計算機科學概論教課革新論述范文

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一、結合計算機功能教學，初步消除專業思想疑慮

學生在專業思想上到底有哪些疑慮呢？概括起來大致如下：1.學了這個專業畢業后有出息嗎？就業狀況怎么樣？或者說明白點，能給我帶來多少財富。2.有的學生來學計算機，是因為計算機好玩，所以報了計算機專業。有的學生，無可奈何，沒有報計算機專業，卻被錄到計算機專業來了。3.有的學生把自己與非計算機專業的學生學習計算機的目標混同起來，忘記自己是計算機專業的學生。4.有的學生對計算機了解得很膚淺，認為計算機不就是那點事嗎：打字、上網、玩游戲、學個軟件操作和使用。這些問題集中起來就是對計算機了解很膚淺，或者說還根本不了解計算機。《計算機科學概論》課程回答的第一個問題正好可以消除學生專業思想問題的疑慮。計算機是什么？計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動高速地對數據進行輸入、處理、輸出和存儲的系統，是國防科研、國計民生中協助人們工作、學習的應用十分普遍的現代化工具。計算機是一種工具，但不是一種普通的工具。

設計和改進這種工具，需要有高深的專門知識。這種工具的低級使用，只需對計算機的知識有一點了解；但高級使用，就需要高深的知識。計算機科學與技術專業的學生，有的要去研究如何設計與改進計算機，有的需要從事應用計算機完成高級的復雜的任務。從這里我們可以得出以下結論：1.計算機是工具，國防科研、國計民生不可缺少的高級工具，學習關于它的科學，是國家的需要，有出息，有業可就，只要有創造就會產生無限財富。2.計算機不是玩具。現在計算機上的確有不少娛樂游戲，其用途既豐富人們的生活，又寓教于樂。它是一種產業，需要有專人開發的。學習計算機不是學習如何玩計算機游戲，而是學習如何開發計算機游戲產業。3.計算機科學與技術專業的學生不僅能使用計算機，更重要的是能設計和改進計算機硬件，以及開發計算機軟件。因此學習計算機專業就不是打字、上網、玩游戲、學個軟件操作和使用。也不要忘記自己的身份，把自己混同于非計算機專業學生，只學習使用計算機，而不學習設計和開發計算機。4.學習計算機專業非本人所報志愿，其實這并不是一個嚴重的或本質的問題。因為就新生來說，現有的知識架構是開放的，在專業上是未成型的，因此是可塑的，是可任意專業化的。所以不要耿耿于懷，只要認真學習，全身心投入，就會發現原來計算機是這樣好的一個專業，愿意一輩子獻身于這個專業。在課堂教學中，針對學生對計算機的模糊認識進行講解，使學生明確計算機是什么，計算機能做什么，怎樣才能使計算機把事情做得更好，最終明確樹立作為計算機科學與技術專業的學生的學習目標，消除專業思想上的疑慮。

二、扣住算法主線教學，轉變學習方法

學習方法的轉變是大學學習能否進入正常狀態的一個極其關鍵的問題。進入大學學習，如何學習，大多數學生沒有充分的思想準備。學生習慣于中學的學習環境和學習方法。目前中學學習環境節奏很緊張，競爭很激烈；而學習的方法基本上是死記呆背。一進入大學，感到大學的學習環境比較寬松，例如課程不那么緊，自習的時間多，而課后作業少。因此不少學生進入大學后就大有松一口氣的想法，覺得再也不要受高考升學競爭的約束了。表現出來就是上課不認真，下課玩個夠。在學習方法上，還是老一套，死記呆背。由于放松學習，也不去死記呆背，甚至干脆把學習放在一邊。實際上，中學的學習方法是很不適應大學學習的需要。說嚴重一點，目前中學的學習方法可以概括為死記呆背，囫圇吞棗。其實，學生的學習方法與教師的教學方法是分不開的。具體來說，如果一門課程的教學主線不清楚，教學過程也就不能扣著這個主線來展開，內容也就顯得凌亂無序，以致學習起來就只能死記呆背，囫圇吞棗。這告訴我們，每教一門課程，首先就要找到主線，然后扣著主線來展開，步步為營，一環扣一環，課程講起來就不覺得凌亂無序，聽起來就不覺得枯燥無味。

如何通過《計算機科學概論》這門課程來促進學生轉變學習方法，首先要從教學方法入手。這就是這門課程闡述的第二個問題。計算機科學是什么樣的科學？怎樣才能學好計算機科學？從本質上講，計算機科學就是一門算法的科學。什么是算法？簡單地說，算法是一系列的步驟，規定如何完成一項任務。嚴格地說，算法是定義一個可終止過程的一組有序的、無歧義的、可執行的步驟的集合。程序是算法的表示，計算機是靠執行程序來完成任務的。因此即使是最好的計算機硬件設備，如果沒有算法計算機就寸步難行。可見，算法是《計算機科學概論》課程的主線，教學內容圍繞著它來展開。要使學生牢固確立這個觀念，解決任何任務之前必須盡全力找出最好的算法。其實，不只是要求計算機來完成任務時是這樣，就是完成任何一項工作、解決任何一個問題來說，都需要研究解決的方法，在此基礎上才能做出周密的計劃付諸實施。這樣，才不會在沒有弄清問題，確定算法之前，就盲目動手編程，浪費時間和空間，浪費精力和資源，事倍功半，甚至可能做出任務不能或很難解決的錯誤的結論。在動手解決任務之前，一定要找出可行的算法，只有這樣才能成為一個頭腦清醒的計算機科學與技術工作者。

扣住算法的主線，許多問題就比較清楚了。計算機能不能解決一個任務，首先就看有沒有解決這個任務的算法。但算法表示為程序，才有可能被計算機執行，因此有了算法就看能不能把算法表示為程序。程序的執行是由計算機硬件來完成的，因此有了程序就看有沒有相應的計算機硬件來執行。每前進一步就會要學習很多知識，這些知識不是孤立的，它們相互關聯，不能死記呆背。因為在相互關聯的鏈條中，如果一個環節沒學好，那后面的就懸空了，不能理解。所以在學習中不僅要弄清問題本身，還要弄清來龍去脈，就是說細節和框架同等重要。對于這種情況，死記呆背是行不通的，只能是在理解的基礎上記憶。這樣由算法這個主線就會引出了一系列的問題，形成一棵枝葉繁茂的知識樹。將這個思想貫穿于整個教學過程，處處有來龍去脈，計算機科學的知識就是活的知識，不深入理解，囫圇吞棗是不能全面掌握知識的。這樣在教學過程中，要引導要迫使學生不斷地問是什么、為什么，形成不斷生長的知識樹。再進一步，加上知識樹的左右關聯就成了一個不斷擴大的知識的網絡，一個富有生氣的知識空間。學生在學習過程中也就自覺養成了自主學習的習慣，再也不覺得學習枯燥無味，越來越感到學習的樂趣。

在教學過程中，扣住算法是學習計算機科學的主線，引導學生不斷地去深入思考問題，逐漸養成思考先于記憶，即理解的基礎上記憶的良好學習方法，也就是在解決問題時，總是要問是什么、為什么、怎么做的學習方法。還有，扣住算法是按主線進行教學，也進一步解決了專業思想的一個疑慮。例如，有的學生聽說計算機專業的學生必須學會編程，就產生恐懼心理。如果明白了上面講的道理，就不會恐懼了。因為學計算機專業的學生，如果不會編程就不是一個合格的計算機專業的學生。解決問題需要算法，程序是算法的表示，而計算機靠執行程序才能解決問題。如果不會編程，盡管你有很好的解決問題的方法，也是一句空話。說到底，是做計算機的奴隸，被計算機牽著鼻子走，還是做計算機的主人，驅使計算機造福人類。

三、展開算法主線教學，了解學習內容

對學習內容不了解也是新生對大學四年學習心中沒有底，使他們產生種種想法和疑慮，例如：1.學習計算機就是學習軟件的操作和使用。2.學習計算機就是學習計算機語言和編寫程序。當然上面的兩種想法，不能說不正確，只是由于對計算機科學的內容知之甚少，把問題想得太簡單。其實第一個想法是講學習計算機的應用，這當然是學習計算機科學與技術的內容之一，但不是全部。計算機的應用的范圍是很廣的，例如各種過程的計算機自動控制、網絡通信、人工智能、機器人和云計算等。第二個想法是講學習計算機軟件的開發，這當然是學計算機科學與技術的重點內容。對我們的學生來說，這是學習的重點。計算機的軟件的開發，內容也很廣，例如程序設計語言、信息管理、軟件工程、數據庫、計算機輔助設計、計算機網絡等。實際上計算機科學與技術的內容還遠不止這些。例如計算機硬件的設計、人工智能研究、新一代計算機——智能計算機的研究和計算理論的研究等等。本文僅就大學期間計算機科學與技術專業學生學習計算機科學與技術主要學習內容進行討論。從本質上講，計算機科學就是一門算法的科學，現在就圍繞著算法來展開。有很多問題要解決，就要有很多相應的算法；有很多算法要表示為程序，就要研究程序設計語言；有很多程序要計算機執行，就要研究怎樣來組織計算機工作，就是說要研究操作系統。這里講的都是計算機的軟件系統。

程序是由計算機來執行的，因此必須研究計算機硬件的組織結構。程序是一系列指令的有序集合，計算機執行程序，就是執行指令。那計算機是如何執行指令的？指令就是操控數據，計算機對數據是如何進行操控和存儲的。現代計算機的發展，不只是單臺計算機在工作，那么幾臺計算機如何連接成網絡和進行工作，因此需要研究網絡原理和應用。

計算機在發展，它有多大的潛在能力，就在于我們對算法的研究——可計算理論的研究。還有計算機能不能有智能，能不能具有像人一樣工作的智能計算機，就在于人工智能與智能計算機的研究。以上的描述基本上就提到了計算機科學與技術學科的基本內容，同時勾畫了大學期間計算機科學與技術專業學生學習計算機科學與技術的主要內容。《計算機科學概論》課程的章節名基本上給出了其后續課程的名稱，其實也都是計算機科學與技術的研究領域。這些章節名是：緒論（算法與計算機概述）、數據存儲、數據操控（計算機系統結構）、操作系統、網絡與因特網、算法與偽代碼、程序設計語言、軟件工程、數據抽象、數據庫、人工智能、可計算理論等。好像《計算機科學概論》課程包羅萬象，是不是一個學期就把全部課程都學完了？不是這樣，它只是將每一個課程或每一個領域進行很概括的介紹，只是一點入門知識。在教學中，注意著重講解基本概念而不是數學模型和技術細節，要求做到“廣度優先，廣而不細”；重點在于勾畫計算機科學體系的框架，奠定計算機科學知識的基礎。這樣做的目的就是想使大學生們對計算機科學與技術學科有一個非常粗淺的了解，以及對后續課程的相互之間的關系有個了解，使大學生心中有一個大學四年所要學的內容的全局輪廓，樹立一個努力目標，從而引起學習的興趣和產生迫切想學的要求，進一步下定決心，打一場大學四年的持久戰，最后實現大學的培養目標，成為計算機科學與技術專業的高級應用型人才。

作者：謝深泉單位：廣東培正學院教學督導與評建辦