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摘 要：我国大学计算机课程正在开始新一轮的改革,“计算思维”及其作为大学计算机课程改革核心的问题成为热点.文章围绕新时期大学计算机课程如何改革与发展,记述一系列学术研究、实践探索及交流研讨活动,阐述多位专家的观点、共识与争鸣,透视出当前大学计算机教育改革的前沿动向.
关 键 词：大学计算机课程；计算机基础教育；改革；计算思维
文章编号：1672-591-3（2013）07-0017-04
中图分类号：G642
1背景与主题
2012年8月8日至9日“第八届全国高等学校计算机教育改革与发展高峰论坛（2012）暨大学/高职计算机基础教育高峰论坛”（以下简称“论坛”）在云南省昆明市隆重召开.论坛是在全国高等学校计算机基础教育研究会等八个学术组织共同主办的“第二届全国高等院校计算机核心技能与信息素养大赛”（以下简称“大赛”）之后,为了推进大学计算机教育改革,促进竞赛与教学相结合而举办的.论坛的主办单位与大赛的主办单位基本一致,有教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会、教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会理工分委会、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会计算机科学与技术专业教学指导分委会、全国高等院校计算机基础教育研究会、全国高等学校计算机教育研究会、中国计算机学会教育专业委员会、《计算机教育》杂志社等.中国铁道出版社承办了本届论坛.谭浩强、冯博琴、蒋宗礼、高林等知名计算机教育专家以及来自台湾师范大学的戴建云教授出席了会议并作学术报告,来自全国180余所高校共计200多人参加了会议.
论坛以“新时期下计算机教育的改革与发展”为主题,重点对非计算机专业大学计算机课程改革开展了研讨,围绕当前的热点“计算思维”及其作为大学计算机课程改革核心的问题,专家学者呈现了各自的学术观点,参会代表表达了不同的感想与认识.
围绕主题,共有13位专家作了大会报告.分别是冯博琴教授的《计算思维驱动的大学计算机课程改革思考和实践》、谭浩强教授的《研究计算思维,坚持面向应用,锐意改革创新》、高林教授的《面向应用型人才培养的新一学计算机教育教学改革——理念与解决方案》、吴文虎教授的《“程序设计基础”课程改革十年的再思考》、卢湘鸿教授的《大学计算机课程与应用型、实用型、创新型人才培养——北京大学计算机改革介绍》、戴建云教授的《计算思维与信息决策思考力在台湾的实践经验》、王挺教授的《课程教学中的计算思维培养初探》、管会生教授《计算思维：从中国古算具到图灵机——纪念图灵诞辰100周年》、蒋宗礼教授的《深化内涵,以提高计算机类专业办学水平》、温涛教授《TPCARES-CDIO教育教学改革的探讨与实践》、袁玫教授的《核心技能、信息素养与计算机基础课程改革》、侯冬梅教授的《切实提高大学生的计算机应用能力——从IC3的实践看大学计算机教育改革》等.论坛中还举办了两个专题沙龙,分别就“应用型院校非计算机专业大学计算机课程改革”与“国际标准认证IC3的应用”进行了深入探讨,参会代表普遍认为：以计算思维为主线的新一学计算机课程改革,更多是针对研究型大学提出的,而对于应用型院校,还需要积极研究计算思维的内涵,研究计算思维在应用型人才培养中的作用,从理论和实践层面处理好计算思维与应用能力的关系；国际标准认证IC3的应用,在提高大学生计算机应用能力上开辟了一条有效的新途径,值得推广；对于以培养高技能专门人才为主的高职教育中的大学计算机教育,也同样面临诸多类似问题,需要及时启动高职院校大学计算机教育改革进程,以适应新一代信息技术应用的需求.
2共识与争鸣
论坛对于非计算机专业大学计算机课程改革与“计算思维”培养的问题进行了多视角研讨,有共识,也有不同观点的争鸣.
2.14点共识
1）大学计算机教育急需改革.
随着计算机技术的迅速发展,特别是新一代信息技术的发展,计算机应用领域不断扩大,社会对计算机应用能力要求在提高,所以高校非计算机专业对大学计算机教育教学的要求也在提高；中小学的信息技术教学不断加强,使得大学入学新生的计算机应用能力不断提升.这两方面的变化对本科/高职院校非计算机专业大学计算机课程提出了挑战：一方面,很多学生已不同程度地掌握了作为智能工具的计算机的应用；另一方面,大学计算机课程的教学内容滞后于信息技术的发展,未能很好解决专业服务的问题,对学生计算机应用能力的培养还不能满足工作需要.这些问题使学生对大学计算机课程学习兴趣不高,教学秩序难于控制.针对这种情况,一些学校开始削减大学计算机课程学时,甚至计划取消大学计算机课程,这也造成大学计算机课程教师与专业教师之间的争议.与会专家、教师都认识到推动非计算机专业大学计算机教育教学改革已迫在眉睫.
2）大学计算机教育教学改革需要分类设计.
必须重新规划大学计算机课程体系,重新设计大学计算机课程内容,改革必须分类分层次进行,不能搞一刀切.教指委有关专家指出“不需要也不可能将计算思维的所有概念全部灌输给所有的学生”“应用领域不同,使用计算机完成任务的要求、方法和程度不同,对计算机应用能力要求也就不会相同,需要进行思维活动的深浅、参与的程度也有所不同,导致大学计算机教学必然多样化,要分类分层对待”.教育部教指委文件已提出将大学本科计算机课程改革方案按学科专业门类分为6类设计.因为经济社会对人才的需求是分类型的,大众化阶段的高等教育也是分类发展的,所以非计算机专业大学计算机课程改革的分类进行,不仅要按学科专业分类,而且要按教育类型分类.首先要根据本科、专科（高职）不同培养层次划分为本科的大学计算机课程和专科（高职）的大学计算机课程；在本科层次中又分为研究型和应用型人才,进而再按理科、工科、文科等学科专业门类需要,综合考虑进行课程体系的分类设计与实施.3）在大学计算机教育中引入计算思维具有前瞻性.
科学思维是人类智能的重要体现,是自然科学和社会科学发展提升到哲学层面的结果,进而又反作用于科学技术和人类社会的发展.自古以来,数学的发展形成了逻辑思维；物理学生成的实验思维成为实证思维的重要组成部分；系统论等提升了人们的系统思维能力.随着计算科学的发展以及全社会计算机应用水平的提高,近年来计算思维的概念被明确提出并在不断地被清晰化和系统化.计算思维是对传统计算机应用能力体系的提升,是计算机科学新发展的产物,对大学计算机课程的教学内容提出了新的要求.随着对计算思维的深入研究,计算思维有可能发展成为新的科学思维方式,指导各类专业工作,成为分析解决问题的思维方法支持.因此,会议讨论认为：在非计算机专业大学计算机课程中引入计算思维具有前瞻性,很有必要.
4）对计算思维还需要深入研究.
目前,计算思维成为计算机教育讨论的新热点,由计算机界提出,以计算学科为基础,其目标是构建形成普适性计算思维理论体系,已引起广大学者与高校教师的高度关注.目前计算思维的定义仍限于计算学科化的概念术语解释,未形成完整的理论基础和方法体系,在非计算机专业计算机基础课程改革中引入计算思维能力的培养,在认识上、教学上还存在着不少的困惑与争论.
有专家认为计算思维在“教学”层面上没有形成一个清晰的表达体系,其内涵、外延还没有得到清楚的描述等计算思维为什么可以成为当前计算机基础课程教学改革的核心,对此应当进行深入探讨.有专家认为计算思维目前还仅在计算机界内部讨论,并没有研究透彻,对计算思维诸多要素的提取还局限于计算学科的专业术语,难于被广大公众所理解和接受,成为普适性思维方式,有待提升到哲学层面.有专家认为计算思维目前的讨论只是初步的,并不成熟,应作为学术问题展开研讨,进行交流,百家争鸣,集思广益,而不要在不求甚解的情况下,急于贯彻,应该深入调查研究,充分听取各种意见,取得共识.
尽管与会专家、教师从各自不同视角发表了对计算思维的看法,但对于“将计算思维从计算学科提升成一种科学思维方式,还需要加强深入研究”是大家的共同认识.
2.2两点争鸣
“论坛”对于非计算机专业大学计算机教育改革与计算思维培养问题尚存在一些不同观点的争鸣和讨论,主要反映在以下两个方面：
1）计算思维能力与信息应用能力的关系.
“论坛”研讨中对计算思维在非计算机专业本科/高职计算机基础课程以及计算机应用中定位的讨论,其实质是在大学非计算机专业的计算机教育课程改革中如何处理培养计算思维能力与信息应用能力的关系问题.
有专家认为要把计算思维能力的培养作为我国高水平研究型大学计算机基础教学的核心任务,应加强以计算思维能力培养为核心的计算机基础教学课程体系和教学内容的研究,在计算思维指导下进行大学计算机课程改革与建设.在这一观念指导下,专家结合自身实践探索提出了理科、工科、文科类非计算机专业以计算思维能力为核心的大学计算机课程体系方案,介绍了教学中突出培养学生计算思维能力的经验以及尚存的困惑.
有专家认为对于应用型人才培养必须注意正确处理培养计算思维与面向应用的关系,培养计算思维不是目的,而是为了更好地应用计算技术,推动社会各领域的发展与提高,应用型大学非计算机专业计算机教育的本质永远是计算机应用的教育,要以应用能力为导向,使学生具备在各个领域应用计算机的能力.
有专家认为新形势下信息应用能力的内涵已发生深刻的变化,传统的以技术技能为主的信息应用能力必须向以行动能力为核心的信息应用能力提升.在计算机基础教育中计算思维要服务于信息行动.在这一认识指导下,专家介绍了面向应用型人才培养提出的“以计算机学科理论、知识应用、基本技能为基础,以计算思维为主线,以信息行动能力为核心,以信息应用为目标”的大学计算机教育课程体系和解决方案.
还有专家以国家精品课程“程序设计”课程的教学为例,介绍了递归、抽象、枚举、搜索等计算思维诸要素如何在“问题驱动-理清思路-建立模型-构思算法-程序实现”的程序设计过程中运用,以培养学生计算思维与解决问题的行动能力,极好地诠释了计算思维与程序设计行动过程的关系,强调了只有在问题解决的实践中才能培养计算思维与行动能力.
来自台湾的专家介绍了台湾地区大学非计算机专业的计算机教育,它将信息处理能力与批判思维能力很好地结合,着力培养学生信息决策思考力,这也是当前国际的主流趋势.尽管一些提法与大陆不同,其实质还是培养学生运用科学思维和信息技术解决问题的行动能力.
在大会讨论中,针对计算思维能力与信息应用能力的关系问题,来自全国大学的一线教师进行了热烈讨论,发表了各自的观点看法,给出了很多建设性意见,也提出不少疑问.
2）对当前大学新生计算机应用能力掌握状态的估计.
在对新的大学计算机课程改革方案讨论中,就主张取消作为“狭义工具”的计算机基本技能教学内容,专家、教师发表了各
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自的看法.不同观点的本质并非是否定计算机作为“狭义工具”的重要作用,而是对当前大学新生的计算机应用能力的掌握状态上存在着不同的估计.主张“取消”的实质是认为,中学信息技术教学的提升使大学新生的计算机基本技能水平已有很大提高,有的甚至比教师还要强,特别是重点大学的入学新生,因此本科与高职非计算机专业计算机基础课程可以消减学时或不用开设了.但由于信息技术并未列入高考内容,也鲜见对全国范围内大学新生计算机基本技能水平的调研数据,使主张“取消”缺乏实证依据.
在论坛中专家对2012年“大赛”情况进行分析,给出了警示.从分析数据看到,在2012年大赛中,大陆有28个省、市、自治区的202所高校的1万多名在校学生参加,总决赛阶段从1万多名参赛者中选拔出534名学生进行决赛.在总决赛中,针对基于国际IC3标准的计算机基本知识、概念及IT工具使用的上机在线竞赛,竞赛结果显示这些经过选拔参赛并进行一定辅导与练习的学生,计算机基本技能与基础知识和概念掌握的平均成绩仅为及格.本科生比高职生平均成绩略高.同类学生平均成绩不高,且标准差和极差过大,说明对“狭义工具”的计算机基本技能掌握严重不平衡.按省、市、自治区统计的平均成绩看,经济发达、沿海地区的平均成绩与西部地区存在差异,但差异不明显.而对重点高校参赛情况的分析可以看出,重点高校的成绩要好于普通高校及高职院校,但不均衡,仅有两所重点大学平均成绩较高,多数重点大学的平均成绩接近总平均成绩,还有一些重点大学的平均成绩在总平均成绩以下.由此,得到的结论是,对计算机基础知识、概念的掌握和基本工具的使用,一般大学生群体的整体情况不会好于参加总决赛学生的这个竞赛结果,所以,不支持“在全国范围,进入高校的学生已经基本掌握计算机的基本操作”的观点.实证研究结论是“大学新生信息技术应用水平总体在提高,但严重不平衡”,掌握好“狭义工具”仍是非计算机专业大学生的基本功,只是大学计算机课程改革要建立在“不平衡”这一实证研究基础上.
在与会专家学者给出的以计算思维为主线的大学计算机课程体系改革方案设计中,从不同视角展示了对以计算思维为主线的大学计算机课程体系改革的认识和探索,也反映出对“狭义工具”的计算机基本技能在大学计算机课程体系改革中的不同态度,也许这正是高等教育分类发展形势下,大学计算机课程改革的良好基础.
3结语
在本次论坛中,与会专家和教师围绕主题和重点展开学术探讨,就新时期计算机专业教学改革与非计算机专业计算机基础课程改革的热点、难点问题各抒己见,开启了新的认识,开阔了改革的思路,促进了交流的深入.面对改革与发展带来新的挑战,探索符合我国高等教育分类发展的大学计算机课程改革是我们面临的重要任务.这当中我们既不能盲目,也不能畏缩,要以深入研究为基础,明确人才培养需求,搞清内涵,抓住本质,扎实推进改革的步伐,推动新一轮改革的进程.
（编辑：彭远红）