中國大學教學 2011年第4期

“大學計算機”——所有大學生都應學習的一門計算思維基礎教育課程

戰德臣 聶蘭順 徐曉飛

摘 要：當前，大學非計算機專業計算機課程存在知識型/技能型教學與未來計算能力需求之間的鴻溝，致使計算機教育存在危機。本文分析了這一危機產生的原因，提出應對危機跨越鴻溝的辦法應是開展計算思維基礎教育，分析了計算學科中的思維特別是可實現思維與知識、能力之間的關系，提出計算思維與計算能力的培養宜采取“1+X”模式，界定了作為“1”的“大學計算機”課程中計算思維的特征，據此對“大學計算機”課程進行了面向計算思維教學的內容重構——講授計算學科的普適思維(計算機的思維和應用計算機的思維)以及計算學科的基本素養，探討了“大學計算機”課程的思維性教學方法。最后，簡要介紹了上述教學改革在哈爾濱工業大學的實踐及效果。

關鍵詞：計算思維；大學計算機；非計算機專業

大學非計算機專業本科生的第一門計算機課程，在高校基礎教育特別是計算機教育方面的重要性不言而喻。然而現實中，作為非計算機專業第一門計算機課程的計算機基礎課程不僅沒有受到重視，反而面臨著嚴重的危機，普遍質疑此課程是否還有存在的必要。這種質疑不僅來自非計算機專業的學者，也來自計算機專業的學者。為什么會有這樣的質疑？非計算機專業第一門計算機課程的核心價值是什么？非計算機專業第一門計算機課程及教學如何改革，以適應新的形勢，應對上述危機？這些問題是每一個從事非計算機專業計算機教育工作者應重新思考的重大問題。本文基于作者在哈爾濱工業大學非計算機專業第一門計算機課程十多年的教學改革與實踐，特別是自2009年課程面向計算思維教學的改革與實踐，結合對上述問題的思考，探討了非計算機專業第一門計算機課程的定位、教學內容重構、思維性教學方法等。

年代末期，很多學校便以“計算機應用基礎”取而代之，這種改變不僅是名稱的變化，更有以下幾個顯著的內涵上的變化：一是從計算機學科的多門課程和多種重要軟件中提煉出共性知識單元進行教學；二是教學方式以任務驅動的形式開展，比如強調科技文章的排版素養而非排版軟件、講授程序的基本要素與程序設計思想而非流行的程序設計語言等；三是在課堂教學與實驗教學之間進行了科學合理的分工，即課堂教學側重共性知識的講授，實驗教學側重流行軟件產品的應用技能訓練。

現在大學非計算機專業第一門計算機課程已發展到新的階段，應該將其開設成類似于大學數學、大學英語課程的、高等教育中不可缺少的獨立課程，本文稱其為“大學計算機”課程。這種改變，也不僅是課程名稱上的變化，更在于課程內涵上的變化。當前，很多學者都強調，計算科學與理論科學和實驗科學，并列成為推動人類文明進步和促進科技發展的三大手段。而作為計算科學基礎的計算思維是大學生創新性思維培養的重要組成部分，因此“大學計算機”課程應強調計算思維基礎教

非計算機專業第一門計算機課程自20世紀90年代中期普遍在大學中開設，被稱為“計算機文化基礎”，文化一詞多少體現了基礎性、思維性的內涵。然而隨著執行過程中的偏差，文化的內涵越來越少，基礎的內涵越來越大，課程逐漸演變為講授計算機的基本概念以及常用/流行軟件產品的使用。隨后在20世紀90

今天，隨著計算機、網絡的廣泛和深度普及以及本科育，知識講授與素養培養應貫穿于計算思維的教學中。

一、大學非計算機專業第一門計算機課程的發展回顧

二、大學非計算機專業第一門計算機課程

面臨的危機及其產生原因分析

戰德臣，哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院教授；聶蘭順，哈爾濱工業大學計算機科學與技術學院副教授；徐曉飛，哈爾濱工業大學校長助理、計算機科學與技術學院院長、軟件學院院長，教授。

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總結

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