计算机导论课程范文

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0 引言

针对国内外计算机教育发展的新动向，教育部高等学校计算机专业教学指导分委员会联合中国计算机学会教育专业委员会、全国高等学校计算机教育研究会，特别就计算思维能力的培养问题形成几点认识。计算机专业教育应该在计算思维能力培养中做出表率，将系统化计算思维能力的培养贯穿在计算机专业的教育中。计算机导论是计算机专业的一门先导必修课程，是作为计算机专业学生进入大学后的第一门专业课程，其主要作用可以归纳为“五导”：导知识、导方法、导思维、导意识和导职业。我们认为“导思维”是首要的，也是最为核心的，同时也是最难做到的，“导思维”在引导培养学生计算思维能力的过程中，可以很好地、潜移默化地达到其他4项引导作用。

如何建立计算思维能力的培养要求、实施途径、评测规范与方法一直是当前计算机教育者从事计算思维研究的一项重要课题。我们结合教学团队多年的经验积累，依据计算思维的本质和特征及计算机导论课程的构建目的，从教学内容、教学理念、教学方法及教学评价等方面探讨如何在计算思维驱动下对计算机导论课程进行一系列的改革和探索。

1 计算思维与计算机导论

计算思维（Computational Thinking），笼统地讲，是指受过良好训练的计算机科学工作者面对问题所习惯采用的思维方法，体现为在过去半个多世纪以来成就计算机和信息技术辉煌发展过程中行之有效的若干分析问题与解决问题的典型手段与途径。其具体内涵在近年来发表的文献资料中均有丰富论述。而有关计算机导论课程的构建问题，在1989年ACM攻关组所提交的“计算作为一门学科”（Computing as a discipline）报告中认为，该课程要培养学生面向学科的思维能力，使学生领会学科的力量，以及从事本学科工作的价值所在。报告希望该课程能用类似于数学那样严密的方式将学生引入到计算学科各个富有挑战性的领域之中。

2008年6月在网上公布的ACM对CC2001（CS2001）进行的中期审查报告（CS2001 Imerim Review）（草案）中，开始将美国卡内基·梅隆大学计算机科学系教授周以真（Jeannette M.wing）倡导的“计算思维”与计算机导论课程绑定在一起，并明确要求该课程讲授计算思维的本质。

综上所述，计算机导论这门课程不是解决对计算机功能的工具性认识问题，而是要对学生进行专业引导和思维引导，应该以面向计算学科的思维能力，也即计算思维能力的培养为核心。学生如果有了良好的计算思维品质，不管环境、知识需求如何变化，都可以灵活应变，从而为今后的专业学习以及走上工作岗位打好坚实的基础。

2 计算思维驱动下的课程改革

2.1 学目标，灵活教学内容

美国卡内基·梅隆大学周以真教授认为：计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维一大特征是数学和工程思维的互补与融合。计算机科学在本质上源自数学思维，其形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，基本计算设备的限制迫使计算机学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。所以计算思维的研究存在多维性，它紧密地同数学、科学和工程结合在一起。另一方面，计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人和机器去执行，在求解问题时必须从人的认知、心理、思维活动和学科发展角度去入手，故存在研究角度的多态性。

因此，计算思维多维、多态的复杂特征决定了计算机导论课程当前培养方案的多样性与差异性。当今计算机的理论和技术发展太快，新的知识大约每两年就会增长一倍，教材根本无法实现实时地对新知识、新技术进行跟进。因此，我们主张教材为辅，“导思维”为主的原则，在统一的数学目标指导下灵活课程的讲授内容，留给教师和学生最大的思考空间。没有了教材的“束缚”，教师有了更多的掌控空间，学生也不会因教科书而将概念固定化，更不会出现临考抱“教材”的现象。

我们确定计算机导论课程的教学目标是：在学生建立计算机专业学科知识体系框架的同时激发学生的学习兴趣及学习的主动性，培养学生的计算思维能力、洞察问题及解决问题的能力，为后续学习相关专业课程、参与创新课题等打下坚实的基础。在教学内容的划分和安排上，由于课时有限，我们主张理论教学内容在划分上尽可能地简单分明，前后知识可以很好地呼应起来，这样更有利于知识点的系统化，不会因为章节庞杂、知识点太多而导致学生难于消化。为此将课程的讲授内容简单划分成3大部分：

（1）介绍计算学科各领域的发展史及前沿，揭示各主要领域的基本规律及相互之间的内在联系；认识当前社会和职业问题等。

（2）介绍计算机学科中的经典科学问题，初步认识和理解抽象、理论和设计3种学科形态。

（3）讲解计算机学科中的核心概念（如算法、数据结构、程序、软件、硬件、信息表示等），探讨研究学科中的数学方法和系统科学方法，培养计算思维能力。

在讲授过程中，我们借助精心制作的多媒体课件，结合授课内容和计算思维的培养目标，随时有针对性地调整和丰富自己的讲授内容。例如，讲解计算机学科各领域的发展史时，通过引荐吴军老师的《浪潮之巅》，让学生对整个信息产业有个整体了解，明鉴信息技术之兴衰和发展；而王伟老师的《计算机科学前沿技术》则系统展示了计算机学科各领域中令人激动的前沿技术，揭示未来计算机的发展方向，很好地体现了计算思维及其重要性。

2.2 主张自由文理教育，突显学生主体

作为国家建设未来的栋梁，需要的不是仅有技能的人才，重要的是有思想、精神、独立思考能力和良好的身体。技能是容易学的，但一个人的素养和教养不是一蹴而就就能培养的。大学教育的目的应该在于培养学生终身学习的能力，比如阅读、写作、计算思维，而不是一时的某项职业技能。如果学生进入大学仅是为了将来的饭碗，那必然会羁绊他的头脑，抑制他的求知欲。所以大学的专业学习需从“学什么”（内容）转到“如何学”（过程），将“导思维”放置课程建设的首位。

我们主张自由文理（Liberal Arts）的教学理念，力争引导一种自由的环境，激起学生主动学习的欲望，成为真正热爱学习的人，即在没有外界利益驱使下仍然在学习的人。对于自由的学生，他们的时间，他们的大脑和心灵在学习的时刻才真正受他们自己所支配，这样的学习过程才可能专注且快乐。

在教学中，我们坚持以学生为本，打破传统的教师讲学生听的单向模式，在课堂上采用提问式教学，注意引发学生学习的动机；严格地遵循计算机学科的发展规律，定期给出具有一定挑战性的课题，通过分组合作的方式，以师生间讨论、辩论的形式，自律地学习获取知识的方法及分析问题的原则；利用平时的小论文，引导学生收集资料，增强自我学习的能力，建立抽象立体的概念；通过对科学大师的解读沉淀一种学者的尊严和对真理的敬重和向往，培养学生的社会责任心。

2.3 遵从螺旋式组织方式，提升学生思维

若将教学比作爬山，通常的教学习惯是一口气从山下直线攻顶，而布鲁纳在《教育过程》中所提出的螺旋式课程（Spiral curriculum）则是绕着山转，在相同的角度看到的风景虽然都一样，但每次绕回来时的高度不同，能看到的广度和深度都不一样。等到达山顶时学生不仅对山有具体认知，也能掌握四周环境全面性的关联知识。计算机导论课程几乎涵盖了计算机领域所有的理论、技术和研究课题，内容太过广泛，若前后不能很好地呼应起来，学生往往会因孤立地学习太多的知识点而导致前面学的内容到后面就忘记了，理解起来也相对困难。对于计算机科学这样一个有机的、庞大的学科体系，教师应该引发学生对计算机学科知识结构的理解，精熟其基本原则、原理，以此产生类化的能力，而不是零碎概念、知识点的描述。

我们在课程实施中，遵循螺旋式课程的组织方式。首先结合教学团队多年的教学经验和团队成员之间的合作讨论对课程知识进行合理的结构化；然后从学生认知发展角度出发，沿认知发展的动作表象、形象表象、符号表象3个阶段来组织课程内容。讲授内容如2.1节所述，知识点在组织安排上前后呼应，螺旋式地扩展和加深，直至复杂、抽象的现代知识领域；最后在教学过程中我们采用合理的教学方式和紧密相连的学习节目来配合教学过程。比如教学中我们注重学习情境的安排，在讲授算法时，注重引导学生感受其产生背景，摸索过程，走过什么道路，不同阶段产生什么改变，将来的发展趋势是什么，它还可以做什么改进等。引导学生主动参与学习活动，提供学生更多自行探索的机会，最终实现将“知识个人化”。为使学生站在同一角度看到更大的广度和深度，我们主张采用团队教学制。计算机学科发展迅速，应用领域广，学科交叉和渗透十分突出，而计算机学科教师掌握和积累知识的广度是有限的，往往限于个别研究方向，为了提高学生的学习兴趣，拓展学生的思维和视野，在不同的知识领域会组织邀请相应有所“专”的教师来讲授，这样可以发挥团队互补优势，实现对学生全方位的指导，收到良好的人本教育的效果。

2.4 采用分级评价手段，有效监管教学过程

计算思维能力的培养是一个长期的过程，学习和思维不是彼此独立的，是紧密而互补地联系在一起的。所以为了内化学生的计算思维能力，我们必须有效监管整个教学过程，对每个个体在不同的教学环节中的表现做出正确评价，这样才可以实施因材施教，兼顾那些因各种原因而落后的学生。

我们采用螺旋式教学法，非常注重引导学生课前进行预习。在讲授新内容之前，我们要求学生课前收集相应的材料加以了解，课堂上通过实施提问式教学，引导学生积极讨论，同时依据学生参与情况及时做出相应的评价，对未准备的学生要给予相应惩罚，并在下次课中加重对其进行考察。相应地，在平时作业中我们不会布置常识性的题目，而是根据授课内容布置一些能够引发思考、对计算机学科整体认知有帮助的题目，这样就避免了作业抄袭的现象，增加了学生主动思考的机会，教师也可及时捕获学生思维能力的变化，调整和改进后续的讲解内容。

我们所采用的团队教学制为实施团队合作式学习提供了很好的平台。在整个课程结束后，教学团队中的每个成员会给出一些具有挑战性和合作性的题目，学生根据自身对学科分支的理解和把握情况来挑选导师，在导师的牵头引领下开展以小组为单位的研究型学习。学生最终需按照要求提交论文或报告，并在小组内通过上台演讲的方式进行答辩，最终以个人和小组的共同表现综合给出评定。

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摘要：针对计算机教育面临的新形势，分析国外一流大学计算机导论课的现状，提出重新规划面向计算思维培养的计算机导论课程内容，阐述利用MOOC资源开展混合教学模式的方案，探讨MOOC资源选择、课上内容和课下习题设计等几个重要问题。

关键词 ：计算机导论；计算思维；MOOC；教学改革

文章编号：1672-5913(2015)15-0046-04 中图分类号：G642

基金项目：2015年山西省高等学校教学改革项目(12015003)；山西省研究生教育改革研究立项重点课题( 20122001)；2011年山西省高等学校教学改革项目(J2011005)。

第一作者简介：谭红叶，女，副教授，研究方向为人工智能、自然语言处理，hytan_2006@126．com。

0 引 言

计算机导论是计算机学科一门重要的基础课程，学好这门课能使学生了解学科概貌、理解学科核心概念、领会学科内涵、了解与后续课程之间的联系和特点。近年来该课程也面临着挑战：①导论导什么，一直是人们争论探索的问题[1-4]。②内容覆盖面广，但学时有限，一般为24～32个学时。③学生起点参差不齐。有的同学经过中学学习，已具备一定的操作和编程能力；有的同学则对计算机操作还比较陌生，教师很难找到适合所有学生的方法。④目前的教科书视角多样化，有的是计算机领域主要课程内容的简化堆砌，有的是一些常用软件的操作教程。

有研究者提出，计算机导论的主要作用为“五导”：导知识、导方法、导思维、导意识和导职业。我们认为该课程应集思维性、方法性、知识性、实时性于一体，以训练良好的计算思维意识和方法为主，建立计算机科学的整体框架，为后续课程的学习奠定坚实的基础。

1 计算机教育面临的新形势

计算思维( computational thinking)是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、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。计算思维代表着一类普遍的认识和普适的技能，每一个人都应了解它的运用，这是周以真教授对计算思维的定义和解释。这个概念的提出使计算思维在计算机教育界备受关注，使人们对计算机科学的认知从狭义工具论转变为计算思维，使计算机学科的教育从操作技能和编程能力的培养提升为计算思维的内化和养成。

与此同时，由美国硅谷发起并在全世界迅速崛起的大规模开放在线课程( massive openonline course．MOOC)影响了全球高等教育，也引发了许多关于MOOC教育的研究和思考。MOOC的主要优势是：①提供优质教育资源，实现教育平等，使全球各地的受教育者接受和享受世界顶级教育成为可能。②拓展学校范围，学生的学习方式更加灵活，不仅可选择适合自己的时间和地点进行学习，而且整个学习过程可根据自己的接受能力灵活调整。③教授者可通过交互式即时测试，及时了解学生对知识的掌握情况并提供个性化的帮助。加州大学伯克利分校的阿曼多·福克斯教授和戴维·帕特森教授，还提出小规模私有在线课程( small private online course，SPOC)理念用于MOOC与校园教学的结合，并在世界各地的混合式教学实践中取得良好效果。

这些新理论和新技术给大学计算机教育带来了重大机遇和挑战，因此，计算机教育者有必要重新梳理计算机课程的教学目标、内容、方法和形式，利用新理念和新技术提升学生学习效果。

2 国外一流大学计算机导论课现状

过去十几年，随着IT泡沫崩裂和金融危机的爆发，国际对IT人才的需求于2005年跌至最低。2007年，这种现象开始改变。美国政府的一份报告显示：IT人才就业的强劲增长至少会持续到2018年。因此，各大学纷纷开始改革计算机课程教育。

国外著名大学基本都开设了计算机导论性质的课程，但各大学专业优势不同，因此教学侧重点不同。MIT（麻省理工学院）的计算机导论课程名为“Introduction To Computer science andProgramming Using Python”（课程编号6.OO.1X）。课程包括4个主题：计算机科学导论、Python编程、计算思维、数据科学，其中有一个主题专门讲授与计算思维有关的内容。总体来看，该课程特色在于通过Python编程，让学生学习计算思维、编写程序解决现实问题。

CMU（卡耐基梅隆大学）的相应课程名为“Principles of Computing”（课程编号15-110）。该课程名突显计算的核心概念，课程主要内容为程序结构、数据组织、计算领域中的抽象概念、问题求解中的计算准则、经典的计算问题、新计算技术引发的社会伦理和法律问题。

UCSC（加州大学圣塔克鲁兹分校）在美国国家自然基金的资助下，从2011年开始尝试改革计算机导论课( Introduction To ComputerScience，课程编号CMPS10)。从该校2014年春季的课件可以看出，课程强调从计算原理和计算思维两个层面传递“计算、抽象、数据与信息、算法、编程、网络”等重要思想。课程通过增加许多趣味性内容（如图形化编程游戏软件Lightbot），让学生体会程序工作原理和函数级抽象、递归等程序层面的核心概念。课程还包含计算机技术发展引起的社会问题，如数字足迹、隐私、计算机艺术等。

可以看出，上述学校的导论课程，从不同层次和角度强调了计算思维和计算机科学的核心概念与问题。其中，MIT的计算机导论课已在edX（MOOC的3个平台之一）之上。

3 面向新形势的计算机导论教学思路

3.1 重新规划课程内容，突出计算思维的培养

结合地方性大学的特点，兼顾计算机能力和素质不同的学生，我们以计算思维培养为主线，重新规划计算机导论的课程内容，从始至终凝练贯穿计算思维概念点，融合计算机界的最新研究和计算思维在跨学科领域的最新应用。课程包括4部分内容：计算机文化、计算机系统和网络、计算理论、计算学科方法论。每一部分都清晰地提出具体的计算思维概念点或学科核心概念，使学生在掌握知识的过程中，以知识、技能、能力为载体，逐步理解和掌握计算思维的基本内容和方法，领会知识背后对学科发展有深刻作用的伟大思想。具体情况见表1。

受《计算机科学概论》作者观点的启发，我们对内容顺序的安排围绕“计算、抽象、算法与形式化、程序、问题求解、计算思维”等概念，从学生易于产生共鸣的主题“数据表示存储、计算机工作原理、操作系统、计算机网络”人手，由浅入深地过渡到较抽象的“计算、可计算、计算模型、算法、计算领域典型问题、计算学科方法论”等内容。在计算理论部分，引入计算学科最新技术，如物联网、云计算、大数据、社会计算以及计算生物学、计算社会学等学科交叉融合案例，引导学生进一步体验计算思维。

3.2 引入MOOC资源，尝试混合教学模式

结合课程特点，我们提出混合教学模式的初步实施方案，见表2。

实施方案中引入基于MOOC资源的在线学习，学习流程涉及传统课堂和在线课堂两种形式，因此是混合教学模式。核心的3个环节是：①课下看视频学习；②课上精讲讨论练习；③课下继续讨论协作完成实践。

整个学习流程以学生为主体，教师起到引导和帮助的作用。其中，第①个环节取决于学生学习的自主性和接受能力；第②③个环节，取决于老师对课上精讲内容和讨论题目的设计是否具有创造性和活力，是否可以激发学生的学习兴趣和内在动力。

混合教学模式打破了传统课堂“课上听讲、课下练习”的模式，对老师和学生提出了新的挑战。例如，对于老师，不仅要选择适合的在线教学内容，而且要设计课上活动和课下习题，还要区分哪些知识学生可自学，哪些必须经过点拨，哪些内容需要通过多次练习才能熟练掌握，哪些原理需要讨论才能明晰。对于学生，由于缺少面对面的沟通，缺乏传统的监督机制，因此需要更强的意志力和责任感，才能完成课程的学习。

因此，本课程将加强以下问题的研究和实践：

(1)MOOC资源的恰当引入。引入什么MOOC资源，引入多少内容，这些内容与本课程的关系是关键问题。目前，网易云课堂有一门中文计算机专业导论课，主讲老师是哈尔滨工业大学的占德臣、聂兰顺等。该课程分为3个子课程：思维与系统、语言与算法、学科与专业。其中涉及计算机系统、程序与算法的内容更强调计算思维的概念和意识，符合我们的教育目标，因此本课程将选择相应内容进行混合模式教学尝试，不断总结应用开放课程资源的得失，及时改进和优化相应课程资源和教学方法，为全面实施混合教学模式提供宝贵经验。

(2)更具活力的课上内容设计。课上内容主要包括两部分：①精讲，旨在将碎片化的知识汇集成完整内容呈现给学生，有效弥补独立学习能力和接受能力偏弱学生的听课局限；②课上讨论，旨在引导学生进行深化课程内容的思辨式讨论，激发学生学习的内在动力。

(3)更具思辨性的课下习题设计。可以让一些问题更具争议性，正确方法或正确答案不止一个，使学生在解决问题的过程中深化思维；引入安全、隐私、责任和社会意识等问题，鼓励学生思考现实社会与课程内容的关系。课程习题分为练习题、章节复习题、思考题。练习题用于复习刚刚学过的零散的知识碎片；章节复习题覆盖整章内容，启发学生整合知识点并解决问题；思考题提供社会问题，激励学生思考讨论并开展课外研究，要求学生提交书面报告或口头报告。此外，还提供实践题，引导学生独立或以小组形式协作完成。

(4)探索建立新评价指标。与传统教学相比，混合模式中需要考虑新的学生行为，如MOOC资源利用情况、线上或课下讨论活跃度、课下习题反馈及正确率等。评价指标要反映学习过程的每个环节，才能增强学生学习的内驱力，充分发挥优质MOOC资源的作用，有效提升混合模式的教学效果。

4 结语

我们利用优质MOOC资源，以计算思维培养为目标，进行计算机导论课程的教学改革，在大学计算机教育体系中具有重要意义。本课程的教学改革实践正在进行中，取得的效果还需进一步验证和分析。相信计算机导论课程的改革，对学生计算思维的内化和养成，对激发学生学习兴趣，扩大学生国内国际视野，都具有积极的推进作用。

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[17] UCSC. Introduction to Computer Science [EB/OL].[2015-01-16]. courses.soe.ucsc.edu/courses/cmpslO/Winter14/01.

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中图分类号：TP434 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002017203

0 引言

《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门基础课程，是该专业的前驱课程和核心课程，是计算机专业完备知识体系的概述。国内许多高校在大一都开设了该课程， 然而不同高校在计算机导论教学内容上具有明显的层次性，不同类型学校及学生具备的基础知识差异性较大。在教学中发现，该专业学生对专业知识缺乏全面认识，没有一个整体逻辑体系，学习能力、解决问题能力较差。随着信息技术的发展、知识更新的加快、学科知识的交叉融合，为使学生更好地建立专业思想和学习方法，本文对《计算机导论》的教学内容进行了研究。

1 教学目标

不同类型、层次的高校培养目标各不相同，地方本科院校培养的是应用型技术人才，因此，应符合实际制定专业培养目标，把握计算机导论在应用型的专业培养目标中的定位，发挥计算机导论的“五导”作用：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业。

计算机导论涉及的知识范围大而广，新生不可能掌握所有内容，尤其是具体理论及实现能力，教学目标应切合实际。在研究教材及调研基础上提出了如下目标：①系统了解该专业的基本知识与技能和应用前景，为后续课程学习、发展奠定基础；②新生面对一切既新鲜又充满疑惑，应为其学习方向进行良好的引导，激发对专业的兴趣；③培养学生的思维、团队协作、创新及知识重建能力和探究精神；④认知计算机领域解决问题的一般技术方案，从理论上升到应用，注重综合能力的提高，追踪当前热点课题和研究方向；⑤培养良好的职业素养和习惯，了解就业岗位的特性，具备改善就业的能力。

2 教学内容

计算机导论课程构建是计算机教育面临的一个重大问题，教学内容应以全局的视野将知识进行整体串联，学科框架、课程知识、重要知识点、实践能力及相互逻辑联系向学生讲明白透彻，深刻理解计算机对人类社会的推动作用， 培养学生的认知能力，树立科学的方法论，达到教育目标。

2.1 教材内容与特点

目前各高校计算机导论教材版本多种多样，基本都是依据CCC2002中相关内容和精神，或参照ACM和IEEECC2005编写，主要介绍计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业的入门知识。主要特点是：

（1）课程以专业课为一章构成。将基础知识、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、软件工程等各为一章节进行编写，专业课缩合拼凑成教材，没有逻辑体系。

（2）将“计算机基础”教材的内容添加进去。没有把握计算机导论的专业基础性质，与课程要求不符。

（3）强调理论、实践少，知识与实验教材内容更新滞后；前沿理论和新技术涉及少、更新慢。

（4）有的侧重广度，强调对计算机和计算机科学的广泛理解；有的侧重深度，以程序设计为主线并解决问题，强调计算机编程；有的则兼顾广度和深度，强调广度的中心主题，深度贯穿于广度之间。

（5）以科普体裁体例编写。与传统教材不同，它采取通俗的文字，以普通故事或典型问题等方式介绍。

2.2 教学内容构建

计算机导论课程比较抽象，教学内容构建没有统一的规范。教材的选择不应拘于某种标准，应通过比较选取一本主要教材，辅以参考教材，优化整合教学内容，合理进行课堂设计。采取72学时进行教学，教学内容构建采取理论―实验―实践相结合的模式，用自顶向下的方法设计，以高屋建瓴的方式提出课题，再追求细节，结合教学实践，在学生反馈的基础上进行充实、改进，确定课程教学内容。

（1）理论教学内容。计算机导论理论内容包括：①计算机基础知识。主要有计算机产生和发展、计算机系统、数据编码和存储、冯・诺依曼模型、计算机体系结构与数据组织、多核技术、计算机应用领域等；②计算学科。主要有计算机学科定义、计算学科划分、知识体系、教学计划与课程体系的核心内容、计算机产业与创新；③操作系统与网络计算。主要有操作系统体系结构、通信与组网、网络协议、安全、网格计算等；④程序设计语言。主要有程序概念、程序设计方法、数据基本结构、算法与复杂性、语言实现等；⑤数据库。主要有模型与信息系统、数据库系统、关系数据库与设计、数据挖掘等；⑥软件工程。主要有软件工程学科、软件开发模型、设计方法、测试与文档编制等；⑦智能系统与人工智能。主要有智能与机器、知识与推理、语言处理、智能计算等；⑧图形学与可视化计算。主要有图形学、图形系统、虚拟现实技术、人机交互与设计、多媒体技术；⑨离散结构与数值计算。主要有集合论、代数结构、图论、数值计算、高性能计算、数学建模与计算机模拟等；⑩社会和职业道德。主要有计算机与道德、职业方向等。

（2）实验教学内容。开设实验教学内容是必不可少的，实验教学内容要突出专业课程特色，针对大一学生，需编写实验指导书，并对原理进一步讲解，通过丰富实例，从实验向实践过渡。理论教学与实验教学可以灵活进行，包括内容与实验顺序。设计的实验如下：①计算机部件认识与组装，网络硬件，组网与环境配置；②安装虚拟机，在虚拟机上安装操作系统与驱动程序，操作物理磁盘上的文件；进程调度、进程管理实验；基于Windows的网络通信验证程序；③信息安全实验，比如以流行的杀毒软件为实例；④程序设计实验（开发平台与语言环境）、数据结构实验等。主要包括数据操作，理解指令系统的组成，掌握机器指令的格式，理解程序的执行过程；结构化程序设计，熟悉程序结构，掌握C语言编写的方法；加深理解递归及迭代的概念，掌握用C语言编写递归及迭代程序的方法；算法综合练习，熟悉结构化程序设计在算法中的应用；理解二分查找法的思想；⑤数据库实验：建立数据库程序、数据库编程；⑥软件开发过程；⑦计算机图形绘制与动画制作；⑧设计网页、构建简单的网站、操作数据库表等内容，认识HTML。

3 教学方法

计算机导论的特点及在计算机专业中承担的角色，决定了在教学中需要采取多种灵活的教学方法。课程对授课的教师自身素质和专业能力有更高的要求，需对计算机科学发展、学科特点、知识结构等有一个整体把握，需长期从事一线教学科研工作的经验体会，以教学目标为基础深化教学方式，对学生进行更好的引导，理清思路，转变学习观念与方法。

（1）基于知识背景的教学方法。在教学过程中将讲授的知识与其背景结合起来，使学生具有探求知识的欲望，为其提供更为广阔的想象与思维空间，有利于培养学生的学科思维和学科意识。

（2）问题式教学方法。通过提出问题引导学生思索。例如，计算机学科的基本问题哥尼斯堡七桥问题引入图论， 梵天塔问题引入递归、算法复杂性问题等，将问题抽象形式化，通过数学方法来解决。

（3）专题式教学方法。涉及到计算机专业的核心课程知识，可由不同的老师做专题讲座。建议在有条件的情况下由学科带头人或骨干教师担任主讲，并使用多种教学手段进行教学。该方法可将密切联系的课程进行整合，体现教师的专业性，获得系统性的知识，打破以往孤立的授课方式。

（4）团队式教学方法。课堂上将学生分成小组，按小组展开相关问题讨论，对一些问题进行大胆的探讨，使学生既融入学习氛围，又培养了团队意识。课后充分利用网络平台教学，建立轻松的学习环境。

（5）实验教学主要以演示、模拟为主，演示具有代表性的实验。有的实验并不要求学生会做出来，通过观察来激发学生思考，使学生更好地领会和理解相关的理论知识并在实验中体会。实行分层次的实验教学，对基础较好的学生提出更高的要求，同时对基础差的学生也是一个促进带动。

4 考核方式

课程的考核方式是检查教学效果的基本手段，反过来又促使教学的改进。计算机导论课程重在“导”，强调总体上的理解，而不是试图要对每一个知识点都详细讲解，因此，应建立多元的课程考核方式，改变过去那种依赖“平时成绩+考试成绩”的模式。适应培养应用型人才目标，加大平时成绩（60%）的考核力度，如问题式教学时的课堂表现、资料收集与整理、团队教学参与情况及总结报告、实验操作技能等；考试成绩（30%）；学习该课程后个人总结及未来规划（10%）。在多元考核体系下使学生自主的参与进来，提高了学习的积极性，既轻松学习，又培养了各方面的能力，取得了良好的效果。

5 结语

《计算机导论》是一门基础课程，但在教学上却是一个难点。本文结合我校的实际情况，根据计算机导论课程的特点及教学中问题的反馈，在教学目标、教学内容及方式上进行了一定的探索和实践。从学生反映来看，普遍认为新的教学方法能有助于更好地吸收课程知识，在学习该课程后对计算机专业有了一个宏观的认识，改变了过去被动式的学习方式。

参考文献：

＼[1＼] 袁方，王兵，等.改革教学方法，发挥计算机导论的“五导”作用＼[J＼].计算机教育，2011（1）.

＼[2＼] 张晓如，张再跃.计算机课程教学与计算科学思想史研究＼[J＼].计算机教育，2008（19）.

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0166-01

《计算机导论》是高等学校计算机科学与技术相关专业本科新生的首门必修专业课，也是学生学习其它计算机专业知识的先导课。该课程担负着系统、全面地介绍计算机科学技术基础知识，培养学生学习计算机的兴趣和热情，提高学生综合素质和创新能力的重任[1]。通过对《计算机导论》课程的学习，学生对计算机专业的所学内容有了全局的、概貌性的认识，为以后各门专业课程的学习奠定了基础[2]。同时，该课程也是对新生的一次具体而详尽的专业思想教育[3]。目前，《计算机导论》课程教学中存在着教学方法和教学手段落后等问题，对其进行改革和完善非常必要。

1 教学目标与内容

《计算机导论》课程的教学目标是使学生通过对本课程的学习了解计算机系统的基础知识，掌握基本的计算机操作技术，培养学生对计算机专业的学习兴趣，理解学习计算机专业主干课程的重要性，了解职业前景与职业要求，力求使学生对计算机专业及其后续课程的学习有一个整体上的认识，为今后在各自的专业中对计算机的使用打下坚实的基础。

《计算机导论》是将计算机基础理论与应用操作相结合的课程，其中教学内容要紧密联系教学目标，重视对学生综合素质培养的要求，将理论知识和实践操作相结合。虽然其课程内容涉及到计算机科学的各个方面，但重点描绘体系框架，奠定知识基础，为今后的深入学习做好准备。具体来说，该课程主要讲述计算机的基础知识、计算机硬件系统、计算机软件系统、数据通信与计算机网络、数据表示方法等方面的内容。

2 教学中存在的问题

《计算机导论》课程涉及的知识面广，且大部分是学生首次接触到的内容，教学中容易使学生感觉学习的内容抽象，过程枯燥，进而影响其学习的积极性，以至达不到良好的教学效果。究其原因有以下几点。

（1）传统教学方式和理念缺乏创新。当前的《计算机导论》课程教学以知识的传授为主，学生往往只能被动地接收教学信息。教学中没有结合本课程的特点进行教学手段的创新，同时也缺少对学生学习能力的培养。落后的教学方式和理念，不但无法实现教学目标，也会对今后其它计算机专业课程的学习带来不利影响。

（2）没有结合学生的不同起点进行教学。《计算机导论》课程教授的对象是刚刚迈入大学校园的新生，由于进入大学前所接受的教育环境不一样，学生对计算机的认识程度也参差不齐，如果仍然采取传统的课堂讲授方法，将很难达到预期的教学效果。

（3）教学中多媒体技术的应用水平较低。当前，多媒体技术在课堂教学中被广泛采用，通过对图文声像的综合展示，提高了课堂教学的效率。但是我们也应该看到，大部分多媒体课件采用PPT模版制作，内容设计流于形式，交互性不佳，无法实现师生双向的沟通，从而使得学生缺乏学习的主动性和积极性。

（4）实验与理论教学脱节。某些地方将《计算机导论》实验课与《计算机基础》公共课实验归为一类，只练习基本的Windows和Office软件操作，这和《计算机导论》的理论教学内容存在严重脱节，使得学生所学的理论内容无法得到有效的操作实践。

3 案例导向的教学方法

在《计算机导论》的课堂教学中，传统教学方法通常先提出概念，然后再对其进行解释说明，无法对每个问题进行深入系统的讲解，对教学内容的深度和广度都难以把握，容易使计算机知识的介绍成为各自独立、互不相关的内容。要改变这种现状，可以选择采用案例导向的方法来组织教学。

案例导向的教学方法是指根据教学目标的要求，组织学生通过实际案例的分析、讨论和操作实践，指导学生综合各方面知识来分析和解决实际问题的自主探究性学习方法。在《计算机导论》的课程中采用案例导向的教学方法，能够产生良好的教学效果，具体有以下几个方面。

（1）能培养学生采用创新思维解决问题的能力。教师应尽可能选择与学生的学习生活关系密切的案例，例如通过组装学生个人电脑的案例来让学生了解计算机硬件系统，能够加深学生对所学计算机相关知识的理解和掌握。案例的讨论分析不是要得到一个标准答案，恰恰相反，这里并没有所谓的标准答案，学生可以从实际应用的角度全面而熟练地掌握所学知识，进一步提高解决实际问题的能力。

（2）能培养学生对所学计算机专业课程的整体认识度。通过将计算机领域的多种知识融合入案例，可以让学生在进入相关专业课学习之前对整个教学体系有一个全面的认识，了解它们之间的关联与作用，系统地掌握计算机科学与技术方法论，并将其贯穿于大学四年的专业课学习当中，从而真正实现《计算机导论》课程的教学目标。

（3）能有效提高学生的学习兴趣和积极性。在案例导向的教学方法中，教师是组织者，学生是参与者，课堂教学过程变成一项师生共同参与交互的有趣活动。通过对案例的讲解与分析，学生会自然而然地开始自主的学习与探究。在交互式的教学活动中所产生的强烈兴趣能够使学生比在采用传统教学法的课堂上更加积极和认真，从而提高教学效果。

4 结语

《计算机导论》是高校计算机科学与技术专业的先导必修课，对于培养学生对计算机的兴趣，提高学生的综合创新能力起到重要作用。针对当前《计算机导论》课程教学中存在的教学方法及手段落后的问题，采用案例导向的教学方法对其进行改革和完善，在实际教学中可以取得良好的效果。

参考文献

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中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.01.067

目前，计算机技术的发展及应用已经遍及国民经济的各个领域和社会生活的各个方面，信息化社会要求所有工作人员必须不同程度地了解和掌握计算机知识。计算机网络的发展和普及，使得计算机的应用范围更加广泛。由此带来的计算机知识在各个专业中的应用也越来越普遍，如何体现本专业的普及性及特殊性，需要我们深入探究。

1 计算思维概念回顾

1.1 计算思维的定义

美国卡内基梅隆大学计算机学院周以真（Jeannette Wing）教授是最早提出“计算思维”概念的学者，她提出计算思维的定义为：计算思维是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。

1.2 计算思维的特征

计算思维的特征表现为：（1）概念化，不是程序化。计算机科学不是计算编程，可进一步说，计算机科学不仅关注计算机，还要求能够在抽象的多个层面上思维。（2）根本的，不是刻板的技能。根本的技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的；刻板的技能意味着继续的重复。（3）是人的，不是计算机的思维方式。计算思维是人类求解问题的一条途径，但绝非要使人类像计算机那样去思考。（4）数学和工程思维的互补与融合。计算机科学在本质上源自数学思维，又本质上源自工程思维，两者的互补与融合很好地体现在抽象、理论和设计三个学科形态上。（5）是思想的，不是人造物。不只是生产出的计算机硬件和软件等人造物将以物理形式呈现并时刻触及人们的生活，更重要的是计算的概念。（6）面向所有人的，所有地方。当计算思维真正融入人类生活的整体以至于不再体现为一种显示哲学时，就将成为现实。

1.3 计算思维的本质及其与计算机的关系

计算思维的本质是抽象（Abstract）和自动化（Automation）。反映了计算机的根本问题，计算是抽象的自动执行，自动化需要某种计算机去解释抽象。

计算思维虽然具有计算机的许多特征，但计算机思维本身并不是计算机的专属。即使没有计算机，计算思维也会逐步发挥，甚至有些内容与计算机没有关联。但正是计算机的出现，给计算思维的研究和发展带来了改变。

2 计算思维在计算机导论教学中的应用

通过对上述计算思维的概念、特征、本质及与计算机的关系的回顾，我们可以试探性地把计算思维思想引入计算机导论教学中。

2.1 激发学生学习兴趣

莎士比亚曾说过“学问必须合乎自己的兴趣，方可得益”。计算机导论课程的作用是引导学生入门，是把学生引入计算机技术殿堂。如果通过本课程的学习，能激发起学生对计算机专业知识的浓厚兴趣，有了兴趣学生才能更主动地学习，才会把后续课程学好，那么该课程的内容选择与教学算是成功了。如何激发学习兴趣是每个教育工作者的必由之路。而计算机导论课程的内容的特殊性又需要我们针对不同的章节提出不同的兴趣出发点。例如，在计算机的发展史部分，我们介绍计算机最早出现的历史，提到一个典故：小说作家谢尔顿在《假如明天来临》里的一个故事说，商人杰夫向经销商兜售一种袖珍计算机，说它“价格低廉、绝无故障、节约能源、十年中无需任何保养”，当经销商打开包装盒一看，原来是来自中国的“算盘”。由这个典故一方面激发学生对早期世界文明的敬仰，另一方面也促使学生了解计算机真正的初衷是作为计算机工具而存在。计算机典故之后再逐步介绍机械计算机时代的开荒者、电子计算机的诞生：从ABC（Atanasoff-Berry Computer）到ENIAC（Electronic Numerical Integrator&Calculator）到晶体管计算机再到集成电路及大规模集成电路计算机。

2.2 重视直观教学法在教学中的应用

往往感性的认知是人们获取知识最直接也是最容易的途径。但计算机导论课程中的许多概念是抽象的，对于那些不易被理解的概念，教师可换种方式，不直接给出定义，而从学生了解的实际示例或已有的经验知识出发，通过模拟演示、直观操作等方式教学，进而帮助学生认识概念的本质，从而达到归纳出概念基础的途径。譬如在讲信息技术这一抽象概念时，可先向学生讨论日常生活中常见的技术（如即时聊天工具QQ、信息采集技术中指纹识别器等），然后引入信息技术（IT-Information Technology）是指一切能扩展人的信息功能的技术，是利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术这一抽象概念。通过这种方式来使学生结合生活实际，将认识由感性认识上升到理性认识，从而加深对概念的理解。但另外需要说明的是，运用直观的教学不是最终目的，只是引导学生积极思维的一种方式方法或者说是手段，为此不能够仅停留在感性，需要在学生获得丰富的感性认知后，对所观察的事物概括归纳，揭示概念的本质属性，使认识产生质的飞跃。

2.3 适当引入合作式学习的教学方式

任何一个高质量的工程，都不是一个人的行为，是多方面、多领域、多部门团队合作的结晶。对知识的探索过程中强调人际互动对认识的发展能起到促进作用。并且大学生未来就业中依然会需要强调合作的重要性。为此我们也可以试探性地把合作式学习模式引入到对计算机导论这样基础但又复杂的课程中。即通过小组教学使得学生之间构建诸如沟通、讨论、帮助、支持、鼓励、评价等一系列的合作互动过程，共同解决学习中的问题，实现学习目标，共享探索成就，体验合作带来快乐的学习模式。而合作式学习模式可在学校资源允许的情况下使用：大班教学，小组讨论，分队竞赛等的思路。在具体实施合作式教学时需说明几点：首先，分组的单位设置。建议每组4～6人为宜，不宜过多，否则在人数过多时不排除会有滥竽充数的少部分学生存在。也不宜1～2人为组，因为人数过少就限定了对分组的任务规模设置不宜过大，否则会使大多数学生因完不成而产生畏难情绪，从而影响合作式学习的初衷。其次，分组时最好由基础、性别、性格、爱好等不同的同学构建组单位，这样可以充分发挥每个学生的特长，调动学生积极参与性、增强各组成员的集体荣誉感。再就是，每组都有多个子题目可选择，而每2～3个组也可以选择同一个子题目，这样既便于组与组之间讨论，也可以保证解决问题的全面性。

2.4 加大实验教学力度

目前，大多数学校认为实验主要是对理论的验证性模拟，进而忽略了实验教学的重要性，往往把实验教学环节的课时安排得甚少。另一方面，在实验教学时，有的仅强调基础性实验，造成了实验内容的简单、陈旧，使得学生失去了实验的兴趣。为此，我们强调需要加大实验教学力度，防止学生出现眼高手低，看懂了却不会做的情况。

为达到实验教学的目标，需要老师精心安排课堂及课后实验作业，要有计划地选择能够涵盖课堂教学中知识点的综合性习题作为实验内容，能够让学生在实验过程中学习和掌握到计算机的技能。对于那些对计算机有浓厚兴趣的学生，就更应该让他们参与到相关的教学活动中来，进而锻炼学生的自主学习和科研能力。另外需要说明的是，还应强调作业的重要性，使每个学生都有作业可做，又要防止少部分学生因为听懂了，而应付作业的行径，为此，作业布置要大类似而细不同。

3 结束语

通过引入计算思维概念及相关属性，使我们构建出了，在计算机导论这一计算机专业入门课程教学方式的探讨。引入计算机导论教学中可从激发学生兴趣开始，到直观教学为基点，再到合作学习和重视实验及作业为蓝本的教学方式方法中。探讨我们计算机教学教学工作者目标是要培养出懂理论、能动手、善协作的全方面发展的计算机人才。

参考文献

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近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象，很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向，另一方面相关的企业招不足需要的人才，存在着供需结构性失衡。国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革，但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响，制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架，既要培养学生较强的实践能力，又要有完整的知识体系，使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重，一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划。这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力，从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求，而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会。同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程，计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势。这些都对计算机专业的发展构成了挑战。

一、计算机专业面临的挑战

随着我国高等院校的数量逐年增加，在校生总数达到前所未有的数量，设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所，建立软件专业的学校600多所。除了计算机系（学院）外，很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系。随着信息技术在各行业的应用，极大地推动了人们学习计算机技术的热情，同时也给计算机专业带来巨大的挑战，信息技术的全球化，使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点，谋划布局新的技术创新点。挑战催生动力，创新获得优势。在此形势下，迫使我们努力思考：计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战？

二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇

物联网的概念是在1999年提出的。IOT（The Internet Things）也就是“物物相连的网络”。“物联网”是在“互联网”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间，进行信息交换和通信的一种网络。通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备，按照设定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息传输、计算、处理、知识挖掘，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理，达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的，实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接。

物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术，相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点。各高校也积极设置、建设相关的专业，“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生，同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列。

物联网技术涉及的原有专业非常多，有计算机，电子、传感器，自动化，自动控制、通信等等，还有相关的行业应用特点，使得物联网技术成为一个涵盖面广，应用广泛的一个大领域。而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业，基本上90%以上的院校都有计算机相关专业，99%以上的院校都有计算机课程。计算机专业的毕业生风光不再了，生源萎缩了，计算机专业如何在物联网大发展的形势下，进行创新获得新的生机与活力。需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来，找准自身定位，立足学生的长远发展，进行课程创新，教学计划更新。物联网工程导论是一门物联网技术的导入课，以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述，可以作为计算机专业的一个扩展，为进入物联网研究作导入。

三、物联网工程导论的课程特色

物联网工程导论课程的综合性强。作为典型的交叉学科，物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多，涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科，具有很强的综合性。其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系，很多概念也较宏观 ，这在教学上对教师的知识面要求很高。

但在强调物联网工程导论的融合背景的同时，应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程 ， 与计算机技术有着密不可分的联系，具有较强的实践性。要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景 ， 掌握该课程的基础知识和基本技能 ， 同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现，比如在课程中学习的多种编码方法，都需要编程实现。

于此同时，物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系，如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容，它的发展具有深厚的信息技术基础，广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域。物联网不是互联网的简单接入和应用，它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用，必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用，带动广泛的学科交叉与融合，为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间。

四、教学方法研究与设计

（一）强调学科背景，激发学习兴趣

物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景，有众多现实的应用例子，接受起来比较容易。很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣。此外，由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念，部分学生在学习的过程中，会下意识地觉得物联网太大，是搞科学研究人员学习的内容，对就业没有什么太大的作用。这势必会影响到学生正常的学习态度，从而影响整个课程的学习效果。

因此，我们设计在第一次课时，结合物联网的学科特点以及与计算机的联系，强调随着通信和网络技术的发展 ， 人类已进入了信息化的社会， 大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力，物联网工程导论正是信息技术发展的前言。因此 ， 学好这门课程就显得尤为必要和重要，从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动。

（二）因材施教，打通学科联系

物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设，此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束，与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程，如网络工程、信息系统等。如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识，一方面，由于学生对理论课程的学习早已结束，部分知识已经淡忘，另一方面，刚开始接触计算机的专业课程，兴趣难免转移。为此，针对学生特点，对授课内容做了如下调整：

首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强，必须合理地筛选授课内容。在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下，重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点。在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系，如算法对程序设计的作用，施工技术对网络性能的影响等。

其次强调概念、理论的物理意义，联系应用以培养学习兴趣。由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的，过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥，渐渐造成学习兴趣的下降。针对这种情况，应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下，淡化学科区分和界限，强调融合应用。同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。

（三）创新教学手段，培养学生职业技能

著名《学会生存》一书中指出：教育既有培养创造精神的力量，也有压抑创造精神的力量，这就说明了教学方法，对学生的学习效果的重要性。为此在物联网工程导论的授课过程中，除了采用传统的老师讲，学生听的授课方式，更注重发挥学生的主体作用，采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段。

如：对于RFID模块开发，首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解，进行学生分组，布置开发作业在课后进行分析开发，然后再在课堂上分组上台进行展示解说 ， 并让下面的同学提出问题 ， 在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解，最后布置课后实践，要求学生全部会简单开发。通过自学、讨论、实践三个环节，使得学生们的学习热情很高， 纷纷花大力气查阅相关资料，积极讨论，学生的积极性得到空前激发，对所学内容有了较深的理解。

五、结束语

物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程，也是最近几年快速发展的一个课程，笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状，分析了该课程的特点，从教学内容，教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会，期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展，使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求。

参考文献：

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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）20-0072-02

计算机导论是关于整个计算机学科综述性导引课程，是计算机专业学生的一门先导基础课程，它主要讲述计算机科学的特点、历史渊源、发展变化、知识组织结构和分类体系。安排在大学一年级的第一学期，通过该课程的学习，既要使学生全面了解计算机科学与技术专业的概貌，激发学生的学习热情，建立起学好计算机科学技术知识的信心。更重要的是可以从总体上把握各门专业课程和专业基础课的关系，有助于学生明确进一步学习的目标，为以后的专业学习建立学科框架基础。

一 高职高专计算机导论在教学中存在的问题

本课程内容包括概述、计算机基础知识、计算机系统结构、操作系统、网络技术、程序设计与算法分析、信息系统、软件工程等，具有内容多、涉及的知识面广、概念集中的特点。而对于高职高专类学院的计算机专业教学，由于学制短（通常是2～3年）、学时有限，很难把握教学内容的广度和深度。通过调查我们发现，大部分学生对计算机导论课程的作用认识不够，有的是学过就忘，认为本课程对后续课程的帮助不大；另外，有的学生觉得内容太多理论性又太强，学习起来没有兴趣；还有的认为难度太大，学不懂。这样，必然导致学生在以后的专业学习和自我学习能力培养方面出现很大的障碍。

二 分析问题的原因及改革建议

1.教学定位不准确导致教学内容不适宜

目前在教学中对计算机导论的定位概括起来有两种。一种是将导论的学习等同于计算机文化基础（或计算机操作初步），认为只要教会学生日常的Windows操作、打字及Office办公软件就够了，而对于计算机理论的学习因为涉及的知识面广、内容较多、学生缺乏兴趣就讲得很少甚至不讲。显然，这种定位降低了教学要求，与计算机导论课程的主旨相去甚远，当然也就完不成导论课的重要任务。另一种是将导论课设计成一门纯理论课，理论教学过于复杂，使刚入学的大学生一时难以接受教师所讲的众多计算机理论内容。这种情况下，尽管老师在课堂上花很大的力气对一些抽象的理论内容做详细的讲解，但由于面对的是大学新生，这种教学效果往往不好。由于课时的限制，每堂课都组织得非常紧张，新的名词、概念、理论过多，严重影响了学生对知识的理解和吸收，打击了学生日后学习的信心，产生一系列的负面影响。

2.学生基础存在差异导致教学内容难把握

由于现在的院校基本都是面向全国招生的，这就导致入学的新生来自全国各地，对计算机知识的掌握程度不同。其一，在入校前，存在家庭经济条件、对电脑接触时间长短等差异。通过调查我们发现，学生对电脑的兴趣有很大的差异，有的学生本身就很喜欢电脑，从而选择了该专业，因此这部分学生对电脑的兴趣很高；有部分学生对电脑没有多大了解也不是很感兴趣，只是由于家长的决定才被迫选择了该专业；有部分学生对电脑毫无兴趣，甚至讨厌电脑；还有部分学生是由其他专业调剂过来的，没有自己的想法，更无所谓兴趣。其二，由于地域城乡教学水平的差异，很多地区的高中甚至初中和小学就开设了信息技术课程，有的甚至还学习了一些软件编程的知识（C语言程序设计），而一些农村来的学生，基本上没碰过电脑，这给计算机导论课程的任课教师在教学内容安排上造成了一定的困难。

3.计算机导论课程内容及体系结构改革依据

上海市每年都组织高等学校计算机等级考试（简称计算机一级），旨在检测和评估高校计算机应用基础教学水平和教学质量。考试时间一般固定在11月份，学生处于大二第一学期前半学期。考试内容涵盖了计算机应用基础知识、操作系统和办公软件使用、多媒体技术基础和计算机网络基础。而高校计算机专业的教学安排很难覆盖到考试要求的所有内容，这就造成计算机专业学生一级考试的通过率还不如非计算机专业的学生。而计算机导论课内容恰好能涵盖计算机一级考试内容，时间上刚好在计算机一级考试之前。笔者就组织了课题组老师进行多次讨论，看能不能将计算机一级考试的内容完全融合到计算机导论课中。这样既可以通过计算机一级考试的通过率来考核该课程的教学质量，同样学生也可以通过是否拿到计算机一级证书作为检验该课程的学习成果。

计算机导论课应该能够使学生学到相应的一些实用技术而不完全是枯燥的概念介绍。实用技能的学习是最受学生欢迎的，也是其最感兴趣的。但在内容选择上，应该是最基本的，在学习、生活中又是最需要的，使其能够用所学知识解决一些实际问题，为学习、工作带来方便。因此，本课程总体以“基于工作过程”为指导，将知识点的介绍融入具体的实际应用中，并结合上海市一级考试的考点要求，以此为依据确定本课程的课程内容。

4.计算机导论课程内容及体系结构改革方案

计算机导论课程内容及体系结构的设计充分注重学生综合素质提高的要求，将实践教学明确放在重要的位置，更好地体现学科的理论性和实践性相结合的特征。通过拓宽知识面和强化理论性教育来实现对学生创新能力的培养，使学生为今后的学习打下良好的基础。

总体设计以学习性工作任务为载体，按学习情景（学习项目）的教学顺序描述教学内容，按学生应获得的知识、能力与素质说明学习目的和要求，特别要突出能力要求。具体方案如上表所示。

三 结束语

计算机导论课程的教学难点在于知识的广度和深度不好把握，本文结合该课程的特点和教学中发现的问题及计算机专业学生计算机一级考试通过率不高的现象，主要讨论了上海地区高职高专院校在计算机导论课程内容和体系设计上的改革方案。整个教学过程以“工作任务”为导向，将具体的知识点融合到具体的实际应用中，同时将计算机一级考试的通过率也纳入到计算机导论的课程考核中来，取得了良好的教学效果。

参考文献

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智能科学与技术是西安电子科技大学于2005年获教育部批准、2008年被评为第三批国家级特色专业建设点的一个本科专业。智能计算导论课程是该专业的一门主干课程，主要向学生介绍智能计算、系统辨识和优化的方法以及这些智能计算方法的一些高级应用。该课程在大三下学期开设，至今已经有四届本科生(至少500名)上过这门课程。如何让学生对该门课程产生浓厚的兴趣，并为有志于深入研究智能计算的学生指明方向，成为我们教师首先注重的问题。在这样的目标引导下，我们从选择教材、准备教学内容、制作ppt、探索教学方法入手，形成了目前的“立足基础、动手编程、展望前沿”的教学体系，深受学生的欢迎。在此，我们对这门课程有关教学的各个方面进行总结和思考，以期更好的提高我们对该门课程的教学质量，同时希望这些心得体会能为同行提供参考。

1教材选择

教材是教师教学和学生自主学习的重要工具。鉴于智能科学与技术专业的本科生每年上研究生的比例保持在50%左右，所以在教材的选择上，既要满足毕业以后选择参加工作的学生在“广度”上的需求，又要满足毕业以后继续攻读研究生的学生在“深度”上的需求。同时也要能激发学生的学习兴趣，使学生能掌握理论基础、理解生物和工程应用的背景并能了解智能计算研究的过去、未来、现状及前沿。鉴于以上要求，我们选择了西安交通大学徐宗本教授等编著，科学出版社2003年5月出版的《计算智能中的仿生学：理论与算法》。这是一部顺应了信息技术与教学发展要求的教材，它系统地介绍智能计算的基本理论、基本原理与基本方法，选择了既能代表智能计算过去20多年间发展的最突出成果又能反映智能计算当前研究热点的模拟进化计算、人工神经网络理论和模糊逻辑与模糊推理[1]。

在教学中，我们的ppt采用中英文相结合的方式，在基础理论部分使用中文ppt便于学生理解；在介绍我们团队的研究成果、具体算法和国际发展前沿时采用英文ppt、中文讲解相结合的方式，这样中英文对照，一方面加深了学生对教学内容的理解，另一方面也为学生今后阅读专业的英文论了铺垫。

2课程特点及教学内容

智能计算是以模型(计算模型、数学模型)为基础、以分布并行计算为特征的模拟人的智能求解问题的理论与方法[1-3]。不同于一般的课程，其特点在于它是一个交叉学科。该课程主要向学生讲解三部分内容，具体如下。

1) 仿生过程算法：模拟进化计算(20学时)。该部分主要以教材为主，重点讲解模拟进化计算技术的基本原理、生物基础、算法框架、基本要素、本质优点及其适用领域；并从编码、群体初始化、个体评价、遗传算子和参数选择这五个用遗传算法求解问题需要解决的关键问题进行了详细的阐述。同时，借鉴“智能感知与图像理解教育部重点实验室”的最新研究成果，向学生介绍了基于人工免疫系统的免疫克隆选择算法，并强调了与遗传算法的区别和联系。

2) 仿生结构算法：人工神经网络(14学时)。该部分主要通过向学生简要介绍神经网络的生物背景、数学模型和学习机理，重点介绍了感知器和单层前向网以及多层感知器，简单介绍了径向基函数和回归神经元网络。

3) 仿生行为算法：模糊逻辑与模糊推理(12学时)。该部分简要介绍了模糊逻辑的生物基础，通过与经典集合的对比向学生展示了什么是模糊集合及其运算、模糊关系及其矩阵，最后简要介绍了模糊推理的各种模型。

3教学方法

3.1结合实例的讲解

为了更好的让学生理解智能计算算法是行之有效的，我们选取合适的示例，并结合算法让学生从算法机理上明白该类算法是有效的，其仿生背景是合理的。比如在讲解遗传算法这部分时，首先讲明了学生大三上学期学过的共轭梯度法、拟牛顿法、单纯形方法等基于梯度方向的经典优化搜索算法，无法求解目标函数不具备可导等数学信息的问题，以及离散性问题、不确定性问题、半结构或非结构化的问题和大规模问题。而遗传算法直接以目标函数值作为搜索信息，这样对许多目标函数无法求导或很难求导的函数，遗传算法就比较方便。为此引入如下优化问题：

max f(x1,x2)=21.5+x1•sin(4pi* x1)+x2•sin(20pi* x2)

s.t.-3.0≤x1≤12.1

4.1≤x2≤5.8

然后从如何编码、如何初始化群体、如何对个体进行评价、如何选择合适的交叉、变异等遗传算子以及如何选择算法中用到的种群规模、交叉概率和变异概率等参数方面，详细地向学生展示了遗传算法求解问题的机理和要解决的关键问题。同时向学生展示了遗传算法求解该问题的寻优曲线，以及所求得的满意解。这种方法有利于提高学生的学习兴趣，增强了记忆，加深了理解，取得了良好的教学效果。

3.2实践能力和科研兴趣的培养

智能计算是一门理论和实践紧密结合的学科，该学科的发展日新月异，在智能信息处理领域的地位越来越重要。因此在智能计算的教学过程中，不仅要注重传授知识，更重要的是要培养学生的能力和素质，以培养学生对科研的兴趣[4-6]。在教学中，我们采用了上机实验的教学方式。比如，在学生掌握了遗传算法求解问题的基本流程以后，我们要求学生在计算机上实现遗传算法求解3.1节所述的优化问题。在上机实验过程中，学生不仅掌握了如何在计算机上实现遗传算法，更加形象直观的了解遗传算法的寻优过程。更重要的是通过上机，学生深入理解和掌握了遗传算法求解问题的每一个细节，并对编写程序产生了浓厚的兴趣。

同时，为了让学生更深刻地理解针对不同的问题需要设计不同的遗传算子，让学生用遗传算法求解了一个较简单的TSP问题。并说明遗传算法求解不同的问题要有不同的编码、群体初始化和个体评价方式，并需要设计适合问题的遗传算子以及需要调节参数以达到好的求解效果。鼓励学生通过查资料等方式编程实现对该问题的求解。意想不到的是，通过两周的时间，大部分学生都能亲自编写自己算法的程序源代码，并求得了较好的结果，从而培养学生独立解决问题的能力。同时，向学生展示我们课题组对TSP问题研究的最新成果，比如10万个城市的Monalisa_ small问题，71 009个城市的China_71009，同时告诉大家目前求解TSP问题最好的成果，解决该类问题最出名的专家，从而大大激发了学生的科研兴趣。

3.3实验设计能力的培养

实验设计能力的培养也是本课程的一个重要内容。比如，在人工神经网络部分，在向学生讲解了感知器的学习算法之后，让学生根据感知器学习规则，试写出算法流程，并通过实验实现一个感知器。让学生在自己实验的设计中加深了对知识的理解。

同时，随着智能计算的快速发展，每年我们的教学内容和课件都在更新，以包括最新的研究内容，尤其是我们课题组的研究内容，从而扩大学生的知识范围。

4考试方法

对智能计算导论这门具体课程来说，最重要的是注重学生的交叉学科知识和能力的培养。因此，本课程的考察方式主要采用：1)闭卷考试。主要考察对智能计算原理的理解和综合运用能力。2)课程作业。要求对介绍过的各种智能算法的概念、原理、方法、应用等方面进行总结、分析、对比等，形成一个简要总结报告。3)科技报告。要求学生在智能计算领域的主流英文期刊上选择感兴趣的英文文献，翻译成中文；

或者就智能计算领域的一个感兴趣的话题谈谈自己的主张和看法。4)出勤率。根据学生平时到课的情况给出该项分数，其目的是督促学生按时到课。该门课成绩分配如下：成绩=闭卷考试(50%)+小作业(20%)+大作业(20%)+出勤率(10%)。

5结语

本科智能计算教学的困难之一是学生的数学基础有限，因此为了让学生能更好的理解原理和方法，我们弱化了复杂的数学推导，通过借助具体的实例来提高学生的学习兴趣，加深对问题的理解，增强对知识点的记忆。同时我们也期待能寻找到更合适于本科生的教材来供学生自主学习。智能计算是实践性很强的科学，并且该学科的发展十分迅速。在教学实践中，我们十分重视学生动手能力和科研兴趣的培养。通过编写程序、实验设计和科学报告的形式引导学生积极动手，积极思考。

参考文献：

[1] 徐宗本,张讲社,郑亚林. 计算智能中的仿生学:理论与算法[M]. 北京:科学出版社,2003.

[2] 丁永生. 计算智能:理论、技术与应用[M]. 北京:科学出版社,2004.

[3] 蔡自兴,徐光佑. 人工智能及其应用[M]. 北京:清华大学出版社,2004.

[4] 戚玉涛,刘芳,焦李成. 模式识别教学实践与课程改革[J]. 计算机教育,2010(10):24-26.

[5] 吴建设,于昕,焦李成.“智能控制”教学方法探索与思考[J]. 计算机教育,2010(10):93-95.

[6] 韩红,焦李成. 谈计算机视觉课程的教学创新[J]. 计算机教育,2010(10):84-86.

Research on Intelligent Computing Introduction Course Construction

SHANG Ronghua1, LI Yangyang1, JIAO Licheng1, HOU Xiaohui2

(1. School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China; 2. Teaching Affairs Faculty, Xidian University,

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一、整体性原理

整体性原理是系统论最基本的原理，揭示了要素和系统的关系。在教育领域，教师、学生、课程（基础课程和专业课程）、学习环境、教学目标（基础能力和专业能力）等要素构成了一个微观的教育系统，各要素必须融于系统之中，成为一个整体。

就计算机基础课程及专业课程教学而言，如何将其有机地融合为一个整体，可以从教学内容、教学方法、教学目标等方面进行融合。以旅游管理专业为例，Excel的公式使用是计算机基础课程的教学目标之一，而统计旅游数据报表、旅游资费核算等是相关专业及企业岗位要求学生达成的专业技能。因此在计算机课程中融入专业知识，将计算机能力和专业能力的培养有机地结合起来，才能提高教学效率。

二、相关性原理

系统论中常常用“有机关联性”来强调各个要素之间的相互关联、相互作用。整个系统的运转依靠各个要素的协调工作，如果某一个部件发生故障，整个系统的功能就会下降。同样的，如果各个要素之间没有有机的联系，也不能发挥系统的整体优势。

在微观的教育系统中，教师根据教学目标（岗位需求）设计教学内容，并通过基础课程和专业课程的形式，培养学生的综合素质和职业能力。在这里只探讨计算机基础课程和专业课程之间的关系。南京旅游职业学院的马卫等老师做了一项关于旅游从业人员计算机技能要求的调查，从调查数据中看出，行业软件、Office办公软件、操作系统维护排在前三位。现在Office办公软件、操作系统已经纳入计算机基础课程培养目标中，遗憾的是行业软件（如酒店信息管理系统等）的教学却游离在外。这些行业软件的讲解通常是以专业课程形式单独开设的，教师的讲授很少深入到具体的计算机应用层面，更多的是理论知识的讲解，实践课大多流于形式。这种计算机基础课程与专业课程的割裂状态，造成了师资浪费和学生知识脱节的状况，因此加强专业课程与计算机基础课程的互通及联系是改善课程教学情况、提高旅游专业学生从业能力的迫切需要。

三、有序性原理

系统论的有序性原理揭示了系统结构与功能的关系。系统的有序性通过结构来体现，包括空间排列的有序性和时间排列的有序性两方面。

系统的有序性主要从功能方面来理解，就是说要素的组合排列形式要尽量适应功能的需要。教育的本质是一种动态的实践活动，改变现有教学结构，可以提高教学效果，如在教学实践和教学内容方面，重新规划计算机课程和专业课程的教学，在计算机课中融入专业知识，在专业课中培养计算机技能。

现在大部分旅游高职院校，计算机基础课程通常只在大一年级开设，大多数专业课程包括与计算机技能相关的专业课程在大二及以上年级开设，比如酒店信息管理系统等。从时间和内容上看存在一定的断层现象。以旅游专业为例，面向专业需求开设相关的计算机课程示例如下：

第一阶段注重基础技能的培养，所有旅游专业学生在专业需求方面要求掌握文字处理、数据图表、报表生成、收发邮件、信息收集等日常办公技能，可开设的计算机课程包括操作系统、Word、Excel、Powerpoint、电子邮件、搜索引擎等，具体工作任务如旅游简报制作、旅游景区介绍、收发邮件等。

第二阶段偏重专业技能的培养，根据不同的专业需求开设不同的计算机课程。如旅游管理、酒店管理、旅行社等专业，要求重点掌握行业软件的使用，可开设的计算机课程有Excel高阶运用、数据库、酒店信息管理系统、旅行社信息管理系统等，具体工作任务如旅游收益统计、员工工资管理；景区开发、旅游工艺品设计、城市园林等专业，要求重点掌握图像编辑软件，可开设的计算机课程有Photoshop、3D等，具体工作任务如景区图片处理、旅游工艺品制作、园林制图；旅游营销等专业，要求重点掌握旅游电子商务、广告宣传，可开设的计算机课程有网页制作、电子商务等，具体工作任务如旅游主题网站制作、旅游产品网络营销。

四、最优化原理

系统论追寻的最终目标是最优化。最优化是指系统内部与条件的相互作用，可以在一定条件下使得该系统最大限度地接近某一客观标准，实现最优。最优化的形式，包括系统结构最优、运动过程最优、功能最优等。

传统教学过于强调按照学科或专业进行分科组织教学，系统论教学强调用系统方法研究教学系统中各个要素之间的本质联系，使各要素有机结合，共同完成教学系统的功能，以达到最优目标。把计算机技术作为一种工具融进专业课程的学习，可以促进学生在某一知识范围或专业领域的学习。在某种程度上说教育系统的最优化可用教学目标的达成和学生职业能力的提高相结合作为评价标准，在这个标准下制订教学方案，争取最优结果。

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[论文关键词]行动导向 实训项目

一、行动导向的教学

 

行动导向教学，又称实践导向、活动导向、行动引导教学，被认为是目前职业教育教学层面改革的一种有效手段。对于行动导向的发展，一种普遍的观点认为是始于上世纪80年代德国的职业教育改革，在1996年德国的一次州文化部长联席会议上首次提出“要以学习领域为基本原则组织与职业相关的教学内容”。在1999年正式颁布的《框架教学计划》中要求职业学校要按企业生产任务的要求组织教学，以职业行动体系替代专业的学科体系，并指导职业教育的目标包含“知识、技能和关键能力”。要达到这种目标，需要开发一种新的教学方法，这就是行动导向教学法。

行为导向教学法是一种全新的教学模式，它要实现的目标就是培养学生的行动能力，一个人的行动能力包含有技术能力（与专业相关的知识、技能）、方法能力（分析、计划、引导、控制、信息、媒体的使用能力）、社会能力（沟通、交往、团队、管理等）以及个性能力（自我管理、主动学习等）。正是由于行动导向教学对于培养人的全面素质和综合能力起着十分重要的作用，并在实施过程中产生明显效果，受到了职业教育界的重视，引领了职业教育的改革。

行动导向教学法强调以企业任务的要求组织教学，以职业行动体系来进行教学，这就要求在学习的组织中围绕学生为主体，教师是学习过程的组织者与协调人，学生通过企业任务式教学，完成“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的行动过程，在教学过程中，教师与学生互动，让学生通过“独立地获取信息、独立地制定计划、独立地实施计划、独立地评估计划”，获得行动领域的知识、能力和素质的提升。

常用的行为导向教学方法包括：大脑风暴法、卡片展示法、项目引导法、文本引导法、模拟教学法、角色扮演法、案例教学法等。不管哪一种方法，其根本就是引导学生用心、用手、用脑去完成一个完整的行动过程，提升自己的行动能力。

二、计算机基础课程的现状

计算机基础课程是高职高专非计算机类专业开设的一门基础课程，大部分高校已将计算机基础课程纳入了公共基础课的范围，是大学生入学后所学的第一门计算机课程，部份省份还将计算机基础和英语一起列入为统考或联考的科目，并颁发联考的计算机一级证书。主要培养学生掌握计算机的基础知识（计算机硬件、软件和网络等）、通用职业能力（文档处理、统计报表制作、图形处理、网络应用、多媒体基础应用等），并培养学生具备基本的对信息进行搜索、处理、组织和利用的职业素质。

进入大学校门的学生，在信息技术方面的基础有着很大的差异，有部分学生已具有较高的信息技术能力，但也有一些连计算机都没亲自接触过。目前理论教学、实训操作的灌输式的教学模式仍较为普遍。一方面基础较好的学生觉得太容易、太简单，而没有学习兴趣，另一方面基础弱的学生觉得枯燥无味，特别是有关计算机的基础理论部分，如二进制的、计算机的结构等，使学生觉得较难理解。根据近几年来计算机联考的数据统计，无论是基础好还是弱的学生，联考中的理论成绩都不很理想，在计算机的操作方面，有时还出现平时“玩”电脑很在行的结果不合作的情况。因此做好教学设计，平衡基础差异的学生，提高学生的兴趣，提高课堂的有效性就变得越来越重要。

三、基于行动导向的计算机基础课程理实一体化教学的设计与实施

计算机基础课程，虽然只是一门通用的基础课程，实际上也是一门很实用的职业性课程，例如文档编辑及处理、表格制作及数据统计计算、演示文稿制作等，几乎所有的职业岗位都会涉及到，为此我们按照职业岗位的要求和课程的目标要求，设计了一系列实训项目。例如在计算机基础知识部分，我们设计了组装一台合适本专业使用的电脑、安装本专业将要使用的软件两个项目，在WORD文档处理部分布置了编辑制作班级板报、毕业推荐书两个任务，在电子表格EXCEL部分布置了制作成绩表、协助班主任打印成绩单两个任务，在POWERPOINT部分布置了制作“我的家乡旅游推介”演示文稿制作项目，推行以项目为载体的行动导向教学。

行动导向教学模式的实施步骤，最常使用的就是“六步法”：资讯——计划——决策——实施——检查——评估。具体步骤如下：

（一）资讯（引入课题）

在每个项目教学前，首先教师要将教学的基本材料准备好，包括参考用课件、资源、器材。其次向学生提出项目任务、提出分组要求，完成项目小组的组建。例如在计算机基础教学的WORD部分，我们设计了“做一个班级活动版报”的任务，每组5个人，分工合作完成文字编辑、图片扫描处理、图文混排等，最后打印进行展示。小组成员分别在小组中都扮演不同的角色，甚至有时一个人扮演多种角色。不同任务时组员的角色要进行变换，从而使小组中的每个人都有机会扮演不同的适合完成小组任务的角色。

（二）计划（制定工作计划）

先由学生小组讨论、制定任务的工作计划、工作步骤，了解技术及操作要点，教师可参与其讨论，并最终认可小组的计划。

（三）决策（收集信息，确定思路）

学生根据分工，阅读教师预先给定的材料，并配合上网查找相关信息，整理并加工，经过小组讨论，制定出切实可行的技术方案。

（四）实施计划（完成操作）

学生根据分工和合作的要求，按制作好的工作步骤和程序进行，完成方案中的任务，必要时教师进行指导。例如，对学生第一次使用数码相机、扫描仪等工具时进行技术方面的指导，在实施计划中，基础强的学生自动帮助基础弱的学生，形成了良好的团队合作氛围。

（五）检查

各小组自我督促工作的进展情况，教师作为旁观者、指导者，提醒学生按照计划完成任务，对可能出现的差错要能预知和及时纠正。

（六）评估

先由学生小组对自己的设计的板报进行自我评价，并能每个成员的工作进行记录和评价。经过修订和打印后集体进行展评。可采取小组互评、集中点评、典型评价等形式，使学生在评价中获取改进的知识、技巧，形成自身的经验。

四、基于行动导向教学实施的一些思考

1.行动导向型教学法的目标是培养学生的行动能力，强调学生通过行动来学习。在整个教学过程中，要始终体现学生为主体，教师为主导。要发挥团队整体、个体的作用，教师必要时进行调节和督促教学进程的执行。

2.行动导向教学法的教学进程要进行精心设计，教师要引导学生使用头脑风暴法、小组讨论法、辩论法等，指导学生通过行动过程，来理解项目所包含的知识、能力的要求，促进学生知识的构建。

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中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

这几年,计算机学科教育飞速发展,培养规模发展十分迅速。目前全国有600多所高校开设计算机专业,每年毕业生超过六万人,伴随而来的是巨大的就业压力。计算机学科本身又是一个发展日新月异的学科,这给高校计算机专业教育人员带来了巨大的挑战。如何培养适应市场需求的学生,如何应对飞速发展的专业知识?成为计算机专业教育工作者的当务之急。

如何培养计算机专业人才,从计算机专业教育工作者的角度来看,最重要的是计算机专业课程体系的设置。在课程体系的设置中,我们应突出“计算机科学导论”课程的作用。

2 “计算机科学导论”课程的重要性

“计算机科学导论”课程并不是计算机专业的核心课程,但是此课程是计算机专业主要专业课程的一个简洁压缩版,在整个计算机学科专业教育中起到了提纲挈领的作用。

在新生刚开始接触计算机学科的时候,经过调查我们发现,虽然有的学生以前学过计算机方面的相关知识,比如学过Office基本操作或者BASIC编程,但是绝大部分学生并不知道在大学计算机专业能学到什么,应该学到什么。而“计算机科学导论”课程作为计算机专业学生来到大学学习的第一门计算机相关的课程,直接关系到学生对计算机学科的第一印象,影响他们以后继续学习其他专业课程的兴趣。更重要的是,“计算机科学导论”介绍了计算机学科的专业知识体系、相关学科基础、核心概念、典型方法、基本问题,这门课程能使学生认识到高等数学、大学物理等基础课程在今后的专业课学习过程中的重要辅助作用,也能使学生了解一些计算机专业课程之间相辅相成的关系,由此可见“计算机科学导论”是一门非常重要的引导性课程。

3当前“计算机科学导论”教育存在的问题

3.1对“计算机科学导论”课程的基本目标认识不足

目前,部分教师容易陷入到对“计算机科学导论”课程所涉及专业知识的讲解中,从而导致一些刚进入大学、刚刚接触计算机学科以及缺乏计算机学科理论基础的学生在知识理解上的巨大困难,容易使他们逐渐丧失学习的兴趣,对他们今后的发展造成不利影响。

3.2 “计算机科学导论”课程教学不完善

当前,“计算机科学导论”课程基本上还是仅有课堂学习,缺乏足够的实践动手操作,而且师生间的交流不足,对学生的学习兴趣的提升没有多少帮助。

3.3人文教育的忽视

在计算机科学高速发展的今天,很多高校的计算机教育教学计划中都将培养学生对计算机原理、操作等技术方面的内容作为主要目标,教师的教学任务就是教会学生如何理解计算机的设计原理、如何使用互联网或怎样进行更深入的编程、规则设计。不仅仅是学校,学生家长更关注的也是学生在学校是否学到了真正的技术,是否能够凭此获得一份好的工作,这种片面的追求直接导致了教学中人文精神关注度的弱化。这种情况导致的后果令人担忧:越来越多的网络黑客,数字化犯罪数量的与日俱增,信息垃圾的泛滥……

4 “计算机科学导论”教学改革思路

针对当前“计算机科学导论”教育存在的问题,本文提出以下教育改革方案:

4.1认清“计算机科学导论”课程的基本目标

“计算机科学导论”课程的两个基本目标是认知和导学。

(1) 认知。“计算机科学导论”应该看成一种高级科普教育,而不应该像专业课程一般深入讲解。

对于刚上大学的学生来说,“计算机科学导论”课程中的关于其他专业课程方面的知识是难以理解接受的,如果深入讲解这些在导论中出现的知识,会使学生感觉一头雾水,逐渐丧失学习兴趣,效果事倍功半。相反,如果对于这些专业方面的东西仅仅做一个概括的说明,使学生知道这是以后将要学习的一门专业课程,把教学的重心放在对计算机学科的详细介绍上,讲授相关计算机学科的发展,激发学生的学习热情,可能会收到更好的效果。

(2) 导学。“计算机科学导论”是整个大学计算机专业学习的一门引导性课程,所以此课程的教学应尽量在激发学生学习兴趣上做更多的努力,让学生在兴趣中看到计算机学科的定义、学术范畴、学科概貌、专业方向以及学科前景,并引导学生用正确的方法方式去认知和学习学科专业知识。

4.2完善“计算机科学导论”课程的教学

尽管国家很早就开始提倡素质教育,但是中、小学巨大的应试压力使得这一政策难以得到彻底实施,大学生没有那么大的应试压力,所以,从大一开始我们就应该付诸实施素质教育,努力培养合乎市场需求的现代大学生。而素质教育很大程度上体现在课程教学上。

以北京理工大学计算机学院的“计算机科学导论”课程的教学为例,经过课程教研组所有教师的共同努力,这几年的教学取得了不错的成绩。首先,这门课程近几年突出了实践操作的重要性,增加了十多个学时的上机练习;另外,这门课程还增加了学生PPT自我展示部分的实践环节,这对提高学生的学习积极性有非常重要的作用。这些都是宝贵的教学经验,应该继续保持并得到发扬。

4.3加大人文教育的关注

大学不应该仅仅能够教会学生专业知识,更应该教会学生如何正确运用自己学到的知识。作为计算机学科的引导性课程,“计算机科学导论”教学中应该着重关注人文精神的传播。

所以,在“计算机科学导论”的课程教学中应该强调以人为本,强调教学对主体“人”的关注。在“计算机科学导论”课程的教学过程中,教师应将科学知识纳入人文教育,使二者相互融合地体现在教学的整个过程中。在“计算机科学导论”的教学过程中要鲜明地突出人的主体地位,让学生们理解技术是人的能力的延伸,也包含了人类的道德、价值等精神内涵在其中,而不是完全冰冷的客观物体或技术手段。教师在教学中应该引导学生学习主动获取、处理、生成和免疫信息的能力,充分发挥自己的主观能动性;警惕对物质、技术的依赖,重视人与人之间的交往、情感交流,自觉地让自己融入社会,不能固步自封、封闭自守;在与计算机的长期打交道的过程中,要有意识地加强与周围人的联系、沟通,不能因为长期在孤独的环境下工作而产生人情冷漠和人际关系的疏远。

5结束语

实践证明,“计算机科学导论”的授课关系到学生从中学到大学学习方法的转变,关系到学生对大学计算机专业课程概貌的了解,关系到学生兴趣的培养。优质的教学方法能够取得事半功倍的效果。

参考文献:

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1、 计算机导论课的现状分析

通过对高职院校计算机专业的了解，在一些理工科的院校，对于计算机专业基本上是利用数学的模型来进行学习的，本专业具有一定的抽象性和科学性。在学习的过程中，要根据学生的实际情况进行具体的课程设置，刚开始的时候学生在学习中会遇到难度大、不能掌握、学习有困难的现象。通过分析，在高职院校对于本专业开设有两种情况：以操作为主的入门教育，可能会开设一些例如：计算机文化基础“等课程，虽然学生很容易了解，但是这就失去了，对于计算机导论的目的；对于本专业进行系统的教学，涉及多方面的理论、概念等，这时候由于内容太多、太杂，这就给学生在学习时带来误解，造成学习困难的思想，影响对计算机专业的学习。

2、 教学进行改革

对于计算机专业的学习，提倡的是：“以应用为目的，理论够用为度“的思路，本专业强调的是：采用大量的教学案例，对教学的内容进行整体的优化，全面的改革在结构和内容上，倡导的是针对性和实用性的特点。在学习的过程中，不断的更新计算机专业的技术要领，获得更多的新知识。

在学习计算机专业的时候，我们将本专业的课程分为理论与实践两部分，对于理论的学习，是为了强化：导论，通过学生上机具体的操作，培养学生的动手能力，培养血红色呢个实际应用的能力，将基础的专业课程的基础知识不断的完善，由于计算机专业的各个学科的信息量比较大，学科之间发展的速度快。因此，该课程涉及的内容十分的丰富，所安排的理论课程要与计算机发展相吻合，了解计算机的基础知识、各种应用的软件、对于软件的设计、编程、数据库的应用、多媒体的应用，以及了解计算机网络安全等。课程内容的安排主要是为了满足应用技能做铺垫。

在计算机的课程安排上，还要注重对于两大能力的完善。计算机操作能力和应用软件的使用能力，这两种能力结合计算机的理论知识，针对高职院校的教学宗旨，强调技能，来逐步的培养学生的两大能力，为学生奠定一定的计算机应用能力，关键是把技能放在：计算机硬件的系统组成、对于Windows操作系统上、应用软件的使用等，完善对计算机的教学改革。

3、 教学内容的设计

在学习的过程中，开设“计算机导论“是为了培养学生的学习兴趣以及对于本专业的研究。因此在教学的内容设计上要更加突出。在课程的安排上：了解的方面有：裸机：重点掌握基本的组成以及应用的工作原理；常用软件：对于Windows以及应用软件的使用；数据库应用，各个软件工程的系统开发问题；高级语言的编程问题；多媒体的了解，如何去处理音频、视频、文字效果以及数据压缩的技术了解；Internet的应用，掌握计算机的基础知识以及局域网的设置等；了解计算机网络的安全，信息安全的必要性了解。

在学习时，教师创建的是1+2的教学体系：其中“1”指：学习理论知识，“2”指：操作能力和应用能力。计算机专业理论部分的学习内容包括了解计算机的发展史，学习计算机硬件和软件知识；对于数据库的应用；各个软件的工程以及应用；高级语言的编程；多媒体技术；网络应用以及计算机的安全问题。实践部分的内容是：对办公软件的从操作，Word.Excel以及PPT的基本操作；数据库ACCESS的操作，Internet的基本操作以及多媒体的技术操作等。这些属于计算机专业的实践部分，来加强专业人员的技术要领。

4、 教学方法以及教材建设改革

在高职院校的教学方法中，要不断的进行更新，采用不同的方式来组织教学，因材施教，根据学生自身的掌握情况，具体的实施教学方式，这样有助于激发学生的学习兴趣，通过构建知识的结构来强调学科之间的关系，在教学中，教师要给学生提供不同的学习方法和学习指导，引导学生多元化的进行学习。针对计算机专业的课程设置，来加强学生对课程的了解，掌握基本的硬件和软件知识，在授课的时候借助多媒体和CAI技术，活跃课堂的气氛，提高学生的学习兴趣，在学习的过程中，将理论与实际的操作融入到具体的生活中去，对于日程生活中的计算机应用进行模拟操作，以便学生更好的掌握计算机应用。

在计算机的教学中，加强对教材的建设十分有必要，合适的教材能够推动教学的发展。要根据高职院校学生的具体情况编制适合的教材，力求知识新颖、简单易懂，这样能够优化教材的课程编制。给学生提供好的教材资料，提高高职院校的教学目的。此外，进行教学活动时，离不开教材，教材是实施教学的基础。好的教材能够有效的推动教学的发展，因此，在教材的编写方面，尽可能的以计算机导论作为校本教材，力求通俗简明、求知创新，实施课程以优化教材为主。

结束语

对于学生综合能力的培养，高职计算机导论课程是计算机课程的基础，在教学的过程中，应该适应时展的需求，从多个方面进行改革，为学生构建起学习的平台，让学生在积极性、主动性及创造性得以发挥，从而提高教学的效率。

参考文献