关于计算机专业课程教学方法的几点思考

2009-06-15何兵

计算机教育 2009年7期

何　兵

文章编号：1672-5913(2009)07-0068-06

摘要：本文在自己教学实践的基础上，针对目前教学方法改革所面临的新形势新问题，并根据作者所承担的课程特点，就教学方法的改革问题做了探讨。本文的主要思路可总结为：工程类专业的高等教育应使学生具备较高的工程素养。为达成素质教育的目标，在教学模式方面，应注重学生的品质养成、注重因材施教、注重多学科多门类的知识综合、注重实践和技能培养；教学方法方面应采取启发式教学、注重学生的心理接受能力、探讨小组讨论的可行模式；实践环节方面应从实际问题出发，培养学生多方面的能力；考试环节应更加注重平时成绩，淡化考试意识。

关键词：高等教育；教学方法改革；实践；目标；方法；经验

中图分类号：G642

文献标识码：B

1引言

大学教学方法的探讨一直是高等教育研究中十分重要的课题，如何进行教学方法的改革，长期困扰着高校教师。教学方法是达成教学目标，完成教学任务而采用的途径或方式。教师与学生之间的关系是“传道，授业，解惑”，如何更好地完成知识传递的过程是教学方法改革必须考虑的问题。教学方法的改革需要考虑到学生主体性的发挥，充分调动学生学习的积极性、主动性。本文在作者实践的基础上，就这一问题进行讨论。

本文首先就高等教育所面临的内外部环境加以分析，然后就课程教学的目标加以阐述，最后对教学方法改革进行了探讨。

2目前高等教育所面临的内外部环境

温家宝总理在2007年《政府工作报告》中指出：高等教育要以提高质量为核心，加快教育教学改革，相对稳定招生规模，加强高水平学科和大学建设，创新人才培养模式，优化人才培养结构，努力造就大批杰出人才。然而，目前的高等教育所面临的内外部环境并不乐观。

(1) 招生规模

自1999年“扩招”以来，中国高等教育的改革与发展处于历史上从未有过的快速发展时期。到2006年，普通高校年招生447.5万人，2007年达到475万人。反映到我院的实际，每一届本科生的人数均稳定在240人左右。

(2) 学生方面

目前，我国已进入高等教育大众化的中期阶段，必然导致学生的整体素质有所下降，出现了高校教师不希望看到的一些现象，包括：旷课现象时有发生；考试作弊屡禁不止；考试不及格人数偏多；部分学生懒于思考，害怕推导，凡是思考性强或者需要推导的科目，学生都感到害怕和规避，听课时喜欢轻松搞笑的轶闻趣事，喜欢教师神侃；部分学生追求时尚，追求享受。

针对这些现象的成因，有观点[1]中认为：目前的高校学生绝大多数是独生子女，特殊的成长环境，使他们对新生事物非常敏感，具有迅速接受新知识、新技术的能力；但同时，他们中的很多人自我意识过重，依赖心理较强而抗挫折能力较弱，具体表现在升入高等院校后，相当一部分学生难于适应这种松散型管理制度，导致一些心理问题或学习困难现象。还有一些观点[2]中认为，大学生普遍存在着“教育消费”的观念，其价值观更注重个人的发展，看重收入待遇，看重施展才能的机会。有些学生的人生价值总体趋向是积极进取的，但价值目标不高，价值判断不够正确；有些学生比较强调自身价值的实现，功利主义、个人主义色彩较为浓厚；有些经济困难学生虽有刻苦学习的精神，但对勤工俭学挑三拣四，不肯吃苦，宁愿让家长贷款助学，自己也不愿承担责任。

(3) 教师方面

20世纪80年代中后期，科学研究的功利主义在美国大学盛行，承担科研课题的教师能够获得较高地位，评价教师主要看科研成果而非教学，学术界奉行“不出版就解聘”的信条，使得教师无法认真投入教学。许多大学中，教学成了可有可无的东西，教学质量也很差，高等教育的初衷——育人的价值被严重降低，学生、公众和政府对高等教育和高校教师的质疑日益高涨[3]。

在我国，类似的现象也在不同程度上存在。与此同时，高校教师的价值观念受到前所未有的冲击，在教学科研等综合考核的指标体系下，高校教师的压力可想而知，其直接的后果是：相对教学的“量”，教学的“质”往往只是一个辅助。此外，由于“教育服务”思想的导向，在教育实践中，学校和教师不得不小心翼翼地看学生、家长的脸色以及社会舆论的导向行事，而家长们是不需要考虑教育方针、教育规律等一系列问题的。

(4) 就业方面

根据国家发改委和劳动人事部公布的数据及教育部门的统计，当年大学毕业生在离校前后的就业率大约为70%左右。也就是说，有30%的当期大学生在毕业离校时还没有找到工作。“十五”期间全国城镇单位每年提供的正规新就业岗位均为1000万人左右，“十一五”期间也将大致保持在1000-1200万人的区间。而2006年我国大学毕业生是413万，2007年毕业大学生495万，2008年532万，预计2009年将达592万，到2010年更高达652万左右。可见就业形势已十分严峻，就业问题也已成为高校、学生、家长以及社会关注的焦点。

(5) 教学方面

针对目前我国高等教育存在的问题，[4]作出了较为理性的分析，主要包括以下几方面的问题：

1) 高等教育注重各个学科的独立性和系统性，交叉学科的问题考虑较少。

2) 课程模式多属于知识本位型，比较偏重陈述性知识。从学科出发组织内容体系，强调理论学习，忽视了学生的个体差异和学生发展的多样性。

3) 教学方法长期没有突破性进展，教学内容比较陈旧，形式呆板，课堂上难以形成生动活泼的气氛；讲课过分追求系统性和完备性，没有给学生留下思考的空间和余地；长期盛行的“灌输式”“填鸭式”的教学，过分强调讲细讲透的方法，再加上教学手段落后，实践训练不足等，制约着学生的创新精神、创造能力的培养。

4) 高等教育质量呈滑坡趋势，大学毕业生综合素质和能力也随之下降。一些学生对自己专业以外的知识，如人文课程等缺乏兴趣，往往导致理性思维缺乏、人文精神不足；一些学生不清楚课程体系的内涵与结构，不知道如何依据自己的个性特长按专业方向去发展；一些学生学习的目的不明确，学习动力不足，荒废了青春时光。不少用人单位反映大学毕业生知识面单一、动手能力弱、创新意识差、欠缺解决实际问题的技能。

3课程教学的目标

作为一线教师，笔者所承担的课程属于工程类课程。就培养未来的技术研发人才而言，笔者赞同美国工程认证委员会的《工程类本科专业2005—2006年度认证标准》，并希望以此作为自己课程教学的目标。该标准要求工程类专业的学生具备以下十一种基本素质：

1) 运用数学、科学与工程知识的能力；

2) 设计与操作实验及分析与解释数据的能力；

3) 设计一个系统及部分或整个程序的能力，达到在特定现实环境下(如经济、环境、社会、政治、伦理道德、健康与安全、可制造性及可持续性等领域)的预期要求；

4) 运用多学科领域知识的能力；

5) 识别、阐述和解决工程问题的能力；

6) 对职业责任和伦理道德的理解；

7) 有效沟通的能力；

8) 对工程解决方案在全球经济、环境的和社会范围的影响的理解与认知能力；

9) 对终身学习的需要性的认识和进行终身学习的能力；

10) 有关当代热点问题的知识；

11) 在工程实践中运用必要的技术、技能和工程工具的能力。

4课程教学的改进思路

就课程建设而言，我国高等教育的客观现实和条件决定了一线教师不可能完全照搬西方的教育理念和教学方法，必须走出一条自己的道路。根据上述的问题和课程教学的目标，笔者认为自己所承担的教学工作可以从以下几个方面加以改进。

4.1改革教学模式

人才培养模式是在一定教育思想和理论指导下，为学生构建的知识、能力、素质结构以及实现这种结构的方式。[5]中认为：高水平研究型大学具有一流的教育资源和育人环境，应在“大众化教育”的背景下实施“精英教育”。[6]中指出创新型人才培养应采用研究性教学。[7]认为创新型人才培养需要加强实践教学。[8]总结了部分德国高校在计算机专业方面的培养模式，总结起来为多学科交叉，教学与科研相结合，强调学生的动手能力。

借鉴上述观点，笔者认为课程教学模式的改革应遵循以下几条原则：

1) 品质养成：20世纪中叶美国著名的教育改革家和思想家赫钦斯将大学教育的终极理想确定为智慧(Wis-dom) 及至善(Goodness)，大学教育的指导思想应是培养“自由全面发展的人”。持有上述思想的教育家们认为：教育是学校所传授的知识已被遗忘以后尚且余留的精华，诸如观念、方法和思考习惯等[9]。因此，完整的人格和品质的养成是大学教师必须身体力行且加以关注的教学内容。

2) 因材施教：尽管从目前高校的师生比来看，做到因材施教的难度很大，但并不排除一定程度上的因材施教。例如，可以根据学生的兴趣和能力安排不同的实践内容；拿出更多的时间同学生交流，回答他们感兴趣的问题；安排部分同学参与课题组的科研工作等等。

3) 知识综合：注重理工渗透、文理交融。尽可能多地介绍别的学科的知识，引导学生主动拓展知识面。

4) 注重实践和技能培养：应给学生留有充分的时间和空间从课外获取知识；力争理论与实践相结合；教学与科研相结合；课内与课外相结合；知识传授与能力培养相结合。

4.2改进教学方法

改进教学方法的目的是为了解决这样几个问题：

1) 如何培养学生学习的兴趣；

2) 如何竖立学生掌握知识和技能的信心；

3) 如何提高学生学习的主动性，使之成为学习的主体；

4) 如何教会学生思考问题，解决问题的方法。

就这些问题，[10]中给出了高校计算机教学中应用心理效应的方法。[11]验证了课堂小组讨论的教学效果。根据上述内容，笔者将自己教学方法的改进总结为以下几点：

1) 针对目前学生的特点，参考[10]中的“首因效应”、“沉锚效应”、“皮格马利翁效应”、“暗示效应”、“摩西奶奶效应”等教学实例，力求通过生动的、有说服力的方式向学生阐明课程的重要性和价值；使学生们相信他们有能力学好数学和推导要求都较高的课程知识，并能够熟练地应用这些知识；暗示他们将成为优秀的人才，他们的成长是教师们关注的目标。此外，考虑到新一代大学生的特点，在课程初期，应以鼓舞学生学习热情，消除畏难情绪为主，帮助一部分学生克服惧怕某些课程的心理阴影的负面影响；在课程学习过程中，应引导学生根据各部分知识的特点、规律，掌握正确的学习方法，逐个克服学习中的困难，发现自我潜力，形成良好的心理暗示，建立学习信心，增强抗挫能力，以利于期末取得较为理想的成绩。

2) 努力采取启发式教学。启发式教学正确地反映了教学过程中的内在规律性，因而显示出其蓬勃的生命力，受到中外教育界公认。具体的做法包括：营造民主氛围，发扬教学民主，激励学生质疑、提问和发表自己的见解；创设情境，提出问题，激发学生积极思维，通过提出问题，使学生明确学习目的，激发学生积极思维和求知欲，使学生处于学习的主体地位；引导学生自学，培养学生分析问题、解决问题的能力。理论联系实际，深入领会知识，通过教学演示、前沿科技知识介绍、学生自己动手实践等方式将理论知识与实践结合起来，使学生真正掌握所学知识，了解其实用性，从而调动学生学习的主动性和积极性。

3) 探索小组讨论的模式。在以英美为代表的西方国家的高等教育中，课堂小组讨论在课时分配上被赋予了很大的比重。在英国，对于本科生的专业核心课程，其课堂讲授与课堂小组讨论的课时分配大约为1.5：1[16]。小组讨论的作用体现为：可以鼓励学生主动地进行批判性思考，提高学生学习的积极性；在相互的讨论中，学生还可以学会如何有效地倾听和理解他人的观点和看法，提高与人沟通的能力；有助于培养学生在相互合作与相互妥协中达成共识的能力[17]。因此尽管有的观点[11]中指出：由于东西方传统教育方法的不同，目前课堂小组讨论在中国的教学效果并不是很好，但小组讨论的形式还是值得探讨的教学方式，可以采用课外兴趣小组的讨论模式，教师参加并加以引导。

4.3培养实践能力

随着市场经济的发展，大学生的实践能力已成为用人单位关注的重点。据报道，用人单位在招聘学生时最看重的是学生的综合素质，有82.7%的单位将之排在了第一位，而在学生综合素质中，实践能力被看重的程度居于榜首。

针对如何培养大学生的实践能力，[12]讨论了大学教育中的导师制度，[13]介绍了工程实例教学法、基于问题解决的学习方法及基于问题的学习方法；[14]建议在本科教学中引入项目开发。应当说，相对于传统教学模式而言，实践教学模式更加鲜活、生动，富有趣味。实践教学模式强调动手实作，有助于学生在实践中深人体会、理解抽象的理论知识，取得更好的教学效果。[8]中给出的例子笔者认为值得借鉴：德国锡根大学“实时系统研究所”只有一个教授、一个访问学者、一个工程师、一个秘书和四个博士研究生，其余是不定数量的论文学生。教授每年张贴一次广告，招收对研究有兴趣的、三年级以上的学生，经过全面考核，每次录用十个左右。这些学生一般以二个或四个为一组。学生的分组是依据研究内容进行的，目前的分组包括计算机操作系统和数据通讯组、惯性传感系统组、视觉信息处理组和导航方案组等。因为在前一阶段学习了基础课程，学生在加入项目组后所学习的是深入的专业知识和技能，包括嵌入系统、计算机接口与通讯、数字信号处理、计算机视觉、移动机器人和人工智能等。也正是在这个学习阶段，学生获得许多手工实践的机会，研究所也为学生实现自己的想法和思路提供了很好的平台和条件。

根据上述内容，笔者认为可以在课程教学之外采用灵活的实践教学形式和内容，具体措施包括：

1) 结合课程知识，在课外作业中采用预设问题和不预设问题两种模式。所谓预设问题，是教师为学生设置一些相对复杂的、有意义的问题情境，让学生们通过分组合作解决真实性的问题，学习隐含于问题背后的科学知识，掌握解决问题的技能，并形成自主学习的能力。所谓不预设问题，是鼓励学生自己提出问题，让学生们通过解决问题来获得相应的问题图式和观念性理解。上述两种模式相应的教学环节包括：组织小组、开始一个新问题、教师指导、后续行动、行动汇报、问题后反思六个环节。

2) 吸收部分学有余力的学生参加实验室横向课题的工程实践，鼓励学生参与项目开发的各个环节，并独立或与他人合作完成一个应用项目。通过项目开发可以培养学生对专业知识的综合运用能力、运用所学知识解决实际问题的能力以及职业发展的能力。

3) 吸收部分学有余力并有兴趣的学生参与实验室科学研究活动。通过引导本科生尽早参与科研，可以培养学生浓厚的研究和解决问题的兴趣和能力，树立创新精神。

后两项所涉及的教学环节可以借鉴[12]中的导师制，教师每周同学生们讨论一次，平时主要由实验室的研究生指导，过程控制方面可以通过文档管理的方式进行。

4.4改革考试形式

高校课程考试的目的是检测学生在该课程学习中，对所学知识的掌握程度和运用能力，并通过考试检查、反馈和评价教学效果，最终促使学生认真学习，真正掌握知识，激励教师改进教学方法，提高教学质量。课程考试的作用首先体现在学生的学习上，对学生的学习起着指挥棒的作用，直接影响学生的学习态度、动机和价值取向等。[15]对课程考试的改革提出了许多有建设性的观点。

就笔者所承担的课程教学而言，首先，要淡化课程考试的意识，逐步增加平时成绩所占的比例，平时成绩的构成应包括出勤情况、参与小组讨论情况、实践环节情况等；其次，在期末考试环节，应克服重记忆，轻能力的问题，逐步增加没有标准答案的学生可以发挥的问题所占的比重。

4.5以往教学实践的经验

在以往的教学实践中，笔者总结出了一些经验和教训，应在以后的教学工作中加以应用。

1) 学生们最关注的问题是学习一门课程有什么用。笔者在课程教学过程中发现，学生们对抽象的理论学习有抵触情绪，而当介绍实际系统如何综合应用课程知识时，学生们表现得十分专注。笔者在课程中为学生们介绍卫星通信、卫星遥感的基本原理；介绍雷达、CT的工作原理；介绍调频广播、电视系统的工作原理；介绍天线、微波炉的工作原理；介绍手机、无线局域网、数字电话系统的工作原理；介绍语音识别、语音合成、图象识别的原理等均收到了很好的效果。目前尚未解决的问题可以用一个学生的话来形容：“我们知道这门课程很有用，也很重要，只是这门课太难学了。”可见，需要做的工作还很多。

2) 学生们非常希望得到教师在个人发展方面的指导。这里举两个例子，第一个例子，笔者在担任班主任期间，曾经给自己班级的学生做了一个讲座，内容关于如何找工作，找什么工作的建议。整个讲座持续了大约一个小时，学生们专注的表情令人惊讶，其实笔者只是介绍了自己找工作的经历以及自己在职业发展方面的一些思考，谈不上权威，更谈不上精彩。讲完之后的提问和讨论一直持续了将近两个小时，笔者意识到，其实这就是最好的启发式教学。第二个例子，有一个学生对出国读研还是在国内读研后再出国深造的问题拿不定主意，有关这个问题，这个学生在下课后和笔者一起讨论了一个小时。从上述两个例子，笔者认为，关注学生未来的发展，并提出自己的建议供学生们参考一方面是高校教师的责任，另一方面也是拉近与学生距离的有效途径。

3) 学生们十分热衷于学习流行技术。笔者曾经用一个月的时间组织本班级学生系统地培训Web系统的开发技能，目的是为他们找工作提供一些帮助。整个培训都安排在晚上，但每次课几乎没人缺席，布置的动手操作也完成的很好。这次培训，让笔者意识到，当学生成为学习的主体后，能够焕发出巨大的的能量。尽管这项培训取得了成功，但也暴露出学生们学习的功利化倾向，必须引导部分学生走上理论钻研和技术创新之路，否则为国家培养高层次拔尖人才的任务将无从谈起，当然这项工作并不容易，学生中普遍存在的畏难情绪和理论无用思想是首先必须克服的心理障碍。

4) 学生们往往有很好的创造性思维，但缺乏实施的手段和勇气。这里也举一个例子，笔者曾在大三小学期组织学生设计一个无线通信系统，最初的指导、讨论、网上调研和原理设计比较顺利，学生们热情很高，可后来几件小事导致整个项目夭折。第一件，有些器件通过普通的渠道买不到，需要找特定的供应商，结果学生在尝试了两天没有结果之后放弃了；第二件，学生们在学习硬件制板软件的过程中遇到了一个棘手的问题，一周也没有解决，结果放弃了；第三件，软件方面需要实现一个较为复杂的时序控制逻辑，结果设计了一半也放弃了。学生们放弃的直接原因是为了不影响考研，他们发现解决实际问题不是他们想象的那么简单，需要投入大量的时间和精力，度过一个艰苦的过程。事后，一些学生对我说：“我们其实很想完成项目，但实在坚持不下去了”。可见，实践教学知易行难，学生们的热情和愿望是真诚的，教师的期望也是由衷的，但实践教学中最大的问题是如何引导学生克服对教师的依赖思想，鼓起学生们独立面对复杂问题，克服困难的勇气。笔者不主张教师替学生解决问题，教师应教给学生一些解决问题的手段，并要求学生们自己去试验，这样做，即使没有得到最终的结果，学生们也能学到些东西，否则，实践教学中的学生就仅仅是名看客而已。

5 总结

学校教育对一个人能力的培养虽然具有决定性的作用，但学校教育，特别是课堂教学不可避免地受到时空的限制，世界上没有人能够一辈子在学校里学习。因此，教学及教学改革的目的并不是单纯教会学生一些名词、概念、公式，而是要让学生融会贯通地掌握所学的新知识、新技术；获得发现问题、分析问题和解决问题的真本领；更为重要地是要授人以“渔”，即教给学生科学的学习方法，养成终身学习，止于至善的品质。

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