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关键词:中职学校 计算机 程序设计 教学方法
程序设计课程作为计算机专业的一门基础课程,它有利于提高学生的思维能力,对学生深人学习计算机专业知识有很大的帮助。其目的就是通过学习程序设计语言的基本思想、语法知识和编程方法,提高学生的程序设计能力、分析解决实际问题的能力,并培养形成严密的逻辑思维能力。那么如何根据社会经济发展变化,对程序设计语言课程的教学内容、教学方法、考核方式进行相应的改革,实现培养高等技术应用型和高技能型计算机人才目标,已经成为广大中职教师普遍关注和重点研究的课题。
1程序设计语言教学中存在的问题
1.1教学课时少
目前我校计算机专业的学制2+1的模式,学校开设的程序设计语言课程的课时(包括理论课时和实践课时)较少,这就导致实际教学中存在理论课时和实践课时不够的情况,学生只能掌握最基础的程序设计知识,理解书本上现有的一些设计实例,而不能用该程序设计语言进行实际问题的处理。
1.2学生基础参差不齐,学习程序设计的信心、兴趣不足
因为学习程序设计需要较强的逻辑思维能力和较扎实的数学功底,而中职学校的学生普遍数学基础较薄弱,导致在学习程序设计时显得力不从心。由于缺乏对计算机本身解题的认识和了解,有些基础较差的学生还对计算机程序产生一种莫名其妙的神秘感和畏惧感,人为的给自己学习程序设计语言设置了一道门槛。学生对程序设计课程的学习兴趣不高,课堂教学中反常行为较多,如卜课睡觉、讲话、玩手机、不配合老师、不交作业等。学生普遍反映难学,提不起学习兴趣,感觉学不到知识或学的知识没用。
1.3学校对程序课程的重视程度不高
计算机程序设计课程注重对学生的思维能力的训练,这与图像处理,动画设计等培养学生动手能力的课程不同,不能立竿见影的看到学生的学习成果。这就导致一些领导对这门课程不够重视,从而使部分教师对这类课程的教学参与兴趣不浓厚,甚至有些学校以取消了程序设计语言的课程设置。
1.4教学方法落后
中职程序设计语言课程一般采用的教学方法是教师课上讲授加学生实验的形式,学生在上机实验时仅仅是对书本上现有的一些实例进行编辑调试,一旦调试成功就完成任务。这种教学方法实际上只是让学生掌握了一些程序设计的语法知识和调试技巧,而达不到培养学生利用该程序设计语言从一个实际问题人手分析问题、解决问题的能力。
1.5考核方式较简单不能全面检验学生的学习效果
目前的考试方式以试卷为主,无法全面检验学生的学习效果,对学生的实践能力考查无法体现学生的真正学习效果。
2间题分析
是什么原因造成了以上这些问题那?随着高中教育不断普及,中职生源及综合素质急剧下降。普遍特点是他们基础薄弱,尤其数学和英语,这是学好程序设计的最大障碍。教材不能适应中职教学的要求。现今中职程序设计语言教材存在的普遍问题是实践性教学和实训内容不足,没有体现教材的实用性和职业性,不能保证对学生实践能力的培养,不能体现技术应用型人才的培养要求,缺少中职教育特色。面对这些问题,我们不能望而却步,一味地去埋怨是起不到效果的,要真正想解决问题,最好就要去不断地摸索,寻找解决问题的突破点,探索适合学生发展的教学方法和教学内容,以充分调动他们的学生积极性和主观能动性。
3解决间题的关键在于教育方法的创新
〔论文摘要计算机程序设计课程是中职学校计算机专业的主要课程之一,曾受到各中职学校的高度重视。但程序设计课程教学设计、教学目标及教学方法远远跟不上形势,怎样调动中职学生对程序设计语言的学习兴趣与提高他们的学习效率成为中职计算机教师们的共同关注的焦点。
程序设计课程作为计算机专业的一门基础课程,它有利于提高学生的思维能力,对学生深人学习计算机专业知识有很大的帮助。其目的就是通过学习程序设计语言的基本思想、语法知识和编程方法,提高学生的程序设计能力、分析解决实际问题的能力,并培养形成严密的逻辑思维能力。那么如何根据社会经济发展变化,对程序设计语言课程的教学内容、教学方法、考核方式进行相应的改革,实现培养高等技术应用型和高技能型计算机人才目标,已经成为广大中职教师普遍关注和重点研究的课题。
1程序设计语言教学中存在的问题
1.1教学课时少
目前我校计算机专业的学制2+1的模式,学校开设的程序设计语言课程的课时(包括理论课时和实践课时)较少,这就导致实际教学中存在理论课时和实践课时不够的情况,学生只能掌握最基础的程序设计知识,理解书本上现有的一些设计实例,而不能用该程序设计语言进行实际问题的处理。
1.2学生基础参差不齐,学习程序设计的信心、兴趣不足
因为学习程序设计需要较强的逻辑思维能力和较扎实的数学功底,而中职学校的学生普遍数学基础较薄弱,导致在学习程序设计时显得力不从心。由于缺乏对计算机本身解题的认识和了解,有些基础较差的学生还对计算机程序产生一种莫名其妙的神秘感和畏惧感,人为的给自己学习程序设计语言设置了一道门槛。学生对程序设计课程的学习兴趣不高,课堂教学中反常行为较多,如卜课睡觉、讲话、玩手机、不配合老师、不交作业等。学生普遍反映难学,提不起学习兴趣,感觉学不到知识或学的知识没用。
1.3学校对程序课程的重视程度不高
计算机程序设计课程注重对学生的思维能力的训练,这与图像处理,动画设计等培养学生动手能力的课程不同,不能立竿见影的看到学生的学习成果。这就导致一些领导对这门课程不够重视,从而使部分教师对这类课程的教学参与兴趣不浓厚,甚至有些学校以取消了程序设计语言的课程设置。
1.4教学方法落后
中职程序设计语言课程一般采用的教学方法是教师课上讲授加学生实验的形式,学生在上机实验时仅仅是对书本上现有的一些实例进行编辑调试,一旦调试成功就完成任务。这种教学方法实际上只是让学生掌握了一些程序设计的语法知识和调试技巧,而达不到培养学生利用该程序设计语言从一个实际问题人手分析问题、解决问题的能力。
1.5考核方式较简单不能全面检验学生的学习效果
目前的考试方式以试卷为主,无法全面检验学生的学习效果,对学生的实践能力考查无法体现学生的真正学习效果。
2间题分析
是什么原因造成了以上这些问题那?随着高中教育不断普及,中职生源及综合素质急剧下降。普遍特点是他们基础薄弱,尤其数学和英语,这是学好程序设计的最大障碍。教材不能适应中职教学的要求。现今中职程序设计语言教材存在的普遍问题是实践性教学和实训内容不足,没有体现教材的实用性和职业性,不能保证对学生实践能力的培养,不能体现技术应用型人才的培养要求,缺少中职教育特色。面对这些问题,我们不能望而却步,一味地去埋怨是起不到效果的,要真正想解决问题,最好就要去不断地摸索,寻找解决问题的突破点,探索适合学生发展的教学方法和教学内容,以充分调动他们的学生积极性和主观能动性。
3解决间题的关键在于教育方法的创新
古人云:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”兴趣对学生的学习有着神奇的内驱动作用,能变无效为有效,化低效为高效。充分激发学生的学习兴趣是当前开展素质教育,优化课堂教学,减负提质的最根本、最有效的途径之一。兴趣的产生来源于兴趣源,兴趣源必须由教师来创造,并贯穿于教师授课全过程的各个环节中。针对程序设计这门课程的特点教师可采用以下一些方法提高学生的对本课程的兴趣。
(1)基于问题的教学。提出问题,以学生独立完成为主,教师只提供必要的辅导,培养学生探索问题和解决问题的能力,更有利于创新能力的培养。
(2)“项目驱动”教学。在理论教学中采用“项目驱动”教学法,整个课程教学围绕一个“工程项目”进行,通过逐步拓展的实训项目和设计,将每一阶段的学习进行小结性的贯穿与能力提高,将知识点都溶化到一个个实训项目的程序编写中。
(3)讨论教学法。在教学过程中,充分发挥学生的积极性与主动性是非常重要的一环。程序设计有一个最大的特点,一题多解。针对这个特点,教师在习题课的教学中,可以采用讨论式教学方法。在此过程中,学生们通过提问、答辩、论证、反驳、判断等激烈的讨论,互相启发、相互协作去分析问题、发现问题、解决问题,总结经验。不仅可以让学生获得课外的知识,同时也利于充分挖掘学生的学习潜力。
(4)归纳教学法编程语言有很多的定义、概念、语法规则,它们使用灵活、难以记忆,也特别容易出错。如果能够引导学生进行归纳,将会起到事半功倍的效果。编程语言的定义、概念、语法规则有许多相似的地方,例如:for ……to……与do……w hile等命令,有很多语法规则是一样的,对它们进行归纳之后,学生只要记住其中一个,另一个自然就会使用了。
(5)分组教学法。注重培养团队精神,以“竞”求进上机编程实践是学好程序设计语言的关键。但上机实践过程中如果“各自为战”,或在教师的统一“指挥”下以完成不同题型的任务为实践内容,对于中职学生而言很容易失去上机兴趣,也很难达到上机实践之目的。因此,不妨针对中职学生的特点,适当转变上机实践的形式。以组建团队的形式上机实践,事前分配给每个学习小组不同的实践任务。组长负责本组学生利用课余时间去思考、收集资料,上机时各组先分别完成相应任务,然后相互演示成果,评判优劣,最后再进行任务交换,讨论编程心得。在此过程中教师主要充当协调者的角色,对确有疑难的地方可适当加以指导,主要过程可由学生自行解决,则学习能力强的学生自然会成为教师的助手。
(6)案例分析教学。对程序设计语言的教学,不仅仅是教程序设计语言知识,更重要的是让学生学会如何利用程序设计语言知识去编程,去应用于实际需求中。采用案例教学,可以实现课堂内外的有机结合,实现理论与实践相结合。结合学生自学,让学生带着疑问进行案例分析,教师在分析过程中穿插讲授专业理论知识,学生在分析案例的时候,一方面增长知识视野,丰富分析应用技巧;另一方面,在探索思考如何把知识运用于实践,从而及时有效地促进学生对知识的消化吸收,真正达到理论与实践相结合的目的。当然在案例的选择上应结合学生的专业实践,让学生能学以致用。
关键词:计算;计算学科;计算机科学思维;计算思维;计算机思维
随着计算机科学技术的发展,计算领域已成为一个极其活跃的领域,计算学科也成为一门范围极为宽广的学科[1]。在此发展过程中产生的种种现象,在很大程度上改变了人们对世界的认识,有力地刺激了人文科学的发展,人们对认知科学的研究就是“以电子计算机的产生发展为物质、技术基础,以计算机与人脑相类比为前提的[2]”。我国著名科学家钱学森院士从近三十年电子计算机发展引起的新技术革命,两千多年逻辑学发展的经验教训,作为符号处理系统的计算机在智能方面存在的严重缺陷,尤其是人们在高级抽象思维领域,如辩证思维、形象思维、创造性思维尚缺乏研究等方面,对认知科学的发展进行了科学的分析。同时结合我国科学技术发展的现状和特点,提出了“思维学”的理念,给出了“思维科学”的研究框架、研究方向与基本道路,并在随后的一系列工作中进一步充实和完善了思维科学的理论与思想体系[3]。他指出:“现代科学技术的实践,正预示着更重大的变革――思维科学的出现。”“引出这项变革的是电子计算机”。而“推动思维科学研究的是计算机技术革命的需要[4]”。在钱学森的倡导下,自上世纪80年代起,面向新技术革命的思维科学研究愈来愈受到国内有关专家学者的关注与重视。
在计算机科学与技术领域,随着美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)组成的联合攻关组于1988年底提交了“作为学科的计算科学”的报告[5],计算学科的“存在性”得以证明。随后,CC1991报告和CC2001报告等相继出台,从学科的角度诠释了计算科学的内涵与外延,为计算学科建立了现代课程体系。在计算学科课程体系的本土化进程中,我国相关领域的专家学者们付出了艰辛努力,并取得实质性成果,于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(China Computing Curricula 2002,简称CCC2002)[6]。在CC2002教程的引导下,针对计算机科学与技术学科教育方面的诸多问题,国内从事计算机科学与技术学科教育的广大工作者进行了广泛而有益的探讨[7-10],大大丰富了计算学科课程体系建设的内容。在计算学科课程教育改革的进程中,如何培养既能熟练掌握计算机科学的知识与技能,又具有计算机科学学科意识和素养的人才问题,逐步成为人们关注的主要方面。
基金项目:本文受江苏省教育厅指导性计划项目“计算机思想史研究”(03KJD520028)及江苏科技大学高教项目“计算思维与创新教育”(GJKTY2009025)资助。
作者简介:张晓如(1963-),女,教授,学士,研究方向为计算机应用教育、数据库;张再跃(1961-),男,教授,博士,研究方向为可计算性理论与知识工程。
一个人的实践与创新能力与思维方式密切相关,与其他学科领域的科学家和工程技术人员等相比,计算机学科的专家学者们在思考问题、分析问题和解决问题方面也应有其独特的地方。正如计算大师Dijkstra所言:“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响我们的思维能力[11]。”因此,当计算机与人们的生活联系越来越趋密切的形势下,研究与之相关的人类思维活动与思维方式便成为现代思维学科领域中一个十分重要的课题。我们不妨称此种思维为面向计算学科的思维。显然,面向计算学科的思维除了具有一般思维的特点外,还具有其自身的特性,而后者则是从事计算机科学研究的人员和计算机教育工作者们更为关心的。究竟什么是面向计算科学的思维?它的特点是什么?对面向计算学科的思维研究对计算学科的发展会产生哪些积极作用?这种思维能力是可以培养的吗?又如何培养呢?我们现行的计算机课程教学内容结构会因此而有所改变吗?
1面向计算学科的思维
国内最早面向计算学科思维的研究文章是收集在2000年全国高等师范院校计算机教育研究会年会论文集上笔者的《谈谈计算机思维》[12]一文。当时的“计算机思维”意为“计算机科学思维”(Computer Science Thinking),在随后关于面向计算科学的思维研究中,相继出现了“计算思维”(Computational Thinking)[13-14]与广义“计算机思维”(Computing Thinking)[21]等概念。这些概念虽然与“计算机”有关,但它们有一个共同特点,即它们都是关于人的思维。
1.1计算思维与计算机思维
“计算思维”的思考和研究在国内受到更多专家学者的关注与重视,要归功于全国高等学校计算机教育研究会于2008年10月31日至11月2日在桂林召开的一次专题学术研讨会,会议的主题是“探讨在教学过程中,如何以课程为载体讲授面向学科的思维方法,共同促进国家科学与教育事业的进步”。会议从8各方面征集论文,无不涉及“计算思维”。在会议提供的资料中,美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授2006年3月发表在美国计算机权威杂志ACM会刊上的文章《计算思维》(Computational Thinking)[13-14]和王飞跃2007年3月发表在中国计算机学会通讯的文章《从计算思维到计算文化》[11]位居榜首。其中,王飞跃教授从计算机文化发展的高度对“计算思维”概念的提出和“计算思维”的研究与发展对计算科学的进步产生的深远影响给出了充分肯定。王飞跃教授在提及国内对“计算思维”研究和计算文化与计算思维联系方面的状况时指出,“在中文里,计算思维不是一个新名词,常被朦朦胧胧地使用,却一直没有被提到周教授所描述的高度广度,那样的新颖、明确、系统”。这一陈述虽然有一定的道理,但不完全正确。“计算思维”从命名的角度可以如是说,但就其作为面向计算机科学思维的概念与特征而言,无论从高度讲,还是从广度说,周以真教授的描述确有“新颖”之处,但在“明确”和“系统”方面,同本文作者在上世纪90年代末就提出的“计算机思维”的概念在主要方面是基本一致的,并可形成互补。特别指出的是,《谈谈计算机思维》在谈到计算机文化与计算机思维相互之间的联系时指出,“随着计算机科学的发展,‘计算机’已不再是一个单纯的计算工具的代名词,而是信息时代高新技术的象征。可以这样说,‘计算机’作为一种文化,已渗透到社会发展的各个领域,而使得生活在这一时期的人们的思维活动中或多或少地与‘计算机’这一概念相联系,研究与之相关的思维活动与思维方式,便成为现代思维科学领域中一个十分重要的课题[12]”。在此,我们可以把有关“计算思维”特征的陈述同有关“计算机思维”的陈述作一比较。
周以真教授在对计算思维的描述中首先指出,“计算思维是每个人的基本技能,不仅仅属于计算机科学家”,这一观点与《谈谈计算机思维》一文中提出的“计算机思维具有广泛性。计算机思维已不仅仅是计算机科学家所应具有的思维,而应是全民族所必须的”的观点是完全一致的。并且文中还强调,“只有这样,计算机科学的发展才能具有广泛的社会基础,才能使计算机科学真正服务于社会”。在总结计算思维的特征时,周以真教授从6个方面,以“是”与“不是”的对立统一作了阐述。
为了更好地挖掘计算机思维的内涵,更加清楚地了解与把握计算机思维与其他学科思维方式的联系与区别,我们对计算科学发展的过程进行了初步考察,提出了“计算科学思想史”研究的基本思想,并对计算科学思想史研究的特点、研究内容、研究方法进行了分析探讨[16]。同时结合现代计算机课程教育,提出了基于知识背景的计算机课程教学改革的基本构想[19]。我们深信,无论是对计算机思维的研究,还是对计算科学思想史的研究,都会对计算机教育的实践与发展产生重要影响。
2 “计算思维”研究现状
无论叫计算思维,还是称计算机思维,关键是要解决问题,即“如何让人们学会像计算机科学家一样去思考”。从总体看,计算思维的研究应包含计算思维研究的内涵和计算思维推广与应用的外延两个方面。周以真在给出“计算思维”概念后,进一步探讨了计算思维的本质,并指出计算思维将在各种行为方面影响每个人,这一点对我们的社会教育提出挑战,特别是少儿教育。在关于计算的思考中,我们需要理解不同类型的3个方面:科学、技术与社会。飞速发展的技术进步和巨大的社会需求迫使我们重新思考计算科学最基本的问题[20]。从周以真教授多次关于计算思维的论述中可以看出,其“计算思维”的概念是面向社会、面向教育和面向大众的。这也许是一种策略,为了能让更多的人关注并思考“计算思维”的问题,并将思考的结果应用于计算科学实践,以此促进计算科学的普及和发展。在对“计算思维”的深入研究过程中,郭喜凤教授等从工程化的角度对“计算思维”的内涵进行剖析[20],以周以真面向大众的计算思维为基础,根据计算机科学与技术中的理论、技术、工程、工具、服务和应用等几个不同层面的思维特点,阐述了计算思维的工程化思想,将计算思维的概念加以推广并提出了计算机思维(Computing Thinking)工程化的层次结构,丰富了计算思维的研究内涵。董荣胜和古天龙教授从计算机科学与技术方法论的角度对计算思维研究的外延进行分析。“计算机科学与技术方法论是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。计算机科学与技术方法论是认知计算学科的方法和工具,也是计算学科认知领域的理论体系[21]”。在关于计算思维和计算机科学与技术方法论之间关系的论述中,董荣胜和古天龙教授在周以真教授工作的基础上,对计算思维的特征进一步加以阐述,从抽象与自动化两个方面,以具体的实例刻画了计算思维的本质,并介绍了国外关于计算思维研究的进展情况。在谈到计算思维与计算机方法论关系时,他们指出,“尽管计算思维与计算机方法论有着各自的研究内容与特色,但是,显而易见,它们的互补性很强,可以相互促进”。“计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收,最终丰富计算机方法论的内容;反过来,计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高[22]”。这不是一个一般概念的问题,我们认为是计算思维研究的一个技术路线问题,只有把计算思维的研究同计算机科学与技术方法论有机地结合起来,计算思维才具有实际的意义和价值,计算机科学与技术的方法才能够获得进步。
3 “计算思维”研究内容
不管是周教授的计算思维(Computational Thinking),或是郭教授的计算机思维(Computing Thinking),还是计算机科学思维(Computer Science Thinking),它们都有一个共同面向,即都是面向计算学科的思维;都有一个共同的出发点,即研究和探索面向计算学科的思维规律;都有一个共同的目标,即引导人们在解决有关计算学科及其应用领域问题时,能够运用正确的思维方法。计算学科是关于“计算”的学问,因此,计算思维的研究势必围绕解决所谓“计算问题”而展开。
3.1计算思维研究的基本问题
何谓计算思维?《谈谈计算机思维》一文对计算机思维的内容进行了概括,即人们有意识地将计算机用于生产、生活等各个领域的认识活动以及人们解决计算机问题的认识过程。一方面,它是指一种形式,这种形式表现为人们认识具体的计算机科学,或是应用计算机科学于其他科学、技术的过程中的辩证思维;另一方面,它是由计算机科学本身的特点及计算机作为认识世界的工具所决定的,它同样受到一般思维方式的限制[12]。周教授则将计算思维归纳为运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[13]。董教授等则从方法论的角度将计算思维定义为运用计算机科学的思想与方法进行问题求解、系统设计,以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[22]。
一、计算思维
计算思维(Computational Thinking)是2006年美国卡内基梅隆大学周以真(Jeannette M. Wing)教授提出并界定的①。周教授认为:计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统、理解人类行为等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。它是人的,不是计算机的思维;它建立在计算过程的能力和限制之上的,不管这些过程是由人还是由机器执行的。计算方法和模型给了我们勇气去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。
计算思维的提出,改变了计算机学科就是应用工具学科的认识,让人们不再局限于计算机的知识和技能,而着眼于一种思维模式的发展。1972年的图灵奖得主埃德斯加・狄克斯特拉(Edsgar Dijkstra)说:“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响着我们的思维能力。”计算机的出现和发展改变了我们的思维方式和习惯。计算思维所蕴含的思想方法,已经渗透到各种行业领域中,给它们的发展带来巨大的改变。所以计算思维这个观点一经提出,就引起了世界各界的关注。
我国对计算思维的关注开始于2008年10月,高等学校计算机教育研究会在桂林召开了关于“计算思维与计算机导论”的专题学术研讨会,多数高校在研讨会后分别在自己的高校开展了关于计算思维的研究。2010年5月,中国高等学校计算机基础课程教学指导委员会要求,将计算思维融入到计算机基础课程中去教授。2012年相关的书籍开始问世,如《计算思维导论》、《高等学校“十二五”公共课计算机规划教材:计算思维基础》、《计算思维:计算学科导论》等,对高校开展计算思维的培养作了一定的尝试,同时也给了基础教育阶段一个示范和借鉴。
二、信息技术教学与计算思维培养
在基础教育阶段,计算思维被越来越多的提及,但如何培养计算思维仍处在理论规划阶段,计算思维的养成和训练还有待于教育工作者的实践探索。高中信息技术课程的总目标是提升学生的信息素养,信息技术基础的各章节沿着培养信息素养的主线,有侧重地展开,让学生在学习过程中总结和领悟其中的技术方法和技术思想。
唐培和在《计算思维:计算学科导论》中指出计算思维属于哲学方法论的范畴,并指出计算思维可以分为广义计算思维和狭义计算思维。广义计算思维立足于计算科学的基本概念;狭义计算思维,则基于计算机学科的基本概念,是从计算学科的方法论出发,讨论借助于计算机这一特定的工具如何求解客观世界的实际问题②。衍生到高中信息技术学科中,人在借助信息技术工具解决实际问题时进行的思想活动过程,正是典型的计算思维。
1.学习计算机科学家的方法、思想
科技人员为了让计算机能够帮助我们解决问题,通过对应、转换、抽象、分解等思维活动,化繁为简,让计算机成为人人都能熟练掌握的应用工具。如汉字信息处理研究,当初计算机只能处理英文,要让计算机能处理汉字,首先要对汉字进行编码(音码、形码等),让每个汉字同计算机能够处理的通用字符代码集合建立一种对应关系,再利用计算机对通用字符代码的处理,进行存储、加工处理、传输等,最后按照同样的对应关系转换为汉字字形库的对应序号,输出设备通过字型码将汉字显示出来。在信息技术学习过程中了解信息技术工具的工作原理,也就了解了科技人员解决问题的方法、策略。
2.在方法论的层面上,开展信息技术课程
知识、技能从来都是不完整的,我们需要思维。在教授学生知识、技能的过程中,让学生在一定的技术基础上,学会独立思考,学会解决问题的方法、思想,从而培养他们实际处理问题的能力和创新意识。
如表格信息加工,技术的教授适合放在一个开放性的情境设定中,让学生思考完成这样一份数据分析,需要用到哪些方法,涉及哪些问题――计算、查找、排序、筛选、以及批量运算如何解决等等。通过自己的思考,比较自己的思想和计算机处理问题方法的不同,学会在利用信息技术工具的基础上,解决实际的问题,提高自身的信息素养。
计算思维是人的思维并面向所有领域,是个宽泛的概念,并没有确切的定义,提出计算思维的周教授只是给了它一定的界定,大家对它的理解多种多样,所做的实践也是在周教授的界定中进行着摸索、探究。相信不久的将来,计算思维这个概念会在人们的研究实践中越来越完善越来越清晰。
思维科学的研究表明,思维是有规律的,并可以在潜移默化的教授中得到发展。预计不久的将来,教育各界都将⒂氲郊扑闼嘉培养课程的设计和实践中来,各个学段都将开展相关课程,计算思维会成为人人熟知的思维方式,给生活、生产带来深远的影响。
【注释】
① J. M. Wing, Computational Thinking, Communications of ACM, Vol.49, No.3, March 2006, pp.33-35.
关键词:范式;学科;论纲;外语教学;教育技术学;外语教育技术;外语教育技术学
中图分类号:H319.3 文献标识码:A 文章编号:1001-5795(2013)02-0003-0010
进入新世纪以来,基于信息技术的外语教学已经成为当前高等学校外语教学的主要实践方法。
外语教学是语言教学,语言与信息有着天然的关联性。信息技术与外语教育的内在共生性、本体性和封闭性,使信息技术与外语教学(课程)产生了交融与整合的学理基础和逻辑基础。
信息技术与外语教学的整合,形成外语教育研究的技术化范式。
外语教育研究技术化范式的产生,使外语教育(教学)研究这一学科产生了质变或飞跃的可能性。这种有别于传统的新范式的形成和转换,按照科学史学者库恩(T.S.Kuhn)“科学革命”(Kuhn.1959,1962)的条件来衡量,是一种新兴学科成立的前提,这就是外语教育技术作为学科产生的逻辑基础。
外语教育技术具有自身基本的学科构成要素:理论体系、研究方法、研究对象和研究内容;有其学科发展的实践支撑:专业设置、课程建设、人才培养、研究成果以及相关学术研究期刊、学术会议、学术组织等。外语教育技术研究从理论到实践都严格体现了科学形成和发展的基本规律,证明已经基本形成了外语教育技术学的学科雏形。
这是本论纲的主题结构和思路。
本文从科学发展史的高度,尝试通过元理论分析和思辨的方法,来论证当今信息技术语境下外语教学这一学科转型的必然逻辑,总结和归纳外语教育技术这一新兴学科的基本属性和基本内容,并力图为教育技术学与学科教学论的具体结合勾勒出一条最佳方向和途径。这是本论纲的主旨。
既属于论纲,则很多数据、观点囿于篇幅无法一一展开,仅以论纲形式呈现。希冀能抛砖引玉,引起更多批评指教,以繁荣外语教学的学科理论研究,促进外语教学实践发展。1问题的由来
1.1 现实因素的考量
技术的进步使现代生活、生产和学习方式等都发生着深刻的变革。信息技术对教育领域各学科的教育、教学产生着巨大影响,是新一代大、中学生习以为常的生活和学习工具。信息技术不仅仅是用之于教育的一个重要内容,更是被教育的课程对象之一。外语教学必须顺应技术发展的形势,适应新的技术范式。
1.2 外语科学研究的考量
外语教育研究往往将实践中几乎无处不在的技术化研究方法边缘化。外语学术界极力强调各种“主义”、“理论”或“学说”,忽略对“教育技术”的研究,使得教育技术学体系中的“学科教育技术”也找不到自己的归属和根基。两个学科的研究都亟待创新。
1.3 学科自身发展的必然需求
外语教学研究和教育技术学研究这两个学科的发展缺乏生机和活力。
一方面,中国外语教学研究本身就是一门尚未发展成熟的学科。其中关于信息技术与外语教学的关系问题、信息技术的地位问题等至今没有成熟的研究。
另一方面,教育技术学科立足于教育学理论和信息技术学,已经发展成为教育学的主要分支学科。外语教育技术的开发和研究成为其学科体系里面最重要的代表性学科教学实践活动。外语教育技术研究亟需进行跨学科整合,从分离、多头的研究状态走向融合、统一的的学科研究。
1.4 CALL发展实践的要求
CALL研究者普遍认为它已经是一门学科性实践研究(顾日国,2004,2005)。国内外CALL研究证明,CALL已经发展成为一门规模庞大的实践性学科(Robert Debski,2003;Bax,2003;Chapelle,2000;Hubbard,P.2009;Dick,W.,Carey,L.,&Carey J.2001),但缺乏完整系统的学科理论体系建设。CALL研究的丰富实践经验,要求摆脱其单纯技术辅助角色的定位,应该对CALL进行科学定位,形成一门具体学科知识体系(Hubbard P.2008;Warschauer M.,1996;Robea J.Blake,2007;Mike Levy,Glenn Stockwell,2006,2010)。
世界CALL研究给中国外语教育技术的启发:第一是其积极吸收和消化各种教学与学习理论,第二是积极关注技术在外语教学中的具体应用,第三是把CALL研究和教育技术研究结合起来,进行跨学科的研究。
1.5 意义
探讨外语教育技术的学科性,能够丰富和完善我国教育技术理论体系,更好地总结教学实践,补充学科教学技术研究的空白,摆脱一直以来其理论研究被边缘化的尴尬处境,更加丰富和完善具有中国特色的外语教育、教学理论体系,促进“外语教学研究”这一学科的发展、成熟和完善。这是建立在实践基础之上而又超越实践的自觉的理论总结和升华,是认识论意义上的学科变革。
2 信息技术与外语课程的整合是外语教育技术化范式产生的基础
2.1 信息
信息与语言天生具有本质的同一性。信息技术与外语教学本质的关联性为信息技术与外语教学的交融、整合提供了逻辑可能。信息技术与外语课程的整合成为外语教育技术化教学范式形成的理论依据。
2.2 技术
技术哲学视野中的外语教学与技术有着本质的关联,该关联性是从技术向学科过渡的必经之地,也是历来研究者最易忽视的、一个必须解释的理论盲区。
技术对教育具有革命性的影响,必须高度重视(教育部国家中长期教育改革和发展规划纲要2010-2020)。在教育领域,技术不仅用于完成现有的模式和方法,而且要推动技术时代的教育革新。
2.3 外语教学与信息技术的本质关联性是其整合的基础
信息是个多面体概念,一头联系着思想和社会,一头联系着物理的或者叫技术的世界。语言之所以能完成这一任务,是由语言符号内部语言和信息之间的这些自然相关性所决定的。语言完成信息传达任务的过程就是符号系统激活这些功能的过程,在完成激活的同时,这些语言本身就被赋予了“生命”,如同人具有了思想,语言也就变成了信息的一部分,这就是信息和语言的同体共生性。
语言和信息的关系就是形式和内容的关系,当形式和内容不可分割甚至形式超越了内容时,形式本身也就成为了信息的一种。
信息识别一般只有文字、语音与图形三种形式,归纳起来主要可以分为视、听、说三大功能板块,即图像(静止或动态)、文字以及声音三个基本“谱系学”形态(程东元,2008;戴正南、黄光远,1988)。因此信息技术的表现形式就囊括了语言或语言教学的所有内容,为语言教学活动和信息技术的整合创造了前提条件。
佩维沃(Paivio)的双重编码理论认为,人们可以通过同时用视觉和语言的形式呈现信息,来增强信息的回忆与识别(刘儒德、赵妍等,2007;何克抗,2005)。语言教学技术化就是语言教学信息化的过程。语言的信息模块、信息传递的技术路径和学习者的信息接受路径三者之间的同一性完成整个语言信息“族谱”基因的对比认证,形成一个完整的信息传递圈,完成语言信息化教学过程。这就为人机“有机交汇融合”找到根据。
信息技术与外语教学二者在融合过程中体现出本体性、封闭性、信息化、整合性等特征。
语言教学的所有内容、过程和环节都可以并且仅仅只需借助于信息手段完成,而不需进行额外的物化辅助。语言是信息的载体,也是信息的组成部分,信息的交流和转换,就是语言材料的交流和转换,而语言教学就是语言材料信息的交换和生成的实践活动,因此,语言在这一过程中先被信息化——如文字和声音的信息化、艺术化、技术化加工,再被交互传达。
信息技术手段从使用功能上完全吻合了语言信息交际、交流的需求,能充分完成语言教学和学习的任务。在这个信息化、技术化教学行为中,信息技术和信息本身产生良性互动,互为本体,互为依存,成为一个完整的整体(如文字的音、画处理),达到彼此有机整合的程度。
信息、语言、信息技术与语言教学之间的本质关联性是其相互整合的基础。
2.4 信息技术与外语课程的整合形成外语教育的技术化范式
信息技术与课程整合是一种全新的教学理念,大致要经历三个发展阶段,即计算机辅助教学阶段(CAI)、计算机辅助学习阶段(CAL)和信息技术与课程整合阶段(IITC)(何克抗,2005)。
信息技术与外语课程的整合是基于网络生态的整合。计算机不再仅仅是辅助工具,整合后的计算机系统成为整个课程系统的一个有机组成部分,从根本上改变了课程的本质。要对课程设置、教学目标、教学设计、教学评价等诸要素作系统的考虑和操作,也就是要用整体的、联系的、辩证的观点来认识、研究教学过程中各种要素之间的关系。
整合首先是技术范式形成的逻辑基础。外语课程与信息技术有机整合的过程就是外语教学信息化范式形成和转换的过程。信息技术和外语课程整合的直接结果就是外语教学新范式一外语教育技术范式的形成。
换言之,外语教育技术范式的形成过程就是信息技术与外语课程的整合。
2.5 信息技术与外语课程整合的本质
整合有自己的技术机制,其实质是一种“基于设计的研究”。
外语课程的所有环节,包括教学目标、教学计划、教材编写、课程设计、教学过程、教学模式、教学管理、教学评价等体系的内容,都可以经过信息技术软硬件的加工处理,完成信息转换和传达过程。这一技术化过程主要并且必须表现为遵循教育学规律的“教学设计”,否则就无法实施。
2.6 信息技术在外语教学中运用的原则和作用
正确恰当地运用教育信息技术必须有一种基本的共同的原则,一种具备可行性的教育技术理念,理想的境界应该是运用技术而又看不见技术。要寓技术于教学之中,让学生既运用技术完成学习任务,又没感觉到技术所带来的学习障碍。
计算机信息技术在外语教学中的作用非常复杂而又丰富,它既是工具,又是环境,还是手段和要素,所以其所起的作用是多种多样的,是潜移默化的,它体现出一种“技术酶”的催化作用,可以渗透在外语教学的各个环节。信息技术对外语教学的最大的作用,是优化外语教学,包括教学设计、教学管理、开发、评价,以及教材的研发和教师技能的培训、学生学习技巧和熟练程度的提高等各个环节。
3 外语教育技术范式形成和转换的标志——外语教学研究新“共同纲领”的发展和演变
3.1 中国高校外语教学大纲的“技术化”发展进程
以《大学英语课程教学要求》和《高等学校英语专业英语教学大纲》为代表的中国高校外语教学大纲的发展和演变,标志着中国高等外语教学的技术化范式的形成。
首先,是基于技术化范式的外语教学“公共纲领”的颁布。
20世纪80年代设计编写的《大学英语教学大纲》(大学理工科英语教学大纲修订组编,1985)首次提到了要开展“计算机辅英语教学的研究和实验,加强各种教学软件的开发和使用”。
1999年,教育部又推出了《大学英语教学大纲(修订本)》,明确提出要创造良好的语言环境,充分利用现代化的教学手段,非常明确地肯定了计算机信息技术手段在大学外语教学中的积极作用和地位。
2004年,教育部高等教育司颁布《大学外语课程教学要求》(以下简称《教学要求》),2007年正式推出了《大学英语课程教学要求》正式版。大纲最为明显的特色是,要求各地各学校“采用基于信息技术和课堂的教学模式,……各高等学校应根据本校的条件和学生的英语水平,探索建立网络环境下的听说教学模式,直接在局域网或校园网上进行听说教学和训练(教育部。2007)。”
其次,是高等学校外语专业教学指导委员会(英语组)制定的《高等学校英语专业英语教学大纲》的颁布。新《大纲》强调现代教育技术将为现有的教学方式和手段提供重要的补充(教育部,2000)。
再次,大学外语教学具体模式的推出(图略)。为了推进大学英语教学改革的实施,《教学要求》直接给出具体的教学模式作为大学外语教学的指导和参考,教学模式的构成有两部分:基于计算机和课堂的英语教学模式和基于计算机的英语学习过程。
《教学要求》代表的是国家的教学意志,展现高等外语教育的战略,体现了充分利用教育技术的哲学思想,是中国外语教学领域所有教育技术专家、外语教育专家们多年来共同研究所达成的外语教学理念,是共同认可的“信念、信条、价值观和方法论”,为大学外语教学提供了范式转变的充分依据和证明。
3.2 新范式的实践过程及最终成型
从2000年《高等学校英语专业教学大纲》的颁布和2002年《教学要求》(包含草案)颁布后的几年时间里,中国以大学外语教学为代表的教学实践发生了巨大的结构性变化,外语教育技术范式异军突起,成为高校外语教学研究的主流(下表数据包括外语专业和公共英语教学研究)。
量变促成质变。数量的巨变,说明2002年新“教学要求”提出以后中国大学外语教学正在以惊人的速度发生着变化。这一过程的发展和成熟,深刻地体现了教学要求的基本指导精神,是对外语教学学科新“共同纲领”的积极“呼应、反馈和证明”。它再一次用实践证明了“教学基本要求”作为纲领的“共同体”性质,也反证了基于计算机技术的信息化外语教学发展方向的正确性(王守仁,2009)。数据事实充分表明技术化范式的产生和转换速度,不仅证明跨学科研究越来越灵活,也证明了中国外语教育技术研究领域的自主性、创新性和特色化发展。
中国外语教育界对基于计算机的信息化外语教学模式几十年的努力研究,最终使一种外语教学研究的新“共同纲领”完成蜕变,脱颖而出。这种外语教学研究的技术化发展过程,就是外语教学学科新范式形成的过程。新范式的转变证明高校外语教学研究在与信息技术整合的过程中,已经演变成外语教育技术研究,并促成了一门新的学科教学论——外语教育技术学的产生。
4 外语教育技术学学科属性探讨:学科理论研究
4.1 学科构建的背景和条件
外语教育技术学的产生是范式转换的产物,也是学科实践发展的自然结果和逻辑必然。它首先具备自己的逻辑起点。依据教育技术的产生思路以及外语教学的主体属性,我们可以推定外语教育技术的逻辑起点应该是“借助教育技术的外语教学”活动。其次,具备知识基础。外语教育的知识基础,包括教育学、语言学等众多相关学科的知识。再次,学科交叉基础。跨学科的研究方法,即交叉学科研究,是外语教育技术学形成的动力,也是外语教育技术学形成的方法论基础。外语教育技术学在学科交叉研究方法的推动下,将教育学、教育技术学、信息技术学和语言教学等各门学科进行交叉、渗透、融合,从而催生出一门新兴分支学科,它是传统语言教育研究中科学性与技术性的进一步整合。
学科是科学知识体系的分类。一般认为,作为一门新学科,必须具有独立理论体系,有自己的研究对象和研究方法、学科创始人和代表作等。
4.2 外语教育技术学的理论要素
理论来自于经验实践,理论的目标是对经验现实作出解释。外语教育技术学有自己的理论体系以及理论形成的基础条件,有自己的概念、假设、变量、命题以及归纳和演绎等方法。
首先外语教育技术学有自己独立的学科概念,如多媒体教学、网络教学、信息技术与外语课程整合、教育技术、教学设计、计算机辅助外语教学、基于计算机和课堂的教学模式等等。
外语教育技术学研究有自己的变量考察,如课堂教学中教学技术的使用、教学时间的控制、教学策略的使用、教学环节的设计、学习情感的控制、学习态度的监控等等;也有自己的许多命题和假设,关于教学任务、教学模式、教学效果等等。
外语教育技术学研究方法主要是以分析、演绎和模型理论为主。分析、归纳以及演绎主要用于解释外语教育技术研究中的疑难现象,属于从理论到实践的应用;而模型理论主要用于建构外语教育技术模式,属于从实践到理论的推演或验证。从深层次考察,外语教育技术学是建立在系统论基础上的一门教育学科。从表面结构来考察,外语教育技术学又是一种研究语言教育行为的学科。
4.3 外语教育技术学的知识基础
语言学、外语教学论和教育技术学理论等是外语教育技术学的学科基础。媒体学、传播学等视听教学理论及行为主义、认知主义、建构主义、人本主义等是其学习理论的基础;夸美纽斯的“大教学论”、赞科夫的“发展教学理论”、巴班斯基的“最优教学理论”、布鲁纳的“发现教学理论”、维果茨基的“最近发展区理论”、布鲁姆的“教育目标分类理论”、加涅的“指导教学模式”等是其教学理论基础;新兴的多元智力理论、分布认知理论、联接主义理论以及生态学理论、课程整合理论等为其提供了方法论基础。
4.4 外语教育技术学的哲学基础
除了上述一些理论和知识基础之外,外语教育技术学还深受另外一些哲学思潮的影响,如来自社会学视角、文化视角、技术视角、生态学视角等后现代思想。在教育技术日益进步、教学观念日益更新的今天,这些影响因素不断折中、融合,成为一种具有“后现代主义特征”的“生态化整合”理念和模式,构成外语教育技术学研究的主要理论特征。
4.5 外语教育技术的概念界定
外语教育技术的定义与教育技术的定义将保持理论内核上的一致性。
外语教育技术就是在外语教学实践中,以教育信息技术为手段,以教育学、心理学、语言学等理论为指导,以语言教学为目标,通过创造、使用、管理适当的技术性的外语教学过程和教学资源,以及提高外语教师和学生的教育信息技术素养等手段,来促进外语学习和改善外语学习绩效的理论研究和实践探索活动。
外语教育技术作为一门教学实践活动具有如下本质和特点:外语教育技术是教育技术与外语教学理论相结合的一门跨学科的教学实践和理论探索活动。因此,外语教育技术是一种语言教学研究方法或范式,而不是一类技术形态。
外语教育技术是创造、使用和管理外语教育资源和教学过程的实践活动,这一活动的本质过程是信息技术与外语课程的整合,是外语教学全过程——从教材、教法、课堂、教师、学生到教学内容的整合。
整合的具体体现和过程,就是基于教育信息技术的外语课程设计,而不单纯是教育信息技术的研发。
整合的目的是改善和提高外语教学效率。
整合的原则和标准,如前所述,是最优化地利用技术,是看不见技术的隐性整合。
4.6 外语教育技术学的定义和属性
外语教育技术是为了促进外语学习,对外语教学过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。但是孤单、割裂、自发和零碎的外语教育技术实践并不是科学。外语教育技术学是关于外语教育技术研究的一门学问,是由关于外语教育技术的一系列概念、原理和方法等构成的,能反映外语教育技术内在规律并且具有严密逻辑性的一门新兴学科知识体系,是一种教育学性质的综合性应用学科,又是一种应用语言学性质的综合应用学科。
外语教育技术学是众多学科综合发展的产物,哲学、教育学、心理学、语言学、系统理论、学习理论、人本主义和生态学等理论是其学科理论基础,计算机、网络、多媒体等信息技术则是其重要组成要素。外语教育技术实践中对外语学习过程和学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践,是外语教育技术学研究的基本内容。
从学科归属上考察,外语教育技术学具有复杂的属性。首先,外语教育技术具有自然科学的属性;其次,还有其社会科学属性。除此之外,外语教育技术还具有人文学科的基本属性。其行动性研究方法和课程设计本质使其具有极强烈的人文色彩。
外语教育技术的发展成就证明,它是一门较成熟的教学方法论。外语教育技术学有自己的研究对象和方法论,有自己的理论体系,已经初步具有一门学科的雏形。
5 外语教育技术学主要理论模型的构建
构建外语教育技术学的理论框架和学科体系,是外语教学研究发展的现实需求。外语教育技术的学科综合性渗透了语言、教育及科学的普遍性哲学原理,深刻影响着语言教育理论体系的构建。
本论纲从比较宏观的学科发展高度来展示外语教育技术学的学科框架和理论模型,从文献学角度探寻、剖析外语教育技术学的理论构建思路。
5.1 基于文献的外语教育技术研究理论发展脉络考察
国内学者程东元等(2008)都早已从教育技术学的学科视角,梳理了外语“教学技术”的基本理论框架。
Sasha等(2004)、Robert J.(2007)认为作为外语教育技术的CALL是一种基于设计的研究,基本上指出了外语教育技术研究的本质属性;Robea Debski(2003)则进一步指明CALL作为一门学科(as an academic discipline)的定位和发展方向。
顾日国(2005)提出了教育生态模型,把“传统的校园称为校园教育生态环境,把通过计算机局域网或广域网所构建的学习环境称为虚拟教育生态环境。”
张红玲等(2007)搭建了网络外语教学的基本模型,梳理了理论基础、网络外语教学的相关要素以及教学系统化设计理论。
张祖忻(2008)提出了构建学科理论体系和搭建学科知识基础的基本思路。他认为外语教育技术的核心是教学设计。他勾画了外语教学技术的本质和学术思想的范围,并列举出外语教学技术领域的主要范畴和知识基础,为本领域的知识的组织提供了一个框架。他认为:外语教育技术“是一类提高外语教学质量的创新实践,是一门应用知识和发展知识的新兴学科”(张祖忻,2008)。
顾日国的教育生态模型架构、张祖忻关于外语教育技术核心的确认,以及张红玲的网络外语教学的系统化设计研究等,都站在教育技术学的立场为外语教育技术学的理论建构和学科建构打开了一扇研究窗口,作为一种学科的理论铺垫,为外语教育技术学生态化整合理论的产生打下了基础。
5.2 生态化整合理论的构建
Warschauer(1996)把计算机辅助语言教学划分为三个阶段,即行为主义阶段(behavioristic)、交际法阶段(communicative)和目前的整合法阶段(integrative);Bax(2003)从另一维度将这三个阶段分别命名为受限制的(restricted)、开放的(open)以及整合的(integrated)(莫锦国,2009)。国内教育技术研究者也把教育技术的发展分为三个清晰的阶段:第一阶段是技术媒体观。第二阶段是技术的认知工具观,本阶段的表现形式是信息技术化学科教学,即课程整合。第三阶段就是技术的生态观。前两个阶段都是针对个体来优化学习过程,生态观则从技术与人的共生关系来考察。技术促进了人与人之间关系的变化,随着普适计算技术的实现和发展,技术将融入到我们的学习和生活的各种空间中。教学中的信息技术将像黑板和粉笔一样融入日常教学中,形成一个良好的信息生态(余胜泉,2011),即教育生态。“教育生态信息观”要求教育信息化不再局限于技术方面,而越来越重视人、信息、技术、教育实践活动以及人与信息环境之间的相互关系,建立和构建起一种创新性的生态圈或者学习文化。
陈坚林(2010)经过多年的探索,构建了一个综合计算机辅助外语教学研究和教育技术学研究的生态学研究观点及课程整合的理论体系(以下简称“生态化整合”)。
所谓生态化整合理论,是指基于生态学研究理论和信息技术与课程整合研究方法而提出来的一种“计算机网络技术与外语课程生态化整合”的理论体系。它包含基本理论框架和基本模式研究(限于篇幅“基本模式”略)两部分内容。其基本理论认为:信息技术与外语教学课程整合改变了传统外语教学中课程的构成模式、计算机在课程中的地位、教师中心的传统模式、教材的结构、教学要素等教学系统和环境,外语课程各环节产生许多变化和失调现象,因此要依据生态学的原理,考察教学系统内部诸要素与周围环境的相互关系、作用和影响,研究各种教学现象及其成因,探讨外语教学生态的特征和功能及其演化和发展的基本规律,对外语课程系统进行分析、建构,探索出一种使外语教学进入“兼容、动态、良性发展轨道”的科学发展思路。
生态化整合理论是在信息技术与课程整合研究方法以及生态学研究理论基础上形成的一种较为新颖的综合性理论体系,既是外语教育技术学的基本学科研究思想,又是一种跨学科的研究方法,基本上代表了目前国内外语教育技术理论研究的最新成就。
6 外语教育技术学的研究对象和研究内容
6.1 外语教育技术学的研究对象
外语教育技术的研究对象不是技术本身,而是在外语教育中运用技术进行教学的理论和方法。外语教育技术学其实是一种特殊的方法论或学科教学论。
外语教育技术学的研究对象是一种基于技术使用理念的外语教学资源和教学过程的整合过程。这一过程最终表现为现代外语课程设计。
外语课程的设计应该处理好几个教学要素之间的关系。从哲学的“价值关系学说”来考察,外语教育技术学所研究的不是具体的技术个体,而是技术个体与外语课程各要素之间的关系。因此,外语教育技术学的研究对象,就是计算机信息技术在与外语教学过程和教学资源各要素整合进程中所建立的各种生态化关系:
首先是技术与语言的关系。教育学理论和教学目的决定语言和技术之间的关系。语言是教学的目的,在一定程度上,技术也是教学目的的一部分。
其次是技术与教学的关系。技术与学科教学的关系表现在教学环境的创造、教育资源开发、教学内容和课程的设计、教学过程的管理、教学效果的评估等方面。
最后是技术与教学主体的关系。教育技术与教师和学习者之间的关系,是工具和工具使用者的关系,是被动和主动的关系,技术既是教学的工具,也是教学的背景和内容。
语言、教学、技术、教育者、学习者互相之间构成一个相互需要、相互促进、互为依存的关系,任何一个要素都不是绝对地控制另一个要素,只有互为依存才能和谐存在和发展,这正是外语教育技术理想的生态化境界。
6.2 外语教育技术学的研究内容
外语教育技术学研究对象的具体表现就是外语教育技术学的研究内容。
从教育技术学的定义来分析,外语教育技术有两大研究内容:技术化的外语教学资源和技术化的外语教学过程。
从学科视角概括,外语教育技术学的研究内容包括外语教育技术学的学科理论、专业设置、课程建设、人才培养、教材编写等学科内部要素,以及外语教育技术学的产生背景、学科地位、学科发展、学科政策、现实意义以及与其他学科的关系等外部因素。
从研究内容的相互影响来看,根据上述语言与技术的关系,有基于语言研究的技术,也有基于技术衍变的语言。
从教学要素来考察,还有教师的信息技术素养、学生的应用技能,以及教材的信息化、立体化编写等内容。
外语教育技术学的研究对象和研究内容是外语教育技术学学科构建的重要基础之一。
7 外语教育技术学的方法论探索
7.1 外语教育技术学的学科方法论
方法论是人们用一定的世界观去认识世界和改造世界的根本原则和根本方法,简单讲就是关于方法的理论。从哲学上理解,一定的方法论反映一定的世界观,一定的世界观决定了一定的方法论。学科方法论是指导该学科实践研究的基本观点,是该学科理论思想的具体体现。方法论是一种认识论,而不是一种实践层面的方法或技巧。因此方法论和方法是两个不同的范畴。
外语教育技术学的方法论是指导外语教育技术学的学科研究和学科发展的理论、观点或思想。
外语教育技术学的方法论不等同于外语教学法。
外语教育技术学有自己的理论思想作指导,就会有自己的教学观,也会产生自己相应的方法论和各种研究方法。
外语教育技术学方法论应该包含思想基础以及研究方法。外语教育技术学方法论和所有的方法论一样,都属于哲学范畴,离不开哲学的指导。
既能整合各种教学资源和教学过程,又能体现科学性、技术性、人文性的外语教学新元素、新理念、新思想和新方法,是外语教育技术学独有的生态化整合思想,也是外语教育技术学的特色学科理论。这种生态化整合思想指导下的学科发展观,是指导外语教育技术学研究方法的重要指导思想,是关于外语教育技术学研究方法的理论,即“外语教育技术学方法论”。
外语教育技术学的学科理论与该学科的方法论体现着逻辑上的一致性。
7.2 外语教育技术学的研究方法——基于设计的研究
外语教育技术学汲取了教育技术学及外语教学诸多有效学科研究方法的精华。外语教育技术学的研究方法有两种趋向:一种是“向后看的”评价性研究,这是一种静态的终结性评价研究,是注重结果分析和理论总结的研究方法,是对学习者进行“学后”分析的研究范式;另一种是“面向未来”的行动性研究,这是一种动态的、形成性、探究式和构建式研究,是设计、实践、修改、提高式的研究方法,是一种为学习者提供“学中”帮助的研究范式,而不单纯是研究方法。除了各种实证研究、哲学思辨研究和人文主义研究(张文兰、刘俊生,2007)等研究范式之外,当前,教育技术学领域最近又产生一种较新颖的多元综合研究方法,这就是基于上述行动性研究理念的“基于设计的研究”(designbased research,DBR),并且这一研究形式已经变成“正在兴起的学习研究新范式”(杨南昌,2007)。
基于设计的研究其实是一种整合性研究方法。它以生态化理念整合了多种研究方法的精神内核;其次,在当今真实性学习情景变化多端的情况下,它能以生态学理念整合多种研究要素:以行动研究的立场,动态地、多层面地验证、调整、修改和完善一种潜在的学习理论、模式或方法。这是一种能动的、鲜活的,而不是死板、僵化的研究范式。另外还因为,基于设计的研究整合了外语教育技术的多种教学因素和教学环节。最后,外语教育技术学是一个跨学科的科学体系。基于设计的研究整合了众多学科知识基础,使语言学、教育学、信息技术学等各学科知识,以及教师和学生的知识素养等参数,为基于设计的研究提供了丰富的数据和理论修正的可能。
基于设计的研究听起来更像是一种策略的设计而不是方法的研究,这种面向未来的基于行动的策略性研究是教学研究的真正内涵。基于设计的研究是一种真实学习情境中长期的、宏观的理论验证和修复的方法建构过程,不是一种细微、琐碎和孤单的细节性设计和评价。基于设计的研究还必须依赖于众多独立研究方法的帮助和支持,作为方法组群,共同支持基于设计的行动性研究方法的开展。基于设计的研究“是教育技术学核心研究取向,它将成为教育技术学领域有潜力的、具有学科自身特色的研究方法论之一”(焦建利,2008),也必将成为外语教育技术学的代表性研究方法。
8 外语教育技术学的专业建设及发展雏形
8.1 外语教育技术学产生的几个现实性标志因素
按照对科学构建的一般理解,除了学科理论要素之外,外语教育技术学的产生也必须具备几个现实条件,同时也是其产生的标志性因素,那就是作为学术研究平台的专业期刊、研究群体即研究力量,以及作为学术研究实践活动的专业学术会议等。
8.1.1 外语教育技术学研究平台
《外语电化教学》期刊成为中国外语教育技术学研究的核心平台,通过论文、会议、科研项目、开设讲座、成立组织等活动凝聚研究力量、汇聚整合资源。不仅在学术上,而且在教学实践上促进了外语教育技术学研究的长足进步和持续发展。
8.1.2 外语教育技术学的研究群体
在中国高等外语教育领域,有几批学术力量在从事外语教育技术学的研究。
第一批是高校外语教育领域的教育技术管理人员,也就是原来大学外语院系的电教室或语言实验室管理人员。这一批研究力量也是中国外语教育技术学研究的基础组成部分,属于技术研发和管理学派。
第二批外语教育技术力量,来自当前全国教育技术学科专业院系的培养系统,有教育技术学教师、学生、研究机构和期刊编辑人员等,属于教育技术理论学派,主张学科建设和课程设计。
第三批力量,是来自外语教育学科本领域内的研究者。他们主要是外语教学研究专业的教师和研究生。是构成外语教育技术学研究的一批新兴力量,多数属于应用学派,是衔接和沟通上述两个学派、体验和履行外语教育技术学研究理念的骨干力量。
8.1.3 外语教育技术学的研究组织
指的是各种学术團体或学科组织。如中国教育技术协会外语专业委员会;各省市教育技术学会的外语专业教学分会;还有新成立的China CALL(中国计算机辅助外语教学研究会)等。
8.1.4 外语教育技术学的学术会议
首先是指国内外语类主要学术期刊所举办的专题学术研讨会,比如《外语电化教学》连续、定期举办的大规模的外语教育技术主题会议。其次是各类协会、机构主办的大量的分散的相关主题会议,主要分为各级协会、各种学术组织、出版社甚至有关教育部门主办的各种会议。
8.2 外语教育技术学的专业课程体系与人才培养
8.2.1 外语教育技术学作为学科和专业的建设实践
在高等院校外语院系里,外语教育技术学已经在教学需求的推动下,产生了专业和课程建设的萌芽。主要分为两个层次。
第一是本科层次。指普通高校本科外语教育(师范)专业建设中开设外语教育技术学课程的尝试。如部分重点师范大学外语学院教育技术学课程的设置。
第二是研究生层次。指硕士学位培养阶段的外语教育技术学学科和专业建设。如部分师范大学和重点外国语大学外语教育硕士课程中的教育技术“专业必修课”和“专业选修课”的开设。
8.2.2 外语教育技术学的专业划分、人才培养目标及课程设置构想
外语教育技术学的人才培养任务主要落实到两个领域、一个目标。两个领域是指外语专业和教育学专业,即一个是外语专业的外语教育(师范)方向,一个是教育专业外语教学论方向;一个目标是指两个领域的培养目标都是培养合格的现代化外语教学师资力量。
外语教育技术学的师资培养,应该面向两个层次,一个是中小学外语基础教育(包括婴幼儿外语教育),另一个是大学外语教育。
高校师范外语(教育)专业,以及高校外语硕士、尤其是博士研究生培养课程体系里面,有必要增加“外语教育技术学”专业课程,这样可以切实地提高广大中小学外语教师和高等院校一般外语教师的教育信息技术素养以及外语教学、科研水平。
外语教育技术学的课程设置,首先急需要一套自成理论体系的综合性教材,作为外语教育技术学的专业基础课程。目前的课程设置目标是需要对外语教育技术学的学科特质、理论基础、研究对象和研究方法等理论框架进行继续挖掘和充实。
其次,作为一门学科的课程设置,还需要有与专业基础理论课相配套的其它实践性课程,比如语料库语言学、语言技术软件、互联网应用与外语教学、实验室操作、课件制作、机助翻译软件、机助写作与作文自动评分、机助测试、数理统计与语言分析等等,以尽快适应外语教学更加复杂化的要求。
9 结论
信息技术的进步、学习方式的转变,逼迫教育方式不得不进行相应的变革。传统理念下人工传递知识的教学方式,已经很难完成大规模、高要求的复杂语言教学任务。基于信息技术、教育技术、教育学、心理学和语言学等知识和学科基础的跨学科的外语教育技术应运而生。
关键词:智慧;智能;人类智能;人工智能
0引言
不久前刚结束的围棋人机大战,使人工智能受到人们空前广泛的关注。它一方面表明智能科学与技术的发展极为迅速,同时也激起了社会对智能科学技术及其人才培养十分强烈的期待。人们对“中国大脑”计划的热议达到了前所未有的程度,“中国制造2025”计划正在快速推进,我国自主研制的智能服务机器人正在走向服务领域的许多行业,国内许多企业自发兴起的“机器换人”浪潮正高歌猛进。国务院政府工作报告中提出的“互联网+”虽然被人们解释为互联网向各领域的强势渗透,但是更多的有识之士却把“+”理解为“升级”,即“计算机互联网络”向“人工智能互联网络”的升级,而这正好与“中国大脑”计划相呼应!
为了适应这种发展的需要,努力办好“智能科学与技术”专业,北京邮电大学智能科学与技术研究中心曾经对设置了本专业的全国各主要高校做了一次普遍性的专业调查,结果发现,各校对于“智能科学与技术”专业的理解差异非常巨大。最狭义的理解,是把本专业看做是“计算机科学与技术的一个分支”;最广义的理解,是把它看做是“从理工到人文和社会几乎无所不包的综合学科”。
从科学研究和长远发展的观点来看,这样发散的理解会有利于人们解放思想,激励创新,把本学科的研究做深做透做到位。不过,从当前的本学科教育教学来说,这样分散的理解可能使“智能科学与技术”学科的人才培养工作迷失方向。
1基本模型
为了准确理解“智能科学与技术”学科,首先需要建立“智能科学与技术”学科的基本模型,这样才能从学科整体上厘清它的基本概念、基本原理和基本规律,规制过于宽泛和过于狭窄的偏差。图1就是为此而设计的基本模型。
在图1中,底部的椭圆代表外部环境的客体事物,也就是需要研究的“问题”;其上的整个部分代表主体及其与客体相互作用的过程:主体接受来自客体所产生的“本体论信息”,经过主体思考之后产生与客体交互的“智能行为”反作用于客体,解决问题。就在这个主客相互作用的过程中,主体充分展现了自己的智慧能力。其中的主体可以是人类个体,也可以是人类群体。因此,这是研究“智能科学与技术”的基本模型。
不断提升自己生存与发展的水平,这既是人类与生俱来的目标,也是人类永不枯竭的动力。为了实现这个目标,人类就要运用自己的智慧和知识不断去发现应当解决而且可能解决的问题,在此基础上努力去解决所发现的问题,不断前进。
人类的这种智慧能力包含两个相互联系相互作用相辅相成的部分:其一是根据人类所追求的目标和现有的知识去发现问题、定义问题和预设问题求解目标的能力,这是人类在长期实践过程中积累起来的一种内隐性的智慧能力,所以称为隐性智慧;其二是在隐性智慧所确定的工作框架内,在求解目标的引导下,运用相关信息和知识去生成解决问题的策略,成功解决问题实现求解目标的能力,这是一种外显性和操作性的智慧能力,所以称为显性智慧。
在图1的模型中,隐性智慧具体表现为“主体所定义的问题、主体的知识库里已经拥有的知识、主体为求解问题所预设的求解目标(也存在知识库内)”,这三者就构成了主体为求解问题所设置的初始工作框架。显性智慧则具体表现为图1中的“感知、认知、基础意识、情感生成、理智生成、综合决策、策略执行、效果检验以及反馈学习优化”所代表的问题求解过程。
由于隐性智慧是人类内隐性的智慧,需要明确的目标、足够的知识、很强的直觉能力、丰富的想象能力、甚至需要灵感和顿悟能力,才能创造性地发现值得解决的问题,所以,隐性智慧难以用人造机器去模拟。然而,由于显性智慧具有外显性和操作性特征,主要具备获取信息、生成知识、生成和执行策略的能力,因此,显性智慧有可能被人造机器所模拟。在约定俗成的学术语汇中,“智慧”比较抽象,带有形而上的色彩;而“智能”则比较具体,带有形而下的特点。于是,人类的显性智慧也常常被称为“人类智能”。
鉴于人类显性智慧与隐性智慧之间存在不可分割的深刻内在联系,人们就把研究和探索“人类隐性智慧和显性智慧奥秘”的科学技术称为“智能科学技术”,而把其中着重研究和模拟“人类显性智慧(人类智能)能力”的科学技术称为“人工智能”科学技术,或者就简称为“人工智能”。换言之,人工智能是“智能科学与技术”的一部分。
图1的基本模型及其相关解释启示我们:“智能科学与技术”的内涵既具有极强的基础性,涉及与物质资源同样基础的信息资源;又具有极强的深刻性,涉及人类创造性智慧的深邃奥秘;还具有极强的应用性,涉及极其广泛的应用领域。
因此,为了研究与学习“智能科学与技术”,人们应当具备人文社会科学、基础自然科学和应用技术科学的知识与能力,应当自觉遵循“文理交互,理工融通”的交叉科学理念。虽然我国高校仍有文科、理科、工科之分,但是,为了培养有发展能力和创新能力的人才,还是要在发挥各校特色的同时努力贯彻“文理交互,理工融通”的方针。这是智能科学与技术学科的鲜明特点,需要引起教学与研究人员的高度关注。
2基本方法
概念是学科的基石。从图1的基本模型可以看出,“智能科学与技术”包含了许多重要的新概念。除了上面已经讨论过的隐性智慧和显性智慧的基础概念之外,还有信息(包括本体论信息和认识论信息,特别是其中的语法信息、语义信息和语用信息)、知识(包括本能性知识、经验性知识、规范性知识、常识性知识、知识的内部生态系统和外部生态系统)、基础意识、情感、理智、智能策略、智能行为等一系列基本概念。
考虑到本文篇幅的限制,同时也考虑到读者可以很容易从现有文献中详细了解到这些概念,因此,这里只予以列举,而不准备展开具体的讨论。有需要的读者可以参阅相关文献。
这里需要特别关注的,是研究和学习“智能科学与技术”所需要确立的新的科学观和方法论问题。只有掌握了这些新的科学观和方法论,才能准确地理解“智能科学与技术”的基本概念、基本内容和基本规律。
有比较才能有鉴别,事物总是相比较而存在。了解“智能科学与技术”所需要的科学观和方法论的便捷方法之一,就是把它们同读者已经熟悉的“物质科学与技术”的科学观和方法论进行对比。众所周知,智能系统是一类开放的复杂信息系统,因此,这里的比较对象也要选择相对比较复杂的物质系统。表1就是这种比较的一些结果。
由表1可知,“物质科学技术”所采用的科学观包括(1)物质观:认为研究的对象是物质的;(2)结构观:认为研究的关注点应当是物质的结构;(3)孤立观:认为所研究的物质对象是与其它对象没有关联的;(4)静止观:认为所研究的物质对象是静止的,至少在研究期内是静止的。
基于这样的科学观,在处理比较复杂的物质对象的时候,物质科学技术所采用的方法论就是“分解一分析”,更具体地说就是“分而治之,各个击破,直接还原”。也就是人们所熟悉的“还原论”。
和“物质科学与技术”的情形不同,“智能科学与技术”的科学观包括(1)信息观:认为所研究的对象是信息;(2)系统观:认为研究的关注点应当是系统化的信息,即必须同时关注信息的形式、内容和价值;(3)生态观:认为信息不是孤立的或静止的,而是生长发展的;(4)机制观:认为信息的生长发展必然存在一定的机制。
基于这样的科学观,“智能科学与技术”所采用的方法论就是“转换―创生”。更具体一些说,就是“智能科学与技术”基本模型(图1)所展示的“信息转换与智能创生定律”。其中,“信息转换”是手段,“智能创生”是目的。
十分清楚,“物质科学与技术”的“分而治之”方法论体现了它的“物质观、结构观、孤立观和静止观”;“智能科学与技术”的“转换创生”方法论体现了它的“信息观、系统观、生态观和机制观”。
这个对比告诉我们,由于研究对象不同,导致学科的性质也不相同,我们不能把自己所熟悉的“物质科学与技术”的科学观和方法论统统照搬到“智能科学与技术”学科领域。虽然在研究局部细节问题的时候,这两种科学观和方法论的差异表现的不是很明显,但是在研究系统全局问题的时候,这种差别就会变得十分显著。这也是值得“智能科学与技术”的研究者和学习者特别关注的特点。
事实上,“人工智能”的研究就经历了一场方法论的变革。按照“分解―分析”的方法论思想,人工智能被分解为结构模拟(人工神经网络)、功能模拟(物理符号系统)和行为模拟(感知动作系统)三大学派,结果长期不能互相融通。20世纪末和21世纪初,一些研究人员提出“新的集成”和“现代方方法”试图找到三者融通的具体方法,但是都没有取得成功。2007年,本文作者按照“转换―创生”方法论思想提出了机制模拟的智能生成方法,结果发现:结构模拟(人工神经网络)、功能模拟(物理符号系统)和行为模拟(感知动作系统)分别是机制模拟的A、B、C型,从而实现了人工智能模拟方法的统一,见表2。
由此可见,以往人们把人工神经网络课程、物理符号系统课程(即普遍流行的人工智能和专家系统课程)、感知动作系统课程(即智能机器人或智能体课程)分开讲授或者只讲授其中一门或两门课程的做法是不合理的。
同时,我们一直把图1的模型称为“智能科学与技术的基本模型”。不过,如果注意到“智能科学与技术”的科学观一信息观,系统观,生态观和机制观,那么,我们也可以把图1称为“生态意义上的信息科学与技术基本模型”。这是因为,虽然在经典意义上的信息科学与技术基本模型只能覆盖到图1模型中的信息层次,但在生态学意义上,知识和智能都是信息的生态学产物,因此生态学意义上的信息科学与技术基本模型就覆盖了图1模型的全体。在生态学的意义上,“智能科学与技术”基本模型与“信息科学与技术”基本模型就合二为一:自顶向下观察,图1就是“智能科学与技术”的基本模型;自底向上观察,图1就是“信息科学与技术”的基本模型。于是有:
智能科学与技术=生态学意义的信息科学与技术
如果把“智能科学与技术”模型中的“由信息转换为知识”和“由信息、知识和目标转换为智能”这两个核心部分命名为“核心智能科学与技术”,把非生态学意义上的信息科学与技术命名为“常规信息科学与技术”,那么,也可以有:
智能科学与技术=核心智能科学与技术+常规信息科学与技术
在我国教育部的学科目录中,“智能科学与技术”其实就是“核心智能科学与技术”,目录中的“信息科学与技术”其实就是“常规(非生态学意义的)信息科学与技术”,后者又被划分成“通信”、“计算”、“自动化”、“物联网”、“信息安全”这样一些更加狭窄而且相互交叠的二级学科,显然有待进一步合理化。
3基本课程
北京邮电大学智能科学与技术研究中心最近实施的全国高校智能科学与技术专业教学计划调查表明,我国多数学校的教学计划确实体现了“计算机科学与技术的一个分支学科”的特点,很少学校的教学计划能够表现“文理相交,理工融通”的交叉科学精神。这就提出了一个尖锐的问题,如果真的把“智能科学与技术学科”办成“计算机科学与技术学科”的一个分支学科,那么,这样的“智能科学与技术学科”还有存在的理由吗?
由以上分析的“智能科学与技术”的基本模型和基本方法可以知道,为了学习、理解和掌握“智能科学与技术”学科,人们的知识结构必须包含社会科学、人文科学、基础科学、应用技术的基础知识与综合能力。
为此,由中国人工智能学会教育工作委员会和清华大学出版社计算机分社共同组建的“全国高校智能科学与技术专业系列教材规划与编审委员会”(以下简称编委会)提出了如下的本学科核心课程和相应的核心教材。
(1)一年级第一学期的课程智能科学与技术导论是一个引导型课程,旨在以准确而通俗的概念、全面而浅近的思路、亲切而富有感染力的语言,引导刚刚踏入校门的新生了解:什么是“智能科学与技术”?为什么要学习“智能科学与技术”?怎样才能学好“智能科学与技术”?
(2)二年级第一学期的课程脑与认知科学基础是本学科特需的自然科学基础(脑科学)和社会科学基础(认知科学),旨在为学生提供关于人类智能的脑科学基础知识和人类认知能力的科学知识,特别是关于“脑结构如何产生认知能力(物质如何生成精神)”的科学机理。
(3)二年级第二学期的课程不确定性数学引论是本学科特需的数学基础知识课程,旨在为学生提供关于“智能科学与技术”领域必然涉及到的各种不确定性(包括随机不确定性、模糊不确定性、粗糙不确定性以及非线性引起的混沌不确定性)的描述与处理知识,特别要阐明这些不确定性的根源、相互关系、描述和处理方法。
(4)三年级第一学期的课程机器智能是本学科的专业基础课程,旨在用“智能科学与技术”的方法论阐述人类智能的各种模拟方法(包括结构模拟、功能模拟、行为模拟和机制模拟),以及这些不同模拟方法之间的相互关系和统一的途径,为学生学习机器(人造系统)智能奠定理论和方法的基础。
(5)四年级第一学期的课程《科技史与方法论》,由于智能科学技术本身富有科学观和方法论的特色,因此这是一门具有本学科特色的总结性课程,旨在为学生提供关于科学技术发展史(特别是智能科学技术发展史)所展现的科学观和方法论知识,使学生能够从“智能科学与技术”的学科知识基础上站立起来,具有纵观和把握智能科学技术发展规律的能力,使学生的学术眼界能够“形成于课堂,而又远远超越课堂”。
编委会认为,这些核心课程的综合(加上各个学校的人文社会科学通识课程和各有特色的专业课程),将为学习者提供必要的“文理相交,理工融通”的交叉学科思维素质和能力。无论是理科型学校还是工科型学校,都要在保证上述核心课程优质教学的基础上努力发挥自己的特色,而不应当削弱这些核心课程的教学质量。
5结语
关键词:会计 跨学科 方法论 机制
一、会计跨学科发展的客观趋势
(一)科学融合发展对会计学的挑战 15世纪下半叶,由于社会进步和生产发展,科学才逐渐分化为自然科学和社会科学两大科学体系,到18世纪基本完成。进入20世纪后,科学的分化在继续,并已形成自然科学、技术科学、社会科学和人文科学等科学体系。马克思曾预言:自然科学今后将会把关于人类的科学总括在自己的下面,正如同关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样;它将成为一个科学。德国物理学家普朗克也曾指出:科学乃是统一的整体。现实证明这些预言是正确的:在科学不断分化的同时,科学的融合也正在进行。一方面,由于先进实验技术和精密观察工具的出现,人类对客观物质世界和主观思维领域都有了更加深刻的认识,科学分化也因此越来越细。另一方面,由于客观世界与各门学科间相互联系和相互转化的复杂性,科学方法的多样性以及科研目的的综合性,人类逐渐认识到:依靠单一的学科知识体系,无法更深入揭示研究对象的本质特征,学科间的交叉、渗透和综合成为新的必然趋势。进入21世纪后,科学融合发展趋势将更为明显,科技进步为科学融合创造更好的物质条件,科学研究、经济发展和管理要求为科学融合提出更多的要求。科学发展的融合趋势,向会计学的发展提出了严峻的挑战,这使得传统意义上的会计学已经不能满足现代经济管理的需要。会计学必然要与自然科学和社会科学相结合,或者求助于其他学科的理论和方法进行充实和完善。
(二)环境变化对会计跨学科发展的影响 由于经济发展、科技进步和现代管理对会计科学发展的要求,随着经济体制改革、会计改革、对外开放、引进国际会计、会计制度建设和会计教育事业的发展,以及国民经济高速发展、科学技术进步和加强经济管理,会计环境发生了变化。一方面会计环境变化使会计范围逐渐扩大,人们扩大了眼界,冲破长期以来思想上的禁锢,从固守会计的记账、算账、报账的传统观念解放出来,向会计管理领域扩展,向与会计相关的领域延伸。另一方面,会计环境变化也使会计内容向深度发展,人们加深了认识,开始从实际出发,探讨适应国民经济高速发展、科学技术进步和加强经济管理需要,研究深层次的专门问题和特殊问题。使财务会计学和管理会计学的研究深入并细化。同时计算机等科学技术的发展也使会计跨学科迅速地发展。纵观会计科学发展的全貌,会计跨学科趋势不断加强,这一趋势不仅表现在会计科学内部学科之间的跨学科趋势,还表现在会计学与其它科学的跨学科发展。其间相互影响,相互渗透,日益形成新系统的跨学科群,多门学科共同语言、概念和方法正在形成,一门学科所取得的成果及方法可迅速转移到其他学科中,以及每一门学科都是在与整个科学体系的密切联系中向前发展。值得关注的是,学术界有一种流行的观点,认为会计跨学科研究指会计与其他学科之间的合作,导致彼此相互影响,相互借鉴。但如果只停留在这个层面是不够的。实际上会计跨学科研究的基础在于还要使各参与的学科之间没有固定的分界,从而构成总的体系,并在总体系内部互相发生作用,这也是会计跨学科研究的高级阶段即整合阶段。
(三)会计跨学科发展的形式会计科学与其他科学的融合主要表现在:一是融合现代科学的理论与方法发展新兴会计科学。在建设现代会计学的过程中,引入现代科学的理论与方法,如引入现代的哲学、伦理学、心理学、逻辑学、法学、系统学、决策学、环境学、数学和计算机科学等的基本理论与基本方法。发展新兴的会计科学,如建立会计哲学、会计伦理学、会计心理学、会计逻辑学、会计法学、会计系统工程学、决策会计学、环境会计学、会计数学、算机会计学和会计方法学等。二是融合现代科学的理论与方法发展新的会计理论与方法。在会计学中引入现代科学的理论与方法,如系统理论、信息理论、预测理论、决策理论、控制理论、模式理论、规范理论、协调理论和发展理论等,相应建立和发展会计系统、会计信息、会计预测、会计决策、会计控制、会计模式、会计规范、会计协调和会计发展等理论与方法。三是移入其他科学理论与方法,完善会计理论与方法体系,发展会计科学。在会计学中引入其他科学的理论与方法,如引入资金、成本、收入、利润、分配、负债、权益、管理、委托、银行结算、经济核算、经济责任和经济效益等理论与方法,相应建立有关会计的理论与方法。在会计与其他学科整合的同时,会计学科内部也在融合。主要表现表现在:一是会计科学综合性研究,即会计科学学的研究,将各种相互联系的会计分支学科作为一个总体进行研究,研究其在知识经济条件下的发展趋势和规律、理论体系、方法体系和学科体系等。二是会计类学科的研究,将各种分支会计学科中性质相近的学科作为一类进行研究,也即把会计学科体系划分为不同的学科群(类)进行研究,如对会计基础学科、会计部门学科、会计专门学科或对会计人本学科进行研究。三是会计学科比较研究,将性质相近或相同的会计学科进行比较研究,如财务管理与管理会计的比较研究,成本会计与管理会计的比较研究,中外会计原理的比较研究等。
二、会计跨学科研究方法
(一)会计跨学科方法研究的必要性及基础 会计跨学科研究是会计学发展一种新的研究范式,主要诉求在方法论上有所发展,突破学科壁垒。科学方法论是关于科学一般研究方法的规律性的理论。作为科学的认识论和哲学观,其与科学知识同步飞速发展,又对科学研究起着普遍的指导作用。方法运用得当,就能较快地发现事物的本质及其客观规律,继而形成新的理论;反之,则往往使人们不容易透过表面现象认识被研究对象的本质,有可能一事无成。因此,会计跨学科研究方法是促进会计跨学科发展的重要工具,只有掌握了科学的方法,才能使会计,跨学科研究具有深度和广度,并建立起独立的体系。用整体观点看待被研究客体,这有助于揭示其深刻的和固有的特点,吸收各种专业的学者共同研究,从而能更好、更有效地解决提出的问题,而且能取得学者的相互理解还能从有本质区别的事物和过程中揭示出共有的东西,这就为借助现代工具提供了条件。会计跨学科方法的研究有其客观基础。一是客观事物在内容上的普遍联系性,构成大系统,系统的结构性和层次性,使大系统成为各种次级系统的若干系统体系,这为跨学科方法论研究架起了“桥梁”。二是客观事物在性质上具有一致性。这种事物性质的一致性是相对的,不是性质上的完全相等,而只是表明某些事物之间在性质的某个方面,或在某一点上,具有相同性。这就为跨学科研究提供了可能。三是客观事物在功能上具有一定的相同性,而不同事物之间可以相互补充、相互作用,这就为跨学科方法论研究创造了条件。会计跨学科方法的研究要求具备主观条件,即主要因素是会计人员的素质。会计研究
人员是否掌握基本理论与基本方法,对于开展会计跨学科方法论研究是重要的,这就需要掌握与会计学跨学科方法相关的知识和方法。
(二)会计跨学科研究方法 会计跨学科研究方法是以唯物辩证法为理论依据,以会计跨学科研究活动为对象,采用先进技术为工具,在会计跨学科研究的实践中逐步形成并不断完善和发展。主要包括以下方法:现实法,从一定的时间、地点和条件(经济、政治等)的实际情况出发进行研究;观察法,通过感觉器官或借助科学仪器,对会计对象仔细查看而获得经验事实的方法;调查法,按有关要求采用一定的形式,对会计对象进行调查,已获得相关资料的方法;组合法,将原有表象的各个构成部分,按不同要求进行不同结合而形成新的形象的方法;数学法,运用数学的概念、理论和方法,对研究对象进行定量的分析计量和描述的方法;实证法,根据实证理论的要求,通过各种形式取得实际证据,以反映、结实、检验和预测客观经济活动的方法;假说法,根据已知的科学事实和科学原理,对未知现象的本质及其规律性进行推测性说明的研究方法;相似法,研究客观事物存在相同与变异矛盾统一关系的方法;类比法,亦称类比推理,根据两个(类)对象之间在某些属性上相同,而推出其他属性也相同的一种逻辑方法。此外还有实验法、资料法、辩证思维法、逻辑思维法、求异思维法、求同思维法、想象思维法、特殊思维法、抽象法、概念法、判断法、推理法、模型法、归纳法、演绎法、比较法、分析法、综合法、控制法、信息法、系统法、行为学法、伦理学法,社会学法、经济学法、历史法、陈述法、实践法、评估法。如在类比法中,会计监督理论与审计监督理论、财政监督理论等相对比,发现相同、相异之处,从而发展会计监督理论(于玉林,1997)。在会计跨学科研究中,运用系统法从会计系统与其他系统相互关系出发,探讨建立跨学科的新兴会计学科。人们只有掌握了这些方法,才能导致重大科学发现,开辟会计跨学科的新领域。值得注意的是,有些会计跨学科研究方法与会计学的融合还不完善,有待进一步深入研究,挖掘其的结合点。
三、会计跨学科研究的方法机制
(一)方法的使用 这里的方法不仅指学科的概念、原理和思想,还包括其行之有效的试验方法和技术方法。其使用主要方法移植,指的是一门学科的方法向另一门学科的转移,运用到会计指的是其他学科的方法向会计学科的转移。方法的移植其形式是多种多样的,具体途径一是研究对象的转移和综合,是会计跨学科相关生长的重要原因,也是研究方法移植的重要途径。一般情况下,只要会计学科研究对象的某一方面是另一门学科的专门研究对象,那么另一门学科的研究方法便可以而且必须应用到这一客体的这一方面的研究中来;二是科学理论或原理的推广、转移和综合,是会计跨学科研究方法形成的另一重要途径。每一门学科的基本原理以至整个理论体系都是在人类实践活动的基础上科学抽象的产物,即运用概念、判断、进行逻辑推理的结果。理论体系的发展和应用,通过概念、原理的推广、转移和综合,从而导致许多新的会计跨学科研究领域的出现;三是研究方法的转移和综合,这对于会计跨学科研究领域的开拓及会计跨学科研究方法的形成则更为直接。当某个新研究领域成功的移植成熟学科的研究方法进行探索时,往往有助于组成进一步的科学发现,许多会计跨学科的新研究领域的开拓,都是以广泛综合运用其他学科的研究方法而使自己迅速地发展和繁衍。移植法运用到会计学中具体体现为:移入现代科学的理论与方法发展新兴会计科学。如引入现代的哲学、伦理学、心理学等的基本理论与基本方法,建立了会计哲学,会计伦理学,会计心理学等。会计学中各分支学科之间移植发展会计科学。会计基础学科的理论与方法向其他会计学科的移植,如会计原理学的基本理论与方法(会计对象理论、会计职能理论等)移入和融入其他会计学科,以完善其他会计学科的理论与方法。会计理论学科的理论向其他会计学科的移植,如会计理论学的会计系统论,会计客体论、会计行为论等。会计学中各分支学科之间的相互移植,如财务管理学、财务分析学移入管理会计有关的理论与方法。在运用移植法发展会计科学的过程中,要注意扩大移植的内容,除从其他科学领域移植有关理论与方法外,还要重视从重大的法规、制度、改革措施和工作经验中移植有关的内容;要有机地结合,将移入的内容与会计的内容紧密结合在一起,并反映出会计的特点,持久研究探索,不断发展会计科学。
关键词:计算思维;计算机基础教育;教学改革;Access
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)15-3632-02
Practice Research about Computer Fundamental Education Based on Computational Thinking
WANG Li-na, DU Mei-fang, ZHAO Yan-li
(Shandong Institute of Business and Technology, Yantai 264005,China)
Abstract: With computer science and other subjects crossover study, their status about Computer basic education has become unshakable. Today, an important concept widely concerned over the field of computer science - calculation thinking. The definition, characteristics and development and basic computer education inseparable, especially for basic computer course teaching practice in an important role. During the teaching about Access database application technology, in the teaching process the author take" Computational thinking "as the guiding ideology, teaching reform, for other basic computer course gave a very good guidance function.
Key words: computer fundamental education; Computational Thinking; teaching model; Access
随着社会需求的不断提高,计算机基础教育更显示出其在高等教育过程中的重要性,特别是对于财经类的高等院校,更是应该重点关注的问题。本校的计算机基础课程主要有四大块分别在两个学期来完成,集中针对入学新生,第一学期面对非计算机专业的《计算机文化基础》和计算机专业的《大学计算机基础》;第二学期面向文科的《Access数据库应用技术》及其它专业的《Visual Basic程序设计语言》。以往传统的教学模式已远远不能适应当今社会对于学生的创新型需求,创新思维和能力应是在计算机基础教育过程中重点考虑的问题。这种现状要求计算机应用型人才不仅应该具有扎实的编程能力和计算机学科基础,同时应该擅长抽象和分解问题的能力。计算思维(Computational Thinking)概念的提出,给计算机基础教育指出一种良好的教学模式。
本文以《Access数据库应用技术》课程为例,从多方面介绍计算思维在计算机基础教育中的应用。
1计算思维
美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真(J.M.Wing)教授于2006年3月在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》给出:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行求解、系统设计、人类行为理解等的一系列思维活动[1]。周教授认为:计算思维是人的思维,而不是计算机的思维,也不意味着能为计算机编程,更不意味着机械重复的刻板技能,而是数学和工程思维的互补与融合。计算思维是从学科思维这个层面直接讨论学科的根本问题与学科的思维方式,而计算机方法论则是从方法论的角度来讨论学科的根本问题和学科形态[2]。
计算思维吸取了问题解决所采用的一般数学思维方法,现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法,以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。计算思维最根本的内容,即其本质(Essence)是抽象(Abstraction)和自动化(Automation)。计算思维中的抽象完全超越物理的时空观,并完全用符号来表示,其中,数字抽象只是一类特例。与数学和物理科学相比,计算思维中的抽象显得更为丰富,也更为复杂。数学抽象的最大特点是抛开现实事物的物理、化学和生物学等特性,而仅保留其量的关系和空间的形式,而计算思维中的抽象却不仅仅如此[4-6]。
计算机基础教学需要培养学生计算思维能力,并提高信息素养,使其在整个学习过程中充分利用计算机作为一种不可缺少的工具进行思维、表达,从而使其适应社会的发展。
2计算思维在计算机基础课的应用
计算思维在计算机基础课中的应用,应当对于学生开设一门称之为“怎么像计算机科学家一样思维”的课程,让学生从一进门就喜欢他、热爱他。就像周以真教授在其受到广泛关注的《计算思维》[1]一文中提出,计算思维不仅仅属于计算机科学家,应当是每个人的基本技能。一个人主修计算机,进而能接着从事政治、文学、医学等任何类型的科学和工程。
周教授认为:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解的涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人由机器执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计。
为了传播计算思维,周教授撰写了针对大学所有新生的“计算思维”讲义,并以此作为“怎么像计算机科学家一样思维”课程的主要教材,为便于讨论,我们将这种课程称之为一类以计算思维为基础的“计算机基础教育”课程。怎样将计算思维巧妙的应用于计算机基础课的课堂,以提高学生运用计算机知识抽象和分解问题的能力,对于基础教育的我们来说是一个挑战。在计算机基础课程的教学实践过程中,对于学生计算思维的培养进行了一系列的尝试。面向非计算机专业的计算机基础课——《Access2003数据库应用技术》如图1,其计算思维思想主要从以下三个方面进行阐述。
图1基于计算思维的《Access数据库应用技术》
2.1“案例”教学法
《Access2003数据库应用技术》,教学内容主要传授Access数据库本身的七大对象:“表”、“查询”、“窗体”、“报表”、“页”、“宏”、“模块”。为了在课堂学习中加强学生计算思维的培养和训练,在整个课程的授课过程中始终贯穿一个教学案例,即“教学管理. mdb”来进行讲解及其模仿操作。案例的选择以学生容易理解为目的,贴近学生生活,在课程结束时使得学生掌握一个整体上的概念。
2.2“互动”授课方式
讲练互动的教学方式始终贯穿在整个课程的授课过程中,有“先讲后练”、“先练后讲”及“边讲边练”,教师在整个课堂中既可以作为讲授者,有时还可以作为聆听者,给学生更多的机会,鼓励学生勇于提出自己的思路,给出针对相同问题不同的解决方案。平等互动的教学方式可以与学生面对面的进行讨论,能够鼓励学生勇于提出自己的想法和思路,从而提高学生的自信心,增强学生积极参与学习的热情。
2.3“课程延续性”设计
延续性的课程设计,针对不同专业采用案例驱动式的分模式教学。模式一是自己独立完成数据库的开发(外语专业);模式二给定思路后独立完成(政治专业);模式三由教师讲解理念和具体的开发思路团队(4~6人)形式(法学专业)。
计算思维在课程中的体现不是凭空存在的,而是要自己去思考的。在整个延续性项目的设计过程中,将学习被容分解到各个阶段的设计,从而掌握计算思维能力在解决实际问题的具体应用。“课程延续性”的一个更重要的阶段——项目演示、答辩及其项目说明书。从三者的统计结果看,采用第一种模式的同学开发的系统界面简单、但是功能单一;而模式二下的同学相对模式一来说其系统功能更加丰富,但系统开发的比较杂乱;模式三,在教师的指引下及团队的合作,最终的系统功能强大并具有创新性,界面明了,思路清晰逻辑性强。
由此可以看出,计算思维的引入有效的帮助学生更好的进行自主学习和研究性学习,得到了较好的教学效果。学生可以将其计算思维应用于后续的课程,并逐步提高不同能力,这对于培养学生的支柱学习和发现问题的能力以及独立思考和研究探索的品质具有显著的积极作用。
3结束语
基于计算思维的《Access数据库技术与应用》的课程,在整个课程的设置过程中得以反复的加强,最终的目标就是将计算思维能力转化成学生的思想,使其具备独立学习与研究的能力。如何培养计算思维能力并将其应用于计算机基础课程,仍是值得我们一线教师去探索的问题。
参考文献:
[1] CS2001Internim Riview (draft)[EB/OL].(2008)..
关键词:计算机导论;教学内容;教学方法
中图分类号:TP434 文献标识码:A 文章编号:16727800(2013)002017203
0 引言
《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门基础课程,是该专业的前驱课程和核心课程,是计算机专业完备知识体系的概述。国内许多高校在大一都开设了该课程, 然而不同高校在计算机导论教学内容上具有明显的层次性,不同类型学校及学生具备的基础知识差异性较大。在教学中发现,该专业学生对专业知识缺乏全面认识,没有一个整体逻辑体系,学习能力、解决问题能力较差。随着信息技术的发展、知识更新的加快、学科知识的交叉融合,为使学生更好地建立专业思想和学习方法,本文对《计算机导论》的教学内容进行了研究。
1 教学目标
不同类型、层次的高校培养目标各不相同,地方本科院校培养的是应用型技术人才,因此,应符合实际制定专业培养目标,把握计算机导论在应用型的专业培养目标中的定位,发挥计算机导论的“五导”作用:导知识、导方法、导思维、导意识、导职业。
计算机导论涉及的知识范围大而广,新生不可能掌握所有内容,尤其是具体理论及实现能力,教学目标应切合实际。在研究教材及调研基础上提出了如下目标:①系统了解该专业的基本知识与技能和应用前景,为后续课程学习、发展奠定基础;②新生面对一切既新鲜又充满疑惑,应为其学习方向进行良好的引导,激发对专业的兴趣;③培养学生的思维、团队协作、创新及知识重建能力和探究精神;④认知计算机领域解决问题的一般技术方案,从理论上升到应用,注重综合能力的提高,追踪当前热点课题和研究方向;⑤培养良好的职业素养和习惯,了解就业岗位的特性,具备改善就业的能力。
2 教学内容
计算机导论课程构建是计算机教育面临的一个重大问题,教学内容应以全局的视野将知识进行整体串联,学科框架、课程知识、重要知识点、实践能力及相互逻辑联系向学生讲明白透彻,深刻理解计算机对人类社会的推动作用, 培养学生的认知能力,树立科学的方法论,达到教育目标。
2.1 教材内容与特点
目前各高校计算机导论教材版本多种多样,基本都是依据CCC2002中相关内容和精神,或参照ACM和IEEECC2005编写,主要介绍计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业的入门知识。主要特点是:
(1)课程以专业课为一章构成。将基础知识、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、软件工程等各为一章节进行编写,专业课缩合拼凑成教材,没有逻辑体系。
(2)将“计算机基础”教材的内容添加进去。没有把握计算机导论的专业基础性质,与课程要求不符。
(3)强调理论、实践少,知识与实验教材内容更新滞后;前沿理论和新技术涉及少、更新慢。
(4)有的侧重广度,强调对计算机和计算机科学的广泛理解;有的侧重深度,以程序设计为主线并解决问题,强调计算机编程;有的则兼顾广度和深度,强调广度的中心主题,深度贯穿于广度之间。
(5)以科普体裁体例编写。与传统教材不同,它采取通俗的文字,以普通故事或典型问题等方式介绍。
2.2 教学内容构建
计算机导论课程比较抽象,教学内容构建没有统一的规范。教材的选择不应拘于某种标准,应通过比较选取一本主要教材,辅以参考教材,优化整合教学内容,合理进行课堂设计。采取72学时进行教学,教学内容构建采取理论―实验―实践相结合的模式,用自顶向下的方法设计,以高屋建瓴的方式提出课题,再追求细节,结合教学实践,在学生反馈的基础上进行充实、改进,确定课程教学内容。
(1)理论教学内容。计算机导论理论内容包括:①计算机基础知识。主要有计算机产生和发展、计算机系统、数据编码和存储、冯・诺依曼模型、计算机体系结构与数据组织、多核技术、计算机应用领域等;②计算学科。主要有计算机学科定义、计算学科划分、知识体系、教学计划与课程体系的核心内容、计算机产业与创新;③操作系统与网络计算。主要有操作系统体系结构、通信与组网、网络协议、安全、网格计算等;④程序设计语言。主要有程序概念、程序设计方法、数据基本结构、算法与复杂性、语言实现等;⑤数据库。主要有模型与信息系统、数据库系统、关系数据库与设计、数据挖掘等;⑥软件工程。主要有软件工程学科、软件开发模型、设计方法、测试与文档编制等;⑦智能系统与人工智能。主要有智能与机器、知识与推理、语言处理、智能计算等;⑧图形学与可视化计算。主要有图形学、图形系统、虚拟现实技术、人机交互与设计、多媒体技术;⑨离散结构与数值计算。主要有集合论、代数结构、图论、数值计算、高性能计算、数学建模与计算机模拟等;⑩社会和职业道德。主要有计算机与道德、职业方向等。
(2)实验教学内容。开设实验教学内容是必不可少的,实验教学内容要突出专业课程特色,针对大一学生,需编写实验指导书,并对原理进一步讲解,通过丰富实例,从实验向实践过渡。理论教学与实验教学可以灵活进行,包括内容与实验顺序。设计的实验如下:①计算机部件认识与组装,网络硬件,组网与环境配置;②安装虚拟机,在虚拟机上安装操作系统与驱动程序,操作物理磁盘上的文件;进程调度、进程管理实验;基于Windows的网络通信验证程序;③信息安全实验,比如以流行的杀毒软件为实例;④程序设计实验(开发平台与语言环境)、数据结构实验等。主要包括数据操作,理解指令系统的组成,掌握机器指令的格式,理解程序的执行过程;结构化程序设计,熟悉程序结构,掌握C语言编写的方法;加深理解递归及迭代的概念,掌握用C语言编写递归及迭代程序的方法;算法综合练习,熟悉结构化程序设计在算法中的应用;理解二分查找法的思想;⑤数据库实验:建立数据库程序、数据库编程;⑥软件开发过程;⑦计算机图形绘制与动画制作;⑧设计网页、构建简单的网站、操作数据库表等内容,认识HTML。
3 教学方法
计算机导论的特点及在计算机专业中承担的角色,决定了在教学中需要采取多种灵活的教学方法。课程对授课的教师自身素质和专业能力有更高的要求,需对计算机科学发展、学科特点、知识结构等有一个整体把握,需长期从事一线教学科研工作的经验体会,以教学目标为基础深化教学方式,对学生进行更好的引导,理清思路,转变学习观念与方法。
(1)基于知识背景的教学方法。在教学过程中将讲授的知识与其背景结合起来,使学生具有探求知识的欲望,为其提供更为广阔的想象与思维空间,有利于培养学生的学科思维和学科意识。
(2)问题式教学方法。通过提出问题引导学生思索。例如,计算机学科的基本问题哥尼斯堡七桥问题引入图论, 梵天塔问题引入递归、算法复杂性问题等,将问题抽象形式化,通过数学方法来解决。
(3)专题式教学方法。涉及到计算机专业的核心课程知识,可由不同的老师做专题讲座。建议在有条件的情况下由学科带头人或骨干教师担任主讲,并使用多种教学手段进行教学。该方法可将密切联系的课程进行整合,体现教师的专业性,获得系统性的知识,打破以往孤立的授课方式。
(4)团队式教学方法。课堂上将学生分成小组,按小组展开相关问题讨论,对一些问题进行大胆的探讨,使学生既融入学习氛围,又培养了团队意识。课后充分利用网络平台教学,建立轻松的学习环境。
(5)实验教学主要以演示、模拟为主,演示具有代表性的实验。有的实验并不要求学生会做出来,通过观察来激发学生思考,使学生更好地领会和理解相关的理论知识并在实验中体会。实行分层次的实验教学,对基础较好的学生提出更高的要求,同时对基础差的学生也是一个促进带动。
4 考核方式
课程的考核方式是检查教学效果的基本手段,反过来又促使教学的改进。计算机导论课程重在“导”,强调总体上的理解,而不是试图要对每一个知识点都详细讲解,因此,应建立多元的课程考核方式,改变过去那种依赖“平时成绩+考试成绩”的模式。适应培养应用型人才目标,加大平时成绩(60%)的考核力度,如问题式教学时的课堂表现、资料收集与整理、团队教学参与情况及总结报告、实验操作技能等;考试成绩(30%);学习该课程后个人总结及未来规划(10%)。在多元考核体系下使学生自主的参与进来,提高了学习的积极性,既轻松学习,又培养了各方面的能力,取得了良好的效果。
5 结语
《计算机导论》是一门基础课程,但在教学上却是一个难点。本文结合我校的实际情况,根据计算机导论课程的特点及教学中问题的反馈,在教学目标、教学内容及方式上进行了一定的探索和实践。从学生反映来看,普遍认为新的教学方法能有助于更好地吸收课程知识,在学习该课程后对计算机专业有了一个宏观的认识,改变了过去被动式的学习方式。
参考文献:
\[1\] 袁方,王兵,等.改革教学方法,发挥计算机导论的“五导”作用\[J\].计算机教育,2011(1).
\[2\] 张晓如,张再跃.计算机课程教学与计算科学思想史研究\[J\].计算机教育,2008(19).
\[3\] 任子亭.地方本科院校软件专业课程建设与实践\[J\].电脑知识与技术,2012(14).