国家非常重视中学生、大学生的计算机教育问题。教育部在 2019 年 3 月公布的《2019 年教育信息化和网络安全工作要点》上指出,“将在2019 年实施学生信息素养培育行动,完成义务教育阶段学生信息素养评价指标体系,建立评估模型,启动中小学生信息素养测评;并推动在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育;同时,推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中深入应用。”
计算思维 (computational thinking) 由卡耐基梅隆大学周以真教授于 2006 年首次提出,是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。在信息社会中,最为活跃的创新领域都与信息技术联系紧密,计算思维成为数学思维、工程思维的重要补充,是许多重大创新的核心要素。从中小学阶段开始培养青少年的计算思维能力,是创新人才培养中至关重要的环节。
北京语言大学卢湘鸿教授指出,大文科计算机教育的基本内容是计算机应用技术的教育,是“以应用为目的、以实践为重点、着眼信息素养培养,最终为创新创业人才培养的需要服务”的一种教育,在完成《普通高中信息技术课程》教育的基础上,进一步提升学生的信息素养,以满足社会对文科毕业生在基于计算机知识、技能与应用能力方面的信息技术的要求。
文科计算机教育面向文科学生,它既不同于计算机专业的教育,也有别于面向大理科专业学生的教育。文科计算机教育的主要目标是培养文科专业学生掌握一定的计算机知识、技能与应用能力,去解决文科专业领域中的问题,满足文科专业本身的需要。
培养跨学科综合型创新人才的必要条件,是切实加强文科生的计算机教育。目前,大学新生计算机使用水平参差不齐,总体处于低水平状态。现代信息社会的发展要求对文科专业的学生进行有效的计算机教育,这是培养具有创新能力的综合型人才的重要环节,也是必要的条件。文科毕业生社会竞争能力的升华需要计算机应用能力的支撑。文科的某些知识点或学科加上信息技术,往往是新学科的生长点。贴切专业需要进行计算机教育,才可能产生出创新成果。
卢教授为大文科计算机教育提出了三个目标:
1.为社会就业的需要服务。
大学新生计算机处于低水平状态,不能满足社会就业需要。尽管教育部在中小学开设了以计算机、互联网的使用为基本内容的信息技术课程,但是由于地域经济发展的不平衡,部分普通高中尚不具备开设这门课程的条件,加之这门课程目前尚未纳入高考范围,应该开设的课时得不到保证,因此大学新生并未真正达到信息技术课程标准应有的要求。大学新生的计算机水平,大体上停留在会上网、发邮件、聊天、玩游戏的层面上,不能满足社会对大学毕业生在计算机方面的要求。所以计算机教育在包括文科在内的本科各专业培养中还是不可或缺的组成部分。
社会就业需要文科生掌握使用计算机作为日常工具的能力。计算机被当作一种特殊的工具来使用。使用计算机能力的获得,在中学阶段目前并没有完全落实,需要在大学阶段来完成。尤其如舞蹈、戏剧、曲艺、声乐、武术、体育竞技等专业的毕业生因各种原因无法从事本行业的工作时,更需要有使用计算机的能力,来帮助他们在社会上找到一份工作。
所以,在大学阶段,特别是在文科专业开设计算机课程,第一个目标,是为社会就业最基本的需要服务,而不是为本专业的需要服务。
2.为专业本身的需要服务
根据大学毕业生的择业情况,文科生在自身专业的一技之上,若能加上计算机与英语这两个翅膀的支撑,那他在社会上的适应能力会得到腾飞,文科毕业生的社会竞争力会大大得到加强。
文科生若不具备应有的计算机应用能力,将是寸步难行。不过学校对非计算机专业学生的计算机教育并不十分重视。目前文科生受到的计算机教育,投入的学时大体是72学时,有些被削减到36学时,远没有英语课程学时那么多,基本上是属于将计算机作为工具的使用能力的培训。比如文字处理、表格制作、演示文稿、邮件收发、信息查询、文件下载与上传、电子商务等方面。计算机应用能力,为专业本身存在与发展的需要提供十分有用的服务,这是文科计算机教育的核心目标。
3.为创新创业人才培养的需要服务
文科生掌握计算机技术的应用能力,是必须的、最基本的,但不是最终目标。大学非计算机专业的计算机教育的最终目标(远景目标)是为跨学科、综合型、创新创业人才培养的需要服务。
我校在非计算机专业的信息技术教育方面,做了很多尝试,有些专业与计算机技术应用已非常密切,如动画专业,大量使用3DMAX、MAYA等动画设计工具软件进行作品创作;建筑专业大量利用BIM工具软件进行建筑物的虚拟展示、预算和项目管理;机械专业以利用CAD工具软件进行机械器件的设计和三维演示。还有很多专业相关的实验软件应用在各专业实验室中为专业学生实验服务。正像卢教授所说,随着新一代信息技术的突飞猛进的发展,计算机专业要跟上时代飞速发展的潮流,非计算机专业也要积极拥抱信息技术,与新一代信息技术实现跨专业深度融合,满足社会、专业和创新人才培养的需要,早下手早主动。
培养文科大学生的计算思维宜从以下几方面抓起:
1.加强计算机专业中中低档知识在文科专业的普及教育,甚至是一些现在看来比较先进的IT技术的普及,如新的编程技术的学习。纵观高校文科专业的计算机教育内容,正是把计算机专业的中低档内容,不断向文科专业渗透转移的过程。在现有的文字处理、表格制作、演示文稿、邮件收发、信息查询、文件下载与上传、电子商务等技术知识的基础上,可考虑把计算机导论、网页设计、PS图像处理、Flash动画设计、网页简单编程、小视频处理、EXCEL编程应用、统计软件使用、数据库技术等向文科专业转移。有深入学习要求的专业可以增加一些高级编程课程,如Python爬虫编程,以提高学生的计算思维和IT技术的应用能力。
2.加强对文科专业IT应用技术的研究,哪些信息技术知识向哪些专业转移,转移多少,计算机专家、本专业专家要共同研究,制定出合适的课程规划,并加以落实。
3.加强培训,一是最新的IT技术面向专业计算机人员进行提高培训,以赶上社会发展的潮流。二是向文科专业转移的知识和能力由计算机专业教师进行培训;三是文科专业的专用软件使用应由软件提供商进行培训。
4.大量引进高水平计算人才,满足新一代信息技术教学的要求。目前一些普通应用型高校高级计算机人才,特别是掌握新一代信息技术的高端人才严重短缺,合格的博士、教授、学科带头人奇缺,严重制约了学校计算机学科的前进步伐,需要加快培养和引进的步伐,奋起直追。