工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》的教學(xué)實(shí)踐研究

韓麗

摘 要：在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)實(shí)踐中存在若干問(wèn)題，結(jié)合本校的現(xiàn)狀對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了重新的構(gòu)建研究，以達(dá)到產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育取向，和以學(xué)生為中心的教育理念。

引言

2013年6月，《華盛頓協(xié)議》全會(huì)一致通過(guò)接納我國(guó)為該協(xié)議簽約成員，華盛頓協(xié)議是國(guó)際上針對(duì)本科工程學(xué)歷（一般為四年）的資格互認(rèn)協(xié)議，確認(rèn)由簽約成員認(rèn)證的工程學(xué)歷基本相同。工程教育專業(yè)認(rèn)證的意義是有利于構(gòu)建我國(guó)工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系，推進(jìn)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量?？梢越⑴c注冊(cè)工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，構(gòu)建工程教育與企業(yè)界的聯(lián)系機(jī)制，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性?？纱龠M(jìn)我國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn)，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，認(rèn)證重點(diǎn)關(guān)注的是教育產(chǎn)出，即受教育者在知識(shí)、能力和價(jià)值觀等方面發(fā)生的變化。這需要管理者和工科教師切實(shí)轉(zhuǎn)變理念，并提高教學(xué)水平和專業(yè)技能。工程教育專業(yè)認(rèn)證的理解標(biāo)準(zhǔn)如圖1-1所示。

產(chǎn)出導(dǎo)向的教育取向包含以下幾個(gè)方面：我們想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？（目標(biāo)）我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？（需求）我們?nèi)绾斡行У貛椭鷮W(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？（過(guò)程）我們?nèi)绾沃缹W(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？（評(píng)價(jià)）我們?nèi)绾伪Ｕ蠈W(xué)生能夠取得了這些學(xué)習(xí)成果？（改進(jìn)）。[1]

《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》作為工程教育專業(yè)認(rèn)證的支撐課程，我們對(duì)其進(jìn)行了深一步的教學(xué)改革研究?！队?jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生入學(xué)學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)必修課，它構(gòu)建在計(jì)算學(xué)科認(rèn)知模型的基礎(chǔ)上，并以計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容為背景，從學(xué)科思想與方法層面對(duì)計(jì)算學(xué)科進(jìn)行導(dǎo)引，著力提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。它來(lái)源于ACM教育委員會(huì)對(duì)“整個(gè)計(jì)算學(xué)科綜述性導(dǎo)引”（計(jì)算機(jī)導(dǎo)論）課程構(gòu)建的要求，即用嚴(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。本課程為學(xué)生正確認(rèn)知計(jì)算學(xué)科提供方法，為今后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程作鋪墊。通過(guò)導(dǎo)論的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生更好的了解計(jì)算學(xué)科各主領(lǐng)域的基本內(nèi)容及其相應(yīng)的課程設(shè)置、計(jì)算學(xué)科中的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題等內(nèi)容。[2]

一、現(xiàn)狀及需要解決的問(wèn)題

《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》是高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。通常在新生入校的第一學(xué)期開設(shè)，他們?cè)陂_始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)時(shí)最容易出現(xiàn)的問(wèn)題。主要體現(xiàn)在對(duì)于大多數(shù)從事計(jì)算機(jī)及相關(guān)的專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于他們對(duì)計(jì)算機(jī)認(rèn)知上的不同，往往會(huì)走很多彎路，甚至到了大學(xué)二年級(jí)，他們對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)該掌握什么知識(shí)，還沒(méi)有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容并不是怎么操作計(jì)算機(jī)及如何使用軟件，而是要了解計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一些原理和機(jī)制，熟悉軟件的開發(fā)過(guò)程和運(yùn)行維護(hù)。學(xué)習(xí)目的不明確，導(dǎo)致了對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)不足。有些學(xué)生認(rèn)為從事計(jì)算機(jī)專業(yè)就是學(xué)習(xí)編寫程序，一旦寫不出代碼就認(rèn)為自己能力不行，缺乏對(duì)自己掌握的知識(shí)體系的反思，從而喪失信心。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)體系的龐雜性，有些知識(shí)往往需要學(xué)生主動(dòng)探索與求知，而有的學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性和刻苦精神。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以課程和教師為中心的教學(xué)模式，如圖2-1所示。每門課的任務(wù)和教學(xué)安排都按固有的模式進(jìn)行，沒(méi)有涉及到教學(xué)的對(duì)象和最終專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。這樣就會(huì)導(dǎo)致我們的教育逐漸和社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)，導(dǎo)致我們的學(xué)生在融入社會(huì)時(shí)會(huì)有一段瓶頸期，并且還存在有些學(xué)生大學(xué)畢業(yè)前夕會(huì)參加社會(huì)上的培訓(xùn)班，然后才會(huì)找到滿意的工作。這種情況的出現(xiàn)勢(shì)必引起整個(gè)教育界的恐慌，再此背景下工程教育專業(yè)認(rèn)證給很多高校指明了方向。以結(jié)果為導(dǎo)向的教育模式如圖2-2所示。它所體現(xiàn)的是社會(huì)需求決定我們的課程體系，課程體系決定了我們的教學(xué)模式。

在此背景下，如何在《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》的教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地、科學(xué)地認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)，明確以后努力的目標(biāo)是我們的首要任務(wù)。 通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)使計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)就能全面了解計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，最新發(fā)展及應(yīng)用。使學(xué)生更好的掌握計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)、職業(yè)道德、法律法規(guī)。使學(xué)生對(duì)今后學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，專業(yè)方向有一個(gè)了解，為后繼課程構(gòu)建一個(gè)基本知識(shí)框架，為今后學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟硬件發(fā)展知識(shí)，新技術(shù)和計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)為學(xué)生今后的專業(yè)學(xué)習(xí)做一個(gè)良好的鋪墊，使學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)，職業(yè)道德法律法規(guī)。計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論實(shí)踐是“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”課程教學(xué)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟練掌握計(jì)算機(jī)的基本操作，熟練掌握常用軟件的使用，增加學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)其它計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程打下良好基礎(chǔ)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的激情。通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程學(xué)生還應(yīng)了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科最初來(lái)源于數(shù)學(xué)學(xué)科和電子學(xué)科，學(xué)生除了要掌握本學(xué)科的各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的基本知識(shí)和技術(shù)外，還必須具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，掌握科學(xué)的研究方法，熟悉計(jì)算機(jī)如何得以實(shí)際應(yīng)用，并具有有效的溝通能力和良好的團(tuán)隊(duì)工作能力。培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。[3]

二、教改措施

1.學(xué)時(shí)的分配

根據(jù)CCC2002的建議，該課程開設(shè)學(xué)期通常在第一學(xué)期，教學(xué)學(xué)時(shí)以54個(gè)課時(shí)為宜，同時(shí)該課程須36個(gè)左右的課外實(shí)習(xí)及自主學(xué)習(xí)課時(shí)。結(jié)合我們學(xué)校的特點(diǎn)我們是50個(gè)學(xué)時(shí)（40授課+10實(shí)驗(yàn)）的設(shè)置。同時(shí)有課外實(shí)踐和大作業(yè)的要求。這些學(xué)時(shí)的設(shè)定其實(shí)在我們的教學(xué)過(guò)程中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們要在課堂上培養(yǎng)學(xué)生對(duì)我們專業(yè)的正確認(rèn)識(shí)，對(duì)相關(guān)行業(yè)建立信心，從而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

2.重新制定適應(yīng)工程認(rèn)證的教學(xué)大綱。

以往我們學(xué)校的教學(xué)大綱里所涉及的內(nèi)容和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生沒(méi)什么區(qū)別，教材選用和大綱的編制都是以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。完全沒(méi)有凸顯本專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)導(dǎo)論的意義和導(dǎo)向，只是讓學(xué)生了解如下內(nèi)容：計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)、操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（Windows 7）、常用辦公軟件Word 2013、電子表格Excel 2013、演示文稿PowerPoint 2013、多媒體技術(shù)及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與Internet應(yīng)用基礎(chǔ)、信息安全與職業(yè)道德、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、網(wǎng)頁(yè)制作、常用工具軟件以及計(jì)算機(jī)新技術(shù)簡(jiǎn)介。側(cè)重點(diǎn)是基礎(chǔ)應(yīng)用。而我們重新制定后改為：計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程與趨勢(shì)、計(jì)算基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、操作系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、社會(huì)與職業(yè)道德、計(jì)算機(jī)新技術(shù)。通過(guò)對(duì)比新的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在我們側(cè)重的是對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體框架的認(rèn)識(shí)和整個(gè)知識(shí)體系的完整性介紹。對(duì)于一些基礎(chǔ)的軟件類操作我們放在實(shí)踐和大作業(yè)部分?！坝?jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”是整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)縮影，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是學(xué)生今后要開的一門或幾門專業(yè)課，所以要讓學(xué)生對(duì)內(nèi)容都能整體把握，建立一個(gè)良好的知識(shí)體系。在講授中要把握知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系。通過(guò)課堂教學(xué)我們要培養(yǎng)學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)過(guò)程中綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、法律、安全、健康、文化、環(huán)境等因素；在計(jì)算機(jī)軟硬件開發(fā)工程實(shí)踐過(guò)程中具有明確的環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念；能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的計(jì)算機(jī)軟硬件工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響；了解計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠分析計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益；了解職業(yè)性質(zhì)和責(zé)任，能夠在計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐中自覺(jué)遵守職業(yè)道德和規(guī)范，具有責(zé)任感。

3.選擇合適的教材

目前計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論類的教材很多各有側(cè)重，但真正適合于計(jì)算機(jī)專業(yè)的教材并不多見(jiàn)，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀和教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容的組織要全面，并有一定深度，同時(shí)大一學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的了解和熟悉程度參差不齊，所以講授時(shí)在內(nèi)容的組織上既要保證大多數(shù)學(xué)生能掌握基本的知識(shí)，又要保證有一定基礎(chǔ)的學(xué)生能有更進(jìn)一步的提高。根據(jù)CCC2002中提出的“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”的教學(xué)提綱，結(jié)合我們?cè)谠撜n程教學(xué)中的體會(huì)和實(shí)踐，我們課程組自己編寫了適合我校情況的計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論教材。它涵蓋了計(jì)算學(xué)科課程體系的教學(xué)內(nèi)容歸結(jié)為14個(gè)知識(shí)體這些知識(shí)體系的構(gòu)成既具有核心集，又要靈活和富有彈性，突現(xiàn)教育的個(gè)性化。所以在“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”這門課中一定要把握整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)的體系，講清楚各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，使學(xué)生從系統(tǒng)的角度理解計(jì)算機(jī)科學(xué)體系。這樣也就是在整個(gè)“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”的授課中要使學(xué)生理清單元與單元的關(guān)系，從而達(dá)到總攬整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)體系的目的。[4]

4.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)

“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”涵蓋的內(nèi)容較多，較抽象，加上學(xué)生入學(xué)時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的認(rèn)識(shí)程度參差不齊，講授時(shí)要循序漸進(jìn)，由抽象到具體，條理要清楚，講出各個(gè)單元知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)科的內(nèi)容有一個(gè)清晰的輪廓，同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)的角度去學(xué)習(xí)和思考。通過(guò)實(shí)踐學(xué)生應(yīng)掌握計(jì)算機(jī)導(dǎo)論的基本內(nèi)容和方法。本實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)是：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＥ囵B(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、主動(dòng)研究的探索精神。動(dòng)手能力一直是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該必備的一種素質(zhì)。對(duì)于大一的新生由于對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平參差不齊，所以就要求老師不能一把抓，要因材施教。要給那些底子薄的學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的自信心，有些同學(xué)覺(jué)得和計(jì)算機(jī)之間又很遠(yuǎn)的距離。因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論的同時(shí)還開有程序設(shè)計(jì)的課程，對(duì)編程充滿了迷惑和恐懼，慢慢的就喪失了對(duì)計(jì)算機(jī)的熱情和耐心，所以這就要求我們?cè)趯?shí)踐環(huán)節(jié)由淺到深，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動(dòng)手能力。編程和高中時(shí)的學(xué)習(xí)是一樣的，熟能生巧?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”在實(shí)踐課上培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)學(xué)習(xí)的意識(shí)。通過(guò)我們的實(shí)踐教學(xué)能夠讓學(xué)生熟練地使用中文 Windows 7系統(tǒng)平臺(tái)，熟練地將Word2013、Excel2013、PowerPoint2013等軟件應(yīng)用于以后的學(xué)習(xí)生活中，并學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息檢索和信息交流。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)我們要使學(xué)生在計(jì)算機(jī)軟硬件開發(fā)工程實(shí)踐過(guò)程中具有明確的環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念；能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的計(jì)算機(jī)軟硬件工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。[5]

結(jié)語(yǔ)

在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，如何更好的體現(xiàn)教育的產(chǎn)出，以學(xué)生為中心，讓《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論》在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮出它的作用是本文的宗旨。我們是在學(xué)?，F(xiàn)有的基礎(chǔ)上改進(jìn)教學(xué)模式，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能夠適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，了解職業(yè)性質(zhì)和責(zé)任，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)

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