计算机科学导论教程
仇建 陈宾宾 徐翀 胡维华
摘要：针对目前高校计算机导论类课程普遍存在的以查代考、交作业代考，甚至以点名替代考核的现状，参照工程教育认证对导论类课程考核的要求，分析当前考核存在的弊端和改革考核方法的必要性，结合国外先进考核方法，提出一套新考核方式，说明该方法能较好地考核所承载毕业要求的达成度。
关键词：导论类课程；考核方式；工程教育认证；华盛顿协议
0.引言
在教育评价机制中，考试制度一直占据着非常重要的地位。它不仅是对学生知识掌握程度的量化，也是对教师教学水准的客观评价。在高校专业课程教学中，由于专业的特殊性、课程模式类型的区别和知识表述方式的不同，传统考试形式无法很好地承载它的使命。
计算机导论类课程是高校计算机科学与技术、网络工程等专业教育中一种较为特殊的课程，担负着引导学生了解学科和专业的任务。无论是美国计算机学会ACM和国际电子电气工程师学会IEEE联合发布的计算学科教程白皮书（CC2005），还是中国教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的计算机学科几大专业的规范标准中，都把计算机导论类课程放在重要位置。在国内，虽然大多数高校对导论课的师资配置比较重视，但对课程的考核管理却相对较松，不仅没能起到评价学生学习效果的目的，还给课程的教学质量带来了负面影响。
1.计算机课程考核方式的研究现状
在计算机学科几大专业的课程体系中，普遍将专业课程分为几大类型，导论课、专业基础课和高级专业课。其中，考核模式相对固定且争议较少的是专业基础课。此类课程传授计算机、网络等相关基础理论和知识，师生普遍乐于接受传统卷面考试方式。
高级专业课程的考核方式是目前研究最为广泛的。由于此类课程重视实际动手能力，实践环节的考核更是研究的重点。有同行指出，传统期末笔试方式容易导致学生考前突击，而实验分组考核又容易导致管理不严分工不均，建议对计算机应用型课程的考核加强日常抽查并且增加机考和实验考核。还有同行对程序设计类课程的考核方式进行分析，认为只有大型程序设计才能客观评价教学效果，建议采用大程序设计与答辩的模式进行考核。
此类的研究成果还有很多，但对于导论课程的考核方式研究，在计算机教学研究领域处于被忽视的地位。在其他专业导论课程考核探索中，有部分同行进行了一定研究，提出一种综合性考核评价体系，但操作难度较大，也难以引入计算机导论类课程中。
2.导论类课程考核方式改革的必要性和紧迫性
导论类课程是大学生在进入学科和专业学习之前必须修读的第一门专业课。在内容上，导论类课程不仅承载着全面介绍学科、专业、方向的基础知识框架结构，简略汇总主干课程的入门知识，宏观探讨前沿发展方向，还需要引导学生了解与专业相关的人文社会、行业产业、法律法规等方面的背景知识。更为重要的是导论类课程还担负着培养学生认知欲，提高学生专业课学习兴趣，培养科学思维能力、创新能力、工程意识、分析解决问题能力，确立人生职业规划等重要任务。
2.1计算机导论类课程考核现状
虽然计算机导论类课程的重要性得到了普遍认可，往往要求配备具有深厚教学经验的教授承担课程教学任务，但对这类课程的考核却没有引起相应重视。当前的考核方式主要有以下几类。
（1）传统卷面考试。由于导论类课程内容覆盖面广，知识点属于入门级，并不具有理论性和层次性，选择判断等客观题型无法测试出学生的真实掌握程度。
（2）要求学生交一篇课程听后感，谈谈自己对计算机、网络等发展现状的看法。由于课程对象多为低年级学生，并未受过论文撰写的专业训练，对专业了解又较为粗浅，也未养成独立思考习惯。提交的论文大多为互联网信息东拼西凑而成，连语言风格、排版格式都未统一。由于课堂人数众多，任课教师无法认真评价论文质量，形成了“放水”的习惯。
（3）不进行期末考试，通过点名，以出勤率为依据做出成绩评定。这让学生把导论类课程理解为赠送学分的“水课”，上课不认真听讲，缺席等现象严重。遇到点名时，学生还会代签、代答，或用手机通知未到课的学生来教室。
这些不良考核现状，不仅影响了导论类课程的授课效果，还对专业的学习风气带来破坏性影响，而且是从低年级就开始。
2.2工程教育认证对导论课考核的要求
近年来，高等院校工程类专业的工程教育认证逐渐在我国兴起。中国工程教育认证协会参照国际工程学位和工程师资格互认公约《华盛顿协议》的框架和基本原则，对工程性专业的教育质量做出了规范性定义，对教育的各个环节进行质量监控，制定了认证的通用标准。该标准对毕业生必须达到的毕业要求提出最低规格，要求学生除必须达到的基础知识能力和专业技能、工程实践能力外，还需具备人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德，了解本专业的前沿发展现状和趋势，追求创新的态度和意识，掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力，对终身学习有正确认识。这些能力在专业课基础课和高级专业课中都很难得到涵盖，往往需要通过导论类课程培养，因此在专业工程教育认证过程中，导论课被提到了更高的高度。
工程教育认证对课程考核也提出了明确的规定和要求，试卷必须对该门课承载的所有毕业要求进行全面覆盖。如果未能覆盖，则无法提供足够佐证证明学生通过该门课的学习达到了应用的毕业能力。这一考核质量监控的核心思想，对计算机导论类课程考核提出很高的要求，考核方式的改革势在必行。
3.导论课考核方式改革试点和效果
鉴于当前不重视导论类课程考核的“放水”现状，综合考虑工程教育认证对计算机导论类课程考核提出的高标准要求，并参照国外考试考核经验，我们尝试进行改革。笔者于2013/2014学年承担了计算科学导论和物联网技术概论两门导论课程的教学任务，并参与了计算机科学与技术专业的工程教育认证工作。
首先，我们对两门导论课所覆盖的毕业要求进行分解，对每一项能力达成度评价提出了较为合适的建议考核方式，具体分析详见表l。
通过以上分析，我们认为单一的卷面考试、论文或观后感提交、课堂报告均无法支撑所有的毕业要求考核，建议采用多种方式符合的方式进行综合考评。
首先，为保障课堂教学和考核效果，我们在开学初将导论课教学班人数限定在60人以下，避免因为人数过多带来的考核压力。其次，在开学第一堂课中，我们将从严考核的精神和团队课堂报告与卷面考试复合的考核方法进行传达，杜绝学生混学分的思想和侥幸心理。在完成了最基础的学科和专业介绍后，对所有学生布置课堂考核的任务，要求学生自主完成分组。这一学年，我们采取团队形式的课堂报告，每组人数不得超过3人，每人在报告时必须明确指出自己在团队中承担的角色和完成的工作。这种方式不仅促进学生展开团队合作，还避免了部分学生“蹭”和“混”的情况。在报告内容部分，允许学生就某一个知识点、某一前沿领域或某一行业产业热点进行分析阐述，要求准备的内容远超过教材覆盖范围并提出自己独到的看法并提供客观依据，这对学生文献资料查询能力和创新意识也实现了一定程度的考核。
经过一学期的观察和统计，在笔者任课的物联网技术概论课教学班的13个小组中，有3个小组代替教师进行知识点授课，3个小组紧随前沿发展并进行整理分析阐述，5个小组进行了物联网产业调研并就某一领域提出了自己的构想，还有2个小组超出预计，实现智能手机物联网应用程序开发并进行课堂演示，演示中还穿插了对行业前景的独到看法。在面向低年级的计算科学导论课上，9个小组中有4个小组代替教师进行知识点授课，3个小组调研学科前沿进行综述，还有两个小组在课程即将结束的时候进行归纳概括和提炼，阐述自己对学科和专业的总体框架体系的理解和把握。在这些课堂考核过程中，我们发现学生的课堂精神风貌非常好，极为珍惜自己上讲台的机会。在课堂报告幻灯片准备的过程中，我们也发现学生制作非常认真严谨，对搜集到材料的质量把关也本着精益求精的态度，充满了积极的团队竞争意识。此外，学生还通过录制相关视频、开发新应用、新软件等超出预计的做法，吸引大家的注意力，其创造性、创新性得到了淋漓尽致的发挥。由于事先规定对每个小组成员单独给分，团队内部协作也呈现积极的竞争合作关系。
期末卷面考试是另外一个改革的重点，由于导论课设计的入门知识较为基础、涵盖范围大，传统客观题型难以检测学生的真实水平。参考笔者硕士阶段就读的英国约克大学电子系期末考试方式，我们对出题方式进行大胆地改革尝试。以物联网技术概论期末试卷为例，针对7个知识章节，完成7道大题的命题实现一一对应。每大题分为abcd 4个小题：a小题为基础概念，用简述的形式描述相关知识点；b小题为基础应用，应用a小题结果进行简单分析；c小题为高级应用，考验学生举一反三的能力；d小题为扩展思考，体现学生对学科前沿或行业发展的理解；c和d小题均无标准答案。另外，由于物联网技术涉及一系列新名词、专有名词、还有复杂概念的英文名称和缩写，试卷第一题为名词与相关解释的对应题，侧面考核学生对入门知识的掌握，全部8道大题，每题20分，第一题必做，其他题目7选4，多做不多给分。
这种命题方式不仅新颖，还能完成对所有知识环节的涵盖，符合工程教育认证理念和对考核的特殊要求。允许学生在考场上选择自己较为擅长的题目，避免了客观题对学生知识掌握程度进行简单绝对的是或否的评价。在大题中难度层层递进，c和d小题涉及分析能力和独立思考综合考量能力，对学生的学习效果衡量较为全面。
通过这一系列的考核改革试点和一学期的观察分析，我们发现学生对这种综合考核方式非常欢迎，不仅积极面对平时课堂考核，还对卷面考试不再有畏难情绪和“临时抱佛脚”的考前突击行为。专业学风建设良好，学生在后一学期的专业课学习中也普遍表示比较适应。
4.结语
试点效果表明，该考核方式不仅真实衡量了学生对课程、对学科专业课程体系的掌握程度和知识之外的能力要求达成度，更提升了学生的学习兴趣和热情，对建立良好的学风也有很大帮助。
（编辑：赵廓）
