計(jì)算機(jī)科學(xué)視角下中美大學(xué)先修課程之比較與分析 x

計(jì)算機(jī)科學(xué)視角下中美大學(xué)先修課程之比較與分析 譚靜儀 Bao Cheng Pan

摘要：中美貿(mào)易戰(zhàn)的爆發(fā)進(jìn)一步說明了科技興國(guó)的重要性與緊迫性。根據(jù)我國(guó)教育改革與發(fā)展的需要，推進(jìn)高中培養(yǎng)模式的多樣化、促進(jìn)中學(xué)與大學(xué)的銜接等成為近年來(lái)高中課改的一個(gè)重要方面。在此背景下，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了本土化的大學(xué)先修課程的試點(diǎn)。而計(jì)算機(jī)科學(xué)在近年成為美國(guó)、中國(guó)乃至全世界大學(xué)教育的新熱點(diǎn)。該文主要探討該科目（計(jì)算機(jī)科學(xué)原理）的特點(diǎn)、內(nèi)容以及由此浮現(xiàn)的美國(guó)與中國(guó)在中學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)政策、內(nèi)容、理念的差異以及由此得到的啟發(fā)和努力的方向。

關(guān)鍵詞：大學(xué)先修課;計(jì)算機(jī)科學(xué);計(jì)算機(jī)教育;中學(xué)信息教育;中美比較

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0145-05

在人工智能、大數(shù)據(jù)發(fā)展勢(shì)如破竹的今天，掌握了計(jì)算機(jī)科學(xué)，就等于掌握了“未來(lái)的語(yǔ)言”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，80%的工科課程會(huì)用到計(jì)算機(jī)相關(guān)技能，不僅如此，理科、金融、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科也越來(lái)越重視計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的應(yīng)用。不同學(xué)科和技術(shù)融合所激發(fā)出的創(chuàng)造力和活力引領(lǐng)這個(gè)時(shí)代的發(fā)展潮流。一個(gè)國(guó)家信息化發(fā)展程度也已經(jīng)成為衡量其國(guó)力強(qiáng)弱的重要標(biāo)準(zhǔn)。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中指出，中國(guó)的高中教育改革應(yīng)“推進(jìn)小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)有機(jī)銜接”“深入推進(jìn)課程改革”“推進(jìn)培養(yǎng)模式多樣化”。在該政策的引導(dǎo)下，高考改革等相關(guān)工作的持續(xù)開展，中國(guó)的大學(xué)先修課程體系也已逐漸萌芽，創(chuàng)建。雖然，大學(xué)先修課程早已成為許多發(fā)達(dá)國(guó)家教育體系的重要組成部分，但他們也同樣有過中學(xué)大學(xué)教育的斷層時(shí)期。本文將從計(jì)算機(jī)科學(xué)視角出發(fā)，以美國(guó)、中國(guó)為例，先分別對(duì)兩國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程的基本內(nèi)容及其特點(diǎn)進(jìn)行介紹，再對(duì)比中美在計(jì)算機(jī)科目的課程評(píng)估、課程目標(biāo)、內(nèi)容等方面的主要差異。最后在文末討論我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程所面臨的挑戰(zhàn)和改革的方向。

1美國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程

1.1美國(guó)大學(xué)先修課程體系

美國(guó)先修課程（Advanced Placement簡(jiǎn)稱AP）考試的官方命題機(jī)構(gòu)是College Board，即美國(guó)大學(xué)理事會(huì)。美國(guó)大學(xué)理事會(huì)（The College Board）是非營(yíng)利性任務(wù)為導(dǎo)向的教育組織，其宗旨是幫助學(xué)生更好的準(zhǔn)備進(jìn)入高等教育階段的學(xué)習(xí)并獲得成功。大學(xué)理事會(huì)至今已有逾百年歷史，目前，已有超過六千個(gè)會(huì)員，包括世界頂級(jí)的中小學(xué)、學(xué)區(qū)、大學(xué)，及其他教育組織。

AP項(xiàng)目包括AP課程和AP考試。AP課程，難度和內(nèi)容相當(dāng)于大一的基礎(chǔ)課程，有三十多門可選科目，在學(xué)習(xí)完相關(guān)課程后參加AP考試，所考成績(jī)可作為大學(xué)認(rèn)可學(xué)分。

近年，已有四十多個(gè)國(guó)家的近四千所大學(xué)承認(rèn)AP學(xué)分為其入學(xué)參考標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)應(yīng)科目考試成績(jī)作為考生大學(xué)學(xué)分，例如帝國(guó)理工、牛津、劍橋、哈佛、耶魯?shù)仁澜珥敿?jí)大學(xué)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，擁有優(yōu)異AP考試成績(jī)的高中生在未來(lái)的大學(xué)學(xué)習(xí)往往有著更加出色的表現(xiàn)和發(fā)展，AP成績(jī)也被看作是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)和研究能力以及應(yīng)付高難度大學(xué)課程能力的重要指標(biāo)之一。

CollegeBoard對(duì)各分?jǐn)?shù)的定義如表1：

若學(xué)生在AP考試中獲得4分或5分，學(xué)校將有理由相信其有能力在大學(xué)課程的學(xué)習(xí)中取得良好以上的成績(jī)。相反，若學(xué)生只考了1分或2分，學(xué)校將認(rèn)為他（她）在該科目上并沒有達(dá)到大學(xué)入學(xué)水平。

1.2美國(guó)計(jì)算機(jī)先修課程的興起與發(fā)展

1.2.1美國(guó)大學(xué)先修課程的發(fā)展史

第二次世界大戰(zhàn)后，考慮到中等教育學(xué)生的準(zhǔn)備工作與高等教育的需求之間存在差距，福特基金會(huì)成立了促進(jìn)教育發(fā)展基金。該基金資助了兩個(gè)項(xiàng)目，第一個(gè)是由三所精英預(yù)科學(xué)校以及美國(guó)最著名的三所大學(xué)一一哈佛、普林斯頓和耶魯共同促成的：敦促中小學(xué)和大學(xué)視自己為“共同事業(yè)的兩部分”。

項(xiàng)目鼓勵(lì)高中招募有才華的教師來(lái)設(shè)計(jì)高級(jí)課程，課程將有資格獲得雙高中/大學(xué)學(xué)分，并將其推廣給頂尖高中高年級(jí)學(xué)生。此類項(xiàng)目還鼓勵(lì)大學(xué)和高中共同努力，創(chuàng)建無(wú)縫集成的課程，促進(jìn)學(xué)生輕松過渡到大學(xué)。1952年，一個(gè)11門學(xué)科的試點(diǎn)項(xiàng)目啟動(dòng)。1955年，美國(guó)大學(xué)理事會(huì)接管了該項(xiàng)目，并正式授予該項(xiàng)目為“大學(xué)理事會(huì)預(yù)修課程”。第一年，102所高中的1229名學(xué)生參加了AP課程，130所大學(xué)接受了AP學(xué)分。到2013年，大學(xué)理事會(huì)批準(zhǔn)的AP課程增加了兩倍，達(dá)到34門，涉及藝術(shù)、英語(yǔ)、歷史和社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)、世界語(yǔ)言和文化等領(lǐng)域。

2014年，奧巴馬簽署了“ESSA（Every Student SucceedsAct每位學(xué)生都成功法案）”。從那時(shí)起，美國(guó)掀起了一場(chǎng)全國(guó)范圍的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育新浪潮。在該法案中，計(jì)算機(jī)科學(xué)被強(qiáng)調(diào)與數(shù)學(xué)、英語(yǔ)等必修學(xué)科地位同等重要。美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)CEO Bobby Schnabel評(píng)論：“將計(jì)算機(jī)科學(xué)寫入ESSA是重要的里程碑”。一些美國(guó)學(xué)者更是將當(dāng)年稱為“計(jì)算機(jī)科學(xué)元年”。

而作為美國(guó)本地“高考”、或國(guó)際學(xué)生留美申請(qǐng)的大熱門專業(yè)，相對(duì)應(yīng)的，其大學(xué)先修課程（Advanced Placement）體系中也有相應(yīng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）課程。近年來(lái)，除了原先的Computer Science A，AP課程還新增了計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（AP Computer Science Principles）。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)原理科目于2016年正式發(fā)布之前，比較少的學(xué)生能在STEM（即科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（En-sineerinz），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫）課程中取得特別優(yōu)秀的成績(jī)一一尤其是女生和農(nóng)村的學(xué)生。

而AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理成為目前AP史上最流行的一門課，大量來(lái)自各種學(xué)科背景的學(xué)生為拓寬就業(yè)機(jī)會(huì)選修這門課并投入到計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)，可以說計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（ComputerScience Principles）是高中AP計(jì)算機(jī)科學(xué)選修人數(shù)劇增背后的驅(qū)動(dòng)力。

選修AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）課程的學(xué)生將學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念，探索計(jì)算機(jī)和技術(shù)如何影響世界。該課程教授編程和計(jì)算機(jī)原理;并不要求學(xué)生有編程基礎(chǔ)。

2007年，有20041名學(xué)生參加了AP計(jì)算機(jī)科學(xué)考試，到2016年，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)增長(zhǎng)到57937人，在2017年，這個(gè)數(shù)字上升到了103797人。到2018年，這個(gè)數(shù)字又迅速增長(zhǎng)至135992人。如圖1所示：

如果用時(shí)間序列算法對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可得到明年、后年該趨勢(shì)仍然為遞增的估計(jì)。

2018年參加AP計(jì)算機(jī)科學(xué)考試的女生人數(shù)較去年增加了39%，較前年增長(zhǎng)了183%。2017年為27395人，2018年為38195人。而參加AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Princi-ples）考試的女生從2017年的13328人增加到2018年的22721人，增幅高達(dá)70%。此外，在AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（ComputerSci-ence Principles）考試中取得3分或3分以上成績(jī)的女生人數(shù)增加了66%。

參加AP計(jì)算機(jī)科學(xué)考試的農(nóng)村學(xué)生從2017年的10007人增加到2018年的14194人，增幅42%。農(nóng)村學(xué)生參加AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）的人數(shù)增長(zhǎng)最多，從2017年的5045人增加到2018年的8705人，增幅73%。在AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）考試中獲得3分以上的農(nóng)村學(xué)生比去年增加了59%。

新的AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理課程的普及與學(xué)生考試成績(jī)的成功密不可分?？傮w而言，74.5%的學(xué)生在2017年AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）考試中獲得3分或以上（如前所述，5分非常優(yōu)秀，3分合格，可計(jì)人大學(xué)學(xué)件）的成績(jī)。AP計(jì)算機(jī)科學(xué)考試的成績(jī)與預(yù)期一致，有時(shí)甚至超出預(yù)期。

除了美國(guó)本土學(xué)生參考人數(shù)逐年上升之外，世界范圍內(nèi)人數(shù)眾多的留學(xué)生大軍也成為AP項(xiàng)目的主力軍。目前全世界范圍內(nèi)共有3800所高中提供AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Sci-ence Principles）課程的教學(xué)。

1.3美國(guó)大學(xué)先修課程計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容、特點(diǎn)與評(píng)估方式

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）主要教授的是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的核心概念以及計(jì)算機(jī)思維模式，為此AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）還設(shè)置了7大課程核心突出AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）的重要性——課程核心內(nèi)容包括如下7個(gè)要點(diǎn)：

（1）創(chuàng)造性：學(xué)生將使用計(jì)算機(jī)科學(xué)的技術(shù)或工具創(chuàng)造有趣以及相關(guān)的數(shù)字作品（例如：視頻，動(dòng)畫或者程序等）。

（2）抽象：抽象在計(jì)算機(jī)科學(xué)中具有非常重要的作用，在該部分，學(xué)生將通過抽象來(lái)對(duì)世界進(jìn)行建模，進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。

（3）數(shù)據(jù)和信息：數(shù)據(jù)與信息有助于知識(shí)的創(chuàng)造，在該部分，學(xué)生將學(xué)會(huì)如何處理數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息和知識(shí)。

（4）算法：學(xué)生將在該部分，通過一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)學(xué)習(xí)算法并且應(yīng)用算法。

（5）編程：學(xué)生將學(xué)習(xí)編程的基本概念，以及應(yīng)用于一系列項(xiàng)目。

（6）互聯(lián)網(wǎng)：學(xué)生將了解互聯(lián)網(wǎng)是如何運(yùn)作的，互聯(lián)網(wǎng)的特征以及互聯(lián)網(wǎng)安全。

（7）全球影響：學(xué)生將分析計(jì)算機(jī)對(duì)于世界的影響。

以上提及的AP計(jì)算機(jī)科學(xué)A（Computer Science A）和AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）都是AP計(jì)算機(jī)系列中的一門課程，主要內(nèi)容與計(jì)算機(jī)相關(guān)。它們的具體情況如下：

（1）學(xué)習(xí)內(nèi)容

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)A（Computer Science A）課程，以JAVA語(yǔ)言為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)，了解JAVA語(yǔ)言的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想以及簡(jiǎn)單的算法。主要教授學(xué)生如何通過Java來(lái)進(jìn)行編程以及解決問題。

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）課程，則教授更為廣泛以及基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，并且導(dǎo)師可以在課程中自主選擇編程語(yǔ)言。通過AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Sci-ence Principles）的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解計(jì)算機(jī)科學(xué)的概貌、內(nèi)容、研究方法、計(jì)算機(jī)原理，以及更高級(jí)的內(nèi)容一例如大數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算，互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)安全。

（2）教學(xué)思想

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）更專注于計(jì)算機(jī)思維以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，該課程相比于AP計(jì)算機(jī)科學(xué)A（Computer Science A）會(huì)涉及更多的計(jì)算機(jī)知識(shí)并且不會(huì)限制計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，給導(dǎo)師和學(xué)生更多的自主權(quán)。

AP計(jì)算機(jī)系列課程說明了未來(lái)世界里代碼的重要性，而AP此次增加的計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）新課程，從另一方面說明越來(lái)越多的美國(guó)大學(xué)重視計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）的綜合應(yīng)用。

（3）考核方式

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)A（Computer Science A）的考試在年末，包括兩個(gè)部分：L9）section 1：?jiǎn)芜x題40道，一共90分鐘;section 2：簡(jiǎn)答題4道，一共90分鐘。

AP計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）的考試包括：課程期間的兩個(gè)項(xiàng)目報(bào)告以及年末考試（均為不定項(xiàng)選擇題）。

當(dāng)然，美國(guó)除了AP課程之外，還給高中生提供了其他各種各樣的先修課程一例如IB：IB課程全稱為國(guó)際預(yù)科證書課程onternational Baccalaureate Diploma Programme），是1968年由國(guó)際文憑組織（IBO）為世界范圍的高中生設(shè)計(jì)的為期兩年的文憑課程。IB課程難度較大，是極具水平的世界通用預(yù)科文憑，也因此被譽(yù)為世界名校敲門磚。這些高中先修計(jì)劃能夠很好地滿足高中學(xué)生更深層次的學(xué)習(xí)、探索需求，提前培養(yǎng)專業(yè)人才。

2我國(guó)中學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)與大學(xué)的銜接

2.1我國(guó)大學(xué)先修課程體系

可以看到，美國(guó)大學(xué)先修課程已有近70年的發(fā)展歷史，已經(jīng)形成了比較完整的課程體系，并且取得全球范圍內(nèi)很多高校的廣泛認(rèn)可。

相較之下，中國(guó)大學(xué)先修課程由于正處于發(fā)展起步階段，則出現(xiàn)了比較分散的狀況，即高校中還未形成統(tǒng)一認(rèn)證的考試標(biāo)準(zhǔn)。目前，受到關(guān)注較多的有以下3個(gè)：

三個(gè)先修課體系的具體情況分別如下：

（1）中國(guó)教育學(xué)會(huì)針對(duì)目前我國(guó)基礎(chǔ)教育和高等教育之間銜接存在斷層的情況，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多所知名大學(xué)、一流高中及教育科研服務(wù)機(jī)構(gòu)共同組織實(shí)施大學(xué)先修課程試點(diǎn)項(xiàng)目。目前并未將計(jì)算機(jī)納入考試科目行列，但可找到較多的線上計(jì)算機(jī)課程。CAP試點(diǎn)項(xiàng)目考試在每年的4月和10月舉行。在全國(guó)27個(gè)省自治區(qū)直轄市有41個(gè)考點(diǎn)。

（2）AC中設(shè)有計(jì)算機(jī)相關(guān)科目的課程以及考試，總體上采取中學(xué)教師授課形式，由北京大學(xué)各學(xué)科專家對(duì)中學(xué)授課老師進(jìn)行課程培訓(xùn)。開設(shè)課程的中學(xué)選派相關(guān)科目教師參加，培訓(xùn)后頒發(fā)證書。證書類型分初級(jí)、高級(jí)兩種，初級(jí)教師培訓(xùn)由北京大學(xué)聯(lián)合各地大學(xué)理事會(huì)高校共同開展，通過初級(jí)教師資格考核的老師可申請(qǐng)參加高級(jí)培訓(xùn)班。考試形式：除“計(jì)算概論”為上機(jī)考試外，其余科目均為紙筆考試。

（3）中國(guó)大學(xué)先修課（CAP）：在其線上課程中，未能找到相關(guān)計(jì)算機(jī)的視頻課程，也并未將計(jì)算機(jī)科目納入考試范圍。理事會(huì)每年舉辦兩次線下考試，主要學(xué)習(xí)及考試的科目包括微積分、生物學(xué)等7門。

可以發(fā)現(xiàn)，在上述的三個(gè)主流體系中，計(jì)算機(jī)都未列為考試科目，僅設(shè)置了少量在線課程或線下課程。在CAP（中國(guó)大學(xué)先修課程理事會(huì)）中甚至沒有任何計(jì)算機(jī)相關(guān)課程。計(jì)算機(jī)科目只在AC體系中具有和其他科目較平等的地位。三個(gè)體系的認(rèn)證方式，被認(rèn)可的大學(xué)也不盡相同，并未統(tǒng)一。

2.2我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程的興起與發(fā)展

教育興則國(guó)家興，教育強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。我國(guó)的教育行業(yè)也一直在為降低中外差距，培養(yǎng)高端人才而不斷努力。

事實(shí)上，我國(guó)大學(xué)先修課最早可追溯至九十年代，彼時(shí)南京金陵中學(xué)開展高考制度改革，與多所大學(xué)合作，增加英語(yǔ)、微積分等大學(xué)先修課程，然而，出于各方壓力，該項(xiàng)目于幾年后遇重創(chuàng)而中止。2012年，上海理工大學(xué)附中與國(guó)內(nèi)多所高校合作進(jìn)行中國(guó)大學(xué)先修課的改革探索及實(shí)踐。2014年，中國(guó)教育學(xué)會(huì)仿照美國(guó)模式嘗試開展大學(xué)先修課，目前，已進(jìn)行多輪試點(diǎn)，共開設(shè)了8門大學(xué)先修課。2015年11月，清華大學(xué)牽頭啟動(dòng)“中國(guó)MOOC大學(xué)先修課（MOOC of China AdvancedPlacement，MOOCAP）”項(xiàng)目，項(xiàng)目涉及國(guó)內(nèi)多所重點(diǎn)中學(xué)，拉開了大學(xué)先修課課程改革的序幕。

經(jīng)過發(fā)展，目前主流的中國(guó)大學(xué)先修課程體系中能找到的計(jì)算機(jī)相關(guān)課程有：

CAP（中國(guó)教育學(xué)會(huì)）：線上課程（有學(xué)分）：程序設(shè)計(jì)與算法、零基礎(chǔ)學(xué)Python語(yǔ)言，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等。

AC：線下課程：計(jì)算概論（設(shè)置考試）。

CAP（中國(guó)大學(xué)先修課程理事會(huì)）：沒有任何計(jì)算機(jī)相關(guān)課程，更無(wú)考試。

2.3我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程的內(nèi)容、特點(diǎn)與評(píng)估方式

2.3.1課程內(nèi)容

我國(guó)AC計(jì)算概論課程，與上文提及的美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）先修課程一樣，可面向零基礎(chǔ)學(xué)生。教學(xué)編程語(yǔ)言為C++。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生能建立起“學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識(shí)所需的基本知識(shí)背景”，掌握“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)”，擁有“獨(dú)立設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序解決問題”的基本技能。

盡管和美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）選用語(yǔ)言不同，但兩門課程都為學(xué)生提供了一種語(yǔ)法嚴(yán)謹(jǐn)、結(jié)構(gòu)清晰的編程語(yǔ)言，讓學(xué)生以此入門學(xué)習(xí)如何編寫程序。不同之處在于，AC計(jì)算概論的主要介紹面向過程的問題求解，而美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)原理（Computer Science Principles）則關(guān)注面向?qū)ο蟮膯栴}建模和設(shè)計(jì)理念。高中生的信息學(xué)科核心素養(yǎng)之一是計(jì)算思維能力，是指在運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)能力。具備計(jì)算思維的學(xué)生在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù);通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題方案;總結(jié)利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決之中。美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）和我國(guó)AC計(jì)算概論采取不同的視角，各有側(cè)重地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

2.3.2評(píng)價(jià)方式

中國(guó)大學(xué)先修課程的總體目標(biāo)是填補(bǔ)學(xué)生中大教育之間連接縫隙，激發(fā)學(xué)生潛能，培養(yǎng)其學(xué)科核心素養(yǎng)。

根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)，以傳統(tǒng)的筆試作為單一、主要的評(píng)價(jià)模式是不夠的，而信息相關(guān)課程的一個(gè)獨(dú)特之處是可以使用線上測(cè)評(píng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)作業(yè)布置和批改（2）。線上測(cè)評(píng)是程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練的重要手段，學(xué)生可在線提交程序代碼，在線查看代碼執(zhí)行結(jié)果反饋。通過線上測(cè)評(píng)系統(tǒng)，可以考查學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的熟練程度，同時(shí)培養(yǎng)周密而扎實(shí)的編程與調(diào)試基本功，AC計(jì)算概論課程就是如此。而與AC計(jì)算概論考試不同的是，美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）考試采取筆試，提供常見類方法的語(yǔ)法參考資料，程序編寫題由閱卷者人工批閱。通過評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可以了解到，相比于細(xì)枝末節(jié)的語(yǔ)法錯(cuò)誤，命題人更為重視學(xué)生對(duì)于程序設(shè)計(jì)理念的掌握，可以按照程序?qū)崿F(xiàn)給相應(yīng)的部分分值。這與我國(guó)計(jì)算概論考試采取線上測(cè)評(píng)的考試形式截然不同，后者的理念是"Code wins argu-ment”（代碼至上），哪怕只有一點(diǎn)小錯(cuò)誤，得分即為零分。

3中美計(jì)算機(jī)先修課程比較與啟示

除上文提及的課程內(nèi)容設(shè)置類似、評(píng)價(jià)方式不同（美國(guó)為筆試，按步驟給分;中國(guó)為在線測(cè)評(píng)，如過程序無(wú)法最終運(yùn)行，則為0分）外，本部分還從以下兩個(gè)方面進(jìn)行比較分析，從而獲得啟示。

3.1我國(guó)計(jì)算機(jī)大學(xué)先修課程效果評(píng)估

大量研究表明，美國(guó)AP計(jì)算機(jī)考試的成績(jī)與學(xué)生入學(xué)后的表現(xiàn)呈正相關(guān)關(guān)系。

筆者根據(jù)中山大學(xué)新華學(xué)院2018級(jí)1000名抽樣學(xué)生的兩門計(jì)算機(jī)課程（計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）及其他相關(guān)信息（包括學(xué)生MOOC計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)先修課學(xué)習(xí)情況、性別、MOOC程序設(shè)計(jì)先修課學(xué)習(xí)情況、所屬專業(yè)、入學(xué)前是否有個(gè)人電腦、大一期末程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程成績(jī)、地區(qū)、是否通過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)免修考試）做數(shù)據(jù)挖掘，得到如下結(jié)果：

首先，考量第一門課（計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)）的相關(guān)影響因素。對(duì)“是否通過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)免修考試列做“分析關(guān)鍵影響因素”挖掘，進(jìn)行分析的因素中包括除去另一門課程序設(shè)計(jì)先修課和成績(jī)的兩列外其他所有列。得到如下結(jié)果：

由上可得，對(duì)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)免修考試是否通過，相對(duì)影響最大的因素是MOOC計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情況，其次，是學(xué)生所在地區(qū)。其中，“未曾學(xué)習(xí)”過MOOC先修課程或出生農(nóng)村的同學(xué)更加傾向于“未通過”，而“學(xué)過”MOOC先修課程和省會(huì)以上城市的同學(xué)更傾向于“通過”。其他因素例如性別、專業(yè)、是否有電腦等出乎意料地并不成為關(guān)鍵因素。

3.2我國(guó)計(jì)算機(jī)大學(xué)先修課困境、挑戰(zhàn)與改革方向

3.2.1困境與挑戰(zhàn)

首先，美國(guó)是早已形成完善的大學(xué)先修課制度體系，在此基礎(chǔ)上，利用MOOC作為輔助進(jìn)一步發(fā)展先修課的。

而在我國(guó)，雖然MOOC已上線的計(jì)算機(jī)課程已數(shù)以百計(jì)，但大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課和MOOC都只是處于發(fā)展萌芽期，當(dāng)兩個(gè)新生事物同時(shí)交融發(fā)展，必然引發(fā)兩者自身發(fā)展和兼容兩方面都需解決的問題。目前，兩者都更為注重課程內(nèi)容的研發(fā)，而對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容上與高中課程結(jié)合，制度上大學(xué)與高中的有機(jī)銜接、高校間的協(xié)調(diào)互認(rèn)等方面并不重視，仍存在許多問題，筆者總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

1）計(jì)算機(jī)課程在我國(guó)先修課程體系中地位較低

計(jì)算機(jī)課程在美國(guó)備受重視，在各種先修體系中都設(shè)有2門以上課程，也是目前最流行的、參考人數(shù)最多的課程。

然而，在我國(guó)，目前3個(gè)主流體系，僅有AC將計(jì)算機(jī)列為考試科目，且僅設(shè)有一門計(jì)算概論。另外兩個(gè)體系甚至都未設(shè)置任何一門計(jì)算機(jī)有關(guān)科目為考試科目。

2）計(jì)算機(jī)大學(xué)先修課課程體系尚未形成統(tǒng)一體系。

上文提及的3個(gè)主流中國(guó)大學(xué)先修課課程體系，尚處于各不相謀、自立門戶的狀態(tài)，并未形成公認(rèn)統(tǒng)一的體系，距離形成成熟可行的課程體系，還任重而道遠(yuǎn)。

3）高校間對(duì)大學(xué)先修課的標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)分認(rèn)證機(jī)制未達(dá)成共識(shí)。

美國(guó)AP、或IB的評(píng)價(jià)方式被高校廣泛接受，有統(tǒng)一、明確的學(xué)分認(rèn)證機(jī)制。

而目前，我國(guó)3個(gè)體系有各自的認(rèn)證高校，但覆蓋面都不廣泛，互相之間也無(wú)交集，對(duì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)并未達(dá)成共識(shí)，這從根本上制約我國(guó)大學(xué)先修課的發(fā)展。這將很大程度降低中學(xué)生參與先修課的動(dòng)力。

4）線上考試分?jǐn)?shù)不具高說服力。

我國(guó)現(xiàn)有的MoOC先修課程雖然設(shè)置了學(xué)分或者考試，但若直接采用線上平臺(tái)進(jìn)行考試，很難確認(rèn)學(xué)生是否是本人操作或有何輔助工具，因此，直接將此成績(jī)用于學(xué)分認(rèn)定將存在較大問題。

3.2.2改革方向

綜上所述，要穩(wěn)步發(fā)展我國(guó)大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課程制度，首先需教育部門提高計(jì)算機(jī)相關(guān)科目的地位，使之具備先修課考試資格，使得更多學(xué)生能投入該課程的學(xué)習(xí)。其次是明確計(jì)算機(jī)先修課建設(shè)中不同主體（包括高校、高中、教育管理部門等）的職責(zé)，特別是需要完善學(xué)分互認(rèn)制度，理清大學(xué)計(jì)算機(jī)先修課課程本身與高中信息知識(shí)體系之間的關(guān)系。當(dāng)前，中國(guó)大部分高校對(duì)直接利用先修課成績(jī)進(jìn)行學(xué)分認(rèn)定還處于觀望狀態(tài)，我國(guó)計(jì)算機(jī)大學(xué)先修課還有很長(zhǎng)的一段路要走。

另外，美國(guó)對(duì)于女性學(xué)生、農(nóng)村學(xué)生的計(jì)算機(jī)教育等信息科目天然弱勢(shì)群體的額外關(guān)注與投入也是值得我國(guó)從政策和實(shí)踐上學(xué)習(xí)的。