《计算机导》课程教学内容与实践

摘 要：《计算机导论》是计算机科学与技术专业的入门课.从教学目标、课程特点、教材特点出发,结合教学实践,对教学内容、教学方法和课程考核等方面做了有益的探讨和实践.

关 键 词：计算机导论；教学内容；教学方法

中图分类号：TP434文献标识码：A文章编号：16727800（2013）002017203

0引言

《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门基础课程,是该专业的前驱课程和核心课程,是计算机专业完备知识体系的概述.国内许多高校在大一都开设了该课程,然而不同高校在计算机导论教学内容上具有明显的层次性,不同类型学校及学生具备的基础知识差异性较大.在教学中发现,该专业学生对专业知识缺乏全面认识,没有一个整体逻辑体系,学习能力、解决问题能力较差.随着信息技术的发展、知识更新的加快、学科知识的交叉融合,为使学生更好地建立专业思想和学习方法,本文对《计算机导论》的教学内容进行了研究.

1教学目标

不同类型、层次的高校培养目标各不相同,地方本科院校培养的是应用型技术人才,因此,应符合实际制定专业培养目标,把握计算机导论在应用型的专业培养目标中的定位,发挥计算机导论的“五导”作用：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业.

计算机导论涉及的知识范围大而广,新生不可能掌握所有内容,尤其是具体理论及实现能力,教学目标应切合实际.在研究教材及调研基础上提出了如下目标：①系统了解该专业的基本知识与技能和应用前景,为后续课程学习、发展奠定基础；②新生面对一切既新鲜又充满疑惑,应为其学习方向进行良好的引导,激发对专业的兴趣；③培养学生的思维、团队协作、创新及知识重建能力和探究精神；④认知计算机领域解决问题的一般技术方案,从理论上升到应用,注重综合能力的提高,追踪当前热点课题和研究方向；⑤培养良好的职业素养和习惯,了解就业岗位的特性,具备改善就业的能力.

2教学内容

计算机导论课程构建是计算机教育面临的一个重大问题,教学内容应以全局的视野将知识进行整体串联,学科框架、课程知识、重要知识点、实践能力及相互逻辑联系向学生讲明白透彻,深刻理解计算机对人类社会的推动作用,培养学生的认知能力,树立科学的方法论,达到教育目标.

2.1教材内容与特点

目前各高校计算机导论教材版本多种多样,基本都是依据CCC2002中相关内容和精神,或参照ACM和IEEECC2005编写,主要介绍计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业的入门知识.主要特点是：

（1）课程以专业课为一章构成.将基础知识、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、软件工程等各为一章节进行编写,专业课缩合拼凑成教材,没有逻辑体系.

（2）将“计算机基础”教材的内容添加进去.没有把握计算机导论的专业基础性质,与课程要求不符.

（3）强调理论、实践少,知识与实验教材内容更新滞后；前沿理论和新技术涉及少、更新慢.

（4）有的侧重广度,强调对计算机和计算机科学的广泛理解；有的侧重深度,以程序设计为主线并解决问题,强调计算机编程；有的则兼顾广度和深度,强调广度的中心主题,深度贯穿于广度之间.

（5）以科普体裁体例编写.与传统教材不同,它采取通俗的文字,以普通故事或典型问题等方式介绍.

2.2教学内容构建

计算机导论课程比较抽象,教学内容构建没有统一的规范.教材的选择不应拘于某种标准,应通过比较选取一本主要教材,辅以参考教材,优化整合教学内容,合理进行课堂设计.采取72学时进行教学,教学内容构建采取理论―实验―实践相结合的模式,用自顶向下的方法设计,以高屋建瓴的方式提出课题,再追求细节,结合教学实践,在学生反馈的基础上进行充实、改进,确定课程教学内容.

（1）理论教学内容.计算机导论理论内容包括：①计算机基础知识.主要有计算机产生和发展、计算机系统、数据编码和存储、冯诺依曼模型、计算机体系结构与数据组织、多核技术、计算机应用领域等；②计算学科.主要有计算机学科定义、计算学科划分、知识体系、教学计划与课程体系的核心内容、计算机产业与创新；③操作系统与网络计算.主要有操作系统体系结构、通信与组网、网络协议、安全、网格计算等；④程序设计语言.主要有程序概念、程序设计方法、数据基本结构、算法与复杂性、语言实现等；⑤数据库.主要有模型与信息系统、数据库系统、关系数据库与设计、数据挖掘等；⑥软件工程.主要有软件工程学科、软件开发模型、设计方法、测试与文档编制等；⑦智能系统与人工智能.主要有智能与机器、知识与推理、语言处理、智能计算等；⑧图形学与可视化计算.主要有图形学、图形系统、虚拟现实技术、人机交互与设计、多媒体技术；⑨离散结构与数值计算.主要有集合论、代数结构、图论、数值计算、高性能计算、数学建模与计算机模拟等；⑩社会和职业道德.主要有计算机与道德、职业方向等.

（2）实验教学内容.开设实验教学内容是必不可少的,实验教学内容要突出专业课程特色,针对大一学生,需编写实验指导书,并对原理进一步讲解,通过丰富实例,从实验向实践过渡.理论教学与实验教学可以灵活进行,包括内容与实验顺序.设计的实验如下：①计算机部件认识与组装,网络硬件,组网与环境配置；②安装虚拟机,在虚拟机上安装操作系统与驱动程序,操作物理磁盘上的文件；进程调度、进程管理实验；基于Windows的网络通信验证程序；③信息安全实验,比如以流行的杀毒软件为实例；④程序设计实验（开发平台与语言环境）、数据结构实验等.主要包括数据操作,理解指令系统的组成,掌握机器指令的格式,理解程序的执行过程；结构化程序设计,熟悉程序结构,掌握C语言编写的方法；加深理解递归及迭代的概念,掌握用C语言编写递归及迭代程序的方法；算法综合练习,熟悉结构化程序设计在算法中的应用；理解二分查找法的思想；⑤数据库实验：建立数据库程序、数据库编程；⑥软件开发过程；⑦计算机图形绘制与动画制作；⑧设计网页、构建简单的网站、操作数据库表等内容,认识HTML.3教学方法

计算机导论的特点及在计算机专业中承担的角色,决定了在教学中需要采取多种灵活的教学方法.课程对授课的教师自身素质和专业能力有更高的要求,需对计算机科学发展、学科特点、知识结构等有一个整体把握,需长期从事一线教学科研工作的经验体会,以教学目标为基础深化教学方式,对学生进行更好的引导,理清思路,转变学习观念与方法.

（1）基于知识背景的教学方法.在教学过程中将讲授的知识与其背景结合起来,使学生具有探求知识的,为其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.

（2）问题式教学方法.通过提出问题引导学生思索.例如,计算机学科的基本问题哥尼斯堡七桥问题引入图论,梵天塔问题引入递归、算法复杂性问题等,将问题抽象形式化,通过数学方法来解决.

（3）专题式教学方法.涉及到计算机专业的核心课程知识,可由不同的老师做专题讲座.建议在有条件的情况下由学科带头人或骨干教师担任主讲,并使用多种教学手段进行教学.该方法可将密切联系的课程进行整合,体现教师的专业性,获得系统性的知识,打破以往孤立的授课方式.

（4）团队式教学方法.课堂上将学生分成小组,按小组展开相关问题讨论,对一些问题进行大胆的探讨,使学生既融入学习氛围,又培养了团队意识.课后充分利用网络平台教学,建立轻松的学习环境.

（5）实验教学主要以演示、模拟为主,演示具有代表性的实验.有的实验并不要求学生会做出来,通过观察来激发学生思考,使学生更好地领会和理解相关的理论知识并在实验中体会.实行分层次的实验教学,对基础较好的学生提出更高的要求,同时对基础差的学生也是一个促进带动.

4考核方式

课程的考核方式是检查教学效果的基本手段,反过来又促使教学的改进.计算机导论课程重在“导”,强调总体上的理解,而不是试图要对每一个知识点都详细讲解,因此,应建立多元的课程考核方式,改变过去那种依赖“平时成绩+考试成绩”的模式.适应培养应用型人才目标,加大平时成绩（60%）的考核力度,如问题式教学时的课堂表现、资料收集与整理、团队教学参与情况及总结报告、实验操作技能等；考试成绩（30%）；学习该课程后个人总结及未来规划（10%）.在多元考核体系下使学生自主的参与进来,提高了学习的积极性,既轻松学习,又培养了各方面的能力,取得了良好的效果.

5结语

《计算机导论》是一门基础课程,但在教学上却是一个难点.本文结合我校的实际情况,根据计算机导论课程的特点及教学中问题的反馈,在教学目标、教学内容及方式上进行了一定的探索和实践.从学生反映来看,普遍认为新的教学方法能有助于更好地吸收课程知识,在学习该课程后对计算机专业有了一个宏观的认识,改变了过去被动式的学习方式.