《计算学科导论》中的人文素质教育

　　摘要：本文在深入分析国内外素材的基础上，指出了计算学科导论教学过程中存在的问题和局限性，认真地分析并给出了课程的定位与教学指导思想，提出了教改的方向、目标和方法，着重探讨了该课程如何融合人文素质教育。经实践，取得了非常好的教学效果。
　　关键词：计算学科；导论；人文教育；教学改革
　　
　　任何一门学科或专业，都含有丰富的人文内容和特质，都可以进行人文教育，使学生在学习中感受到美的熏陶与生命力量的提升。在计算学科导论的教学过程中，以一种什么样的意义来揭示该学科，就帮助学生设置了一个学习的方向。方向不同，学生在从事学习过程中进行的心理活动不同，学习的结果也不同。对知识，学生会记忆性地学；对技能，学生会模仿地学；对能力方面，学生会思维地学；对伦理方面，学生还会体验地学。无论如何，教学过程中的引导作用是非常明显也是极其重要的。
　　
　　一、计算学科导论教学存在的问题与分析
　　
　　多年来，通过对计算学科导论的关注，以及查阅大量的国内外的教材，在教学内容的定位、组织与设计方面，我们可以归纳和总结出国内外高校对本课程的处理方法，大体上可分为以下几类：
　　(1)高层次抽象。也就是用高度抽象的理论模型来刻画计算机及计算的本质问题，其特点是层次高，系统性强，且融抽象性与科学性于一体。这种教材质量较高，但对于本科生来说，难度较大，不易掌握。
　　(2）“浓缩”+“拼盘”。将本学科的主干课程，如操作系统、数据结构、软件工程、数库系统、计算机网络等“浓缩”起来，独立成章，然后合成一个“拼盘”。其特点是内容广而散、概念多而杂、理论深而不透，学生很难理解与掌握。此外，还存在以下几个问题：教学目的不明确；教师讲授到什么程度，学生学到什么程度，对这个“度”的把握非常困难；与后续课程内容重复等。
　　(3)实用主义。主要体现在以操作为主的入门教育，教学内容类似于非计算机专业的《计算机文化基础》，其特点是学生容易掌握，也可提高学生的操作技能，但却失去了“导论”课程的本质属性，学生对整个计算学科很难有所认识和把握。
　　(4)其他。比如以某种具体语言为主，介绍程序设计的基本概念和方法。这些内容对计算机专业的学生来说是必需的，但不宜作为“导论”课程来讲授。
　　
　　二、课程的定位与教学指导思想
　　
　　作为“导论”课程，计算学科导论到底要达到什么目的？起什么作用？以及如何定位？确实应该进行冷静、理智地加以分析。
　　首先，在定位方面，我们必须意识到以下几点：一是该课程为计算机专业的入门课程，不可能也没有必要在该课程中介绍过多的理论、方法、技术、概念和术语；二是要站在学科的高度给学生“指点江山”，使学生对计算学科有一个比较清醒的认识；三是要激发学生的学习兴趣和对职业的热情，使学生受到较好的人文精神的熏陶，真正成为社会的有用之才。鉴于此，我们认为该课程在专业知识的传授方面应该起一种“承前启后”的作用，这里所谓的“承前”一是让学生了解本学科的发展过程以及前辈们所做的贡献，二是了解计算学科的本质问题；而所谓“启后”一是介绍本学科的现状及其发展趋势，二是让学生了解应该掌握哪些知识，应该具备什么样的知识结构和能力。
　　其次，在教学目标方面，可以归纳为：了解本学科的发展史及其发展趋势，能从中获得必要的启示；从理论模型的层次上掌握计算及计算机的本质问题；了解本学科的知识结构及其相互之间的关系，掌握正确的学习方法；激发学生的学习兴趣；从整体上提高学生对本学科的认识水平；通过大量的事例和素材，在轻松愉快的氛围中给学生以人文精神的熏陶。
　　因此，我们认为计算学科导论应该体现出以下几个方面的指导思想：努力强化“导论”二字，贯彻以“发展沿革、计算模型、兴趣驱动、知识架构、学习导向、人文熏陶”为方针的教学指导思想。在“发展沿革”方面，主要强调两方面的知识。一是计算学科的发展史；二是计算学科发展过程中的局限性及其带给人们的启示。“计算模型”是描述如何在计算机中完成计算的一种概念性方法，不涉及硬件和软件细节，从抽象以及方法论的层次上揭示计算及计算机的本质特性。“兴趣驱动”的目的在于激发学生学习本学科的内在的、强烈的本能冲动；“知识架构”侧重于介绍本学科的知识结构及其相互之间的关系。“学习导向”着重讨论本学科的特点、规律以及学习方法。“人文熏陶”着重培养学生良好的人文精神，使学生成为健全的、高尚的、具有高度责任感和“大爱”的社会有用之才。
　　
　　三、课程教学中的人文素质教育
　　
　　1.计算学科发展史
　　知识的传授不能脱离知识的背景以及知识产生、发展的历史。只有这样，才能促使学生更深刻地理解知识，了解知识的来龙去脉；才能促进学生把外在的知识内化为自身精神构架的有机成分。历史的发展过程，无不反映着辩证思维的过程。通过对史实的分析、综合形成概念，再运用概念进行判断、推理，可以获得对历史发展的规律性的认识。只有学习和熟悉历史，深刻地认识过去，才能更加自觉和正确地把握现实与未来。对于大学生来说，可以提高他们的文化素养，可以培养他们的创新思维和实践能力，也可以让他们学会怎样做人等。
　　2.历史人物的事迹与成就
　　在计算学科的发展史上，涌现出一大批杰出的学者和专家。他们的奋斗经历、挫折和成功、团结与协作、百折不挠的惊人毅力、爱国主义和国际主义精神以及他们创造性的智慧，都蕴涵着丰厚的人文精神。如阿兰•图灵（Alan Turing，1912-1954）年仅23岁就被选为剑桥大学国王学院院士，在量子力学、概率论等领域都做了许多开创性的工作，他对计算学科的重要贡献在于提出了有限状态自动机（即图灵机）以及“图灵测试”。人们为了纪念这位伟大的科学家，将计算机界的最高奖定名为“图灵奖”。
　　又如计算机之父──冯•诺依曼（John Von Neumann，1903－1957）在格论、连续几何、理论物理、原子能和经济学等领域都做过重要的工作。冯•诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术和数值分析的开拓性工 作。
　　3.业界公司的兴衰与成败
　　短短的几十年里，计算机界诞生了许多富有传奇色彩的、实力雄厚的跨国公司，这些公司的管理理念、经营策略、企业文化、技术路线、成功与失败的经验教训等，蕴涵着丰富的人文精神。自1975年微软公司创立以来，在短短的几十年里，比尔•盖茨创造了一个又一个现代神话。到1999年7月16日，微软公司的股票市值已突破5000亿美元的大关，而当时世界上只有8个国家的经济规模超过了5000亿美元。比尔•盖茨的成功，验证了一条经济学的基本规律：如果市场起飞，那些恰好在起飞点进入市场的人，将会获得超过一般数学期望值的投资回报。英特尔(Intel)公司是美国最大的独立半导体