中外高校计算机基础教育课程改革及教学

1.6.2.1　国内计算机基础教育课程设置存在的问题

基于自身的教学实践，以及对几所不同类型大学的研究分析，国内高校计算机基础教育还存在以下几个方面的问题：

（1）公共基础教育内容较偏重操作技能

国内的计算机基础教育课程“大学计算机文化基础”，是非计算机专业本科生的第一门计算机课程，较为全面地讲述了计算机科学与技术学科中的一些基础性知识和重要概念。但是，更多的是强调操作技能的掌握，没有在更高的层次上利用计算机解决问题。

（2）公共基础教育课程设置存在“一刀切”现象

从一些大学的调查问卷中可以看出，大部分来自城市的大学新生在中学已经接受过一些计算机基础教育。但是，大学里计算机基础课程的设置是从零起点开始的。因此，很多学生兴趣不大，感到“流于形式，收效甚微”，而来自农村的学生又需要从零学起计算机基础知识。因此，目前的计算机基础课程内容还较为单一，没有层次性，还不能完全适用。

（3）计算机基础教育和学生专业脱节

国内的计算机技术基础和应用基础课，普遍存在着统一由计算机学院负责安排教学计划、教学大纲以及教学进度的情况。也就是由计算机学院的专家决定非计算机专业的学生学什么是有益的，并且据此制定相应的课程规划。但作为计算机学院的专家是无法详细了解各个专业能够应用到什么样的计算机知识的，也无法针对学生的专业来安排课堂内容。所以，对于学生来讲，就好像一个想学开车的人却在学习如何造汽车和修汽车，并没有学习到他所需要的计算机知识。

1.6.2.2　国外计算机基础教育课程设置情况

相比之下，国外的计算机基础教育在课程设置上更侧重培养信息素养的教学理念，同时更面向应用，具有很强的专业针对性；对于同样的课程，其教授内容也更为深入。(www.xing528.com)

（1）计算机基础教育课程

国外与“大学计算机文化基础”相类似的基础课程是“计算机导论”或“信息技术”。该类课程设置的目的在于让不同专业的学生懂得计算机科学的基本原理，教给学生计算机科学中一些伟大的思想与发明，通过这些预备知识，让学生能够最大限度地为将来理解计算机的能力和局限性打好基础，使之能在所从事的行业中学以致用。与此同时，教给学生很多计算机方面的实用知识，培养一些实用性技巧（如软件包的操作及其在实际情况下的应用）。例如：华盛顿大学开设的导论课程就有“信息技术通晓”，“计算机程序设计1和2”3门之多；美国卡内基·梅隆大学的计算机导论课讲述的内容包括计算机科学的发展史、如何用算法表达计算程序、数据的组织、算法设计的技巧、优化、计算的极限、并发性、公钥密码学、人工智能以及计算的未来等。麻省理工学院（MIT）的公开计算机基础课程是“信息技术”，其主要讲授计算机硬件、操作系统及软件基础、数据库、网络与通信、分布式计算与Web技术、电子商务应用等内容。这些课程的目的是教给学生计算机科学的原理而非编程，着重强调的是从计算角度看计算机科学中的主要贡献，学生着重对计算能力的理解以及在计算机科学中会遇到的可能影响其他学科的问题。

（2）计算机应用基础教育

国外的计算机应用类课程在设置上往往更有针对性，通常是围绕计算机科学中最让人感兴趣的应用领域或者结合学生的专业进行讲授。

例如：美国哈佛大学Leitner等人就提倡讲授计算机应用课程，目的在于让学生学会用计算机系统刻画和解决实际问题，以加强对相应计算机概念的理解与认识。他的课程内容包括光线跟踪、动画粒子系统、交互优化、图像增强、人脸识别以及万维网上的信息检索等学生最感兴趣的话题。波兰的Portland Community College大学开设了学生感兴趣的计算机游戏导论以及游戏程序设计。

（3）计算机编程课程

国外的计算机编程课程设置超越了计算机语言的语法讲授，这些课程重点是介绍计算机学科的整体情况，让学生明白计算机编程只是整个计算机学科的一部分。课程所要达成的目标在于向学生传递一种计算机“感觉”，注重培养学生清晰思考的能力，培养学生通过编程解决实际问题的能力，以及感知计算机可以解决哪类问题的直觉能力。教学中的案例都经过了认真、仔细的挑选，向学生展示这些例子与所学知识的内在关联，教给他们将来从事科学工作的技巧。例如：美国马可雷斯特大学的Matlab程序设计课程中，一半用来介绍Matlab编程，包括数据类型、函数的参数传递、索引、读取标准文件的操作（如文本文件、电子表格）、构造函数、条件和函数；一半用来介绍理工科的实例，如声音（音乐合成、降噪声、速度变化等）、图像（颜色调整、图像分片、边缘检测等）与数学的联系（公式的运用）、计算机科学（Fibonacci函数、汉诺塔、最优匹配、生物信息等）以及图形用户界面（识别图像上的点）等。

（4）课程体系

国外大学在课程体系的安排上显得更加灵活和有弹性，因此更具有科学性。例如：剑桥大学的计算机学位课程划分为3个部分（Part IA，Part IB和Part II），不同体系体现了不同的特色。前两个部分强调在计算机科学领域的扎实基础，而后一个部分是专门深入的学习。其第一、第二年的基础课程涵盖了计算机科学基础理论和实践课程，包括面向对象语言Java、操作系统、离散数学、密码学分析、算法、数字电子学、有限自动机、软件设计和专业实践等，其中数字电子学包括数字组件和电路基础。第二年的课程主要是计算机专业核心技术与理论课程，例如：实践课程包括计算机设计、数字通信、编译器构造和图形学等；理论课程包括语义学、逻辑与证明和计算复杂性等。第三年的课程主要是专业性很强的课程，学生根据兴趣和需求，选择偏向工程、理论或者应用方面的。