中外合作办学形式下《计算机科学》课程教学实践与探索

孙守卿　刘秋香　苏晶

【摘 要】《计算机科学》（Computer Science ）课程是中外合作办学方向计算机科学专业的核心基础课程，其理论性强，内容抽象。本文从如何搞好课堂教学，针对中外合作办学生源的具体情况，在实际的教学过程中对原有的教学模式和教学内容作了调整，明确教学重点难点，很好地改善了教学效果。

【关键词】计算机科学；程序证明；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

《计算机科学》（CS，Computer Science ）这门课程是计算机科学与技术专业（中外合作办学方向）的专业基础课程之一，在专业课程中起到理论支撑作用。该门课程在外方爱尔兰利莫瑞克大学（University of？ limerick）第2学期同步开设。

《计算机科学》课程作为离散数学、数据结构、编译原理课程的先导课程，其内容相对于其他专业课程而言具有一定的广度和难度。课程的主要内容包括：程序正确性证明理论；集合论；形式化方法；栈的概念和操作等。

1 课程教学现状

传统的中外合作办学的授课模式是，由来自爱尔兰利莫瑞克大学的教授集中1到2周时间讲授课程。而在学期中其余的授课阶段，由中方教师负责讲授课程及实验教学。在这样的混合授课模式下，由于学生英文基础较差，很多的中方的讲课学时就成为了对教学材料的英译汉翻译过程，老师忙着讲翻译的专业英语课。而当外教来授课时，学生对课程内容依然听不懂、跟不上，授课效果不理想。课程考核时，很多学生对英文的题目似懂非懂，答题时不会用英文的方式进行答题，课程通过率较低。为了提高课程的授课效果，中方教师在讲授《计算机科学》课程的过程中，对授课方式和授课内容做了探索和尝试。

2 改变授课内容和授课方式

由于是双语授课，采用的讲义全部是英文，对学生的英文读写能力要求程度高。而大多数的中外合作办学的学生基础偏差，因此，在外教授课之前，根据学生的实际水平，授课方式和授课内容做了如下改变：

2.1 改变授课方式

原有的老师讲学生听的教学模式，导致学生学习主动性不强，学习依赖心理严重。很多学生上课忙着被动地记笔记，下课忙着抄例题。

为了提高学生的学习能力，在上课之初，将学生分组，把原始外文讲义分给小组进行预习。让学生利用课下时间查单词的释义，进行初步地翻译学习。每组的学习笔记可以以作业的形式提交到网络教学平台。每节课，教师留出10分钟时间，让小组作报告。教师在剩余的时间里，针对小组的预习情况进行有针对性地讲解。

2.2 精简讲义。

針对学生的语言障碍，中方教师在授课之前，不再将外方的讲义全盘照本宣科。而是将外方提供的原始讲义进行二次加工。保留主要知识点，重点突出逻辑性强的词汇和专业术语，化长句为短句，引导学生通过梳理清楚各个知识点之间的逻辑关系，加深对概念的掌握和理解。同时也有助于学生掌握英文中常用的学术表达方式。

2.3 准确提炼专业术语单词

《计算机科学》课程中存在很多专业性很强的词汇。有些词汇看上去很简单，但是专业的翻译和日常词典的翻译有很大的偏差。比如：assertion，百度翻译成主张、声称，但是专业的参考文献上都翻译为断言。如果只是生硬地翻译，学生很难正确地理解和记忆这些概念。

因此，在授课过程中，中方教师要及时将专业术语进行归纳整理。对于概念性的单词，要求学生直接记忆英文及其英文释义，比如像程序证明知识模块中的Hoare triple logic（霍尔三元式） ，invariables （不变量），assertion（断言） 等。

2.4 及时总结学习技巧

有些专业词汇因为知识点的内部联系，中方教师在讲解课程时，对于如下的概念： precondition（前置条件），postcondition（后置条件），prefix（前缀表达式），postfix（后缀表达式），infix（中缀表达式），injection（入射），surjection（满射），bijection（双射），这些概念非常重要，在给学生在讲解概念定义的时候，可以花一些时间讲解英文的词缀，如：pre-，post-，in-，bi-，sur-，通过词缀的归纳总结，让学生既能够充分理解概念本身，也能够准确拼写记忆单词，而且，能够起到事半功倍的教学效果。

3 调整教学内容的学时分配

《计算机科学》课程中主要的教学内容包括：集合、关系和函数；程序正确性证明理论；字母表、字符串、字符集的定义，短语的二义性；栈的概念和操作等内容。

（1）考虑到集合论的内容，比如集合的概念、集合的运算、函数的概念等，学生在初高中的数学学习中都有进行了初步的学习，而且在后续的“离散数学”课程中还会进行更深入地讲解，所以，将该部分的学时由原来的14个学时删减到8个学时。

（2）增加程序正确性验证的课时。

程序正确性证明理论的内容抽象，属于形式化方法的一种。包括：对于给定的编程语言能够从语义分析其正确性。涵盖了计算机程序和数学函数、以及程序变量和数学变量之间的关联；如何构造对计算机程序的判定，并利用这些判定和条件证明计算机程序执行结果的正确性，能够证明循环次数的正确性；如何正确分析循环和递归程序并用数学方法证明其正确性。

该知识模块是《计算机科学》课程的核心模块。旨在培养学生的计算机程序与数学具有紧密联系的意识，培养学生如何利用数学方法和思维进行计算机编程分析的素质，对学生养成严谨的思维方式非常重要。

在实际的教学过程中，很多学生对该模块没有具体的概念，掌握起来太难。所以，根据学生对知识的接受能力，在授课过程中，中方教师将该模块的学时由原来的18个学时，增加到24个学时，通过不断强化训练学生的证明推理的能力来加深学生对程序设计的理解。

调整后的程序验证部分学时分配如图所示：

4 总结

通过对《计算机科学》在教学内容、教学方式的调整和改变，很好地提高了课程的授课效果。通过对课程内容的学习，学生不仅对编写的程序产生更为深刻的理解，能够证明程序的正确性，而且养成了良好的编程习惯。在授课的过程中同时培养了学生的自主学习能力以及英文的书面表达能力。

【参考文献】

[1]莫愿斌.凸显计算机专业特色的离散数学教学研究与实践[J].计算机教育，2010，14：111-113.

[2]何剑民，郭红艳.离散数学课程教学实践与探索———以校企合作形式下计算机专业为例[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2016，29（10）：188-189.endprint