关于大学计算机基础课程的思考
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|系统分类:|关键词:计算机基础 大学
我不是大学计算机基础课程教师，以前也从来没有认真思考过这方面的问题。但最近发生的几件事，却引起了我对大学计算机基础教学的兴趣：
1.& 我校教务处做了一个非常愚蠢的决定，大幅削减全校计算类基础课程，特别人文学科方面减掉了两门课(根据大学基础课老师提供的信息)；
2.& 我们学院的一些年轻老师根据自己的授课经验在QQ群里谈了一些体会，使我很受益(虽然我并不完全赞同其中一些同事的观点…)；
3.& 本次在深圳召开的中国计算机大会，很多专家都谈到了大学计算机教育的问题，陈国良院士的报告使我很受启发。
因此，我花了点时间整理了我的思路，写了这篇博文。
首先说一说我的观点(供参考)：
1.& 计算机技术对文科和工科的学生都十分重要，它不是一个可有可无的工具，它是这些学科中不可缺少的工程和研究方法。因此减少计算机基础类课程不合适；
2.& 计算机基础课程确实需要改革，但改革不是减少，而是改变内容。认为计算机基础课程就是教非计算机专业的学生学习使用一些工具(如Word等)或教会他们一门语言都是不对的。
3.& 我非常赞同陈国良院士的观点，计算机基础课程应重点教会学生计算思维，让他们能熟练地运用于本学科中。
4.& 在中国计算机学术领域大佬们的推动下，计算思维也许会象“物联网”之类的概念一样获得国家自然科学基金委和科技部的立项。建立有申请意愿的老师们研究一下，不仅学生可以受益，说不定能拿到资金的资助。
然后，我分以下三点谈谈我的体会：
一、计算机学科的贡献
从计算机诞生之日起，计算机技术人员就一直从事着Computer和Computing的研究。如今，经过近七十年的发展，Computer已经从理论上发展到一个比较稳定的阶段，Computing成为计算机技术研究的主流，它已经渗透到我们社会生活的各个方面，我想信无论是谁，对此都会有自己的理解，这里列举几点(由于我在网络工程系，所以重点列举网络方面的例子)：
1.& 我们每时每刻都在享受Computing给我们带来的便利，计算机网络已经和交通网络、电信网络、水资源及电力网络一样，成为不可缺少的国民基础设施；
2.& 根据麦肯锡的报告，互联网经济在国民经济中占有重要的比重。近十年，它占GDP的比重逾3.4%，超过农业和公共事业的比重，而且还在扩大；同时，它对世界经济增长的贡献超过20%(在以美国为首的西方发达国家，超过30%)；互联网每摧毁一个就业岗位，就会新创造2.6个就业岗位。(参考报告[1,2])
不仅如此，计算技术对社会科学和自然科学的发展都产生了深远影响，我根据自己的理解和收集到的资料分别列举几个例子：
1.& 对社会科学的影响
(1)& 计算博弈理论正改变着经济学家的思考方式；已经有两位计算机科学家因其在人工智能和计算机科学方面的理论成就分别于1970年代和2000年代获得了诺贝尔经济学奖；如今，很多麻省理工学院的博士生在Wall
Street从事金融分析方面的工作；
(2)& 以本体论为基础的语义网技术、机器视觉技术等计算机技术正在帮助欧洲完善其法津体系，例如著名的POIROT项目[3]；
(3)& 社会计算产生了深远的影响，就是在网络十分封闭的中国，政府也开始意识到利用SNS等载体了解民情；统计与机器学习等技术已经广泛应用于推荐和声誉排名；
(4)& 自然计算、生物计算理论、小世界网络理论等正在帮助人们如何处理社会危机，如何了解新产品扩展的渠道和风险等。(我校文法学院和管理学院都有教师成功申请过上述省级项目)
2.& 对自然科学的影响
(1)& 计算技术(特别是基于海量数据的统计和机器学习技术)已经完全颠覆了许多传统的专为领域技术。例如google(GOOGLE.ORG)从事的流行病调查项目，使得传统的调查技术从几个月提高到只需要几天。
(2)& 生物计算正在改变生物学家的思考方式；例如，霰弹枪算法（Shotgun
algorithm）大大提高了人类基因组测序的速度。
(3)& 量子计算正改变着物理学家的思考方式。(来自陈国良院士的报告，对于这点我理解不深)
(4)& 计算机科学的许多术语已经成为不同领域科学工作者的日常用语。
3.& 对艺术的影响
(1)& 知道《玩具总动员》是如何产生的吗？
(2)& 你现在还在用胶片式照相机吗？
二、新形势下如何处理计算机学科对各学科的影响
以下内容来自陈国良院士报告[4]：
1.& 在美国-计算思维概念的诞生和实践
2005年6月美国的PITAC报告
2005年6月，美国总统信息技术咨询委员会（PITAC）给美国总统提交了报告《计算科学：确保美国竞争力》（Computational& Science: Ensuring America’s Competitiveness）[5]。
报告写道：
虽然计算本身也是一门学科，但是其具有促进其他学科发展的作用。
二十一世纪科学上最重要的、经济上最有前途的研究前沿都有可能通过熟练的掌握先进的计算技术和运用计算科学而得到解决。
报告认为：
如今美国又一次面临了挑战，这一次的挑战比以往来得更加广泛、复杂，也更具长期性。
美国还没有认识到计算科学在社会科学、生物医学、工程研究、国家安全，以及工业改革中的中心位置。
这种认识不足将危及美国的科学领导地位、经济竞争力以及国家的安全。
(3)& 报告建议：将计算科学长期置于国家科学与技术领域中心的领导地位。
2005年底至2006年初美国四大区的报告及建议
针对“计算学科与日俱增的重要性与学生对计算学科兴趣的下降”，美国NSF组织了计算教育与科学领域，以及其他相关领域的专家分四个大区（东北、中西、东南、西北）进行研讨，形成四份重要报告：
of NSF Workshop on Integrative Computing Education and Research(ICER) Northeast
of NSF Midwest Region Workshop on ICER: Preparing IT Graduates for 2010 and
from the Southeast Region Workshop on ICER: Preparing IT Graduates for 2010 and
Final Report of the Northwest Regional Meeting
内容及建议：
以上四个文件分析了美国计算教育出现的问题，报告建议在美国国家科学基金的资助下全面改革美国的计算教育。以下两个问题和一个建议值得我们注意：
大学第一年计算机课程的构建问题；
多学科的融合问题；
报告建议加强美国中小学学生抽象思维与写作能力的训练，目的，使学生平稳过渡到大学的学习。
2007年美国NSF的CPATH计划
CPATH（Pathways
to Revitalized Undergraduate Computing Education，大学计算教育重生的途径）计划认为：计算普遍存在于我们的日常生活之中，培养未来能够参与全球竞争、掌握计算核心概念的美国企业家和员工就变得非常重要。
CPATH计划认为：尽管有的研究机构和大学对此做出了卓越的、开创性的工作，但目前美国更多的大学计算教育仍然沿袭的是几十年前的教学模式。鉴于此，NSF
2007年启动了CPATH计划，当年投入600万美元，2008年投入500万美元，2009年投入1000万美元，力图改变这种情况。
经过2007年和2008年的资助和项目实践，CPATH认识到“计算思维”在计划中所起的独特的重要作用，因此，对2009年申报的项目提出了更为具体的以“计算思维”为核心的要求。
2008年美国NSF的CDI计划
CDI（Cyber-Enabled
Discovery and Innovation，计算使能的科学发现和技术创新）是美国国家科学基金会的一个革命性的、富有独创精神的五年计划，该计划旨在通过“计算思维”领域的创新和进步来促进自然科学和工程技术领域产生革命性的成果。
CDI计划2008年启动，当年批准了共计4200万美元的72个项目的立项申请，2009年投入2600万美元，2010年投入3600万美元。
2.& 在中国-计算思维的实践与延续
计算思维（Computational
Thinking，CT）是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为。CT的本质是抽象和自动化。它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称3R）能力一样，都必须具备的思维能力。如何理解计算思维，也可以参考[8,9,10].
中国2050年信息科技发展路线图
由李国杰院士任组长的中国科学院信息领域战略研究组撰写的《中国至2050年信息科技发展路线图》中对“计算思维”给予了足够的重视，认为，计算思维的培育是克服“狭义工具论”的有效途径，是解决其他信息科技难题的基础。
长期以来，计算机科学与技术这门学科也被构造成一门专业性很强的工具学科，“工具”意味着它是一种辅助性学科，并不是主业。这种狭隘的认知对信息科技的全民普及极其有害。
计算机科学的变革
孙家广院士在“计算机科学的变革”一文中指出：(计算机科学界)最具有基础性和长期性的思想是“计算思维”(Computational
Thinking)。
国家自然科学基金委员会信息科学部二处处长刘克教授，强调了在大学中推进“计算思维”这一基本理念的必要性。
中国科学院计算技术研究所研究员徐志伟总工认为：计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像识字、做算术一样；在2050年以前，让地球上每一个公民都应具备“计算思维”的能力。
中科院自动化所王飞跃教授率先将“计算思维”引入国内，翻译了周以真教授的“计算思维”，撰写了相关的“计算思维与计算文化”。他认为：在中文里，计算思维不是一个新的名词。在中国，从小学到大学教育，计算思维经常被朦朦胧胧地使用，却一直没有提高到周以真教授所描述的高度和广度，以及那样的新颖、明确和系统。他希望我们能借“计算思维”之东风，尽快把中国世故人情的“算计文化”反正成为科学理性的“计算文化”，以提高我们民族的整体素质。
中国高等学校计算机基础课教学指导委员会的近期工作：
2010.5：在合肥会议上讨论了培养高素质的研究性人才，“计算机基础”这门课程应该包含哪些内容，如何将计算思维融入到这门课程中？
2010.7：在西安会议上发表了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》，确定了以计算思维为核心的计算机基础课程教学改革。
2010.9：在太原会议上决定了将合肥会议和西安会议中有关计算思维的讨论形成书面材料，以“计算思维：确保学生创新能力”为主题向教育部领导谏言和申请立项研究。
2010.11：在济南会议上，将在全国更大范围内，深入讨论以计算思维为核心的基础课教学改革，并将太原会议的初步材料加以讨论和修改后正式上报教育部袁贵仁部长，并“以计算思维能力培养为核心推进大学通识教育改革的研究与实践”为项目，建议立项研究。
2011.06：在北京“以计算思维为导向的计算机基础课程建设”研讨会上，组织有关高校围绕“计算思维的实质”和“如何在计算机基础教学的第一门课程中体现计算思维能力的培养”进行了讨论。
计算思维课程在中国高校中正式开始实践
上海交大（2010年秋季）和南方科大（2011年春季）正在试开新型计算机基础课程——“计算机科学导论：计算思维”。
2011年春季，在西安交通大学.
2011年秋季，在深圳大学
三、我的建议(供讨论)
1.& 学院的老师们，特别是全校大学生基础课程的老师应该通过各种渠道向学校宣传大学计算机基础课程的重要性，引导学校的决策。不能放任教务处胡乱作为。
2.& 由于师资和学生水平的限制，我们不可能象国内名校那样全面推广计算思维的概念，但可以在一些试点班试行。教师也可以通过学习计算思维的概念，逐步应用到课堂教学中。
3.& 无论是文科还是理科，计算机类的课程至少应该是两门。第一门课是大学计算机基础，第二门应根据其专业特性有所侧重，但不能只教语言。
互联网基础应该成为一门通识教育课程供全校学生选修。
参考文献：
1.& 麦肯锡报告：互联网对经济增长贡献率超20%,
2.& 麦肯锡报告：互联网是经济发展的催化剂,
3.& www.ffpoirot.org
陈国良, 计算思维：大学计算教育的振兴科学工程研究的创新, CNCC 2011.
5.& Computational Science:
Ensuring America's Competitiveness,
7.& http://www.nsf.gov/crssprgm/cdi/related.jsp
8.& Great Principles of
Computing,
9.& Tim,Bell. 孙俊峰等译. 不插电的计算机科学.
华中科技大学出版社, 2010.
10. 王飞跃. 计算思维与计算文化.
/zhuan_jia_ping_shu_2/t557.shtml.
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关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制
十年前，在我国计算机基础教学历史上具有里程碑意义的指导性文件——教育部教高司［号文件诞生了。对于某些传统学科，十年可谓弹指一挥间；而对于计算机学科，则发生了巨大的变化，文件规定的主要目标均已达到，高校的计算机基础教学翻开了新的一页。
一、 计算机基础教学新阶段
现在，计算机基础教学进入了一个新阶段，它有以下标志：
1． 对计算机基础教学的地位有了科学的界定，对其作用有了理性的认识，并确立了计算机基础教学的大学基础课程地位和白皮书中阐明的非计算机专业计算机教学的基本目标，计算机基础教学在各专业的本科培养计划中已成为不可缺少的一部分。
2． 越来越多的大学新生的计算机基础水平将摆脱“零起点”，计算机文化基础作为大学第一门计算机基础课程将逐渐被具有大学课程品位的“大学计算机基础”取代。“以人为本、以学生为主体、教师为主导”的现代教学理念渗透到计算机基础教学中去；“精讲多练”的教学模式被广泛应用；在知识传授过程中注重学生能力和素质的培养；教师已认识到教学内容应逐渐从面向产品的教学中走出来……
3． 师资队伍完成了新老交替。一支由中青年为主、计算机专业科班出身的具有研究生学历教师为骨干的计算机基础教学的教师队伍已经基本形成；热心和参与计算机基础教育研究的组织及人员数量增多、层次提高、成果显著。除了教育部各科类的教指委外，各级民间的计算机基础教学研究会活动也十分活跃，提出了许多有价值的研究报告；出现了一批精品课程、名师、教学成果和研究论文。计算机基础的教材无论在提高质量，还是增长数量上都保持着强劲势头，出版社以特有的形式为计算机教学提供了强有力的支持。
4．社会信息化不断向纵深发展，各行各业的信息化进程不断加速；计算机技术与众多专业的融合大大丰富了专业课的教学内容,这种融合已成为一种新的科技发展趋势；各专业对学生的计算机应用能力的要求日趋强烈,而且呈现多样化特点。
因此，计算机基础教学进入了历史上最火热的年代，呈现出一番欣欣向荣的景象。
教育部高等学校非计算机专业计算机课程教学指导分委员会（简称教指委）肩负着教育部规定的“研究、咨询、指导、服务”任务。如何使计算机基础教学良好的发展势头保持下去，引导其向更加科学、更符合教学规律方向持续发展，教指委重点抓了以下四项工作：
1． 作为战略研究的一部分，提出了在新形势下进一步加强高校计算机基础教学的意见，后被大家称为“计算机基础教学白皮书”，简称白皮书；
2． 提出了计算机基础教学的总体构架，即计算机基础教学内容的知识结构与课程设置；
3． 制定了典型核心课程的教学基本要求；
4． 采取有效办法，推动以上三项工作在高校落实。
四项工作是一个有机的整体，其中白皮书是指导思想，总体构架和教学基本要求是指导性意见，三个文件密不可分，它完整地表达了计算机基础教学改革的思路。
二、 白皮书及其内容
白皮书是在教育部高等教育司直接指导下，反复听取了各方面意见，特别是第一线教师的意见，并经过教指委全委会多次讨论修订，“十易其稿”而成。几次比较集中的征求意见有：2003年9月和2004年1月两次向百余所高校教务处和计算机基础教学单位的书面征求意见、日教育部高等教育司在京召开的高校计算机基础教育课程改革座谈会、2005年3月与全国计算机基础教育研究会专家座谈会、月在19省分别召开的计算机基础教学改革研讨会（即19省巡讲）。因此，白皮书不仅是教指委全体委员在教育部高等教育司领导下几年的精心设计，也是广大计算机基础教学参与者长期思考的结果，是领导—专家—教师共同研讨的结晶。
白皮书探索既能从较高层次上来阐明当前计算机基础教学的客观规律，引导高校计算机基础教学更加符合科学发展观，又能在操作层面上为高校计算机基础教学提供建设性意见。在白皮书11条意见中，我们认为以下观点值得大家研究，需要引起重视：
1． 正确认识计算机基础教学的规律，在改革中求发展；
2． 明确人才培养目标，统筹规划计算机教学；
3． 抓好重点基础课程的建设；
4． 在计算机基础教学中注意发挥计算机专业的资源优势；
5． 在课程建设中要采用多样化的软件；
6． 在计算机教学中要体现学生信息素养的培养。
三、 白皮书的附件和计算机基础课程“教学基本要求”
教指委在编制本文件时，把白皮书、白皮书附件（计算机基础教学内容的知识结构与课程设置）和计算机基础课程教学基本要求三个文件结成一个本子共同发布，是因为这三个文件放在一起才能完整地表达教指委对计算机基础教学改革的思路和观点。广大老师从白皮书中可以了解改革的指导思想，从计算机基础教学内容的知识结构与课程设置可以明白计算机基础教学的总体构架，从计算机基础课程的教学基本要求可以掌握具体的尺度。
计算机基础课程的基础性和应用性，使得本文件撰写时必须面对两个现实问题：一是计算机基础课程是各办学层次高校、几乎所有专业类均要开设的课程，二是计算机基础课程内容必须反映计算机技术迅速进步。随着高校办学自主权的扩大，高等教育改革的多样化已成趋势，显然不可能用一种统一的模式来“框死”高校的计算机基础教学。柔性的分类指导方案是一种可行的选择。在本文件中，有以下4种考虑：
1. “4个领域×3个层次”的计算机基础教学内容知识结构的总体构架为高校各类专业设计有特色的计算机基础课程提供了充分大的空间；
2. “1+X的课程设置方案”充分考虑了各专业应用计算机的特点、差异和学时限制，为高校各类专业合理设置计算机基础课程提供了足够的自由度；
3. 教学基本要求分“一般要求”和“较高要求”两个层次，给不同办学层次的学校/专业较大的选择余地；
4. 不仅给出了6门典型核心课程，而且允许将其整合，构造新课程。这样既使计算机基础教学有较好的可操作性，同时也充分考虑了专业对计算机技术不断增长的需求和计算机技术进步对课程的影响。
四、 白皮书的影响
撰写白皮书等三个文件是一项十分严肃、十分谨慎的工作，教指委以实事求是的科学精神、对教育事业高度负责的态度来完成这项对全国高校计算机基础教学发展具有重大影响的任务。
吸取一线教师的正确意见和重视他们的反映始终是我们工作的重要原则之一。月间，教指委到江苏、湖北、河南、四川、贵州、陕西、黑龙江等19省解读白皮书等文件，直接与一线教师进行面对面的交流，取得了很好的效果。我们向来自641所高校的1269名教师进行问卷调查，回收问卷926份。问卷涉及白皮书和教学基本要求的许多重要问题。调查的详细结果曾在2005年11月在西安举办的首届大学计算机基础课程报告论坛上发布。这里提供几个结论性数据：对白皮书同意与基本同意的占90.52%，认为有问题的占0.22%，未填的占9.26%，没有不同意的；对教学基本要求同意与基本同意的占86.33%，不同意和很有问题的占0.22%，未填的占13.45%。这些数字表明广大一线教师已基本接受了本文件中提出的一系列观点。
大学教学改革在不断深入，计算机技术仍然以它特有的高速度在发展，计算机基础教学的许多规律并未被我们充分认识，因此我们必须牢固树立科学发展观，继续深入地探讨教学规律，把高校的计算机基础教学改革更深入、更扎实地向前推进。
本书是众人智慧的结晶，是数年研究和实践的成果。教育部高等教育司理工处始终重视教指委的工作，在“白皮书”整个形成过程中予以关注和指导；一批在一线从事计算机基础教学的老师和许多资深的计算机教育专家，都曾给予我们非常中肯的建议和有益的改进意见；高等教育出版社在本书成稿过程中给予了大力的支持。参与本书讨论、起草和执笔的有：冯博琴、王行言、邹鹏、刘璟、杨天怡、高林、王洪、何钦铭、陈志刚、吴跃、李志蜀、杨永健、韩国强、沈复兴、罗建军、刘甘娜、林卓然、吕英华、吴永明、宋方敏、马军等。值本书出版之际，我们向一切关心本书、为之做出贡献的人们致以衷心的谢意。
教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2006年6月
1997年教育部高教司颁发的“加强非计算机专业计算机基础教学工作的几点意见”（简称155号文件），对促进和规范高校计算机基础教学工作发挥了重要作用。多年来的教学实践表明，高校的计算机基础教学对非计算机专业学生计算机知识与能力的培养起到了重要作用。从事计算机基础教学的教师们承担了量大面广的教学任务，所开设的课程丰富了学校基础课和选修课的教学内容，对他们的工作应给予充分肯定。
在目前大学教育中，对计算机基础教育应继续给予高度重视，并结合各专业课程的需求及人才培养的目标，不断完善计算机基础教学。
加强、重视不等于加重学生负担，而是要通过深化教学改革，使课程设置更加合理，教学内容更加科学，教学模式更加有效，在这方面需要有一些新的思路。
回顾一下155号文件，其中主要讲述了以下几方面的内容：
(1) 明确了计算机基础教学在大学教育中的重要地位；提出了高校要将计算机课程纳入学校基础课的范畴进行管理和建设；要求学校要有明确的机构负责和承担全校的计算机基础教学工作；对师资队伍建设也提出了具体建议和要求。
(2) 提出了计算机基础教学三个层次的课程体系（即计算机文化基础、计算机技术基础和计算机应用基础），并相应提出了课程建设与改革思路。
(3) 针对计算机课程的特点，明确提出了计算机基础教学必须进行教学模式、方法与手段的改革，并对多媒体教室建设、学生上机时数、教师微机配备和实验室建设标准等提出了具体要求。
进入21世纪，当我们重新审视计算机基础教学时，不能不看到我们面临的情况又发生了许多变化。例如：
(1) 社会信息化不断向纵深发展，各行各业的信息化进程不断加速。电子商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等已向我们走来。
(2) 用人单位对大学毕业生的计算机能力要求有增无减，计算机和外语水平成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志，社会的信息化对大学生的信息素质也提出了更高的要求。
(3) 中小学计算机教育开始步入正轨。教育部已经制订出中小学信息技术教育规划和教学大纲，在21世纪的前10年内，要逐步普及中小学的信息技术教育。因此，高校新生计算机知识的起点将会有显著提高。
(4) 计算机技术更多地融入到其他学科和专业课的教学中。以计算机技术为核心的信息技术已成为很多专业课教学内容的有机组成部分，各专业对学生的计算机应用能力也有了更加明确和具体的要求。
(5) 大多数高校的计算机基础教育已经有了良好的基础，尤其是许多高校都有了相应的计算机基础教学组织机构，形成了一支相对稳定的教师队伍。近几年来，各校普遍加大了对计算机设备的投入，学生的上机环境和教师工作条件都得到明显改善，校园网及学校信息化建设已初具规模。
考虑到上述情况，高校计算机基础教学工作下一步应该如何开展？在哪些方面还需要加以改进？为此我们提出以下几点意见：
认识计算机基础教学的规律，在改革中求发展计算机基础教学是面向非计算机专业的计算机教学，所以它不同于计算机专业的计算机教学。计算机基础教学的目标是培养学生掌握一定的计算机基础知识、技术与方法，以及利用计算机解决本专业领域中问题的能力。因此，计算机基础教学有自身的教学目标、教学内容和教学规律。准确认识计算机基础教学的性质，是我们下一步教学改革的出发点。
(1) 计算机基础教学要分层、分类规划与实施
计算机基础教学涉及面非常广，这是一个必须面对的现实。在计算机知识结构与应用类型方面，不同学校、不同专业对学生的要求差异很大。在一些专业中（如电类专业），对计算机专业的知识要求相当深入；而对于另外一些专业，则完全是把计算机当作一种专业工具使用（而且使用频繁）。对这样的专业，计算机基础课程可以进一步降低要求。
因此，依据有限的学时，针对不同类型的学校和专业，制定不同的教学方案是非常必要的。在这方面，既不要一刀切，但也不必分得过细，这样做比较符合计算机基础教学的规律。
(2) 计算机基础教学不能脱离应用
计算机基础教学的主要目标，是让学生更好地利用计算机去解决专业领域中的问题及日常事务问题。因此，在课程设置与建设中，要充分体现教学内容在训练和提高学生计算机应用能力方面的意图，尤其是通过案例教学和实践教学环节，让学生自己体验和领悟利用计算机解决问题的思路和方法，并通过应用进一步加深对有关概念的理解和技术的掌握。
(3) 计算机基础教学要恰当体现基础课教学的特征
基础课在为学生构筑合理的知识结构、培养学生的综合素质方面，在大学教育中起着不可替代的作用。计算机基础教学虽然有很强的应用背景，但仍然有一些相对稳定的、基础性的以及让学生长期受益的内容需要教授。所以，在基础课（特别是核心基础课）的建设中，要注意基本概念、方法和技术的讲解，使计算机基础课程做到“授人以鱼，更要教人以渔”，这对于学生的终身学习和主动应用计算机都是至关重要的。
(4) 计算机基础教学有别于计算机专业教学
因同属一个学科，所以非计算机专业的计算机教学在内容上与计算机专业有相通的部分。但由于授课对象不同，在课程的组织、内容的选取、讲授的深度上，计算机基础教学应有自己的考虑标准，而不能照搬计算机专业的课程。而要做好这方面的工作，就需要有一批热衷于此项事业的教师投身到计算机基础教学的研究与实践中去。
明确人才培养目标，统筹规划计算机教学作为非计算机专业计算机教学的依据和目标，本科毕业生在计算机知识与能力方面应该达到什么水平呢？我们大致归纳出以下几方面的要求：
(1) 掌握一定的计算机软硬件基础知识；具备使用计算机实用工具处理日常事务的基本能力；具备通过网络获取信息、分析信息、利用信息，以及与他人交流的能力；了解并能自觉遵守信息化社会中的相关法律与道德规范（大学生计算机通识教育）。
(2) 具备使用数据库等工具对信息进行管理、加工、利用的意识与能力（信息化社会对大学生的基本要求）。
(3) 具备使用典型的应用软件（包）和工具来解决本专业领域中问题的能力（这是对大学生本专业计算机应用能力最基本、最重要的要求）。
(4) 具备通过建模编程、在本专业领域中进行科学计算的基本能力（偏理工科专业）。
(5) 掌握计算机硬件的基本技术与分析方法，具备利用计算机硬件及接口技术解决本专业领域中问题的基本能力（偏工科类专业）。
(6) 具备专业领域中计算机应用系统的集成与开发能力（较高要求，对部分学生）。
在上述要求中，前三条是对每一个大学生的基本要求，而其他要求则是针对某些学校、某些专业或部分学生的。当然，上述知识与能力的要求应符合本科生的培养层次。
显而易见，非计算机专业计算机教学的基本目标，是培养学生具备一定的计算机基础知识，掌握相关的软硬件技术，以及利用计算机解决本专业领域中问题的能力。
对于非计算机专业的学生来说，如何培养这些能力并达到要求，学校应该有一定的规划和措施。
根据课程的目标和教学内容，我们认为大学本科阶段的计算机教学可大致分为两个层面：一是作为大学公共基础课层面上的计算机基础教学；二是与专业课相结合的（融入专业课程中的）计算机教学。
计算机基础课程的教学内容不针对特定专业，不包含或很少包含专业性的知识，而主要涉及计算机基础性和通用性的概念、技术及应用。例如程序设计、数据库、网络、多媒体等方面的技术与应用，以及硬件技术基础等。计算机基础课的目的是为学生今后的学习和应用奠定一个较为宽泛的基础，同时也满足某些专业课程的先修要求。在学校各院系制定的培养计划中，计算机基础课是一个重要的组成部分。
随着计算机技术日益深入到各专业领域，在专业课的教学中已经大量涉及到计算机的知识与技术，一些专业课已将计算机软硬件作为必备的工具。
例如，我们在对一些美术类专业的调查中了解到，绝大多数专业课中都用到了计算机。多媒体设计与制作工具、计算机辅助设计与辅助制造技术等在许多专业课中应用十分普及，一些专业的发展已经到了全面采用计算机作为专业工具的阶段，计算机的教学内容已成为专业课的有机组成部分。在专业课中，艺术类专业的学生使用计算机的强度并不亚于理工科学生。显然，今后各专业计算机能力上的要求差异不是体现在高与低上，而是体现在不同的应用类型和不同的应用领域。
值得注意的是：今后大学非计算机专业的计算机教育会更多地体现在专业课的教学中。在一些专业（如医学、艺术、建筑、工业设计等），计算机基础教学将会更加贴近专业。
如果说计算机基础教学在培养学生的计算机知识、能力、素质方面起到基础性和先导性的作用，那么专业课中的计算机教学则在更大程度上决定了学生在本专业领域中应用计算机解决问题的能力与水平。而这就要求各校在抓好计算机基础课程的同时，还要关注专业课中的计算机教学，并协调好两者之间的配合与衔接。大学计算机教育应贯穿于整个大学教育，做到学习期间不断线。
抓好重点基础课程的建设专业的要求、个人的兴趣、项目的驱动、就业的导向，多种因素致使学生学习计算机的热情不减，对计算机课程的期望值也在升高，尤其希望学校能开出不同档次、不同类型的计算机课程，以满足各自不同的需求。
但是，计算机基础教学的学时不能随意膨胀。如何利用好有限的学时，为学生提供高质量的课程呢？贯彻少而精的原则，抓好几门核心基础课程的建设就显得尤为重要。
为此，我们在本文附件“计算机基础教学内容的知识结构与课程设置”中，提出了“1＋X”的课程方案，即1门“大学计算机基础”（必修）加上几门重点课程（必修或选修）。
计算机文化基础（或同类课程）曾是高校开设最为普遍的一门课程，也是学生入学的第一门计算机课程。随着中小学信息技术教育的普及，计算机文化基础层次的教学内容将会逐步下移。面对非零起点的学生，如何开设第一门课程，已成为摆在我们面前亟待解决的一个课题。为此，我们建议开设一门具有大学水准的基础性课程（故名“大学计算机基础”）。该门课程的建设思路是：以讲解计算机的基础知识为主，而将工具性、操作性的内容放到实验课中（或单独设课）。“大学计算机基础”课程可以涉及计算机软硬件的基本概念、组成与工作原理，还可以涉及信息技术、网络应用等方面的基础性内容。这些内容不但可以拓展学生的视野，而且使他们能在一个较高的层次上认识计算机和应用计算机。该门课程还有助于提高学生在计算机与信息方面的基本素质。
该门课程的建设需要一个从研究、实践到规范的过程。由于学校情况不同，学生基础不同，我们建议该门课程在建设初期可以有不同的版本，以满足不同的层次和类型要求。
对于“1＋X”方案中的其他课程，在此有几点需要强调说明：
(1) 在重点基础课程的建设中，应做到两方面的兼顾：一方面，该组课程具有基础课的性质，所以应包含一些重要概念、技术和方法的讲解；另一方面，该组课程又是针对非计算机专业学生而设计，因此也要体现课程的内容与应用衔接。
(2) 在“1＋X”方案中，“X”究竟包括哪些课程，学校应根据自己的情况确定。“必修＋选修”是满足同一学校中不同教学要求的有效方法。
(3) 为了分类、分层次指导教学，对于“1＋X”中的课程，附件给出了各专业类别课程设置建议方案；而在“非计算机专业计算机基础课程教学基本要求”的文件中，针对每门课程都设计了两个层次的教学大纲，供各校选择和参考。
在抓好重点基础课程的基础上，有条件的学校可以开设一些热门课程，如工具性应用课程、基础课程的后继课程等（主要指应用开发性的课程，如Web数据库设计与应用）。
在计算机基础教学中发挥计算机专业的资源优势目前很多高校都有计算机专业，也都形成了一支专门从事计算机基础教学的师资队伍。但两者之间联系很少，基本上处于分离状态。这种情况对计算机基础教学有不利的一面，例如：
(1) 不利于计算机基础课教师的队伍建设，不利于他们在学科领域中的发展和教学水平的提高；
(2) 不利于计算机专业教师在全校计算机基础教学中主动发挥作用；
(3) 不利于计算机专业教学资源在全校计算机教学中发挥效益；
(4) 不利于计算机专业与其他专业的沟通与融合。
因此，在有条件的高校，建议将全校的计算机教学作为一个整体来研究，并在此基础上做好统筹、协调与组织工作，在计算机基础教学的课程建设、实验室建设、队伍建设等方面，发挥计算机专业的资源优势，并加强计算机基础课教师与计算机专业教师的交流。这对于高校计算机教学的长期发展很有意义。
如何发挥计算机专业在计算机基础教学中的作用，这是一个需要认真研究的问题。有些学校的计算机系将自己优秀的课程资源开放，以满足部分系和少数学生的需求，这也是一种尝试。我们认为目前可以在以下两个方面开展工作：
(1) 在基础课教师培养，特别是科研开发能力培养方面，充分发挥计算机专业的作用。
计算机及相关专业要积极吸引、组织基础课教师（特别是青年教师）参与计算机方面的研究与开发项目（其中也包括学校网络与信息化建设项目），并为他们创造必要的条件，帮助他们解决一些实际困难。通过这些措施，使计算机基础课的教师能够不断接触到新的知识与技术，能够有比较强的应用开发背景和实践经验，这对于教好基础课是非常必要的。
(2) 面向全校，开办计算机应用辅修专业。
应当看到，一些非计算机专业的学生，对计算机有着浓厚的兴趣（甚至是天赋）。事实也证明，计算机行业中很多从业人员（包括一些成绩突出的人物），并不是计算机专业出身。在非计算机专业的学生中，会涌现出一大批IT专门人才。对于这方面的人才培养需求，学校应考虑为学生提供必要的教育和发展机会。一个切实可行的方法，就是计算机系面向全校开办计算机应用辅修专业（或辅修课组），使一些非计算机专业的学生能够更加深入地学习计算机，并学有所长。要做好这项工作，就需要组织专门教师认真做好辅修专业（课组）的课程设计，并制定相应的实施办法。
5. 教学环境建设与教学方法、手段的改革
在155号文件中，我们根据当时的情况，强调的是实验室机器的数量，强调多媒体教室的应用。而现在，我们需要强调的是实验室教学环境、教学平台的建设，以及在此基础上的教学方法与手段的改革。
在计算机基础课程的教学中，集中授课和上机辅导是两个主要的教学环节。从早期的单纯“黑板+粉笔”发展到后来的“计算机+大屏幕”，又发展到目前的“网络化教学平台”，体现了教学手段和方法的不断变革。网络化教学平台是在校园网支持下构建的现代化教学环境。从事计算机基础教学的教师要充分利用网络教学环境所提供的各种功能，开展教学模式、方法与手段的改革与实践，使计算机基础教学更加适应21世纪人才培养的需要。
教学方法与手段要服从于教学内容，要着眼于人才培养。对不同类型的课程，对同一课程中不同教学内容，应该设计不同的教学模式与教学方法。以讲授为主的课程在多功能教室上课比较适宜，教师可以调度网上的各种资源授课，学生课后也可利用网上资源学习。而对于一些应用性强的课程，精讲多练、任务驱动的教学方法受到普遍推崇。网络教学平台上丰富的教学资源与工具软件为学生自主学习和项目开发提供了环境。
从广义上讲，网络教学平台为学生提供了一个理想的数字化学习环境，支持研究型学习、案例式学习、发现式学习、资源型学习、协作型学习等多种学习模式，有利于学生创新能力培养和个性化发展，计算机基础教学应该在这方面进行有益的尝试。
高等院校在进行校园网建设的同时，要重视网络教学环境和教学资源的建设。网络教学平台的功能设计应充分考虑教学过程中的师生行为，将传统教学的主要环节融入其中，做到信息可见、过程可控、资源可重用。
在网络教学平台的建设中，资源建设是核心。网络教学平台要为学生提供诸如学习课件、参考资料、查询手册和联机帮助信息等多种资源，为老师提供素材库、试题库等备课资源，成为教学的有力支撑环境。
目前已经出现了一批优秀课程，由于合理地调动多种媒体，充分利用网络教学平台的不同功能，体现了教师的主导作用，并激发了学生的学习主动性，教学效果明显提高。但教学环境的改善并不等于教学质量的提高，例如有些教师在使用多功能教室之后，上课时照“片”宣科，师生交流减弱，课堂气氛沉闷。由于过分依赖于电子教案，教师的讲课方法单调，反而失去了原有的讲课风采，效果不佳。
所以，对每一种教学手段都要扬长避短，为我所用。不要简单地否定一种教学手段，即使是黑板加粉笔，也有它适用的场合。合理搭配不同教学手段，可以各取所长，相得益彰。
信息技术的发展促进了教学方法与手段的不断变革，但仅仅是教学手段和技术的更新是不够的。教师必须采用先进的教育理念，将信息技术整合于教学过程中。传统的以教师为主、以传授知识为主的教育模式正在改变，越来越多的教师认识到必须以学生为主，并积极尝试教师指导下学生自主学习的教学模式。
在网络化教学平台的教学环境下，如何选择不同的教学模式、方法与手段，还有许多问题需要研究，还需要广大教师进行教学实践。学校在开展这方面的工作中，要将重点放在教学效果上，要评价各种教学方法是否使用合理、网上教学资源是否实用，而不要片面追求形式上的一致和花样的翻新，要引导教师在教学方法与手段的改革中开展更加扎实与深入的工作。
加强实践教学，注重能力培养计算机课程是实践性很强的课程，计算机知识的掌握与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践。加强实践教学环节的目的是培养学生的上机动手能力、解决实际问题的能力以及知识综合运用能力等。实践教学在今后的计算机基础教学中应该起更大的作用，很多教学内容可以通过实验课教学形式讲授。
总体来讲，计算机基础课的实验学时与讲课学时之比应不低于1:1。
计算机基础教学实验可以安排课堂教学的上机练习，也可以单独设课（如某些硬件实验、任务驱动的案例课程等）供学生选修，在完成实验报告、通过考核后即可获得相应学分。
计算机实验课程可按以下几个层次进行设计：
(1) 基础与验证型实验
该类实验主要涉及一门课程的相关知识点。实验目的是使学生验证、理解、巩固并掌握课内所要求的基本教学内容。
(2) 设计与开发型实验
该类实验以“任务”或“课题”形式提出实验要求和具体的实验成果，要求学生通过有关课程或自学方式，掌握实验所涉及到的知识，通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成实验项目。
该类实验应该涉及计算机基础与应用开发等多方面的知识，例如可涉及软件工具与环境的使用、高级语言编程、数据库及网络等方面的内容。
该类实验是以“任务”驱动，旨在培养学生综合应用计算机知识与技术的能力，培养学生带着问题自主学习的能力。
(3) 研究与创新型实验
该类实验重在培养学生的研究能力与创新意识。实验室可设定研究题目，也可由学生自选题目。该类实验可以没有最终结果，但要求学生能提供实验分析与研究报告，写出有见解的心得体会。
各校应在保证第一类实验的基础上，着手第二类实验的开设，有条件的学校要尝试开出第三类实验。
在课程建设中要采用多样化的软件计算机课程虽然不是某种软件产品的培训班，但由于计算机课程的自身特点，通过某种软件讲授课程知识点是不可缺少的，而上机练习更是要使用某种具体软件。因此，软件在计算机基础教学中占有重要地位。
为了使学生获得更加全面的知识，感受不同软件的特点，拓展学生的视野，利于将来参与国际化竞争，在下一步教学改革中，对于教学软件的选取要解决单一化问题，注意选择具有不同代表性的软件。
近些年来，国产软件有了很大发展，办公自动化软件、操作系统等一批国产软件纷纷亮相，应用越来越广泛，因而对这方面人才需求也更加迫切。面对这种情况，基于国产软件的教学内容必然也应该适时引入到计算机基础课程中。目前在一些学校，已经将Linux作为教学和实验内容，但总体上为数不多，还不能满足社会信息化的需求。
不同软件的选取会影响到教材建设和实验室环境建设。因此，各校要做好引入新软件的准备，首先是师资队伍的培训。在下一步计算机教学改革中，各校要有计划地开展这方面的尝试工作，目的是让学生能够接触到更多软件，尤其是国产软件。
教材建设要体现课程特点课本是一课之本。计算机基础教学的改革必然对教材提出新的要求，特别是本文附件中提出了新的“计算机基础教学内容的知识结构与课程设置”，它将会调动学校、教师和出版社的积极性，不久会有一批新教材面世。面对这个形势，我们提出在教材建设方面的几点建议：
(1) 对于重点核心课程的教材，要体现课程内容的基础性和系统性，基本概念、基本技术与方法的讲解要准确明晰。在这方面，可以参考一些优秀的国外教材以及计算机专业类教材。
(2) 要保证教材内容的先进性，特别是对于一些技术性、应用性的内容更应如此。要让学生能学到一些先进的开发工具和开发方法，而不要再讲一些过时的概念和实用价值不高的技术。
(3) 要鼓励专业课教师（或与基础课教师协作）编写一些具有专业特色的计算机教材。教材内容不是一般性地讲解计算机的技术与方法，而是将它们与专业应用有机结合。
(4) 要重视案例课程的教材研究。教材从内容到结构要能反映案例课程的特点，要能适应教师指导下学生自主学习的教学模式。
(5) 要重视实验教材的建设。鉴于上机实习在计算机基础教学中的重要性，计算机基础课程的教材应做到主教材和上机实验教材配套，教材内容合理分工。
在计算机教学中要体现学生信息素养的培养当代信息社会的发展，对大学生信息素养与能力的培养提出了新的要求。所谓信息素养与能力，国际21世纪教育委员会的报告认为是“吸收、处理、创造信息和组织利用、规划资源”的能力和素质。也就是说，要求信息社会中的每一名大学生，都能够在浩瀚的信息海洋中进行有效地检索，发现有用的信息，并通过适当的分析处理，使获取的信息在自己的学习、工作和生活中发挥作用。此外，信息素养也包括能够自觉遵守与信息相关的道德、法律和规范等方面的品德。
在下一阶段计算机基础教学改革中，要研究计算机基础教学如何在培养学生信息素养方面发挥更大作用。
计算机基础教学由于其自身的特点，可以从两个方面进行这方面的素质教育：一是从教学内容上，二是从教学模式和方法上。
在教学内容方面，计算机基础课的很多内容都与信息有关。结合Internet应用的介绍，结合数据库、网络等信息技术的讲解，可以进一步加深学生对社会信息化的认识，提高学生处理信息、利用信息的意识与能力。
在教学模式和方法方面，通过对计算机课程教学过程的设计，使学生在学习过程中，逐步体会到什么是信息化社会的学习模式和工作模式。例如：
(1) 因特网的发展，使教育资源全球化。一方面，教师必须不断收集和更新教学资源并应用于教学中；另一方面，学生自己可以使用网络获取大量的信息和知识。教师要调动学生积极主动地搜寻信息，指导学生掌握分析、评价信息的方法，并能够从大量杂乱的信息中获取有用信息，主动对信息进行加工和利用。
(2) 网络技术的发展，使教师和学生、学生和学生可以利用网络平台实现交流。传统的课堂可以通过网络平台得到扩大；学生还可以通过网络平台展开讨论，开展协作学习。教师要鼓励学生通过网络发布自己的学习所得，与学生、老师交流。
上述这些教学设计在培养学生信息素养方面都会起到潜移默化的作用。
高素质的师资仍然是关键面对新的形势与任务，计算机基础教学工作对教师的计算机专业知识与应用水平也提出了更高的要求，高素质的师资队伍建设将是今后计算机基础课程建设与改革的关键。
为了使从事基础课教学的教师真正适应教学要求，必须提高师资队伍的层次。总体上要求主讲教师中绝大多数人员具有硕士或更高学历；教学辅导人员应不低于本科学历。各类人员所学专业应限定为计算机专业或相近专业。
另外，考虑到计算机技术及工具变化很快，承担计算机基础课程的教师一般负担较重，所以学校要重视教师培训工作，关注在岗教师的业务提高，并保证一定的进修时间。在教师队伍管理方面，要制定考核制度，引入竞争机制。
考虑到计算机行业的特点，对从事计算机基础教学的教师，学校应给予必要的政策倾斜，使他们能安心计算机基础教学工作。要稳定一支高素质实验师资队伍。我们建议设置两种类别的实验人员队伍，一类是设备维护队伍，一类是实验教学队伍。要重视对实验教学人员的培养，并提出相应的考核激励机制，使从事实验工作的教师以教学为荣，自觉提高工作积极性和责任感。
建立计算机基础教学评价机制为了保证计算机基础教学质量、促进计算机基础教学改革，各校应建立有关计算机基础教学的评价机制，制定具体的检查内容、评价标准及实施细则。高校的各级主管部门也应关注并检查这项工作的落实情况。
针对下一步需要加强的几项工作，我们提出部分评价条目供各校在制定评价标准时参考：
(1) 学校是否有明确的组织机构负责规划、组织计算机基础教学，是否有明确的单位承担计算机基础教学。
(2) 是否形成了一支稳定的从事计算机基础教学的师资队伍，其结构是否满足教学要求。
(3) 在各院系制定的本科生培养计划中，是否合理地体现了对学生计算机知识与能力的培养。
(4) 学校是否制定了近几年计算机基础课程的建设目标和具体规划，措施是否落实。
(5) 计算机基础课程在落实软件多样化方面是否有具体规划和配套措施。
(6) 是否选用高水平的教材，本校在教材建设方面是否有特色。
(7) 计算机基础课程的考核是否注意平时成绩的评定与上机能力的考核。
(8) 在学习计算机基础课程之后，学生所掌握的计算机知识是否满足专业课的需求。
(9) 计算机基础课是否充分并恰当地利用了多媒体教室和网络化教学平台。
(10) 计算机基础实验室软硬件配置及环境能否满足计算机基础教学内容及实验教学的要求。
(11) 学校是否有固定的专项资金和设备的投入，用于计算机实验室及网络教学平台建设。
评价的目的是为了进一步加强计算机基础教学工作。所以各校在开展这项工作时，应讲求实效、不走过场。通过这项工作的开展，各校应找出差距、明确目标、定出规划、组织落实，使计算机基础教学工作在原有基础上再提高一步。
回顾我国计算机基础教育的发展历史，我们不难看出：计算机基础教学从无到有并逐渐形成规模，是广大计算机教育工作者长期不懈努力的结果，同时也是计算机技术的发展与应用对高等教育的要求。五年一次的世界计算机教育大会原本是讨论计算机专业教育问题，但在1985年第三次世界计算机教育大会上，专家们首次提出了面向非计算机专业的计算机教育，即大众化的计算机基础教育。与会专家一致认为：计算机基础教育是涉及面更广、影响更加深远的计算机教育。
我国高校非计算机专业的计算机基础教育始于20世纪80年代，并于90年代被逐步纳入学校基础课的范畴来进行管理和建设。时至今日，高校的计算机基础教学已走过了它的初级阶段（带有普及性质），开始步入更加科学、合理、更加符合高校人才培养目标的新阶段（更具大学教育特征和专业应用特征）。
目前，由教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会编写的“大学计算机教学基本要求”针对文科类专业提出了比较详细的课程建设方案，并已逐步在高校相关专业中落实。
而由全国高等院校计算机基础教育研究会等共同发起成立的“高等学校计算机基础教育改革课题研究组”研究并编写出名为“中国高等院校计算机基础教育课程体系2004”的研究报告。该报告在教学指导思想、课程设置等方面提出了许多很好的建议和方案，值得广大教师学习和借鉴。
在当前计算机基础教学的改革中，课程建设无疑是一项核心工作。本文的附件“计算机基础教学内容的知识结构与课程设置”对计算机基础教学内容的知识结构进行了描述，并提出了“1＋X”的课程框架。附件还针对不同的专业类别给出了具体的课程实施建议方案。
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