计算机学科方法论
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计算机学科方法论范文第1篇
关键词：计算机应用基础课程；教学方法；讨论
【中图分类号】G712
《计算机应用基础》是高职学生必修的一门非常重要的基础课程，旨在通过这门课程的学习，使学生在掌握计算机基础知识的基础上，学以致用，将所学的计算机知识转化为基本技能，提高工作的有效性和科学性，因此，计算机应用教学工作的主要目标是培养学生应用计算机的能力。
（一）计算机应用基础课的教学目标、要求及存在的问题
《计算机应用基础》是所有高职学生必修的一门非常重要的基础课程，但相当一部分学生学习目的不够明确，导致在学习过程中自我要求不高，学习兴趣不浓，学习缺少计划性、缺少主观能动性，实践课上趁老师不注意就玩游戏、网聊等，同时由于学生家庭环境、学习环境的影响，学生层次水平不一，使得从事计算机应用基础课程教学的教师们必须根据学生的具体情况，依据教学目的和教学内容精心组织教学，因材施教，采用不同的教学方法和手段来提高学生的理论知识水平和实践操作能力。
（二）多种教学方法相结合，激发学生的学习兴趣
多媒体教学与实际操作演示相结合。随着多媒体技术、计算机技术和网络通信技术的快速发展，多媒体教学在职高教学过程中得到了广泛应用。多媒体教学课件在制作过程中将文字、图形、图像、视频、音频融为一体，使得课堂讲授过程中，板书时间减少，可加大与学生的双向交流、互动，营造良好的学习氛围，对于计算机应用基础课程中的菜单、窗口、操作步骤这些无法通过黑板板书出来的元素，多媒体课件充分体现出了其优势。多媒体课件形象、生动、图文并茂，将教学内容、重点、难点直观呈现，动静结合吸引学生注意力，提高学生学习兴趣和动机，加深学生对知识的理解和掌握。但若能将多媒体教学与实际操作演示结合起来，将能更有效的提高教学效率。将桌面、窗口、菜单、图标、应用软件的使用，利用多媒体讲解后，再辅以真实环境下的实际操作演示，将每一步操作过程进行分析总结，强调应注意的细节，更能加深学生对知识点的理解，加强记忆掌握。
启发诱导式教学，就是根据教学目的、教学内容，针对学生的学习习惯、认知心理、知识结构，运用各种有效的教学手段，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，以教师启发诱导学生发现问题、分析问题、解决问题为主，通过学生自我感知、自我发现、自我探究，调动学生的自主学习积极性，激发学习的兴趣和强烈的求知欲，在学习知识和技能的过程中，提高学生综合运用能力。Word、Excel是Office家族套装软件中非常重要的应用软件，也是计算机应用基础教学中重要的组成部分，二者在窗口、菜单上的操作基本相同，因此可以让学生在掌握一种软件的使用方法和技巧的基础上，通过联想，轻松学会其它办公软件的使用，优化教学效果。
对比教学法是将原理相反、相关、相同的知识点用比较的方法进行描述或说明，在对比过程中异中求同，同中求异，利用教学内容之间的相互联系与区别，把握知识点的内在规律，接受新知识，发现其相似和差异，防止知识之间的混淆，促使学生掌握和巩固教学内容，使新旧知识的融汇贯通，知识系统化，达到提高学习效果的目的。进制转换是计算机应用基础课程中的一个难点和重点，但可以先以日常生活中常用的十进制为基础，分析进制转换中三要素：数码、基数、权的具体涵义，再利用其它进制与十进制的区别与联系，将其引申至其它进制中。
案例教学法是依据教学目的和教学内容的要求，将基本知识点融合在具体、生动的典型案例中，以案例贯穿整个教学过程，用案例来带动知识点的学习，组织和引导学生进行课堂讨论，通过案例分析，让学生掌握计算机应用基础理论和基本技能，培养学生综合分析问题和解决问题的能力。案例教学的过程大致分为这个四个步骤：分解为案例演示、分析讲解、指导学生动手制作、总结提高。激发学生学习的热情，调动学生的积极性、主动性、创造性，再逐步分析讲解各知识点，然后让学生自己动手制作，并指导学生改进作品，最后进行总结提高，通过这一过程增强学生动手的能力和学习的信心。
任务驱动教学法要求教师在课前认真拟定教学目标，在教学过程中以任务为中心，教师为主导、学生为主体，围绕任务帮助学生分析、探究任务，组织学生交流讨论，最后归纳总结解决问题思路、方法，穿插介绍操作技巧，加深对知识的理解，把握重点，变枯燥的填鸭式说教活动为自主的能动活动。任务驱动法的关键在于任务设计要符合实际需要，要引导学生从多方面去解决问题，并且引导学生在任务完成后总结和归纳所涉及的知识点、重点、难点，逐步形成自主学习和获取知识相互推进的良性循环。在文字处理软件word一章的学习中，在教学上可以以撰写毕业论文为任务，将新建文档、输入和编辑文档、排版文档、表格处理、图形处理、样式和模板、宏和域的使用及美化文档这些知识点隐含在八个小任务中，再根据教学过程中的具体情况，将小任务分成更小的任务，让学生通过完成每一个具体的任务，掌握教学内容，在有限的课堂教学中，掌握最多的计算机基础知识。
（三）加强实践教学，提高实践技能
计算机学科方法论范文第2篇
关键词：中职校；计算机；理论课教学；改革
中图分类号：TP311.1-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01
Vocational Computer Theory Education Reform Ideas and Methods
Wang Fangping
(Pukou Specialized Secondary School,Nanjing 211800,China)
Abstract:The computer as a modern high-tech products,in order to learn better,not only to operate,but also to be in-depth study of their theoretical knowledge and learning.This paper analyzes the theoretical courses in the vocational school computer teaching and learning situation,it proposes strengthening the vocational computer courses teaching the theory of reform ideas and methods.
Keywords:Vocational school;Computer;Theoretical teaching;Reform
一、中职学校计算机理论课程教与学的现状
（一）中职学校计算机理论课堂教学现状
1.教学原则。计算机理论课程的教学在很大程度上仍然沿袭着“以教师为主体”、“以课程为中心”的传统教学观念：教师是知识的传递者，教学以传授知识为主等等。这样的教学理念直接影响、制约了教学模式、教学方法、教学手段的改革创新，也打击了学生学习的主动性、积极性。
2.教学模式。传统的教学方法单一、僵化，习惯于“一言堂”、“满堂灌”，在教学的各个环节，都只从教师的角度出发，从组织内容、备课到讲授，很少关注学生的反应，课堂缺乏互动，更谈不到学生参与其中，变被动学习为主动学习。
3.教学手段。虽然目前计算机专业课程教学中，基本普及了现代化教学手段的应用，但在课件制作的水平方面，在使用课件的尺度把握方面，还要下些功夫。
（二）中职学校学生的学习现状
从生源上来看，由于普高的扩招，中职学校的门坎很低。进入中职学校的学生，其文化课基础相对较差，许多学生的学习兴趣、主动性和积极性也不高。学生对计算的实践教学、游戏、聊天等有兴趣，而对理论教学无兴趣，当然也有好多不懂之处。
二、中职学校计算机理论课程的教学改革
（一）提高学生的学习积极性和主动性
学习积极性和主动性是从事创造性学习活动的一种心理能动状态，是影响知识、技能掌握和智能发展的一个重要因素，是学生学习上的内在动力。教学中激励、唤醒、调动学生的这个内在动力，是上好专业课、提高课堂教学效率的关键。因此，教师在进行计算机理论课程教学过程中应注重培养学生的兴趣，让学生带着兴趣、带着热情去学习，才能使学生从主观上愿意接受计算机理论知识，才会有很高的学习积极性和主动性。
（二）计算机理论课程教学改革的思路
1.在课堂教学中渗透素质教育的理念。一是改变教学“满堂灌”的形式，将知识的形成过程暴露给学生，让学生在接受知识时不仅“知其然”而且“知其所以然”，培养学生继续学习的能力和方法，使学生获得主动的知识。二是计算机理论教学重在培养学生的创新思维、发散性思维。因此，教学过程要指导学生掌握正确的学习方法，努力培养学生探究学习的方法，培养学生探究科学的精神，使学生养成良好的科学素质。三是在教学中努力培养学生先进的教育观念，使学生形成在实践中获得知识的能力。素质教育重在素质的形成，而素质最终是在实践中体现出来，计算机理论教学不能仅是理论知识的学习，而且，要加强理论联系实际，最大限度地提高学生的实践能力，让学生在实践中获得发现知识的乐趣。
2.计算机理论课程设置的改革。一是课程内容的设置要紧贴社会的要求，把社会的需求和学生学习的需求有机统一，从而激发学生的学习积极性。职业中专学生虽然没有高考的压力，但面临就业的挑战，所以课程的设置要以社会的需求为依据，以学生的就业为导向。这里最重要的是进行社会调查，弄清计算机专业中职学生能够就业的岗位群，由此弄清学生所需掌握的知识和技能，并由此作为课程设置的依据。只有是有利于学生就业的课程内容设置，才能激发学生的学习动机。二是根据中职学生的学习心理特点、认知和能力水平，以及课程本身的对应关系对课程内容的顺序进行合理安排，要做到先易后难，各课程之间的承接性要合理。三是以能力为本位进行课程内容的整合。在中职计算机中大部分课程主要是以培养学生的动手能力为目的。职业中专学生的抽象思维和数据逻辑分析能力都较弱，对理论课的学习不感兴趣，课堂上的理论讲授效果不理想。在设计和制定项目的课程任务时，把知识点和职业中专学生不需要系统学习但需要部分掌握的内容融入其中，使学习过程成为学生参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的实践过程。这样进行教材内容的整合使学生有明确的学习目的和内容，能将知识迅速转化为实际能力。因此，教师应根据学生的实际情况和能力目标，对教材做相应的处理。
计算机学科方法论范文第3篇
【关键词】TRIZ理论；创新；程序设计；教学方法
0 引言
我国高等教育已经把培养具有创新能力的人才作为一项迫切的任务。创新问题解决理论是前苏联发明和创造学家G.S.Altshuller 在1946年创立的，“TRIZ”是其俄文单词（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）的首字母。目前TRIZ在创新设计、创新教学、创新科研等方面得到应用，取得了可喜的成果，其中阮汝祥 [1]和高常青 [2]在TRIZ的理论和发展、应用等方面做了详细的研究；江敏[3]和卢惠林 [4]在计算机课程中具体如何应用做了深入的研究。但是，这些研究一般都是针对TRIZ理论本身的研究，或是对程序设计类专业课研究，很少对计算机程序设计公共课程的研究，对于非计算机专业学生，程序设计类课程作为一个学生必修课，它不像计算机专业学生要求那么高，设计的程序也不是特别深，只是与自己所学专业有效结合，通过该课程，培养学生的计算机思维、计算机素养，所以更体现出需要创新思维的深入挖掘。本文将TRIZ理论与学生创新能力培养相结合，将其应用到计算机公共课程素养教育中，为培养具有计算机素养软件的创新性人才培养提供一条辅助途径。
1 TRIZ理论的创新思想
TRIZ的含义是 “发明问题解决理论”。经过50多年总结出解决技术矛盾所遵循的创新原则，建立起了一整套实用的解决发明问题的理论和方法体系――TRIZ理论体系。TRIZ理论体系[1]主要包括以下几个方面：问题分析与建模方法；技术系统进化法则；冲突解决原理。
TRIZ理论的创新方法指的是解决冲突的原理，最终建立了包括发明原理、发明问题解决算法和标准解在内基于知识的逻辑方法。在利用TRIZ理论解决实际问题的过程中，首先可以将问题建模成TRIZ模型，然后利用TRIZ理论提供的方法和工具，找出该问题的普适解，再根据实际的情况和环境，最终将普适解转化为领域解或特解。
2 程序设计教学传统模式
程序设计课程长期沿袭传统教学模式：以一种高级语言（如Visual Basic或Visual C++）的语句体系为脉络展开教学，详细地讲解其语句、语法。教学通常采用整堂灌输书本知识，比较抽象，枯燥无味，使学生产生畏惧心理。学生每学习一个语句只需要做一些与该语句有关的习题，学生很少动手实践。教师在实践教学过程中， 对一些问题的解决，方法模式化、绝对化，有没有其他途径或思路，存在哪些不确定因素和各种选择的可能性等。
3 TRIZ理论在计算机程序设计教学中的应用
教学中采用TRIZ理论中发明式教学，将本课程与专业特色相结合，鼓励学生自己思考，并对他们的思考结果给予鼓励，培养他们思考的成就感，进而激发他们的创新思维，使得课堂教学在动态思维变化中，不断提高学生创新能力。
3.1 基于TRIZ 理论进行发明式教学，启迪学生的创新思维和发散思维
针对非计算机专业的学生，在教学中采用TRIZ理论，将本课程分为几个关键点，对关键点鼓励学生自己思考。对学生的创新思维训练的主要方法有：
3.1.1 采用基于专业特色的案例教学法
1/4时间教师传授该知识点，使学生在理论上产生认知。
1/2时间教师与学生互动式解决问题，本专业实际应用在哪些方面，如何应用，有没有更好的方法等等。
3/4时间学生在教师引导下，练习完成问题分析和求解过程，并有效地举一反三。
最后学生自己梳理、总结、提炼知识，并归纳分析问题和解决问题方法，教师进行适当调整。
3.1.2 采用综合作业（项目）引导学生的创新思维
TRIZ理论认为，对问题中存在的矛盾和冲突的解决，作为程序设计类课程，其最终目标在于培养学生的程序开发能力，所以在程序设计课程中，所谓的“冲突”，就是如何培养学生根据实际专业特点，学以致用中的项目开发能力，提高实战能力，即项目教学法[5]。在教学进行到一定阶段时，可以让学生完成一个完整系统的开发，完成整个的开发流程，包括需求分析、设计、开发、测试等等，同时，在实践的过程中，给学生足够的创新空间，在实际项目中培养和鼓励学生发散性的、创造性的设计。
3.1.3 进行创新思维技法和思维方法的训练
每讲完一个知识点，可以让学生相互启发，激发他们的联想思维、想象思维、灵感思维， 进而得到创新的成果，然后再进行拓展，使学生在视觉、感性认识得到充分利用，激发他们的创新激情。
3.2 TRIZ理论ARIZ算法的实践教学，强化实训教学
在课程教学中穿插TRIZ理论的ARIZ算法实践教学，主要从下面几个方面改革：
3.2.1 课程设计和实验内容的改革
将实验课程加强综合性和设计性实训的开设，加入自己的创新思维，才能完成实训内容。这个实践环节对培养学生的创新能力有着重要作用。这些实践课程采用兴趣组合、团队合作、相互帮助和启发的方式，对现有的问题提出创新性解决方案。
3.2.2 实验考核方案改革
采用上机自主学习系统，对每个实验项目按知识要点分配分值，为每个实验项目配置评分程序和测试数据，在实验课结束前10分钟对所有学生的提交的程序进行快速评测，生成评测结果报告，报告中详细记录每位学生的得分情况以及每题完成情况。这种实验考核方案不仅将教师从低层次的批改实验报告等繁杂的工作中解脱出来同时增强了批改的准确性，降低教师重复性、简单性工作量；而且在分数驱动下，大大提高了学生的实验积极性和主动性，实验出勤率达到 95%以上，提高学生了动手编程能力。
3.2.3 积极开设第二课堂， 鼓励学生参与创新活动
基于TRIZ理论的问题解决过程， 是发散思维和收敛思维相互作用的过程， 是运用逻辑思维和非逻辑思维的过程，具体环节的思考又充分利用各种创新思维方法。结合各个学院专业特点和教学优势， 程序设计创新实训联盟，具有实践经验的双师型教师构建第二课堂， 供学生在课余进行创新活动。
4 总结
经过对非计算机专业计算机程序设计类课程的教学研究和实践，我们认为要破除旧的教学体系，需要用新的理念、新的内容、新的方法组织教学，针对非计算机专业学生对程序设计类课程的认知特点、认知心理、学习模式。提出基于TRIZ理论培养创新能力，TRIZ理论不能直接提供问题的创新解决方案， 将通用解转化为特殊解是有效运用TRIZ理论的关键。用先进的程序设计理论指导程序设计教学，在教学中加强编程算法、逻辑思维和编程方法的学习。
【参考文献】
[1]阮汝祥.TRIZ理论与创新方法[K].北京：中华人民共和国工业和信息化部，2009.
[2]高常青，黄克正.由TRIZ理论的通用解求问题的特殊解[J].中国机械工程，2006（1）：84-88.
[3]江敏，花丽.TRIZ理论在Web程序设计教学中的应用[J].电脑知识与技术，2012，8（23）：5641-5644.
计算机学科方法论范文第4篇
赛博空间技术（Cyber-technology）是新兴的技术，它的诞生使得人类生活发生了巨大的变化，从某种程度上而言，它为我们创造了一个全新的环境。在这种新环境中，我们充分感受到了科学技术的两面性。著名的伦理学家摩尔（AdamD.Moore）曾经非常深刻地指出，赛博空间技术是一场革命，这一革命将对传统伦理学产生重要影响，因而会促使伦理学发生重要转化，最终甚至会促生一新的伦理学，赛博伦理学正是在这样的实践推动下应运而生。一般而言，赛博伦理学可以被定义为应用伦理学的一个分支，它关注的是在使用和发展赛博技术的过程中所引发的道德、法律和社会问题。这里的赛博空间技术泛指计算机技术、互联网计算技术、信息和通讯技术。最近，人们也在使用“计算机伦理学”（ComputerEthics）、“网络伦理学”（InternetEthics）、“信息伦理学”（InformationEthics）这些术语来指称这一应用伦理学领域，但从某种意义上而言，赛博伦理学（CyberEthics）的范围更广泛。不过，人们往往不太在意这几个术语之间的区分，而更倾向于将它们互换使用。赛博伦理学之所以成为研究的热点，现实的历史背景在于：随着赛博技术的迅猛发展，其对人类生活的各个方面都造成了重大的影响。人类不得不面对这样一个事实：人们在享受这些新技术带来便捷的同时，又会为由此而产生的各式各样的伦理问题所困扰。这就需要我们对计算机信息技术进行哲学反思，进而促成了科学技术领域以及哲学领域出现的信息技术的反思转向（ReflectiveTurn）。科学技术的反思转向传递到道德哲学领域，就出现了伦理学的实践转向（PracticalTurn）。赛博技术由于其与人类的现实生活密切联系，对其进行哲学反思进一步拉近了伦理学与现实生活之间的距离，因而更加凸显了伦理学的“实践”特性。当代伦理学的发展实际上在总体趋势上是要完成对道德绝对主义和道德相对主义的超越。虽然说这一理论任务尚未完成，但是已经取得了一些理论突破，应用伦理学思潮的出现就是重要的理论成果。这主要体现为：一方面它反对脱离现实只做空洞的逻辑推演或架空道德价值的理论倾向，主张伦理道德成为事件中的内在要素或成为解决现实问题的内在机制，而不做出旁敲侧击或“马后炮”的姿态；另一方面它又反对回避崇高，一味迎合世俗，放弃伦理学的实践精神和放下批判武器的态度。
2赛博伦理学的“独特性”
由于赛博伦理学是一门新兴的学科，因而对这一学科的性质、范畴、研究内容等问题还没有形成广泛的认识。有学者认为赛博伦理学可以适用普遍的道德原则来进行分析，也有的学者认为赛博伦理学必须使用更加具体的道德原则来进行分析，还有学者认为我们在赛博伦理学研究中应该停止谈论抽象的道德原则，更加关注赛博技术适用的特定的历史环境，即具体问题具体分析，这样才能更有针对性。关于赛博伦理学的作用和地位问题，一般有以下五种基本立场：（1）赛博伦理学没有基础。（2）专业化/职业立场。赛博伦理学仅是一门职业伦理学。（3）激进立场。赛博伦理学处理独特的问题，需要独特的方法。（4）保守立场。赛博伦理学作为特殊的应用伦理学，它探讨传统道德问题的新类型。（5）革新立场。理论的赛博伦理学可以通过大量的新视角来拓展元伦理的讨论。这一理论的主旨在于：虽然赛博伦理学问题不是绝对独特的，但是这些问题确实使得标准的宏观伦理学在应用时不太充分，因此，促进了新的伦理理论的研究[3]86。那么，赛博伦理学探究的根本性问题有哪些呢？赛博伦理学在理论上具有独特性吗？有的理论家试图为赛博伦理学研究进行辩护，在他们看来，赛博技术的使用带来了独特的元伦理、伦理的以及认知的难题，这些难题、困境的存在要求我们将之作为统一的理论问题域进行专业化的研究。
不过，对于赛博技术伦理的独特性也有不同的理解：第一，有的学者指出，赛博技术伦理学是在计算机行为中涉及一些其他类型的行为所不具有的伦理特质（EthicalQualities），从这一意义而言具有了独特性。目前存在的一些责任、允许、好/善等概念可以充分地描述业已存在的一些行为的伦理特质，这样的解释可以被称之为是元伦理论题。而赛博伦理学中的一些行为难以通过传统的伦理概念来进行充分、恰当的描述，因此，有人断言：包括赛博伦理学在内的应用伦理学的元伦理基础是不充分的；第二，有学者认为业已存在的伦理理论或许能够充分地解决其他应用伦理学（AppliedEthics）中存在的一些问题，但是它们却不能有效地解决计算机使用中存在的伦理问题，因此赛博伦理学的独特性在于规范理论（NormativeThesis），赛博技术呈现出来的伦理问题作为客观的事物，不能借助于已经存在的伦理理论来解决，因为已经存在的伦理理论的客观论域不能包含全部新生的行为，关键不在于人们应用一般伦理理论的能力，而在于一般伦理理论自身辖域的局限性。第三，有学者也指出，在应用伦理学其他领域中有用的推理类型在赛博伦理学的背景中可能只具有有限的功用。华特·梅纳（WalterManer）指出，我们没有足够的资源来构建能将计算机使用中的问题相联接的桥梁，赛博伦理学中的问题是不确定的认识论的论题，计算机呈现出来的伦理问题不能与应用一般伦理的其他伦理理论的其他应用伦理学问题相比。第四，计算机创立了伦理上非常重要的属性，计算机技术拥有其他无生命的人造物所没有的独特性，也就是说，计算机机器是独特的，因为它可以创立一些形式的道德标准。那么，如何评价以上几种关于赛博伦理学独特性的观点呢？元伦理主旨在一开始就应被抛弃，没有理由认为业已存在的伦理范畴在元伦理主旨描述的方式中是不充分有效的，事实上，人们不能够提出令人信服的理由来论证，就必须要论证当前已经存在的伦理范畴，如果要提出新的范畴的话，是不适用的，因为这类范畴完全脱离了现已存在的判断和行为。规范性论旨的问题在于它不能充分地推出道义理论、功利理论、关心理论（CareTheories）、基于权利的理论（RightbasedTheories）都得出了错误的结论，人们要想对于自己的断言进行辩护的话，就必须借助于一些合理的、有说服力的理论和原则。
如果拒斥了现存的所有理论和原则的话，人们就缺乏了直觉理论和原则，而这样的直觉理论和原则可以作为判断、评价现存的理论和原则的标准。认知论旨的问题在于：认知上的不确定性在应用伦理学中并不稀奇，伦理学家们对与其他一些计算机无关的论题也存有很多争议，例如：堕胎、死刑、经济公正性等问题，虽然他们一般在贫穷的不幸和生命尊严方面可以达成共识，但是，只要有两个相互冲突的结论可以通过这些原则同时予以说明的话，有些原则在认识上的不确定性也就很明显了。梅纳认为赛博伦理学中的不确定性是计算技术的独特特征是有问题的，事实上，这一特征并不是其独有的。属性主旨也是有问题的。这一论旨的提倡者认为计算机拥有道德标准，事实上，计算机的属性中，没有一个很明显的具有与道德标准有联系的伦理特征，这些属性只具有工具价值，并不具有值得从道德上尊崇的内在价值。我们非常重视计算机的复杂性、速度和拓展性是因为计算机的这些属性使我们有可能完成不同的有价值的任务，计算机的成本效率之所以受到重视，那是因为计算机可以帮助更便利地实现我们的目标。因此，或许计算机的显著特征在于：它没有一个直觉上恰当的基础来说明什么东西可以作为内在有价值的东西来支持下面的断言：在人造物中，计算机属性是独特的，因为它们拥有一个道德标准。无论如何，人们认为存在一些独特的与计算机技术相关联的问题的思想足以使人们关注赛博伦理学这一学科，这一点是难以否认的事实。由于赛博技术的应用，用户可以自由便利地享受数字音乐，也可以通过网络自由获取信息和知识，而这都与知识产权和自由言论等伦理问题密切相关。很明显，计算机技术的使用引起的伦理问题相当广泛，这是其他技术难以比拟的。另外，在赛博伦理学中存在一些基本理论的争论，主要关涉赛博伦理学的本质及方法论。有的理论描述赛博伦理学的本质，有的试图论述在赛博伦理学中解决问题时的方法论和原则，也有学者将赛博伦理学中的方法论作为探究应用伦理学中存在的问题的方法论的起点。
3赛博伦理学基本理论及方法论启示
贝纳尔·格特（BenardGert）指出，包括赛博伦理学在内的所有应用伦理学的问题应通过共同道德（Commonmorality）来解决。格特将共同道德定义为：它是一种道德系统，该系统能够帮助人们面对道德问题并做出道德判断，从而决定将如何产生行为。格特看来，在不同的文化氛围中，人们就道德问题所具有的共识差异较多，虽然对于差异的探讨也是很重要的，但赛博伦理学中的问题也应通过这些人类已形成的道德共识来进行判断解决[4]。卢西亚诺·弗洛里迪（LucianoFloridi）试图通过统一的方法来解决赛博伦理学中的问题，他总结出四个基本伦理原则并将其用于管理信息圈（Infospehere）中主体的行为。他认为信息对象虽然不具有人类或生物的属性，但是仍然是值得尊重的，他为赛博伦理学提供了道德评价的一般框架[5]。海文（JersonvandenHoven）指出，赛博伦理学中的问题应通过反思平衡法来探讨，这一思想最早由罗尔斯提出。
根据这一思想，伦理推理应该向产生自我融贯的系统发展。在这样的系统中，一般的伦理判断和基于某些具体案例的伦理判定是可以相互支持、辩护和解释的[6]。有些信息伦理学家将关注点投入信息通讯技术（ICT）或赛博伦理学中具有偏见性问题的研究之中。菲利普·布雷（PhilipBrey）认为赛博伦理学的研究也应从女性伦理学角度予以关注；凯维斯坦纳（KvystnaGorniak-Kocikowka）指出：计算机为全世界带来了革命性影响，这就迫切需要一门具有全球影响的新的全球伦理学理论，而不应当像功利主义那样仅在欧洲和美国具有一定的影响，这一新的全球伦理学理论应是对于现代计算机和相关技术发展的回应；黛博拉·约翰逊（DeborahGJohnSon）认为如果从伦理角度看网络技术的话，有三个特殊的地方值得我们思考：第一，网络的范围是全球的并且是互动的，因此数字鸿沟应予以关注；第二，应该允许以用匿名的方式进行网络交流；第三，网络技术使得信息的再现成为可能，数字知识产权问题也是关注要点。但他同时指出，计算机和信息伦理学未来将在某种意义上消失，变成更为一般的伦理探究。因为，在未来，信息技术将逐渐溶入人类的社会生活之中，我们将不再将其作为特殊的事物进行考察，也就不需要某种特殊的计算机或信息伦理学了。约翰逊认为，如果人们争论的出发点是技术的优势，那么人们一般会关注新技术的独特所在；如果人们的争论出发点是伦理学视角，人们的关注点在于人类行为和人类价值，而不会关注于计算机技术带来的某些具体的伦理差别和细节。就赛博空间方法论而言，布雷与主流的计算机伦理学观点相左，提出了“解构的计算机伦理学”（DisclosiveComputerEthics）。这一方法的主旨在于：解构计算机所带来的不明显的道德意蕴（MoralImplications）。他还认为赛博伦理学研究应当是跨学科而且是多层次的，在学科层次，哲学家、计算机专家、社会科学家应合作起来，进行跨学科研究；在解构层次，计算机科学家要具备专业的技术来识别，解构出计算机系统中不明显的特征，哲学家在理论层次中扮演重要角色，他们要对这些新的特征进行概念分析，并且要确认现已存在的伦理理论能否被成功地应用，或是否需要修正的或全新的伦理理论（在这一阶段，研究者可以检测政策真空是否已经出现）。最后在应用层次，社会科学家，哲学家和计算机科学家需要通力合作将伦理理论应用到具体的问题和实践中去。艾莉森·亚当（AlisonAdam）认为赛博伦理学方法论应当考虑性别偏见问题。她认为女性伦理学（FeministEthics）能够与经验研究相结合，即：强调观察的作用。应当将赛博伦理学的研究推进到下面这一个层次上来：易于确认计算给性别问题带来的启示。对于这些启示的确认将影响关于诸如隐私和权力这样的传统计算机伦理学问题的态度，而这反过来又将影响在应对这些赛博伦理问题时所采取的政策[1]89。艾莉森和布雷的方法论具有重要的意义，因为他们的方法论不仅有助于消除影响赛博伦理学的各种偏见，而且他们的方法论框架还会影响确认伦理问题以及制定与赛博技术相关的社会政策。弗洛里迪和桑德（T.W.Sunder）提出了另外的方法论框架，即“信息伦理学”（InformationEthic-s）或“IE”，这一方法也探讨了赛博伦理学中的偏见问题。IE建立体（entity），这些实体生存于“生物圈（biosphere），由于存在这样的偏见，计算机伦理学研究的标准模式不能考察生存于信息圈”（infosphere）中的那些实体的伦理重要性。从某种意义上来说，IE可以被视为是环境伦理学研究中使用的方法论的扩展。
在这一领域中，许多研究者都指出：传统的伦理分析倾向于“人类中心主义”（anthropocentric），因为传统的伦理论只考虑与人类相关的伦理问题。有些环境伦理学家指出：道德的考虑范围应当扩展到包括所有生存于生物圈中的实体存在的生态系统中来。不过，在他们看来，环境伦理学家的观点还不够深入、透彻，因为他们的观点又倾向于“生物中心主义”（bicentric）。应当将道德考量扩展到信息实体上来，即：将信息圈包括进来，也就是说，一些非生物实体也应当被道德进行考量。但是，传统的计算机伦理学方法论框架不能考查信息实体的道德地位；因此，应当建立IE方法论模式，也许有人会认为他们的提议是具有争议和过于激进的。不过，近年来人工智能领域取得的进展促使计算机伦理学家认真地思考如下论题：“自动人工机器人”（autonomousartificialagents）的其他类型的实体信息展示出了理性的行为，这些应当接受道德考量吗？
4结语
计算机学科方法论范文第5篇
关键词：CCC2002；课程教学；计算科学；科学史
1引言
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)联合攻关组在《ACM通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，ACM和IEEE-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，ACM、AIS和IEEE-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(N.A.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.A.W.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对IT本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
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