对计算机学科的认识范文第1篇

摘 要：本文分析了计算学科课程教学计划CCC2002的特点，并从计算机科学与技术方法论的角度探讨了基于知识背景开展计算学科课程教育的基本思想，另外还研究了计算科学思想史研究与基于知识背景计算学科课程教学的关系，同时在课程内容设置、教学组织实施、学生学科素养与能力培养等方面阐述了基于知识背景课程教学对计算机课程教学改革产生的重要影响。

关键词：CCC2002；课程教学；计算科学；科学史

中图分类号：G642 文献标识码：B

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”(China Computing Curricula 2002，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。

2 CCC2002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。

参考文献：

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[12] 吴国盛著. 科学的历程[M]. 北京大学出版社,2002.

Computer Courses Teaching and The Computing Science History Research

ZHANG Xiao-ru, ZHANG Zai-yue

(School of Electronics and Information, Jiangsu University of Sci.&Tech., Jiangsu, Zhenjing, 212003.)

对计算机学科的认识范文第2篇

关键词：计算机基础；应用型本科；教学质量；层次性

1应用型本科文科大学计算机基础教学的现状和存在问题

目前有些应用型本科大学计算机基础教学是不区分文理生的。文科生在学习大学计算机基础知识时应与理工科学生有所区别，不能使用同样的教材、教学理念、思路、定位，要体现传统继承性，独特性和差异性。主要存在如下问题:（1）重视不够。在思想上有些人认为应用型本科文科学生不是学计算机专业的，平时在计算机教学中对他们就要求不高，对计算机知识了解掌握一些最基本的知识就够了，如只要求上网会搜索信息、能进行简单的排版等，而对大学计算机基础知识中的Word高级排版、Excel的高级数据处理不做要求。在将来社会经济发展中，对计算机基础知识的要求越来越高，文科生还要根据自己所学专业选修不同的计算机课程，在工作中就可以得心应手使用计算机解决实际中的问题，提高工作效率、速度和质量。有些文科生也有错误的认识，觉着大学计算机基础不是自己的专业基础课，学好学不好无所谓，意识不到将来计算机是每个人不可缺少的一个工具，就像大家都要学会开车一样。（2）学时少。进入90年代，各本科院校基本上都开设了《大学计算机基础》课程，但目前一些应用型本科院校文科生开设其他的计算机课程比较少，这样应用型本科文科生一般只能学习一个学期的大学计算机基础课程，最多60个学时，有的应用型本科院校只有48学时，况且理论只有16学时。学生觉着理论学时太少，不能满足本科生的需求，作为一个应用型本科文科的学生，要想学好计算机的基础知识是有困难的，所学计算机知识在工作中根本不够用，和实际的要求相差甚远。（3）设置合理性差。文科生理科方面的基础相对较差,要因材施教，应用型本科所使用的大学计算机基础教材要分文科与理工科教材，文科使用的教材内容要翔实、浅显易懂、图文并茂，偏向应用操作，这样才能让文科生容易学会。同时还要根据不同的文科专业开设相关的其他计算机课程。应用型本科文科专业的大学计算机基础教学应根据学生有无基础分层次上课，有些专业根据需要在后续还要选择其他的计算机课程，使部分专业的计算机教学不至于缺乏连续性，最终达到分层次上课。

2提高应用型本科文科大学计算机基础教学质量的方法与措施

针对应用型本科文科大学计算机基础教学出现存在的问题，提出以下教学改革方法和措施。

2.1要重视应用型本科文科大学计算机基础教学

应用型本科文科大学计算机基础教学要想取得好的学习效果，大家要清醒地认识到大学计算机基础课的重要性，努力做好以下几个方面：（1）加大教学设备的投入与维护,由于计算机技术发展发展更新换代快，要及时更新设备,再一个就是学生实习用的计算机利用率高,系统经常出问题，键盘鼠标经常不灵，实验管理人员维护要及时。(2）学校要加强机房管理，因为有些学校机房虽然很多，但是这些机房分别属于不同的院部，管理起来比较困难，不能达到资源共享，有些资源利用率低下。所以，学校要制定合理的政策，统一调配全校机房，计算机设备淘汰比较快，充分利用有限的资源，来提高计算机的使用效率。这样可以节约成本。对于教学大学计算机基础的老师来说，必须改变旧观念，旧思想。目前计算机技术对每一个人都很重要，文科生并不是不需计算机文化知识，而是目前的大学计算机教学内容对学生是不够的。在大学计算机教学工作中要深入学生中搞调查研究，了解学生的学习生活，做到因材施教，上课前要充分备好课，认真负责上好每一节课。让文科学生既懂本专业技术方面的知识，又懂计算机方面的技术知识。对于应用型本科文科的学生来说，不仅要培养学生学习大学计算机基础知识这门课的兴趣，还要让文科学生懂得学习大学计算机基础这一门课的重要性。有些文科学生错误地认为大学计算机基础这门课中是辅助课，不是专业主课，60分万岁，思想上就对自己要求不高。因为大学计算机基础课一般在大一开设，由于是新生刚到大学，尚未深入到专业学习阶段，难以清楚在本专业学习和研究中计算机的重要性。许多同学学习一学期大学计算机基础,最后只练习会了打字,而一些基本的计算机操作都不会。有些文科生机基础较差,简单的数学知识也不会,尤其英语基础差，这些基础知识不掌握学好计算机是困难的。

2.2加大学时数

对应用型本科文科生的大学计算机基础这门课我们要根据就业需要，收集资料，修订应用型本科文科专业大学计算机基础教学学时数，根据学生所学的专业不同，可以开设其他计算机课程，满足不同专业的需要和社会发展的新要求。如生猪健康养殖专业的，可以增开有关养猪管理软件的学习，同时，增加上机操作，让学生多实践，提高自己计算机的实际应用能力。

2.3根据专业设置不同的教材和教学方法

针对应用型本科文科生的基础知识和专业不同现象，首先教材要选择文科用的大学计算机基础教材，不能和理工科学生使用同样的教材。在教学内容的选择、形式和安排上要根据文科生的实际情况因材施教，在新生军训期间调查一下在高中是否学过计算机信息方面的课程，据往年所教的班级调查情况，有些高中为了追求升学率，不开计算机方面的课程，尤其一些偏远落后地区的高中根本就不开设计算机方面的课程。根据有没有高中学过计算机基础知识将学生分为二种情况，对有无计算机基础知识学生进行编班上课，可以采用不同的教材、不同的授课方式、不同的考核方式进行大学计算机基础教学，基础好的要求教师上课时增大信息量，扩大知识点，充分发挥每一个人的潜力，做到人尽其才。计算机基础比较差的要求老师要讲的细一点和慢一点，多补充一些最基本的计算机知识。这种层次教学模式既符合应用型本科文科生目前的教学现状和教学规律,又可以人尽其才。

对计算机学科的认识范文第3篇

关键词:大学计算机基础;操作系统;教学策略

中图分类号:G642 文献标志码:B

1问题的提出

计算机基础教学旨在为非计算机专业学生提供计算机知识、能力与素质方面的教育,提高学生的计算机素质,为将来利用计算机解决本专业实际问题打下基础。在计算机基础课程系列中,作为第一门计算机课程,“大学计算机基础”发挥着重要作用,承担着普及计算机基础知识,提高学生计算机操作水平,为后续学习做好准备的重任。

操作系统是计算机系统核心组成部分。从理论学习的角度看,操作系统实现中所采用的思想与方法也被广泛应用在整个计算机科学与技术领域。了解操作系统的功能和基本工作原理,对于理解计算机系统的工作机理具有重要意义。从操作技能培养的角度看,应用软件与操作系统的关系十分密切,学习操作系统知识有益于对应用软件的理解和对操作技能的掌握。

与计算机专业“操作系统”课程相比,“大学计算机基础”操作系统部分的教学存在着特殊之处:

(1) 教学目标不同。“操作系统”课程是计算机专业的核心课程之一,目标是使学生掌握操作系统基本概念和结构,理解各子系统的工作原理及设计方法,培养其操作系统应用、维护、管理的能力,重在学习原理,掌握设计与开发技术。与之不同的是,“大学计算机基础”操作系统教学以基础知识教学为主、操作技能训练为辅,目标是使学生掌握一些系统软件基础知识,结合操作训练,加深其对计算机系统工作机理的认识,重在理解与应用。

(2) 教学对象不同。计算机专业“操作系统”课程安排较晚,原因在于前导课程的教学需要一定的周期,包括“计算机程序设计”、“数据结构与算法”、“计算机原理”等,经过前导课程学习的学生建立了支持理解操作系统知识的知识结构,较为熟悉计算机系统。而“大学计算机基础”课程开设在入学之初,大部分学生缺乏系统的学习,对计算机的认识很多是靠经验和直观感觉获取的,与科学概念之间存在着差距。

(3) 教学条件不同。从前导内容看,“操作系统”课程的前导课程较为完善,知识结构之间的衔接更为连贯;而“大学计算机基础”操作系统部分的前导内容仅涉及计算机基本组成、基本工作原理等,知识点之间联系较为松散。从课时上看,“操作系统”课程课时安排充分,而“大学计算机基础”能够分配给操作系统部分教学的课时相当有限,以我校为例,课堂学时仅4学时。从实验环节看,“操作系统”课程开设的多是验证性实验,与理论教学相呼应;而“大学计算机基础”操作系统实验以操作训练为主,重在对操作技能的培养。

这些区别表明“大学计算机基础”操作系统教学不可能采取“操作系统”课程的教学模式,要在短学时内取得较好的教学效果应设计更符合该课程特点的教学策略。虽然随着计算机技术的发展以及信息技术教育在中小学的普及,越来越多大学新生的计算机基础水平已经摆脱了“零起点”,但是,他们对一些基本概念的理解还仅限于直观认知的水平,大多并不系统和准确。大学计算机基础操作系统部分的教学重在理解与应用,其内容以基本概念为主,辅以基本操作训练,可以帮助学生建立基于科学概念的对计算机系统工作机理的正确认知。但是,根据认知理论,学生的学习是以其原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识的,学生缺乏对计算机系统准确的认知基础必然会给大学计算机基础课程教学带来不利的影响,增加其难度,因此,根据教学对象的认知特点设计教学策略就成为“大学计算机基础”课程教学研究的重要问题。

2基于迁移理论的教学策略设计

根据“大学计算机基础”课程教学对象的特点,我们可以将教学内容归纳为两类,一类是学生已经具有了一定的经验和直观认识,但认知不够准确或全面的知识点,另一类是学生完全缺乏相关经验和背景的新知识点。学习是一个连续的过程,任何学习都是在学生已有的知识经验和认知结构等的基础上进行的,而新的学习过程及其结果又会对学生原有的知识经验和认知结构等产生影响。因此,教学应尽可能的利用其原有知识、创设情境,促成新知识点与学生原有知识之间的关系。

迁移理论是教学策略设计中的常用理论,它体现了新旧学习之间的相互影响。迁移是“在一种情境中技能、知识和理解的获得或态度的形成对另一种情境中的技能、知识和理解的获得或态度的形成的影响”(James M. Sawrey)。迁移既可以是顺向的,也可以是逆向的。如果学生根据所学的科学概念解释了操作系统问题,或利用原有的其他领域知识获得了操作系统知识或解决了操作系统问题,这就是顺向迁移;如果学生原有的知识不严谨、不全面、不正确,不足以支持对操作系统的理解,需要通过教学,在肯定原有知识合理性的基础上,对其进行补充、改组或修正,这就是逆向迁移。

2.1基于前概念的教学策略

基于前概念的教学策略主要针对学生已经具有一定观念的知识点,教师应在肯定或者补充学生概念的基础上实现教师的引导。学生在科学领域学习某一概念和原理之前,根据日常经验或在学校教学情境中,对事物和现象的正确或不正确的看法和观念,称为前概念。前概念与错误概念不同,它可以与科学概念一致,只是缺乏严谨而科学的表述,对于这部分概念,教师只要稍做引导即可;它也可以与科学概念相冲突、甚至相悖,对于这部分概念,教师应该转变观念,试着去理解其合理性,进而对概念进行补充修正,实现知识的逆向迁移。根据我们的教学经验,大学新生的前概念相当普遍,如表1所示:

学生持有的前概念对于科学概念的学习既可能产生积极影响,也可能导致消极影响。利用与科学概念基本一致的前概念进行教学,教师只需对这些前概念做适当引导即可获得较好的教学效果,这并非研究的重点。与科学概念相冲突的前概念却可能给教学带来负面影响,学生的操作系统前概念大多是基于自身对计算机系统的观察和以及计算机操作经验而形成的,通过直观经验建立起的前概念通常具有相当的稳定性,拥有这些与科学概念相冲突的前概念,学生往往难以接受科学概念。

实现前概念向科学概念逆向迁移的首要条件是引发学生认知冲突,使得学生不满意自己的观点,认识到已形成概念的不足和不合理的地方,意识到新概念对于自己的价值,从而做好将新概念内化为自己知识体系内容的心理准备,提高教学的实效性。在“大学计算机基础”的操作系统教学中可以采取有针对性的设计实例或反例,或创设具体情境或背景的方法,使学生原有的操作系统观念无法解释新现象,转而接受更为合理的科学概念。

下面,以并发概念为例说明前概念向科学概念逆向迁移的方法。一般学生操作计算机时都会有同时运行多个应用程序的经验,如使用QQ聊天,同时使用MP3播放器听音乐,甚至还浏览网页、处理邮件等,但不会感觉到明显延迟。教学中可以基于这些直观认识引入并发概念。但是根据现实世界的经验,学生通常会认为在同一时间内有不同程序的多条指令在计算机中执行,如果排除高级体系结构、多CPU等因素,这显然与常用微机系统存在着不一致,此时如果提示学生注意只有一个CPU,即在同一时间内只可能有一个程序的一条指令能够获得执行,前概念认知就无法和实际系统相统一,从而引发学生的认知冲突。教师继续就该问题连续提问获取不同回答,则会进一步激化这种冲突,激起学生的求知欲,促使其积极思考。此时教师再适时提出正确的概念表述,科学概念就会很容易排除前概念的稳定性影响,得到学生的认可与接受。在原有观念被修正的同时,学生对并发概念的认知也进一步深入。过程如图1所示:

2.2基于相似情境的教学策略

一般而言,“大学计算机基础”中的操作系统内容比较浅显,以基本概念居多,大多可以通过日常经验或在教学情境中形成前概念,并以此为基础进行教学。但是,也有一些涉及计算机系统运行机理的基本原理、主要技术,受实验条件所限,很难获取直接经验,加上缺乏必要的前导知识,学生理解难度较大。学习是基于已有的知识经验和认知结构等进行的,因此,对于这些缺乏经验和背景的知识点,应采取不同的教学策略。我们可以从社会文化背景出发,创设学生熟悉的情境和背景,使其能够在已有生活经验的基础上建构知识体系。常用的方法之一就是根据日常生活经验设计相似情境,通过相似情境向新知识点的顺向迁移实现教学。一个好的相似情境不仅易于实现向新知识点的顺向迁移,使学生更容易理解和接受新知识点,而且能够提高学生的学习兴趣。

下面以进程三种状态的转换过程为例,说明基于相似情境的教学方法。该知识点属于操作系统基本原理,难以通过操作获取直观经验,我们选择排队就诊作为相似情境来阐释进程状态的变化过程,帮助学生理解。

进程状态转换与排队就诊之间的概念对应关系如表2所示(假设只有一个医生,一队病人)。

设计的排队就诊相似情境流程如图2(a),进程状态转换过程如图2(b)。

虽然设计的排队就诊流程与现实存在着一定差别,但是由于排队就诊是日常生活中的情境,因此,学生拥有足以理解该设计流程的经验背景。依图2可知,设计的流程与进程三种状态的转换过程具有很大的相似性,基于上述的概念映射关系,学生很容易实现从排队就诊流程向进程三种状态转换过程的顺向迁移,理解并接受新知识点。

3结束语

“大学计算机基础”是普通高等学校计算机基础教学的重要课程,操作系统在计算机系统中的重要地位决定了相关知识必然是该课程教学的重要内容。由于教学目标、教学对象和教学条件的差异,操作系统基础知识的教学历来是“大学计算机基础”课程的一个难点。本文根据这些特点以及教学实践经验,在知识分类的基础上,对“大学计算机基础”操作系统教学策略进行了一些探讨。实践表明,这些教学策略较好地解决了学生听操作系统内容枯燥、理解操作系统概念难的问题,不仅活跃了课堂气氛,而且更易于学生理解和接受操作系统基本概念、基本原理和方法,改善了教学效果。“大学计算机基础”课程还在不断发展完善中,随着社会的进步,该课教学目标、教学对象、教学条件等因素也在不断发展变化,相关的教学策略的研究也将继续。

参考文献:

对计算机学科的认识范文第4篇

    1 引言

    在告别传统农业向绿色农业、生态农业、现代农业发展过程中,在农业发展逐步实现产业化、市场化、标准化的进程中,越来越需要既懂农业技术又懂计算机技术的人才,以计算机技术为支撑的信息化浪潮正在全球兴起,现代的信息技术正在迅速地向农业领域渗透,对农业的发展起着愈来愈重要的作用。就我国整体范围看,农业的发展速度较缓慢,远低于工业的发展速度,农业的现代化、信息化水平与发达国家还存在着较大的差距。西方发达国家早在70年代就广泛开展计算机技术在农业上的应用,而我国计算机技术在农业上应用则远远落后于发达国家,因此,作为培养跨世纪农科人才的高职院校必须对农科大学生的计算机素质提出新的要求,同时采取切实可行的措施提高大学生的计算机知识和技能。

    面对着日益发展的现代化农业信息技术和不断提高的社会要求,农科高职非计算机专业的计算机教学又出现了一些新的问题。

    2 目前的现状和存在问题

    针对我校和其它兄弟院校的调查研究,农科高职非计算机专业计算机教学的现状和存在问题有以下几点:

    1)重视不够。因为,这些学生是农科高职非计算机专业的学生,有些领导、老师认为懂一点计算机基础知识就行了,不需要更深的计算机方面知识。如会上网、聊天、打字排版就行了。在将来现代农业信息化的发展中,学这么点计算机方面的知识,在农业科研中怎么能充分利用好计算机这个工具,提高科研项目的速度和质量。对学生来说,意识不到计算机的作用,意识不到计算机是工作和学习的重要工具,计算机知识是解决未来工作中面临问题的钥匙,而是仅停留在文档处理、表格处理的认识水平,对编程等认为“高深莫测”,缺乏信心。

    2)所学计算机课程较少。进入90年代,各高职院校基本开设了《计算机文化基础》课,其它有关计算机方面的课程基本没有开过,一般只学一个学期,最多60个学时,到目前为止,我校大多非计算机专业的计算机课程和学时还是这个情况,跟不上时代的发展,不能与时俱进。现在世界真正进入了信息时代,人类的社会经济生活等发生了新的巨大变化。在这个信息时代的社会中,作为一个农科高职院校的学生,学习这么一点计算机方面的基础知识,在现代化农业生产和科研中根本不够用,距现代化农业信息技术的发展和要求相差甚远。

    3)计算机课程开设的不合理。大家都知道因材施教这个道理,在农科高职院校里,要根据不同的非计算机专业开设相关的计算机课程。

    4)农科高职非计算机专业的学生计算机基础参差不齐。每年我校绝大部分学生来自于农村,有的学生是对口生,有的学生是普招生,他们的基础是不一样的。有的学生在高中阶段已学过计算机知识,有的学生没有学过计算机方面的知识。极少数学生学的计算机比较好,不少学生一无所知。

    5)目前农科高职院校的非计算机专业的计算机教学缺乏连续性和层次性。在学校三年时间根据不同的专业应连续不断地开设不同的计算机课,分层次进行教学。

    3 提高农科高职非计算机专业计算机教学质量的对策

    针对农科高职非计算机专业计算机教学的现状和存在的问题,提出以下教学改革设想和策略。

    3.1领导、老师和学生要充分认识农科高职非计算机专业计算机教学的重要性

    要达到好的教学和学习效果,需要校级领导的充分重视,表现在以下几个方面:(a)加大投入, 筹集资金,改善计算机设备条件,淘汰使用多年的机器,及时补充新设备。(2)加强管理、资源共享,学校机房众多,由于涉及多个系部,因此难以统一协调管理,设备使用和人员工作整体效率低下。一方面是设备陈旧落后,无法满足教学需要,另一方面个别系部教学实习资源充足,设备无法发挥作用,有些系部甚至购买的计算机多年未投入使用。而计算机更新换代快,超过一定时间不用造成巨大浪费。通过制定协调的政策,开放全校机房,统一调配,可以优化管理全校资源,使利用有限的资金购买的新设备能发挥最大效益,提高使用效率,把设备的潜能充分挖掘出来。

    要达到好的教学和学习效果,除领导的重视与大力支持外。教师必须认识到农科高职非计算机专业的学生并不是不需要掌握太多的计算机知识。教师要转变这些旧观念,就要走向社会,深入农业企业搞调查研究,参与农业企业的生产工作,我校一位教师就是深入企业生产第一线,深入调查研究,结果开发出了一个养猪管理方面的软件,这位教师并不是学计算机专业的。还有很多这样的例子,这足以证明了,随着现代农业信息化的大发展,愈来愈需要这方面的人才,既具有本专业方面的技术知识,又比较懂计算机技术知识的人。

    要达到好的教学和学习效果,除领导和老师的重视与大力支持外。学生是学习的主体,要让学生充分认识到学习计算机知识的重要性。对在校学生来说,由于没有深入到专业研究,仅处于专业学习阶段,难以了解计算机在本专业学习和研究中所发挥的作用,仅停留在知道专业需要计算机理论和基本技能。知道相关内容很重要,但不知道如何用,需要学到什么程度。许多同学只重视一般的键盘操作,他们误认为打字速度快就是计算机操作熟练,而往往忽视计算机技术的学习和训练,把软件编程看作高深莫测。部分同学计算机基础较差,学习跟不上,对学好计算机缺乏信心。针对在校学生的这种情况,我们应该组织学生到现代化农业生产和科研企业去参观。组织这方面的专家到学校去做报告和讲座。

    3.2增加开设课程门数和学时数

    我们要到农业企业去调查研究,收集资料,获取大量的信息,重新修订专业教学计划,增加计算机方面的课程,加大计算机教学的学时数,以满足现代化农业发展的新要求。如猪生产与疾病防制专业的,增加开设“猪博士”管理软件的学习、“养猪场信息管理系统(专门针对于现代养猪场开发的)软件”的学习和“现代化养猪生产管理软件”等的学习。同时建议每个非计算机专业都要学习一下《信息检索》这一门课。信息检索具有三大重要意义:1) 避免重复研究或走弯路;2) 节省研究人员的时间;3) 是获取新知识的捷径。同时,增加上机学时数,让学生多上机多实践,提高自己的动手能力。

    3.3因学生基础不同,采取因材施教的方法

    针对高职农业院校非计算机专业学生的计算机基础知识参差不齐现象,在教学内容的安排上和形式上应结合学生的具体情况做到因材施教,可以在学生入学后统考一下计算机方面的基础知识,根据统考成绩将学生分三个等级,对每个等级进行编班上课,根据不同等级的学生采用不同的教材、不同的授课方式、不同的考核方式,等级高的即基础好的班级要求教师在有限的学时内尽可能地增加信息量,扩大学生知识面,使基础较好的同学能学到更多的新知识。等级低的班级可以从最基本的计算机知识开始学习,学习进度慢一点。计算机基础课程分级教学模式,使计算机教学既符合农科高职非计算机专业的计算机教学现状及规律,又提高了学生学习的积极性和学习成绩。

    3.4要保持计算机教学的连续性和层次性

    连续性。计算机能力是大学生综合能力培养的一个重要方面。计算机技术、知识更新速度快,学校安排的有限的课时难以达到预定要求。此外由于课程设置及时间安排问题,学生普遍反映低年级开始上计算机课时,学生很难将计算机与自己的专业结合起来;高年级进入专业课时,有了将计算机与专业问题结合的机会和需要,但却发现计算机知识仅停留在表面和能够应付考试,与解决问题的要求相去甚远。

    鉴于此,笔者认为,计算机教学应结合专业的课程进度保持连续性,积极研究教学安排与专业的结合,使计算机知识及应用教学融入整个专业教学课程。结合专业课程的进展,由浅入深,由基础到应用,在其他课程中注重计算机技术的应用,穿插计算机技术的使用,保证三年大学学习中计算机学习不断线,使学生认识到并能充分利用计算机这一工具。

    层次性。原教育部副部长周远清曾提出“非计算机专业计算机基础教育要上三个层次”,对农科高职非计算机专业的计算机教学具有指导意义,计算机教学的连续性就是要根据“三个层次”教学基本要求组织和指导计算机基础教学。

    第一层次为计算机文化基础。重点是使学生掌握计算机基本知识与基本操作技能,培养学生的计算机文化意识,具备计算机的一般通用认识基础。

    第二层次为计算机技术基础。根据各个专业的不同需要安排教学内容,使学生掌握计算机软、硬件技术的基础知识、基本思想和基本方法;培养学生解决本专业与相关领域中一些问题的初步能力,具备用计算机处理问题的思维方式和利用软、硬件技术、网络技术等先进工具的基本技能。根据专业特点选择课程,例如我校的猪生产与疾病防制专业可选《养猪场信息管理系统》、《现代化养猪生产管理软件》、《Access数据库》等。

    第三层次为计算机应用基础。这一层次的重点是进一步培养学生利用计算机获取信息、处理和解决专业问题的意识与能力,增强学生在本专业及相关领域中计算机应用系统的能力。例如猪生产与疾病防制专业教学课程选择《vb.com程序设计》、《信息检索》等,总之,应当结合专业需要和特点组织相关专业的计算机教学体系,体现连续性和层次性。

对计算机学科的认识范文第5篇

【关键词】高职计算机问题措施

随着信息技术的不断发展，计算机已经深入到了人们的日常生活，在大学阶段开展计算机教学已经不再是对学生进行的特殊教育，而是为了使学生更好的适应生活、工作与学习。大学阶段的计算机教学不仅能够促进学生的全面发展，而且是学生进行更加深入的专业知识学习的重要阶段。为了有效提高高职学生的计算机专业能力，就需要研究怎样有效的开展计算机教学活动。本文结合实际的教学经验，对如何开展高职计算机教学进行全新的探析。希望对教师的教学与学生的学习都能够有一定的帮助。

一、目前高职计算机教学中存在的问题

想要有效的开展高职计算机教学，首先要解决当前计算机教学中存在的问题，这样才能为课堂教学质量的提升奠定基础。传统高职计算机教学中存在一些问题，影响了课堂教学的有效性。随着社会的不断发展，课堂教学的不断变化，一些影响高职计算机教学有效性的问题不断涌现，因此，新时期为了提高高职计算机课堂教学的有效性，就要解决课堂教学中新出现的问题。本人作为一名高职计算机教师，对目前影响高职计算机课堂教学有效性的问题进行了深入的调查研究，在此展开论述。

（一）不能有效开展创新教育

进入高职阶段，学生已经有了一定的计算机基础，因此学生需要进行更加深入的计算机知识学习。当然受计算机学科性质的影响，教师认真的进行计算机基础知识的教学，学生努力的学习基础知识是必不可少的，但是，在此基础上更应该正确引导学生进行更加深层次的学习，尤其是引导学生在已经掌握的计算机知识的基础上进行创新。但是就目前高职计算机课堂教学而言，没有对学生进行有效的创新教学，课堂教学依然停留在对学生进行理论知识的讲解与学生的练习这一层次，这就严重阻碍了学生在计算机领域进行有效的创新活动。

（二）理论与生活实际脱轨

计算机是一门应用性很强的专业，学生进行计算机学习的目的就是为了更好的服务实践，这就对学生的实际操作能力提出了很大的挑战。但是目前高职学生在计算机学习的过程中进入了一个误区，仅仅注重进行理论知识的学习，而不能用理论知识去解决实际生活中遇到的问题。例如：高职学生已经进行了大量的计算机专业知识学习，但是让学生设计一个广告宣传页，很多学生可能会犯难，这就深刻的揭露了高职学生在计算机学习过程中难以将理论知识与实际生活有效结合起来。

（三）对计算机学习缺乏科学的认识

计算机是学生在高职阶段的一门必修课，每一个学生都应该熟练的掌握这门“技能”性学科。网络已经深入到了人们生过的各个角落，因此，有效的掌握计算机知识既是学生提高自身竞争力的需要，同时也是学生生存与生活的需要。很多高职学生在计算机学习的过程中都抱有这样的态度：只要能够进行简单的操作即可。正是在这种思想的影响下，学生没有对计算机专业知识进行深入的研究。学生在思想上没有对计算机教学引起高度的重视，导致学生对计算机的学习仅仅停留在表层，不能进行更加深入的研究。

二、应对高职计算机教学中存在问题的改进措施

本文对目前高职计算机教学中存在的问题进行了深入的分析，只有找到切实能够解决计算机教学中存在问题的有效方法，才能真正达到提高计算机教学有效性的目的。针对上文中存在的几个问题，在此采取以下几种应对措施。

（一）将创新教育融入计算机课堂教学之中

计算机是一门能够有效引导学生进行创新的学科，教师一方面要注重对学生进行计算机基础知识的教学，另一方面要将创新教育融入计算机课堂教学之中。在高职计算机课堂教学中融入创新教育，具有重要的意义，我们可以从以下两个方面进行分析。一方面，进行创新教育是现代人才培养的需要。具有较强创新意识与能力的人才备受现代社会的青睐，高职学生作为具有一技之长的高素质人才，想要拥有更广阔的发展空间，在当今这个充满竞争的社会获得更多发展的机会，就必须要具有一定的创新能力，而计算机作为一门能够有效培养学生创新能力的学科，应该肩负起这一重要责任。另一方面，将创新教育融入计算机课堂教学是计算机专业学习的需要。计算机是一门科学，拥有无限的发展空间，只有学生不断的进行深入的研究，教师在教学的过程中有效培养学生的创新精神与创新能力，将能够使学生在计算机学科学习的过程中收获更多丰硕的成果。

（二）将学生理论知识的学习与实际生活结合起来

学生进行计算机学习的最终目的就是为了在实践中应用。要求学生不仅要能够掌握扎实的理论知识，更重要的是能够运用掌握的理论知识去解决生活中的问题。生活是一个大舞台 能够给人带来无限的灵感，同时生活也对知识的应用提出了挑战。现代社会的很多问题都需要通过计算机的有效应用加以解决，因此，学生在理论知识学习的过程中要与实践结合起来。

为了进一步提高学生的理论联系实际的能力，就要求教师不仅要注重对学生进行计算机理论知识的讲解，还要为学生创造更多实践的机会，使学生的实际操作能力得到真正的提升。

（三）引导学生树立正确的计算机学习观念

思想上的重视是做好一切事情的根本前提，学生的学习更是如此，只有在思想上有了正确的认识，才能真正的去学习基本的理论知识并进行深入的研究。针对部分高职学生对计算机学习的认识发生偏移的现象，教师要对学生进行正确的引导，最重要的是让学生认识到进行有效计算机学习的重大意义。