結(jié)合計算思維的計算機(jī)專業(yè)主干課程柔性化教學(xué)改革

龔向堅(jiān) 鄒臘梅

【摘要】本文分析了計算機(jī)學(xué)科的特點(diǎn)，研究了當(dāng)前高校計算機(jī)專業(yè)教學(xué)中存在的問題和不足，將柔性教育和計算思維融入計算機(jī)專業(yè)主干課程的教學(xué)過程，提出了結(jié)合計算思維的計算機(jī)專業(yè)主干課程柔性化教學(xué)改革方案。

【關(guān)鍵詞】柔性教育 計算思維 計算機(jī)專業(yè)教學(xué) 教學(xué)改革

【項(xiàng)目基金】2011年南華大學(xué)高等教育研究與改革課題（2011XJG025）；2013年南華大學(xué)高等教育研究與改（2013XJG06）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）12-0230-01

1.引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化，各國競爭日趨激烈，教育與人才是獲得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，如何在擴(kuò)大招生的前提下，提高高等院校的教育質(zhì)量，建立一套適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的教育體系，培養(yǎng)滿足社會需求的當(dāng)代大學(xué)生成為全社會關(guān)注的焦點(diǎn)。目前高等教育中注重書本知識的傳授、注重專業(yè)的教育、教育評價方式單一、忽略了學(xué)生的個性差異、專業(yè)的不同，實(shí)行的是“剛性教育”，缺乏柔性。而現(xiàn)代教育思想認(rèn)為現(xiàn)代教育思想以培養(yǎng)學(xué)生的思維模式和創(chuàng)新能力為主要目的，知識只是其載體[1][2]。培養(yǎng)21世紀(jì)人才的核心內(nèi)容就是培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的創(chuàng)造性人才[3]，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須實(shí)現(xiàn)教育思想的轉(zhuǎn)變，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生新的思維模式。

2.柔性教育

20世紀(jì)90年代，美國的教育人士在探索大學(xué)教育發(fā)展的過程中逐漸形成一種新的教育理念——“柔性教育”。所謂“柔性教育”即是教育模式、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法要能夠充分體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想以及現(xiàn)代教育觀念；樹立應(yīng)材施教、個性培養(yǎng)和鼓勵創(chuàng)新的教學(xué)思想；營造學(xué)生個性發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境[4]。柔性教育是針對剛性教育而提出的，“柔”強(qiáng)調(diào)教育的彈性、靈活性，體現(xiàn)在管理、教師、學(xué)生三個層面。

3.計算思維

計算思維（Computing Thinking）：運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動[5]。簡單來講計算思維就是像計算機(jī)科學(xué)家那樣去思維。計算思維代表著人們的一種普遍的認(rèn)識和一類普適的能力，不僅僅是計算機(jī)科學(xué)家，我們每個人都應(yīng)該培養(yǎng)和運(yùn)用它。

4.計算機(jī)專業(yè)主干課程柔性化教學(xué)改革

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生，我們將柔性教育的思想融入計算機(jī)學(xué)科主干課程的教學(xué)改革過程中，對培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行柔性化改革。

為體現(xiàn)教育過程的分類、分層、尊重學(xué)生個性差異，實(shí)行管理層的柔性化，我們對培養(yǎng)模式進(jìn)行改革：把幾個專業(yè)進(jìn)行合并形成一個大的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，在新專業(yè)里設(shè)置計算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程和數(shù)字媒體等三到四個不同的專業(yè)方向。招生時在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)下統(tǒng)一招生，前兩年統(tǒng)一培養(yǎng)，后兩年由學(xué)生根據(jù)自己興趣選擇不同的專業(yè)方向，按專業(yè)方向培養(yǎng)，建立以平臺加模塊的“2+2”的教學(xué)模式。改革的核心就是要實(shí)現(xiàn)大類招生下的分類分層次培養(yǎng)，前兩學(xué)年實(shí)行基礎(chǔ)平臺教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維模式，后兩年讓學(xué)生自主選擇專業(yè)，明確自身的求學(xué)思路和學(xué)習(xí)目標(biāo)，擴(kuò)展學(xué)生的個性空間，按方向?qū)嵭心K教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和實(shí)踐技能。

行為主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)教師的中心地位，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體地位。我們將兩種理論融合，提出柔性化教學(xué)模式，遵循以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則，將課堂教學(xué)設(shè)計成能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的互動式教學(xué)狀態(tài)，體現(xiàn)教師與學(xué)生層面的柔性化。教師在講授計算機(jī)課程基本理論的同時要注意理論知識的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，使理論知識的學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐操作。推行多層次可自選的可擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：在課程實(shí)踐環(huán)節(jié)中可進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、必做高級實(shí)驗(yàn)、多個任選的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的結(jié)合。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，采用靜態(tài)控制，旨在使學(xué)生直觀了解課程的工作原理，幫助理解課堂知識。高級實(shí)驗(yàn)則以綜合性實(shí)驗(yàn)為主，不同專業(yè)的學(xué)生結(jié)合自己專業(yè)方向的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，目的在于培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維能力，以提高學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和實(shí)際動手能力。擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)則以設(shè)計實(shí)驗(yàn)為主，全部由學(xué)生自行設(shè)計完成，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

5.結(jié)合計算思維的計算機(jī)專業(yè)主干課程教學(xué)改革

計算思維的本質(zhì)是抽象化、自動化、構(gòu)造化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，我們以程序設(shè)計基礎(chǔ)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)五門主干課程作為重點(diǎn)進(jìn)行計算思維教育，在課程的學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)計算思維能力。

程序設(shè)計是給出解決特定問題程序的過程，是軟件構(gòu)造活動中的重要組成部分。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是抽象模型的基礎(chǔ)，是抽象化的具體表現(xiàn)，是算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的核心。計算機(jī)組成原理是硬件設(shè)計的基礎(chǔ)，是構(gòu)造化的具體表現(xiàn)。操作系統(tǒng)是整個軟件系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)化的具體表現(xiàn)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是網(wǎng)絡(luò)化的具體表現(xiàn)。這五門課程構(gòu)成的主干課程體系體現(xiàn)了計算思維的本質(zhì)和核心，能夠系統(tǒng)全面的培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生的計算思維能力。這五門主干課程相輔相成構(gòu)成一個有機(jī)的整體，程序是這個有機(jī)整體的中心，我們進(jìn)行計算機(jī)專業(yè)教學(xué)時可以圍繞程序這個中心來展開。按照馮諾依曼的定義計算機(jī)是能夠存儲程序并且能夠自動執(zhí)行程序的機(jī)器，也就是抽象化和自動化的體現(xiàn)，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)告訴同學(xué)們?nèi)绾螌⑿畔⒊橄蠡?gòu)建相應(yīng)的模型方便存入計算機(jī)中并進(jìn)行適當(dāng)計算處理，然后通過程序的執(zhí)行來完成自動化。而程序如何在計算機(jī)上被執(zhí)行，也就是計算機(jī)由什么組成并且如何執(zhí)行程序，學(xué)生可以通過計算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)來理解。程序運(yùn)行時如何管理軟、硬件資源、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的問題將由操作系統(tǒng)課程來回答。如今網(wǎng)絡(luò)無所不在，與計算融為一體，網(wǎng)絡(luò)化是計算思維不可或缺的部分，所謂網(wǎng)絡(luò)化思維是指利用以計算機(jī)為核心的信息網(wǎng)絡(luò)作支撐的人機(jī)結(jié)合的思維方式，我們將通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程幫助學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)的工作原理、建立網(wǎng)絡(luò)化計算的思想。

6.總結(jié)

本文分析了計算機(jī)教學(xué)面臨的問題，研究了當(dāng)前高校計算機(jī)專業(yè)教學(xué)中存在的問題和不足，有針對性的提出結(jié)合計算思維的計算機(jī)專業(yè)主干課程的柔性化教學(xué)改革方案，對教學(xué)模式、教學(xué)方法以及實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行柔性化設(shè)計，以計算思維的本質(zhì)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，對計算機(jī)專業(yè)主干課程的教學(xué)提出改革思路，希望能為高校計算機(jī)專業(yè)教育的同行起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡啟先.CC2004計算學(xué)科教程體系分析與思考[J].高等工程教育研究.2006，（05）：83-87.

[2]劉乃琦.計算機(jī)專業(yè)（學(xué)科）面臨的挑戰(zhàn)與創(chuàng)新[J].計算機(jī)教育，2005（12）：7-10.

[3]教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]王曉杰.新時期下加強(qiáng)高校大學(xué)生柔性管理的措施[J].時代教育（教育教學(xué)版），2010，（02）：80-80.

[5]周以真.計算思維[J].中國計算機(jī)協(xié)會通訊，2007.3（11）.

作者簡介：

龔向堅(jiān)，男，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計算機(jī)教育。