時(shí)間：2022-04-19 17:54:58
序論：在您撰寫計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要：計(jì)算科學(xué)主要講述了一種科學(xué)的思想方法，計(jì)算科學(xué)的基本概念、基本知識(shí)它的發(fā)展主線、學(xué)科分支、還有計(jì)算科學(xué)的特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)。
引言：隨著存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生，和計(jì)算科學(xué)的快速發(fā)展以及取得的大量成果。計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生?！队?jì)算科學(xué)導(dǎo)論》 正如此書的名字，此書很好的詮釋了計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科，并且指導(dǎo)了我們應(yīng)如何去學(xué)好這一學(xué)科。使得我們收獲頗多。并且讓我深深的反思了我的大學(xué)生活。正如趙老師書中所講的：“計(jì)算科學(xué)是年輕人的科學(xué)，一旦你選擇了計(jì)算科學(xué)作為你為之奮斗的專業(yè)類領(lǐng)域，就等于你選擇了一條布滿荊棘的道路。一個(gè)有志于從事計(jì)算科學(xué)研究與開發(fā)的學(xué)生，必須在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)中，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才有可能在將來學(xué)科的高速發(fā)展中，或在計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)和快速更新?lián)Q代中有所作為。
什么是計(jì)算科學(xué)和它的來歷
計(jì)算科學(xué)主要是對(duì)描述和變換信息的算法過程，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。全部計(jì)算科學(xué)的基本問題是，什么能（有效的）自動(dòng)運(yùn)行，什么不能（有效的）自動(dòng)運(yùn)行。本科學(xué)來源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，形成于20世紀(jì)30年代的后期。
隨著存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生，人類使用自動(dòng)計(jì)算裝置代替人的人工計(jì)算和手工勞動(dòng)的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。計(jì)算科學(xué)的快速發(fā)展以也取得大量成果，計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生。
計(jì)算科學(xué)的發(fā)展
a、首先先介紹圖靈機(jī)
圖靈機(jī)的發(fā)明打開了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的大門和發(fā)展之路。圖靈機(jī)通過一條兩端可無限延長(zhǎng)的袋子，一個(gè)讀寫頭和一組控制讀寫頭的（控制器）組成它有一個(gè)狀態(tài)集和符號(hào)集，而此符號(hào)集一般只使用0和1兩個(gè)符號(hào)。而就是這個(gè)簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理隱含了存儲(chǔ)程序的原始思想，深刻的揭示了現(xiàn)代通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的核心內(nèi)容?，F(xiàn)在通用的計(jì)算機(jī)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，而電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展是建立在圖靈機(jī)的基礎(chǔ)之上。他的二進(jìn)制思想使計(jì)算機(jī)的制作的簡(jiǎn)化成只需兩個(gè)穩(wěn)定態(tài)的元器件。這在今后的計(jì)算機(jī)制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優(yōu)越性。
b、計(jì)算機(jī)帶動(dòng)的計(jì)算學(xué)科
1946年隨著現(xiàn)代意義上的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生。掀起了社會(huì)快速發(fā)展的嶄新一頁(yè)。計(jì)算機(jī)工作和運(yùn)行就擺在了人們的面前。
1、計(jì)算機(jī)語言
我們要用計(jì)算機(jī)求解一個(gè)問題，必須事先編好程序。因此就出現(xiàn)了最早的機(jī)器指令和匯編語言。20世紀(jì)50年代后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展步入了實(shí)用化的階段。然而，在最初的應(yīng)用中，人們普遍感到使用機(jī)器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護(hù)，復(fù)雜程序查找錯(cuò)誤尤其困難，因此，軟件開發(fā)急需一種高級(jí)的類似于自然語言那樣的程序設(shè)計(jì)語言。1952年，第一個(gè)程序設(shè)計(jì)語言Short Code出現(xiàn)。兩年后，F(xiàn)ortran問世。作為一種面向科學(xué)計(jì)算的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，F(xiàn)ortran的最大功績(jī)?cè)谟诶喂痰貥淞⒘烁呒?jí)語言的地位，并使之成為世界通用的程序設(shè)計(jì)語言。Algol60的誕生是計(jì)算機(jī)語言的研究成為一門科學(xué)的標(biāo)志。該語言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說明和作用域規(guī)則、過程的遞歸性及參數(shù)傳遞機(jī)制等。而且，它是第一個(gè)用嚴(yán)格的語法規(guī)則——巴科斯范式（BNF）定義語言文法的高級(jí)語言。還有用于支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的PASCAL語言，適合于軍隊(duì)各方面應(yīng)用的大型通用程序設(shè)計(jì)語言ADA，支持并發(fā)程序設(shè)計(jì)的MODULA-2，支持邏輯程序設(shè)計(jì)的PROLOG語言，支持人工智能程序設(shè)計(jì)的LISP語言，支持面積對(duì)象程序變換的SMALLTALK、C等。
2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件開發(fā)方法
現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)了而也包括了軟件（系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件）。各種各樣的軟件使得計(jì)算機(jī)的用途大大增強(qiáng)。而軟件開發(fā)也成為了一個(gè)重要課題和發(fā)展方向。軟件開發(fā)的理論基礎(chǔ)即是計(jì)算模型。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理和多媒體的發(fā)展。在各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言中增加并發(fā)機(jī)構(gòu)以支持分布式程序設(shè)計(jì)，在語言中通過擴(kuò)展繪圖子程序以支持計(jì)算機(jī)圖形學(xué)程序設(shè)計(jì)在程序設(shè)計(jì)語言中已非常的流行。之后，在模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換等接口技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持下，通過擴(kuò)展高級(jí)語言的程序庫(kù)又實(shí)現(xiàn)了多媒體程序設(shè)計(jì)的構(gòu)想。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，并行計(jì)算機(jī)和分布式大規(guī)模異質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又將并行程序設(shè)計(jì)語言、并行編譯程序、并行操作系統(tǒng)、并行與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等試行軟件的開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依然與高級(jí)語言和計(jì)算模型密切相關(guān)，如各種并行、并發(fā)程序設(shè)計(jì)語言，進(jìn)程代數(shù)，PETRI網(wǎng)等，它們正是軟件開發(fā)方法和技術(shù)的研究中支持不同階段軟件開發(fā)的程序設(shè)計(jì)語言和支持這些軟件開發(fā)方法和技術(shù)的理論基礎(chǔ)----計(jì)算模型
3、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
在計(jì)算機(jī)的硬件的迅速發(fā)展中。隨著它的存儲(chǔ)容量的增大，也掀起了計(jì)算機(jī)的巨大改革。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)的發(fā)展，促使圖形化界面的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是使用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)生圖形并對(duì)圖形進(jìn)行處理的科學(xué)。并由此推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）、計(jì)算機(jī)輔助信息處理、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）等方向的發(fā)展。圖形化界面的出現(xiàn)，徹底改變了在一個(gè)黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時(shí)代。同時(shí)也成就了一個(gè)偉大的公司Microsoft 。
4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
隨著用戶迫切需要實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)上的軟硬件和信息資源共享。網(wǎng)絡(luò)就在我們的需求中誕生了。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和信息資源的交換使每臺(tái)計(jì)算都變成了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。這也促進(jìn)計(jì)算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)學(xué)科的主線及發(fā)展方向
圍繞著學(xué)科基本問題而展開的大量具體研究，形成學(xué)科發(fā)展的主流方向與學(xué)科發(fā)展主線和學(xué)科自身的知識(shí)組織結(jié)構(gòu)。計(jì)算學(xué)科內(nèi)容按照基礎(chǔ)理論、基本開發(fā)技術(shù)、應(yīng)用以及他們與硬件設(shè)備聯(lián)系的緊密程度分成三個(gè)層面：
1、計(jì)算科學(xué)應(yīng)用層
它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng)，信息、管理與決策系統(tǒng)，移動(dòng)計(jì)算，計(jì)劃可視化，科學(xué)計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方向。
2、計(jì)算科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)層
它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個(gè)層面，包括軟件開發(fā)方法學(xué)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，程序設(shè)計(jì)科學(xué)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。
3、計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)層
它包括計(jì)算科學(xué)的數(shù)學(xué)理論，高等邏輯等內(nèi)容。其中計(jì)算的數(shù)學(xué)理論涵蓋可計(jì)算性與計(jì)算復(fù)雜性理論形式語言與計(jì)算機(jī)理論等。
計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)安全
(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與病毒
一個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)被定義為包含存儲(chǔ)器、處理器、功能部件、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、匯編程序、 編譯程序、操作系統(tǒng)、外部設(shè)備、通信通道等內(nèi)容的系統(tǒng)。
通過上面定義，我們發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也被加入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。說明了網(wǎng)絡(luò)的重要以及普及性。21世紀(jì)是信息時(shí)代。信息已成為一種重要的戰(zhàn)略資。信息科學(xué)成為最活躍的領(lǐng)域之一，信息技術(shù)改變著人們的生活方式。現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、教育、企業(yè)生產(chǎn)、與經(jīng)營(yíng)管理、信息服務(wù)等各個(gè)方面。全世界的互聯(lián)網(wǎng)Internet 正在爆炸性的擴(kuò)大，已經(jīng)成為覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一。
因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與應(yīng)用，我們各行各業(yè)都在使用計(jì)算機(jī)。信息安全也顯得格外重要。而隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，來自計(jì)算機(jī)病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計(jì)算機(jī)病毒更是很難根治的主要威脅之一。計(jì)算機(jī)病毒給我們帶來的負(fù)面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發(fā)的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。
我們想更好的讓計(jì)算機(jī)為我們服務(wù)，我們就必須很好的利用它，利用網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)我們也應(yīng)該建立起自己的防護(hù)措施，以抵抗外來信息的侵入，保護(hù)我們的信息不受攻擊和破壞。
( 2 )計(jì)算機(jī)病毒及它的防范措施：
計(jì)算機(jī)病毒是一組通過復(fù)制自身來感染其它軟件的程序。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，嵌入的病毒也隨之運(yùn)行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設(shè)定好的環(huán)境激發(fā)，即可感染和破壞。
、病毒的入侵方式
1．無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發(fā)射到對(duì)方電子系統(tǒng)中。此方式是計(jì)算機(jī)病毒注入的最佳方式，同時(shí)技術(shù)難度也最大?？赡艿耐緩接校孩僦苯酉?qū)Ψ诫娮酉到y(tǒng)的無線電接收器或設(shè)備發(fā)射，使接收器對(duì)其進(jìn)行處理并把病毒傳染到目標(biāo)機(jī)上。②冒充合法無線傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)得到的或使用標(biāo)準(zhǔn)的無線電傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，發(fā)射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸信號(hào)中，進(jìn)入接收器，進(jìn)而進(jìn)人信息網(wǎng)絡(luò)。③尋找對(duì)方信息系統(tǒng)保護(hù)最差的地方進(jìn)行病毒注放。通過對(duì)方未保護(hù)的數(shù)據(jù)鏈路，將病毒傳染到被保護(hù)的鏈路或目標(biāo)中。
2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和軟件中，然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對(duì)方，使病毒直接傳染給對(duì)方電子系統(tǒng)，在需要時(shí)將其激活，達(dá)到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使芯片或組件被徹底檢查，也很難保證其沒有其他特殊功能。目前，我國(guó)很多計(jì)算機(jī)組件依賴進(jìn)口，困此，很容易受到芯片的攻擊。
3．后門攻擊方式。后門，是計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中的一個(gè)小洞，由軟件設(shè)計(jì)師或維護(hù)人發(fā)明，允許知道其存在的人繞過正常安全防護(hù)措施進(jìn)入系統(tǒng)。攻擊后門的形式有許多種，如控制電磁脈沖可將病毒注入目標(biāo)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)入侵者就常通過后門進(jìn)行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的后門。
4．?dāng)?shù)據(jù)控制鏈侵入方式。隨著因特網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)病毒通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制鏈侵入成為可能。使用遠(yuǎn)程修改技術(shù)，可以很容易地改變數(shù)據(jù)控制鏈的正常路徑。
病毒攻擊的防范的對(duì)策
1．建立有效的計(jì)算機(jī)病毒防護(hù)體系。有效的計(jì)算機(jī)病毒防護(hù)體系應(yīng)包括多個(gè)防護(hù)層。一是訪問控制層；二是病毒檢測(cè)層；三是病毒遏制層；四是病毒清除層；五是系統(tǒng)恢復(fù)層；六是應(yīng)急計(jì)劃層。上述六層計(jì)算機(jī)防護(hù)體系，須有有效的硬件和軟件技術(shù)的支持，如安全設(shè)計(jì)及規(guī)范操作。
2．嚴(yán)把收硬件安全關(guān)。國(guó)家的機(jī)密信息系統(tǒng)所用設(shè)備和系列產(chǎn)品，應(yīng)建立自己的生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的國(guó)產(chǎn)化、系列化；對(duì)引進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要在進(jìn)行安全性檢查后才能啟用，以預(yù)防和限制計(jì)算機(jī)病毒伺機(jī)入侵。
3．防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達(dá)到防止計(jì)算機(jī)信息泄露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。
4．加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)急反應(yīng)分隊(duì)建設(shè)。應(yīng)成立自動(dòng)化系統(tǒng)安全支援分隊(duì)，以解決計(jì)算機(jī)防御性的有關(guān)問題。
很多公司都有因?yàn)殡娔X被入侵而遭受嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的慘痛經(jīng)歷，不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運(yùn)，造成如此大損失的并不一定都是技術(shù)高超的入侵者所為，小小的字符串帶給我們的損失已經(jīng)太多。因此，如果你是數(shù)據(jù)庫(kù)程序開發(fā)人員、如果你是系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用程序開發(fā)人員、如果你是高級(jí)計(jì)算機(jī)用戶、如果你是論壇管理人員......請(qǐng)密切注意有關(guān)字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補(bǔ)丁，及時(shí)在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統(tǒng)安裝最新的補(bǔ)丁會(huì)讓你遠(yuǎn)離字符帶來的危險(xiǎn)。經(jīng)常殺毒，注意外來設(shè)備在計(jì)算機(jī)上的使用和計(jì)算機(jī)對(duì)外網(wǎng)的鏈接。也可以大大有效的避免計(jì)算機(jī)被攻擊。
總結(jié)
在學(xué)了計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論之后，讓我更深入的了解了我將來要從事的學(xué)科。計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論指導(dǎo)著我們?cè)撛趺磳W(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)。讓我更清楚的知道我們信息安全專業(yè)的方向。正如計(jì)算科學(xué)這座大樓一樣，在不斷的成長(zhǎng)。信息安全也必將隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展而更多的被人們重視?？傊畬W(xué)習(xí)了這門課之后讓我受益匪淺，也知道自己應(yīng)該好好努力，爭(zhēng)取在自己的專業(yè)領(lǐng)域上有所成就。
參考文獻(xiàn)
1、《計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論》（第三版），趙志琢著 ，科學(xué)出版社2004版
2、《計(jì)算機(jī)病毒分析與對(duì)抗》 傅建明 彭國(guó)軍 張煥國(guó)編著武漢大學(xué)出版社2004版
3、《計(jì)算機(jī)應(yīng)用于基礎(chǔ)》（第三版） 丁愛萍 著 西安電子科技大學(xué)出版社 2006版
4、《軟件工程》 薩莫維爾 著 機(jī)械工業(yè)出版社
關(guān)鍵詞：計(jì)算學(xué)科；導(dǎo)論；人文教育；教學(xué)改革
任何一門學(xué)科或?qū)I(yè)，都含有豐富的人文內(nèi)容和特質(zhì)，都可以進(jìn)行人文教育，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到美的熏陶與生命力量的提升。在計(jì)算學(xué)科導(dǎo)論的教學(xué)過程中，以一種什么樣的意義來揭示該學(xué)科，就幫助學(xué)生設(shè)置了一個(gè)學(xué)習(xí)的方向。方向不同，學(xué)生在從事學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的心理活動(dòng)不同，學(xué)習(xí)的結(jié)果也不同。對(duì)知識(shí)，學(xué)生會(huì)記憶性地學(xué)；對(duì)技能，學(xué)生會(huì)模仿地學(xué)；對(duì)能力方面，學(xué)生會(huì)思維地學(xué)；對(duì)倫理方面，學(xué)生還會(huì)體驗(yàn)地學(xué)。無論如何，教學(xué)過程中的引導(dǎo)作用是非常明顯也是極其重要的。
一、計(jì)算學(xué)科導(dǎo)論教學(xué)存在的問題與分析
多年來，通過對(duì)計(jì)算學(xué)科導(dǎo)論的關(guān)注，以及查閱大量的國(guó)內(nèi)外的教材，在教學(xué)內(nèi)容的定位、組織與設(shè)計(jì)方面，我們可以歸納和總結(jié)出國(guó)內(nèi)外高校對(duì)本課程的處理方法，大體上可分為以下幾類：
(1)高層次抽象。也就是用高度抽象的理論模型來刻畫計(jì)算機(jī)及計(jì)算的本質(zhì)問題，其特點(diǎn)是層次高，系統(tǒng)性強(qiáng)，且融抽象性與科學(xué)性于一體。這種教材質(zhì)量較高，但對(duì)于本科生來說，難度較大，不易掌握。
(2）“濃縮”+“拼盤”。將本學(xué)科的主干課程，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、數(shù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等“濃縮”起來，獨(dú)立成章，然后合成一個(gè)“拼盤”。其特點(diǎn)是內(nèi)容廣而散、概念多而雜、理論深而不透，學(xué)生很難理解與掌握。此外，還存在以下幾個(gè)問題：教學(xué)目的不明確；教師講授到什么程度，學(xué)生學(xué)到什么程度，對(duì)這個(gè)“度”的把握非常困難；與后續(xù)課程內(nèi)容重復(fù)等。
(3)實(shí)用主義。主要體現(xiàn)在以操作為主的入門教育，教學(xué)內(nèi)容類似于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》，其特點(diǎn)是學(xué)生容易掌握，也可提高學(xué)生的操作技能，但卻失去了“導(dǎo)論”課程的本質(zhì)屬性，學(xué)生對(duì)整個(gè)計(jì)算學(xué)科很難有所認(rèn)識(shí)和把握。
(4)其他。比如以某種具體語言為主，介紹程序設(shè)計(jì)的基本概念和方法。這些內(nèi)容對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說是必需的，但不宜作為“導(dǎo)論”課程來講授。
二、課程的定位與教學(xué)指導(dǎo)思想
作為“導(dǎo)論”課程，計(jì)算學(xué)科導(dǎo)論到底要達(dá)到什么目的？起什么作用？以及如何定位？確實(shí)應(yīng)該進(jìn)行冷靜、理智地加以分析。
首先，在定位方面，我們必須意識(shí)到以下幾點(diǎn)：一是該課程為計(jì)算機(jī)專業(yè)的入門課程，不可能也沒有必要在該課程中介紹過多的理論、方法、技術(shù)、概念和術(shù)語；二是要站在學(xué)科的高度給學(xué)生“指點(diǎn)江山”，使學(xué)生對(duì)計(jì)算學(xué)科有一個(gè)比較清醒的認(rèn)識(shí)；三是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)職業(yè)的熱情，使學(xué)生受到較好的人文精神的熏陶，真正成為社會(huì)的有用之才。鑒于此，我們認(rèn)為該課程在專業(yè)知識(shí)的傳授方面應(yīng)該起一種“承前啟后”的作用，這里所謂的“承前”一是讓學(xué)生了解本學(xué)科的發(fā)展過程以及前輩們所做的貢獻(xiàn)，二是了解計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)問題；而所謂“啟后”一是介紹本學(xué)科的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，二是讓學(xué)生了解應(yīng)該掌握哪些知識(shí)，應(yīng)該具備什么樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力。
其次，在教學(xué)目標(biāo)方面，可以歸納為：了解本學(xué)科的發(fā)展史及其發(fā)展趨勢(shì)，能從中獲得必要的啟示；從理論模型的層次上掌握計(jì)算及計(jì)算機(jī)的本質(zhì)問題；了解本學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)及其相互之間的關(guān)系，掌握正確的學(xué)習(xí)方法；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；從整體上提高學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí)水平；通過大量的事例和素材，在輕松愉快的氛圍中給學(xué)生以人文精神的熏陶。
因此，我們認(rèn)為計(jì)算學(xué)科導(dǎo)論應(yīng)該體現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的指導(dǎo)思想：努力強(qiáng)化“導(dǎo)論”二字，貫徹以“發(fā)展沿革、計(jì)算模型、興趣驅(qū)動(dòng)、知識(shí)架構(gòu)、學(xué)習(xí)導(dǎo)向、人文熏陶”為方針的教學(xué)指導(dǎo)思想。在“發(fā)展沿革”方面，主要強(qiáng)調(diào)兩方面的知識(shí)。一是計(jì)算學(xué)科的發(fā)展史；二是計(jì)算學(xué)科發(fā)展過程中的局限性及其帶給人們的啟示。“計(jì)算模型”是描述如何在計(jì)算機(jī)中完成計(jì)算的一種概念性方法，不涉及硬件和軟件細(xì)節(jié)，從抽象以及方法論的層次上揭示計(jì)算及計(jì)算機(jī)的本質(zhì)特性?！芭d趣驅(qū)動(dòng)”的目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本學(xué)科的內(nèi)在的、強(qiáng)烈的本能沖動(dòng)；“知識(shí)架構(gòu)”側(cè)重于介紹本學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)及其相互之間的關(guān)系?！皩W(xué)習(xí)導(dǎo)向”著重討論本學(xué)科的特點(diǎn)、規(guī)律以及學(xué)習(xí)方法。“人文熏陶”著重培養(yǎng)學(xué)生良好的人文精神，使學(xué)生成為健全的、高尚的、具有高度責(zé)任感和“大愛”的社會(huì)有用之才。
三、課程教學(xué)中的人文素質(zhì)教育
1.計(jì)算學(xué)科發(fā)展史
知識(shí)的傳授不能脫離知識(shí)的背景以及知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展的歷史。只有這樣，才能促使學(xué)生更深刻地理解知識(shí)，了解知識(shí)的來龍去脈；才能促進(jìn)學(xué)生把外在的知識(shí)內(nèi)化為自身精神構(gòu)架的有機(jī)成分。歷史的發(fā)展過程，無不反映著辯證思維的過程。通過對(duì)史實(shí)的分析、綜合形成概念，再運(yùn)用概念進(jìn)行判斷、推理，可以獲得對(duì)歷史發(fā)展的規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。只有學(xué)習(xí)和熟悉歷史，深刻地認(rèn)識(shí)過去，才能更加自覺和正確地把握現(xiàn)實(shí)與未來。對(duì)于大學(xué)生來說，可以提高他們的文化素養(yǎng)，可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，也可以讓他們學(xué)會(huì)怎樣做人等。
2.歷史人物的事跡與成就
在計(jì)算學(xué)科的發(fā)展史上，涌現(xiàn)出一大批杰出的學(xué)者和專家。他們的奮斗經(jīng)歷、挫折和成功、團(tuán)結(jié)與協(xié)作、百折不撓的驚人毅力、愛國(guó)主義和國(guó)際主義精神以及他們創(chuàng)造性的智慧，都蘊(yùn)涵著豐厚的人文精神。如阿蘭•圖靈（Alan Turing，1912-1954）年僅23歲就被選為劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院院士，在量子力學(xué)、概率論等領(lǐng)域都做了許多開創(chuàng)性的工作，他對(duì)計(jì)算學(xué)科的重要貢獻(xiàn)在于提出了有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)（即圖靈機(jī)）以及“圖靈測(cè)試”。人們?yōu)榱思o(jì)念這位偉大的科學(xué)家，將計(jì)算機(jī)界的最高獎(jiǎng)定名為“圖靈獎(jiǎng)”。
又如計(jì)算機(jī)之父──馮•諾依曼（John Von Neumann，1903－1957）在格論、連續(xù)幾何、理論物理、原子能和經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域都做過重要的工作。馮•諾依曼對(duì)人類的最大貢獻(xiàn)是對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工 作。
3.業(yè)界公司的興衰與成敗
短短的幾十年里，計(jì)算機(jī)界誕生了許多富有傳奇色彩的、實(shí)力雄厚的跨國(guó)公司，這些公司的管理理念、經(jīng)營(yíng)策略、企業(yè)文化、技術(shù)路線、成功與失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等，蘊(yùn)涵著豐富的人文精神。自1975年微軟公司創(chuàng)立以來，在短短的幾十年里，比爾•蓋茨創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)現(xiàn)代神話。到1999年7月16日，微軟公司的股票市值已突破5000億美元的大關(guān)，而當(dāng)時(shí)世界上只有8個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)規(guī)模超過了5000億美元。比爾•蓋茨的成功，驗(yàn)證了一條經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本規(guī)律：如果市場(chǎng)起飛，那些恰好在起飛點(diǎn)進(jìn)入市場(chǎng)的人，將會(huì)獲得超過一般數(shù)學(xué)期望值的投資回報(bào)。英特爾(Intel)公司是美國(guó)最大的獨(dú)立半導(dǎo)體制造商,成立于1968年8月。該公司為何能在短短的40年里創(chuàng)造輝煌？除了雄厚的科研、技術(shù)以外，注重新產(chǎn)品開發(fā)、強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)、全力營(yíng)造和諧的企業(yè)文化、出色的營(yíng)銷溝通能力對(duì)英特爾的發(fā)展功不可沒。
創(chuàng)造神話的公司還有很多，比如IBM，HP，Yahoo，APPLE……這些公司的成敗與興衰的背后，有很多曲折、感人的故事，從這些故事里，人們可以獲取很多智慧、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、感悟，對(duì)從業(yè)者來說，沒有比這更寶貴的精神財(cái)富了。
4.學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)與培養(yǎng)
“興趣驅(qū)動(dòng)”的目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本學(xué)科的內(nèi)在的、強(qiáng)烈的本能沖動(dòng)。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)或?qū)W習(xí)對(duì)象產(chǎn)生的積極探究的認(rèn)識(shí)傾向。當(dāng)一個(gè)學(xué)生對(duì)某門課程發(fā)生濃厚的、穩(wěn)定的興趣時(shí)，學(xué)習(xí)這門課程就有了內(nèi)在的、持久的動(dòng)力，這種內(nèi)因的作用能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。
對(duì)于計(jì)算學(xué)科，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們認(rèn)為有幾條途徑。一是通過直觀、形象的手段（如多媒體CAI）展示計(jì)算學(xué)科的經(jīng)典應(yīng)用，如科學(xué)計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、CAD等，讓學(xué)生切實(shí)感受到計(jì)算學(xué)科給人類所帶來的震撼人心的變革；二是介紹計(jì)算學(xué)科未來引人的美好前景及其對(duì)人類生活的影響；三是實(shí)事求是地告訴學(xué)生計(jì)算學(xué)科尚存許多需要解決的問題，在某種程度上也可激發(fā)學(xué)生的熱情和創(chuàng)造力。
5.社會(huì)責(zé)任感
社會(huì)責(zé)任感是人對(duì)社會(huì)和他人負(fù)責(zé)的心理體驗(yàn)。社會(huì)責(zé)任感一旦確立，就會(huì)成為性格心理的組成部分，就具有穩(wěn)定性，使人能自覺、主動(dòng)、積極地盡職盡責(zé)。因此，在人文素質(zhì)教育中，除了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué)以外，還應(yīng)該在學(xué)生的人格培養(yǎng)上多下工夫。其中重要的一條就是要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)，立足現(xiàn)實(shí)，從時(shí)展與社會(huì)進(jìn)步的高度來把握個(gè)人的前途和命運(yùn)。社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)可以從三個(gè)方面著手：第一，讓學(xué)生了解所學(xué)理論的社會(huì)價(jià)值；第二，介紹與學(xué)科有關(guān)的優(yōu)秀歷史人物，激發(fā)學(xué)生樹立崇高的正義感與社會(huì)責(zé)任感；第三，介紹學(xué)科與當(dāng)前民眾利益的密切關(guān)系，激發(fā)學(xué)生獻(xiàn)身于造福人類與社會(huì)偉大事業(yè)的熱情。
作者單位：廣西工學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]信息與計(jì)算科學(xué)；案例；建模；計(jì)算；開發(fā)
[中圖分類號(hào)] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）08-0017-03
一、前言
課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)中的重要組成部分，專業(yè)導(dǎo)論課往往在第一學(xué)年開設(shè)，是學(xué)生了解專業(yè)、建立專業(yè)概念和專業(yè)認(rèn)同的重要課程，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和發(fā)展有著重要的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用。[1] [2] [3]
信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、運(yùn)籌與控制、計(jì)算機(jī)及應(yīng)用等學(xué)科交叉而形成的專業(yè)，往往設(shè)置為理科專業(yè)。多種學(xué)科知識(shí)的交叉滲透，加上因?qū)I(yè)名稱的望文生義，使學(xué)生容易產(chǎn)生簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)――“信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的專業(yè)”。這樣籠統(tǒng)的認(rèn)識(shí)可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為該專業(yè)“要么學(xué)數(shù)學(xué)，要么學(xué)計(jì)算機(jī)”，至于“怎么結(jié)合”搞不清，不重視專業(yè)的其他重要方面，甚至連信息與計(jì)算科學(xué)的專業(yè)特點(diǎn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力也模糊不清。
關(guān)于信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程體系建設(shè)的論述已有很多，然而關(guān)于該專業(yè)大導(dǎo)論課程的研究還不多見。針對(duì)上述存在的種種問題，本文認(rèn)為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)設(shè)置專業(yè)導(dǎo)論課程是極為必要的，而且在課程體系中應(yīng)作為獨(dú)立的重要一環(huán)。因?yàn)樽鳛樾畔⑴c計(jì)算科學(xué)（信計(jì)）專業(yè)的導(dǎo)論課程，需要回答的問題多且必要：信計(jì)專業(yè)培養(yǎng)什么樣的人才？什么是信計(jì)專業(yè)？信計(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力是什么？如何實(shí)現(xiàn)？信息處理、應(yīng)用開發(fā)中有哪些數(shù)學(xué)知識(shí)？信息挖掘、信息安全與算法設(shè)計(jì)的聯(lián)系如何？建模能力如何鑄就？計(jì)算分析能力怎樣打造？就業(yè)崗位對(duì)信計(jì)的現(xiàn)實(shí)要求有哪些？等等。
信計(jì)專業(yè)導(dǎo)論課的開設(shè)需要對(duì)信計(jì)專業(yè)的發(fā)展歷史，專業(yè)的研究應(yīng)用進(jìn)展和前沿有深入、廣泛的了解，通過精選教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容形成體系，以達(dá)到解決學(xué)生關(guān)切問題、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)思想、建立學(xué)生專業(yè)認(rèn)同、激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)過程中典型的教學(xué)案例對(duì)學(xué)習(xí)興趣的提高有明顯的促進(jìn)作用，在專業(yè)學(xué)習(xí)中能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解，特別是有利于學(xué)生加深對(duì)專業(yè)的宏觀認(rèn)識(shí)以及對(duì)專業(yè)的一些具體方向的感性認(rèn)識(shí)。本文將結(jié)合教學(xué)典型案例深入剖析信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論教學(xué)中需要解決的問題。
二、信息與計(jì)算科學(xué)的直觀印象
信息與計(jì)算科學(xué)作為交叉學(xué)科，和其他一些專業(yè)的易混淆性，使得我們必須首先回答什么是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，更為緊要的是在大一階段應(yīng)該如何從直觀的角度來闡述它。我們知道，隨著現(xiàn)代信息計(jì)算科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上班考勤甚至上課考勤都有系列的產(chǎn)品可供選擇，常見的考勤機(jī)為指紋考勤機(jī)器――這是一個(gè)很典型的利用信息與計(jì)算科學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的產(chǎn)品。在教學(xué)中，類似的案例可以體現(xiàn)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)各學(xué)科之間的交叉滲透，為學(xué)生提供直觀的專業(yè)認(rèn)識(shí)印象，具體闡述如下。
1.利用該例闡述科技應(yīng)用開發(fā)中，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識(shí)的使用流程和涉及的課程知識(shí)。指紋考勤機(jī)首先要采集被識(shí)別人的指紋信息，并以此作為樣本；預(yù)處理后把樣本信息存儲(chǔ)為向量或數(shù)據(jù)，通過建立樣本的特征提取模型，進(jìn)行特征提??；之后輸入建立的識(shí)別模型，對(duì)待識(shí)別的指紋進(jìn)行計(jì)算識(shí)別；接下來是針對(duì)硬件的編程實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，最后再植入匹配的設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)傳入后臺(tái)系統(tǒng)，完成系統(tǒng)測(cè)試，投入使用。由于建立特征提取模型和識(shí)別模型的方法很多，快速計(jì)算的方法選擇有所不同，這涉及信息與計(jì)算科學(xué)中許多數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)建模方法等?？偟膩碚f，考勤機(jī)的工作流程可以歸納為5步：（1）信息采集和預(yù)處理；（2）特征提取和識(shí)別模型；（3）識(shí)別、計(jì)算分析；（4）編程實(shí)現(xiàn)；（5）植入硬件。分別講述其中各個(gè)環(huán)節(jié)可涉及的專業(yè)課程：信息采集和預(yù)處理可涉及高等代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)等課程；特征提取和識(shí)別模型可涉及高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌優(yōu)化、數(shù)學(xué)建模等課程；識(shí)別、計(jì)算分析涉及高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、運(yùn)籌優(yōu)化、數(shù)值分析等課程；編程實(shí)現(xiàn)可涉及程序設(shè)計(jì)語言、算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)測(cè)試，等等。這樣結(jié)合專業(yè)課程知識(shí)與應(yīng)用實(shí)例的詳細(xì)講解，易于讓學(xué)生了解信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用流程，使學(xué)生對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識(shí)有直觀的認(rèn)識(shí)。
2.利用該例闡述科技應(yīng)用開發(fā)中，信息與計(jì)算科學(xué)中各個(gè)學(xué)科的交叉滲透。如前所述，由于一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)可能涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，可采取的模型方法也是多種多樣，這些知識(shí)之間的應(yīng)用就會(huì)有交叉。例如，特征提取、識(shí)別模型的建立有可能用到信息處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這時(shí)又需要考慮該模型是否能設(shè)計(jì)出快速的計(jì)算方法來滿足實(shí)際計(jì)算速度的要求；識(shí)別模型的實(shí)現(xiàn)最后需要計(jì)算機(jī)編程來完成，這又涉及合適的模型、快速的算法和良好的程序設(shè)計(jì)之間的協(xié)調(diào)融合。當(dāng)然，完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)還需要考慮到采集設(shè)備的精度、程序植入等其他學(xué)科的知識(shí)。這樣講解，學(xué)生就會(huì)對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)知識(shí)的交叉有較為宏觀的認(rèn)識(shí)。
3.啟發(fā)學(xué)生對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)中的相關(guān)問題進(jìn)行思考。
（1）指紋樣本信息采集是很微妙的事，如果當(dāng)采集一個(gè)樣本的次數(shù)太多，超出了很多人的承受范圍，比如一個(gè)手指的指紋采集超過了三次，這樣產(chǎn)品的便利性、應(yīng)用性和競(jìng)爭(zhēng)力就值得懷疑了。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，我們很自然的認(rèn)為事不過三為好。那么，如何以最少的采集次數(shù)達(dá)到要求的識(shí)別效果？這就是值得考慮的問題。
（2）如何提高產(chǎn)品的識(shí)別效果（正確識(shí)別率），提升產(chǎn)品質(zhì)量，這除了與團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識(shí)相關(guān)以外，還與獲取知識(shí)的能力有很大關(guān)系。例如能不能利用已有的專業(yè)知識(shí)積累從現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中獲取最新的技術(shù)信息，能不能利用國(guó)外的技術(shù)文獻(xiàn)，等等。這些都是由典型案例所延伸出的值得思考的問題。這些問題有利于開拓思路，使學(xué)生對(duì)將來的工作和研究研發(fā)空間充滿期待。
三、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力
信息與計(jì)算科學(xué)是由多個(gè)學(xué)科專業(yè)合并和綜合而來的，其重視基礎(chǔ)能力，培養(yǎng)能解決實(shí)際中信息與科學(xué)工程計(jì)算應(yīng)用問題的寬口徑專業(yè)人才。考慮到專業(yè)的名稱與計(jì)算機(jī)、信息工程等專業(yè)有相似之處，專業(yè)導(dǎo)論課程需要闡明該專業(yè)與其他專業(yè)，特別是一些計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)、信息工程專業(yè)和數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)之間的區(qū)別。因此，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程的核心是什么？專業(yè)人才的核心競(jìng)爭(zhēng)力是什么？這兩個(gè)問題是無法回避的。針對(duì)這些問題，除了上述案例，圖像（信息）的壓縮處理也是一個(gè)很直觀的例子。利用圖像壓縮，可以給學(xué)生展示壓縮編碼技術(shù)、壓縮的算法、軟件開發(fā)等，這涉及信息編碼、密碼學(xué)、算法設(shè)計(jì)能力、應(yīng)用開發(fā)能力等。結(jié)合這些案例，我們信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)并不是單純的涉及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程、建模能力、算法設(shè)計(jì)或者計(jì)算機(jī)科學(xué)其中的某一方面，它的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與建模能力、計(jì)算分析與算法設(shè)計(jì)、程序語言與應(yīng)用開發(fā)”這三者的有機(jī)融合。單單講某個(gè)方面還不足以稱之為專業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)閷I(yè)人才的定位是解決信息與科學(xué)工程計(jì)算的應(yīng)用問題，這些實(shí)際問題本身與這三方面多有緊密的聯(lián)系，單強(qiáng)調(diào)某一方面或重視某一模塊容易和上述一些類似名稱的專業(yè)混淆。因而，與這三方面相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程有數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、微分方程、概率統(tǒng)計(jì)等；與這三方面相關(guān)的一些專業(yè)課程需要凝聚成為專業(yè)的核心課程，如數(shù)值分析、離散數(shù)學(xué)、程序語言、數(shù)學(xué)建模等。
四、信息處理、應(yīng)用開發(fā)中的數(shù)學(xué)知識(shí)
信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的大一新生對(duì)就讀該專業(yè)充滿了憧憬。他們能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的老三樣（數(shù)分、高代、解幾）但看不到信息和計(jì)算的影子，看不出專業(yè)的特征和特色，這就需要專業(yè)導(dǎo)論課程加以引導(dǎo)。選取信息處理和應(yīng)用開發(fā)中的相關(guān)案例來闡述數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)在解決這些問題中的重要作用，可以使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際科學(xué)工程問題有直觀的印象，這對(duì)學(xué)生下決心打好基礎(chǔ)，投入前期課程學(xué)習(xí)有著重要的作用。如選擇圖像處理中的修補(bǔ)算法、游戲開發(fā)中憤怒的小鳥的技術(shù)含量為講述案例，則這些應(yīng)用案例就可結(jié)合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)來闡述。
1.圖像處理中的修補(bǔ)算法。圖形圖像的基本處理分析方法，如傅里葉分析可選擇進(jìn)行更為全面的介紹，介紹其在工程領(lǐng)域、數(shù)字信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這樣來看，大一開始學(xué)習(xí)的分析類課程作為專業(yè)的基礎(chǔ)課程確實(shí)是名符其實(shí)。圖像圖像處理的修補(bǔ)涉及優(yōu)化模型和優(yōu)化算法、算法的復(fù)雜性等，而這些基本的模型形式――在一定約束要求的前提下，求目標(biāo)函數(shù)的極小值，容易使學(xué)生對(duì)開始學(xué)的分析課程的導(dǎo)數(shù)與極值、矩陣等基本知識(shí)聯(lián)系起來。
2.憤怒的小鳥的技術(shù)含量。應(yīng)用開發(fā)形式多種多樣，游戲開發(fā)是一種有趣生動(dòng)的開發(fā)過程，許多游戲開發(fā)又與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有緊密聯(lián)系。因此，選取其中的典型案例進(jìn)行介紹，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在應(yīng)用開發(fā)中作用的理解。如該例涉及的物體碰撞檢測(cè)和連續(xù)碰撞檢測(cè)與向量及運(yùn)算、旋轉(zhuǎn)矩陣、線性變換等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，可以由此進(jìn)一步介紹物體的移動(dòng)、壁障和尋路等游戲開發(fā)中常見的智能化算法，這些都將和許多基礎(chǔ)知識(shí)緊密結(jié)合。
五、信息挖掘與算法設(shè)計(jì)
信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才應(yīng)具有處理實(shí)際中信息與科學(xué)工程計(jì)算問題的能力。當(dāng)前大數(shù)據(jù)處理涉及的信息挖掘的相關(guān)內(nèi)容，與信計(jì)專業(yè)有天然的聯(lián)系，特別是挖掘目標(biāo)的設(shè)置、隱含信息的挖掘模型的建立和使用、模型的求解、算法性能分析等，與信息與計(jì)算科學(xué)中的計(jì)算能力、建模能力、程序設(shè)計(jì)等核心能力模塊要求相連。這方面的熱點(diǎn)案例很多，如可選阿里巴巴大數(shù)據(jù)競(jìng)賽、2012年和2015年深圳杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模夏令營(yíng)B題進(jìn)行展示，其中阿里巴巴大數(shù)據(jù)競(jìng)賽可聯(lián)系到機(jī)器學(xué)習(xí)算法等。講述這些典型的熱點(diǎn)應(yīng)用案例，對(duì)學(xué)生了解專業(yè)課程和專業(yè)的內(nèi)涵有重要的指導(dǎo)作用。
綜上，通過梳理信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論教學(xué)中一些需要澄清的問題，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，從典型案例的視角對(duì)這些問題設(shè)置的必要性和解決方式進(jìn)行了分析和探討，剖析了這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)內(nèi)涵的總體把握、了解專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、品味專業(yè)學(xué)習(xí)價(jià)值的有益作用。
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論；教學(xué)方法；考核方式
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的引導(dǎo)性課程，為計(jì)算機(jī)專業(yè)的新生提供了關(guān)于該專業(yè)學(xué)科的入門介紹。使學(xué)生能夠全面掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，并了解該專業(yè)的學(xué)生在該領(lǐng)域工作應(yīng)具有的職業(yè)道德和應(yīng)遵守的法律準(zhǔn)則。《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程在大一第一個(gè)學(xué)期開設(shè)，新生雖然具有計(jì)算機(jī)的基本使用能力，但在計(jì)算機(jī)理論知識(shí)上的專業(yè)性不夠，大部分的知識(shí)對(duì)新生來說都是第一次接觸。如果一味地想把如此廣的知識(shí)介紹給學(xué)生，理解上的難度會(huì)影響他們學(xué)習(xí)的積極性，效果并不好。根據(jù)該課程近幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者總結(jié)出了教學(xué)中存在的一些問題，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選取、教學(xué)方法和考核方式給出思考。
教學(xué)中存在的問題
計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論的教學(xué)內(nèi)容雖然相對(duì)淺顯，但是涵蓋的知識(shí)面很廣，幾乎包括計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所有的理論知識(shí)，應(yīng)用技術(shù)、熱點(diǎn)研究問題等。在授課中不僅要把基本的概念介紹清楚，還要對(duì)最新的專業(yè)動(dòng)態(tài)有所介紹。在教學(xué)過程中主要存在以下幾個(gè)問題。
1.合適教材難以選擇
我國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論教材非常多，按其內(nèi)容主要有以下三種：一、內(nèi)容為計(jì)算機(jī)各種辦公軟件的使用，使學(xué)生具有使用計(jì)算機(jī)的初步能力，和非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的《大學(xué)計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》課程等同[1]；二、將計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生大學(xué)四年要學(xué)的專業(yè)核心課程進(jìn)行了濃縮，內(nèi)容涉及面廣；三、計(jì)算機(jī)和計(jì)算的本質(zhì)屬性用高度抽象的數(shù)學(xué)模型來刻畫[2]，內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化、形式化的概括。由于目前中小學(xué)已開始開設(shè)了相關(guān)的課程，新生都具有不同程度的使用計(jì)算機(jī)的能力。所以選擇第一種教材對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生會(huì)過于簡(jiǎn)單，失去“專業(yè)引導(dǎo)”課程的本質(zhì)屬性；第二種教材在廣度和深度上是比較難以把握的；第三種教材過于抽象，教師難講，一般院校的學(xué)生難以理解。再加之計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展變化非常快[3]，可謂日新月異，許多教材內(nèi)容的更新速度嚴(yán)重滯后。
2.理論教學(xué)過于復(fù)雜
新生非?？释麑I(yè)知識(shí)，計(jì)算機(jī)專業(yè)的新生對(duì)第一學(xué)期開設(shè)的計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程抱有很大的期望。教師希望通過講授該課程給學(xué)生初步建立整個(gè)學(xué)科的框架，指明計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的方向，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。但是把如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，編譯原理等專業(yè)課濃縮為一章進(jìn)行敘述[4]，敘述方式上又較少考慮新生的知識(shí)背景和理解能力。理論教學(xué)中勉強(qiáng)把計(jì)算機(jī)科學(xué)系統(tǒng)知識(shí)精裝到學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中[5]，不斷出現(xiàn)的新概念、新理論和新知識(shí)使學(xué)生難以真正理解，又要求他們?cè)诙唐趦?nèi)消化吸收，這樣不但起不到很好的專業(yè)引導(dǎo)，反而使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)望而生畏。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論教學(xué)相對(duì)獨(dú)立
本課程配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但一般是以Windows操作系統(tǒng)和常用辦公軟件的操作為主，與理論教學(xué)相對(duì)獨(dú)立。
4.考核方式傳統(tǒng)化
對(duì)學(xué)生來說，最熟悉的考試方式是閉卷考試，這種考試方式注重對(duì)知識(shí)的記憶、理解和應(yīng)用。在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，很多課程沒有單元測(cè)試、期中考試，采取的是直接的期末考試。學(xué)生到了期末死記硬背搞突擊，平時(shí)很少去細(xì)細(xì)思索所學(xué)內(nèi)容。本課程不只是介紹一些計(jì)算機(jī)專業(yè)的知識(shí)，更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)的一些問題。
教學(xué)的幾點(diǎn)思考
1.教材內(nèi)容和補(bǔ)充新信息相結(jié)合
教材的內(nèi)容對(duì)基本知識(shí)介紹得比較全面，但為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)的有效性，在教學(xué)內(nèi)容上教師需要適當(dāng)?shù)剡x擇一些專業(yè)領(lǐng)域的新知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，如計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品的最新發(fā)展、新成果、未來發(fā)展趨勢(shì)等[6]。學(xué)生在掌握計(jì)算機(jī)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)專業(yè)新知識(shí)有所了解，緊跟時(shí)代的新發(fā)展，與學(xué)生實(shí)際生活中接觸到的產(chǎn)品和概念有所共鳴，這樣可以激發(fā)他們學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)的興趣。
2.構(gòu)建啟發(fā)式教學(xué)模式
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是非常封閉的，教師講解學(xué)生聽課，兩者的交流比較少。學(xué)生的這種被動(dòng)局面制約了他們學(xué)習(xí)主動(dòng)性的發(fā)揮。啟發(fā)式教學(xué)模式就是讓學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。教師在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的介紹過程中，根據(jù)相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相關(guān)問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組選擇相應(yīng)問題；進(jìn)行前期的文獻(xiàn)查找，撰寫論文培訓(xùn)后，讓學(xué)生自己去查閱相關(guān)資料，提煉內(nèi)容，形成一份綜合的材料，并在課堂上講解給同學(xué)們；教師及時(shí)對(duì)學(xué)生所講內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)評(píng)述。把課堂的某些時(shí)間讓學(xué)生掌控，教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生的交流，在問題中探討學(xué)習(xí)，在參與中掌握相關(guān)知識(shí)。在這個(gè)過程中讓學(xué)生學(xué)會(huì)檢索文獻(xiàn)，整理資料，初步閱讀計(jì)算機(jī)專業(yè)文獻(xiàn)等；鼓勵(lì)學(xué)生從問題出發(fā)，去鉆研去思考，逐步訓(xùn)練專業(yè)的創(chuàng)新能力；在團(tuán)隊(duì)中學(xué)會(huì)合作；鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力；提高辦公軟件的使用能力；培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)自信心；充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。
3.適當(dāng)增加理論教學(xué)的實(shí)驗(yàn)
Windows操作系統(tǒng)和常用辦公軟件的操作這些操作技能需掌握，但課堂上講到的有些內(nèi)容最好配合相應(yīng)的實(shí)踐，給學(xué)生實(shí)實(shí)在在的接觸，這樣能使理論教學(xué)的效果更理想。
4.改變考核方式
大學(xué)的課程在考核上一般采取期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方法。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容多，授課中若不采取傳統(tǒng)的教學(xué)方式，而是結(jié)合專題講座、學(xué)生參與教學(xué)的方式，該課程的部分考核可以在教學(xué)過程中完成。例如，可采取分組合作課題和獨(dú)立選題論文相結(jié)合的考核形式。分組合作課題在授課中完成，學(xué)生按所在分組，分工合作完成相關(guān)課題，上臺(tái)講演，并通過各小組之間的評(píng)比給出相應(yīng)成績(jī)，這項(xiàng)成績(jī)?cè)诮虒W(xué)中完成；獨(dú)立選題論文，學(xué)生自主選取與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)的選題，以論文形式上交，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，這項(xiàng)考核在結(jié)課后一定時(shí)間內(nèi)完成。兩者結(jié)合，不增加學(xué)生記憶的壓力，又給了學(xué)生充分的自。
結(jié)束語
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程在專業(yè)知識(shí)整體介紹的同時(shí)要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。課程難度和廣度不容易把握，教師要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，使《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程真正起到引導(dǎo)的作用。
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摘要：本文結(jié)合“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”課程雙語教學(xué)的實(shí)踐，探討了雙語教學(xué)在計(jì)算機(jī)本科生教學(xué)中四年不斷線的必要性和意義，分析了對(duì)雙語教學(xué)的效果懷疑的內(nèi)在原因，提出了實(shí)施計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)不斷線的課程體系。
關(guān)鍵詞：雙語教學(xué)；計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論；國(guó)際化；課程體系
中圖分類號(hào)：G642
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
1引言
近年來，雙語教學(xué)在全國(guó)各高等院校開展得如火如荼，同時(shí)也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。然而，我國(guó)高校雙語教學(xué)的開展也存在著很多問題，甚至有些學(xué)校對(duì)雙語教學(xué)的效果產(chǎn)生懷疑。本文結(jié)合“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”(以下簡(jiǎn)稱“導(dǎo)論”)雙語教學(xué)的實(shí)踐，探討構(gòu)建計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程體系的必要性和意義，提出構(gòu)建計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系的設(shè)想。
2目前雙語教學(xué)的三種模式
嚴(yán)武軍將雙語教學(xué)劃分為簡(jiǎn)單滲透型、穿插型和全外語講授型三種模式，但他并未研究教材和授課語言在雙語教學(xué)中的作用。實(shí)踐證明，合適的教材是雙語教學(xué)實(shí)現(xiàn)最佳效果的一個(gè)重要因素。因此，我們根據(jù)教材和授課語言，將目前高校中的雙語教學(xué)分為以下三種模式：
中文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的簡(jiǎn)單滲透型。國(guó)內(nèi)培養(yǎng)的教師容易采用這種雙語教學(xué)模式，他們用英語和PowerPoint等軟件做出課件，在講課時(shí)注重概念的解釋。但這種教學(xué)很難將目前國(guó)際上的學(xué)科進(jìn)展和知識(shí)更新有機(jī)地結(jié)合起來。
英文教材，英文課件，中英文混合授課。這種模式類似于上述的穿插型模式。在英語國(guó)家有一定工作和學(xué)習(xí)經(jīng)歷的教師往往采用這種形式，使學(xué)生一步進(jìn)入英語和漢語混合的教學(xué)環(huán)境，也彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)中全英語授課學(xué)生聽不懂的缺陷。但這種雙語教學(xué)不利于學(xué)生用英語理解專業(yè)知識(shí)能力的有效提高。
英文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的全外語講授型雙語教學(xué)模式。在英語國(guó)家學(xué)習(xí)和工作多年然后回國(guó)的學(xué)者容易采用這種雙語教學(xué)模式，他們甚至將自己在國(guó)外使用的英文教材和講稿直接應(yīng)用到國(guó)內(nèi)的雙語教學(xué)中。在這種模式下，學(xué)生一步到位進(jìn)入英語的教學(xué)環(huán)境，但由于中文在大學(xué)校園里占統(tǒng)治地位，學(xué)生遇到一點(diǎn)學(xué)習(xí)困難，聽不懂、學(xué)不會(huì)，便會(huì)開始抱怨。這可能也是雙語教學(xué)在有些高校難以為繼的一個(gè)原因。
應(yīng)該指出，不管是嚴(yán)武軍的雙語教學(xué)模式還是我們提出的模式都忽略了互聯(lián)網(wǎng)上的信息資源對(duì)雙語教學(xué)的影響。實(shí)際上，在“導(dǎo)論”的雙語教學(xué)中，我們充分利用了互聯(lián)網(wǎng)上的信息資源來制作英文課件，將國(guó)際上“導(dǎo)論”的有關(guān)最新進(jìn)展有機(jī)地加入到課件和雙語教學(xué)中，并深深體會(huì)到充分利用網(wǎng)絡(luò)上的信息資源將真正縮短我們?cè)诮虒W(xué)上與英語國(guó)家的差距。
3雙語教學(xué)的若干問題及探討
首先，學(xué)生聽不懂是一種正?，F(xiàn)象，但學(xué)生必須聽下去。實(shí)際上，雙語教學(xué)課程的開設(shè)不僅要求教師更多地投入，對(duì)學(xué)生也有同樣的要求。這種投入首先要求學(xué)生有充足的時(shí)間。大一屬于從高中到大學(xué)的過渡階段，一般所開課程相對(duì)較少，學(xué)生課余時(shí)間比較寬裕；同時(shí)這一時(shí)期學(xué)生考級(jí)、考研、就業(yè)的壓力較小，相對(duì)于高年級(jí)學(xué)生有更多的精力可以投入到雙語教學(xué)課程的學(xué)習(xí)之中。
另一突出的問題是雙語教學(xué)因人而設(shè)，教學(xué)計(jì)劃制定時(shí)并沒有把雙語教學(xué)納入統(tǒng)一的系統(tǒng)發(fā)展中，雖然丁學(xué)鈞等研究了計(jì)算機(jī)專業(yè)雙語教學(xué)系統(tǒng)模式，并做了一定的實(shí)踐。因此，在這種因人而設(shè)的雙語教學(xué)中，學(xué)生不能系統(tǒng)地用雙語學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，高校也不能真正有效地建立雙語教學(xué)的教師隊(duì)伍。正是如此，近兩年雙語教學(xué)正在我們校級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目的申請(qǐng)中逐漸消失，這也可看作人們對(duì)雙語教學(xué)效果懷疑的直接后果。同時(shí)，這也可看作是沒有建立計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)體系的直接后果。
第三個(gè)突出的問題是原版教材和中文教材的關(guān)系。既然是雙語，那么就應(yīng)該合理地同時(shí)使用原版教材和中文教材，使二者互為輔助和補(bǔ)充。例如，在“導(dǎo)論”的雙語教學(xué)中，我們以中文教材的內(nèi)容體系作為選擇英文教材和通過互聯(lián)網(wǎng)選取國(guó)際上最新的教學(xué)資源的基礎(chǔ)，參考了10本原版或影印版英文教材和1本中文教材。實(shí)際上，目前我國(guó)雙語教學(xué)教材的建設(shè)還沒有形成一個(gè)完整的體系，部分課程的教材還處于探索階段。實(shí)踐證明，沒有完整的計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程體系的建立，我國(guó)雙語教學(xué)教材的建設(shè)也就很難形成一個(gè)完整的體系。
4構(gòu)建計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系的必要性和重要性
改革開放以來，我國(guó)的計(jì)算機(jī)業(yè)得到了驚人的發(fā)展。但也不得不承認(rèn)，計(jì)算機(jī)的技術(shù)和知識(shí)基本上來自以英文為載體的媒介(含書籍)，我們的教材基本上是對(duì)這些媒介內(nèi)容的加工和處理。同時(shí)，計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生在學(xué)學(xué)英語時(shí)，很少接觸大量的專業(yè)詞匯。例如，我們的一些一年級(jí)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生不知道“Object-oriented programming”，雖然他們已學(xué)了C++ 程序設(shè)計(jì)語言。而且，大部分編程軟件都是用英語編寫的，這給學(xué)生更好的利用軟件帶來一定的困難。因此，及時(shí)實(shí)施計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)，以便讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)當(dāng)代以英文為載體的計(jì)算機(jī)技術(shù)和知識(shí)是必要的。
英語在計(jì)算機(jī)專業(yè)中的學(xué)習(xí)和應(yīng)用是一個(gè)漸進(jìn)過程，學(xué)生不可能通過一門課程的雙語教學(xué)就能達(dá)到“能夠閱讀本課程所涉及的的專業(yè)知識(shí)與技能的英語文獻(xiàn)資料，而且能夠用英語口語和書面的形式，采用符合國(guó)際慣例的方式處理和交流與本課程有關(guān)的專業(yè)事務(wù)和信息”。從這一點(diǎn)來看，有必要建立計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系，將雙語教學(xué)課程從一入學(xué)開始安排，然后每個(gè)學(xué)期逐漸展開，以形成一個(gè)初期打基礎(chǔ)、間接動(dòng)力推動(dòng)到后期高層次、直接興趣推動(dòng)的連貫的、完善的雙語教學(xué)體系。
張萍等老師對(duì)生物系和物理系實(shí)施的雙語教學(xué)的調(diào)查表明，連續(xù)兩個(gè)學(xué)期開設(shè)雙語教學(xué)課程的學(xué)生的進(jìn)步顯著。趙艷紅和邵定宏在探討計(jì)算機(jī)專業(yè)課程雙語教學(xué)時(shí)也注意到計(jì)算機(jī)專業(yè)雙語教學(xué)應(yīng)具有連貫性，貫穿于學(xué)生的整個(gè)受教育過程，并建議“可以有計(jì)劃有選擇地從大學(xué)一年級(jí)開始，每學(xué)期開設(shè)一到兩門采用雙語教學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。低年級(jí)雙語教學(xué)的重點(diǎn)放在英文教材的使用上，逐步實(shí)行課堂中英文講授。專業(yè)課鼓勵(lì)教師學(xué)生采用英文教材，雙語教學(xué)課程中逐步增加全英文講授比例”。他們也建議程序的開發(fā)環(huán)境應(yīng)是英文的操作界面，盡可能不使用漢化后的開發(fā)工具。
5建設(shè)計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系的構(gòu)想
科學(xué)合理的雙語教學(xué)課程體系是成功實(shí)施雙語教學(xué)和培養(yǎng)“面向世界”人才的根本保障，也是建立一支高質(zhì)量的雙語教學(xué)師資隊(duì)伍的必要條件，它還是建設(shè)雙語教學(xué)教材完整體系的必要前提。因此，討論如何科學(xué)合理的建設(shè)計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系對(duì)于發(fā)展我國(guó)高校的計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)是很有意義的。
一般來講，科學(xué)合理的雙語教學(xué)課程體系必須考慮其與計(jì)算機(jī)本專業(yè)其他課程的關(guān)聯(lián)性和銜接性，同時(shí)又要避免學(xué)科內(nèi)容的無效重復(fù)，不能像計(jì)算機(jī)專業(yè)外語那樣。具體來說，計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系首先應(yīng)貫徹教育部2001年《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中關(guān)于雙語教學(xué)的精神。這一文件頒布已七年了，計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程應(yīng)達(dá)到所開課程的10％。這意味著計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系至少包含4門計(jì)算機(jī)課程的雙語教學(xué)，如果在計(jì)算機(jī)本科生的四年的教學(xué)計(jì)劃中，每年能夠至少開設(shè)一門計(jì)算機(jī)課程的雙語教學(xué)，就基本上實(shí)現(xiàn)了“雙語教學(xué)不斷線”的思想。
目前大多計(jì)算機(jī)教學(xué)課程體系由公共必修課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課和公共選修課組成。因此，計(jì)算機(jī)專業(yè)雙語教學(xué)課程體系應(yīng)涵蓋專業(yè)必修課和專業(yè)選修課。而且，雙語教學(xué)課程應(yīng)覆蓋本科生大學(xué)四年的每個(gè)學(xué)年，我們的計(jì)算機(jī)雙語課程教學(xué)體系至少應(yīng)包括在一年級(jí)開設(shè)的“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”，在二年級(jí)開設(shè)的一門程序設(shè)計(jì)語言，例如“Java 程序設(shè)計(jì)”，在三年級(jí)開設(shè)的“軟件工程”和在四年級(jí)開設(shè)的“人工智能”。其中兩門是必修課，兩門是選修課。
選擇上述課程作為計(jì)算機(jī)教學(xué)課程體系的一部分，不僅吸收了國(guó)內(nèi)同行的雙語教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而且基于下列考慮：
(1) 凡是國(guó)內(nèi)教材與國(guó)外英文原版教材具有較高內(nèi)容一致性的課程；或者，課程所用的國(guó)內(nèi)教材基本上是國(guó)外英文原版教材的子集，均可較容易地用于雙語教學(xué)?！癑ava程序設(shè)計(jì)”、“軟件工程”和“人工智能”屬于這種情況。
(2) “計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”是計(jì)算機(jī)本科生一年級(jí)的入門性課程，計(jì)算機(jī)專業(yè)的雙語教學(xué)應(yīng)從這里開始。如果說計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)應(yīng)該“從娃娃開始”，那么計(jì)算機(jī)專業(yè)的雙語教學(xué)應(yīng)該從“導(dǎo)論”開始。
(3) 我們已成功地實(shí)施了“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”和“Java程序設(shè)計(jì)”的雙語教學(xué)。本文的第一作者曾實(shí)施“人工智能”的雙語教學(xué)。
我們還將實(shí)施“軟件工程”的雙語教學(xué)，因?yàn)椤败浖こ獭彪p語教學(xué)的成功將有利于學(xué)生提高他們用雙語直接了解掌握最新軟件工程的原理、思想、技術(shù)和方法的能力，改善他們?cè)谲浖_發(fā)中的合作和團(tuán)隊(duì)精神，促進(jìn)我國(guó)軟件工業(yè)的國(guó)際化。
同時(shí)，我們的計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系還包括“算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理”兩門課程，使之達(dá)到“用雙語授課課程課時(shí)達(dá)到該課程課時(shí)的50%以上”， 因此，我們的計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系就包括了高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)方向15門核心課程中的6門課程。
最后，我們將在本科生的四年級(jí)開設(shè)三門雙語教學(xué)選修課程“電子商務(wù)”、“數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”和“Web智能和工程”，學(xué)生可選修其中一門。同時(shí)我們要求學(xué)生在做畢業(yè)論文時(shí)必須閱讀和引用1～2本英文著作，2～3篇英文期刊論文，3～5篇國(guó)際會(huì)議論文集論文。這可看作是為學(xué)生將來用英語發(fā)表研究成果所做的必要訓(xùn)練。
6結(jié)束語
本文探討了目前雙語教學(xué)的三種模式，討論與構(gòu)建雙語教學(xué)課程體系有關(guān)的若干問題，研究構(gòu)建計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程體系的必要性和重要性，并探討了如何建設(shè)計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程體系。建立完善的計(jì)算機(jī)雙語教學(xué)的課程體系仍然是一個(gè)長(zhǎng)期而困難的教育目標(biāo)，也是一個(gè)巨大而復(fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)工程，在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，還有無數(shù)的問題等待解決。我們應(yīng)加大引進(jìn)所需原版教材的種類，更需建立一支能夠?qū)嵤┯?jì)算機(jī)雙語教學(xué)課程體系的高質(zhì)量教師隊(duì)伍。
7致謝
本文得到河北師范大學(xué)校第八批教學(xué)改革項(xiàng)目的部分支持。作者衷心感謝河北師范大學(xué)的支持。沒有他們的支持和幫助，“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”的雙語教學(xué)就不能在河北師范大學(xué)順利實(shí)施。本文中的某些思想、方法和策略就不可能浮現(xiàn)。
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【關(guān)鍵詞】課程改革；計(jì)算思維；任務(wù)驅(qū)動(dòng)
0 引言
1989年，ACM攻關(guān)組提交了著名的“計(jì)算作為一門學(xué)科”報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程要培養(yǎng)學(xué)生面向科學(xué)的思維能力，是學(xué)生領(lǐng)會(huì)學(xué)科的力量，以及從事本學(xué)科工作的價(jià)值所在[1]。2001年，CC2001將計(jì)算機(jī)學(xué)科劃分為計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息工程、信息技術(shù)五個(gè)分支[2]。2005年，CC2005進(jìn)一步指出，該課程的關(guān)鍵是課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，ACM和IEEE-CS分別為這五個(gè)分支學(xué)科設(shè)計(jì)了相對(duì)獨(dú)立的課程體系，要求“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[3]。2002年中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)推出了《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》（China Computing Curricula 2002，簡(jiǎn)稱CCC2002），闡明了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育思想，對(duì)學(xué)科的定義、學(xué)科方法論、學(xué)科知識(shí)體系和內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃制定以及課程組織方法、畢業(yè)生應(yīng)具備的能力等方面做了系統(tǒng)全面設(shè)計(jì)，并將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)組織成知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次，其中知識(shí)領(lǐng)域是知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的最高層次，共14個(gè)領(lǐng)域，下設(shè)132個(gè)知識(shí)單元[4]。
目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的學(xué)科分支及課程體系一直沿用CC2005和CCC2002，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”設(shè)計(jì)5個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，涵蓋12個(gè)核心知識(shí)單元，分別是信息技術(shù)史、程序設(shè)計(jì)語言概論、軟件工具和環(huán)境、語言翻譯簡(jiǎn)介、人機(jī)交互基礎(chǔ)、軟件演化、通信與網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的社會(huì)環(huán)境、職業(yè)責(zé)任和道德責(zé)任、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、隱私權(quán)和公民自由。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”是一門計(jì)算機(jī)專業(yè)的引導(dǎo)性課程，開設(shè)在學(xué)生第一學(xué)年的第一個(gè)學(xué)期。本課程教學(xué)目標(biāo)是：通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)表示方法學(xué)和數(shù)據(jù)加工表示方法等，最終對(duì)本專業(yè)各個(gè)學(xué)科的核心內(nèi)容、各個(gè)學(xué)科的關(guān)聯(lián)有全面、概要的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定入門的基礎(chǔ)。同時(shí)，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”該課程也是一次對(duì)學(xué)生具體而詳盡的專業(yè)思想教育，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)具有啟蒙作用。因此，依托學(xué)科課程體系，對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程進(jìn)行改革，優(yōu)化課程內(nèi)容、打造精英團(tuán)隊(duì)、改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和實(shí)踐能力非常重要。
1 課程教學(xué)存在的問題
從計(jì)算機(jī)學(xué)科體系發(fā)展背景、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程大綱設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)際教學(xué)效果等方面分析，計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程建設(shè)主要存在以下問題。
1.1 課程意義認(rèn)識(shí)不足
隨著中學(xué)階段信息技術(shù)課程的普及，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源獲取日益增多的社會(huì)環(huán)境下，一些學(xué)生和教師對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的地位認(rèn)識(shí)不足。學(xué)生將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程與“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程混為一談，在教學(xué)管理過程中，學(xué)生對(duì)大量的專業(yè)名詞感覺枯燥，理解困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，處于被動(dòng)接受狀態(tài)，缺乏自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生學(xué)完后感覺不到這門課程的意義，沒有起到為后續(xù)課程打基礎(chǔ)的作用。
1.2 教師對(duì)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容理解不夠，教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單化
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程信息量大，教師很難做到每個(gè)章節(jié)分配合理，重難點(diǎn)掌握恰當(dāng)，沒有潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，不能很好地幫助學(xué)生系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)學(xué)科體系結(jié)構(gòu)。教師在面臨繁多的學(xué)科體系要求下，很難貫徹執(zhí)行計(jì)算機(jī)學(xué)科體系的核心思想，在教學(xué)內(nèi)容上只是對(duì)核心內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化和壓縮，生搬硬套教學(xué)大綱，完成基本的教學(xué)要求。
1.3 教學(xué)方式陳舊
在信息化高速發(fā)展的環(huán)境下，學(xué)生習(xí)慣了依賴網(wǎng)絡(luò)、依賴手機(jī)電腦，這時(shí)，教師還采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只是簡(jiǎn)單的將黑板的“人灌”簡(jiǎn)單的改成了PPT的“電灌”，學(xué)生還是被動(dòng)地接受，課堂氣氛沉悶，學(xué)生沒有激情，教學(xué)效果不理想。
2 課程改革的思路
2.1 依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)?gòu)建課程的教學(xué)大綱
計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)?；谟?jì)算思維的教學(xué)，是指通過建立一種合適的體系，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在課程教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的“探究”過程，在教學(xué)過程中運(yùn)用計(jì)算思維的方法獲取知識(shí)、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力、發(fā)展個(gè)性[5]。
2006年3月，美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國(guó)計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM雜志上給出，并定義的計(jì)算思維（Computational Thinking）。周教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。2008年6月，ACM在網(wǎng)上公布的對(duì)CS2001（CC2001）進(jìn)行中期審查的報(bào)告（CS2001 Interim Review）（草案），開始將美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授倡導(dǎo)的“計(jì)算思維”與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計(jì)算思維的本質(zhì)。根據(jù)ACM和IEEE-CS的要求，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生將來的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[6]。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”在課程大綱設(shè)計(jì)中，依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)Вη笠試?yán)密的方式將學(xué)生引入計(jì)算學(xué)科各個(gè)富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中，為學(xué)生正確認(rèn)知計(jì)算學(xué)科提供方法，為學(xué)生今后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的課程做鋪墊。下面列出“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教學(xué)大綱。如表1所示。
如表1所述，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱中包含了學(xué)科的宏大視野和學(xué)科各分支領(lǐng)域具有的共性的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會(huì)與問題，要求學(xué)生理解計(jì)算思維，認(rèn)識(shí)學(xué)科形態(tài)，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)。課程大綱體現(xiàn)了在不斷地提出問題、解決問題的過程中，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維進(jìn)行問題求解能力的訓(xùn)練以及邏輯思維能力的培養(yǎng)，結(jié)合專業(yè)特色，將計(jì)算思維應(yīng)用到各個(gè)專業(yè)問題的解決方法中去。
2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為目的改變教學(xué)表現(xiàn)形式
依據(jù)3.1中構(gòu)建的課程大綱，將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的所有教學(xué)內(nèi)容分模塊以不同的課堂形式表現(xiàn)。下面列出分模塊的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)表現(xiàn)形式。如表2所示。
2.3 打造可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新型的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”需要解決的主要問題是讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展歷史，學(xué)科最新發(fā)展方向，職業(yè)基本行為規(guī)范和學(xué)科所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，因此需要教師能夠融會(huì)貫通的對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的講解，并能夠跟蹤學(xué)科的科研動(dòng)態(tài)，了解目前的重大科研成果，通過對(duì)前沿科學(xué)內(nèi)容的講解，開拓學(xué)生的視野。因此，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師必須教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”中所涉及的知識(shí)映射的單門課程需要有循環(huán)教學(xué)2-3遍的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能夠非常清楚后續(xù)各課程之間的銜接關(guān)系，準(zhǔn)確地把握各類課程的引導(dǎo)性內(nèi)容和重要性內(nèi)容，在教學(xué)過程中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)型專業(yè)人員擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人，以中、青年骨干教師為主體，形成由教授、副教授、講師、助教組成梯次合理的隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)中有教學(xué)效果優(yōu)秀、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的名師。
課程負(fù)責(zé)人熟悉各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)教育改革趨勢(shì)，能夠協(xié)調(diào)和凝聚團(tuán)隊(duì)成員的力量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員在課程建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段或?qū)嶒?yàn)、實(shí)踐教學(xué)等方面的教育教學(xué)改革中取得成果。
“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師要求掌握各種課堂技巧，根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容特色，靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，用通俗易懂的語言描述繁雜的專業(yè)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的興趣，讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)本門課程的重要性。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員要求具有創(chuàng)新性思維，在間教學(xué)過程中進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)探討與論爭(zhēng)、教學(xué)方法交流、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)溝通等，產(chǎn)生教學(xué)實(shí)踐改革的創(chuàng)新思考，并在教學(xué)實(shí)踐中逐漸實(shí)施，形成通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的創(chuàng)新精神來促進(jìn)課程發(fā)展和培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)教師的良性循環(huán)。
2.4 合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，創(chuàng)造交互式課堂
根據(jù)上文所描述的模塊化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，在課堂教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，采用理論、實(shí)踐（2：1）的形式組織課堂教學(xué)。理論課堂以講解基本理論知識(shí)為重點(diǎn)，幫助學(xué)生運(yùn)用學(xué)科數(shù)學(xué)思想梳清整個(gè)學(xué)科脈絡(luò)，建立系統(tǒng)化的認(rèn)知模型。實(shí)踐課堂以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式組織教學(xué)，以團(tuán)隊(duì)小組的形式進(jìn)行考核。課堂教學(xué)方式是：①教師引導(dǎo)組長(zhǎng)運(yùn)用關(guān)注點(diǎn)的計(jì)算思維指導(dǎo)組內(nèi)的分工，將一個(gè)復(fù)雜的題目演變成一系列的子模塊；②各組員定期交流各自完成的情況，對(duì)于過程中遇到的問題；③教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的方法進(jìn)行抽象、分析；④通過網(wǎng)絡(luò)等各種途徑進(jìn)行自主檢索、探究、思考、討論；⑤最終形成問題的求解思路；⑥在學(xué)生完成任務(wù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的歸納和總結(jié)，并演示、講解和答辯相結(jié)合進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解。通過這種課堂組織方式，激發(fā)學(xué)生的求知欲，改變學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)獲取知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，不再單純地依賴授課老師去教授知識(shí)。而課堂和老師的角色則發(fā)生了變化。老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識(shí)。1/3的時(shí)間課程教學(xué)中，除去需要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一些核心概念和學(xué)科形態(tài)外，如：計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在最新的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中的應(yīng)用問題，第三次數(shù)學(xué)危機(jī)，職業(yè)道德，計(jì)算機(jī)未來的形態(tài)等問題均可以采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式授課。學(xué)生需要課前根據(jù)老師布置的范圍了解和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，形成小組總結(jié)性文字，老師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和課前學(xué)習(xí)效果組織課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算思維的方式構(gòu)建學(xué)科脈絡(luò)，拓展學(xué)科視野。
理論教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)了學(xué)對(duì)知識(shí)的理解，訓(xùn)練了學(xué)生的計(jì)算思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力。
3 小結(jié)
論文通過對(duì)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱梳理、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)方法改革，在當(dāng)前“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)中注入了新的思路，體現(xiàn)了以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教育思想。
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《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)做個(gè)緒論性的介紹，主要目的是讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展、知識(shí)體系及學(xué)習(xí)方法有個(gè)總體了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》雙語課程的內(nèi)容和特點(diǎn)、教學(xué)條件、教學(xué)方法等作了詳細(xì)的闡述，提出了創(chuàng)新點(diǎn)并指出了下一步研究的方向。
關(guān)鍵詞：
計(jì)算機(jī)導(dǎo)論；課程；雙語
中圖分類號(hào)：
F49
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：16723198（2014）06017202
1 引言
《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》（雙語）課程從學(xué)科整體出發(fā)，綜述性地、深入淺出地介紹計(jì)算機(jī)學(xué)科的有關(guān)知識(shí)與技能，起導(dǎo)向的作用。它是從事計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)學(xué)生的“引導(dǎo)圖”，是對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)科有一個(gè)鳥瞰式的縱覽。它沒有先修課要求，也無直接的后續(xù)課，但它是所有后繼專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的基礎(chǔ)。其目的是認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)學(xué)科的本質(zhì)，對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的系統(tǒng)化和科學(xué)化進(jìn)行闡述，并在這個(gè)過程中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握計(jì)算機(jī)軟硬件基本使用方法，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)由感性的、功能的認(rèn)識(shí)深入到內(nèi)涵的、理論的認(rèn)識(shí)。在學(xué)完本課程后，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)所必須的所有核心概念和內(nèi)容，并為后續(xù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程的目標(biāo)是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)做一個(gè)緒論性的介紹，不求深度優(yōu)先，但求廣度優(yōu)先，主要目的是讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展，知識(shí)體系及學(xué)習(xí)方法有一個(gè)總體的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，為學(xué)生順利完成大學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)提供必要的專業(yè)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。在教學(xué)中，主講教師主要采用雙語教學(xué)，讓同學(xué)逐步提高計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的聽力和表達(dá)能力，熟悉計(jì)算機(jī)專業(yè)的英語術(shù)語，培養(yǎng)國(guó)際化的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才。
2 教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)
作為導(dǎo)論性課程，本課程既介紹了計(jì)算機(jī)軟硬系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也介紹了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、軟件工程、程序設(shè)計(jì)、人工智能以及算法等方面的知識(shí)內(nèi)容。本課程盡可能地將最有用的信息綜合起來提供給學(xué)生，因此，課程具有如下特點(diǎn)：覆蓋面廣，幾乎包含了計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)所涉及的所有核心概念和內(nèi)容；彈性大，作為進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的一門導(dǎo)論性強(qiáng)、覆蓋面廣的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生必然面臨很多問題和難題，對(duì)各部分內(nèi)容的把握不可能深入，為此需要在教學(xué)中靈活處理。但是最基本的要求是把握最基礎(chǔ)、最核心的概念和技術(shù)。該課程定位是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)做一個(gè)緒論性的介紹，不求深度優(yōu)先，但求廣度優(yōu)先，主要目的是讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展，知識(shí)體系及學(xué)習(xí)方法有一個(gè)總體的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，為學(xué)生順利完成大學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)提供必要的專業(yè)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。主講教師以科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和科學(xué)的方法論統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)課程的教學(xué)，采取高級(jí)科普的深度定位和通俗流暢的語言和故事，向?qū)W生介紹整個(gè)學(xué)科的概貌和國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展，幫助學(xué)生進(jìn)行整個(gè)學(xué)科正確的認(rèn)知與導(dǎo)學(xué)。
《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門重要的先導(dǎo)基礎(chǔ)課程。該課程教學(xué)的兩個(gè)基本目標(biāo)和任務(wù)是認(rèn)知與導(dǎo)學(xué)。在教學(xué)中，教師應(yīng)該以科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和科學(xué)的方法論統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)課程的教學(xué)，采取高級(jí)科普的深度定位和通俗流暢的語言和故事，向?qū)W生介紹整個(gè)學(xué)科的概貌和國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展，幫助學(xué)生進(jìn)行整個(gè)學(xué)科正確的認(rèn)知與導(dǎo)學(xué)，為學(xué)生順利完成大學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)提供必要的專業(yè)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)，給學(xué)生的學(xué)習(xí)留下大量的疑問和問題，為后續(xù)課程的教學(xué)留下“伏筆”，真正使導(dǎo)論課程的教學(xué)起到初步認(rèn)知與正確導(dǎo)學(xué)的作用，能夠引導(dǎo)和幫助學(xué)生按照學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)和要求來開展學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)基本應(yīng)用技能。
利用雙語教學(xué)充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的信息資源和計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論的中英文教材深入淺出地介紹計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，程序設(shè)計(jì)與算法分析，信息系統(tǒng)，軟件工程，圖形學(xué)和可視化計(jì)算，智能系統(tǒng)，離散結(jié)構(gòu)等。
3 教學(xué)條件
選用《Computer Science An Overview（計(jì)算機(jī)科學(xué)概論）》，（美）J. Glenn Brookshear著，人民郵電出版社，作為理論教材。同時(shí)提供學(xué)生一些參考書和一些網(wǎng)站。該教材是計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程的一本經(jīng)典教材，全書對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)做了精彩的百科全書式的全面闡述，全景式地展現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及其新的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。教材首先介紹的是信息編碼及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本原理；進(jìn)而是操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，接著探討了算法、程序設(shè)計(jì)語言及軟件開發(fā)，然后探索了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)方面的問題，通過圖形講述計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要應(yīng)用，涉及了人工智能，闡述了計(jì)算機(jī)抽象理論。教材在內(nèi)容編排上遵循由具體到抽象推進(jìn)這樣一種很利于教學(xué)的順序，每一個(gè)主題自然而然地引導(dǎo)出下一個(gè)主題。此外，書中還有大量的圖、表和實(shí)例，增強(qiáng)了讀者對(duì)知識(shí)的了解與把握。該教材既適合作為高等院校計(jì)算機(jī)以及相關(guān)專業(yè)本科生教材，也可以供有意在計(jì)算機(jī)方面發(fā)展的非計(jì)算機(jī)專業(yè)讀者作為入門參考。
《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》（雙語）課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門基礎(chǔ)課，歷來得到學(xué)校及學(xué)院各方的關(guān)注和重視。我們制定了“以人為本”、“因材施教”、“教學(xué)互動(dòng)”的教學(xué)方針，對(duì)《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》（雙語）課程在教學(xué)內(nèi)容、方法以及教學(xué)手段和考核方式等方面進(jìn)行了大范圍改革試驗(yàn)。采用整體、交互式教學(xué)模式，推廣“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方法，對(duì)課堂教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了個(gè)案分析和研究，觀察了“任務(wù)型教學(xué)法”和“問題驅(qū)動(dòng)法”在課堂教學(xué)活動(dòng)中的實(shí)踐效果。以上改革成果取得了良好的成效。學(xué)校圖書館有很多可利用的網(wǎng)絡(luò)電子期刊和國(guó)內(nèi)外幾個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，如：中國(guó)學(xué)術(shù)期刊全文庫(kù)、中國(guó)博碩士學(xué)位論文全文庫(kù)、Elsevier期刊全文庫(kù)、Springerlink期刊全文庫(kù)、LexisAcademic數(shù)據(jù)庫(kù)、AIP&APS期刊全文庫(kù)、IOP期刊全文庫(kù)、國(guó)家科技圖書文獻(xiàn)中心、高校人文社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)中心、中國(guó)知網(wǎng)總站（高等教育期刊）、中國(guó)知網(wǎng)總站（基礎(chǔ)教育期刊）等。學(xué)院有自己的圖書資料室，藏書豐富，有許多關(guān)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的中外文圖書和中外文期刊，資料室的管理人員具有高級(jí)職稱，業(yè)務(wù)水平高，為教師的科研、教學(xué)提供了高質(zhì)量、熱情的服務(wù)。這些不僅確保了“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教學(xué)任務(wù)的順利實(shí)現(xiàn)，而且為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)創(chuàng)造了寬舒的、有利的環(huán)境。目前該課程可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享的教學(xué)資源有課程教學(xué)大綱、考試大綱、教學(xué)計(jì)劃、習(xí)題集、電子教案、教學(xué)課件、參考文獻(xiàn)等。利用多媒體教室，以英文電子講義為主用雙語講授所涉及內(nèi)容的基本觀點(diǎn)、技術(shù)、理論和新概念，以有關(guān)章節(jié)的歷史故事為主線將人，內(nèi)容和實(shí)踐統(tǒng)一到教學(xué)過程中。充分利用互聯(lián)網(wǎng)獲取最新的信息，技術(shù)和工具，并和學(xué)生同時(shí)分享。
4 教學(xué)方法
根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要和后繼課程內(nèi)容相關(guān)性，在原版教材中選擇滿足教學(xué)要求的教學(xué)內(nèi)容實(shí)施教學(xué)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，并適當(dāng)補(bǔ)充后繼課程所需教學(xué)內(nèi)容。在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，為學(xué)生指定了大量閱讀資料（網(wǎng)上下載、資料室、電子圖書館、相關(guān)參考書），設(shè)計(jì)了大量的案例，布置了操作性強(qiáng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。充分體現(xiàn)專業(yè)特色，在“知識(shí)夠用”的前提下，強(qiáng)調(diào)技能的培養(yǎng)。建立課程內(nèi)容更新機(jī)制，把枯燥的計(jì)算機(jī)理論轉(zhuǎn)化具有實(shí)際意義案例教學(xué)。以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性為核心，以模擬實(shí)踐教學(xué)為主線，建立多渠道、獲取式教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方法體系。以多媒體教學(xué)為主線，建立多媒體課件、立體化教材、網(wǎng)上資源為一體的教學(xué)體系。教師通過班級(jí)QQ群相關(guān)教學(xué)資料和教學(xué)通知，學(xué)生可以登陸教學(xué)交互平臺(tái)，閱讀下載資料、掌握教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)上交作業(yè)，教師批改完畢通過網(wǎng)絡(luò)回傳給學(xué)生。起到了良好的教學(xué)輔助作用。課前學(xué)生可以中文教材為基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)習(xí)，大致了解課堂教學(xué)的基本內(nèi)容以及專業(yè)概念的母語表達(dá)；課上教師以英文電子講義為主用雙語講授所涉及內(nèi)容的基本觀點(diǎn)、技術(shù)、理論和新概念；課后學(xué)生又可詳讀英文教材和推薦的英文網(wǎng)站將課上內(nèi)容進(jìn)一步擴(kuò)展。通過指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂討論等方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，提高學(xué)習(xí)興趣與效果。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻利用中文提示。雙語教學(xué)的一個(gè)重要目的是讓學(xué)生掌握專業(yè)詞匯的中英文含義，由于采用英文原版教材，且課件以英文表達(dá)為主。為了讓學(xué)生掌握專業(yè)詞匯的中文含義，必須采用中文提示。中文提示采用兩種方式：靜態(tài)方式和動(dòng)態(tài)方式，靜態(tài)方式中兩種語言同時(shí)呈現(xiàn)（為了吸引學(xué)生注意，采用兩種不同顏色），動(dòng)態(tài)方式則動(dòng)過標(biāo)注及動(dòng)畫的方式實(shí)現(xiàn)。過多的采用靜態(tài)方式可能讓學(xué)生麻木而疏于記憶，過多的采用純英文表述可能讓學(xué)生感到疲勞。我們?cè)谡n件中采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的方式，對(duì)于特別難以理解以及難以表達(dá)的部分，還采用中英文混合講解的方法，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的雙語表達(dá)能力。將最新的研究成果帶入課堂不僅可以開闊學(xué)生的眼界，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。通過實(shí)驗(yàn)以及課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，一方面可以幫助學(xué)生理解方法的本質(zhì)，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。通過案例培養(yǎng)學(xué)生的興趣以及求解實(shí)際問題的能力。
