学科知识与教学能力范文

【关键词】学科教学知识实习教师教学设计思考

本学期我在桂林一所中学执教实习，从事初中数学学科教学，如今已过去将近一个月的时间。由于之前学习过程中，教育思想历经了新课程改革的洗礼。遵循“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使学生获得基础知识与基本技能的同时学会学习、学会合作、学会生存、学会做人。打破传统的基于精英主义思想和升学取向过于狭窄的课程定位，而关注学生作为全面的发展”这一课改核心目标，努力构建新型课堂，创新教育教学方法，力图给学生更大的表现空间，得到更多成功的喜悦。在课堂上，极力构建师生平等，共同参与的互动氛围，关注学生的学习方式、学习愿望和学习能力，鼓励学生乐于探究，勤于动脑动手，努力拉近与学生的距离，拉近学生与社会、与生活的距离……从中感受到了他们对老师的尊敬与喜爱，他们偶尔对某个问题极具个性的看法，或是对某个问题极为敏捷的反应……但是，很多时候，我也感到了更多的迷茫与困惑：热闹的课堂背后，沉淀下来的是对课本知识的全然陌生与遗忘，考试成绩不理想，缺交作业，作业质量不高，书写潦草；课堂讨论的时候轰轰烈烈，需要发表看法的时候却寂静无声；填空选择错误率高；稍有难度的计算题往往是大片的空白；课堂上游离的眼神，神游的思想……以上种种让人充满困惑。不得不认真思考：实习教师自身存在的学科教学知识及教学设计上的问题。

一、信息技术融入教学的系统设计

近年来受到计算机发展的影响，多媒体教学日趋受到重视。同时新时代的学生是伴随着科技的发展出生的，在现在的教室里，坐着一群群说着计算机、数码以及网络语言的学生，M.Prensky（2001）将这类学生称之为数字原住民。那么不属于信息时代出生的，正在努力学习计算机，接收或者适应信息时代的产物的一类则是数字移民。为了适应信息时代的到来，这些移民像一般新的移民一样，努力学习新语言，改掉口音以及改变沟通方式。现在的实习老师很多都是数字原住民，但是在真实的教学环境里面，受到大环境的影响，绝大部分第一线的教师都是信息时代的移民，仍然使用传统的教学系统设计进行教学，许多教师即使使用了多媒体教学，也只是单纯的将书本内容直接搬在大屏幕上而已。

教学系统设计是广为教学领域所接受的课程设计想法，传统的教学系统设计多是以规范的方式提供教学设计者结构化的指引及设计流程，但Angeli（2005）认为信息融入教学的系统设计应始于确认那些学生觉得难以了解的主题或老师认为较难教学的主题。一旦确认了适合使用信息技术从事教学的主题，教师要将内容以教学上较为有效的方式呈现，使得学习内容易为学习者取得与了解。之后，教师要选用适当的工具及特别的教学策略以呼应先前决定的有效呈现方式，而且要运用适当的教学方法设计计算机活动融入教学中，例如：设计以探索为主的教学方法。融入教学的设计之前，还要考虑学生特殊的学习特性，例如：学生的先备经验、先备知识及技术能力等。

在教学时，正式的评量必须是一个持续进行的过程，以确保重要学习目的及过程的达成，因为只有在评量持续的过程中，教师才能获得如何知道学生学习的下一步。和传统教学系统设计一致的是，这个模式也是以反思及修正作为最终的过程。因此，并非所有的学习主题都适合信息融入的教学设计，概念抽象、复杂而学生难以了解的主题或传统教学难以有效呈现的主题，可优先考虑进行以信息技术融入的教学设计。这个模式的另外一个特色重点，在于强调以学生为中心的教学策略发展及利用这些方法去有效地呈现教学内容。

二、学科教学知识

从教学活动中发现，实习教师对学生学习特质的理解是其教学知识中最弱的一环，上课时常采用游戏、说故事或小组讨论等方法，但因为缺乏对学生学习特质与学习情境的理解，因此，无法掌握教学策略的有效性与目的性。

研究发现，教师具备的专业知识种类不同，其中对教材的知识会因具备了对学生、对课程及对情境的了解而更丰富，了解学生在学某些教材时会遭遇哪些困难或不同年龄学生的学习背景与先备概念，可提升教学效果，这种与教育学知识合而为一的知识称之为“学科教学知识”（pedagogicalcontentknowledge，PCK）（Shulman，1986；1987），此一知识是建构在两种专业知识的形式上，一是学科知识，二是学生如何学习的知识，学科知识又包含两种，一是实质知识（substantiveknowledge），是指有关该学科的事实与概念，以及这些概念与知识是怎样组织建构的，二是综合方法的知识（syntacticknowledge），是有关学科的知识如何产出、如何验证其有效性，以科学来说，这种知识是指能理解科学探究的重要性；Shulman（1986：9）进一步说明教师在理论与实务上或学科内与学科外的领域，都要能为学生讲解该学科广被接受的真理，还要能解释为何一个特殊命题能存在？为何值得学习？与其他命题有何关系？

实习教师初期对教学的概念过于简化或理想化，急于在短时间将所知的教学知识发挥在教学现场，观摩优秀教师教学后，倾向模仿他人表象教学方法，有时会采取快捷方式，一旦发现自认有效的教学法，他们就会重复使用，不去深究教学行为背后的专业知识与教学情境。

另外，实习教师对学生的能力与兴趣大多从书本上的理论了解而来，但在教学现场很难立即洞察学生的学习行为，他们对教学与学生学习行为之间的关系体会不深，在构思教学设计与教学时，所呈现的教学知识与对“学生学习”的价值与信念是否足够，是值得探究之议题。国内外学者针对初任或实习教师的学科教学知识的探究颇有成果，但大多是针对“单科”学科教学知识之研究（黄永和，1996；陈箐绣，2003；郭义章、段晓林，1998；赖庆三，1997；Kennedy，1998；Veal&Kubasko，2003；Viiri，2003），教学活动具有变动不居的特质，学生学习特质迥异，班级关系更不可预测，也无法复制，实习教师面对此动态情境，如何将所学的教学基本概念与知识基础展现在教学现场？如何构思教学设计？他们认为哪一个设计成份最难？更重要的是在初试啼声的实习课程中，其教学思考与行动显现哪些行为类型与教学知识？

有学者认为师范生所学的理论课程对教学影响有限，纵使他们能学到一些教学知识或技巧，日后也须视教室情境是否有助于这些技巧的使用，否则这些教学知识与技能难以施展（Calderhead&Miller，1986）；也有学者认为，教师在学校期间所得的学科知识并非全无用处，而是要发挥在实际的教学情境中难度颇高，须与其他相关知识（如关心学生、教学策略等）相互融会，方有可为（Wilson，et.al.，1987），该研究还指出在小学里将自然科学教得最好的教师，除了有足够的科学知识外，还懂得在实际教学过程中，融入活力、创意与开放的特质，以创造最佳教学效果，这种成功的教学奠基在已融合学科与教学法的专业知识之上。Leinhardt&Smith（1985，引自Good，1990）亦发现，有效的数学教师能融合内容知识与行动系统知识，后者是指审慎明确地计划教学、呈现教学、在教室中做决策与响应学生个别差异，这种行动系统知识有两种成分，一是教师个人的技巧与表达的艺术，二是内容知识与行动知识、内容知识和表达技巧、学生学习心理等知识，交织在复杂的网络中，彼此汇集交融，有紧密的关联。Grossman（1990）明确指出学科教学知识的内涵有四：1.知道某学科在不同年级有不同教学目的；2.了解学生对该科目主题具有的理解程度、概念以及迷思概念；3.知道该科目课程教材的获得方法，并能了解该学科的水平、垂直等相关课程；4.了解该科目主题教学时的各种教学策略及陈述方式。

学科知识是教师对该科教材内容之理解，学科教学知识则是能将学习内容加以组织消化，以有效的沟通方式呈现给学生，呈现的诀窍在于教师能运用最有力的说明、举例、模拟（analogy）、解释以及示范等方法，以学生能理解的方式将教材呈现出来，其中并无单一有效的方式，教师应采取多种有效方法（Shulman，1987：15），它是一种经过“转化”的知识，“教师的学科内容知识转化为可与学生先前知识或性向联结的最具教育学原理的呈现方式”（Shulman&Quinlan，1996：409），他们强调教师应了解学生对什么主题感兴趣，有何学习困难，它是教师有能力将学科内容知识转化为教育学的有力形式，且能针对不同能力与背景的学生不断调适教学方法。

学科教学知识是教师经过咀嚼消化、融会贯通的专业知识，若只知一味模仿他人的教学行为，很难得其精髓，它基本上是教师的教学推理方式（Wilson，etal.，1987：119），是教师透过计划、教学、修正调适、反省教室经验而来的，可以将之归纳为“将知识呈现给学生的有效正确的方法”，亦有学者称之为主动性的教学，亦即，教师能以有效的方法呈现概念、解释概念、设计适当教学活动，以确保学生均能理解所学内容（Hill，Schilling&Ball，2004；Good，1990）。

三、实习教师的思考历程与教学活动设计

教师在教学之前都会思考一些问题，例如，教材内容的重点为何？用什么方法传达这些内容？怎样让学生了解学习内容？这整个思考过程是教师的教学决定，教师在其中反复推敲、规划教学活动的相关细节，教学设计的结果呈现出教师的规划意图，指引学活动的方向；实习教师也不例外，讲课之前的教学设计是实习教师教学知识的呈现，谨慎规划教案显示其事前用心准备的程度与对该课程内容之理解，是实习教师必备的教学蓝图。

师范院校通常指导师范生在教学时撰写“教案”，历经教案、单元教学活动设计、行为目标教学活动设计、目标导向的教学系统设计，以及目标导向与建构主张并行不悖的系统设计五阶段，教案名称沿用至今，其意义与教学设计并无二致（徐照丽，2002：118）。一些教学网站提供教学设计格式与某些课程活动内容，这些格式的共通点是需列出课程目标、教学目标、教学课时数、教学研究（包括重难点、教法提要、儿童经验与教学准备）；其次，陈述教学活动（包含准备活动、发展活动与综合活动）、时间分配、教学资源与学习评量等。实习教师在准备教学时会考虑到儿童先前经验、学习困难、教法呈现与教学策略，他们或多或少具备一些学科教学知识（VanDerValk&Broekman，1999）。但是只有少数实习教师会以架构、模块或图标的方式画下自己教学思考的重点，反复修正后再写入教学设计。

四、结语

学科教学知识是一种内化的、融会贯通的知识，是将教材内容、教学方法、学生特质及生活经验、学习情境融合之后的认知结构，在实习教师的教学设计中难以见出真章，但是经由检视教学设计与教学行为，我们可以看出实习教师的学科教学知识是否足够，经过亲自实践显示实习教师对学生学习特质的理解是其教学知识中最弱的一环，并影响其教学策略与学科概念呈现之成效。

实习教师若要增进学科教学知识，建议他们可学着从知识概念的角度来看教室教学，这样可降低教学的复杂性，使他们对周遭发生的事物更有掌控力（Copeland，1981），例如，形成自己的一套学科教学知识，思考最可能让学生听懂的教学策略，区分哪些学生行为是重要或微不足道的，有了这样的概念架构，就可以用来分析洞察周遭的教学实务。模仿或观摩他人教学往往只学到表象教学行为，很难掌握复杂的教育本质议题。要了解学生，需要不断观察其学习行为，不断沟通互动，从反省经验中累积教学知识。实习教师若要具备学科教学知识，则应增加教学练习机会，透过教学活动的实务与反省，才能淬炼出了解对学生学习的专业知识。

教学现场变化莫测、复杂多变，没有可照本宣科的标准教案可供依循，实习教师教学时无法完全按照教学设计一路到底，教学现场与师生互动更能显示其教学知识的成分与内涵。

实习教师的学科教学知识缺乏对儿童生活经验、能力与学习特质的理解，对教学情境敏感度不足，连带影响其教学策略的适应性。

总之，增加教学，有助于丰富其学科教学知识，实习教师可从教学过程、师生互动与学生的反应中逐渐了解学生能力特质与生活经验，并改变自己的教学策略，教学现场的磨炼是增进实习教师学科教学知识，改进教学设计的重要途径。

【参考文献】

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学科知识与教学能力范文篇2

（一）21世纪教师的知识结构

TPACK模型是当前国际上教师信息技术应用能力培训的主流理论框架，由密歇根州立大学MatthewJ.Koehler博士和PunyaMishra博士提出。该模型是在国际知名学者舒尔曼教授提出的PCK框架基础上进行的创新与发展。

TPACK模型将21世纪教师的专业知识分成七个部分（如图1），分别是技术知识（TK）、内容知识（CK）、教学法知识（PK）、技术-内容知识（TCK）、教学法-内容知识（PCK）、技术-教学法知识（TPK）和技术-教学法-内容知识（TPACK）。其中，与教师信息技术应用能力密切相关的知识主要是TK、TCK、TPK和TPACK。

图121世纪教师的知识结构

技术知识（TK）：指一般的ICT知识，如信息、操作系统、软硬件使用、技术发展史等。

技术-内容知识（TCK）：指关于技术与学科内容如何相互作用（组织、呈现）的知识，等同于教学资源知识。

技术-教学法知识（TPK）：指关于技术在教学和学习情境中的存在形式、使用要素和作用效力的知识，包括了解可完成某一特定教学任务的种种技术手段，选择最恰当的且当前可用的技术手段，技术手段可支持的教学策略等知识，等同于教学设计知识。

技术-教学法-内容知识（TPACK）：包括学科教学知识、教学资源知识和教学设计知识，等同于教师信息技术应用知识。

（二）21世纪教师的能力结构

TPACK模型规定了教师的专业知识结构，而能力是教师在应用知识解决问题的过程中形成的。因此，从TPACK出发，可以构建如图2所示的教师专业能力结构。

图221世纪教师的能力结构

学科教学能力：包括对学科知识的掌握、对教学过程的安排、基本教学技能等。

资源应用能力：包括对教学资源有效使用、收集与鉴别、加工处理、设计开发等。

教学设计能力：包括课程教学设计、课堂教学设计、自主学习教学设计等。

信息技术应用能力：包括技术支持下的学科教学能力、资源应用能力和教学设计能力，最终要形成信息技术与课程整合能力（即教师信息技术应用能力），包括教学过程层面和整个课程层面的整合与开发能力。

（三）教师信息技术应用能力结构

依据图2规定的教师专业能力结构，构建教师信息技术应用能力结构如图3。

图3教师信息技术应用能力结构

信息技术能力。信息技术能力是教师应用信息技术的基础能力，包括信息技术基础知识和信息技术基本技能两个部分。基础知识指信息技术常识，即TPACK中的技术知识（TK）。基本技能指信息技术的基本操作，包括电脑基本操作、常用汉字输入法、常用办公软件的使用、上网、网络资源获取、多媒体素材处理等。

教育技术能力。教育技术能力是对教育教学过程与教学资源的设计、开发、组织、管理和评价能力。其中，教育技术的核心能力包括教学设计能力和资源应用能力。从2005年开始，全国60%的中小学教师已接受了不同程度的教育技术能力培训。

技术支持的学科教学能力。技术支持的学科教学能力是教师信息技术应用能力的核心，即信息技术与不同学科整合的能力。与教育技术能力规定的技术支持教学的普适性能力不同，技术支持的学科教学能力是教育技术能力在不同学科的灵活应用，需要结合学科教学法、学科内容、学科性质和目标，综合考虑选用合适的学科工具、学科资源，采用适合的教学组织方式、管理方式和评价方式开展教学。

教师专业发展能力。教师专业发展是指教师作为专业人员，在专业思想、专业知识、专业能力等方面不断发展和完善的过程，即新手教师到专家型教师的发展过程。信息技术能力、教育技术能力和技术支持下的学科教学能力是实现教师专业发展的基础。在信息时代，教师需要具备应用信息技术促进自身专业知识、技能、智慧、角色、人格等全面发展的能力。当前我国教师的专业发展能力普遍较弱，急需以教研和科研能力培训为突破口，促使教师向科研型、专家型、智慧型教师发展。

培训内容

围绕教师信息技术应用能力结构，设定如图4所示的培训内容。

图4培训内容框架

（一）信息技术能力培训

1.信息技术常识

2.常用软件使用（Word、PPT、Excel、概念图、博客等）

3.多媒体教学设备使用

4.多媒体素材处理

5.网络资源获取

6.教学软件下载、安装与卸载

7.操作系统优化与管理

8.文件存储

……

（二）教育技术能力培训

1.教育技术基础知识

2.信息化环境下的教学设计

3.信息化环境下的教学管理

4.信息化教学资源获取、设计、开发、组织与管理

5.信息化环境下的教学评价

（三）技术支持的学科教学能力培训

针对具体学科开展技术与学科教学整合能力的培训。中小学学科可以分为六大类：语文、数学、英语、文综（社会）、理综（科学）、艺术和体育。当前先从前面五大类开始培训，逐步扩展到所有学科。

1.技术支持的学科教学法知识

2.技术支持的学科内容获取

3.技术支持的学科教学活动设计

4.学科教学工具与平台的使用

5.网络环境下的学科教学

……

（四）教师专业发展能力培训

1.个人职业发展规划

2.信息化环境下的教学研究（远程评课、远程指导、远程视频研讨会）

3.信息化环境下的科学研究

4.基于网络的自主与协作学习

……

培训方式

（一）国际教师培训经验借鉴

1.英国：ICT教师培训

（1）实施三步走策略，理念培训、行动培训、教学法培训。

（2）政府层面花巨资规划支持教育信息化及教师ICT培训。

（3）制定了统一的《学科教学中应用ICT教师能力培训计划》标准。

（4）教师的ICT培训不但体现在ICT技能方面，更重要的是体现在现代教育观念、教学方法以及教师的自信心等方面。

（5）强调技术应服务于教育教学的需要。

（6）培训对象不仅是全体教师，而且还包括学校领导的ICT培训。

（7）监督和考查ICT培训的质量，如考查学校是否知道培训、是否使用了教师培训署提供的ICT培训资源等。

2.新加坡：教师ICT能力培训

（1）信息技术的教育教学一体化应用（课程规划、设计、实施、评价、教学方法）。

（2）教师信息技术应用能力的培训，根据教师不同的总体规划阶段、不同的教师职业生涯发展阶段、教师的不同需求等，培训内容有不同的侧重。

（3）培训的对象不仅仅是学科教师，还有学校相关人员的相关技能培训等。

（4）提供网络培训服务，为教师信息技术应用能力的全面发展提供网络支持。

（5）对教师信息技术应用能力的培训，实施国家层面的技术资格认证。

3.韩国：ICT素养培训

（1）在ICT应用教学活动中，更重要的是如何设计课堂教学活动。

（2）教师的ICT素养和ICT应用教学能力之间有着相当大的鸿沟。

（3）教育部组织开发了“各科目ICT应用教育进修课程”，以加强各级各类学校ICT教学的有效应用。

（4）预备教师培训内容偏重于ICT知识。

（5）在职教师培训偏重于利用ICT开展教学的相关实践技能。

（6）建立了教师网络培训系统和网络培训学院等，以增加教师培训的机会。

4.经验总结

（1）培训内容体系完整，全面支持技术与学科教学的融合。

（2）培训对象不局限于教学人员，还包括管理人员、技术人员、学校领导。

（3）注重培训质量的监督和控制。

（4）根据培训对象需求，进行针对性的培训。

（5）实施国家层面的技术资格认证，与职称、晋级、评奖挂钩。

（6）提供全面的网络培训支持服务。

（二）“研训赛”一体化培训

借鉴国际教师信息技术应用能力培训的实践经验，同时结合我国国情，建议采用“研训赛”一体化培训模式（如图5）。该模式的基本思路是：

图5研训赛一体化培训模式

1.搭建专业化的网络培训平台，支持全国各地开展基于网络的教师信息技术应用能力培训。该平台要具备资源管理、过程记录、在线考核、讨论互动、协同教研、激励等基本功能。

2.鼓励教师根据教学实践问题，在专家指导下开展教研和科研探索。

3.针对教师在教学实践过程中遇到的问题，各级教育行政部门组织教育技术专家、学科专家、地方教研员对教师进行面对面培训和网络培训。

4.组织全国性的教师信息技术应用能力大赛，推动各级教育行政部门组织教师培训工作，推动一线教师自主、自愿参与到教师培训活动中，提升教师参与培训的积极性和培训效果。

“研训赛”一体化培训模式的核心特征：专家引领、问题导向、多方参与、网络互动、短板强化、差异培训、以赛促训。

如图6所示，培训对象包括：一线学科教师、管理人员、技术人员和校长。培训者由学科教学专家、教育技术专家、地方教研员和骨干教师组成。其中，一线教学人员的信息技术应用能力培训是整个培训工作的核心。对管理人员、技术人员和校长的培训，最终目的是为了支持、服务一线学科教师的专业发展。

“研训赛”一体化培训过程中，更多的培训资源将采用“自下而上”方式动态生成。通过定期组织全国性的比赛（如图7），广大教师积极参与，逐级评审，每年评选一批涵盖各主要学科的信息技术教学应用优秀课件、教案、论文、案例等资源。生成的资源自动存储到网络培训平台的资源库。

实施建议

（一）需要开展的工作

1.编制一套教师信息技术应用能力标准

2.编制教师信息技术应用能力培训大纲

3.邀请一批教育技术专家和学科教学专家

4.精选一批学科骨干与特级教师

5.筛选一批信息技术与课程整合的优秀教学案例

6.搭建一个“研训赛”一体化的网络培训平台

7.设计一套面向全国教师的信息技术应用能力培训实施方案

8.设计一套科学、可行的教师信息技术应用能力培训质量监督与评估方案

（二）保障措施

1.教师信息技术应用能力考核与教师职称评定、评奖、荣誉等挂钩。

2.制定学科教学工具开发需求，引导企业参与学科教学工具的开发，产生大量丰富的、学科适用的教学软件，支持技术与学科教学整合。

3.对于经过市场检验、有成熟应用模式和较大推广价值的教学课件、工具和平台，应加大推广力度。

4.设计合适的激励机制，鼓励教师、技术人员、管理人员、校长等积极参与培训活动。

5.制定全程监督与全面考核的制度，保障培训工作的绩效。

6.吸引多方力量参与培训，地方教研员参与教师信息技术应用的日常指导工作。

7.企业向学校出售的软硬件产品需要经过中央电教育馆的专业认证，同时，加入技术应用培训，企业可自行组织或邀请专业的培训团队对教师开展应用培训。

学科知识与教学能力范文

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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