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中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）02-0344-02
目前，計算機技術的飛速發展，使得計算機技術的應用及滲透的領域越來越廣，這迫切需求高技能高素質的人才。如何將計算機專業的人才培養成合格的、適應市場需求的人才，成為每一位計算機專業教育工作者的首要任務。
計算機科學導論作為一門計算機專業大學一年級學生的專業必修課，重點旨在勾畫計算機科學體系的框架，通過計算機科學基礎理論與應用操作相結合課程內容安排，使學生對計算機學科的知識體系結構有一個較為全面和系統的了解，繼而激發并培養自己對本專業的興趣，為以后大學四年的知識學習、能力素質和職業道德的塑造奠定堅實基礎[ 1-2]。基于課程至關重要的作用，該文主要從計算機科學導論的教學方法和考核方法等方面進行了討論，以期在今后的課程教學過程中達到最佳教學效果。
1 明確課程教學目標
計算機科學導論目標是通過介紹計算機科學與技術學科的定義、學科范疇、特點與規律，來構建課程的體系結構，引導學生培養正確的學科專業思想，同時激發學生對本專業的學習興趣，使學生逐步形成以計算機的觀點來分析解決問題的思維。課程內容涉及到一些專業課程的基本概念及某些具體內容，但絕不是計算機科學學科專業課內容的壓縮和拼盤。通過本課程的學習使學生了解各專業領域研究的主要內容，掌握計算機系統的基礎知識和操作技術，提高感性認識，力求使學生對所學專業及后續課程的學習有一個整體性、概括性的了解，樹立專業學習的信心和自豪感，為今后在各自的專業中對計算機的使用打下厚實的基礎，踏入計算機科學技術的大門，更好的適應社會的需求。
2 注重課程教學方法
近年來，這門課在教學中出現了多方面的問題。雖然計算機科學導論這門課程的內容不難，但是課程授予的對象是剛剛步入大學的新生，他們在入學前對計算機的了解程度各不相同，有的學生能夠較熟練的操作計算機，有的學生卻不會操作計算機。基于學生對計算機的認知基礎不同，采用怎樣的教學方法來教授這門課程能達到預期的教學效果，成為擔任該課程教師一直關注的焦點。
為了在教學中提高學生的應用水平，培養他們濃厚的學習興趣，我們不僅要充實授課內容，把握好難易程度，更需要結合多種教學方法。
2.1 積極引導學生，激發學習興趣
計算機科學導論課程的授課對象是計算機專業的大一新生，他們對計算機及計算機專業學科的構架都還認識不足。因此，授課教師需要從多方面去積極引導他們。首先，從計算機應用的重要性及社會市場的需求方面進行舉例分析，增強學生信心，并引導學生把握好自己的專業學習方向[ 3-4]。其次，在課堂的教學過程中用生動形象的應用舉例講解取代傳統的理論講授、理解掌握的方式，幫助學生逐漸熟悉并建立計算機科學與技術學科專業的知識框架，不斷激發學生的學習興趣。再者，在課余時間中，向學生介紹電子設計大賽、數學建模、PPT設計大賽等科技活動，鼓勵學生深入了解并積極參與，幫助他們開闊視野，增強實踐動手能力。
2.2 教學內容豐富，易理解易掌握
計算機科學導論是構造計算機學科專業框架的教材，授課內容涉及各個學科、各個領域的專業理論知識，難度比較大。因此應該優化內容，做到難易適中、層次淺顯、通俗易懂，講授時最好采用圖文并茂加實物相結合的方法，使學生在感性上充分認識，更有助于理解和掌握[5]。除此以外，對教學內容進行適當的補充和實例演示。比如在講授硬件知識時，可以視頻演示硬件組裝的過程；在講授計算機網絡知識時，補充一些加強網絡信息安全方面的一些知識。這樣既能集中學生的注意力，激發學生的學習興趣，也能調動學生學習的積極性。
2.3 理論聯系實際，培養動手能力
計算機科學導論課程不僅要塑造學生的學科知識框架，還要讓學生熟練掌握計算機的基本操作。所以實驗是課程教學中的一個必備環節，能促進學生加深感性認識，更能幫助學生理解掌握課堂知識[6]。
實驗中實驗目的要明確，實驗內容要豐富備多樣、知識面廣，在全面鍛煉學生的動手能力的同時調動他們的學習熱情，從而提高學習效率和質量。比如在實驗練習PowerPoint內容時，讓學生把自己的個人簡歷情況進行作品設計，可以把自己的簡介、照片、愛好等內容進行規整，加之實驗的具體要求，這樣在實驗過程中充分提高了學生的積極性，也多方面的練習了文字與圖片的排版、自定義動畫、幻燈片切換、超鏈接、背景、配色方案等功能。
2.4 問題啟發思路，促成創新思維
課堂提問是教師主要的教學手段之一，它可以幫助教師了解學生知識的掌握情況，也可以幫助學生溫習加深理論知識的記憶，從而啟發學生的思維，有助于促進學生的創新能力[ 7]。
計算機科學導論的課程內容是計算機專業主要課程的精簡，本身理論性較強。因此在課程的教學過程中要打破傳統的灌輸式教學方式，結合課程的特點，充分利用其優越性，通過視頻播放或者實例演示引入一些啟發性的問題，來調動學生的學習積極性，啟發他們的問題求解思路，逐漸培養他們的創新能力。比如講解Excel時，月份、星期等都可以循環的拖動填充，那如何將同宿舍同學的姓名設置同樣的效果呢。提出這樣的問題后，能夠引起學生的好奇心，激發學生求解渴望，從中增強學生分析問題和解決問題的能力，并在實踐中促成創新思維，使學生在對后續課程學習過程中，保持一種主動積極的學習態度。
3 改進考核方式
多年來，計算機科學導論課程一直沿用理論考試為主要的考核方式，這樣往往忽略了學生的計算機操作能力的培養。因此，該課程應注重學生的基本操作能力的考查，采取理論考試與上機考試相結合的考核方式，兩者應該各占二分之一的比例，這樣就能更好將理論和實踐相結合，從而使學生認識到計算機基本操作的重要性。
4 結束語
“計算機科學導論”是學生對計算機科學與技術知識體系結構形成的專業入門課。它有助于計算機各專業同學對自己所在專業課程概貌及其框架結構的了解，有助于每個學生從中學到大學的學習方法、學習習慣的轉變，更有助于學生學習興趣的培養。選取多種教學方法相結合進行“計算機科學導論”教學，以問題推動思考，以實踐促進理論，勢必取得更好的教學效果。
參考文獻：
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(山西大學計算機與信息技術學院，山西太原030006)
摘要：針對計算機教育面臨的新形勢，分析國外一流大學計算機導論課的現狀，提出重新規劃面向計算思維培養的計算機導論課程內容，闡述利用MOOC資源開展混合教學模式的方案，探討MOOC資源選擇、課上內容和課下習題設計等幾個重要問題。
關鍵詞 ：計算機導論；計算思維；MOOC；教學改革
文章編號：1672-5913(2015)15-0046-04 中圖分類號：G642
基金項目：2015年山西省高等學校教學改革項目(12015003)；山西省研究生教育改革研究立項重點課題( 20122001)；2011年山西省高等學校教學改革項目(J2011005)。
第一作者簡介：譚紅葉，女，副教授，研究方向為人工智能、自然語言處理，hytan_2006@126．com。
0 引 言
計算機導論是計算機學科一門重要的基礎課程，學好這門課能使學生了解學科概貌、理解學科核心概念、領會學科內涵、了解與后續課程之間的聯系和特點。近年來該課程也面臨著挑戰：①導論導什么，一直是人們爭論探索的問題[1-4]。②內容覆蓋面廣，但學時有限，一般為24～32個學時。③學生起點參差不齊。有的同學經過中學學習，已具備一定的操作和編程能力；有的同學則對計算機操作還比較陌生，教師很難找到適合所有學生的方法。④目前的教科書視角多樣化，有的是計算機領域主要課程內容的簡化堆砌，有的是一些常用軟件的操作教程。
有研究者提出，計算機導論的主要作用為“五導”：導知識、導方法、導思維、導意識和導職業。我們認為該課程應集思維性、方法性、知識性、實時性于一體，以訓練良好的計算思維意識和方法為主，建立計算機科學的整體框架，為后續課程的學習奠定堅實的基礎。
1 計算機教育面臨的新形勢
計算思維( computational thinking)是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維代表著一類普遍的認識和普適的技能，每一個人都應了解它的運用，這是周以真教授對計算思維的定義和解釋。這個概念的提出使計算思維在計算機教育界備受關注，使人們對計算機科學的認知從狹義工具論轉變為計算思維，使計算機學科的教育從操作技能和編程能力的培養提升為計算思維的內化和養成。
與此同時，由美國硅谷發起并在全世界迅速崛起的大規模開放在線課程( massive openonline course．MOOC)影響了全球高等教育，也引發了許多關于MOOC教育的研究和思考。MOOC的主要優勢是：①提供優質教育資源，實現教育平等，使全球各地的受教育者接受和享受世界頂級教育成為可能。②拓展學校范圍，學生的學習方式更加靈活，不僅可選擇適合自己的時間和地點進行學習，而且整個學習過程可根據自己的接受能力靈活調整。③教授者可通過交互式即時測試，及時了解學生對知識的掌握情況并提供個性化的幫助。加州大學伯克利分校的阿曼多·福克斯教授和戴維·帕特森教授，還提出小規模私有在線課程( small private online course，SPOC)理念用于MOOC與校園教學的結合，并在世界各地的混合式教學實踐中取得良好效果。
這些新理論和新技術給大學計算機教育帶來了重大機遇和挑戰，因此，計算機教育者有必要重新梳理計算機課程的教學目標、內容、方法和形式，利用新理念和新技術提升學生學習效果。
2 國外一流大學計算機導論課現狀
過去十幾年，隨著IT泡沫崩裂和金融危機的爆發，國際對IT人才的需求于2005年跌至最低。2007年，這種現象開始改變。美國政府的一份報告顯示：IT人才就業的強勁增長至少會持續到2018年。因此，各大學紛紛開始改革計算機課程教育。
國外著名大學基本都開設了計算機導論性質的課程，但各大學專業優勢不同，因此教學側重點不同。MIT（麻省理工學院）的計算機導論課程名為“Introduction To Computer science andProgramming Using Python”（課程編號6.OO.1X）。課程包括4個主題：計算機科學導論、Python編程、計算思維、數據科學，其中有一個主題專門講授與計算思維有關的內容。總體來看，該課程特色在于通過Python編程，讓學生學習計算思維、編寫程序解決現實問題。
CMU（卡耐基梅隆大學）的相應課程名為“Principles of Computing”（課程編號15-110）。該課程名突顯計算的核心概念，課程主要內容為程序結構、數據組織、計算領域中的抽象概念、問題求解中的計算準則、經典的計算問題、新計算技術引發的社會倫理和法律問題。
UCSC（加州大學圣塔克魯茲分校）在美國國家自然基金的資助下，從2011年開始嘗試改革計算機導論課( Introduction To ComputerScience，課程編號CMPS10)。從該校2014年春季的課件可以看出，課程強調從計算原理和計算思維兩個層面傳遞“計算、抽象、數據與信息、算法、編程、網絡”等重要思想。課程通過增加許多趣味性內容（如圖形化編程游戲軟件Lightbot），讓學生體會程序工作原理和函數級抽象、遞歸等程序層面的核心概念。課程還包含計算機技術發展引起的社會問題，如數字足跡、隱私、計算機藝術等。
可以看出，上述學校的導論課程，從不同層次和角度強調了計算思維和計算機科學的核心概念與問題。其中，MIT的計算機導論課已在edX（MOOC的3個平臺之一）之上。
3 面向新形勢的計算機導論教學思路
3.1 重新規劃課程內容，突出計算思維的培養
結合地方性大學的特點，兼顧計算機能力和素質不同的學生，我們以計算思維培養為主線，重新規劃計算機導論的課程內容，從始至終凝練貫穿計算思維概念點，融合計算機界的最新研究和計算思維在跨學科領域的最新應用。課程包括4部分內容：計算機文化、計算機系統和網絡、計算理論、計算學科方法論。每一部分都清晰地提出具體的計算思維概念點或學科核心概念，使學生在掌握知識的過程中，以知識、技能、能力為載體，逐步理解和掌握計算思維的基本內容和方法，領會知識背后對學科發展有深刻作用的偉大思想。具體情況見表1。
受《計算機科學概論》作者觀點的啟發，我們對內容順序的安排圍繞“計算、抽象、算法與形式化、程序、問題求解、計算思維”等概念，從學生易于產生共鳴的主題“數據表示存儲、計算機工作原理、操作系統、計算機網絡”人手，由淺入深地過渡到較抽象的“計算、可計算、計算模型、算法、計算領域典型問題、計算學科方法論”等內容。在計算理論部分，引入計算學科最新技術，如物聯網、云計算、大數據、社會計算以及計算生物學、計算社會學等學科交叉融合案例，引導學生進一步體驗計算思維。
3.2 引入MOOC資源，嘗試混合教學模式
結合課程特點，我們提出混合教學模式的初步實施方案，見表2。
實施方案中引入基于MOOC資源的在線學習，學習流程涉及傳統課堂和在線課堂兩種形式，因此是混合教學模式。核心的3個環節是：①課下看視頻學習；②課上精講討論練習；③課下繼續討論協作完成實踐。
整個學習流程以學生為主體，教師起到引導和幫助的作用。其中，第①個環節取決于學生學習的自主性和接受能力；第②③個環節，取決于老師對課上精講內容和討論題目的設計是否具有創造性和活力，是否可以激發學生的學習興趣和內在動力。
混合教學模式打破了傳統課堂“課上聽講、課下練習”的模式，對老師和學生提出了新的挑戰。例如，對于老師，不僅要選擇適合的在線教學內容，而且要設計課上活動和課下習題，還要區分哪些知識學生可自學，哪些必須經過點撥，哪些內容需要通過多次練習才能熟練掌握，哪些原理需要討論才能明晰。對于學生，由于缺少面對面的溝通，缺乏傳統的監督機制，因此需要更強的意志力和責任感，才能完成課程的學習。
因此，本課程將加強以下問題的研究和實踐：
(1)MOOC資源的恰當引入。引入什么MOOC資源，引入多少內容，這些內容與本課程的關系是關鍵問題。目前，網易云課堂有一門中文計算機專業導論課，主講老師是哈爾濱工業大學的占德臣、聶蘭順等。該課程分為3個子課程：思維與系統、語言與算法、學科與專業。其中涉及計算機系統、程序與算法的內容更強調計算思維的概念和意識，符合我們的教育目標，因此本課程將選擇相應內容進行混合模式教學嘗試，不斷總結應用開放課程資源的得失，及時改進和優化相應課程資源和教學方法，為全面實施混合教學模式提供寶貴經驗。
(2)更具活力的課上內容設計。課上內容主要包括兩部分：①精講，旨在將碎片化的知識匯集成完整內容呈現給學生，有效彌補獨立學習能力和接受能力偏弱學生的聽課局限；②課上討論，旨在引導學生進行深化課程內容的思辨式討論，激發學生學習的內在動力。
(3)更具思辨性的課下習題設計。可以讓一些問題更具爭議性，正確方法或正確答案不止一個，使學生在解決問題的過程中深化思維；引入安全、隱私、責任和社會意識等問題，鼓勵學生思考現實社會與課程內容的關系。課程習題分為練習題、章節復習題、思考題。練習題用于復習剛剛學過的零散的知識碎片；章節復習題覆蓋整章內容，啟發學生整合知識點并解決問題；思考題提供社會問題，激勵學生思考討論并開展課外研究，要求學生提交書面報告或口頭報告。此外，還提供實踐題，引導學生獨立或以小組形式協作完成。
(4)探索建立新評價指標。與傳統教學相比，混合模式中需要考慮新的學生行為，如MOOC資源利用情況、線上或課下討論活躍度、課下習題反饋及正確率等。評價指標要反映學習過程的每個環節，才能增強學生學習的內驅力，充分發揮優質MOOC資源的作用，有效提升混合模式的教學效果。
4 結語
我們利用優質MOOC資源，以計算思維培養為目標，進行計算機導論課程的教學改革，在大學計算機教育體系中具有重要意義。本課程的教學改革實踐正在進行中，取得的效果還需進一步驗證和分析。相信計算機導論課程的改革，對學生計算思維的內化和養成，對激發學生學習興趣，擴大學生國內國際視野，都具有積極的推進作用。
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關鍵詞：計算機科學導論；教學方法；考核方式
《計算機科學導論》課程是計算機專業的引導性課程，為計算機專業的新生提供了關于該專業學科的入門介紹。使學生能夠全面掌握計算機的基礎知識，并了解該專業的學生在該領域工作應具有的職業道德和應遵守的法律準則。《計算機科學導論》課程在大一第一個學期開設，新生雖然具有計算機的基本使用能力，但在計算機理論知識上的專業性不夠，大部分的知識對新生來說都是第一次接觸。如果一味地想把如此廣的知識介紹給學生，理解上的難度會影響他們學習的積極性，效果并不好。根據該課程近幾年的教學實踐，筆者總結出了教學中存在的一些問題，并對教學內容的選取、教學方法和考核方式給出思考。
教學中存在的問題
計算機科學導論的教學內容雖然相對淺顯，但是涵蓋的知識面很廣，幾乎包括計算機領域所有的理論知識，應用技術、熱點研究問題等。在授課中不僅要把基本的概念介紹清楚，還要對最新的專業動態有所介紹。在教學過程中主要存在以下幾個問題。
1.合適教材難以選擇
我國的計算機科學導論教材非常多，按其內容主要有以下三種：一、內容為計算機各種辦公軟件的使用，使學生具有使用計算機的初步能力，和非計算機專業開設的《大學計算機文化基礎》課程等同[1]；二、將計算機專業學生大學四年要學的專業核心課程進行了濃縮，內容涉及面廣；三、計算機和計算的本質屬性用高度抽象的數學模型來刻畫[2]，內容進行系統化、形式化的概括。由于目前中小學已開始開設了相關的課程，新生都具有不同程度的使用計算機的能力。所以選擇第一種教材對于計算機專業的學生會過于簡單，失去“專業引導”課程的本質屬性；第二種教材在廣度和深度上是比較難以把握的；第三種教材過于抽象，教師難講，一般院校的學生難以理解。再加之計算機科學技術和應用技術的發展變化非常快[3]，可謂日新月異，許多教材內容的更新速度嚴重滯后。
2.理論教學過于復雜
新生非常渴望專業知識，計算機專業的新生對第一學期開設的計算機科學導論課程抱有很大的期望。教師希望通過講授該課程給學生初步建立整個學科的框架，指明計算機專業學習的方向，激發他們的學習興趣。但是把如數據結構，操作系統，數據庫系統，編譯原理等專業課濃縮為一章進行敘述[4]，敘述方式上又較少考慮新生的知識背景和理解能力。理論教學中勉強把計算機科學系統知識精裝到學生的知識結構中[5]，不斷出現的新概念、新理論和新知識使學生難以真正理解，又要求他們在短期內消化吸收，這樣不但起不到很好的專業引導，反而使學生對計算機的學習望而生畏。
3.實驗內容與理論教學相對獨立
本課程配有相應的實驗內容，但一般是以Windows操作系統和常用辦公軟件的操作為主，與理論教學相對獨立。
4.考核方式傳統化
對學生來說，最熟悉的考試方式是閉卷考試，這種考試方式注重對知識的記憶、理解和應用。在大學學習期間，很多課程沒有單元測試、期中考試，采取的是直接的期末考試。學生到了期末死記硬背搞突擊，平時很少去細細思索所學內容。本課程不只是介紹一些計算機專業的知識，更應該引導學生思考相關的一些問題。
教學的幾點思考
1.教材內容和補充新信息相結合
教材的內容對基本知識介紹得比較全面，但為了提高教學質量和教學的有效性，在教學內容上教師需要適當地選擇一些專業領域的新知識進行補充，如計算機技術和產品的最新發展、新成果、未來發展趨勢等[6]。學生在掌握計算機基本知識的基礎上對專業新知識有所了解，緊跟時代的新發展，與學生實際生活中接觸到的產品和概念有所共鳴，這樣可以激發他們學習本專業知識的興趣。
2.構建啟發式教學模式
傳統的教學模式是非常封閉的，教師講解學生聽課，兩者的交流比較少。學生的這種被動局面制約了他們學習主動性的發揮。啟發式教學模式就是讓學生的學習方式從被動變為主動。教師在對基礎知識的介紹過程中，根據相應的知識點設置相關問題，對學生進行分組選擇相應問題；進行前期的文獻查找，撰寫論文培訓后，讓學生自己去查閱相關資料，提煉內容，形成一份綜合的材料，并在課堂上講解給同學們；教師及時對學生所講內容進行總結評述。把課堂的某些時間讓學生掌控，教學中充分調動教師和學生的交流，在問題中探討學習，在參與中掌握相關知識。在這個過程中讓學生學會檢索文獻，整理資料，初步閱讀計算機專業文獻等；鼓勵學生從問題出發，去鉆研去思考，逐步訓練專業的創新能力；在團隊中學會合作；鍛煉學生的表達能力；提高辦公軟件的使用能力；培養學生專業自信心；充分發揮學生的主動性。
3.適當增加理論教學的實驗
Windows操作系統和常用辦公軟件的操作這些操作技能需掌握，但課堂上講到的有些內容最好配合相應的實踐，給學生實實在在的接觸，這樣能使理論教學的效果更理想。
4.改變考核方式
大學的課程在考核上一般采取期末考試成績和平時成績相結合的方法。計算機導論課程內容多，授課中若不采取傳統的教學方式，而是結合專題講座、學生參與教學的方式，該課程的部分考核可以在教學過程中完成。例如，可采取分組合作課題和獨立選題論文相結合的考核形式。分組合作課題在授課中完成，學生按所在分組，分工合作完成相關課題，上臺講演，并通過各小組之間的評比給出相應成績，這項成績在教學中完成；獨立選題論文，學生自主選取與計算機領域相關的選題，以論文形式上交，培養學生獨立思考能力，這項考核在結課后一定時間內完成。兩者結合，不增加學生記憶的壓力，又給了學生充分的自。
結束語
《計算機科學導論》課程在專業知識整體介紹的同時要激發學生學習本專業的興趣，發揮學生學習的主動性。課程難度和廣度不容易把握，教師要不斷更新教學內容，改進教學方法，使《計算機科學導論》課程真正起到引導的作用。
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關鍵字：計算機導論；課程設計；課程定位
【中圖分類號】G640
引言
目前，大多數高校的計算機相關專業都開設了“計算機導論”。課程內容設置主要分為兩種。一種是專業核心課程的大雜燴，將“數據結構”，“操作系統”，“組成原理”，“程序設計”，“數據庫基礎”的專業課程內容各取一節。另一種是對計算機文化基礎知識的介紹，基本上與非計算機專業講授的“計算機文化基礎”課程內容沒有區別。
近年來，通過我們對計算機科學與技術專業進行專業教學調查，發現相當一部分學生對計算科學本質缺乏比較全面的認識。科學思維能力、創新能力、分析和解決實際問題的工作能力比較差。
1.課程定位與教學目標
《計算機導論》是計算機科學與技術專業本科生的一門先導基礎課程。該課程肩負著“開啟專業之門、引領學習生涯”之重任。主要講述計算機科學的特點，歷史淵源，發展變化，知識組織結構和分類體系。通過對本課程的學習，使學生了解計算機科學與技術領域的基本知識、基本理論和基本技術方法，為將后學習《操作系統》、《程序設計》、《數據結構》等課程打下基礎。其目的就是使學生能以一種統一的思想來認知計算機科學的本質，教育和幫助學生建立計算機科學與技術的方法論。
我們從課程的定位與意義出發，應該達到的教學目標為：（1）激發學生對學習計算機學科的興趣；（2）充分展示計算機領域能做什么，但不深究怎么做；（3）讓學生了解計算機領域的歷史及其發展狀況（4）培養學生學科全局觀及隨著學科不斷更新知識的意識（5）能讓學生了解該專業畢業生應具有的基本知識和技能，以在該領域工作應有的職業道德和應遵守的法律準則。
2.課程內容的設計與課時安排
“計算機導論”主要是為計算機專業新生開設，使他們對計算機學科整體有一個了解。我們進行課程內容設計時，特別要區別計算機專業與非計算機專業學生在培養目標和方向上的不同，把握教學內容的深度和廣度。在進行“計算機導論”課程的內容的選擇與組織上，我們要注意科學性、適用性、實用性，要有全局意識。“計算機導論”課程的內容可分為下列幾大部分：
（1） 計算機科學的基本概念和基本知識：包括學科的背景、發展歷程、信息化社會的特征以及信息化對計算機人才的需求，并初步了解計算機科學與技術的研究范疇和作為一名計算機專業畢業生應具備的知識能力并明確今后的學習目標。
（2） 計算機的基本結構與工作原理：包括計算機的產生和發展，馮?諾依曼機構計算機的基本組成，計算機的體系結構，計算機硬件技術的發展等。
（3） 計算機系統軟件與應用軟件：程序設計語言翻譯系統的功能和基本概念，理解操作系統的基本概念和功能，軟件的分類、程序設計的基礎知識，面向對象程序設計的思想、算法與算法分析，數據結構的基本知識。
（4） 數據庫系統及其應用：數據庫系統的基本概念，SQL概述，幾種新型的數據庫系統，數據庫系統的應用。
（5） 對通信與網絡知識的描述：主要介紹數據通信的基本概念和計算機網絡的基本原理，包括網絡的體系結構、數據通信的基本方法和網絡協議以及網絡系統的安全和管理知識。
（6） 人與計算機：包括人機交互、人工智能技術的研究領域及取得的主要成果、人腦與電腦的關系。
（7） 學科展望：計算機學科的前沿知識，發展前景以及其他學科領域的交叉內容。
具體的章節安排與課時設置可參照下表1.1：
表1.1課程設計表
章次 內容 總學時 課堂學時數 實踐學時數
1 計算機的基礎知識 4 4 0
2 計算機硬件系統 4 2 2
3 計算機系統軟件與工具軟件 10 6 4
4 計算機應用軟件 20 8 12
5 數據庫系統及其應用 2 2 0
6 多媒體技術及其應用 2 2 0
7 計算機網絡及其應用 4 2 2
8 計算機信息安全技術 1 1 0
9 計算機技術新發展 1 1 0
總計 48 28 20
3.課程特色
3.1理論和實踐緊密結合。一方面在學習計算機基本理論的同事注意實踐操作的訓練，做到學以致用，另一方面引導學生投過技術抓理論。
3.2把當前最新的計算機基礎知識和技術融入教學。積極跟進計算機技術的發展，及時更新教材，更新實驗平臺，更新教學方法。
3.3注重實踐教學的考核。期末理論和實踐考試都采用計算機考試系統進行，促進了學生實際操作的學習。
3.4基礎性強。“計算機導論”是其他后續課程的先行課程，為進一步學習計算機知識打下堅實基礎。
“計算機導論”的課程內容既要防止過于簡單，也要防止過于復雜。如果課程內容簡單化，使之等同于非計算機專業的“計算機文化基礎”，就會背離該課程的教學意義與任務。反之，如果課程內容太復雜，就會把計算機導引課提升到計算機原理課的水平。第一門課就讓學生覺得晦澀難懂，容易造成學生對計算機學習的望而卻步，給后續計算機專業課程的學習造成障礙。
通過以上對“計算機導論”課程內容的組織和安排，可以使計算機專業的學生已進入大學就能對自己今后學習的主要知識、專業方向有一個基本了解，為后續課程構建一個基本知識框架。
參考文獻：
[1]劉莉，陶強.計算機基礎教學中的課程整合研究[J].計算機教育.2011（14）
關鍵詞 計算機導論 計算思維 課程教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.01.067
目前，計算機技術的發展及應用已經遍及國民經濟的各個領域和社會生活的各個方面，信息化社會要求所有工作人員必須不同程度地了解和掌握計算機知識。計算機網絡的發展和普及，使得計算機的應用范圍更加廣泛。由此帶來的計算機知識在各個專業中的應用也越來越普遍，如何體現本專業的普及性及特殊性，需要我們深入探究。
1 計算思維概念回顧
1.1 計算思維的定義
美國卡內基梅隆大學計算機學院周以真（Jeannette Wing）教授是最早提出“計算思維”概念的學者，她提出計算思維的定義為：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。
1.2 計算思維的特征
計算思維的特征表現為：（1）概念化，不是程序化。計算機科學不是計算編程，可進一步說，計算機科學不僅關注計算機，還要求能夠在抽象的多個層面上思維。（2）根本的，不是刻板的技能。根本的技能是每一個人為了在現代社會中發揮職能所必須掌握的；刻板的技能意味著繼續的重復。（3）是人的，不是計算機的思維方式。計算思維是人類求解問題的一條途徑，但絕非要使人類像計算機那樣去思考。（4）數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，又本質上源自工程思維，兩者的互補與融合很好地體現在抽象、理論和設計三個學科形態上。（5）是思想的，不是人造物。不只是生產出的計算機硬件和軟件等人造物將以物理形式呈現并時刻觸及人們的生活，更重要的是計算的概念。（6）面向所有人的，所有地方。當計算思維真正融入人類生活的整體以至于不再體現為一種顯示哲學時，就將成為現實。
1.3 計算思維的本質及其與計算機的關系
計算思維的本質是抽象（Abstract）和自動化（Automation）。反映了計算機的根本問題，計算是抽象的自動執行，自動化需要某種計算機去解釋抽象。
計算思維雖然具有計算機的許多特征，但計算機思維本身并不是計算機的專屬。即使沒有計算機，計算思維也會逐步發揮，甚至有些內容與計算機沒有關聯。但正是計算機的出現，給計算思維的研究和發展帶來了改變。
2 計算思維在計算機導論教學中的應用
通過對上述計算思維的概念、特征、本質及與計算機的關系的回顧，我們可以試探性地把計算思維思想引入計算機導論教學中。
2.1 激發學生學習興趣
莎士比亞曾說過“學問必須合乎自己的興趣，方可得益”。計算機導論課程的作用是引導學生入門，是把學生引入計算機技術殿堂。如果通過本課程的學習，能激發起學生對計算機專業知識的濃厚興趣，有了興趣學生才能更主動地學習，才會把后續課程學好，那么該課程的內容選擇與教學算是成功了。如何激發學習興趣是每個教育工作者的必由之路。而計算機導論課程的內容的特殊性又需要我們針對不同的章節提出不同的興趣出發點。例如，在計算機的發展史部分，我們介紹計算機最早出現的歷史，提到一個典故：小說作家謝爾頓在《假如明天來臨》里的一個故事說，商人杰夫向經銷商兜售一種袖珍計算機，說它“價格低廉、絕無故障、節約能源、十年中無需任何保養”，當經銷商打開包裝盒一看，原來是來自中國的“算盤”。由這個典故一方面激發學生對早期世界文明的敬仰，另一方面也促使學生了解計算機真正的初衷是作為計算機工具而存在。計算機典故之后再逐步介紹機械計算機時代的開荒者、電子計算機的誕生：從ABC（Atanasoff-Berry Computer）到ENIAC（Electronic Numerical Integrator&Calculator）到晶體管計算機再到集成電路及大規模集成電路計算機。
2.2 重視直觀教學法在教學中的應用
往往感性的認知是人們獲取知識最直接也是最容易的途徑。但計算機導論課程中的許多概念是抽象的，對于那些不易被理解的概念，教師可換種方式，不直接給出定義，而從學生了解的實際示例或已有的經驗知識出發，通過模擬演示、直觀操作等方式教學，進而幫助學生認識概念的本質，從而達到歸納出概念基礎的途徑。譬如在講信息技術這一抽象概念時，可先向學生討論日常生活中常見的技術（如即時聊天工具QQ、信息采集技術中指紋識別器等），然后引入信息技術（IT-Information Technology）是指一切能擴展人的信息功能的技術，是利用電子計算機和現代通信手段實現獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關技術這一抽象概念。通過這種方式來使學生結合生活實際，將認識由感性認識上升到理性認識，從而加深對概念的理解。但另外需要說明的是，運用直觀的教學不是最終目的，只是引導學生積極思維的一種方式方法或者說是手段，為此不能夠僅停留在感性，需要在學生獲得豐富的感性認知后，對所觀察的事物概括歸納，揭示概念的本質屬性，使認識產生質的飛躍。
2.3 適當引入合作式學習的教學方式
任何一個高質量的工程，都不是一個人的行為，是多方面、多領域、多部門團隊合作的結晶。對知識的探索過程中強調人際互動對認識的發展能起到促進作用。并且大學生未來就業中依然會需要強調合作的重要性。為此我們也可以試探性地把合作式學習模式引入到對計算機導論這樣基礎但又復雜的課程中。即通過小組教學使得學生之間構建諸如溝通、討論、幫助、支持、鼓勵、評價等一系列的合作互動過程，共同解決學習中的問題，實現學習目標，共享探索成就，體驗合作帶來快樂的學習模式。而合作式學習模式可在學校資源允許的情況下使用：大班教學，小組討論，分隊競賽等的思路。在具體實施合作式教學時需說明幾點：首先，分組的單位設置。建議每組4～6人為宜，不宜過多，否則在人數過多時不排除會有濫竽充數的少部分學生存在。也不宜1～2人為組，因為人數過少就限定了對分組的任務規模設置不宜過大，否則會使大多數學生因完不成而產生畏難情緒，從而影響合作式學習的初衷。其次，分組時最好由基礎、性別、性格、愛好等不同的同學構建組單位，這樣可以充分發揮每個學生的特長，調動學生積極參與性、增強各組成員的集體榮譽感。再就是，每組都有多個子題目可選擇，而每2～3個組也可以選擇同一個子題目，這樣既便于組與組之間討論，也可以保證解決問題的全面性。
2.4 加大實驗教學力度
目前，大多數學校認為實驗主要是對理論的驗證性模擬，進而忽略了實驗教學的重要性，往往把實驗教學環節的課時安排得甚少。另一方面，在實驗教學時，有的僅強調基礎性實驗，造成了實驗內容的簡單、陳舊，使得學生失去了實驗的興趣。為此，我們強調需要加大實驗教學力度，防止學生出現眼高手低，看懂了卻不會做的情況。
為達到實驗教學的目標，需要老師精心安排課堂及課后實驗作業，要有計劃地選擇能夠涵蓋課堂教學中知識點的綜合性習題作為實驗內容，能夠讓學生在實驗過程中學習和掌握到計算機的技能。對于那些對計算機有濃厚興趣的學生，就更應該讓他們參與到相關的教學活動中來，進而鍛煉學生的自主學習和科研能力。另外需要說明的是，還應強調作業的重要性，使每個學生都有作業可做，又要防止少部分學生因為聽懂了，而應付作業的行徑，為此，作業布置要大類似而細不同。
3 結束語
通過引入計算思維概念及相關屬性，使我們構建出了，在計算機導論這一計算機專業入門課程教學方式的探討。引入計算機導論教學中可從激發學生興趣開始，到直觀教學為基點，再到合作學習和重視實驗及作業為藍本的教學方式方法中。探討我們計算機教學教學工作者目標是要培養出懂理論、能動手、善協作的全方面發展的計算機人才。
參考文獻
[1] 張洪明等.大學計算機基礎[M].云南大學出版社，2012.
摘要：本文分析了“計算機導論”課程的教學模式，提出了一種基于合作式學習理論、優化整合課程內容、充分調動師生之間互動關系、采用多元化評價的新型教學方式。
關鍵詞：計算機導論；合作式學習；專題講座；互動
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1 課程背景
計算機導論是計算機科學與技術專業的入門課程，通過這門課程如何既能使學生對計算機科學有一個整體的認識，又能激起學生學習興趣，穩定其專業思想是我們多年來一直在研究的問題。
2合作式學習的內涵及特征
合作學習(Cooperative Learning)是20世紀70年代初在美國興起的教學理念。合作學習理論是基于社會學和心理學的角度而提出的，強調在教學活動中鼓勵全體學生共同進行學習，加強學生之間的相互交流，從而達到全體學生共同發展、師生教學相長的目的。在這種教學模式中，教師是課堂教學的設計者和助促者，基于以學生為中心的教學理念，將學生如何學習作為研究的對象，將學生綜合素質的培養和綜合能力的提高作為教學的目標。它具有以下特征：
(1) 是以學習小組為基本形式的一種教學活動。學生按不同性別及不同能力分成若干小組，小組成員分工合作，相互幫助、相互學習、共同討論問題、傾聽他人的意見、從他人那里學習到自己不懂的內容、向他人闡述自己的觀點、同他人辯論、填補相互間在理解方面的不足。
(2) 是以教學動態因素的互動合作為動力資源的一種教學活動。
(3) 是一種目標導向的教學活動。所有的合作學習活動都是圍繞著達成特定的共同目標而展開的，學生在完成小組學習目標后會感到小組的成功有他們的貢獻,因而有自豪感和成就感，產生動力，更加繼續努力。
(4) 是以團體成績為獎勵依據的一種教學活動。以各個小組在達成目標過程中的總體成績作為評價與獎勵的標準，這種機制可以把個人之間的競爭轉化為小組之間的競爭，從而促進小組內部的合作，使團體中的成員在各自的小組中盡其所能，得到最大程度的發展。
3合作式學習在計算機導論課程中的實施
合作學習拓展了原來教學中只有教師與學生之間互動的局面，倡導教師與教師、學生與學生、學生與社會等多邊互動。計算機導論教學思路可以概括為“大班上課，小組討論，名師上臺，專題講座”。
“大班上課”，是指將平時人數70左右的小教學班兩班合在一起上課，采用現代教學技術，節省師資，減輕教師教學負擔。
“小組討論”，是將各個班級的學生分成小組，每組人數5～8人為好，鼓勵基礎有差異、性格互補的學生組成學習協作小組。組長的選擇比較關鍵，一是要計算機基礎較好，便于輔助學習，二是要有組織管理能力，能很好地組織小組討論、學習，負責考核小組成員的出勤與表現，要有號召力。教師參與學生小班討論。
“名師上臺”，本課程要求教師必須站在學科的高度看問題，將復雜的、抽象的內容簡單化、形象化，因此對教師的要求很高。本課程經過多輪試講之后，選擇了高學歷、高職稱、有威望的教師參與。
“專題講座”，每一專題配1～2名主講教師，負責講義編寫、講稿制作及課程講授，要求教師注重上課藝術，力求風趣、幽默，激發學生學習興趣。
通過這一門課程的教學，學生可以接觸到多位高水平教師，對學生來說是一種新奇，對每一次課都會有期盼，提高了學生的興趣。
3.1師師互動，設計教學方案
基于以上思路，在學院領導積極參與并大力支持下，發動了計算機專業全體教授、副教授、高級工程師、博士等高職稱高學歷的教師參與改革活動，組成了有13人參與的計算機導論課程組。在充分研究、討論的基礎上，優化整合了計算機導論的知識體系，形成專題講座10個， 結合這些講座，提交給學生自主討論的主題有7個(每主題下有若干小題目)，如表1所示。
表1 講座專題及討論主題一覽表
在給學生開課之前的一個學期，所有專題必須先在課程組內部試講，經過多輪討論、修訂，內容設置上既兼顧前后主題之間的關系，又具有獨立性，且能解決某一方面的問題；形式上要具有簡潔性、趣味性、思想性和職業性。這期間充分體現了師師之間的互動性。同時與校內外同行交流，請省內外專家指導，得到了他們的充分肯定和贊同，課程組統一思想，積極準備講稿和講義，愿意為共同完成計算機導論課程的改革而努力。
3.2生生互動，加強討論交流
將學生分組，選組長一名，每小班分成7～8組。在每一次主題討論時，要求每班題目分開，即每題目一般要有2～3組選擇，便于討論，同一題目不能超過3組，以使討論的問題全面。由組長帶領同學們在課下討論，形成比較集中的意見，用PPT文檔總結出來，由組長輪流指定成員在小班上匯報，組與組之間可以辯論，教師參與引導、總結和反饋。
3.3多邊互動，實施課程評價
為實現評價的功能，本課程采用多元化的評價方式，即評價主體多方、評價內容全面、評價形式多樣、學生參與評價。其評價指標和權重如表2所示。
表2 計算機導論課程學生考核表
以上表格只是普通小組成員的考核表，針對小組長和課程負責人，其評價主體有自我評價、組員評價和教師評價，其評價內容除上述部分指標外，還包括組織管理能力，上下的協調能力等。同時教師也要進行自我評價并接受學生評教，使教師能及時發現自己在教學組織管理或技術指導中存在的問題，調整和改進教學方法，加強學習，與時俱進，促進自己與學生素質全面發展。
這種以學生為主體、注重能力與素質的評價方式是科學可行的，通過自我評價、小組同學評價和教師評價的比較，學生能較為客觀地了解自己在小組中的責任，在團結協作、學習方法、技術水平等方面的優劣，及時調整、改進不適的思維方式，不斷訓練自己責任意識、創新能力和協作學習能力。
4 效果分析
這種教學模式在浙江萬里學院2007級261名學生中實施，得到了教師與學生的高度認可。通過問卷調查表明：100%的同學喜歡這種教學方式，從中有較大收獲。91%的同學希望討論課時間更多一些，83%的同學認為從討論中(其中46%認為是匯報討論課堂上，37%認為是課下小組討論中)獲益最大。87%的同學認可、贊同本課程的多元化評價方式。從評價結果來看，所有學生對自己評價是80分以上，8%的同學給自己打了滿分，說明同學們通過課程學習，有增量式成長，真正達到了課程教學目標。
參考文獻
關鍵詞：計算機導論；教學方法；教學過程設計
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0152-03
一、引言
計算機導論課教學內容幾乎涉及到計算機學科的各個知識領域，每一部分內容對于毫無專業基礎的學生來講都是全新的，而應用技術型院校的學生普遍來講學習熱情不高、學習基礎較差，因此，如何針對該類院校學情實際，搞好計算機導論課程的教學，以促進學生進行專業學習的積O性，是應用技術型院校計算機導論課教學亟待解決的問題。
目前計算機導論課程教學而言，存在以下一些問題：從教學內容上看，有的院校將計算機操作知識作為主要教學內容，有的將計算機主要專業課的綜合作為主要教學內容[1]。顯然，第一種內容組織模式與計算思維的教育理念是相悖的，但是第二種內容組織模式也普遍存在知識覆蓋面不合理，知識層次把握不準確，知識融合不夠等問題。從教學方法上看，任課教師對教學過程的研究和思考較少，對教學方法缺乏創新，基本采用單一的課堂教學方式[2-3]，沒有根據具體的教學內容設計相應的教學過程，教學方法缺乏針對性，導致學生很難理解所講授的內容，使學生對專業學習產生為難情緒。因此，無論是教學內容還是教學方法均不符合應用技術型院校學情，文獻[4]就課程教學內容構建做了系統和全面的闡述，本文著重從“如何教”的方面提出了相應的改進措施和方法，以調動學生進行專業學習的積極性。
二、相應的改進措施和方法
（一）優化教學內容
周以真教授提出的計算思維[5]的教育理念統一了教育界對計算導論課的作用的認識，本文結合應用技術型院校的學情，將計算機導論課的教學目標確定為：使學生認知計算機系統，培養學生應用計算機解決問題的思維方法，揭示計算機學科所蘊含的計算思維思想。
從該種教學目標出發，以“程序”為主線，將課程教學內容劃分為4個模塊，10個教學單元。這4個模塊是程序執行、程序運行、程序設計與軟件開發、計算機網絡；10個教學單元是信息的機器表示、信息的機器存儲與運算、計算機結構及其工作原理、操作系統的基本功能、高級語言與編譯程序、算法與數據結構、軟件工程方法、數據庫與數據庫系統、計算機網絡系統。為使核心教學內容得到更好地貫徹，在上述教學內容基礎上，增設了“計算機與計算機系統”教學單元，其教學目的是使學生獲得對計算機、計算機系統以及計算機學科宏觀認識和總體了解。
（二）改進教學方法
貫穿整個教學過程最為重要的就是教學方法，教學方法的選擇應具有多樣性和靈活性。針對教學過程中暴露出的教學方式單一的問題，本文在分析和研究學生的心理特點后，提出了以學生為中心，以教學內容為導向，在教學過程中運用與之相適應的教學方法。根據該門課程教學內容的特點，采用了講授式教學法、問題引領式教學法、案例驅動式教學法、引導啟發式教學法、類比教學法、專題討論式教學法等。對于計算機和計算機系統這部分內容，通過引導啟發方式逐步使學生了解計算機的作用和基本組成；對于信息的機器表示這部分內容，利用身份證編碼類比闡述計算機中數的編碼，使學生更加容易理解信息的編碼；對于計算機結構及其工作原理這部分內容，采用“質疑――解答”的方式使學生始終帶著問題在聽課，從而揭示出計算機各主要部件的作用和構成，以及計算機的工作原理。算法和數據結構這部分內容，采用案例驅動式教學方法，通過案例將算法以及算法與數據結構之間的關系揭示出來；對于操作系統這部分內容，采用問題引領式教學法，通過不斷地質疑――解答方式揭示出操作系統的主要基本功能，這種方法可以引發學生思考，激發學生求知欲望；對于數據庫與數據庫系統這部分內容，采用生活中的實例來說明數據庫在人類生活中的應用需求，從而引起學生對數據庫的關注。
（三）強化教學設計
為了激發學生的學習興趣，不僅需要對教學方法進行精心選擇，而且需要對教學過程進行精心設計。本文以教師為主導，學生為主體的教學模式，將教學方法有效地融入教學過程中，使教學過程設計更貼近該類院校的學情，從而調動學生學習興趣。下面以計算機網絡及其硬件組成為例說明對教學內容是如何組織的。如果開始就講授什么是計算機網絡，對于毫無專業基礎的新生來講會感到晦澀難懂。通過利用學生能夠感受到生活中的例子，如高速公路網來類比講授這部分內容，學生接受起來要容易得多。針對這部分教學內容，教學過程設計如下：（1）通過“引導”方式，詢問學生是否見過高速公路網絡。（2）由任課教師講述高速公路網絡是由城市以及連接兩個城市之間的高速公路組成的。（3）通過“啟發”方式，詢問學生高速公路網絡中的城市相當于計算機網絡中的什么？連接兩個城市的高速公路相當于網絡中的什么？從而給出計算機網絡的初步概念。（4）通過質疑-解答方式，詢問“為什么要將分布在不同地點的計算機連接起來呢？”，從而揭示出計算機聯網的目的是什么，使學生獲得對這個概念完整的理解。（5）澄清了計算機網絡這個概念之后，進一步講解計算機網絡的硬件組成。到目前為止，學生顯然理解了計算機網絡是由計算機（在網絡中稱之為主機）和傳輸介質組成的，除此之外還包括網絡接口設備和網絡互連設備。這部分內容的講解也采取理論聯系生活的方式，比如網絡接口設備中的Modem，學生也不感到陌生，當然對于毫無生活基礎可以借鑒的內容如Hub，它既作為網絡連接點，又起到信號放大作用，Hub這兩個作用講解起來也不是難事。由上述過程可知，每一個教學環節是緊密結合的，將類比、引導和啟發等教學方法有效地融合在教學過程中，形成了環環相扣的教學過程。
三、典型案例討論與效果分析
（一）數據結構與算法
教學目標：了解算法的描述工具，完整地理解算法的概念、掌握簡單問題的算法描述，訓練學生運用計算機解決計算問題的思維方法。
教學過程設計：
第一環節：提出問題，計算1+2+3+4…10
學生1回答：逐項累加求和
學生2回答：1+2+3+4…10=（1+10）×5=55
由教師帶領學生分別給出這兩種解決方案的算法，然后引導啟發方式給出算法的初步概念。
算法1：
S1：計算1+2得到3；
S2：將第一步得到的結果（即1+2）與3相加得到6；
……
S9：將第8步得到的結果（即1+2+…+9）與10相加得到55。
算法2：
S1：將原式變形為（1+10）+（2+9）+（3+8）+（2+9）+（3+8）=5×11；
S2：計算5×11；
S3：輸出運算結果。
通過這兩個算法，幫助學生理解什么是算法，并簡單說明這兩種算法的優劣。但是，第二種方法只適合有規律的數據序列，如果對于沒有規律可循的數據序列，如何求和呢？從而引出第三種解決方案。
算法3：
S1：S0，i1；
S2：SS+i；
S3：ii+1；
S4：i≤n，轉S2；否則，輸出S。
利用流程圖來描述該算法，在描述過程中直接講解了這種描述工具。以該種解決方案再次重申算法的概念，并著重講解算法的特性。
第二環節：闡述算法與數據結構之間的關系
前邊所給出算法概念是不完整的，還需要揭示出算法與數據結構之間的關系，從而使學生更完整地理解算法。
以{23，9，45，12，65，73}這樣一個隨機數據序列為例，其順序存儲結構和鏈式存儲結構如圖2、圖3所示。
順序存儲如下：
鏈式存儲如下：
由圖可見順序存儲結構和鏈式存儲結構是不一樣的，那么在執行某一操作時，有什么區別嗎？比如刪除45這項操作，對于順序表來說是使用下標訪問方式，在刪除了45這個元素后需要將后面的所有元素全部向前移動；而對于鏈表，沒有順序的概念，要想刪除45這個元素，只需要將前一個結點9的指針指向被刪除點的下一個結點12的頭指針即可。由此可見，兩種算法是不同的。盡管是同一組數據，其存儲結構不同，算法也不同。
教學反思：這樣組織教學由淺入深、循序漸進、逐步給出算法的初步概念，算法的完整概念，不僅容易使學生理解算法的概念，而且還使學生了解到了數據還存在多種存儲表示。通過這種教學內容設計，使教學目的變得非常明確，并且利用這個教學目的將不同知識領域的內容融合為一體，有利于學生計算機學科知識框架的形成。通過不斷設計算法來揭示算法概念的過程，同時也達到了訓練學生運用計算機解決問題的思維方法。
（二）操作系統基本功能
教學目標：使學生理解操作系統的基本功能，從而達到對操作系統的概念理解。
教學過程設計：
1.師生互動：
同學們使用過Windows操作系統嗎？
雙擊程序圖標意味著什么？
雙擊程序圖標之后程序被調入到哪了？
雙擊程序圖標之前程序存放在哪？以什么形式存放？
程序被調入到內存之后又是如何被管理和控制執行的？
這樣組織教學內容將學生熟悉的生活實踐有效地融入到教學當中，使抽象問題變得簡單化了，容易被學生理解和接受。
2.學習新知：通過質疑方式，導入這部分教學內容，然后再通過解答方式，逐個闡述操作系統的存儲管理、CPU管理、文件管理等功能。學生理解了操作系統的基本功能后，就容易理解操作系統這個概念了。下面以文件管理為例，說明這部分教學內容是如何設計的。
提出問題：圖書館有上百萬冊圖書，如果將這些圖書雜亂地堆放在一起，會是什么情形呢？讓你去找一本書會變得十分艱難。如果將數以萬計的文件隨便地堆放在一起，和圖書一樣，查找一個文件也會變得十分困難。因此，必須要按照某種機制將文件管理起來。
教學反思：操作系統這部分內容是專業教育的核心基礎課，也是難點課程之一，大多學生會操作但對其原理理解不甚了解。就雙擊程序圖標這個操作而言，幾乎人人都會操作，但是如果專業教育僅僅是使學生學會這種操作，教學就失去了意義。因此采用以上教學設計，環環相扣不斷提出問題，啟發引導學生思考，從而更好地讓學生理解什么是操作系統，操作系統能實現哪些功能，如何對計算機進行管理。
四、Y束語
在計算機導論課程教學實施過程中，根據不同教學內容的特點，有針對性地設計其教學過程，采用恰當的教學方法及教學手段，解決了其教學方法單一以及教學過程設計不合理的問題。通過部分教學過程設計給出了如何針對教學內容設計教學過程的思路，并通過教學實踐對文中提出的觀點進行了驗證。通過教學實踐表明：學生上課積極性變高，曠課率明顯下降，教學效果也有了較大提升。
參考文獻：
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關鍵詞：智能計算；課程建設；教學方法
智能科學與技術是西安電子科技大學于2005年獲教育部批準、2008年被評為第三批國家級特色專業建設點的一個本科專業。智能計算導論課程是該專業的一門主干課程，主要向學生介紹智能計算、系統辨識和優化的方法以及這些智能計算方法的一些高級應用。該課程在大三下學期開設，至今已經有四屆本科生(至少500名)上過這門課程。如何讓學生對該門課程產生濃厚的興趣，并為有志于深入研究智能計算的學生指明方向，成為我們教師首先注重的問題。在這樣的目標引導下，我們從選擇教材、準備教學內容、制作ppt、探索教學方法入手，形成了目前的“立足基礎、動手編程、展望前沿”的教學體系，深受學生的歡迎。在此，我們對這門課程有關教學的各個方面進行總結和思考，以期更好的提高我們對該門課程的教學質量，同時希望這些心得體會能為同行提供參考。
1教材選擇
教材是教師教學和學生自主學習的重要工具。鑒于智能科學與技術專業的本科生每年上研究生的比例保持在50%左右，所以在教材的選擇上，既要滿足畢業以后選擇參加工作的學生在“廣度”上的需求，又要滿足畢業以后繼續攻讀研究生的學生在“深度”上的需求。同時也要能激發學生的學習興趣，使學生能掌握理論基礎、理解生物和工程應用的背景并能了解智能計算研究的過去、未來、現狀及前沿。鑒于以上要求，我們選擇了西安交通大學徐宗本教授等編著，科學出版社2003年5月出版的《計算智能中的仿生學：理論與算法》。這是一部順應了信息技術與教學發展要求的教材，它系統地介紹智能計算的基本理論、基本原理與基本方法，選擇了既能代表智能計算過去20多年間發展的最突出成果又能反映智能計算當前研究熱點的模擬進化計算、人工神經網絡理論和模糊邏輯與模糊推理[1]。
在教學中，我們的ppt采用中英文相結合的方式，在基礎理論部分使用中文ppt便于學生理解；在介紹我們團隊的研究成果、具體算法和國際發展前沿時采用英文ppt、中文講解相結合的方式，這樣中英文對照，一方面加深了學生對教學內容的理解，另一方面也為學生今后閱讀專業的英文論了鋪墊。
2課程特點及教學內容
智能計算是以模型(計算模型、數學模型)為基礎、以分布并行計算為特征的模擬人的智能求解問題的理論與方法[1-3]。不同于一般的課程，其特點在于它是一個交叉學科。該課程主要向學生講解三部分內容，具體如下。
1) 仿生過程算法：模擬進化計算(20學時)。該部分主要以教材為主，重點講解模擬進化計算技術的基本原理、生物基礎、算法框架、基本要素、本質優點及其適用領域；并從編碼、群體初始化、個體評價、遺傳算子和參數選擇這五個用遺傳算法求解問題需要解決的關鍵問題進行了詳細的闡述。同時，借鑒“智能感知與圖像理解教育部重點實驗室”的最新研究成果，向學生介紹了基于人工免疫系統的免疫克隆選擇算法，并強調了與遺傳算法的區別和聯系。
2) 仿生結構算法：人工神經網絡(14學時)。該部分主要通過向學生簡要介紹神經網絡的生物背景、數學模型和學習機理，重點介紹了感知器和單層前向網以及多層感知器，簡單介紹了徑向基函數和回歸神經元網絡。
3) 仿生行為算法：模糊邏輯與模糊推理(12學時)。該部分簡要介紹了模糊邏輯的生物基礎，通過與經典集合的對比向學生展示了什么是模糊集合及其運算、模糊關系及其矩陣，最后簡要介紹了模糊推理的各種模型。
3教學方法
3.1結合實例的講解
為了更好的讓學生理解智能計算算法是行之有效的，我們選取合適的示例，并結合算法讓學生從算法機理上明白該類算法是有效的，其仿生背景是合理的。比如在講解遺傳算法這部分時，首先講明了學生大三上學期學過的共軛梯度法、擬牛頓法、單純形方法等基于梯度方向的經典優化搜索算法，無法求解目標函數不具備可導等數學信息的問題，以及離散性問題、不確定性問題、半結構或非結構化的問題和大規模問題。而遺傳算法直接以目標函數值作為搜索信息，這樣對許多目標函數無法求導或很難求導的函數，遺傳算法就比較方便。為此引入如下優化問題：
max f(x1,x2)=21.5+x1•sin(4pi* x1)+x2•sin(20pi* x2)
s.t.-3.0≤x1≤12.1
4.1≤x2≤5.8
然后從如何編碼、如何初始化群體、如何對個體進行評價、如何選擇合適的交叉、變異等遺傳算子以及如何選擇算法中用到的種群規模、交叉概率和變異概率等參數方面，詳細地向學生展示了遺傳算法求解問題的機理和要解決的關鍵問題。同時向學生展示了遺傳算法求解該問題的尋優曲線，以及所求得的滿意解。這種方法有利于提高學生的學習興趣，增強了記憶，加深了理解，取得了良好的教學效果。
3.2實踐能力和科研興趣的培養
智能計算是一門理論和實踐緊密結合的學科，該學科的發展日新月異，在智能信息處理領域的地位越來越重要。因此在智能計算的教學過程中，不僅要注重傳授知識，更重要的是要培養學生的能力和素質，以培養學生對科研的興趣[4-6]。在教學中，我們采用了上機實驗的教學方式。比如，在學生掌握了遺傳算法求解問題的基本流程以后，我們要求學生在計算機上實現遺傳算法求解3.1節所述的優化問題。在上機實驗過程中，學生不僅掌握了如何在計算機上實現遺傳算法，更加形象直觀的了解遺傳算法的尋優過程。更重要的是通過上機，學生深入理解和掌握了遺傳算法求解問題的每一個細節，并對編寫程序產生了濃厚的興趣。
同時，為了讓學生更深刻地理解針對不同的問題需要設計不同的遺傳算子，讓學生用遺傳算法求解了一個較簡單的TSP問題。并說明遺傳算法求解不同的問題要有不同的編碼、群體初始化和個體評價方式，并需要設計適合問題的遺傳算子以及需要調節參數以達到好的求解效果。鼓勵學生通過查資料等方式編程實現對該問題的求解。意想不到的是，通過兩周的時間，大部分學生都能親自編寫自己算法的程序源代碼，并求得了較好的結果，從而培養學生獨立解決問題的能力。同時，向學生展示我們課題組對TSP問題研究的最新成果，比如10萬個城市的Monalisa_ small問題，71 009個城市的China_71009，同時告訴大家目前求解TSP問題最好的成果，解決該類問題最出名的專家，從而大大激發了學生的科研興趣。
3.3實驗設計能力的培養
實驗設計能力的培養也是本課程的一個重要內容。比如，在人工神經網絡部分，在向學生講解了感知器的學習算法之后，讓學生根據感知器學習規則，試寫出算法流程，并通過實驗實現一個感知器。讓學生在自己實驗的設計中加深了對知識的理解。
同時，隨著智能計算的快速發展，每年我們的教學內容和課件都在更新，以包括最新的研究內容，尤其是我們課題組的研究內容，從而擴大學生的知識范圍。
4考試方法
對智能計算導論這門具體課程來說，最重要的是注重學生的交叉學科知識和能力的培養。因此，本課程的考察方式主要采用：1)閉卷考試。主要考察對智能計算原理的理解和綜合運用能力。2)課程作業。要求對介紹過的各種智能算法的概念、原理、方法、應用等方面進行總結、分析、對比等，形成一個簡要總結報告。3)科技報告。要求學生在智能計算領域的主流英文期刊上選擇感興趣的英文文獻，翻譯成中文；
或者就智能計算領域的一個感興趣的話題談談自己的主張和看法。4)出勤率。根據學生平時到課的情況給出該項分數，其目的是督促學生按時到課。該門課成績分配如下：成績=閉卷考試(50%)+小作業(20%)+大作業(20%)+出勤率(10%)。
5結語
本科智能計算教學的困難之一是學生的數學基礎有限，因此為了讓學生能更好的理解原理和方法，我們弱化了復雜的數學推導，通過借助具體的實例來提高學生的學習興趣，加深對問題的理解，增強對知識點的記憶。同時我們也期待能尋找到更合適于本科生的教材來供學生自主學習。智能計算是實踐性很強的科學，并且該學科的發展十分迅速。在教學實踐中，我們十分重視學生動手能力和科研興趣的培養。通過編寫程序、實驗設計和科學報告的形式引導學生積極動手，積極思考。
參考文獻：
[1] 徐宗本,張講社,鄭亞林. 計算智能中的仿生學:理論與算法[M]. 北京:科學出版社,2003.
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[4] 戚玉濤,劉芳,焦李成. 模式識別教學實踐與課程改革[J]. 計算機教育,2010(10):24-26.
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Research on Intelligent Computing Introduction Course Construction
SHANG Ronghua1, LI Yangyang1, JIAO Licheng1, HOU Xiaohui2
(1. School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China; 2. Teaching Affairs Faculty, Xidian University,
Xi’an 710071, China)
關鍵詞：思維導圖;理論教學;總結復習
自從工作以來，筆者一直擔任中職學校計算機應用基礎學科的教學工作。教學中筆者不斷嘗試改變傳統的以教師為中心的“滿堂灌”式的教學模式，采用以學生為主的任務驅動式的教學方式引導學生學習，但課堂效果和教學質量并不理想。針對理論教學中存在的問題，筆者嘗試引入思維導圖改進課堂教學，并不斷探索思維導圖技術在教學中的應用方式，取得了一些實質性的收獲。
一、計算機理論課程教學中存在的問題
在教學中我們發現，對于專業性較強的計算機理論知識教學總是顯得枯燥沉悶，課程進度難以推進，教師很容易陷入傳統的“填鴨式”教學模式，導致學生感到課程枯燥無味，削弱了學生的學習興趣。另外，中職生抽象思維的發展尚不成熟，計算機理論知識基礎極差，學習上有畏難情緒，這些都使計算機理論知識學習更為困難。
二、引入思維導圖，發揮思維導圖優勢，創新理論教學方法
思維導圖是由英國心理學家、教育家東尼?博贊于20世紀70年代初提出的一種可視化思維方法。它已經成為一種非常重要的認知策略與技術，其理論基礎、構圖方法和應用技術已成為一個比較完整的體系，并在很多學科的教學中發揮著重要作用。
1.有利于建立知識框架，突出課程重難點
思維導圖一般以主題為中心，通過分支不斷向外擴散，以樹狀結構形式建立起系統完整的知識體系，知識點間的關系通過圖表的形式一目了然。各個分支還可以按知識的重要性進行排序，標明主次，從而突出課程中的重難點內容。
2.有利于集中學生的課堂注意力，激發學生的學習興趣
思維導圖通過使用文字、圖像、色彩和線條來表現課程內容、突破重點，對于有厭學畏難情緒和不善于學習太多文字內容的中職生來說，思維導圖借助簡單明了的圖形可有效集中學生的課堂注意力，提高學生的學習興趣。
3.有利于培養學生的發散性思維
思維導圖起始于一個中心概念，向外發散，不斷擴充，由點到面，反映了人類大腦的思維過程。引入思維導圖，可以幫助學生開動大腦，突破傳統學習思維的束縛，舉一反三，促進和提高學生的發散性思維。
4.有利于強化學生的記憶，起到有效復習和備考的目的
很多學生把復習看作死記硬背，以單純的背誦為復習方式，但實際效果并不理想，學習效果往往事倍功半。復習時借助思維導圖，就可以通過感官在圖像、顏色、關鍵詞和思想之間為知識點創建聯系，激發大腦聯想，準確回憶信息。
三、思維導圖在中職計算機理論知識課堂教學中的應用
思維導圖既可以在紙上手繪，也可以借助思維導圖軟件進行繪制，它們使繪制思維導圖變得更加便捷、快速、豐富多彩，甚至手機上都出現了大量的思維導圖軟件供我們下載使用。
1.思維導圖可以輔助教師的教學工作
思維導圖在教師的實際工作中，可以幫助教師完成很多工作。
（1）準備教案
思維導圖可以將授課內容要點以關鍵字的形式展現出來，并通過分支結構展開課堂教學環節。從篇幅上來看，利用思維導圖設計的教案要比傳統教案篇幅少很多，課程內容與教學環節也變得更加易于觀察、實施。當遇到教學內容需要增減時，教師只需要在圖上增添或減少分支。這樣可以大大節省教師準備教案的時間，可以將更多的時間和精力投入教學過程的設計和創新上。
（2）實施課堂教學
思維導圖可以作為課堂教學的導入工具。對于計算機理論知識，需要教師在課程開始前，呈現給學生本節課的教學目標、重難點等，讓學生明確學習任務，帶著問題去聽，從而有利于提高聽課效率。教師在講授新課的過程中可以把思維導圖當作一個課件來用，邊展示思維導圖邊講授，也可以利用思維導圖設計課堂練習或課堂活動。如：只列舉出思維導圖中的某一關鍵字，隨后引導學生進行發散思維，擴充知識結構，擴展主題分支。思維導圖還可以對知識點進行總結和復習，幫助學生將所學的知識進行概括化和網絡化的模塊化整合，形成清晰的知識脈絡和知識體系。
2.思維導圖可以輔助學生的學習過程
思維導圖可以在學生課上記筆記以及課后復習中得到應用。
（1）使用思維導圖記筆記
筆記往往是將知識點按照由上到下的線性順序一條一條地進行依次記錄。它存在大量的冗余信息，不利于知識的記憶，阻礙了學生的思維能力。
圖形化比文字材料更容易在大腦中長久保持，對強化記憶效果更好。思維導圖中心明確、分支層次分明，可以用更少的詞語總結出更多便于回憶的信息，學生在思維導圖的指引下，能很輕松地把握復習重點，從而提高學生的學習效率。
（2）使用思維導圖進行總結復習
學生首先通讀將要復習的內容，隨后將涉及的知識點以思維導圖的形式表示出來，最后進行識記。當復習時，學生可以借助關鍵字進行回憶，繪制出思維導圖。最后，將畫好的思維導圖與之前的進行對照，對比一下自己掌握了多少知識，而又忘記了多少，從而進行查漏補缺。
思維導圖應用于中職計算機理論課程教學，能夠幫助教師更好地教和學生更好地學。但思維導圖的教學應用還有很多，需要我們不斷探索和推廣，不斷提高思維導圖在中職計算機理論課程教學中的應用方法和應用范圍。
參考文獻：
[1]魏丹.思維導圖在高中信息技術課程中的應用研究[D].東北師范大學，2013.
