对计算机学科的认识范文1
关键词：ccc2002；课程教学；计算科学；科学史
1 引言
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称acm)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称ieee-cs)联合攻关组在《acm通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，acm和ieee-cs以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中， cc1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和cc2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，acm、ais和ieee-cs又联合公布了新的计算学科教程cc2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(china computing curricula 2002，简称ccc2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。ccc2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析ccc2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2 ccc2002的基本特点
ccc2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。ccc2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在cc2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(n.a.kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与ccc2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3 基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1 计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2 基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1) 将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(f.a.w. diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任 务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(j.piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2) 将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3) 将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4) 将有利于学生创新能力培养与提高
江泽民指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。ccc2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5) 将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展 “大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对it本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4 结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
参考文献：
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对计算机学科的认识范文2
关键词:计算机科学与技术;计算机科学导论;计算机教育
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
这几年,计算机学科教育飞速发展,培养规模发展十分迅速。目前全国有600多所高校开设计算机专业,每年毕业生超过六万人,伴随而来的是巨大的就业压力。计算机学科本身又是一个发展日新月异的学科,这给高校计算机专业教育人员带来了巨大的挑战。如何培养适应市场需求的学生,如何应对飞速发展的专业知识?成为计算机专业教育工作者的当务之急。
如何培养计算机专业人才,从计算机专业教育工作者的角度来看,最重要的是计算机专业课程体系的设置。在课程体系的设置中,我们应突出“计算机科学导论”课程的作用。
2 “计算机科学导论”课程的重要性
“计算机科学导论”课程并不是计算机专业的核心课程,但是此课程是计算机专业主要专业课程的一个简洁压缩版,在整个计算机学科专业教育中起到了提纲挈领的作用。
在新生刚开始接触计算机学科的时候,经过调查我们发现,虽然有的学生以前学过计算机方面的相关知识,比如学过Office基本操作或者BASIC编程,但是绝大部分学生并不知道在大学计算机专业能学到什么,应该学到什么。而“计算机科学导论”课程作为计算机专业学生来到大学学习的第一门计算机相关的课程,直接关系到学生对计算机学科的第一印象,影响他们以后继续学习其他专业课程的兴趣。更重要的是,“计算机科学导论”介绍了计算机学科的专业知识体系、相关学科基础、核心概念、典型方法、基本问题,这门课程能使学生认识到高等数学、大学物理等基础课程在今后的专业课学习过程中的重要辅助作用,也能使学生了解一些计算机专业课程之间相辅相成的关系,由此可见“计算机科学导论”是一门非常重要的引导性课程。
3当前“计算机科学导论”教育存在的问题
3.1对“计算机科学导论”课程的基本目标认识不足
目前,部分教师容易陷入到对“计算机科学导论”课程所涉及专业知识的讲解中,从而导致一些刚进入大学、刚刚接触计算机学科以及缺乏计算机学科理论基础的学生在知识理解上的巨大困难,容易使他们逐渐丧失学习的兴趣,对他们今后的发展造成不利影响。
3.2 “计算机科学导论”课程教学不完善
当前,“计算机科学导论”课程基本上还是仅有课堂学习,缺乏足够的实践动手操作,而且师生间的交流不足,对学生的学习兴趣的提升没有多少帮助。
3.3人文教育的忽视
在计算机科学高速发展的今天,很多高校的计算机教育教学计划中都将培养学生对计算机原理、操作等技术方面的内容作为主要目标,教师的教学任务就是教会学生如何理解计算机的设计原理、如何使用互联网或怎样进行更深入的编程、规则设计。不仅仅是学校,学生家长更关注的也是学生在学校是否学到了真正的技术,是否能够凭此获得一份好的工作,这种片面的追求直接导致了教学中人文精神关注度的弱化。这种情况导致的后果令人担忧:越来越多的网络黑客,数字化犯罪数量的与日俱增,信息垃圾的泛滥……
4 “计算机科学导论”教学改革思路
针对当前“计算机科学导论”教育存在的问题,本文提出以下教育改革方案:
4.1认清“计算机科学导论”课程的基本目标
“计算机科学导论”课程的两个基本目标是认知和导学。
(1) 认知。“计算机科学导论”应该看成一种高级科普教育,而不应该像专业课程一般深入讲解。
对于刚上大学的学生来说,“计算机科学导论”课程中的关于其他专业课程方面的知识是难以理解接受的,如果深入讲解这些在导论中出现的知识,会使学生感觉一头雾水,逐渐丧失学习兴趣,效果事倍功半。相反,如果对于这些专业方面的东西仅仅做一个概括的说明,使学生知道这是以后将要学习的一门专业课程,把教学的重心放在对计算机学科的详细介绍上,讲授相关计算机学科的发展,激发学生的学习热情,可能会收到更好的效果。
(2) 导学。“计算机科学导论”是整个大学计算机专业学习的一门引导性课程,所以此课程的教学应尽量在激发学生学习兴趣上做更多的努力,让学生在兴趣中看到计算机学科的定义、学术范畴、学科概貌、专业方向以及学科前景,并引导学生用正确的方法方式去认知和学习学科专业知识。
4.2完善“计算机科学导论”课程的教学
尽管国家很早就开始提倡素质教育,但是中、小学巨大的应试压力使得这一政策难以得到彻底实施,大学生没有那么大的应试压力,所以,从大一开始我们就应该付诸实施素质教育,努力培养合乎市场需求的现代大学生。而素质教育很大程度上体现在课程教学上。
以北京理工大学计算机学院的“计算机科学导论”课程的教学为例,经过课程教研组所有教师的共同努力,这几年的教学取得了不错的成绩。首先,这门课程近几年突出了实践操作的重要性,增加了十多个学时的上机练习;另外,这门课程还增加了学生PPT自我展示部分的实践环节,这对提高学生的学习积极性有非常重要的作用。这些都是宝贵的教学经验,应该继续保持并得到发扬。
4.3加大人文教育的关注
大学不应该仅仅能够教会学生专业知识,更应该教会学生如何正确运用自己学到的知识。作为计算机学科的引导性课程,“计算机科学导论”教学中应该着重关注人文精神的传播。
所以,在“计算机科学导论”的课程教学中应该强调以人为本,强调教学对主体“人”的关注。在“计算机科学导论”课程的教学过程中,教师应将科学知识纳入人文教育,使二者相互融合地体现在教学的整个过程中。在“计算机科学导论”的教学过程中要鲜明地突出人的主体地位,让学生们理解技术是人的能力的延伸,也包含了人类的道德、价值等精神内涵在其中,而不是完全冰冷的客观物体或技术手段。教师在教学中应该引导学生学习主动获取、处理、生成和免疫信息的能力,充分发挥自己的主观能动性;警惕对物质、技术的依赖,重视人与人之间的交往、情感交流,自觉地让自己融入社会,不能固步自封、封闭自守;在与计算机的长期打交道的过程中,要有意识地加强与周围人的联系、沟通,不能因为长期在孤独的环境下工作而产生人情冷漠和人际关系的疏远。
5结束语
实践证明,“计算机科学导论”的授课关系到学生从中学到大学学习方法的转变,关系到学生对大学计算机专业课程概貌的了解,关系到学生兴趣的培养。优质的教学方法能够取得事半功倍的效果。
参考文献:
[1] 王昭顺.“计算机科学与技术导论”课程在计算机教育中的作用[J]. 计算机教育,2008(8):52-53.
对计算机学科的认识范文3
关键词：计算机史；计算机教学；素质教育；创新教育
中图分类号：G642.0文献标识码：B
文章编号：1672-5913（2007）06-0063-02
我国著名教育家、化学家傅鹰教授说过：“一门科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分，因为科学只能带给我们知识，而历史却能带给我们智慧。”化学、物理等传统学科发展史的研究已经比较系统了，这些学科的发展史在学科教育中发挥着不可替代的作用。唯独计算机，这门年轻而又发展十分迅速的学科发展史的研究，到目前来说，无论是研究还是这方面的教育，都是被忽视的。在计算机教学中，如果能结合学科内容补充和传授相关的计算机史知识，包括世界计算机发展史、中国计算机发展史、计算机网络发展史等，不仅能够激发学生的学习兴趣，更好地掌握专业知识，提高专业素养，而且能够增强学生的爱国意识，培养学生的开拓精神和一丝不苟、实事求是的学习态度，同时也对学生正确认识主观与客观、理论与实践、个人与社会、人类与自然的关系等一系列辩证唯物主义问题，培养高素质的综合型、创新型人才有着重要意义。
许多教师认为，给学生传授计算机知识，并能应用这些计算机知识进行操作、编程就已完成教学任务，达到教学目的；认为在课堂中讲述计算机史浪费时间，在这样的教学过程中，计算机的发展过程被忽视了，科学探索者的观测、困惑、试探和创新的智慧之光被掩盖了。久而久之，学生学习计算机的兴趣就会减弱，学生的创造力及其日后的发展也将受到影响。
笔者在教学实践中对此作了肤浅的思考和探索，拟从计算机史的素质教育价值以及计算机史教育的方法和建议方面谈一些粗浅的看法和认识。
1 计算机史的素质教育价值
1.1 激发兴趣，开阔视野，让学生在潜移默化中受到熏陶
在计算机教学中，教师如果能不失时机地、适当地补充计算机人物生平、历史上计算机进展中的曲折历程，学生就会感觉新鲜、有趣，就会明白计算机发展竟如此曲折动人，对知识点的认识和理解就会更深刻，同时也开阔了学生视野，学生的知识面会得到不同层次扩展。
通过计算机发展史的教学，对学生进行爱国主义教育。事实往住具有巨大的说服力和感染力。在“计算机文化基础”教学中，可以介绍一下我国在计算机发展中的曲折历程。比如超级计算机：十多年来，我国超级计算机市场基本被外国公司垄断，中国除了要向美国付出高额的采购费用以外，购买来的机器，计算能力只容许达到国际水平的几百分之一。还要放在一个透明的玻璃房子中，由洋人（后来改成美籍华人）监控，以防止中国人将高性能计算机用于其他目的。经过十多年的发展，中国高性能计算机的设计与制造水平已进入世界前列，成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。中国人终于可以理直气壮地对国外苛刻、歧视性的技术封锁说“不”了。
再比如我国网络信息系统中的核心技术，直到目前基本依赖进口。中央处理器和操作系统犹如计算机的心脏和大脑，一旦做点手脚，国家经济和国防安全均无从谈起，全国的计算机在顷刻间陷于瘫痪也不无可能。可喜的是，由中国科学院计算技术研究所研制的“龙芯”高性能通用CPU芯片在单处理器设计方面已达到国际先进水平，龙芯3号的技术水平将在“十一五”期间与国际水平接轨。
“科学技术是第一生产力”，未来的竞争是科技的竞争、人才的竞争，一个国家如果没有掌握较为先进的科学技术而只能依赖于国外而不思发展，那这个国家最终将沦为他国的奴隶。而中国的成败希望就在这一代学生的身上。让学生在认识到自己肩负的重任，树立为国争光、为民族振兴而奋斗的豪情。
1.2 培养良好的思想方法、研究方法、科学精神和科学态度
计算机史的教育作用主要体现在以下几个方面：（1）对计算机给出一个整体框架，对计算机有一个整体图景，能认识到各分支、各学科的联系与交叉。（2）对计算机问题、概念、理论和方法的来龙去脉有一定认识，有助于学生理解计算机中蕴涵的精神、思想、观念、意识等。（3）借鉴历史上的经验、教训，解决问题的各种途径、方向，有助于学生形成科学的思想方法和研究方法。（4）对计算机发展趋势有一定的估计和预测。
2 计算机史教育的方法和建议
（1）课堂教学过程中适时计算机史。
（2）作计算机硬件发展史，计算机软件发展史，世界计算机发展史，中国计算机发展史，计算机网络发展史，计算机病毒发展史，计算机前沿技术展望等专题报告，开阔学生视野，也使学生所学知识能够与社会发展、学科发展、就业需要紧密联系起来。
（3）编写教材时适当增加计算机史知识，增强教材的权威性、趣味性、可读性。
（4）计算机教师要不断充实自己的计算机史知识。作为计算机教师，应该不断提高学史素养，不仅需要了解计算机的过去，也要接触计算机的现在和发展趋势；计算机教师不仅要学习计算机的科学体系，还要学习计算机科学的科研方法，包括计算机思维模式与计算机思想方法等。
参考文献：
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[2] 龚放.试论大学素质教育[J].教育研究,1997，(11):32-35.
对计算机学科的认识范文4
论文摘要:为了解决农科高职院校非计算机专业的计算机教学中存在开设计算机课程偏少、不合理、缺乏连续性和层次性等的问题。通过多年从事计算机教学的研究和在校的实践,提出了针对农科高职非计算机专业计算机教学改革方法和对策,并提出了农科高职非计算机专业的计算机教育的分级、连续性和层次性教学模式。结果大大提高了学生的实际能力。
1 引言
在告别传统农业向绿色农业、生态农业、现代农业发展过程中,在农业发展逐步实现产业化、市场化、标准化的进程中,越来越需要既懂农业技术又懂计算机技术的人才,以计算机技术为支撑的信息化浪潮正在全球兴起,现代的信息技术正在迅速地向农业领域渗透,对农业的发展起着愈来愈重要的作用。就我国整体范围看,农业的发展速度较缓慢,远低于工业的发展速度,农业的现代化、信息化水平与发达国家还存在着较大的差距。西方发达国家早在70年代就广泛开展计算机技术在农业上的应用,而我国计算机技术在农业上应用则远远落后于发达国家,因此,作为培养跨世纪农科人才的高职院校必须对农科大学生的计算机素质提出新的要求,同时采取切实可行的措施提高大学生的计算机知识和技能。
面对着日益发展的现代化农业信息技术和不断提高的社会要求,农科高职非计算机专业的计算机教学又出现了一些新的问题。
2 目前的现状和存在问题
针对我校和其它兄弟院校的调查研究,农科高职非计算机专业计算机教学的现状和存在问题有以下几点:
1)重视不够。因为,这些学生是农科高职非计算机专业的学生,有些领导、老师认为懂一点计算机基础知识就行了,不需要更深的计算机方面知识。如会上网、聊天、打字排版就行了。在将来现代农业信息化的发展中,学这么点计算机方面的知识,在农业科研中怎么能充分利用好计算机这个工具,提高科研项目的速度和质量。对学生来说,意识不到计算机的作用,意识不到计算机是工作和学习的重要工具,计算机知识是解决未来工作中面临问题的钥匙,而是仅停留在文档处理、表格处理的认识水平,对编程等认为“高深莫测”,缺乏信心。
2)所学计算机课程较少。进入90年代,各高职院校基本开设了《计算机文化基础》课,其它有关计算机方面的课程基本没有开过,一般只学一个学期,最多60个学时,到目前为止,我校大多非计算机专业的计算机课程和学时还是这个情况,跟不上时代的发展,不能与时俱进。现在世界真正进入了信息时代,人类的社会经济生活等发生了新的巨大变化。在这个信息时代的社会中,作为一个农科高职院校的学生,学习这么一点计算机方面的基础知识,在现代化农业生产和科研中根本不够用,距现代化农业信息技术的发展和要求相差甚远。
3)计算机课程开设的不合理。大家都知道因材施教这个道理,在农科高职院校里,要根据不同的非计算机专业开设相关的计算机课程。
4)农科高职非计算机专业的学生计算机基础参差不齐。每年我校绝大部分学生来自于农村,有的学生是对口生,有的学生是普招生,他们的基础是不一样的。有的学生在高中阶段已学过计算机知识,有的学生没有学过计算机方面的知识。极少数学生学的计算机比较好,不少学生一无所知。
5)目前农科高职院校的非计算机专业的计算机教学缺乏连续性和层次性。在学校三年时间根据不同的专业应连续不断地开设不同的计算机课,分层次进行教学。
3 提高农科高职非计算机专业计算机教学质量的对策
针对农科高职非计算机专业计算机教学的现状和存在的问题,提出以下教学改革设想和策略。
3.1领导、老师和学生要充分认识农科高职非计算机专业计算机教学的重要性
要达到好的教学和学习效果,需要校级领导的充分重视,表现在以下几个方面:(a)加大投入, 筹集资金,改善计算机设备条件,淘汰使用多年的机器,及时补充新设备。(2)加强管理、资源共享,学校机房众多,由于涉及多个系部,因此难以统一协调管理,设备使用和人员工作整体效率低下。一方面是设备陈旧落后,无法满足教学需要,另一方面个别系部教学实习资源充足,设备无法发挥作用,有些系部甚至购买的计算机多年未投入使用。而计算机更新换代快,超过一定时间不用造成巨大浪费。通过制定协调的政策,开放全校机房,统一调配,可以优化管理全校资源,使利用有限的资金购买的新设备能发挥最大效益,提高使用效率,把设备的潜能充分挖掘出来。
要达到好的教学和学习效果,除领导的重视与大力支持外。教师必须认识到农科高职非计算机专业的学生并不是不需要掌握太多的计算机知识。教师要转变这些旧观念,就要走向社会,深入农业企业搞调查研究,参与农业企业的生产工作,我校一位教师就是深入企业生产第一线,深入调查研究,结果开发出了一个养猪管理方面的软件,这位教师并不是学计算机专业的。还有很多这样的例子,这足以证明了,随着现代农业信息化的大发展,愈来愈需要这方面的人才,既具有本专业方面的技术知识,又比较懂计算机技术知识的人。
要达到好的教学和学习效果,除领导和老师的重视与大力支持外。学生是学习的主体,要让学生充分认识到学习计算机知识的重要性。对在校学生来说,由于没有深入到专业研究,仅处于专业学习阶段,难以了解计算机在本专业学习和研究中所发挥的作用,仅停留在知道专业需要计算机理论和基本技能。知道相关内容很重要,但不知道如何用,需要学到什么程度。许多同学只重视一般的键盘操作,他们误认为打字速度快就是计算机操作熟练,而往往忽视计算机技术的学习和训练,把软件编程看作高深莫测。部分同学计算机基础较差,学习跟不上,对学好计算机缺乏信心。针对在校学生的这种情况,我们应该组织学生到现代化农业生产和科研企业去参观。组织这方面的专家到学校去做报告和讲座。
3.2增加开设课程门数和学时数
我们要到农业企业去调查研究,收集资料,获取大量的信息,重新修订专业教学计划,增加计算机方面的课程,加大计算机教学的学时数,以满足现代化农业发展的新要求。如猪生产与疾病防制专业的,增加开设“猪博士”管理软件的学习、“养猪场信息管理系统(专门针对于现代养猪场开发的)软件”的学习和“现代化养猪生产管理软件”等的学习。同时建议每个非计算机专业都要学习一下《信息检索》这一门课。信息检索具有三大重要意义:1) 避免重复研究或走弯路;2) 节省研究人员的时间;3) 是获取新知识的捷径。同时,增加上机学时数,让学生多上机多实践,提高自己的动手能力。
3.3因学生基础不同,采取因材施教的方法
针对高职农业院校非计算机专业学生的计算机基础知识参差不齐现象,在教学内容的安排上和形式上应结合学生的具体情况做到因材施教,可以在学生入学后统考一下计算机方面的基础知识,根据统考成绩将学生分三个等级,对每个等级进行编班上课,根据不同等级的学生采用不同的教材、不同的授课方式、不同的考核方式,等级高的即基础好的班级要求教师在有限的学时内尽可能地增加信息量,扩大学生知识面,使基础较好的同学能学到更多的新知识。等级低的班级可以从最基本的计算机知识开始学习,学习进度慢一点。计算机基础课程分级教学模式,使计算机教学既符合农科高职非计算机专业的计算机教学现状及规律,又提高了学生学习的积极性和学习成绩。
3.4要保持计算机教学的连续性和层次性
连续性。计算机能力是大学生综合能力培养的一个重要方面。计算机技术、知识更新速度快,学校安排的有限的课时难以达到预定要求。此外由于课程设置及时间安排问题,学生普遍反映低年级开始上计算机课时,学生很难将计算机与自己的专业结合起来;高年级进入专业课时,有了将计算机与专业问题结合的机会和需要,但却发现计算机知识仅停留在表面和能够应付考试,与解决问题的要求相去甚远。
鉴于此,笔者认为,计算机教学应结合专业的课程进度保持连续性,积极研究教学安排与专业的结合,使计算机知识及应用教学融入整个专业教学课程。结合专业课程的进展,由浅入深,由基础到应用,在其他课程中注重计算机技术的应用,穿插计算机技术的使用,保证三年大学学习中计算机学习不断线,使学生认识到并能充分利用计算机这一工具。
层次性。原教育部副部长周远清曾提出“非计算机专业计算机基础教育要上三个层次”,对农科高职非计算机专业的计算机教学具有指导意义,计算机教学的连续性就是要根据“三个层次”教学基本要求组织和指导计算机基础教学。
第一层次为计算机文化基础。重点是使学生掌握计算机基本知识与基本操作技能,培养学生的计算机文化意识,具备计算机的一般通用认识基础。
第二层次为计算机技术基础。根据各个专业的不同需要安排教学内容,使学生掌握计算机软、硬件技术的基础知识、基本思想和基本方法;培养学生解决本专业与相关领域中一些问题的初步能力,具备用计算机处理问题的思维方式和利用软、硬件技术、网络技术等先进工具的基本技能。根据专业特点选择课程,例如我校的猪生产与疾病防制专业可选《养猪场信息管理系统》、《现代化养猪生产管理软件》、《Access数据库》等。
对计算机学科的认识范文5
关键词：计算；计算学科；计算机科学思维；计算思维；计算机思维
随着计算机科学技术的发展，计算领域已成为一个极其活跃的领域，计算学科也成为一门范围极为宽广的学科[1]。在此发展过程中产生的种种现象，在很大程度上改变了人们对世界的认识，有力地刺激了人文科学的发展，人们对认知科学的研究就是“以电子计算机的产生发展为物质、技术基础，以计算机与人脑相类比为前提的[2]”。我国著名科学家钱学森院士从近三十年电子计算机发展引起的新技术革命，两千多年逻辑学发展的经验教训，作为符号处理系统的计算机在智能方面存在的严重缺陷，尤其是人们在高级抽象思维领域，如辩证思维、形象思维、创造性思维尚缺乏研究等方面，对认知科学的发展进行了科学的分析。同时结合我国科学技术发展的现状和特点，提出了“思维学”的理念，给出了“思维科学”的研究框架、研究方向与基本道路，并在随后的一系列工作中进一步充实和完善了思维科学的理论与思想体系[3]。他指出：“现代科学技术的实践，正预示着更重大的变革――思维科学的出现。”“引出这项变革的是电子计算机”。而“推动思维科学研究的是计算机技术革命的需要[4]”。在钱学森的倡导下，自上世纪80年代起，面向新技术革命的思维科学研究愈来愈受到国内有关专家学者的关注与重视。
在计算机科学与技术领域，随着美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)组成的联合攻关组于1988年底提交了“作为学科的计算科学”的报告[5]，计算学科的“存在性”得以证明。随后，CC1991报告和CC2001报告等相继出台，从学科的角度诠释了计算科学的内涵与外延，为计算学科建立了现代课程体系。在计算学科课程体系的本土化进程中，我国相关领域的专家学者们付出了艰辛努力，并取得实质性成果，于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(China Computing Curricula 2002，简称CCC2002)[6]。在CC2002教程的引导下，针对计算机科学与技术学科教育方面的诸多问题，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大工作者进行了广泛而有益的探讨[7-10]，大大丰富了计算学科课程体系建设的内容。在计算学科课程教育改革的进程中，如何培养既能熟练掌握计算机科学的知识与技能，又具有计算机科学学科意识和素养的人才问题，逐步成为人们关注的主要方面。
基金项目：本文受江苏省教育厅指导性计划项目“计算机思想史研究”(03KJD520028)及江苏科技大学高教项目“计算思维与创新教育”(GJKTY2009025)资助。
作者简介：张晓如(1963-)，女，教授，学士，研究方向为计算机应用教育、数据库；张再跃(1961-)，男，教授，博士，研究方向为可计算性理论与知识工程。
一个人的实践与创新能力与思维方式密切相关，与其他学科领域的科学家和工程技术人员等相比，计算机学科的专家学者们在思考问题、分析问题和解决问题方面也应有其独特的地方。正如计算大师Dijkstra所言：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响我们的思维能力[11]。”因此，当计算机与人们的生活联系越来越趋密切的形势下，研究与之相关的人类思维活动与思维方式便成为现代思维学科领域中一个十分重要的课题。我们不妨称此种思维为面向计算学科的思维。显然，面向计算学科的思维除了具有一般思维的特点外，还具有其自身的特性，而后者则是从事计算机科学研究的人员和计算机教育工作者们更为关心的。究竟什么是面向计算科学的思维？它的特点是什么？对面向计算学科的思维研究对计算学科的发展会产生哪些积极作用？这种思维能力是可以培养的吗？又如何培养呢？我们现行的计算机课程教学内容结构会因此而有所改变吗？
1面向计算学科的思维
国内最早面向计算学科思维的研究文章是收集在2000年全国高等师范院校计算机教育研究会年会论文集上笔者的《谈谈计算机思维》[12]一文。当时的“计算机思维”意为“计算机科学思维”(Computer Science Thinking)，在随后关于面向计算科学的思维研究中，相继出现了“计算思维”(Computational Thinking)[13-14]与广义“计算机思维”(Computing Thinking)[21]等概念。这些概念虽然与“计算机”有关，但它们有一个共同特点，即它们都是关于人的思维。
1.1计算思维与计算机思维
“计算思维”的思考和研究在国内受到更多专家学者的关注与重视，要归功于全国高等学校计算机教育研究会于2008年10月31日至11月2日在桂林召开的一次专题学术研讨会，会议的主题是“探讨在教学过程中，如何以课程为载体讲授面向学科的思维方法，共同促进国家科学与教育事业的进步”。会议从8各方面征集论文，无不涉及“计算思维”。在会议提供的资料中，美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授2006年3月发表在美国计算机权威杂志ACM会刊上的文章《计算思维》(Computational Thinking)[13-14]和王飞跃2007年3月发表在中国计算机学会通讯的文章《从计算思维到计算文化》[11]位居榜首。其中，王飞跃教授从计算机文化发展的高度对“计算思维”概念的提出和“计算思维”的研究与发展对计算科学的进步产生的深远影响给出了充分肯定。王飞跃教授在提及国内对“计算思维”研究和计算文化与计算思维联系方面的状况时指出，“在中文里，计算思维不是一个新名词，常被朦朦胧胧地使用，却一直没有被提到周教授所描述的高度广度，那样的新颖、明确、系统”。这一陈述虽然有一定的道理，但不完全正确。“计算思维”从命名的角度可以如是说，但就其作为面向计算机科学思维的概念与特征而言，无论从高度讲，还是从广度说，周以真教授的描述确有“新颖”之处，但在“明确”和“系统”方面，同本文作者在上世纪90年代末就提出的“计算机思维”的概念在主要方面是基本一致的，并可形成互补。特别指出的是，《谈谈计算机思维》在谈到计算机文化与计算机思维相互之间的联系时指出，“随着计算机科学的发展，‘计算机’已不再是一个单纯的计算工具的代名词，而是信息时代高新技术的象征。可以这样说，‘计算机’作为一种文化，已渗透到社会发展的各个领域，而使得生活在这一时期的人们的思维活动中或多或少地与‘计算机’这一概念相联系，研究与之相关的思维活动与思维方式，便成为现代思维科学领域中一个十分重要的课题[12]”。在此，我们可以把有关“计算思维”特征的陈述同有关“计算机思维”的陈述作一比较。
周以真教授在对计算思维的描述中首先指出，“计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家”，这一观点与《谈谈计算机思维》一文中提出的“计算机思维具有广泛性。计算机思维已不仅仅是计算机科学家所应具有的思维，而应是全民族所必须的”的观点是完全一致的。并且文中还强调，“只有这样，计算机科学的发展才能具有广泛的社会基础，才能使计算机科学真正服务于社会”。在总结计算思维的特征时，周以真教授从6个方面，以“是”与“不是”的对立统一作了阐述。
为了更好地挖掘计算机思维的内涵，更加清楚地了解与把握计算机思维与其他学科思维方式的联系与区别，我们对计算科学发展的过程进行了初步考察，提出了“计算科学思想史”研究的基本思想，并对计算科学思想史研究的特点、研究内容、研究方法进行了分析探讨[16]。同时结合现代计算机课程教育，提出了基于知识背景的计算机课程教学改革的基本构想[19]。我们深信，无论是对计算机思维的研究，还是对计算科学思想史的研究，都会对计算机教育的实践与发展产生重要影响。
2 “计算思维”研究现状
无论叫计算思维，还是称计算机思维，关键是要解决问题，即“如何让人们学会像计算机科学家一样去思考”。从总体看，计算思维的研究应包含计算思维研究的内涵和计算思维推广与应用的外延两个方面。周以真在给出“计算思维”概念后，进一步探讨了计算思维的本质，并指出计算思维将在各种行为方面影响每个人，这一点对我们的社会教育提出挑战，特别是少儿教育。在关于计算的思考中，我们需要理解不同类型的3个方面：科学、技术与社会。飞速发展的技术进步和巨大的社会需求迫使我们重新思考计算科学最基本的问题[20]。从周以真教授多次关于计算思维的论述中可以看出，其“计算思维”的概念是面向社会、面向教育和面向大众的。这也许是一种策略，为了能让更多的人关注并思考“计算思维”的问题，并将思考的结果应用于计算科学实践，以此促进计算科学的普及和发展。在对“计算思维”的深入研究过程中，郭喜凤教授等从工程化的角度对“计算思维”的内涵进行剖析[20]，以周以真面向大众的计算思维为基础，根据计算机科学与技术中的理论、技术、工程、工具、服务和应用等几个不同层面的思维特点，阐述了计算思维的工程化思想，将计算思维的概念加以推广并提出了计算机思维(Computing Thinking)工程化的层次结构，丰富了计算思维的研究内涵。董荣胜和古天龙教授从计算机科学与技术方法论的角度对计算思维研究的外延进行分析。“计算机科学与技术方法论是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。计算机科学与技术方法论是认知计算学科的方法和工具，也是计算学科认知领域的理论体系[21]”。在关于计算思维和计算机科学与技术方法论之间关系的论述中，董荣胜和古天龙教授在周以真教授工作的基础上，对计算思维的特征进一步加以阐述，从抽象与自动化两个方面，以具体的实例刻画了计算思维的本质，并介绍了国外关于计算思维研究的进展情况。在谈到计算思维与计算机方法论关系时，他们指出，“尽管计算思维与计算机方法论有着各自的研究内容与特色，但是，显而易见，它们的互补性很强，可以相互促进”。“计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收，最终丰富计算机方法论的内容；反过来，计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高[22]”。这不是一个一般概念的问题，我们认为是计算思维研究的一个技术路线问题，只有把计算思维的研究同计算机科学与技术方法论有机地结合起来，计算思维才具有实际的意义和价值，计算机科学与技术的方法才能够获得进步。
3 “计算思维”研究内容
不管是周教授的计算思维(Computational Thinking)，或是郭教授的计算机思维(Computing Thinking)，还是计算机科学思维(Computer Science Thinking)，它们都有一个共同面向，即都是面向计算学科的思维；都有一个共同的出发点，即研究和探索面向计算学科的思维规律；都有一个共同的目标，即引导人们在解决有关计算学科及其应用领域问题时，能够运用正确的思维方法。计算学科是关于“计算”的学问，因此，计算思维的研究势必围绕解决所谓“计算问题”而展开。
3.1计算思维研究的基本问题
何谓计算思维？《谈谈计算机思维》一文对计算机思维的内容进行了概括，即人们有意识地将计算机用于生产、生活等各个领域的认识活动以及人们解决计算机问题的认识过程。一方面，它是指一种形式，这种形式表现为人们认识具体的计算机科学，或是应用计算机科学于其他科学、技术的过程中的辩证思维；另一方面，它是由计算机科学本身的特点及计算机作为认识世界的工具所决定的，它同样受到一般思维方式的限制[12]。周教授则将计算思维归纳为运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[13]。董教授等则从方法论的角度将计算思维定义为运用计算机科学的思想与方法进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[22]。
对计算机学科的认识范文6
关键词：信息技术；问题；对策
当前，以计算机技术和网络技术为主的信息技术正全面而深刻地影响着世界经济和社会发展的进程，先进的信息技术推动着国家经济和社会的发展.因此，信息技术的发展水平、教育水平和应用水平的高低，已经成为推动和制约社会发展的重要标志。众所周知，计算机科学既是一个知识更新快，新技术、新器件和新方法不断涌现的科学，又是一门实践性应用性很强的学科，计算机的应用已渗透到社会的各行各业和各个领域，而且任何一个计算机应用都会在中学生中普及和开展计算机科学与技术教学是适应社会的需求，也是21世纪对人才的基本要求。如何保证教学质量，培养学生的技术能力，是每一位教育者研究的方向和命题。但是，从现实中，不难看出，开展这项教学工作还存在一些问题，解决问题成为教师深入研究并不断改进、制定最佳方案的根由，笔者认为，唯有此，才能不断提高中学生的信息技术能力和教师自身的专业水平。
一、存在问题
（一）传统教学模式与现代计算机学的实践教学模式的矛盾。多数学校的授课教师由于受到应试传统教育模式的影响，在计算机授课的过程中往往按照传统的应试教育方法进行授课，这样一来计算机的课程很难对学生有吸引力，即使现在很多学校有了自己的多媒体教室、计算机机房，但是计算机科学的发展瞬息万变，很难满足学生知识的个性化需求。
（二）应试教育的局限性导致，很多重要性考试的科目中计算机课程的分值几乎为零。由于计算机的科技知识瞬间性，很多学校对计算机课程安排相对较少。大部分学校认为，和其它教学科目相比，计算机科目课程相对不太重要，课程安排不仅时间短，而且教材内容呆板，长期不变，不能及时更新，直接影响到中学生的信息技术教育。
（三）教学内容陈旧，教学方法落后。在教学内容、课程体系和培养模式上存在问题.难以满足计算机行业应用的需要。
（四）压缩计算机信息与技术课程，教学时间不充足。学生上计算机信息与技术是一种游戏心态，不重视，不进取。
（五）教育经费投入不足。教学设备数量少、质量差，尤其是硬件设备更差，并且实验设备更新缓慢，教育设施缺乏，学生难以得到较先进的综合型训练。
（六）教师学历层次、职称结构不合理，教学水平相对偏低。
二、对策
（一）学校方面要认识到重要性。面对计算机科学与技术教学存在的问题，首先学校要有统一的认识，认识到本门学科的重要性，从而在制定总体教学计划时，综合考虑到计算机科学与技术课的授课时间，解决硬件问题，配备齐全计算机，并能够将其纳入到必考学科之中，引起教师的重视和学生心中的重要性。要通过培训等，让计算机科学与技术教学的教师定期出外培训学习，提高专业水平，适应教育的需要，满足学生的需求。
（二）教师要认识到教学的重要性
1.教师的认识带动学生的认知。针对不少学生学习计算机课程目的不明确以及初中计算机课程不受重视这一问题，教师应该首先明确计算机课程的重要性，无论是对于教师自己，还是学生，都要明确计算机学习已经成为现代社会的必需。现代科技迅速发展，知识总量以前所未有的速度增加，计算机技术是现代信息科学技术的基础，是现代信息社会的主要技术之一，它已被广泛应用于社会的各个领域，对人类社会的进步与发展产生了重大而深远的影响，正在并将继续改变人类的学习方式、工作方式和生活方式。因此，计算机已经成为人们日常工作和学习中的必备工具，计算机能力也成为衡量一个人综合素质的重要指标。中学计算机教育是一项面向未来的现代化教育，是中小学素质教育的重要内容。计算机课程将逐步成为中小学的一门独立的知识性与技能性相结合的基础性学科，并为学生适应现代信息社会中的学习、工作和生活方式打下必要的基础。因此，初中教师要从思想上首先重视计算机教育，认真备课，在日常教学中多进行教法研究与教学交流，以促进初中计算机教学效果的提高。
2.突破传统教学走创新之路。计算机本身就是多媒体的重要组成部分，运用多媒体这一工具进行初中计算机辅助教学，意义重大。多媒体以图、文、声、像并茂的方式提供知识，不仅可以直观地展示教学内容，而且课程展示本身就是计算机的一种实际操作过程，教师会在教学过程中无形地渗透各种计算机操作要领。教师在讲课过程中的每一步操作都是值得学生学习的内容，久而久之，一些常用的电脑技能，教师不用刻意讲解，学生耳濡目染就能内化于心。多媒体计算机能够改变单纯的说教模式，迫使“注入式”“填鸭式”等不适合计算机学科的教学模式退出课堂，为供示范练习和边讲边练等多种形式教学创造了条件，大大地提高了教学的灵活性。
