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一、結(jié)合計(jì)算機(jī)功能教學(xué)，初步消除專業(yè)思想疑慮

學(xué)生在專業(yè)思想上到底有哪些疑慮呢？概括起來大致如下：1.學(xué)了這個(gè)專業(yè)畢業(yè)后有出息嗎？就業(yè)狀況怎么樣？或者說明白點(diǎn)，能給我?guī)矶嗌儇?cái)富。2.有的學(xué)生來學(xué)計(jì)算機(jī)，是因?yàn)橛?jì)算機(jī)好玩，所以報(bào)了計(jì)算機(jī)專業(yè)。有的學(xué)生，無可奈何，沒有報(bào)計(jì)算機(jī)專業(yè)，卻被錄到計(jì)算機(jī)專業(yè)來了。3.有的學(xué)生把自己與非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的目標(biāo)混同起來，忘記自己是計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生。4.有的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)了解得很膚淺，認(rèn)為計(jì)算機(jī)不就是那點(diǎn)事嗎：打字、上網(wǎng)、玩游戲、學(xué)個(gè)軟件操作和使用。這些問題集中起來就是對(duì)計(jì)算機(jī)了解很膚淺，或者說還根本不了解計(jì)算機(jī)。《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》課程回答的第一個(gè)問題正好可以消除學(xué)生專業(yè)思想問題的疑慮。計(jì)算機(jī)是什么？計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)高速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)的系統(tǒng)，是國防科研、國計(jì)民生中協(xié)助人們工作、學(xué)習(xí)的應(yīng)用十分普遍的現(xiàn)代化工具。計(jì)算機(jī)是一種工具，但不是一種普通的工具。

設(shè)計(jì)和改進(jìn)這種工具，需要有高深的專門知識(shí)。這種工具的低級(jí)使用，只需對(duì)計(jì)算機(jī)的知識(shí)有一點(diǎn)了解；但高級(jí)使用，就需要高深的知識(shí)。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，有的要去研究如何設(shè)計(jì)與改進(jìn)計(jì)算機(jī)，有的需要從事應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成高級(jí)的復(fù)雜的任務(wù)。從這里我們可以得出以下結(jié)論：1.計(jì)算機(jī)是工具，國防科研、國計(jì)民生不可缺少的高級(jí)工具，學(xué)習(xí)關(guān)于它的科學(xué)，是國家的需要，有出息，有業(yè)可就，只要有創(chuàng)造就會(huì)產(chǎn)生無限財(cái)富。2.計(jì)算機(jī)不是玩具。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上的確有不少娛樂游戲，其用途既豐富人們的生活，又寓教于樂。它是一種產(chǎn)業(yè)，需要有專人開發(fā)的。學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)不是學(xué)習(xí)如何玩計(jì)算機(jī)游戲，而是學(xué)習(xí)如何開發(fā)計(jì)算機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)。3.計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生不僅能使用計(jì)算機(jī)，更重要的是能設(shè)計(jì)和改進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件，以及開發(fā)計(jì)算機(jī)軟件。因此學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)就不是打字、上網(wǎng)、玩游戲、學(xué)個(gè)軟件操作和使用。也不要忘記自己的身份，把自己混同于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，只學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)，而不學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和開發(fā)計(jì)算機(jī)。4.學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)非本人所報(bào)志愿，其實(shí)這并不是一個(gè)嚴(yán)重的或本質(zhì)的問題。因?yàn)榫托律鷣碚f，現(xiàn)有的知識(shí)架構(gòu)是開放的，在專業(yè)上是未成型的，因此是可塑的，是可任意專業(yè)化的。所以不要耿耿于懷，只要認(rèn)真學(xué)習(xí)，全身心投入，就會(huì)發(fā)現(xiàn)原來計(jì)算機(jī)是這樣好的一個(gè)專業(yè)，愿意一輩子獻(xiàn)身于這個(gè)專業(yè)。在課堂教學(xué)中，針對(duì)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的模糊認(rèn)識(shí)進(jìn)行講解，使學(xué)生明確計(jì)算機(jī)是什么，計(jì)算機(jī)能做什么，怎樣才能使計(jì)算機(jī)把事情做得更好，最終明確樹立作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，消除專業(yè)思想上的疑慮。

二、扣住算法主線教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法

學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變是大學(xué)學(xué)習(xí)能否進(jìn)入正常狀態(tài)的一個(gè)極其關(guān)鍵的問題。進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)，如何學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生沒有充分的思想準(zhǔn)備。學(xué)生習(xí)慣于中學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方法。目前中學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境節(jié)奏很緊張，競(jìng)爭(zhēng)很激烈；而學(xué)習(xí)的方法基本上是死記呆背。一進(jìn)入大學(xué)，感到大學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境比較寬松，例如課程不那么緊，自習(xí)的時(shí)間多，而課后作業(yè)少。因此不少學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后就大有松一口氣的想法，覺得再也不要受高考升學(xué)競(jìng)爭(zhēng)的約束了。表現(xiàn)出來就是上課不認(rèn)真，下課玩?zhèn)€夠。在學(xué)習(xí)方法上，還是老一套，死記呆背。由于放松學(xué)習(xí)，也不去死記呆背，甚至干脆把學(xué)習(xí)放在一邊。實(shí)際上，中學(xué)的學(xué)習(xí)方法是很不適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)的需要。說嚴(yán)重一點(diǎn)，目前中學(xué)的學(xué)習(xí)方法可以概括為死記呆背，囫圇吞棗。其實(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方法與教師的教學(xué)方法是分不開的。具體來說，如果一門課程的教學(xué)主線不清楚，教學(xué)過程也就不能扣著這個(gè)主線來展開，內(nèi)容也就顯得凌亂無序，以致學(xué)習(xí)起來就只能死記呆背，囫圇吞棗。這告訴我們，每教一門課程，首先就要找到主線，然后扣著主線來展開，步步為營，一環(huán)扣一環(huán)，課程講起來就不覺得凌亂無序，聽起來就不覺得枯燥無味。

如何通過《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》這門課程來促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法，首先要從教學(xué)方法入手。這就是這門課程闡述的第二個(gè)問題。計(jì)算機(jī)科學(xué)是什么樣的科學(xué)？怎樣才能學(xué)好計(jì)算機(jī)科學(xué)？從本質(zhì)上講，計(jì)算機(jī)科學(xué)就是一門算法的科學(xué)。什么是算法？簡(jiǎn)單地說，算法是一系列的步驟，規(guī)定如何完成一項(xiàng)任務(wù)。嚴(yán)格地說，算法是定義一個(gè)可終止過程的一組有序的、無歧義的、可執(zhí)行的步驟的集合。程序是算法的表示，計(jì)算機(jī)是靠執(zhí)行程序來完成任務(wù)的。因此即使是最好的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，如果沒有算法計(jì)算機(jī)就寸步難行。可見，算法是《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》課程的主線，教學(xué)內(nèi)容圍繞著它來展開。要使學(xué)生牢固確立這個(gè)觀念，解決任何任務(wù)之前必須盡全力找出最好的算法。其實(shí)，不只是要求計(jì)算機(jī)來完成任務(wù)時(shí)是這樣，就是完成任何一項(xiàng)工作、解決任何一個(gè)問題來說，都需要研究解決的方法，在此基礎(chǔ)上才能做出周密的計(jì)劃付諸實(shí)施。這樣，才不會(huì)在沒有弄清問題，確定算法之前，就盲目動(dòng)手編程，浪費(fèi)時(shí)間和空間，浪費(fèi)精力和資源，事倍功半，甚至可能做出任務(wù)不能或很難解決的錯(cuò)誤的結(jié)論。在動(dòng)手解決任務(wù)之前，一定要找出可行的算法，只有這樣才能成為一個(gè)頭腦清醒的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)工作者。

扣住算法的主線，許多問題就比較清楚了。計(jì)算機(jī)能不能解決一個(gè)任務(wù)，首先就看有沒有解決這個(gè)任務(wù)的算法。但算法表示為程序，才有可能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行，因此有了算法就看能不能把算法表示為程序。程序的執(zhí)行是由計(jì)算機(jī)硬件來完成的，因此有了程序就看有沒有相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件來執(zhí)行。每前進(jìn)一步就會(huì)要學(xué)習(xí)很多知識(shí)，這些知識(shí)不是孤立的，它們相互關(guān)聯(lián)，不能死記呆背。因?yàn)樵谙嗷リP(guān)聯(lián)的鏈條中，如果一個(gè)環(huán)節(jié)沒學(xué)好，那后面的就懸空了，不能理解。所以在學(xué)習(xí)中不僅要弄清問題本身，還要弄清來龍去脈，就是說細(xì)節(jié)和框架同等重要。對(duì)于這種情況，死記呆背是行不通的，只能是在理解的基礎(chǔ)上記憶。這樣由算法這個(gè)主線就會(huì)引出了一系列的問題，形成一棵枝葉繁茂的知識(shí)樹。將這個(gè)思想貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，處處有來龍去脈，計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)就是活的知識(shí)，不深入理解，囫圇吞棗是不能全面掌握知識(shí)的。這樣在教學(xué)過程中，要引導(dǎo)要迫使學(xué)生不斷地問是什么、為什么，形成不斷生長的知識(shí)樹。再進(jìn)一步，加上知識(shí)樹的左右關(guān)聯(lián)就成了一個(gè)不斷擴(kuò)大的知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)富有生氣的知識(shí)空間。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中也就自覺養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，再也不覺得學(xué)習(xí)枯燥無味，越來越感到學(xué)習(xí)的樂趣。

在教學(xué)過程中，扣住算法是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的主線，引導(dǎo)學(xué)生不斷地去深入思考問題，逐漸養(yǎng)成思考先于記憶，即理解的基礎(chǔ)上記憶的良好學(xué)習(xí)方法，也就是在解決問題時(shí)，總是要問是什么、為什么、怎么做的學(xué)習(xí)方法。還有，扣住算法是按主線進(jìn)行教學(xué)，也進(jìn)一步解決了專業(yè)思想的一個(gè)疑慮。例如，有的學(xué)生聽說計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)會(huì)編程，就產(chǎn)生恐懼心理。如果明白了上面講的道理，就不會(huì)恐懼了。因?yàn)閷W(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，如果不會(huì)編程就不是一個(gè)合格的計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生。解決問題需要算法，程序是算法的表示，而計(jì)算機(jī)靠執(zhí)行程序才能解決問題。如果不會(huì)編程，盡管你有很好的解決問題的方法，也是一句空話。說到底，是做計(jì)算機(jī)的奴隸，被計(jì)算機(jī)牽著鼻子走，還是做計(jì)算機(jī)的主人，驅(qū)使計(jì)算機(jī)造福人類。

三、展開算法主線教學(xué)，了解學(xué)習(xí)內(nèi)容

對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容不了解也是新生對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)心中沒有底，使他們產(chǎn)生種種想法和疑慮，例如：1.學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)就是學(xué)習(xí)軟件的操作和使用。2.學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)就是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語言和編寫程序。當(dāng)然上面的兩種想法，不能說不正確，只是由于對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的內(nèi)容知之甚少，把問題想得太簡(jiǎn)單。其實(shí)第一個(gè)想法是講學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，這當(dāng)然是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)容之一，但不是全部。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用的范圍是很廣的，例如各種過程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能、機(jī)器人和云計(jì)算等。第二個(gè)想法是講學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)，這當(dāng)然是學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)我們的學(xué)生來說，這是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的軟件的開發(fā)，內(nèi)容也很廣，例如程序設(shè)計(jì)語言、信息管理、軟件工程、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。實(shí)際上計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)容還遠(yuǎn)不止這些。例如計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)、人工智能研究、新一代計(jì)算機(jī)——智能計(jì)算機(jī)的研究和計(jì)算理論的研究等等。本文僅就大學(xué)期間計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行討論。從本質(zhì)上講，計(jì)算機(jī)科學(xué)就是一門算法的科學(xué)，現(xiàn)在就圍繞著算法來展開。有很多問題要解決，就要有很多相應(yīng)的算法；有很多算法要表示為程序，就要研究程序設(shè)計(jì)語言；有很多程序要計(jì)算機(jī)執(zhí)行，就要研究怎樣來組織計(jì)算機(jī)工作，就是說要研究操作系統(tǒng)。這里講的都是計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)。

程序是由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的，因此必須研究計(jì)算機(jī)硬件的組織結(jié)構(gòu)。程序是一系列指令的有序集合，計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序，就是執(zhí)行指令。那計(jì)算機(jī)是如何執(zhí)行指令的？指令就是操控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行操控和存儲(chǔ)的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展，不只是單臺(tái)計(jì)算機(jī)在工作，那么幾臺(tái)計(jì)算機(jī)如何連接成網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行工作，因此需要研究網(wǎng)絡(luò)原理和應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)在發(fā)展，它有多大的潛在能力，就在于我們對(duì)算法的研究——可計(jì)算理論的研究。還有計(jì)算機(jī)能不能有智能，能不能具有像人一樣工作的智能計(jì)算機(jī)，就在于人工智能與智能計(jì)算機(jī)的研究。以上的描述基本上就提到了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基本內(nèi)容，同時(shí)勾畫了大學(xué)期間計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的主要內(nèi)容。《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》課程的章節(jié)名基本上給出了其后續(xù)課程的名稱，其實(shí)也都是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究領(lǐng)域。這些章節(jié)名是：緒論（算法與計(jì)算機(jī)概述）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)操控（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)、算法與偽代碼、程序設(shè)計(jì)語言、軟件工程、數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)庫、人工智能、可計(jì)算理論等。好像《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》課程包羅萬象，是不是一個(gè)學(xué)期就把全部課程都學(xué)完了？不是這樣，它只是將每一個(gè)課程或每一個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行很概括的介紹，只是一點(diǎn)入門知識(shí)。在教學(xué)中，注意著重講解基本概念而不是數(shù)學(xué)模型和技術(shù)細(xì)節(jié)，要求做到“廣度優(yōu)先，廣而不細(xì)”；重點(diǎn)在于勾畫計(jì)算機(jī)科學(xué)體系的框架，奠定計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。這樣做的目的就是想使大學(xué)生們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科有一個(gè)非常粗淺的了解，以及對(duì)后續(xù)課程的相互之間的關(guān)系有個(gè)了解，使大學(xué)生心中有一個(gè)大學(xué)四年所要學(xué)的內(nèi)容的全局輪廓，樹立一個(gè)努力目標(biāo)，從而引起學(xué)習(xí)的興趣和產(chǎn)生迫切想學(xué)的要求，進(jìn)一步下定決心，打一場(chǎng)大學(xué)四年的持久戰(zhàn)，最后實(shí)現(xiàn)大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的高級(jí)應(yīng)用型人才。

作者：謝深泉單位：廣東培正學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)與評(píng)建辦