图书前言

计算机给人们生活带来翻天覆地的改变,其对人类社会、经济发展的贡献也是有目共睹的。目前,计算机技术的应用与发展,成了一个国家综合实力的体现,是国家科技发展水平的象征,国民掌握计算机技术水平高低,直接影响到国民生产价值,因此,国民计算机技术水平的提高具有重大的时代意义。

计算机科学与技术是一个有半个世纪历史的发展中专业,肩负着为社会直接输送合格的IT行业技术人才的重任,随着信息化社会的大力发展,该专业毕业生施展才华的舞台会越来越宽广,也越来越精彩。《计算机导论》作为计算机专业入门课程,是学生认识专业,了解专业历史、专业发展、应用前景以及学科体系、课程设置等的引导课;也是学生了解知识学习、技能训练、职业需求的基础课;对学生理清学习思路、制定学习目标、确定职业去向有着重要的意义。该课程同时肩负着培养大一新生适应大学学习方法的重任,为了激发学生的专业学习兴趣,转变学习观念与方法,学会自主学习与合作交流,培养创新意识与探究精神,本课程组历经4年,在“以合作性学习为特征的研究性教学方法”改革实践的基础上,编写了本教材。与同类教材相比,本书具有以下特点。

 (1)  体裁科普性:与传统教材语言所描述的规范性不同,该书尽量用有寓意的标题、通俗的文字、普识的故事来引导和串接要表达的内容,目的是使读者能够更好地读文知意,明意引思,激发兴趣,启发思考。 

 (2)  章节独立性:与传统教材章节之间具有的严密逻辑性不同,本书各章节之间是独立的,因此,为教与学的灵活性奠定了基础,教师可根据情况需要调整各章节的主讲秩序,学生可自主选择有兴趣的章节进行深入探究。

 (3)  内容拓展性:与传统教材章节的完整性相比,本书概括性地点到核心知识,以启发引导学生入门为目的,丰富完整的内容主要是通过学生自主探索、后续学习来补充。

本书共分8章,第1章计算机组成、第2章计算机操作系统由李继芳教授编写;第3章算法与程序设计、第4章软件工程、第5章数据库概述由刘学俊高级工程师编写;第6章数字媒体由杨庆副教授编写;第7章计算机网络、第8章信息安全由陈智罡副教授编写,最后由李继芳统稿。奚李峰教授对本教材的编写结构与编写思想进行了详细指导,高昆博士对教材内容细节进行了审校并予以指导,还得到了计算机专业杨爱民教授、李信本和邓芳副教授等为代表的全体教师的大力帮助,在此表示最诚挚的感谢!本书也是学校计算机专业教学改革创新实验区的成果之一。

    在改革与创新中,尽管编写组各位教师非常认真和努力,但由于时间仓促,错误和不足之处在所难免,敬请读者批评指正。期望读者多提宝贵意见.

编 者

2011年元月于宁波

教材使用及学习建议

浙江万里学院因创新改革而新生,自成立十年来,特别是2005年学院通过了教育部本科教学水平评估以来,在人才培养模式、教学方法等方面锐意改革,取得了丰硕的成果。“计算机导论”早在2006年就列入学校首批改革试点课程之一,优选成立了计算机专业最高职称和学历的师资队伍。课程组经过多方调研与讨论,从课程改革思路的确立、教学目标的重定位、教学内容的优化整合、教学方式方法的改革以及评价指标的变革等方面全面进行了探索,推动了相关基础课程和专业课程的深入改革,促进了计算机科学与技术专业成为学校首批创新改革实验区,通过实验区的建设与发展,借鉴CDIO (Conceive-构思,Design-设计, Implement-实现和Operate-运行)先进教育理念,并创新提出了IPR (Interest-兴趣、Perseverance-毅力和Responsibility-责任)-CDIO的教育方式,经过4年多的研究与实践,取得了省级教学成果奖等丰硕的成果。这种改革思路对激发学生的专业学习兴趣、启发学科研究思维、培养团队合作意识、掌握自主学习方法等都大有裨益。作为一种改革经验,我们将教学成果以教材的形式推广给广大读者,期望对大家的教与学有所帮助。

1. 课程教学目标设定

很多学校将“计算机导论”课程的教学目标设置得和其他课程一样,要求学生掌握的内容多而全,实践表明这种教学目标是达不到的,也是不现实的,因为该课程内容繁杂、专业术语多,基本上包含了后续核心课程的主要内容,作为刚进入大学的新生,不可能通过几十节课的学习就能掌握那么多内容。因此教学目标的设定要切实,比如,激发专业学习兴趣,初步养成自主与合作学习习惯,学会获取知识与基本技能的途径,为后续课程学习,甚至终生发展奠定基础。面对刚刚从高中生变成大学生的学生,对学校及专业充满了憧憬与期盼,“计算机导论”以一种什么样的开场舞台展现给学生,演出什么样的节目吸引他们加入,并逐渐演变成剧目中的主角,是课程组不断追求的境界。合作性学习为我们指明了手段和方向。图0-1是基于合作性学习的计算机导论课程目标实现框图。

图0-1 计算机导论教学目标实现图

2. 课程主体框架设计

为实现“开启专业之门、引领学习生涯”课程教学目标,课程组在充分研究、讨论的基础上,优化整合了课程内容,形成了基于IPR-CDIO理念的一体化教学结构图,如图0-2所示。

图0-2 基于IPR-CDIO理念的《计算机导论》教学体系图

本教材将原来十几章的内容优化为8个专题,每一个专题都具有学科针对性,而且要具有通俗性、趣味性和职业性。其中图0-2所示的“专业概述”和“职业及道德”不在本书之内,只在有教学中可以体现,比如第1次课为导学课,要介绍本课程的教学安排、内容设计、组织方式、考核要求等,同时引导性介绍专业课程体系的设置、大学学习的方法,以及大学生能力培养的拓展等,使学生了解学科,热爱专业,确立学习目标;中间或最后有一次课是邀请企业人士作报告,与学生交流职业与道德的关系,体会做人比做事更重要。以上各专题之间除了一些专业术语上的联系外,基本上是独立的,因此讲座开设的秩序也是可以调整的,这为多师参与的教学方式提供了方便。读者也可以依据自己的兴趣选择相关的专题进行阅读或深入研究。

设置合作学习的讨论主题可以根据课程学时而定,图0-2给出了三个主题:

① 个人计算机组装与购置。要求经过市场调查之后,给出详细的台式计算机配置方案或笔记本电脑的购置方案,并聘请职业销售人员评定方案。刚进入大学有很多学生要买计算机,这正好是一次学习实践与亲身体验的过程,非常有实用性。

② 学科知识个性化讨论。根据专业学科分类,由学生小组自主选择感兴趣的主题进行较为深入的探讨。各小组不同的选题可以扩展视野,初步明确后续学习或研究方向,具有可行性。

③ 个人学业规划。聘请企业人士作专题报告并交流,结合一个学期以来的学习与了解,学生要初步学会自我学业规划与设计,设定目标,努力实现,同时练习撰写综述论文。这样就能促使学生提早规划四年学习与未来发展目标,有的放矢,具有必要性。

3. 合作性学习实施过程

合作性学习的基本单位是小组,每组4~6人,最好是由基础、性别、性格、爱好等不同的成员构成“异质”小组,组内的异质性和组间的同质性,可以充分调动每位学生的参与积极性,增强组间竞争意识和组内集体荣誉感。每个讨论主题根据小组的多少设立多个子题目,每2~3组选择同一个子题目,这样既便于组间讨论,又可以保证解决主题问题的全面性。

合作性学习过程是一个不断提出问题,经过小组内或小组间讨论解决问题或提出解决方案的循环递进过程,如图0-3所示(所有双向箭头代表讨论交流)。小组内外的交流,课堂上下的讨论不拘形式,锻炼学生多方面素质与能力。比如在上面所设的三个主题讨论中,有做市场调查,给出方案的,有查阅资料写综述报告的,有与企业人士面对面交流,撰写小论文等。

图0-3 小组合作性学习实施过程图

4. 多元化课程学习评价

教学评价是教学实施的关键,评价不仅要关注学生在科学素养方面的发展,而且要了解学生在发展中的需求,发现和发展他们多方面的潜能,帮助学生认识自我,建立自信,促进学生在已有水平上的发展,强化评价的内在激励作用,发挥评价的诊断、教育和发展功能。评价的导向是引导学生开展学习活动的指挥棒,表0-1给出了一份计算机导论课程学习评价标准,各位读者可自行检测一下,各部分可以取得多少成绩。表0-1 计算机导论课程学习评价表

评价项目主 要 内 容所占比例责任人自我评价 通过课程学习、实验和小组合作,是否增长了知识,提高了语言表达、交流合作、资料收集与整理、实验操作等技能10%学生本人合作性学习合作小组在讨论汇报中的整体表现情况、过程记录及上交作业的质量30%教师+组长参与合作学习、小组讨论时的态度,能否积极发言,能否与他人很好地沟通,接受任务的准备是否认真,完成任务的质量等20%小组长实验操作 实验过程表现、实验完成数量和质量20%教师个人论文 在论文中,是否查阅了相关资料,内容是否紧扣主题,语句通顺、流畅,有自己的真实观点,论文格式是否规范等20%教师组  合作性学习的评价分量比较重,目的是将学习者引入自主探索、合作探讨的轨道上,逐渐养成学会学习、学会合作的大学学习习惯,为后续课程学习、未来职业素养训练奠定基础。

总之,各位课程主讲教师可以借助本教材,通过创新教学方式方法,实现教学目标;各位读者可以利用本教材增长知识、扩展专业视野、学会查阅文献、学会与人合作等。

编 者

2011年元月于宁波