还计算机基础教育的本来面目

管会生

《大学计算机基础(第2版)》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材,以下简称《大基》),将由科学出版社2009年8月出版发行。创新是教师的生命力,创新是教改的永恒主题。新版《大基》比原版教材有了许多创新和特色,科学出版社给本教材拟定的宣传语或许是本书特色的最佳概括:

古算史上的“哥德巴赫猜想”——中国古老算具的发扬光大与传承

“ACM图灵奖”——计算机大师的风采实录

电子标签与手机二维码——“数字化生存”的最佳诠释与全面展示

“从甲午海战谈起”——电子表格软件“计算”功能的即时指引与重点回顾

“汶川不是忘川”——编辑软件与人文精神的完美结合

“神算小精灵(计算器设计)”——全程覆盖程序设计教学的范例实训

“MATLAB”——提高科学计算能力的工具精品

1计算机的生命在于应用

遵照“大学计算机基础”课程教学改革“精细、深入、实用、简捷”的宗旨以及“简单是美”、广度优先、授人以“渔”的编写原则,《大基》中许多内容率先在国内全面更新了传统的“计算机应用基础”课程以应用软件操作使用为主的教学体系结构,而以介绍信息系统和信息技术在各行各业应用中的新思想和新观念取而代之。通过大知识量的讲授阐述了这样一种理念:计算机的生命在于应用!我们确实不能再把对操作能力的评价作为对计算学科了解认知程度的尺度,就像我们不能把懂家电的人就认为他已懂得了电子学科一样。突出应用,讲求实效,将已有成熟的信息技术用于解决我们身边的实际问题,是所有院校都可以办到的,也是计算机基础教育巨大的发展空间!

《大基》在内容上突出了应用和实用技术。如“数字化生存”一章,内容包括信息技术在现代军事、音乐美术、二代机读身份证、电子商务、电子政务、电子邮政等领域应用情况的介绍,还介绍了目前处于研究热点的前沿技术,如人工智能与神经网络、数据仓库与数据挖掘、地理信息系统与“3S”技术等。这一章通过4节的篇幅,重点介绍了RFID(电子标签)技术、NFC、卡式管理技术和条码技术(包括手机二维码)的发展状况和应用前景,详细阐述了这些前沿技术的开发历史、技术实现思路、应用背景演

变以及未来发展的趋势。这4节的内容在同类教材中从未出现过。

2从程序设计语言“语法教学”的误区中走出来

大学真正要教会学生的应该是学会学习!学会思考!学会生存!传统的程序设计课程是以语言、语法为主的(计算机考试也是这样),举例也通常难易各异、离散且相互无联系,如一元二次方程求根、鸡兔同笼、汉偌塔、八皇后、魔方等等。在认真研究了可视化编程软件中自学自会以及“所见即所得”的许多设计思想和方法(菜单技术、可视化编程、用户友好性的保障等)的基础上,《大基》以一种全新的教学理念和教学方法组织并编写了程序设计的授课内容,真正从“设计”着手,以程序设计思想与方法为核心,结合“神算小精灵(计算器)”实用完整的程序开发,并以此作为贯穿始终的教学案例,讲授程序的设计与控制,覆盖程序设计语言所有的知识点。即将程序设计语言的可视化设计(控件及属性设置、界面设计)和程序设计(基本数据类型、运算符、表达式、常用内部函数、事件过程以及分支与循环控制语句)的主要内容,紧紧围绕“神算小精灵”的程序开发来讲解和演示,并以此取舍现有的教学内容;在分章节进行教学时,教学案例“神算小精灵”也是循序渐进、从一而终,以保证程序设计教学过程的完整性和连续性;案例讲授结束,程序设计的教学亦当完成。实践证明,这种以全新的教学理念组织教学内容以及灵活应用贯穿始终的案例教学方法,可以增强教学工作的科学性、合理性、实用性和趣味性。我们的教学目的,不是让学生仅仅学会一门程序设计语言的语法,而是通过案例学习,让大学生真正懂得什么是程序“设计”,真正学会和掌握程序设计,今后能够完全自学其他的程序设计语言和方法。

目前理工科高校的实际现状是,计算仍然使用计算器。20世纪80年代,计算机基础教育以讲授作为“计算工具”的各种程序设计语言为主,如FORTRAN语言。众所周知,科学计算涉及所有理工专业和课程,机械、电子和控制等十多门理工科后续课程都离不了它,所以对理工科而言,“科学计算”就是这些后续课程的“计算机基础”。如用MATLAB解线性代数方程,力学课上要用,信号处理要用,电路课程要用(而且是复数的)……解线性微分方程也要以解线性代数方程为基础。当20世纪90年代,国外用新的四M语言(指科学计算语言MATLIB、Maple、Mathematics、MathCAD)替代FORTRAN等语言时,国内各大学却没有及时跟进。本届教育部计算机基础课程教学指导委员会提出:大学理工科要把“科学计算能力”作为重要的培养目标。为真正提高大学生“科学计算”的能力,《大基》在国内同类教材中首次增加了《MATLAB应用基础》一章,以MATLAB2008a版本为基础介绍MATLAB最基础、最常用的计算功能。

3朴素的人文精神与浓浓的人文情怀

教学实践中我们体会到:人文知识的积累和人文修养的提高是至关重要的。一个人的审美观念是他整个生命的经历和思考的总积累,将会影响他的一生。一个具有丰富人文知识和人文气质的人,身上积淀了祖国优秀文化的底蕴,汲取了本民族和人类精神之精华,他就会具有很强的判断力、美的欣赏力、适应变化的灵活性和自信心,就会理解人类文化和价值体系,并把这些知识与其很强的判断力结合起来,批判地思考科学、道德、伦理和社会等问题。这也是我们培养创新人才时,要求必须具备的信息素养和人文素质!

(1)《大基》的许多内容对培养大学生的人文素质与人文精神是非常有利的。如:信息学科发展史是从中国最古老的计算工具——算筹和算盘以及古算史上的“哥德巴赫猜想”讲起的,温故而知新;信息传输与处理技术是从中国古代烽火台和中国的方块汉字讲起的;还有信息理论的奠基人与ACM图灵奖、中国特色的信息化道路、当代毕昇——王选、“9.11”与远程容灾系统、计算机神话——IT业批判、文明的困惑——信息技术与伦理道德的“两难推理”、计算机美术与计算机音乐、机读身份证——中国信息化之契机、“校园一卡通”工程等。

(2)《大基》中涉及的人文科学问题还有:信息爆炸与信息污染;黑客与计算机教育;易学与计算机科学;计算机算命与预测科学;网络教育中国家观念的教育;网络隐私权与信息道德教育;信息产业界的道德准则;专利和知识产权管理;信息资源的检索与利用;中国现代物流与电子商务等。

(3) 汶川振动中国,而中国感动世界。《大基》除继续保持中国文化特色与人文精神之外,书中编辑软件教学案例采用了汶川地震以来报刊上已发表的诗歌和本书主编自己撰写的《汶川不是忘川》散文诗(“2006～2008年度大众百花文学奖”评选入围作品),分别由《国殇》、《怎能忘》、《汶川挺住,中国加油》、《同胞,天塌下来我们一起来扛》四个案例组成,讴歌了汶川气壮山河的生命大救援以及所迸发出的世所罕见的中国速度和中国力量!这也是2008年所出版教材中的首例。

(4)《大基》理直气壮、旗帜鲜明地推广应用国产软件的方向是值得肯定的。《大基》有意略去了编辑软件系统平台的说明,其目的颇有矫枉过正的味道。因为书中所有教学案例,在国产软件红旗中文2000、WPS2003或永中Office环境中均可实现,当然在微软的Office平台上也没有问题。许多教材往往只介绍微软的Office,而根本不提国产软件。计算机基础教育不同于数、理、化等经典理工科教育,它与国家利益、国家安全息息相关,与国家IT产业的发展息息相关。中国大学的计算机基础教育不能再为美国IT公司作义务操作培训和免费广告了。高校今后计算机基础教育及国产软件的应用推广,不能再靠免费赠送与免费安装来维持(国产软件企业曾打出过每套软件1元人民币的价格),免费是世界上最昂贵的东西。

4还计算机基础教育的本来面目

(1) 文档编辑操作软件的教学。有近百种版本的大学计算机基础教材,都对编辑软件的基本功能与操作细节作了详细阐述。由于采用了大量的屏幕拷贝,大学生们形象地称这种教科书为“计算机操作连环画”。目前众多“连环画”式的计算机“教材”也确实越来越像是软件使用说明书或操作工具手册。这样的做法既无必要,也根本没有这样详细讲授的课时。计算机技术发展极快,给了教师很大的讲授空间。但同时我们也应该给学生应有的学习空间,让他们学会学习!

《大基》用一章篇幅讲授了汉字信息处理技术与文档编辑软件,包括电子表格的计算功能、文档编辑和幻灯片编辑。没有软件功能与操作细节的叙述,而是将众多编辑操作要素和知识点融合在每一个作品样张(课件)中。如一个文档编辑样张(课件),就可能包括标题艺术字、段落底纹、段落边框、首字下沉、文档水印、插图绕排、不等宽分栏、页眉页脚、页面边框等诸多编辑要素。教师在课堂上真正要讲授和演示的,不是千篇一律的课件幻灯片,而是实用的教学案例,以避免在课堂上出现照“片”宣科的不良现象。按作品样张操作演示授课,这样的做法甚至已不能算作是“创新”,因为我们自己就是靠这种方法学习软件操作的,而不是靠通常意义上所谓的计算机“教材”来学习编辑软件的。

(2) 中小学生学习计算机给我们的启示。就像电视、数码相机、手机、上网和QQ,中小学生会使用它们并不是因为在学校学习过这些内容;实际上,也没有任何一所学校开设这些内容的课程;而某些过级的网络游戏操作,要比目前我们所有教材中所讲授的软件操作都要难许多倍;熟悉电脑的中小学生,靠的是学习兴趣,兴趣是最好的老师;靠的是现代软件提供的“所见即所得(What you see is what you get)”、“操作一致性”和庞大的在线帮助(On line help)功能。因此,许多软件的操作,根本不是在课堂上或书本里才可以学会的!我们为什么还要将学生通过课外上机就可以完全掌握的许多内容像菜单一样罗列在大学教材中呢?这不是浪费吗?再厚再详细的教材,其内容会比软件本身所提供的在线帮助的内容还要多吗?!

(3) 电子表格软件是同类传统教材的常规内容,以讲授表格编辑为主。新版《大基》却“从甲午海战讲起”,讲授以公式和函数引用为核心内容的“电子表格计算”功能,全部采用案例教学,与中学所讲授的电子表格软件拉开距离,提高了授课水平和教学质量。

(4) 大学四年的课程如今都采用PPT幻灯片课件,大学生们对此早已产生严重的视觉疲劳。课件的使用和选择原则应以突破教学难点为根本目的,只有在用常规手段不能很好解决教学难点时,才考虑使用课件,以真正起到辅助教学的作用。本教材授课教师可以不再统一使用PPT幻灯片课件,让大学生们从幻灯片课件的视觉疲劳中解放出来,而是“讲什么软件就用什么软件作课件”。如“电子表格中的计算”一节所用课件“从甲午海战谈起”和“生

死不离”等,就是用电子表格编辑软件制作而成的。这样有利于鼓励大学生利用现代软件的所见即所得、操作一致性和在线帮助等功能,通过反复动手实践自学本书内容。

5结束感言

“大学计算机基础”本是本科阶段所有课程中最有趣味、最具活力和吸引力的课程,但目前却少有这种反映。

计算机基础教育早已不是“学而时习之不亦乐乎”的精神乐园,四年的幻灯片教学已严重造成大学生们的视觉疲劳,反复的ABCD知识竞猜早已破坏了大学生们的学习兴趣!一节课的教学任务固然是有形有限的,完成不了可以重来,而学生失去的兴趣又有多少可以重来?!

教育是科学,其价值在于求真。教育是艺术,其生命在于创新。而担负此重任的,应该是我们今天的大学。大学是出思想的地方!大学是谈文化、论教育的地方!大学是创新和社会进步的源泉,大学能够、也应该如此,在21世纪尤其如此。

计算机基础教育不是简单的打字编辑教育,更不是计算机专业教育的“压缩饼干”。我们应该树立计算机基础教育应有的品位、风格和特色!要使我们的课程体系及架构得到人们最其码的尊重和重视,而不要再去争论:是“工科”还是“理科”?是“职业教育”还是“学科建设”?是“工具”还是“文化”?从事计算机基础教育的教师们切记,我们的“水平”是要靠我们自己推广计算机应用来提高的,而不在于“深入”专业课有多深。我们要靠自己的工作来提高计算机基础教育在整个高等教育中的地位,靠提高计算机基础教学的质量来实现我们的人生价值,并从中充分享受她带给我们的这份快乐和工作乐趣。

要设立一门适合于所有本科专业的计算机应用基础课程是不可能的!计算机教材或许是永远让编写者后悔的书,因为它无法时尚,更不可能新潮起来。但是,爱岗与敬业是为人之本分,教书与育人是教师之天职,奉献与责任是师德之灵魂。教授的师德也是在创新的教学实践和具体的课堂讲授中体现的,所以我认为设计如何上好每一节课就是教授的最大科研,尽管一般人会认为如此作为的教授没有多大出息!但是,我们认了!