摘要：針對計算機專業(yè)本科高年級課程教學(xué)中的問題，結(jié)合課程教學(xué)實踐，研究如何將基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性三個基本特性融合在教學(xué)中，以滿足學(xué)生的階段需求。從必要性、教學(xué)理念、內(nèi)容選擇和教學(xué)方法上進行探討，提出解決方法，并結(jié)合所承擔(dān)的課程教學(xué)給出具體的分析結(jié)果，列舉可能面臨的問題。通過適應(yīng)性教學(xué)方法，提高本科畢業(yè)生的核心競爭力。
　　關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；基礎(chǔ)性；前沿性；應(yīng)用性
　　
　　所謂三基性，是指本科教育中最為突出的三個基本特性，即基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性，這三性既相輔相成，又矛盾制約而受爭議。我國本科教育強調(diào)基礎(chǔ)性教育，無疑是最重要的教育理念和教育核心，但對工科計算機本科教育而言，由于學(xué)科知識具有更新快、變化快、應(yīng)用面廣和工程性強等特點，前沿性和應(yīng)用性教育凸現(xiàn)重要性，需求表現(xiàn)在一是許多前沿的理論和知識普及很快，一些過去的研究生教學(xué)內(nèi)容可下降給本科生的課程；二是社會對本科生實用能力和知識寬度的要求越來越高，本科教育必須致力于提高本科生的核心競爭力，因此，如何在高年級，特別是大四學(xué)生教學(xué)中把基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性這三性較好地相融合，并在教學(xué)中把握好分寸是一個值得探索的問題。
　　1三基性教學(xué)問題
　　本科教育的改革，特別是計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革是近年熱議的話題之一，國內(nèi)外沒有成熟的樣本，但改革的重要方向之一就是計算機基礎(chǔ)教學(xué)的多元化、專業(yè)化[1]。目前，本科基礎(chǔ)教育多采用全國統(tǒng)一的思想，有基本一致的大綱、內(nèi)容、實驗環(huán)境和教學(xué)手段，有等級考試的驅(qū)動和標(biāo)準(zhǔn)，同時，我們也看到，近年來
　　各研究型大學(xué)的計算機教學(xué)呈現(xiàn)改革趨勢，其主要表現(xiàn)在以下幾方面。
　　1) 更多強調(diào)實踐和案例教學(xué)，大幅度減少基礎(chǔ)課時，基本動手能力培養(yǎng)重要性增加。
　　2) 基礎(chǔ)教學(xué)更多強調(diào)應(yīng)用，呈專業(yè)化、多元化趨勢，知識關(guān)聯(lián)體系網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜化。
　　3) 一些過去研究生的課程內(nèi)容在本科教育中出現(xiàn)，如分布式并行計算、網(wǎng)絡(luò)計算等方面，高端知識普及化、應(yīng)用化。
　　4) 為適應(yīng)計算機技術(shù)和市場應(yīng)用的需求，專業(yè)課程也越分越細(xì)，知識寬度和深度要求越來越高，專業(yè)選修課設(shè)置越來越多，知識結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
　　5) 計算機基礎(chǔ)教育低齡化，從中小學(xué)開始就進行計算機的基礎(chǔ)教育。如日本中學(xué)生的計算機競賽內(nèi)容就已經(jīng)涉及到多CPU并行計算等前沿內(nèi)容，教育對象的基礎(chǔ)發(fā)生很大變化。
　　因此，如何定位和分界計算機初級教育、專職業(yè)教育、本科教育和研究生教育是個值得研究的教育理念問題，同時，在各階段教育過程中，如何根據(jù)學(xué)生的特點和培養(yǎng)目標(biāo)，把握知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法的平衡分寸至關(guān)重要。
　　大學(xué)本科高年級學(xué)生，特別是大四學(xué)生一般會面
　　臨越來越大的壓力，也面臨許多特殊的需求。
　　1) 知識的融會貫通需求。高年級學(xué)生一般前期修課密集，到大四時已經(jīng)修完大多數(shù)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，學(xué)生面臨考研、就業(yè)等迫切需求，課程教學(xué)時，根據(jù)本課程領(lǐng)域需求回顧前面所學(xué)知識，并使其結(jié)合應(yīng)用，做到融會貫通，以便有效提高學(xué)生綜合能力。
　　2) 實踐動手能力急速提高的需求。對計算機專業(yè)學(xué)生而言，無論考研還是就業(yè)，都要有比較寬廣的實踐知識和動手能力，而學(xué)生動手機會少，缺乏環(huán)境與機會是一個普遍問題，大四學(xué)生已經(jīng)進入實習(xí)階段，有的即將開始畢業(yè)設(shè)計工作，因此，迫切需要提高實踐動手能力，課程教育需要配合和引導(dǎo)這方面的需求。
　　3) 新知識學(xué)習(xí)掌握能力的需求。計算機技術(shù)日新月異，學(xué)生必須有學(xué)習(xí)掌握和應(yīng)用新知識的能力。當(dāng)前，在許多場合，對新知識的考核都是很重要的內(nèi)容，能較快掌握并應(yīng)用新知識，進行創(chuàng)新性工作往往是學(xué)生成為高層次人才的重要階梯。
　　高年級學(xué)生的不穩(wěn)定性和上述特殊需求，導(dǎo)致這一階段教學(xué)非常艱難，教師需要具有較高的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)技巧，否則，學(xué)生就會對課程失去興趣。因此，針對高年級學(xué)生需求，基礎(chǔ)性教育要融會貫通學(xué)生前面所學(xué)知識；前沿性教育要擴展學(xué)生視野、培養(yǎng)創(chuàng)新性意識并掌握一些熱點技術(shù)；而應(yīng)用性教育要加強學(xué)生的動手技能，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力，但如何把基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性這三性融合并恰當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)在教學(xué)方法中是一個值得探索的方法問題，其中有許多問題值得探索。
　　基礎(chǔ)性教育無疑是本科教育最重要的教育基礎(chǔ)，大學(xué)課程首要任務(wù)是為學(xué)生打好理論與技術(shù)基礎(chǔ)，掌握能力，發(fā)展有后勁，但基礎(chǔ)課不是“陳舊課”[2]，它應(yīng)該反映該課程領(lǐng)域最新的進展和研究成果，根據(jù)國家的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，近來各大學(xué)都把創(chuàng)新性教育放在了重要位置。對工科計算機本科教育而言，學(xué)科知識具有更新快、變化快的特點，許多前沿理論和知識普及很快，一些過去的研究生教學(xué)內(nèi)容下降給本科生。如分布式并行計算技術(shù)，由于普及與硬件價格的迅速下降，已經(jīng)從高端技術(shù)轉(zhuǎn)為普及技術(shù)，課程體系要跟上技術(shù)的發(fā)展，在課程內(nèi)容上就要有前沿性內(nèi)容，融入理論與技術(shù)的最新發(fā)展。
　　計算機學(xué)科另一重要特色是極強的工程特性，目前，各行業(yè)都在廣泛應(yīng)用計算機技術(shù)，社會對本科生的實用能力和知識寬度要求越來越高，不僅要求本科生有較好的基礎(chǔ)知識，還要求學(xué)生有較強的、多方面的動手能力。學(xué)生求職時，幾乎會涉及所有軟件工具和熱門技術(shù)，職業(yè)對應(yīng)用性教育的巨大壓力，常常導(dǎo)致學(xué)生重實用輕基礎(chǔ)，而本科教育必須致力于提高本科生的核心競爭力[3]，才能引起學(xué)生共鳴。
　　2三基性教學(xué)方法初探
　　筆者認(rèn)為要設(shè)計好一門課程并上好一門課程，要具備4個要素。
　　1) 課程理念：即本課程目標(biāo)、思路等，包括對學(xué)生知識和意識的培養(yǎng)。
　　2) 學(xué)生需求：任何課程，在一定時間空間內(nèi)具體面對特定的學(xué)生需求。
　　3) 教師素養(yǎng)：教師在課程領(lǐng)域的科研和教學(xué)水平。
　　4) 教學(xué)方法：圍繞課程理念和課程內(nèi)容有針對性的教學(xué)方法。
　　針對上述高年級本科教學(xué)需求，三基性教學(xué)理念要將三者加以融合并掌握好彼此之間的教學(xué)分寸。具體而言，三基性教育有3個目標(biāo)。
　　1) 基礎(chǔ)性教育要努力使學(xué)生前面知識得到融會貫通；
　　2) 前沿性教育要擴展學(xué)生視野、培養(yǎng)創(chuàng)新性意識并掌握一些熱點技術(shù)；
　　3) 應(yīng)用性教育要加強學(xué)生的動手技能，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力。
　　因此，圍繞著教學(xué)理念和目標(biāo)，三基性教學(xué)方法的核心表現(xiàn)在3個方面。
　　1) 針對基礎(chǔ)性教學(xué)，探索綜合與貫通教學(xué)方法；
　　2) 針對前沿性教學(xué)，擴展視野與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)；
　　3) 針對應(yīng)用性教學(xué)，精心設(shè)計實驗，加強案例教學(xué)與動手能力培養(yǎng)。
　　解決好上述關(guān)鍵問題要做好5個方面工作。
　　1) 選好能融合三性的教學(xué)課程，并非每個課程都具有三性的元素；
　　2) 有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容；
　　3) 掌握好三性在教學(xué)中的分寸，這是需要認(rèn)真研究把握的；
　　4) 教學(xué)方法的基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性的具體方法體現(xiàn)和手段；
　　5) 對教師素質(zhì)的要求和教學(xué)效果的評估。
　　下面，以筆者近幾年開設(shè)的大四本科選修課程“集群與網(wǎng)格計算”為例進行探討。近年來，集群計算模式是網(wǎng)絡(luò)計算系統(tǒng)中用途最廣的計算模式之一[4]，已成為應(yīng)用和商業(yè)化的一個熱點技術(shù)，成為一個獨立的分支。網(wǎng)格計算模式已經(jīng)發(fā)展為連接和統(tǒng)一各類不同遠(yuǎn)程資源的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，集群和網(wǎng)格技術(shù)作為一種實用技術(shù)已經(jīng)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化、實用化和產(chǎn)品化，國內(nèi)外各種應(yīng)用實例和介紹書目也比較豐富，因此，我們有必要及時把相關(guān)基礎(chǔ)知識和簡單應(yīng)用技術(shù)介紹給學(xué)生。從課程內(nèi)容上說，該課程設(shè)計具有三基性要素。
　　1) 基礎(chǔ)性：課程基本概念和基礎(chǔ)知識涵蓋面寬，基礎(chǔ)性強，包括了操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、分布式并行等方面的知識，可綜合對前面所學(xué)知識加以擴展和貫通；
　　
　　2) 應(yīng)用性：該領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用背景，包括選機型、安裝、配置、編程、應(yīng)用等，有一系列的動手鍛煉實踐，非常貼近高端應(yīng)用；
　　3) 前沿性：由于該領(lǐng)域?qū)贌狳c技術(shù)，因此，近年來發(fā)展較快，有較多的科研項目和技術(shù)專題實例，且新思想、新技術(shù)層出不窮。
　　因此，課程教學(xué)制定了如下的目標(biāo)。
　　1) 掌握網(wǎng)格與集群計算的基礎(chǔ)；
　　2) 學(xué)習(xí)構(gòu)建簡單的網(wǎng)格與集群的技術(shù)；
　　3) 提高綜合應(yīng)用計算機技術(shù)的能力；
　　4) 了解當(dāng)前一些熱點技術(shù)及其應(yīng)用；
　　5) 培養(yǎng)多點思維和前沿意識。
　　在基礎(chǔ)性教學(xué)方面，我們要重點介紹該領(lǐng)域的一些基礎(chǔ)知識、基本概念、基本技術(shù)和系統(tǒng)構(gòu)建思想，使學(xué)生能理解和應(yīng)用該領(lǐng)域的一些基本概念，在擴大知識面的同時，我們還要注重啟迪開拓學(xué)生的思維和視野，使學(xué)生能對網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)的進展和應(yīng)用有更深刻的理解，掌握集群與網(wǎng)格計算的基礎(chǔ)知識。例如基礎(chǔ)性教學(xué)方面，較詳細(xì)地講授了集群與網(wǎng)格的基本概念、歷史演化、體系結(jié)構(gòu)、各種分類及各層的基本原理等方面，給學(xué)生一個完整的知識體系。
　　在前沿性方面，我們要以最新的大量科研項目為例，介紹一些典型應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識及跟蹤前沿技術(shù)的意識。許多教學(xué)內(nèi)容來自于最新的外文資料和論文，深入淺出地向?qū)W生介紹該領(lǐng)域的技術(shù)歷史、驅(qū)動力、發(fā)展思想，把各種相關(guān)的技術(shù)模式加以分析介紹，啟迪學(xué)生的思路，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。例如，以國內(nèi)外著名研究項目Con