《计算机导论》课程内容体系构建的研究与实践

何昭青

（湖南第一师范学院信息科学与工程系，湖南长沙 410205）

《计算机导论》课程内容体系构建的研究与实践

何昭青

（湖南第一师范学院信息科学与工程系，湖南长沙 410205）

《计算机导论》是计算机科学与技术专业的专业引导课程，其课程内容体系设置，一直以来是计算机教育界讨论的热点。实践教学表明，在CCC2002的纲领性精神指导下，该课程内容的设置既要结合专业的培养方向，也要考虑新生的具体知识背景情况；灵活多样的教学方法是课程目标实现的必不可少的重要手段。

课程构建；计算思维；教学方法；计算机导论

一、引言

《计算机导论》课程是计算机科学与技术专业学生学习的第一门重要的专业基础课。其主要目的是使学生了解计算机发展的历史及其应用领域，了解计算学科发展的各个分支方向，掌握计算机的基础知识和基本操作技能，了解和懂得从事计算学科研究工作的一般程序和科学思维方法，明确计算机应用专业今后学习的主要课程、要达到水平以及应具备职业道德和专业素养水平。

自从1991年ACM和IEEE-CS联手组成攻关组提交的CC1991（Computing Curricula 1991）报告，提出了计算机导论课程的构建的要求和重要性，计算机导论课程内容的构建一直是计算机教育界讨论的热点。我国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”（China Computing Curricula 2002，简称CCC2002）[1]，明确指出了计算机导论课的基本内容提纲，为计算机导论课程内容体系构建提供了依据。但由于各地区经济发展水平不一致，以及各校该专业培养目标不完全相同，因此，计算机导论内容的构建也存在很大的随意性。

目前，我国各高校计算机导论的教材，按其内容的构建主要有三种类型。一种是将《计算机导论》等同非计算机专业的《大学计算机文化基础》课程；一种是把《计算机导论》课程当成计算机科学与技术专业学生在大学期间所学专业核心课程的浓缩；还有一种是从方法论入手，用高度抽象的数学模型来刻画计算机及计算的本质属性，对计算机学科的主要内容进行系统化、形式化的概括。笔者认为，这三种类型的“计算机导论”课程存在不同程度的不足。第一种过于简单，失去“专业引导”课程的本质属性；第二种内容广而散、概念多而杂，教学内容的深度和广度难以把握，学生也不好理解。第三种过于抽象，对于一般院校的新生，很难理解。这三种类型的计算机导论，都不适合我校计算机科学与技术专业学生学习，很难达到该课程的教学目的。针对这种情况，笔者在仔细研究我校本专业应用型人才培养的目标基础上，结合我校生源、学校特点和多年该课程的实践教学经验，对该课程的教学目标、教学内容和教学方法进行了研究和探讨。

二、课程的教学目标

课程的教学目标应该服务于专业的培养目标。粗略地讲，计算机科学与技术专业人才大体上分为科学型（计算机科学）、工程型（计算机工程和软件工程）和应用型（信息技术）。我校计算机科学与技术专业的人才培养目标是应用型。毫无疑问，该课程的教学计划与课程内容构建就应该服务于“应用型”人才培养总体目标，因此，该课程教学目标应该有：

（一）让学生了解应用型人才的就业方向，培养对应用型专业的认识

通过本课程的开设，要让学生明白应用型人才就是通常说的IT人才，了解IT人才的就业岗位，了解未来社会对应用型人才的强劲需求，从而能够对自己未来要从事的专业方向有一个初步的判断。同时对应用型专业学习的主要课程、应具备的能力有一个整体的认识。尤其要认识到应用型人才不是技能型人才，为了胜任其工作任务，与研究型或者工程型的培养目标一样，同样需要有系统而专门的知识体系与结构，为其行业职业生涯奠定扎实的专业理论基础。

（二）培养基本的计算机操作能力

作为计算机专业的学生，应该具备较强的基本操作能力。随着计算机的普及，很多刚入校的新生虽然有一定的计算机操作能力，但掌握得不系统。更何况由于各地区教育经济发展存在差距，还有相当一部分来自落后地区的新生很少用计算机，有的甚至从来就没有操作过计算机。因此，培养计算机的基本操作能力，仍然是计算机导论课程中一个重要的教学目标。

（三）培养学生的自主学习能力

如何让学生从中学的灌输、被动式学习模式快速适应大学的自主学习的方式，培养他们自主的学习能力，是计算机导论课程又一个重要目标。自主学习能力是大学和现代社会对人才的基本要求。从某种程度上讲，自主学习方法的掌握比对学科知识的掌握更加重要。大学里很多知识的获得必须靠学生自己主动学习获取。对于应用型专业学生来讲，未来的职业将面临集成与应用的任务，更加需要学生具备对新知识、新技术的敏感性，以便能够较快的吸取新的技术并将其与实际的需要结合起来。

（四）培养学生的计算思维[2]

根据CCC2002的要求，“计算机导论”课程应该面向计算学科的思维能力。计算思维是计算机科学与技术专业很重要的学科思维。培养正确的计算思维方法，为学生后续的专业课程学习打好学科思维基础，是学好专业课程的重要条件。

（五）培养学生的学科文化素养

在21世纪信息社会，社会对计算机应用人才的知识结构提出了更多的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有人文社会学科知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。因此，在计算机导论课程的教学过程中，让学生领会学科精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在未来人生旅途中理智地对待科学、对待社会、对待生活。

三、课程内容体系的构建

根据CCC2002关于计算机导论课程的纲要精神，结合上述用型人才培养的主要目标，认为计算机导论课程体系由理论教学内容、实验内容和课外实验训练三部分组成。

（一）理论教学内容体系构建

“计算机导论”课程作为计算机科学与技术学科专业l6门核心课程的第一门课程，它包含了5个知识领域中的l2个知识单元的内容，理论讲授涵盖的内容应包含以下8个方面的内容：

1.计算机基础知识

主要包括计算机发展简史、目前计算机发展趋势、著名的计算机公司、著名的计算机科学家、数据的表示、存储和处理、冯·诺依曼机模型、计算机系统结构及工作原理、计算机应用领域等。

2.计算学科分支介绍及我校应用型人才培养课程体系设置

主要包括计算学科划分（五个分支：计算机科学CS、计算机工程CE、软件工程SE、信息技术IT、信息系统IS）、各专业培养目标、核心知识领域、核心课程的设置，21世纪企业需要的计算机应用型人才特征、就业方向和工作岗位、计算机水平和认证考试、以及我校应用型人才培养目标和课程体系设置。

3.计算机软硬件系统知识

主要包括计算机硬件组成、微型计算机的硬件结构、操作系统、常用软件MS-Office简介。

4.程序设计知识

主要包括机器语言、汇编语言的初步了解和高级语言的算法设计思想、程序设计的概念、方法、软件开发过程。

5.数据库与信息系统知识

主要包括数据库基本概念、数据模型、SQL语言、数据管理系统Acess的基本操作及信息系统基本基础知识。

6.信息安全和职业问题

主要包括学科的社会背景、学科职业和道德责任、计算机系统的风险和责任、知识产权、隐私和公民自由、计算机安全等。

7.计算机学科的基本问题[3]

主要包括七桥、梵天塔、停机、找零与背包等问题。以数据的表示、存储、处理为主线，先介绍一个对问题进行抽象的典型实例——哥尼斯堡“七桥”问题。然后，通过“梵天塔”问题和“停机问题”分别介绍学科中的可计算问题和不可计算问题。最后，从“梵天塔”问题再引出算法复杂性中的问题，以“找零”问题和“背包”问题为例说明P类问题和NP类问题。通过一系列计算机学科的基本问题的介绍，激发学生对本学科的兴趣，培养学生初步计算思维能力。

8.计算机学科方法论

主要包括学科专业教学背景、学科定义、学科的三个形态、学科的核心概念、学科中的数学方法、系统科学方法和形式化技术等。

（二）实验教学内容构建

由于“计算机导论”课程讲授对象是新入学的大一新生，学生的基础参差不齐，本着计算机基本操作技能的原则，实验教学内容开设了六大模块，分别是熟悉计算机、操作系统（Windows、Dos、Linux等）、办公自动化套装软件的使用（Word、Excel、PowerPoint）、电子邮件软件的设置和使用及在国际互联网（Internet）上浏览查找信息的操作（网络信息检索）、常用工具软件的使用、程序设计和数据库管理系统Access的操作。

1.熟悉计算机

了解计算机基本的硬件组成：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备；明白主机与主机箱的关系；熟悉常用开机、关机的方法；熟悉键盘和汉字输入。

2.操作系统

熟悉Windows操作系统，掌握常用的DOS、 Linux操作命令。对于Windows的操作，包括桌面设置（包括主题、背景、保护程序、外观）、开始菜单、任务栏的设置，控制面板、窗口、文件、目录操作，资源管理器的使用。

3.常用工具软件的使用

掌握常用压缩软件winzip或winrar、杀毒软件瑞星或卡巴斯基、媒体播放软件豪杰超级解霸或RealPlayer或Microsoft Media Player的使用。

4.办公自动化套装软件的使用（Word、Excel、PowerPoint）

掌握Word的启动与退出，文档的建立、保存、编辑与排版基本操作，表格的制作方法，以及图文混排的操作。掌握Excel工作表和工作簿的建立、编辑、格式化等基本操作，公式和基本函数的使用，数据清单的管理操作，以及图表的创建、修改以及修饰等操作。掌握PowerPoint演示文稿制作、动画及自定义播放过程设置。

5.Internet的操作

掌握IE浏览器的设置和使用，Google、Baidu等搜索引擎的使用，掌握下载软件、电子邮箱的申请、电子邮件撰写、发送和接收电子邮件、网络信息检索等操作。

6.程序设计与数据库管理系统

掌握程序设计的编辑、调试、运行、编译、保存等过程，以及Access 2003数据库的创建和打开，数据表的设计与创建，窗体、查询和报表的设计和创建方法。同时结合程序设计语言，开发一个简易数据库应用系统。

计算机基础操作，基本上是独立于“计算机导论”理论教学。学生在实验过程中会遇到很多课堂上没有学过的新知识，因此，在实际教学中，加强对学生实验课目的的教育，引导、鼓励学生在实验过程中进行协作学习、自主学习，逐步培养学生的团队协作的职业素养，构建后续大学课程学习和职业人生需要的自主学习方法。

（三）课外训练

由于计算机导论课时的限制，上面的实验内容，是不可能完全在安排的课时内完成，很多内容需要学生在课外完成。

除了完成上面布置的任务外，还布置了综合实训内容。一个是Word文字综合排版，给一篇没有排版的Word论文文档，然后让学生按毕业论文设计格式要求排版，排版通常包括了页眉页脚的生成、样式的使用、多级编号、目录的生成、分页、分节等多种技能的整合使用。一个是PowerPoint综合演示文稿，包括各种动画设计、超链接、背景音乐的设置、放映过程的定义等多种技能综合应用。

四、课程教学方法的思考

计算机导论课程的内容非常丰富，课时又非常有限，因此，在知识传授的过程中，教学方法是非常重要的。针对不同的课程内容，教学方法要不同，单一的讲授教学方法，不能满足现代培养目标的要求，也不符合CCC2002倡导的教学向教育转变的精神。教师在教学的过程中，需要采用多种教学方法。根据自己的教学经验，认为完成计算机导论课程教学，除传统讲授教学法外，下面四种教学方法是比较重要的。

（一）基于知识背景的课程教学

所谓基于知识背景的课程教学就是把要传授的知识与知识背景有机结合起来，使之成为课程教学内容的统一体过程。学生在了解和掌握知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，有利于培养学生的学科思维和学科意识，有利于促进学生学科文化素养教育[4]。

（二）研究型教学

研究型教学是大学重要的教学方法。该教学方法的一个重要点特征，让学生能体验到学科领域的先驱者们进行创新的乐趣和对事物的理性思维，并从中获取经验、方法、乐趣和激励，养成独立思考、探索、求知的习惯，在探索中学生不知不觉地达到构建自主探索未知世界而学习的方法。在大学，很多知识不是依靠老师讲授，而是学生自己的主动自主学习获得，在这个过程中，老师只能引导、协助和激励学生。

（三）讲座法教学

对于只求了解的内容，可以使用讲座法。比如计算学科的应用分支和学习该学科的方法论、计算机中的发展现状、当前及未来的IT就业前景。

（四）基于网络的协作教学

利用现代网络平台，教师建立自己的课程教学网站。该网站除了提供本课程的PPT、Web 3D、Word等形式的相关教学资源外，更重要的是充分发挥网站的学习讨论平台作用。通过该讨论平台，教师提出问题，引导学生思考，并与学生进行互动。学生也可以通过该平台将自己的理解及探索的结果与教师及其它同学进行讨论。网络打破时空限制的特性，有效地实现学生与学生之间、学生与教师之间互动的协作学习，共同构建一个完备的知识建构环境和学习过程。[5]

五、结束语

计算机导论课程的内容构建一直存在着广泛的争议。本文根据CCC2002纲要精神，结合我校师范学院应用型人才培养目标和多年的实践教学经验，对该课程的教学目标、教学内容和教学方法进行了大胆地探索。2009级计算机科学与技术专业的学生经过一学期的计算机导论学习后，不仅可以掌握基本的计算机操作技能，而且对计算学科及所学的专业课程有了整体的认识，明确了今后学习的目标和努力方向。做到了科学性与实用性的有机结合。另外，本课程的教学，一定要安排有厚实的专业知识、丰富的教学经验，而且懂心理学和教育学的教师承担。

在开展本课程教研活动中深刻认识到，顺应社会对计算机应用型人才需求发展趋势，合理构建符合本校特点的计算机导论课程体系，培养满足国家发展对创新型人才的需求，是一项需要持续研究和探索的课题。

[1]中国计算机科学和技术学科教程2002研究组.中国计算机科学和技术学科教程2002[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2]董荣胜.计算思维与计算机导论 [J].计算机科学，2009，（4）：50-52.

[3]董荣胜.计算机科学导论——思想与方法[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]张晓如，张再跃.计算机课程教学与计算科学思想史研究[J].计算机教育，2008，（19）：50-54.

[5]何昭青.计算机专业程序设计语言类课程教学探讨[J].湖南第一师范学报，2008，（3），40-52.

Research and Practice onIntroduction to ComputerCurriculum Content System Construction

HE Zhao-qing
（Information Science and Engineering Department，Hunan First Normal University，Changsha，Hunan 410205）

Introduction to Computeris aguiding curriculum forcomputerscience and technology major and its curriculum content system has been the hot issue in computereducation field.Teaching practice shows that underthe direction of CCC2002programmatic guidance，the contents should coordinate with the training direction of the major and the background knowledge of the freshmen.Flexible and diverse teaching methods are essential to achieve program goals.

curriculum construction；computational thinking；teaching methods；Introduction to Computer

TP3-4

A

1674-831X（2010）05-0063-04

2010-04-06

湖南第一师范学院院级教改课题（XYS09J 16）；湖南省教育厅课题（08C016）

何昭青（1964- ），女，湖南邵阳人，湖南第一师范信息科学与工程系教授，硕士，研究方向：计算机教育，Web 3D，计算机优化算法。

[责任编辑：胡 伟]