還計算機基礎(chǔ)教育的本來面目

管會生

《大學(xué)計算機基礎(chǔ)(第2版)》(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,以下簡稱《大基》),將由科學(xué)出版社2009年8月出版發(fā)行。創(chuàng)新是教師的生命力,創(chuàng)新是教改的永恒主題。新版《大基》比原版教材有了許多創(chuàng)新和特色,科學(xué)出版社給本教材擬定的宣傳語或許是本書特色的最佳概括:

古算史上的“哥德巴赫猜想”——中國古老算具的發(fā)揚光大與傳承

“ACM圖靈獎”——計算機大師的風(fēng)采實錄

電子標(biāo)簽與手機二維碼——“數(shù)字化生存”的最佳詮釋與全面展示

“從甲午海戰(zhàn)談起”——電子表格軟件“計算”功能的即時指引與重點回顧

“汶川不是忘川”——編輯軟件與人文精神的完美結(jié)合

“神算小精靈(計算器設(shè)計)”——全程覆蓋程序設(shè)計教學(xué)的范例實訓(xùn)

“MATLAB”——提高科學(xué)計算能力的工具精品

1計算機的生命在于應(yīng)用

遵照“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革“精細(xì)、深入、實用、簡捷”的宗旨以及“簡單是美”、廣度優(yōu)先、授人以“漁”的編寫原則,《大基》中許多內(nèi)容率先在國內(nèi)全面更新了傳統(tǒng)的“計算機應(yīng)用基礎(chǔ)”課程以應(yīng)用軟件操作使用為主的教學(xué)體系結(jié)構(gòu),而以介紹信息系統(tǒng)和信息技術(shù)在各行各業(yè)應(yīng)用中的新思想和新觀念取而代之。通過大知識量的講授闡述了這樣一種理念:計算機的生命在于應(yīng)用!我們確實不能再把對操作能力的評價作為對計算學(xué)科了解認(rèn)知程度的尺度,就像我們不能把懂家電的人就認(rèn)為他已懂得了電子學(xué)科一樣。突出應(yīng)用,講求實效,將已有成熟的信息技術(shù)用于解決我們身邊的實際問題,是所有院校都可以辦到的,也是計算機基礎(chǔ)教育巨大的發(fā)展空間!

《大基》在內(nèi)容上突出了應(yīng)用和實用技術(shù)。如“數(shù)字化生存”一章,內(nèi)容包括信息技術(shù)在現(xiàn)代軍事、音樂美術(shù)、二代機讀身份證、電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子郵政等領(lǐng)域應(yīng)用情況的介紹,還介紹了目前處于研究熱點的前沿技術(shù),如人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘、地理信息系統(tǒng)與“3S”技術(shù)等。這一章通過4節(jié)的篇幅,重點介紹了RFID(電子標(biāo)簽)技術(shù)、NFC、卡式管理技術(shù)和條碼技術(shù)(包括手機二維碼)的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用前景,詳細(xì)闡述了這些前沿技術(shù)的開發(fā)歷史、技術(shù)實現(xiàn)思路、應(yīng)用背景演

變以及未來發(fā)展的趨勢。這4節(jié)的內(nèi)容在同類教材中從未出現(xiàn)過。

2從程序設(shè)計語言“語法教學(xué)”的誤區(qū)中走出來

大學(xué)真正要教會學(xué)生的應(yīng)該是學(xué)會學(xué)習(xí)!學(xué)會思考!學(xué)會生存!傳統(tǒng)的程序設(shè)計課程是以語言、語法為主的(計算機考試也是這樣),舉例也通常難易各異、離散且相互無聯(lián)系,如一元二次方程求根、雞兔同籠、漢偌塔、八皇后、魔方等等。在認(rèn)真研究了可視化編程軟件中自學(xué)自會以及“所見即所得”的許多設(shè)計思想和方法(菜單技術(shù)、可視化編程、用戶友好性的保障等)的基礎(chǔ)上,《大基》以一種全新的教學(xué)理念和教學(xué)方法組織并編寫了程序設(shè)計的授課內(nèi)容,真正從“設(shè)計”著手,以程序設(shè)計思想與方法為核心,結(jié)合“神算小精靈(計算器)”實用完整的程序開發(fā),并以此作為貫穿始終的教學(xué)案例,講授程序的設(shè)計與控制,覆蓋程序設(shè)計語言所有的知識點。即將程序設(shè)計語言的可視化設(shè)計(控件及屬性設(shè)置、界面設(shè)計)和程序設(shè)計(基本數(shù)據(jù)類型、運算符、表達(dá)式、常用內(nèi)部函數(shù)、事件過程以及分支與循環(huán)控制語句)的主要內(nèi)容,緊緊圍繞“神算小精靈”的程序開發(fā)來講解和演示,并以此取舍現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容;在分章節(jié)進行教學(xué)時,教學(xué)案例“神算小精靈”也是循序漸進、從一而終,以保證程序設(shè)計教學(xué)過程的完整性和連續(xù)性;案例講授結(jié)束,程序設(shè)計的教學(xué)亦當(dāng)完成。實踐證明,這種以全新的教學(xué)理念組織教學(xué)內(nèi)容以及靈活應(yīng)用貫穿始終的案例教學(xué)方法,可以增強教學(xué)工作的科學(xué)性、合理性、實用性和趣味性。我們的教學(xué)目的,不是讓學(xué)生僅僅學(xué)會一門程序設(shè)計語言的語法,而是通過案例學(xué)習(xí),讓大學(xué)生真正懂得什么是程序“設(shè)計”,真正學(xué)會和掌握程序設(shè)計,今后能夠完全自學(xué)其他的程序設(shè)計語言和方法。

目前理工科高校的實際現(xiàn)狀是,計算仍然使用計算器。20世紀(jì)80年代,計算機基礎(chǔ)教育以講授作為“計算工具”的各種程序設(shè)計語言為主,如FORTRAN語言。眾所周知,科學(xué)計算涉及所有理工專業(yè)和課程,機械、電子和控制等十多門理工科后續(xù)課程都離不了它,所以對理工科而言,“科學(xué)計算”就是這些后續(xù)課程的“計算機基礎(chǔ)”。如用MATLAB解線性代數(shù)方程,力學(xué)課上要用,信號處理要用,電路課程要用(而且是復(fù)數(shù)的)……解線性微分方程也要以解線性代數(shù)方程為基礎(chǔ)。當(dāng)20世紀(jì)90年代,國外用新的四M語言(指科學(xué)計算語言MATLIB、Maple、Mathematics、MathCAD)替代FORTRAN等語言時,國內(nèi)各大學(xué)卻沒有及時跟進。本屆教育部計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會提出:大學(xué)理工科要把“科學(xué)計算能力”作為重要的培養(yǎng)目標(biāo)。為真正提高大學(xué)生“科學(xué)計算”的能力,《大基》在國內(nèi)同類教材中首次增加了《MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ)》一章,以MATLAB2008a版本為基礎(chǔ)介紹MATLAB最基礎(chǔ)、最常用的計算功能。

3樸素的人文精神與濃濃的人文情懷

教學(xué)實踐中我們體會到:人文知識的積累和人文修養(yǎng)的提高是至關(guān)重要的。一個人的審美觀念是他整個生命的經(jīng)歷和思考的總積累,將會影響他的一生。一個具有豐富人文知識和人文氣質(zhì)的人,身上積淀了祖國優(yōu)秀文化的底蘊,汲取了本民族和人類精神之精華,他就會具有很強的判斷力、美的欣賞力、適應(yīng)變化的靈活性和自信心,就會理解人類文化和價值體系,并把這些知識與其很強的判斷力結(jié)合起來,批判地思考科學(xué)、道德、倫理和社會等問題。這也是我們培養(yǎng)創(chuàng)新人才時,要求必須具備的信息素養(yǎng)和人文素質(zhì)!

(1)《大基》的許多內(nèi)容對培養(yǎng)大學(xué)生的人文素質(zhì)與人文精神是非常有利的。如:信息學(xué)科發(fā)展史是從中國最古老的計算工具——算籌和算盤以及古算史上的“哥德巴赫猜想”講起的,溫故而知新;信息傳輸與處理技術(shù)是從中國古代烽火臺和中國的方塊漢字講起的;還有信息理論的奠基人與ACM圖靈獎、中國特色的信息化道路、當(dāng)代畢昇——王選、“9.11”與遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)、計算機神話——IT業(yè)批判、文明的困惑——信息技術(shù)與倫理道德的“兩難推理”、計算機美術(shù)與計算機音樂、機讀身份證——中國信息化之契機、“校園一卡通”工程等。

(2)《大基》中涉及的人文科學(xué)問題還有:信息爆炸與信息污染;黑客與計算機教育;易學(xué)與計算機科學(xué);計算機算命與預(yù)測科學(xué);網(wǎng)絡(luò)教育中國家觀念的教育;網(wǎng)絡(luò)隱私權(quán)與信息道德教育;信息產(chǎn)業(yè)界的道德準(zhǔn)則;專利和知識產(chǎn)權(quán)管理;信息資源的檢索與利用;中國現(xiàn)代物流與電子商務(wù)等。

(3) 汶川振動中國,而中國感動世界?！洞蠡烦^續(xù)保持中國文化特色與人文精神之外,書中編輯軟件教學(xué)案例采用了汶川地震以來報刊上已發(fā)表的詩歌和本書主編自己撰寫的《汶川不是忘川》散文詩(“2006～2008年度大眾百花文學(xué)獎”評選入圍作品),分別由《國殤》、《怎能忘》、《汶川挺住,中國加油》、《同胞,天塌下來我們一起來扛》四個案例組成,謳歌了汶川氣壯山河的生命大救援以及所迸發(fā)出的世所罕見的中國速度和中國力量!這也是2008年所出版教材中的首例。

(4)《大基》理直氣壯、旗幟鮮明地推廣應(yīng)用國產(chǎn)軟件的方向是值得肯定的。《大基》有意略去了編輯軟件系統(tǒng)平臺的說明,其目的頗有矯枉過正的味道。因為書中所有教學(xué)案例,在國產(chǎn)軟件紅旗中文2000、WPS2003或永中Office環(huán)境中均可實現(xiàn),當(dāng)然在微軟的Office平臺上也沒有問題。許多教材往往只介紹微軟的Office,而根本不提國產(chǎn)軟件。計算機基礎(chǔ)教育不同于數(shù)、理、化等經(jīng)典理工科教育,它與國家利益、國家安全息息相關(guān),與國家IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。中國大學(xué)的計算機基礎(chǔ)教育不能再為美國IT公司作義務(wù)操作培訓(xùn)和免費廣告了。高校今后計算機基礎(chǔ)教育及國產(chǎn)軟件的應(yīng)用推廣,不能再靠免費贈送與免費安裝來維持(國產(chǎn)軟件企業(yè)曾打出過每套軟件1元人民幣的價格),免費是世界上最昂貴的東西。

4還計算機基礎(chǔ)教育的本來面目

(1) 文檔編輯操作軟件的教學(xué)。有近百種版本的大學(xué)計算機基礎(chǔ)教材,都對編輯軟件的基本功能與操作細(xì)節(jié)作了詳細(xì)闡述。由于采用了大量的屏幕拷貝,大學(xué)生們形象地稱這種教科書為“計算機操作連環(huán)畫”。目前眾多“連環(huán)畫”式的計算機“教材”也確實越來越像是軟件使用說明書或操作工具手冊。這樣的做法既無必要,也根本沒有這樣詳細(xì)講授的課時。計算機技術(shù)發(fā)展極快,給了教師很大的講授空間。但同時我們也應(yīng)該給學(xué)生應(yīng)有的學(xué)習(xí)空間,讓他們學(xué)會學(xué)習(xí)!

《大基》用一章篇幅講授了漢字信息處理技術(shù)與文檔編輯軟件,包括電子表格的計算功能、文檔編輯和幻燈片編輯。沒有軟件功能與操作細(xì)節(jié)的敘述,而是將眾多編輯操作要素和知識點融合在每一個作品樣張(課件)中。如一個文檔編輯樣張(課件),就可能包括標(biāo)題藝術(shù)字、段落底紋、段落邊框、首字下沉、文檔水印、插圖繞排、不等寬分欄、頁眉頁腳、頁面邊框等諸多編輯要素。教師在課堂上真正要講授和演示的,不是千篇一律的課件幻燈片,而是實用的教學(xué)案例,以避免在課堂上出現(xiàn)照“片”宣科的不良現(xiàn)象。按作品樣張操作演示授課,這樣的做法甚至已不能算作是“創(chuàng)新”,因為我們自己就是靠這種方法學(xué)習(xí)軟件操作的,而不是靠通常意義上所謂的計算機“教材”來學(xué)習(xí)編輯軟件的。

(2) 中小學(xué)生學(xué)習(xí)計算機給我們的啟示。就像電視、數(shù)碼相機、手機、上網(wǎng)和QQ,中小學(xué)生會使用它們并不是因為在學(xué)校學(xué)習(xí)過這些內(nèi)容;實際上,也沒有任何一所學(xué)校開設(shè)這些內(nèi)容的課程;而某些過級的網(wǎng)絡(luò)游戲操作,要比目前我們所有教材中所講授的軟件操作都要難許多倍;熟悉電腦的中小學(xué)生,靠的是學(xué)習(xí)興趣,興趣是最好的老師;靠的是現(xiàn)代軟件提供的“所見即所得(What you see is what you get)”、“操作一致性”和龐大的在線幫助(On line help)功能。因此,許多軟件的操作,根本不是在課堂上或書本里才可以學(xué)會的!我們?yōu)槭裁催€要將學(xué)生通過課外上機就可以完全掌握的許多內(nèi)容像菜單一樣羅列在大學(xué)教材中呢?這不是浪費嗎?再厚再詳細(xì)的教材,其內(nèi)容會比軟件本身所提供的在線幫助的內(nèi)容還要多嗎?!

(3) 電子表格軟件是同類傳統(tǒng)教材的常規(guī)內(nèi)容,以講授表格編輯為主。新版《大基》卻“從甲午海戰(zhàn)講起”,講授以公式和函數(shù)引用為核心內(nèi)容的“電子表格計算”功能,全部采用案例教學(xué),與中學(xué)所講授的電子表格軟件拉開距離,提高了授課水平和教學(xué)質(zhì)量。

(4) 大學(xué)四年的課程如今都采用PPT幻燈片課件,大學(xué)生們對此早已產(chǎn)生嚴(yán)重的視覺疲勞。課件的使用和選擇原則應(yīng)以突破教學(xué)難點為根本目的,只有在用常規(guī)手段不能很好解決教學(xué)難點時,才考慮使用課件,以真正起到輔助教學(xué)的作用。本教材授課教師可以不再統(tǒng)一使用PPT幻燈片課件,讓大學(xué)生們從幻燈片課件的視覺疲勞中解放出來,而是“講什么軟件就用什么軟件作課件”。如“電子表格中的計算”一節(jié)所用課件“從甲午海戰(zhàn)談起”和“生

死不離”等,就是用電子表格編輯軟件制作而成的。這樣有利于鼓勵大學(xué)生利用現(xiàn)代軟件的所見即所得、操作一致性和在線幫助等功能,通過反復(fù)動手實踐自學(xué)本書內(nèi)容。

5結(jié)束感言

“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”本是本科階段所有課程中最有趣味、最具活力和吸引力的課程,但目前卻少有這種反映。

計算機基礎(chǔ)教育早已不是“學(xué)而時習(xí)之不亦樂乎”的精神樂園,四年的幻燈片教學(xué)已嚴(yán)重造成大學(xué)生們的視覺疲勞,反復(fù)的ABCD知識競猜早已破壞了大學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣!一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)固然是有形有限的,完成不了可以重來,而學(xué)生失去的興趣又有多少可以重來?!

教育是科學(xué),其價值在于求真。教育是藝術(shù),其生命在于創(chuàng)新。而擔(dān)負(fù)此重任的,應(yīng)該是我們今天的大學(xué)。大學(xué)是出思想的地方!大學(xué)是談文化、論教育的地方!大學(xué)是創(chuàng)新和社會進步的源泉,大學(xué)能夠、也應(yīng)該如此,在21世紀(jì)尤其如此。

計算機基礎(chǔ)教育不是簡單的打字編輯教育,更不是計算機專業(yè)教育的“壓縮餅干”。我們應(yīng)該樹立計算機基礎(chǔ)教育應(yīng)有的品位、風(fēng)格和特色!要使我們的課程體系及架構(gòu)得到人們最其碼的尊重和重視,而不要再去爭論:是“工科”還是“理科”?是“職業(yè)教育”還是“學(xué)科建設(shè)”?是“工具”還是“文化”?從事計算機基礎(chǔ)教育的教師們切記,我們的“水平”是要靠我們自己推廣計算機應(yīng)用來提高的,而不在于“深入”專業(yè)課有多深。我們要靠自己的工作來提高計算機基礎(chǔ)教育在整個高等教育中的地位,靠提高計算機基礎(chǔ)教學(xué)的質(zhì)量來實現(xiàn)我們的人生價值,并從中充分享受她帶給我們的這份快樂和工作樂趣。

要設(shè)立一門適合于所有本科專業(yè)的計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程是不可能的!計算機教材或許是永遠(yuǎn)讓編寫者后悔的書,因為它無法時尚,更不可能新潮起來。但是,愛崗與敬業(yè)是為人之本分,教書與育人是教師之天職,奉獻與責(zé)任是師德之靈魂。教授的師德也是在創(chuàng)新的教學(xué)實踐和具體的課堂講授中體現(xiàn)的,所以我認(rèn)為設(shè)計如何上好每一節(jié)課就是教授的最大科研,盡管一般人會認(rèn)為如此作為的教授沒有多大出息!但是,我們認(rèn)了!