陳潔 吳修國

摘 要： 在各專業(yè)對信息技術需求不斷提高的背景下，文章分析了當前計算機基礎教學普遍存在的困境和原因，通過一個省級精品課程群的建設和研究成果，介紹了將信息技術與專業(yè)知識融合的基于案例驅動的計算機基礎課程教學模式的建設經驗和心得，并對在計算機基礎教學框架中引入計算思維的意義進行了初步探討。

關鍵詞： 課程建設； 計算機基礎教學； 教學改革； 計算思維

中圖分類號：TP39；G202 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）09-75-04

Abstract： In the context of increasing demand for information technology in various professions， this article analyzes the current predicament and its causes in basic computer education. Through the construction and research results of a provincial-quality course group， the experience of building a case-driven computer-based curriculum teaching mode that integrates information technology and professional knowledge is introduced. The significance of introducing computing thinking in the basic computer teaching framework is discussed.

Key words： course construction； basic computer teaching； teaching reform； computational thinking

0 引言

信息技術與各專業(yè)不斷融合是當今時代的發(fā)展趨勢，各專業(yè)對于計算機基礎教學的內容和深度要求越來越高。自本世紀初開始國內外高校都存在兩個變革趨勢，一是將更多的計算機理論引入到計算機相關專業(yè)和非計算機專業(yè)的培養(yǎng)方案中，二是將計算機基礎教學與專業(yè)教學融合[4]。

目前高校的理工、經管、社科、人文等幾乎全部的專業(yè)都對計算機基礎教育有一定的要求，但在內容和程度方面存在很大差別。理工和經管類專業(yè)對信息技術的要求越來越高，培養(yǎng)方案和教學理念都在不斷變革。計算機相關專業(yè)的計算機基礎教學，大致經歷了三個階段：從開始的面向操作技能培養(yǎng)到逐步引入計算機基礎理論，從重視理論教學到重視“計算思維”的培養(yǎng)[1，7-9]。

筆者在財經類普通高等院校從事計算機基礎教學近三十年，開設過十幾門計算機基礎課和專業(yè)課，曾經擔任八年信息管理學院教學院長，負責制定全校50多個不同專業(yè)的計算機基礎教學培養(yǎng)方案和課程建設（其中多數為經管類專業(yè)，少數為人文社科類專業(yè)，個別為理工類專業(yè)）。為了追趕信息技術的知識更新速度，我們的教學團隊每二年對培養(yǎng)方案進行一次微調，每四年進行一次大調整，而某些具體課程的教學大綱幾乎是年年更新。正如何欽銘教授所說：“如何在有限的教學時間內完成內容寬廣的大學計算機基礎教學目標，仍然是近年來困擾廣大從事大學計算機基礎教學的教師的核心問題”[2，5]。我們教學團隊面對全校4萬多不同專業(yè)的本科生，多年來一直進行著計算機基礎教學的教研與教改，希望通過本文與同行分享我們的心得和困惑，共同思考和探索解決之道。

1 困境和思考

我校的信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)有一個軟件外包培養(yǎng)方向，按照校企合作的要求，在4年的培養(yǎng)方案中設置了大量的計算機基礎課程，開設了程序設計語言、數據結構、計算機網絡和數據庫等課程。3年前我們對該專業(yè)首屆畢業(yè)班進行了一次調研，結果只有22%的學生對今后從事專業(yè)對口的軟件外包工作感興趣，大部分學生將從事與計算機相關性很小的工作。還有一個工程管理專業(yè)，在我們進行了國內高校的調研之后，確定規(guī)劃兩個培養(yǎng)方向，一個是以土木工程為背景的工程管理方向，另一個是以軟件工程為背景的工程管理方向。由于人才市場和師資因素，我們本希望有更多的學生選擇后者，并且專門對學生進行了動員（在大二的下學期要求每個同學根據自己的興趣選擇專業(yè)學習的方向）。結果該專業(yè)全體學生選擇了前者。

信息技術無疑對各學科各專業(yè)越來越重要，也越來越受到重視。計算機基礎教學可以分為四個層次。首先受眾最多的是通識教育，幾乎全部專業(yè)都需要。其次是那些應用信息技術較多的專業(yè)，需要學習一些專業(yè)的數據處理軟件和編程語言（這類專業(yè)將越來越多，如上述的工程管理專業(yè)）。再次是計算機相關專業(yè)的計算機基礎教學，在深度和廣度上都有較高的要求（包括許多理工類專業(yè)，如上述信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)）。最高層次是計算機學科各專業(yè)的計算機教學。在培養(yǎng)方案設計中，根據不同層次的要求，將計算機基礎課設置為通識、選修、輔修、主修等課程類別，同時根據專業(yè)差異對各課程內容和難度也進行適當調整。

在過去的三十年中，計算機科學技術是所有學科中發(fā)展最快、影響最廣的學科，沒有之一。計算機基礎教學一直處于與時俱進的發(fā)展和演進中。盡管如此，教學內容還是會或多或少地滯后于學科發(fā)展和社會需求。教材教學內容和教學改革一直在教師、學生和社會之間的互動過程中不斷更新和進行，期間經歷了許多的糾結和困境。

有些課程是入門比較容易，但深入理解卻比較困難（如當下最熱門的python程序設計語言）。而有些課程入門較難，但是一旦入門就比較容易進行自主學習（如互聯網技術）。多數人文社科課程、經濟管理課程屬于前者，即使學生有不少難點暫時不理解，通過死記硬背也可以初步掌握基本知識。但多數計算機基礎課程屬于后者，如C++、JAVA程序設計語言，即使背過所有的定義和語法，死記硬背各種程序，如果不能理解，還是沒有學懂沒有入門。理工類課程的特點是知識之間的關聯度高，往往一步跟不上處于被動地位，追趕起來非常困難，而一旦理解領會了精髓，后續(xù)的學習比較容易自主進行。也就是說，在學習的初期，計算機基礎課程較一般的經管類課程的入門難、門檻高、學習曲線陡。對于理工類專業(yè)或計算機專業(yè)不存在這類問題。我們的信息管理與信息系統(tǒng)、物流管理、電子商務等專業(yè)，都需要較強的信息技術的支持，我們的培養(yǎng)目標是既懂管理又懂信息技術的高級專業(yè)技術人才。但是幾屆學生普遍的結果是，大多數學生基本放棄了信息技術的學習，轉向了管理方向。究其原因，是學習信息技術的門檻比學習管理專業(yè)課的門檻高，多數同學知難而退，選擇在相對容易的領域發(fā)展。我們必須承認不同專業(yè)在思維方式上是存在差異的。

面對全校各專業(yè)的計算機基礎教學，我們首先要根據各專業(yè)培養(yǎng)目標確定開設哪些計算機基礎課程以及這些課程的性質（通識、選修、必修等），其次是修訂各課程的教學大綱，再次是課堂教學、實驗教學、課程設計、題庫等各個教學環(huán)節(jié)的課程建設工作。通識課和對信息技術要求不高的專業(yè)開設的計算機基礎課程是比較容易處理的，已經有相當多的經驗和模式可供借鑒。問題主要集中在信息技術相關專業(yè)的計算機基礎課程的教學上。

很多信息技術相關專業(yè)是學校新上專業(yè)，有些是國務院學位委員會新設專業(yè)，如電子商務、物流管理等，這些專業(yè)通常是經濟管理和信息技術的結合，培養(yǎng)相關領域的技術管理人才。這些專業(yè)需要開設大量的經管類課程和信息技術課程。各專業(yè)對計算機基礎課程的重視程度不同，興趣點和精力投入的差異也很大。在課時量和教學內容的深度上不容易把握平衡。存在著兩個極端的認識，一是計算機“狹隘工具論”，認為計算機不過是一個高效率的工具，對本專業(yè)的基本框架沒有本質影響。另一個“泛計算機化”，過度迷信信息技術對專業(yè)的影響。

從學生層面看，計算機相關專業(yè)的總課時量一般都比較多，他們既要學習本專業(yè)的知識又要學習計算機知識。如會計電算化專業(yè)，他們學習會計專業(yè)課程的深度不如會計專業(yè)，開設的計算機課程更不如計算機軟件專業(yè)，但是他們的總課時量卻高于這兩個專業(yè)。人的精力是有限的，該專業(yè)的普通同學會有這樣一種挫敗感，會計方面不如專業(yè)學會計的，信息技術方面不如學計算機的。

對于非理工類學生，計算機基礎課程難度相對較大。加之壓縮課時量，減少實驗課，師生比小（一個自然班約50人）等因素，導致多數學生的計算機學習不僅沒有入門，反而增添了畏懼感。不敢做題、不敢大膽編程，沒有求知欲，只是在死記硬背的惡性循環(huán)中勉強應對考試。

2 一個成功的探索

計算機相關專業(yè)的計算機教學不能等同于計算機專業(yè)的計算機教學，也不是通識教育層面的教學。我們的切入點是如何讓信息技術能夠真正為專業(yè)工作服務。“經管類IT支撐課程群”便是在上述背景下立項的一個省級精品課程項目[6]。教育部高校電子商務專業(yè)教學指導委員會副主任李琪教授認為，類似信息管理與信息系統(tǒng)、電子商務等經管類專業(yè)，IT課程量應占總課程量1/3左右[3]。以此為依據。我們將JAVA，C++（C#），數據結構，數據庫，WEB應用與開發(fā)等5門各專業(yè)共同的專業(yè)基礎課組織在一起，由教學團隊進行統(tǒng)一的課程建設，通過系統(tǒng)地學習這組IT基礎課程，基本能夠支撐經管類各專業(yè)對于信息技術的需求。

原本上述課程都有自己的課程大綱、教案、課件、實驗教程，甚至題庫等，但課程之間的銜接存在一些縫隙，不同課程存在不少重復介紹的知識。如程序設計語言課程重復介紹面向對象程序設計方法論，不同課程課后練習題類似和相同等。為此，教學團隊決心將這一課程群打造成為一個有機整體，支撐經管類各專業(yè)的IT培養(yǎng)需求。對課程群進行統(tǒng)一建設可以系統(tǒng)地解決一些問題，可以更高效地利用課堂教學和實驗教學的時間。

該項目的亮點之一是精心選擇課程的教學案例，盡可能為不同的專業(yè)選擇與專業(yè)相關的信息技術案例，這些由淺入深的案例便于學生的理解，提高學生的學習興趣，同時在專業(yè)學習上也有一定的獲得。多數經管類專業(yè)屬于文理交叉學科，許多學生的動手能力不強。我們設計的基于案例驅動的教學模式，是建立在建構主義學習理論基礎上的，同時也有利于培養(yǎng)自學能力和自主解決問題的能力。

為了適應被壓縮的課時（如數據結構只有54學時課堂教學，36學時實驗教學），我需要減少教學內容，降低難度。以課程群為單位優(yōu)化課程體系，在一定程度上可以補償教學內容的不足。為了實現課程群中各門課程間的無縫連接。我們將整個課程群的教學內容當作一門課程看待，進行系統(tǒng)和統(tǒng)一的設計。裁剪掉重復的教學內容，對于相近的教學內容采取前詳后略的原則。設計統(tǒng)一的教學案例系列，教學案例盡可能融入各種經濟管理中的模型和方法，以適合經管類學生的特點。每個教學案例具有獨立性，前后案例之間具有連續(xù)性和過渡性。某些教學案例之間具有一定的關聯，若干教學案例組合在一起能夠形成一個相對完整的小系統(tǒng)，這些小系統(tǒng)可以進一步作為課程設計和學年論文的內容。

總之，對于計算機相關專業(yè)的計算機基礎課程的教學，我們的觀點是應當盡可能早地將專業(yè)知識與信息技術進行融合。讓學生深刻體會信息技術對于專業(yè)工作的重要價值。

3 依然存在的問題

信息技術與專業(yè)知識融合式教學改革，需要占用更多的教學資源。除了需要對教學內容進行重新梳理和調整，還需要進行師資隊伍建設。我們要求講授計算機基礎課程的老師也要掌握學生所學的專業(yè)知識，尤其是對于一些新上專業(yè)，這個要求是有一定難度的。其次是學生的學習資源問題。計算機基礎課程教學一般包含課堂教學和實驗教學，一個班的人數是50人左右，每個同學的學習都有一些特殊性，課堂教學中的互動和實驗室個別問題的輔導都需要每個學生獨占老師的時間。操作性很強的計算機課程就像英語課一樣，只有小班上課（20人左右）才能取得較好的教學效果。如果計算機基礎課程采取以專業(yè)案例為驅動的教學模式，在師資隊伍和師生比方面都需要大幅度改進。

計算機相關專業(yè)的學生，實際上是在同樣的學習周期內需要面對兩個專業(yè)的學習，一個是本專業(yè)，另一個是計算機科學。兩個專業(yè)的跨度越大，學生對于計算機科學的學習難度就越大，兩個專業(yè)的教學融合就非常困難。我們發(fā)現很多高年級同學會直接放棄計算機課程的學習，對學習信息技術完全失去了信心。計算機相關專業(yè)的學生對于計算機課程的學習，兩級分化情況非常嚴重。那些成績優(yōu)異的學生對學習信息技術投入的精力和熱情甚至遠遠超過了對專業(yè)課的學習，這個極端同樣也偏離了我們的培養(yǎng)目標。

4 新的教改目標

我們對于計算機基礎課程的教改目標，就是將信息技術與每個具體的專業(yè)教育融合、融合、再融合。信息技術發(fā)展迅速，程序設計語言在發(fā)展，新架構、新范式不斷涌現。計算機基礎課教學不但要適應不同專業(yè)的要求，也需要不斷更新教學內容，介紹社會上流行的新技術和新模式。另一方面，我們也迫切需要計算機基礎課程的教學內容、教學方法具有相對的穩(wěn)定性，對各個專業(yè)教學的核心內容具有一定的不變性。我們需要尋找一個以不變應萬變的原則。

教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會認為：“系統(tǒng)地將計算思維落實到大學計算機基礎教學中，應當盡快地建立計算思維的表述體系”[8-10]。計算思維（Computational Thinking）由美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授2006年3月在美國計算機權威期刊《Communications of the ACM》雜志上首次給出[7]，周教授認為：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

我們認為計算思維是一種不同于數學思維、工程思維、邏輯思維的思維模式，具有其獨有的特征。計算思維本質上是一種機器思維，即機器如何自動解決問題的方法和過程。以往的人類更多的是與自然打交道。下一代人類必將越來越多地與機器打交道，特別是與具有智能的機器打交道。無論是對客觀世界的理解、問題求解，還是知識創(chuàng)造等方面，計算思維都具有重要作用。所以建立和培養(yǎng)計算思維是計算機基礎教育的一個重要使命。

我們下一步的教改目標，就是建立以培養(yǎng)計算思維為核心理念的面向非計算機專業(yè)的計算機基礎教學體系，建立“以抽象、自動化、設計、通信、協作、記憶、評估為基本概念的帶有層次結構的計算思維表述體系框架”[8]，并逐步向新的教學體系過渡。

5 結束語

計算機相關專業(yè)對計算機學科的教學需求正在不斷提升，這需要在有限的課時分配條件下完成越來越多的教學任務，同時還要保障教學質量。對此困境我們采用了基于任務驅動的案例教學法，整合了經管類各專業(yè)的經典案例，以專業(yè)為基礎有針對性地組織教學內容，通過建設經管類IT課程群，有意識地培養(yǎng)非計算機專業(yè)學生的計算思維，在提高教學質量的同時緩解了教師和學生的教學和學習壓力，經過幾年的努力，收效顯著。

參考文獻（References）：

[1] 九校聯盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯合聲明[J].中國大學教學，2010.9.

[2] 何欽銘，陸漢權，馮博琴.計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養(yǎng)--《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發(fā)展戰(zhàn)略聯合聲明》解讀.中國大學教學，2010.9.

[3] 李琪.高校電子商務專業(yè)教學改革與發(fā)展.高等學校電子商務專業(yè)發(fā)展與教學研討會，2011.

[4] 程向前.計算機基礎教學如何與專業(yè)相結合[J].計算機教育，2012.1.

[5] 陸漢權，何欽銘，徐鏡春，基于計算思維的“大學計算機基礎”課程教學內容設計[J].中國大學教學，2012.9.

[6] http：//web5.sdufe.edu.cn/jpkc2012/it2012/courseGroup/default.htm

[7] Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Commu-nications of ACM，2006.49（3）.

[8] 陳國良，董榮勝.計算思維的表述體系[J].中國大學教學，2013.12.

[9] 陳國良，董榮勝.計算思維與大學計算機基礎教育[J].中國大學教學，2011.1.

[10] 嵩天，李鳳霞，蔡強，李仲君，史樹敏.面向計算思維的大學計算機基礎課程教學內容改革[J].計算機教育，2014.2.