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探索《新一学计算机教育教学改革若干意见》解读

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论文导读:
文章编号:1672-5913(2013)20-0058-07
中图分类号:G642
摘要:文章是对《关于新一学计算机教育教学改革的若干意见》的解读,就其涉及的当前大学计算机教育教学改革的若干基本理由,从概念、内涵、作用、作用等多方面进行详细阐释和探讨,以使读者对新一学计算机教育教学改革有更全面的了解,以便共同探讨改革的本质特征,把握改革的基本方向,深入开展教育教学实践。
关键词:大学计算机教育;能力体系;计算思维;科学行动;解决理由;课程框架
1 《关于新一学计算机教育教学改革的若干意见》发表的背景
《关于新一学计算机教育教学改革的若干意见》(简称《若干意见》)是在相关大学与中国铁道出版社协同合作承接教育部教指委和研究会6个项目基础上,经过近一年研究形成的中期成果。参加研究的有清华大学、北京大学、北京联合大学、南京大学、北京理工大学、吉林大学、北京工业大学、北京师范大学、中国石油大学、北京林业大学等近70所高等院校,来自台湾师范大学的教授以及中国铁道出版社、计算机教育杂志社的编审人员也参加了课题研究。谭浩强、吴文虎、冯博琴等著名计算机基础教育专家始终指导项目研究,大学计算机教育教师、教育学科学者与行业企业专家协同研究是项目研究的特点,一批年轻的博士、博士后教师成为项目研究的骨干力量。
《若干意见》于2013年8月5日在湖北宜昌召开的第九届“全国高等学校计算机教育改革与发展高峰论坛”上提交,与会代表对此进行了热烈讨论,一致通过作为论坛的重要成果公布,助力新一学计算机教育教学改革。
《若干意见》回答了当前大学计算机教育教学改革的若干基本理由,主要包括:
(1)大学计算机基础教育30年取得的基本经验和形成的基本规律是什么;
(2)新一学计算机教育教学改革的本质特征和最终目标是什么;
(3)计算思维在新一学计算机教育教学改革中的作用和作用是什么;
(4)新一学计算机教育教学改革应如何分类指导;
(5)新一学计算机教育教学改革的课程与教学体系应如何建设。
笔者将就上述理由进行解读。
在大学计算机教育教学改革影响下,高职计算机教育改革是必定趋势,对此《若干意见》中已有所表述,全国高等院校计算机基础教育研究会将于2014年推出新版《中国高等职业教育计算机教育课程体系2014》,书中将详细阐述高职计算机教育改革的观点,目前已组成相关课题组,参加学校近50所,故本文不再涉及高职部分。
2 总结大学计算机基础教育取得的基本经验,传承计算机基础教育形成的基本规律
自20世纪80年代至今,非计算机专业的大学计算机教育已有30余年的发展,历经几代专家、学者和一线教师的研究与实践,已经积累了丰富的教育教学经验,逐步形成了非计算机专业的大学计算机教育理念,构建了大学计算机教育课程体系,开发了一批精品课程和优秀教材。因此课题组一致认为:借新一学计算机教育教学改革之机,认真梳理已取得的经验和成果,总结大学计算机教育的基本规律,不仅对认识新一学计算机教育改革应建立在怎样的起点平台之上,把握改革的基础和方向十分必要,而且对大学计算机教育的长远发展也具有重要作用。
课题组在多次听取大学计算机基础教育界诸多老前辈、老专家意见基础上,经认真研究取得如下共识:“面向应用、需求导向、能力核心、分类指导”是大学计算机基础教育已经取得的基本经验和形成的基本规律,反映了大学计算机教育相对稳定的本质特征,一般不随新的教学改革而变化;因此在新的改革浪潮中,大学计算机教育必须传承和坚持这些基本规律,才能把握好改革和创新的大方向。
3 深刻认识新一学计算机教育教学改革创新的本质特征

3.1 大学计算机应用能力具有复杂结构

大学计《新一学计算机教育教学改革的若干意见》解读由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.算机教育是在不断改革中发展的,之所以称为新一学计算机教育教学改革是相对于原来的大学计算机基础教育。新一学计算机教育有了重大突破和发展,这些突破和发展可以表现为多个方面,其中最重要的是在原大学计算机基础教育以能力培养为核心的特征中,能力内涵发生了重大变化和发展,突破了计算机科学与技术的学科专业领域层面,提升到人类普适性能力层面。
有专家提出大学计算机教育改革的方向是遵循“技能、能力和思维”的递进关系。实际上,“技能”仍然属于能力范畴,包括“动作技能”和“智力技能”两部分;而计算思维是计算机科学技术发展概括总结生成的普适性思维方式,属科学思维范畴,当通过培养内化成为人们的心理特征并能外显应用就成为思维能力,思维能力当然也应属于能力领域。因此可以认为能力是上位概念,它包括诸多下位要素,并按一定结构组成,就大学计算机教育而言可以给出如图1所示的能力模型,它大体反映了大学计算机教育所要求的应用能力结构体系。
由图1可见,大学计算机应用能力可分为两个层面,第一层面为学科专业层面的计算机应用能力,分为计算机基本技能、技术与应用能力和综合应用能力3个层次;第二层面是普适通用的计算机应用能力,由计算思维能力和基于信息技术的行动能力组成,第二层面的能力是在第一层面能力基础上总结提升形成的,两个层面的能力统整组成计算机应用能力结构体系。
计算机应用能力培养是大学计算机教育的长效性目标,但能力的内涵是变化的,而且随着需求的变化而不断提升。总的来看,大学计算机教育发展初期是以培养计算机基础知识和基本技能为目标的,也就是将计算机视为工具,培养的是工具使用能力。虽然这种使用现代计算机工具的能力非常重要,但时代对大学生计算机应用能力要求不断提高,大学生不仅要具有熟练操作计算机的能力,还要掌握必要的计算机技术以及运用其解决与计算机相关的综合性业务理由的能力,这就将大学计算机应用能力提高了一个层次。在能力体系中计算机理论知识是具备计算机应用能力的基础,不同层次的能力对计算机理论知识的内容、宽度和厚度会有不同的要求。作为新一轮改革切入点的计算思维论文导读:算思维为切入点,使学生能够用基于计算科学的思想策略和行动方式解决各自专业和生活理由,使学生在解决理由中感悟成功的喜悦。(3)使教师对大学计算机教育培养目标有一个更全面的认识,将分析解决理由的能力作为大学计算机教育的最终和最高目标,在理念上与专业培养相吻合,在实践上与专业教学相默契。需强调的是:新一
能力本质上已使大学计算机教育的功能发生了重大变化,超越了大学计算机教育仅解决计算机领域理由的局限,开创了运用源于计算机的思维与行为方式解决各类专业或社会生活理由的新功能,这是新一学计算机教育教学改革的新特征,也是计算思维的提出对大学计算机教育的新贡献。

3.2 重视培养计算思维能力

有专家认为美国学者周以真教授于2006年首次提出计算思维概念,但课题组在文献调研中发现实际早在20世纪90年代,已有其他美国学者提出了计算思维概念,2002年我国计算机教育专家、全国高等院校计算机教育研究会会长蒋宗礼教授在其著作中也多次提出计算思维概念并进行了阐述。近年在对计算思维深入研究基础上,教育部计算机基础课程教指委提出以计算思维为切入点的大学计算机教育改革,引起国内专家和老师们的深入深思和讨论,比如有专家认为计算思维是计算学科发展总结提升的产物;也有专家认为计算思维还不能成为独立的思维概念,应属于逻辑思维的发展和延伸。结合本项目研究,课题组特别邀请蒋宗礼教授共同讨论了计算思维理由,加深了对计算思维的认识。同时课题组认为不可否认的是由于计算机科学和信息技术的发展出现新的思维方式,对提升非计算机专业学生解决理由能力是有益的。
综上可见,计算思维是起自计算机科学技术的一类新的科学思维方式,由众多计算科学中的概念构成计算思维的要素,通过培养形成计算思维能力,因此计算思维也是能力,称为计算思维能力,属计算机应用能力范畴。在新一学计算机教育教学改革中,要高度重视计算思维的作用和作用,认真研究和落实计算思维能力的培养,在大学计算机课程中融入计算思维,提升学生的计算思维能力。

3.3 重点培养解决理由能力

能够利用计算机解决实际理由是检验大学生计算机应用能力是否提升的根本标准,大学计算机教育要重点培养学生解决理由的能力。当前在新一学计算机教育教学改革中,推出的很多课程改革典型案例,都非常重视培养运用计算机解决理由的能力,但大多将计算思维能力与解决理由能力混为一谈,实际上这是一种误解。解决理由的能力应是专业能力、思维能力和行动能力共同作用的结果。专业能力决定解决理由的专业程度、难度和复杂性,而思维和行动能力决定解决理由的质量。由此可见解决理由必须要由计算机应用能力结构体系中第一和第二层面能力的通力合作来完成,要培养解决理由的能力就必须统筹规划计算机应用能力结构体系中的各种能力培养。在专业教学中培养学术性人才比较强调思维能力培养,培养应用型人才比较强调行动能力培养,但从两者定义内涵看其本质是相互融通而又各有侧重。对于大学计算机教育则更应强调计算思维和行动能力相互结合和各有侧重。

3.4 小结

新一学计算机教育教学改革创新的本质特征可以概括为如下3个方面:
(1)从应用的视角概括确立非计算机专业对计算机技术需求的几大应用领域,并将最新的计算机技术应用带入各类相关专业,使非计算机专业学生体验计算机在其专业应用的魅力,为学科专业层面的计算机应用能力培养注入新的内容,增添新的活力。
(2)以计算思维为切入点,使学生能够用基于计算科学的思想策略和行动方式解决各自专业和生活理由,使学生在解决理由中感悟成功的喜悦。
(3)使教师对大学计算机教育培养目标有一个更全面的认识,将分析解决理由的能力作为大学计算机教育的最终和最高目标,在理念上与专业培养相吻合,在实践上与专业教学相默契。
需强调的是:新一学计算机教育教学改革并不转变大学计算机教育的基本规律,即大学计算机教育仍然是面向应用和以能力培养为核心的,新一学计算机教育教学改革的新特征在于转变和提升了能力的内涵,从而形成了大学计算机教育的新功能。
4 加强对大学计算机教育的多维度分类指导
大学计算机教育至少要在以下3个维度实施分类指导。
1)学科专业门类维度。
学科专业门类维度的分类指导是大学计算机基础教育最早实施的分类指导,如教育部计算机基础课程教指委曾分为理工科和文科教指委,全国高等院校计算机基础教育研究会下设有理工、文科、农林、师范等专业委员会,实施按学科专业的分类指导。
2)学校教育维度。
学校教育维度的分类不是通常认为的学生学业程度的分类,而是培养目标和教育类型的分类,如培养科学家的教育和培养工程师的教育在理念和实践上都应有所不同,就思维与行动来讲,科学家和工程师也将存在差异。这就要求大学计算机教育必须适应分类指导的新形势,要在大学计算机教育的标准、内容和方式等方面贯彻差别化、多样性和针对性的思路,实施学校教育维度的大学计算机教育分类指导。发展的高等学校分类体系如图2所示。
3)学生维度。
虽然不同学校存在学生学习程度的差异,但就大学计算机教育而言,每所学校内部也存在或大或小的不平衡。英国牛津大学曾为少数不考研的本科毕业学生开出“研究型大学的职业课程”,其理念在于“为每一个学生的发展目标服务”。大学计算机教育也要树立为每一位学生的需要服务的理念,依据学生计算机应用能力的实际状态开出差异性的课程。
5 以改革创新精神构建大学计算机教育课程与教学体系

5.1 大学计算机教育的功能

引入最新技术应用、重视计算思维和解决理由能力培养是新一学计算机教育教学改革的新特征,但所有这些必须落实于大学计算机教育中才有实际作用。
构建大学计算机教育课程与教学体系首先要明确大学计算机教育的基本功能,依据大学计算机教育的目标和能力体系,大学计算机教育的基本功能可以包括3个方面,分为3个层次,它们是:计算机的工具性能力培养功能、计算机的技术应用能力培养功能和计算思维与行动能力培养功能,如图3所示。
从图3可看出,新一学计算机教育教学改革实质上是拓展了原大学计算机基础教育的基本功能,因此巩固和规范工具性能力培养,加强技术应用能力培养,创新计算思维与行动能力培养是新一学计算机教育改革的3方面任务。

5.2 构建大学计算机教育课程体系框架

在继承大学计算机教育经验,融入新一学计算机教育改革要素基础上,依据大学计算机应用能力结构体系和大学计算机教论文导读:学资源成为大学计算机教育课程与教学体系设计的又一重难点。(5)如何将第二层面的能力培养融入第一层面的大学计算机课程与教学中。第二层面为计算思维与信息行动能力培养的内容,不倡议单独开设课程,而是与第一层面(学科专业课程领域层面)的教学内容相结合。在大学计算机课程与教学中融入计算思维与行动能力的培养,进一步
育基本功能,可以在改革基础上构建大学计算机教育课程体系框架,使大学计算机教育课程寓于该框架之中。大学计算机教育课程体系框架(如图4所示)包括专业和普适两个层面:第一层面为专业课程领域层面,其中的专业领域指非计算机专业应接受的计算机教育内容;第二层面为计算思维与基于信息行动等思想行动层面的融入提升内容。第一层面再分为3个层次,分别为《新一学计算机教育教学改革的若干意见》解读论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.基础层、技术层和综合应用层。第一层次可再分为上、下两个子层次,下层为大学生计算机文化标准层,其课程在于使大学新生在计算机基础知识和基本技能掌握方面达标;上层是分类指导的“大学计算机”课程,相当于原来的“大学计算机基础”。第二层次包括4大类与非计算机专业应用密切相关的计算机技术领域,分别为计算技术、数据技术、网络技术和设计技术,每个技术领域中都可设计若干门相关课程。第三层次为4大技术领域的综合应用,可开出面向不同学科专业门类的综合技术应用课程,这些课程应定位在综合应用的通用策略论层面,而不应涉及具体专业的计算机应用。第二、三层次课程设计的原则是:①可以按层次分别设计,也可统筹设计;②尤其要关注开发以新一代计算机技术及应用领域为背景的大学计算机课程;③要实施分类指导。

5.3 大学计算机教育课程与教学体系

设计大学计算机教育课程与教学体系需要关注5个理由,也是课程与教学体系设计的难点:
(1)作为第一门课程的“大学计算机”如何适应不平衡、不规范和差异性的大学新生实际情况。调研和数据分析表明要充分估计这种客观存在的实际状态,重视从课程设计、教学方式和教学手段人手,要增加课程的趣味性,适当融入计算思维、行动能力和解决理由能力培养,改革创新第一门课程教学。
(2)在第一层面的第二层次(即技术层)。如何按非计算机专业的计算机应用进行计算机技术领域分类是大学计算机教育课程与教学体系设计的又一重难点。为专业服务是大学计算机教育的理念之一,落实到教育实践就要使非计算机专业直接感悟到计算机应用的价值,从计算机技术应用人手,而非学科理论人手进行分类更容易使非计算机专业体会到有哪些计算机技术可用于其专业领域,以及可解决什么性质的理由,而倒推出所需的理论知识支持则是计算机教育内部的事情。遵循这一理念,总结概括提出4个方面的技术,即计算技术、数据技术、网络技术和设计技术,它覆盖了非计算机专业中的大部分非计算机应用。
(3)如何将最新计算机技术引进大学计算机课程体系。计算机技术还处于迅速发展时期,而且技术应用的周期转换越来越快,如云计算、大数据、移动互联、物联网等新技术都已开始在各专业领域应用并迅速推广。计算机技术在各领域的广泛应用是大学计算机教育发展的活力,它迫使大学计算机教育的教学与科研、工程技术项目的结合,及时更新课程内容,不断满足非计算机专业对计算机应用的新需求。
(4)如何设计开发大学计算机教育的构件级教学资源。传统的大学计算机教育构件级教学资源主要按学科领域、知识单元分类后,以知识点表述。新一学计算机教育教学改革将计算机技术应用、计算思维和解决理由能力等纳入大学计算机课程体系,并融入课程、教材和教学中,使大学计算机课程的构件不再是单一的知识点,因此如何确定和开发新的大学计算机教育的构件级教学资源成为大学计算机教育课程与教学体系设计的又一重难点。
(5)如何将第二层面的能力培养融入第一层面的大学计算机课程与教学中。第二层面为计算思维与信息行动能力培养的内容,不倡议单独开设课程,而是与第一层面(学科专业课程领域层面)的教学内容相结合。在大学计算机课程与教学中融入计算思维与行动能力的培养,进一步提升计算机应用能力,实现解决理由能力培养的目标。现在一线执教的教师对此都还比较生疏,需要教学研究与实践的突破。

5.4 计算思维和解决理由能力的培养方式

计算思维能力培养是教育学领域的概念,应该包含计算思维在课程及课程资源中的表现形式和培养方式等,其核心是如何将计算学科中的概念转换为计算思维中的要素,两者可能是同一词汇用语,但内涵作用完全不同。当前教学改革实践中的理由在于将计算学科中的概念误认为是计算思维中的要素,没有做到思维能力的提升;因此提升计算思维能力的关键是正确选择和运用教学策略。
首先要搞清用什么教学策略培养计算思维能力。研究表明计算思维能力培养的教学策略大体有3种:第一种为理由启发式教学法,是在传授计算机科学技术知识的同时,将学科概念升华为思维要素,通过理由、实验、练习等方式启发学生联想和深思,逐步建立思维方式;第二种为案例教学法,通过设计具体案例,分析计算思维在案例中的应用,建立思维方式;第三种为项目教学法,通过项目或任务实践,体验计算思维的应用,建立思维方式。
其次分析行动能力以及解决理由能力培养,教学策略也是案例教学法和项目教学法,而且追溯这些教学策略产生的历史渊源,主要是从培养行动能力、解决理由等方面能力开始的,见表1。
可见在计算思维能力培养中,可采用理由启发式教学法,也可采用案例教学法和项目教学法,后两种可同时培养多种能力,如仅止于计算思维能力,实际没有充分发挥教学法的功能,也没有达到新一学计算机教育改革的目的;因此如何充分利用案例教学法和项目教学能,提高教学法使用效率,实现大学计算机教育目标,值得研究和深思。

5.5 改革大学计算机教育教学方式

大学计算机教育要敢于创新教学方式,尝试面向未来的网络在线学习,带头运用混合教学策略,将传统的以课堂教学为主的教学形式与现代的学生自主学习的教学形式结合起来,将网络学习、软件平台学习等新的学习方式纳入正常的教学管理体系,增强大学计算机教育的活力,推动新一学计算机教育教学改革的发展。
6 结语
《若干意见》是课题组研究的中期成果,在研究过程中全国高等院校计算机基础教育研究会、教育部计算机基础课程教指委给予课题组热情指导,中国铁道出版社、计算机教育杂志社给予大力支持。课题组下一步工作重点将集中于《论文导读:级教学资源设计;并在此基础上完成大学计算机课程改革和教材编写。我们也希望与其他出版社支持的兄弟课题组密切合作,共同推动大《新一学计算机教育教学改革的若干意见》解读相关范文由写论文的好帮手www.7ctime.com提供,转载请保留.学计算机课程改革,使大学计算机教育在提升高等教育人才培养质量中发挥重要作用。 
若干意见》中表述的大学计算机教育理念的落实,包括从大学计算机教育理念出发,完善大学计算机课程体系;进行构件级教学资源设计;并在此基础上完成大学计算机课程改革和教材编写。我们也希望与其他出版社支持的兄弟课题组密切合作,共同推动大《新一学计算机教育教学改革的若干意见》解读相关范文由写论文的好帮手www.7ctime.com提供,转载请保留.学计算机课程改革,使大学计算机教育在提升高等教育人才培养质量中发挥重要作用。
(编辑:彭远红)