計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程教學(xué)改革和教材建設(shè)的重要指導(dǎo)

由教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(以下簡稱“計(jì)算機(jī)教指委”)組織編制的《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實(shí)施方案》(以下簡稱“教學(xué)實(shí)施方案”) 2009年7月由高等教育出版社出版發(fā)行。

1 “教學(xué)實(shí)施方案”建立的背景

從1999年開始,經(jīng)過幾年的大規(guī)模擴(kuò)張,人們對大面積擴(kuò)招后形成的新的高等教育態(tài)勢進(jìn)行了重新認(rèn)識,并把普通高等學(xué)校一般地分為研究型大學(xué)、教學(xué)科研型大學(xué)、教學(xué)型本科院校 (前面分類在一定程度上可對應(yīng)于我國高校本科的“一本”、“二本”和“三本”)、高等?？圃盒：透叩嚷殬I(yè)院校等幾種辦學(xué)類型。隨著高等教育大眾化、普及化時(shí)期的到來,初步形成了各類大學(xué)相對穩(wěn)定地分層次辦學(xué)的格局。

在社會需求和學(xué)科發(fā)展的推動(dòng)下,我國大陸現(xiàn)有598所高等院校設(shè)置了847個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)點(diǎn),在校生40余萬,構(gòu)成了一個(gè)巨大、復(fù)雜的專業(yè)群體。這不僅在規(guī)模上實(shí)現(xiàn)了從精英教育向大眾化教育的轉(zhuǎn)變,而且面對一個(gè)寬闊、繽紛的人才市場,正在從內(nèi)涵上實(shí)現(xiàn)從精英教育向大眾化教育的轉(zhuǎn)變。

精英教育注重厚基礎(chǔ)和廣適應(yīng),而大眾化教育更強(qiáng)調(diào)特色和應(yīng)用性,強(qiáng)調(diào)學(xué)校和專業(yè)更精確的培養(yǎng)定位。不同類型學(xué)校根據(jù)學(xué)生在知識和能力上的差異,所制定的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該有所區(qū)別,這是實(shí)現(xiàn)精英教育轉(zhuǎn)入大眾化教育所急需解決的問題。針對不同的培養(yǎng)目標(biāo),按照科學(xué)辦學(xué)的基本思路,采用不同的教育策略,規(guī)劃和提供不同的教學(xué)內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)更有效的教育,提高專業(yè)的教育教學(xué)水平。

2006年,計(jì)算機(jī)教指委發(fā)布了《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》,提出了以“規(guī)格分類”為核心思想的計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展建議,鼓勵(lì)不同高校在“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)名稱下,根據(jù)社會需求和自身實(shí)際情況,為學(xué)生提供不同類型人才培養(yǎng)的教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案。在“規(guī)格分類”思想的指導(dǎo)下,根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)科覆蓋面廣,計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)模大的特點(diǎn),將計(jì)算機(jī)專業(yè)人才分成科學(xué)型(也稱“研究型”)、工程型和應(yīng)用型。

2007年和2008年,計(jì)算機(jī)教指委又先后發(fā)布了《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》和《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與規(guī)范》,旨在為“規(guī)范”的實(shí)行提供支持。

據(jù)此,我們至少可以認(rèn)為:所在院校的辦學(xué)類型不同、培養(yǎng)目標(biāo)不同、所在地及其周邊地區(qū)社會需求的不同,這些計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該有所不同。計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程,針對不同院校的不同教學(xué)目的,應(yīng)該有不同和分層次的教學(xué)設(shè)計(jì)。例如,對于大多數(shù)計(jì)算機(jī)專業(yè)以及IT相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,尤其是非研究型院校的學(xué)生,應(yīng)該把學(xué)習(xí)定位在理解、熟悉和能夠靈活運(yùn)用的基礎(chǔ)上,而把那些“考研”所需要的更深層次理論性內(nèi)容放在選修或者考研復(fù)習(xí)階段來解決。從長遠(yuǎn)看,應(yīng)該對各層次院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)所開設(shè)的核心課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究,對其教學(xué)方法進(jìn)行積極的探索。

為推動(dòng)分類培養(yǎng)思想的落實(shí),建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,解決現(xiàn)在相關(guān)課程建設(shè)中普遍存在的問題,推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的科學(xué)辦學(xué)進(jìn)程,計(jì)算機(jī)教指委、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育專業(yè)委員會聯(lián)合高等教育出版社立項(xiàng)開展了“教學(xué)實(shí)施方案”的研究。

28門計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程

根據(jù)《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)公共核心知識體系與課程》并考慮“軟件工程”的重要性,該項(xiàng)研究包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件工程等8門課程的教學(xué)實(shí)施方案的研制,探求在計(jì)算機(jī)教指委給出的基本課程教學(xué)大綱下,如何面向科學(xué)型、工程型和應(yīng)用型三類人才的培養(yǎng)需要,根據(jù)不同類型人才關(guān)注不同的學(xué)科形態(tài)、不同的問題空間、不同的根本問題,以知識為載體,瞄準(zhǔn)專業(yè)能力的提高和專業(yè)素質(zhì)的形成開展有效的教學(xué)活動(dòng),形成較系統(tǒng)的課程教學(xué)實(shí)施方案。同時(shí),對相應(yīng)的教材建設(shè)提供指導(dǎo)性意見(方案),解決目前課程教學(xué)和教材建設(shè)中可能存在的趨同性、盲目性、孤立性,以及不完整、不合理交叉等問題,改變過分追求知識的全面性,忽略人才培養(yǎng)的適應(yīng)性的傾向,為計(jì)算機(jī)專業(yè)的教育教學(xué)能夠瞄準(zhǔn)基本目標(biāo),更科學(xué)有效地實(shí)施進(jìn)行探索。

為了完成研制,項(xiàng)目除了總體組之外,還針對8門課程,由來自全國各地知名高校的一批資深課程教學(xué)專家組成了對應(yīng)的8個(gè)研究小組,歷時(shí)一年,取得了豐碩的研究成果,并完整地體現(xiàn)在《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實(shí)施方案》中。

3 “課程實(shí)施方案”的設(shè)計(jì)原則

在任何一個(gè)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中,都需要有“培養(yǎng)目標(biāo)”和“培養(yǎng)規(guī)格”的描述,這些描述表達(dá)了通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施去實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。因此,要強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)為專業(yè)人才培養(yǎng)的總目標(biāo)服務(wù)。所以,教學(xué)計(jì)劃中包含的課程,并不是一個(gè)簡單的課程集合,這些課程應(yīng)該構(gòu)成支撐總目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)體系。課程按照類別和能力培養(yǎng)的作用構(gòu)成系列,按照前導(dǎo)、后續(xù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系和各學(xué)期課程的容量分布到不同的學(xué)期。在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中,每個(gè)課程都有自己的地位和作用,它們的教學(xué)組織與實(shí)施應(yīng)該能夠保證其作用的發(fā)揮。

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件工程這8門核心課程的內(nèi)容涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)最基礎(chǔ)的知識,是進(jìn)行專業(yè)能力培養(yǎng)的最基本課程。所以,這些課程的教學(xué)在專業(yè)教育中占有非常重要的地位,對于它們的教學(xué)應(yīng)該得到足夠的重視。

當(dāng)然,針對不同的培養(yǎng)對象和培養(yǎng)目標(biāo),課程的地位和作用會有所不同,重點(diǎn)、難點(diǎn)等需要關(guān)注的方面也不盡相同,再往深層探究,甚至作為知識載體所承載的內(nèi)容也是不同的。例如,就方法而言,有的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)掌握思想,有的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)掌握方法的實(shí)現(xiàn),有的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)掌握方法的證明,有的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)掌握方法的應(yīng)用。

為了使課程達(dá)到設(shè)計(jì)目的,還必須了解相應(yīng)課程的特點(diǎn)。不同課程關(guān)注的方面不同,在教學(xué)方法、教學(xué)手段上也會不同。例如,多數(shù)核心課程需要關(guān)注其原理、系統(tǒng)、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),需要比較豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)支撐,而離散數(shù)學(xué)則利用課堂教學(xué)就能取得較好的教學(xué)效果。

按照知識是載體,課程通過知識的講授向?qū)W生傳授計(jì)算機(jī)問題求解的思想、方法和技術(shù),實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)的提高的基本思路,同時(shí)考慮教學(xué)計(jì)劃的系統(tǒng)性,研究各門課程的教學(xué)實(shí)施方案。每門課程的教學(xué)實(shí)施方案主要包括兩大部分。

第一部分是總體描述。很多課程可以沿不同的維度進(jìn)行延展,這些延展的課程可以是本科階段相應(yīng)的擴(kuò)展課程,也可以是研究生階段將延續(xù)的課程,從而構(gòu)成課程群。這一部分給出有關(guān)該課程的總體設(shè)計(jì),包括該課程群在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位與作用,課程群的設(shè)計(jì)思想、依據(jù)、目標(biāo)、課程群的基本構(gòu)成等。

第二部分是相應(yīng)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)?！罢n程實(shí)施方案”對8門課程分別按照科學(xué)型、工程型、應(yīng)用型學(xué)生培養(yǎng)的要求,給出課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。這是課程教學(xué)實(shí)施方案的主體部分,主要包括基本描述、內(nèi)容大綱、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、考試基本要求等。

有的課程的教學(xué)實(shí)施方案中還包括第三部分內(nèi)容,給出了相應(yīng)課程群中其他課程的教學(xué)大綱。

4以“操作系統(tǒng)”課程建設(shè)為例

以專業(yè)核心課程“操作系統(tǒng)”為例。

“教學(xué)實(shí)施方案”指出,盡管操作系統(tǒng)課程有不同名稱,例如操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)原理、操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等,但基本教學(xué)內(nèi)容是類似的。本課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須學(xué)習(xí)和掌握的一門理論性和實(shí)踐性并重的核心主干課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程的先修課程為離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、匯編語言、計(jì)算機(jī)組成原理等。

“教學(xué)實(shí)施方案”針對在操作系統(tǒng)領(lǐng)域中科學(xué)型、工程型和應(yīng)用型在認(rèn)知層次上的不同,規(guī)劃了不同的課程目標(biāo)、課程定位、課程內(nèi)容和課程特點(diǎn),設(shè)計(jì)了三個(gè)不同的課程內(nèi)容矩陣,介紹了課堂授課、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、作業(yè)和習(xí)題要求、考試和成績評價(jià)等實(shí)施方案設(shè)計(jì),并為課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)踐層次及其響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

(1) 實(shí)踐層次1:使用與管理。建議設(shè)置安裝Linux、安裝Windows、Linux系統(tǒng)用戶接口和編程界面、Windows操作系統(tǒng)界面認(rèn)識、在Linux中使用U盤、屏蔽Windows桌面上的“回收站”、停止Windows的“自動(dòng)升級”服務(wù)、在Linux上配置FTP服務(wù)器和在Windows上配置IIS服務(wù)器等9個(gè)實(shí)驗(yàn)。

(2) 實(shí)踐層次2:觀察與分析。建議設(shè)置Windows Server 2003注冊表管理機(jī)制、Windows Server 2003進(jìn)程與線程、Windows Server 2003內(nèi)存管理、Windows Server 2003安全管理、Solaris進(jìn)程和線程、Solaris線程調(diào)度、Solaris內(nèi)存管理、Solaris文件系統(tǒng)等8個(gè)實(shí)驗(yàn)。

(3) 實(shí)踐層次3:編程與修改。建議設(shè)置進(jìn)程與線程、內(nèi)存管理、文件與文件系統(tǒng)、Shell、Linux內(nèi)核剪裁與編譯、操作系統(tǒng)內(nèi)核狀態(tài)的讀寫、系統(tǒng)調(diào)用、中斷與下半部處理、內(nèi)核模塊設(shè)計(jì)、簡單設(shè)備驅(qū)動(dòng)等10個(gè)實(shí)驗(yàn)。

(4) 實(shí)踐層次4:設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。建議設(shè)置進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步、內(nèi)核同步機(jī)制、虛擬內(nèi)存、文件系統(tǒng)、USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、可擴(kuò)展操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)虛擬化、微內(nèi)核和安全操作系統(tǒng)等10個(gè)實(shí)驗(yàn)。

5一些聯(lián)想

初次接觸“教學(xué)實(shí)施方案”這本書,我就深深地為其完整、深刻和周到的設(shè)計(jì)而折服,進(jìn)而想到:

(1) 在這個(gè)“教學(xué)實(shí)施方案”的形成過程中,計(jì)算機(jī)教指委、許多知名院校和高教出版社等組織不少領(lǐng)域的資深教學(xué)專家做了大量的工作。在實(shí)際教學(xué)過程中,確實(shí)存在著專業(yè)教師“腳踩西瓜皮,滑到哪里算那里”的問題。如何讓更多的專業(yè)教師共享這樣重要的教學(xué)指導(dǎo)意見,進(jìn)而推動(dòng)專業(yè)核心課程的教學(xué),最終受益于廣大的專業(yè)學(xué)生,值得我們思考,值得學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)費(fèi)心關(guān)注。

(2) “教學(xué)實(shí)施方案”不僅是專業(yè)核心課程開展教學(xué)和教學(xué)改革的重要指導(dǎo)文件,也是資深教師編寫好的專業(yè)課程教材的重要依據(jù),在新的核心課程教材建設(shè)中,教材編寫者應(yīng)該首先積極領(lǐng)會這個(gè)文件的主要內(nèi)涵。

(3) “教學(xué)實(shí)施方案”是本科計(jì)算機(jī)教指委組織完成的重要項(xiàng)目,正所謂“鐵路警察,各管一段”。事實(shí)上,高等?？茖W(xué)校和高等職業(yè)技術(shù)院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)也普遍存在著這樣的需求。一方面,也應(yīng)該積極建設(shè)這樣的指導(dǎo)性文件;另一方面,為高專高職相關(guān)專業(yè)開發(fā)新教材的作者以及出版社編輯,也可以積極參考和發(fā)展《教學(xué)實(shí)施方案》,探索專業(yè)教學(xué)和教材建設(shè)的新思路。

參考文獻(xiàn):

[1] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會. 高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實(shí)施方案[R]. 北京:高等教育出版社,2009.

[2] 周蘇. 教材建設(shè)的基礎(chǔ)是教學(xué)改革[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2007(11):67-70.