加强与企业的对接，广泛采用校企合作的方式，开展“订单式”教学，充分发挥企业生产设备齐全、生产条件优越的条件，使企业成为职业技术学校学生的重要实习基地，使学生提前进入生产实践，使职业素养与职业岗位实现“零距离”对接。
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计算机导论课程心得篇10
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称aCm)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称ieee-CS)联合攻关组在《aCm通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，aCm和ieee-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，aCm、aiS和ieee-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(n.a.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.a.w.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。
在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
******指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对it本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
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