摘要：针对计算机专业基础课程中知识学习与能力培养的问题，通过优选教学内容重构知识体系、改革教学方法、突破时空限制加强实践能力等改革，加强专业基础课程建设，确保了厚基础、宽口径的人才培养模式的实施。
关键词：实践教学；工程实践；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0260-02
根据计算机学科的发展特点，计算机专业培养的学生具备扎实的学科理论基础和较强的实践能力[1]。专业基础课程是计算机学科知识结构的基础层，承担着向学生传授本专业基本思维方式、基本方法和基本技术手段的责任[2]。很多院校的本科教学中，专业基礎课都占据了较大比重，但教学效果却往往与投入不成正比。学生不满意总学“无用”的理论基础课、教师抱怨学生基本功不扎实。专业基础课教学如何改，才能使学生不但能系统掌握计算机科学与技术学科的基础理论知识，还能更好地培养学生的计算思维能力、实践能力和创新能力，这个问题困扰着很多高校计算机专业的教学改革。作为基础课教学的承担者，我们从教学内容、教学方法与手段等方面入手，加强基础课课程建设，确保了厚基础、宽口径的人才培养模式的实施。
一、优选教学内容，重构知识体系
要提高学生的培养质量，能力培养必须贯穿在整个教学过程中。教学内容是教学过程的基本要素之一，基础课程的建设，要根据本专业的培养目标，适时调整课程结构、重组课程体系、优选课程内容。为体现计算机专业基础课程对于学生的能力培养，南京大学计算机科学与技术系重组了计算机导论、离散数学、程序设计、数据结构和计算机算法设计与分析五门课程的内容，打破课程间的边界，突出问题求解主线，形成新的“计算机问题求解”课程，对专业基础课的教学内容进行了改革探索。这种改革模式，对教师和学生的要求很高，很难在普通高校的计算机教学中推广。课程结构与体系的重构，需要结合专业人才培养目标、教学条件、师资情况来进行，不宜照搬照套。我们在不改变传统课程结构的情况下，通过优选课程教学内容，达到重构知识体系目的。
1.计算机导论导什么？计算机导论课程的目标是对初入计算机领域的学生加以引导。但究竟该引导什么，却始终没有共识。目前很多学校普遍的做法是导环境和技术，即介绍目前主流的计算机软硬件环境和网络环境，或对核心的计算机技术作初步的介绍，但这种讲法有时会退化为主要讲概念或仅是对后续专业课程的“预告”，导致学生兴趣不足[2]。我们对计算机导论课程定位是希望通过该课程的学习，使学生了解学习计算机科学的意义和现实价值，了解计算机解决问题的方式、方法和特点，了解计算机学科的发展现状和发展趋势等，激发学生专业学习的兴趣，领悟作为一名专业计算机人才所应掌握的知识、能力和素质要求，更好地设计自己的专业未来和社会定位。因此，在教学内容的设置上，改变只“讲”不“导”的现状，突出课程的引导性作用。本着“导”而不深，“浅”而不漏的原则，循序渐进地展开教学内容，使学生在一种自然而然的过渡中掌握知识和运用知识，培养学生的抽象思维能力。该课程的学习，既给学生一个计算机学科的总体框架，也使学生从第一门专业课就深深体会到计算机科学的严谨性和系统性，体会到科学素养的形成是一个合格的专业人才所必须具备的潜质，取得了事半功倍的效果。
2.离散数学的实践。离散数学是计算机科学与技术的主要基础，其突出特点是使学生掌握使用数学语言或符号系统处理问题的基本方法，熟悉和习惯抽象符号的表示及演算形式，进行思维方式数学化的训练。在离散数学的教学中，基本概念、基本定理、定理证明、正反例方法、计算方法应是教学的重点内容。
以往离散数学的教学以理论教学为主，注重培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、思维方式数学化的能力，但学生不理解也不知道所学知识有什么用、怎样用。在离散数学中适当增加实验教学的环节，以充分体现“理论、抽象和设计”的专业理念，加深对课堂学习内容的理解和掌握。在实验内容的选择上，既考虑到典型方法和基本技术，也要充分体现“理论、抽象和设计”的原则。
二、改革教学方法，确保基础课的教学质量
理论、抽象和设计是计算机科学与技术学科的三种基本形态。我们要在基础课的教学中将三种基本形态贯穿于教学的始终，用核心概念将各分支学科的内在联系串联起来。
1.利用启发式教学延伸教学内容。专业基础课的教学，要遵循“点线面”一体化的宗旨。在教学内容的处理上，通过一个知识点的提出，分析并构建相关知识的主线，形成一个子系统，经归纳总结，构成一组知识的框架，形成完整的知识层面。在计算机专业的基础课教学中针对不同的教学内容，应采取多样化的教学方式，配合启发式教学方法，提高课堂教学效率和质量。在讲课方式上，可以采取“系统讲基础内容、反复强调重点内容、启发性讲扩展内容”的方式。讲课过程中注意学生的兴趣、把握学生的兴奋点、有效地调动学生的求知欲望。针对知识的内涵和外延，启发并引导学生主动探索知识、获取知识的能力。即教学中“以点组线、以线成面”，既要注意基础课程“基础”的特点，也要注意知识的辐射性教学，给学生提供发散的思维空间。
2.将“自我探索、深度引导”理念引入课堂教学。教师应把学习的主动权交给学生，让学生在亲身实践中品尝艰辛和乐趣，从而培养了他们的学习能力、探索能力。在教学过程中，将“自我探索、深度引导”的教学理念引入到某些课程（如数据结构与算法）或某些课程的适当章节中，逐步提高学生的自我学习能力，培养学生的创新能力。当然，主动权交给了学生并不等于削弱了教师的主导作用，而是对我们教师的要求更高了。在教学内容的设计和教学方式的改革方面就要求教师要有新观点。在组织学生上机的实践过程中教师要适当地设计一些大型的作业，有目的地帮助学生解决问题。
三、突破时空限制，加强实践技能培养
实践能力是计算机学科的学生必备的专业技能之一，也是衡量优秀专业人才的标准之一。实践能力的培养，不是一门程序设计语言课的改革所能解决的，应该贯穿于四年的本科教学中，逐步提高和发展。
1.阶梯式实践教学体系。在对学生进行专业实践技能的培养方面，可以实施“基础训练+综合训练+开发训练”的模式。具体为：在基础课教学中进行基础训练，即一次实验解决一个问题，使初学者易于接受，以学会基本操作、培养基本调试能力为目的；二年级时借助高年级课程（如数据结构与算法等）和专业认知实习，要求学生进行综合性实习，由简单的算法构造一些综合问题的解决方案；三年级后借助专业设计和专业实践，学生在教师的指导下，进行实践开发训练。
2.开放式专业设计。在现有课程体系下，为了突破时空的限制，我们将研究生的导师制模式引入本科生实践教学，以指导开放性综合项目设计的形式开展专业设计。以第1学期的“计算机导论”课作为时空起点，由学生选择题目组成4-6人的研究团队，每个团队有一个项目并指定专业导师，专业导师对所指导学生进行不断线的指导。让学生利用第2学期到第7学期的课下时间，完成分析、设计要求、功能设计、概念设计和系统设计、系统实现。低年级时，专业导师主要指导学生利用课堂学习和自学获得相关专业知识；二年级后，可结合专业课程开设情况，逐步开展项目的分析、设计、实现环节。专业导师制，打破了课程、学时界限，可以使学生在教师的指导下，解决课程间知识的衔接问题，也能充分发挥学生的自主学习能力，培养学生的设计、创新、协调、沟通和领导能力，学会以探究方式获取知识。
计算机专业人才的培养过程中，有如下四个关键的环节：铸造坚实的数学基础，实现思维方式的数学化；系统掌握计算机科学与技术学科的基础理论知识；较好地掌握计算机科学与技术基本实验的方法和技能；培养正确的思想方法、注重综合素质的提高。计算机专业基础课的改革，不是这些关键环节中的孤立点。专业基础课程的改革，应将上述四个环节的要求融合在每门课程中，不断改革教学内容、探索教学方法，结合自己学校的特点，积极开展基础课程建设。
参考文献：
[1]陈莉，刘晓霞，张仲选，刘小宁.计算机专业基础课教学改革探索——从“计算机导论”和“离散数学”课谈起[J].高等理科教育，2004，（2）：51-55.
[2]陈道蓄，陶先平，钱柱中，等.计算机问题求解课程的内容建设[J].计算机教育，2012，（23）：6-10.