中外合作辦學(xué)形式下《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程教學(xué)實(shí)踐與探索

孫守卿　劉秋香　蘇晶

【摘 要】《計(jì)算機(jī)科學(xué)》（Computer Science ）課程是中外合作辦學(xué)方向計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，其理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象。本文從如何搞好課堂教學(xué)，針對(duì)中外合作辦學(xué)生源的具體情況，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中對(duì)原有的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容作了調(diào)整，明確教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，很好地改善了教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)科學(xué)；程序證明；形式化方法；Hoare triple logic

【Abstract】" Computer Science "？is the core basic course of computer science major in the direction of Sino-foreign cooperatively. This course is full of theory and the content is abstract. In this paper， from how to improve the classroom teaching， according to the specific condition of Sino-foreign cooperative Education students， we have made some adjustments of teaching content， emphasized the key difficulty in the actual teaching process. It has improved the teaching effect very well.

【Key words】Computer science；Programming verification；Formal method； Hoare triple logic

0 前言

《計(jì)算機(jī)科學(xué)》（CS，Computer Science ）這門課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（中外合作辦學(xué)方向）的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在專業(yè)課程中起到理論支撐作用。該門課程在外方愛爾蘭利莫瑞克大學(xué)（University of？ limerick）第2學(xué)期同步開設(shè)。

《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程作為離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理課程的先導(dǎo)課程，其內(nèi)容相對(duì)于其他專業(yè)課程而言具有一定的廣度和難度。課程的主要內(nèi)容包括：程序正確性證明理論；集合論；形式化方法；棧的概念和操作等。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的中外合作辦學(xué)的授課模式是，由來(lái)自愛爾蘭利莫瑞克大學(xué)的教授集中1到2周時(shí)間講授課程。而在學(xué)期中其余的授課階段，由中方教師負(fù)責(zé)講授課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在這樣的混合授課模式下，由于學(xué)生英文基礎(chǔ)較差，很多的中方的講課學(xué)時(shí)就成為了對(duì)教學(xué)材料的英譯漢翻譯過(guò)程，老師忙著講翻譯的專業(yè)英語(yǔ)課。而當(dāng)外教來(lái)授課時(shí)，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容依然聽不懂、跟不上，授課效果不理想。課程考核時(shí)，很多學(xué)生對(duì)英文的題目似懂非懂，答題時(shí)不會(huì)用英文的方式進(jìn)行答題，課程通過(guò)率較低。為了提高課程的授課效果，中方教師在講授《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程的過(guò)程中，對(duì)授課方式和授課內(nèi)容做了探索和嘗試。

2 改變授課內(nèi)容和授課方式

由于是雙語(yǔ)授課，采用的講義全部是英文，對(duì)學(xué)生的英文讀寫能力要求程度高。而大多數(shù)的中外合作辦學(xué)的學(xué)生基礎(chǔ)偏差，因此，在外教授課之前，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平，授課方式和授課內(nèi)容做了如下改變：

2.1 改變授課方式

原有的老師講學(xué)生聽的教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)依賴心理嚴(yán)重。很多學(xué)生上課忙著被動(dòng)地記筆記，下課忙著抄例題。

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在上課之初，將學(xué)生分組，把原始外文講義分給小組進(jìn)行預(yù)習(xí)。讓學(xué)生利用課下時(shí)間查單詞的釋義，進(jìn)行初步地翻譯學(xué)習(xí)。每組的學(xué)習(xí)筆記可以以作業(yè)的形式提交到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。每節(jié)課，教師留出10分鐘時(shí)間，讓小組作報(bào)告。教師在剩余的時(shí)間里，針對(duì)小組的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行有針對(duì)性地講解。

2.2 精簡(jiǎn)講義。

針對(duì)學(xué)生的語(yǔ)言障礙，中方教師在授課之前，不再將外方的講義全盤照本宣科。而是將外方提供的原始講義進(jìn)行二次加工。保留主要知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)突出邏輯性強(qiáng)的詞匯和專業(yè)術(shù)語(yǔ)，化長(zhǎng)句為短句，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)梳理清楚各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，加深對(duì)概念的掌握和理解。同時(shí)也有助于學(xué)生掌握英文中常用的學(xué)術(shù)表達(dá)方式。

2.3 準(zhǔn)確提煉專業(yè)術(shù)語(yǔ)單詞

《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程中存在很多專業(yè)性很強(qiáng)的詞匯。有些詞匯看上去很簡(jiǎn)單，但是專業(yè)的翻譯和日常詞典的翻譯有很大的偏差。比如：assertion，百度翻譯成主張、聲稱，但是專業(yè)的參考文獻(xiàn)上都翻譯為斷言。如果只是生硬地翻譯，學(xué)生很難正確地理解和記憶這些概念。

因此，在授課過(guò)程中，中方教師要及時(shí)將專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行歸納整理。對(duì)于概念性的單詞，要求學(xué)生直接記憶英文及其英文釋義，比如像程序證明知識(shí)模塊中的Hoare triple logic（霍爾三元式） ，invariables （不變量），assertion（斷言） 等。

2.4 及時(shí)總結(jié)學(xué)習(xí)技巧

有些專業(yè)詞匯因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)的內(nèi)部聯(lián)系，中方教師在講解課程時(shí)，對(duì)于如下的概念： precondition（前置條件），postcondition（后置條件），prefix（前綴表達(dá)式），postfix（后綴表達(dá)式），infix（中綴表達(dá)式），injection（入射），surjection（滿射），bijection（雙射），這些概念非常重要，在給學(xué)生在講解概念定義的時(shí)候，可以花一些時(shí)間講解英文的詞綴，如：pre-，post-，in-，bi-，sur-，通過(guò)詞綴的歸納總結(jié)，讓學(xué)生既能夠充分理解概念本身，也能夠準(zhǔn)確拼寫記憶單詞，而且，能夠起到事半功倍的教學(xué)效果。

3 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)分配

《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程中主要的教學(xué)內(nèi)容包括：集合、關(guān)系和函數(shù)；程序正確性證明理論；字母表、字符串、字符集的定義，短語(yǔ)的二義性；棧的概念和操作等內(nèi)容。

（1）考慮到集合論的內(nèi)容，比如集合的概念、集合的運(yùn)算、函數(shù)的概念等，學(xué)生在初高中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中都有進(jìn)行了初步的學(xué)習(xí)，而且在后續(xù)的“離散數(shù)學(xué)”課程中還會(huì)進(jìn)行更深入地講解，所以，將該部分的學(xué)時(shí)由原來(lái)的14個(gè)學(xué)時(shí)刪減到8個(gè)學(xué)時(shí)。

（2）增加程序正確性驗(yàn)證的課時(shí)。

程序正確性證明理論的內(nèi)容抽象，屬于形式化方法的一種。包括：對(duì)于給定的編程語(yǔ)言能夠從語(yǔ)義分析其正確性。涵蓋了計(jì)算機(jī)程序和數(shù)學(xué)函數(shù)、以及程序變量和數(shù)學(xué)變量之間的關(guān)聯(lián)；如何構(gòu)造對(duì)計(jì)算機(jī)程序的判定，并利用這些判定和條件證明計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行結(jié)果的正確性，能夠證明循環(huán)次數(shù)的正確性；如何正確分析循環(huán)和遞歸程序并用數(shù)學(xué)方法證明其正確性。

該知識(shí)模塊是《計(jì)算機(jī)科學(xué)》課程的核心模塊。旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)程序與數(shù)學(xué)具有緊密聯(lián)系的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生如何利用數(shù)學(xué)方法和思維進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程分析的素質(zhì)，對(duì)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式非常重要。

在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生對(duì)該模塊沒(méi)有具體的概念，掌握起來(lái)太難。所以，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受能力，在授課過(guò)程中，中方教師將該模塊的學(xué)時(shí)由原來(lái)的18個(gè)學(xué)時(shí)，增加到24個(gè)學(xué)時(shí)，通過(guò)不斷強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生的證明推理的能力來(lái)加深學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的理解。

調(diào)整后的程序驗(yàn)證部分學(xué)時(shí)分配如圖所示：

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)《計(jì)算機(jī)科學(xué)》在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式的調(diào)整和改變，很好地提高了課程的授課效果。通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅對(duì)編寫的程序產(chǎn)生更為深刻的理解，能夠證明程序的正確性，而且養(yǎng)成了良好的編程習(xí)慣。在授課的過(guò)程中同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及英文的書面表達(dá)能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]莫愿斌.凸顯計(jì)算機(jī)專業(yè)特色的離散數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，14：111-113.

[2]何劍民，郭紅艷.離散數(shù)學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐與探索———以校企合作形式下計(jì)算機(jī)專業(yè)為例[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2016，29（10）：188-189.endprint