信息网络正以铺天盖地之势步入学校,走进家庭,风靡天下:男女老少用于机收发微信、购物、咨询、问路、娱乐等,成为街头巷尾的一道风景线,数以亿万计的手机悄然成为中国网民的“首选上网终端”人们在不知不觉中享受到网络带来的快乐、方便与效率,同时也感受到异乎寻常的现代文化的魅力。学习计算机,早已超出技术的层面,上升到现代社会文化的层面。讲文化要以科学为基础,学科学要站到文化的高度。有关信息的收集、处理、分发、转换、存储、挖掘、评价等的知识和技术,愈发显现其重要性。信息技术和网络的发展如日中天,超乎寻常,对于新东西,谁敏感,谁学得快,谁就主动得多。形势要求大学计算机课要和大学数学、大学物理一样,作为基础课来学。
2012年教育部高教司正式发文(教高司函〔2012〕118号)批准立项22个“大学计算机课程改革”项目,启动了新一轮大学计算机基础教育改革。“以计算思维能力培养为主线的理工类专业大学计算机课程改革研究”是其中一个项目,项目组组织计算机教育专家和具有丰富教学经验的一线教师,对计算机基础教育中的教学内容、教学方法,以及新一轮计算机基础教育改革的教材如何编写等问题,展开了深入研究与探索,特别着力研究了能力定义、能力模型、专业能力、思维能力和行动能力等基本概念,研究了以能力培养为重点的计算机应用能力的体系框架。通过调查研究、总结经验和相互交流,结合中国大学自己的实际,找到如下五点共识,作为设计课程和编写新一轮教材的思想和行动基础:
(1)提升大学计算机基础教育重要性的认识,学习和掌握信息科学与技术,在高水准人才的知识结构中占有重要的地位。
(2)计算机高速发展的不竭动力是应用。对于学生,说到底,学是为了用。因此,大学计算机基础教育一定要实施面向应用的教育,上什么和教什么一定要以学生的专业需求为导向。
(3)学习计算机需要了解这一学科的内在规律和特征“构造性”和“能行性”是计算机学科的两个最根本特征。与构造性相应的构造思维,又称计算思维,指的是通过算法的“构造”和实现来解决一个给定问题的一种“能行”的思维方式,或者说计算思维其实就是解决问题时的计算模拟方法论。
做任何事情都须讲求方法,让计算机帮我们做事,更要讲求方法。科学方法基于科学思维:理论思维(逻辑思维)、实验思维(实证思维)、计算思维(构造思维)。计算思维这个词,是20世纪50年代之后,计算机发挥了人类期望的强大计算功能之后,被人们认识、研究和提炼出来的。计算思维目前有着诸多的定义或描述,究其本质是“抽象”和“自动化”。数学抽象是针对现实世界的量的关系和空间形式来进行的。计算思维中的抽象与传统数学相比更为复杂和实用,抽象的好坏和是否能够实用,要看计算机能否快速地动化地完成人们预想的计算任务。当今学界的有识之士提出:既然计算机已经成为“人类通用智力工具”,那么计算思维对每个学生都有普适意义。在实施面向应用的计算机教育时,将计算机解决问题的思路归纳出来,点化学生,使其感悟计算思维要素之妙,就能起到“举一反三”的作用。
(4)工具是重要的,人之所以能进化为现代人,不断发明和成功创造工具起了绝对重要的作用。计算机是“人类通用智力工具”尽管它问世的时间还不长,但是它所展现出来的智能化的趋势已令世人叹为观止。对于这样一个工具,我们应该怎么教?谁也不敢说胸有成竹,还需要在教学改革的进程中下大功夫加以研究。
(5)既然是面向应用的课,更应强化理论联系实际的优良学风,引导学生动手动脑,使思维能力和行动能力同步提升,以培养高素质,能解决实际问题的应用型人才。强化理论指导下的实践,是课程取得成功的必由之路。
在专家和一线教师的参与下,新一轮教材编写出来了。我们有理由相信:这会对我国计算机基础教育水平的提高起到推动作用,因为“大学计算机课程改革”项目的研究与实施,让大家有了明确的目标和正确的思路,具备了编写新教材的良好的思想和行动基础。
吴文虎
2014年8月12日