计算机科学引论教师版,“计算机科学引论”课程构建与教学模式探讨

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-08-31 11:18 159阅读 0赞

1引言

“计算机科学引论”是计算机各专业学生入学学习的第一门专业基础必修课程，是一门综述性的导引课程。其主要目的是使学生了解计算学科发展的各个分支方向、培养侧重点，了解计算机发展的历史，了解计算机专业人员应具备的能力素质、科学素养和职业道德，了解计算机科学技术的最新进展和发展趋势，明确计算机相关专业今后学习的核心课程，为今后深入学习后续专业课程奠定良好的基础。但是，由于该课程长期定位不清，使得在教学中仍存在以下两个主要问题：

(1)关于课程内容体系的构建存在争论。

(2)采用什么教学模式和教学方法才能更有效地培养学生的自主学习能力存在争论。

2课程内容体系构建

从1989年ACM和IEEE-CS联合攻关组发表的《计算作为一门学科》报告到之后发表的系列计算教程(CC2001～CC2005)，包括我国计算机科学与技术学科教程研究组在2002年发表的《中国计算机科学与技术学科教程2002》都介绍了该课程的重要性及其内容构建问题。尽管这些报告对于引论课程的内容构建给出了指导性的意见甚至明确了基本提纲，但实际上国内外很多大学的引论课程在内容设置上还是大相径庭。

2.1引论课程的内容构建方式分类

目前，国内外各高校计算机引论的内容的构建主要有以下五种类型。

第一种，将该课程等同于非计算机专业的“大学计算机文化基础”课程，侧重于介绍计算机基本概念和MSOffice等常用工具软件的使用方法。第二种，是基于广度优先策略，着重强调对计算机和计算机科学的广泛理解，把引论课程当成大学期间所有计算机专业核心课程的浓缩。第三种，是基于深度优先策略，更着重强调计算机编程的作用，例如斯坦福大学的引论课程的教学内容则是Java编程入门，另外再介绍一些计算机基本概念。第四种是从学科思想与方法层面对计算学科进行导引，构建在计算学科认知模型的基础上，介绍计算机领域的典型问题和核心概念，以计算思维能力的培养为核心，为学生以后专业课程的学习奠定基础。第五种，基本是在第二种的基础上，附加“计算机科学方法论”作为最后一章。

2.2内容构建分析

每种构建方式定位有所不同，高校需要根据自身的培养目标，选择合适的课程内容体系构建方式。

第一种过于简单，失去了“专业引导”的作用。第二种和第五种类似，结构松散，内容过广，概念繁杂，教学内容的深度和广度难以把握，学生也不易理解\[1\]。第三种，则与编程语言类课程有所混淆，不能有效地发挥课程的导引作用。第四种是以学科概念的认知模型进行导引，课程结构比第五种更清晰，系统性更强，将计算机方法论渗透到基础知识的介绍过程中，讲授学科中那些富有智慧的核心思想，更有利于学生用统一的思想来认知计算学科的本质和知识架构，激发学生对计算学科各个富有挑战性的领域的兴趣，为今后深入学习后续专业课程奠定良好的知识和思维基础\[2\]。

综上所述，结合多年的教学经验，笔者认为第四种引论内容体系，导引作用强，适合我校计算机科各相关专业学生学习。受教学计划总学时的限制，引论课程理论总学时为32，之后开设为期2周的实训(1周为常用软件的使用；1周为C程序综合设计)作为实践环节。由于课程中很多内容过于抽象，这就需要在教学过程中采取灵活多样的教学方法，探索寻求新的教学模式，有效地培养和提高学生自主学习能力。

3教学模式和教学方法改革

笔者根据多年的教学实践经验和对教改作出的不懈努力，认为采用任务驱动的教学模式、丰富教学方法与形式，可以有效地增强学生主动学习意识，提高教学质量。基于任务驱动的教学模式属于探究式教学模式的一种，其基本特征是“以任务为主线,学生为主体,教师为主导”，就是教师把将要完成的教学内容设计成一个或多个具体的任务，让学生通过完成这些任务掌握教学内容，培养学生解决实际问题的一种教学方法\[3\]。

3.1基于任务驱动的教学模式应用

在任务驱动的教学模式中，教学任务的设计至关重要。

(1)教师需要为学生创建合理的情境，并将教学目标巧妙地融合在任务中。

例如在Excel部分的实训环节中，可创建学生综合测评的情境，提供德智体各方面的数据，布置任务，让学生了解综合测评的方法，利用Excel快速生成班级的综合测评排名报表。学生在完成这个任务的同时，也充分实现了Excel的教学目标。

(2)对于同一知识点，教师可设计一个到多个不同难度的任务。

考虑到地域性、城乡差别以及学生个体差异，设计不同难度的任务供学生自由选择，可以让不同层次的学生逐步适应大学的教学方式，有利于因材施教。

(3)设计的任务要有拓展性。

第一，设计的任务需要学生查阅资料和协作才能完成，而且实现方法多样。在实施过程中，积极引导学生要利用各种资源，增强学生的文献检索应用能力，鼓励学生独立思考，发挥团队作用，尝试使用不同的方法解决任务，积极培养学生的创新思维。第二，在任务完成后，教师可点评任务优化和拓展的方向，这样既开阔了学生的思维，又向学生布置了“新任务”，如此反复下去，学有余力的同学可能会继续深入学习探索下去，将会受益匪浅。

当任务完成后应及时对任务作出评价。评价分为学生自评、学生互评和教师点评三个过程。通过评价过程，可以检验出学生对于蕴含任务的知识点的理解程度，了解到个人在团队中所起的作用和今后的努力方向，有利于培养团队合作和创新意识。

3.2教学方法改革

(1)增加专题讲座的教学形式，作为课堂教学的补充。

选择高学历、高职称、有威望的教师参与，要求教师站在学科的高度看问题，将复杂的、抽象的内容简单化、形象化，注重讲课的艺术，力求风趣、幽默，能充分激发学生学习兴趣。

(2)利用计算机科学引论课程教学网站辅助教学。

已建立了该课程专用的教学网站，包括教学资源下载、疑难解析、在线测验、在线留言等功能。在教学中采用课堂讲授和网络学习相结合的方式，可以让学生体验到学习的乐趣，同时为老师和学生提供一个在线交流的平台，突出课程的特色，提高课程的教学质量。

4结束语

本文分析和探讨了计算机科学引论课程的内容构建问题以及教学模式和教学方法的改革，根据笔者多年的教学实践，采用任务驱动教学模式和丰富多样的教学方法，对于加强师生互动，提高学生自主学习能力和计算机引论课程教学质量，有着积极意义。