計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養

——《九校聯盟（c9）計算機基礎教學發展戰略聯合宣告》解讀

何欽銘陸漢權馮博琴

摘要：大學計算機基礎教學是高校通識教育的重要組成部分，在學生綜合素質、創新能力培養等方面發揮著重要作用。如何正確認識和準確定位計算機基礎教學，如何改革計算機基礎教學內容以適應形勢發展的需要，一直是計算機基礎教學目前面臨的重要挑戰。

《九校聯盟（c9）計算機基礎教學發展戰略聯合宣告》旗幟鮮明地把「計算思維能力的培養」作為計算機基礎教學的核心任務。本文是從作者所理解的角度，來解讀該宣告，分析計算思維能力培養作為計算機基礎教學核心任務的背景、理由和課程建設的初步思路。

關鍵詞：計算思維；計算機基礎教學；九校聯盟（c9）

2023年7月在西安交通大學舉辦的首屆「九校聯盟（c9）計算機基礎課程研討會」（以下簡稱c9會議）上，討論的核心問題是如何在新形勢下提高計算機基礎教學的質量。c9會議討論並形成了一系列共識，發表了《九校聯盟（c9）計算機基礎教學發展戰略聯合宣告》。宣告的核心要點是：

必須正確認識大學計算機基礎教學的重要地位，需要把培養學生的「計算思維」能力作為計算機基礎教學的核心任務，並由此建設更加完備的計算機基礎課程體系和教學內容，進而為全國高校的計算機基礎教學改革樹立標桿。

當今社會已進入了資訊化時代，善於運用計算機技術和手段進行學習、工作、解決專業問題已經是高階人才必備的素質。大學計算機基礎教學不僅是大學通識教育的乙個重要組成部分，更是培養大學生潛移默化地養成用計算思維方式解決專業問題、成為複合型創新人才的基礎性教育。本文從作者所理解的角度解讀c9會議所發表的戰略宣告，分析計算思維能力培養作為計算機基礎教學核心任務的背景、理由和初步的思路。

一、計算機基礎教學是大學教育的重要環節

計算機基礎教學在我國高等教育中已有30多年的發展歷史，已經成為我國高等教育的必然組成部分，在學生綜合素質、創新能力培養方面發揮著重要作用。

1．計算機基礎教學是培養大學生綜合素質的重要環節

一般來說，大學生的綜合素質是指其所具有的學習能力、適應能力、交往能力、表達能力、解決問題能力以及組織管理能力等，既涉及專業素質，也涉及非專業的人文素質等。對於大學的教育目標，聯合國教科文組織國際21世紀教育委員會提出了大學要教學生「四會」，即學會認知（learn to know）、學會做事（learn to do）、學會做人（learn to be）、學會共處（learn to live together）。因此，大學教育最主要的目標還是學生綜合素質與能力的培養。

計算機基礎教學在實現大學教育目標方面起著非常重要的作用。表現在：計算機不僅為解決專業領域問題提供有效的方法和手段，而且提供了一種獨特的處理問題的思維方式；計算機及網際網路有了極其豐富的資訊和知識資源，為終生學習提供了廣闊的空間以及良好的學習工具；善於使用網際網路和辦公軟體是培養良好的交流表達能力和團隊合作能力的重要基礎；在資訊社會裡，計算機使用者的道德規範與社會責任是培養良好道德情操和社會責任感的重要內容。

因此，教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會提出了大學計算機基礎教學四個方面的能力培養目標[1]：

（1）對計算機的認知能力。掌握計算機、網路及其他相關資訊科技的基本知識和原理；理解計算機分析、解決問題的基本方法；具備在實際應用中綜合應用這些知識的能力，具有判斷和選擇計算機工具與方法的能力。

（2）應用計算機解決問題的能力。能有效地掌握並應用計算機工具、技術和方法，解決專業領域中的問題。

（3）基於網路的學習能力。熟練掌握與運用計算機與網路技術，能夠有效地對資訊進行獲取、分析、評價和吸收。

（4）依託資訊科技的共處能力。掌握與運用計算機與網路技術，能夠有效地表達思想，彼此傳播資訊、溝通知識和經驗；掌握基於資訊科技的團隊協作方式；充分認識網際網路的參與性、廣泛性和自律性，自覺遵循並接受資訊社會道德規範的約束，並自覺承擔相應的社會責任。

從這些目標中可以看出，計算機基礎教學不僅是大學通識教育的重要組成部分，更在大學生全面素質教育和能力培養中承擔著重要的職責。

2．計算機基礎教學為學生創新能力的培養奠定基礎

在科學研究手段方面，計算科學已經和理論科學、實驗科學並列成為推進社會文明進步和科技發展的三大手段。不難發現，現在幾乎所有領域的重大成就無不得益於計算科學的支援。事實上，當今任何一項被稱為「高科技」的專案或專業、職業，無一不是與計算機緊密結合的。

例如，在物理學、經濟學等領域裡，傳統的手段是數學表達，而今天已經大量地使用計算機模擬。在許多情況下，使用計算機不但能夠精確地表示且具有更寬泛的表達。因此，計算機模擬的認識論範圍要比解析數學模型的認識論範圍寬泛得多。

不可否認的是，即使數學家的研究也離不開計算機了，且計算機能力是綜合「理論」與「實驗」之間鴻溝的橋梁[2]。計算科學已經成為和數理方法、實驗方法、統計方法一起成為現代科學研究的重要方法。

在社會經濟發展方面，推進資訊化與工業化的融合，走新型工業化道路，已經成為推動產業創新、技術創新以及國家經濟社會全面協調可持續發展的重要方式。而大量培養掌握電腦科學與技術基本理論與方法的複合型專業人才是加快工業化和資訊化融合的關鍵。

高素質的創新人才是國家建設所不可缺少的。複合型的知識結構、良好的思維方式以及勇於探索的實踐能力是創新人才的重要特徵。大學計算機基礎教學為學生創新能力的培養奠定了基礎，不僅承載著優化大學生知識結構的使命，也是培養大學動手實踐能力的重要課程載體，更是訓練大學生掌握計算機學科領域獨特思維方式的教學內容。

當然，計算機基礎教學培養目標的實現不能僅僅依靠課堂知識的傳授，而是需要依託計算機基礎教學的課程體系以及與專業領域相結合的專業課程；需要以課程為基礎、知識為載體，通過教學方法和手段的改革，鼓勵自主學習、**式學習、團隊式合作，強化實踐教學，在計算機基礎教學的全程、全方位教育中逐步培養和實現上述能力目標。

二、計算機基礎教學面臨的挑戰

進入21世紀後，計算機技術迅猛發展並應用於經濟與社會發展的各個領域，資訊產業成為全球最大的產業，社會對資訊科技人才的需求，不僅在數量上有了更大的增長，而且在質量上也提出了更高的要求。高校各專業對學生的計算機應用能力的要求越來越高，並呈多樣化特點[1]。並且隨著資訊科技在中小學的普及，許多新進校的大學生已經具備一定的計算機操作技能，現有許多大學開設的計算機入門課程「大學計算機基礎」的教學內容對許多新生來說已不在陌生，甚至早已掌握。

因此，計算機基礎教學培養什麼，計算機基礎課程如何開設，「大學計算機基礎」是否有必要開設等等一系列問題，引起來廣泛的討論與爭議。

如何正確認識和準確定位計算機基礎教學，如何改革計算機基礎教學內容以適應形勢發展的需要，是計算機基礎教學目前面臨的重要挑戰。

1．對計算機基礎教學認識的挑戰

長期以來存在著把計算機作為工具，「計算機會用即可」，「計算機就是程式設計」，「計算機基礎課程就是講解軟體工具使用」等片面觀點。這些觀點的流行對高校計算機基礎教學造成了巨大的衝擊：計算機基礎教學學時在專業培養計畫中被壓縮，計算機基礎教學資源得不到充分的配置，「大學計算機基礎」課程成了可有可無的課程，學生學習計算機基礎教學課程滿足於掌握計算機的基本操作、基本軟體的使用或基本程式語言等等。

的確，早期的大學計算機基礎課程主要是圍繞計算機使用而展開的。這是因為當時計算機尚未普及，沒有進入家庭，更沒有深入社會。計算機在高校也是屬於實驗室裝置，因此早期的計算機課程是具有時代印記的。

自20世紀末開始，計算機以前所未有的速度快速普及，特別是從微機成為世界上最大的消費類電子產品以後，計算機不但深入了社會的方方面面，也進入了家庭，使得普通人和計算機的距離被拉近了。文件處理、上網等也成了社會各界人士最基本、最日常的計算機應用。

計算科學已經成為重要的科技手段和方法，它的地位如同大學數學、大學物理一樣重要。計算機基礎教學不只是教授學生怎麼使用計算機或進行程式設計，更承擔著培養大學生綜合素質與能力的重任。大學生學習計算機基礎課程，不僅要了解計算機是什麼，計算機能夠做什麼、如何做，而且還要知道這個學科領域解決問題的基本方法與特點，即學習這個學科領域解決問題的基本思維方法。

計算機作為通識教育的重要內容，不只是簡單地拓展學生在計算機方面的知識面，更需要展現計算機學科的思維方式。

2．對計算機基礎教學內容和方法改革的挑戰

和數理科學不同的是，計算機源於人類的創造，計算機不具有自然屬性。因此，其教學內容從基本的數制到複雜的資料抽象表達，從邏輯結構到系統組成，從晶元到網路，知識構成極為龐雜。

不可否認的是，由於計算機技術發展很快，計算機基礎課程教學內容的更新，包括教材的編寫往往滯後。許多高校的課程教學在一定程度上還是圍繞「舊知識」進行教學組織，這也是計算機基礎教學備受質疑的問題之一。因此，要夯實計算機基礎教學課程在大學教學中的基礎地位，最重要的是要有科學的知識體系、相對穩定的知識結構，這是基礎課程的基本要素。

計算機基礎教學既然作為基礎，必然需要有相對穩定、體現計算機學科核心思想和方法的內容，同時也需要反映新技術的發展狀況。沒有核心、穩定的教學內容，有限的課時無法應對不斷更新的技術，教師也將疲於跟蹤和更新教學內容。死抱陳舊的知識，使教學內容脫離實際，專業應用的培養目標也很難實現。

因此，計算機基礎教學的核心內容是什麼，是今後基礎教學改革需要重點關注的方面。

由於計算機基礎課程知識構成龐大，像程式設計這類內容包含著學生陌生的思維方式，這種特點就導致教學過程不自覺地步入難教、難學的圈子。不恰當的教學過程不但使得學生對計算機產生距離，也使得其不能夠正確認識計算機，更談不上更好地運用計算機解決專業問題。因此，計算機基礎課程教學方法的改革同樣面臨著重大挑戰。

計算機技術的發展日新月異，計算機基礎課程的教學內容涉及面廣，知識更新快。雖然廣大計算機基礎課程的教師近年來從未間斷教學內容的更新，但如何在有限的教學時間內完成內容寬廣的大學計算機基礎教學目標，仍然是近年來困擾廣大從事大學計算機基礎教學的教師們的核心問題。因而，合理地定位大學計算機基礎教學的穩定、核心的教學內容，形成大學計算機基礎教學科學的知識體系、穩定的知識結構，讓計算機基礎教學成為名副其實的大學基礎課程，是大學計算機基礎教學改革的重要方向。

c9會議認為，「計算思維」能力的培養正是大學計算機基礎教學的核心任務。

計算機基礎教學的核心任務是計算思維能力的培養

計算機基礎

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