漫谈计算机基础教育

说到高等院校计算机基础教育，单从字面来看，圈外人很难准确地了解其内涵是什么，特别是有时候省略了“高等院校”，而直接讲“计算机基础教育”，就更不知所云了。实际上这指的是：针对高等院校非计算机专业的计算机基础教育。与此相对的，是“计算机专业教育”。

这种划分也是逐渐演变的。在20世纪90年代初期以前，当时非计算机专业是根据本专业的培养需要，自行开设计算机课程。其中电类专业，因为专业性质的原因，计算机课程相对多一些，也比较成体系。而非电类专业，顶多开一门高级语言课而已，清华的大多数理工科系就是这样，目的是使学生能够使用高级语言编写程序进行科学计算。自20世纪90年代初开始，教育部在清华大学开展试点，针对非电类专业，将原本分散在各系自行开设的计算机基础课程进行集中、统一规划，统一实施，形成了最早的“非电类专业计算机基础课程体系”，即“三个层次五门课”的体系：第一层次的“计算机文化基础”；第二层次的“计算机软件技术基础”和“计算机硬件技术基础”；第三层次的“计算机信息管理基础”和“计算机辅助设计基础”。

开始时，将分散的课程集中，以统一的体系结构和课程设置应用于非电类的所有系，是为了使计算机基础教育达到一个基本要求、统一水平。接着，面临的就是如何满足不同专业的特殊需求问题。统一的课程设置能否满足不同专业的培养需求？有限的课程是否能满足学分制自由选课的需求？课程内容设置如何反映计算机技术的最新发展，如何满足社会对大学生的要求？在研究和回答这些问题的过程中，我们突破原有的五门课，在三层次框架下，不断丰富、完善课程体系。经过十几年的发展，目前已经形成了内容丰富的课程群。

但是，仍然有一些问题有待我们回答。

一、计算机基础教育的目标问题

这是一个根本的问题。这个问题不是没有答案，而是答案众多，也就是目的和任务很多。有些学校认为学生们都学点计算机课，考个等级证书，好就业；有些简单的认为，计算机应用技术是基本常识，应该学；有的学生甚至打算放弃本专业，多学点计算机课，以后好改行。这些观点都有其自身的道理，有其存在的合理性，但都没有抓住本质。一个大学本科生到底应该具有什么样的计算机应用能力？或许这个问题本身没有统一的答案，不同的专业应该会有不同的具体标准。于是，在清华大学我们对所有的课程不再统一规定必修与选修，而是由各个系自行确定选课要求。

这样做，看似一个完美的解决方案：作为计算机基础课的开课单位，我们开设了大量课程，反映计算机技术的最新发展，最大限度地满足不同的需求，而这个“需求”由各个系自行确定，由学生的选择来确定。课程群和自由选课方式深受学生欢迎，同时不断得到学生要求开设新课的呼声。但是各个系的教学计划却没有发生多少变化，也就是说，各系自己并没有提出多少“不同需求”。为什么呢？因为研究不同的需求，设计新的培养计划，并非易事。要有效地解决这一问题，还是需要统一的组织与实施，开课单位要与各个系共同分析、研究。

这就需要我们抓住本质。从根本上来讲，我们开设面向非计算机专业的计算机基础课，正是因为计算机技术已经成为各专业学习和科学研究不可缺少的工具。从更深入的层面讲，计算机科学与许多学科互相交叉渗透。因此我们培养学生应该分两级目标：第一级是，使学生能够运用计算机技术从事本专业的学习和研究；第二级是，培养能将本专业与计算机科学进行融合的交叉学科人才。课程设置、教学内容都应该围绕这两级目标来进行。针对这两级目标，我们应该与各个专业的专家一同分析、研究专业的特点、计算机技术在科研和开发中的应用，以及学科间的交叉融合。这些都研究清楚了，才能形成计算机基础课的培养要求。

二、计算机基础教育的必要性问题

虽然计算机基础教育已经走过了十几年，还是有一个疑问的声音一直隐约存在：需要这样的计算机基础教育吗？国外很多大学并没有专门针对所有非计算机专业的计算机课程。

那么首先我们要清楚，在欧美发达国家，中小学的信息技术基础课已经很普及，并且达到比较高的水平。所以大学生入学时已经有一个比较好的基础，再加上他们的学分制的选课方式使学生可以自由选修需要的计算机课程。而我国的基础教育水平发展很不均衡，只有少数大城市可以与欧美发达国家相比，所以在大学里就需要专门的计算机基础教育。从另一个角度看，发达国家的做法，也并不总是应该效仿的。我曾经与在国外工作的中国学者交流，他们认为面向非计算机专业的计算机基础课是我国大学教育的一个非常好的特色，到了国外大学里，中国人可以很熟练地编写程序自己处理实验数据，很受赞赏，而外国人很多是不行的，要请别人帮助。这说明我们的教育在这一方面是成功的。

是不是在未来某个时刻，我们也不再需要专门的非计算机专业计算机基础课了呢？现在很难妄下断言，应该作为一个远期规划来研究。而目前以及短期的未来，无疑需要大力建设，更新、完善课程体系。

三、面向非专业的计算机课程特点问题

这些课程应该有什么样的特点呢？与计算机专业的课程有何不同？将计算机专业的一些课程拿来做“压缩饼干”或者作“简明版”吗？抑或干脆直接使用计算机专业的课程？当然没那么简单。两类课程的本质差别在哪里呢？我想根本的不同在于，计算机专业的课程设置是成体系的，每一门课都是这个完整课程体系中的一个有机部分，课程之间是有着密切联系的。如果仅仅简单地从计算机专业的课程中挑选出一个子集（或者再“简化”一下），直接作为基础教育的课程，那就生生割裂了课程间原本的内在联系，学生学习起来理解就会有困难，或者不全面，这显然是行不通的。

所以，涉及计算机基础教育的课程，关键是要在每一门课程中兼顾整个知识体系结构。以程序设计课程为例，在计算机专业课程体系中，与之相关的课程有计算机原理、数理逻辑、编译原理、数据结构、软件工程，等等。而非计算机专业的学生，可能就仅仅选修一门程序设计。那么我们在这门课里，就要让学生初步了解计算机的存储程序原理，了解指令在计算机中的执行过程，了解程序编译过程，懂得一点数理逻辑，掌握数据结构的基本概念、常用算法，了解软件工程的思想和软件开发的过程。只有做到这样，才真正是面向非专业的课程。如果学生学习一门课像盲人摸象，这门课无疑是失败的。

但是考虑知识结构的完整性也不能简单地制造“压缩饼干”，那样会使学生“消化不良”。还是以程序设计课为例，基本目标还是为了讲授程序设计，不能指望学生学了程序设计同时可以掌握编译原理、软件工程等等。只是要从完整的计算机知识体系结构中，抽出与程序设计相关的知识内容，进行有机地组合，深入浅出地融合到程序设计课程中。这样学生学了程序设计课，虽然仍旧只是摸到了一条象腿，但是这回他是明眼人，看到有一头大象，腿只是象的一部分，腿要得以生存，还要有赖大脑、心脏、消化系统……整个肌体的共同协作。

这便是面向非计算机专业的基础课应该有的特点。

不断地发现问题、研究和解决问题，然后新的问题又出现，再研究、解决……这便是事物发展的规律。高等院校非计算机专业的计算机基础教育也是如此，我这里提出来的，都是遇到的问题，以及解决问题的思路与想法，远没有得到答案。之所以写出来，是希望与同行分享我的观点，得到各方建议，共同研究去解决这些问题。

喜欢将一些疑问和不太成熟的思考拿出来与大家讨论，将内心的想法、感悟与同行分享，而不热衷于作“经验报告”，这是我的风格。

下期精彩预告：《感悟写书》

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