計算機教材：寫給自己，還是讀者

金旭亮

進入21世紀以來，人類已進入信息時代，社會對計算機人才的需求大增。在這個大趨勢下，我國上千所大中專院校，除了少數極為專業的院校，絕大部分都開設了計算機及相關專業，在讀的學生估計可能達到數十萬人。

巨大的市場需求推動了計算機教材的繁榮，各大出版社或引進或組織教師編寫，各種計算機教材陸續走進了課堂。

供需兩旺，市場繁榮，好像局勢一片大好。然而，這欣欣向榮的表象之下，真的是“局勢一片大好嗎”？

計算機類教材的隱憂

1.題材撞車與“自留地”現象

有誰能說出全國一共出了多少種《C程序設計》教材？有誰能說出全國出了多少種《編譯原理》教材？還有《數據結構》、《微機原理》、《軟件工程》、《離散數學》……幾乎所有的計算機專業骨干課程，都可以列出長長的一個書單。而這些教材，幾乎都是一個模子里出來的，從目錄上看，內容差不多，甚至連寫作的語言也讓人“眼熟”。

很明顯，教材的寫作似乎已進入“工業化大生產”階段，教材成了“教材生產流水線”上的產品。

然而我懷疑，這樣的生產流水線能出得了堪稱精品的教材？

教材內容雷同的現狀，催生了各個院校在教材選用上的“自留地”現象，即選教材時優先選用本校教師寫的教材。因為大部分的教材內容大同小異，那為什么不用自己的？作出這個決定省時省力，而且可以說出一連串“合情合理”的原因。

但教材選用上的“自留地”現象，客觀上卻為推廣優秀教材帶來了阻礙。

2.面孔嚴肅，拒人千里

我的一個朋友有句名言：“書非K不能讀也！”他的意思是，學習教材的過程是非常痛苦的，要經歷一個“死去活來”的過程，才能最終琢磨出味道來。

在我看來，這實在太確切了。

我們太多的教材，老板著個臉，文字乏味枯燥，拒人于千里之外。在這方面，最典型的是理論性本身就很強的教材。比如《離散數學》教材，大多數都充滿了大量的抽象的概念與定理，并夾雜著大段大段枯燥的形式化推導與證明，如果有人告訴我這樣的書他讀得“很享受”，那他不是一個“數學天才”就是在說反話。

我手頭有一本北京某著名大學的老師編寫的《離散數學教程》，寫作風格比較簡潔，但太簡潔時就增大了閱讀的難度，薄薄的幾頁有時就得耗去讀者數個小時。剛好手頭還有另一本機械工業出版社引進的《離散數學及應用》（《Discrete Mathematics and Its Applications》，Kenneth H.Rosen著），就顯得平易近人多了。論厚度，這本是那位老師寫的書的1.5倍左右，但相比之下，我還是寧愿抱著臺電腦用“金山詞霸”去啃這厚厚的“英文磚頭書”。

這位著名學府的老師她本人無疑具有很高的數學水平，而這本教材，我想可能是針對該校基礎很好的本科生編寫的，對于像我一樣數學水平有限的普通讀者選它來學習，無疑是個錯誤。

國內國外同類教材對比，我不由得產生以下疑問：

為什么國內作者在寫作時不能多舉些例子，不能多一些通俗的解釋？為什么國內作者如此惜墨如金，能不能在書中多寫幾段話，點明這些理論的實踐意義？為什么國內的作者不能在教材中對最重要的知識點給出“畫龍點睛”式的強調，以幫助讀者去把握這一領域的脈絡？

我衷心希望國內作者在寫教材時多從讀者的角度去想想，不要對讀者已掌握的知識與技能作太多的假設!

真正有成就的人，比如許多大科學家，都說他們之所以取得一定的成就，都是因為他們對各自的領域有著強烈的興趣，著名數學家陳省身就說過他是在“玩”數學。能把如此抽象的學科看成玩具，難怪陳先生能成為一代數學大家！

那對科學的興趣從何而來？

現在的家長和教師，從小學到大學，無不為孩子沉迷于網絡游戲而發愁。為什么這么多的學生會喜歡上網絡游戲？很簡單，因為網絡游戲有趣，好玩，讓他們有成就感，可以讓他們逃避令他們感到痛苦的學校學習生涯。

為什么學生認為學習是件苦差事？他們天天要啃的教材是這樣一副冷冰冰的模樣，有哪個學生會喜歡？這是非常自然的事情。

當然，無論怎樣編寫，教材是無法做到像游戲一樣引人入勝的，但教材的編寫者完全應該想辦法讓學生的學習多一點樂趣，少一點痛苦！

當前大多數教材讀起來毫無樂趣可言，這點無庸多說，每個過來人都有體會。

3.在寫教材還是在寫論文

教材的寫作風格與論文有很大不同，然而，真有一些教材是以“論文筆法”來寫的。

論文有特定的寫作方法，高水平的論文可能會用高深的數學語言來表述，比如愛因斯坦最初的有關狹義相對論的論文，據說當時全世界科學家中能看懂的沒幾個，不為大眾所理解，并不影響論文本身的水平。

然而把這種“論文筆法”用到教材上，那就走入了誤區。教材的主要目的是傳播知識，而不是向世界宣告您又發現了什么新理論。如何讓讀者能更快地汲取書中的營養，這是教材編寫者必須考慮的問題。

除此之外，還有更嚴重的問題。

當今中國高校非常強調論文的發表數量，太多的人為發論文而忙碌。為了發表論文，出現了一種很不好的論文寫作風格，筆者稱之為“淺入深出”。作者自己并未作太多的研究，也沒有多少真正的成果，為了論文更易于發表，必須人為地加大論文的閱讀難度，比如某個問題其實可以用幾句大白話就講清楚的，卻一定要繞個大彎子，加上N多數學公式……別人看不懂，呵呵，那是你水平不夠！大批這樣的論文中不乏“南郭先生”。

由于教材也是晉升高一級職稱審批的指標之一，就有人為此目的而拼湊教材，自然而然地將拼湊論文的套路用到了教材編寫上，習慣成自然嘛。對這種“新鮮出爐”的教材，只能用一個詞來形容——“誤人子弟”!

4.從理論到理論的“空對空導彈”

計算機科學本質上是一門實踐性非常強的科學，正是實踐在推動計算機科學與技術的不斷進步，許多的計算機理論都可以找到它的實踐基礎。

拿《編譯原理》來說，其中介紹到的許多理論與方法在軟件開發中應用是很廣的：復雜的軟件如一個編譯器，簡單的程序如一個計算器；大規模的軟件如現代軟件集成開發環境，小的軟件如某個MIS系統中四則運算公式的解析模塊，都可看到編譯理論的巨大威力。

然而，太多的編譯教材只重理論不重應用，講了一大堆的文法和自動機理論，啰啰嗦嗦地詳細介紹各種分析方法，卻都是“紙上談兵”，從理論到理論，難怪有這么多的學生困惑不已：我為什么要花這么多的時間去學這么難的課程？它有什么用？難道僅為了考試？

知識的獲取與掌握是有其客觀規律的，一般而言，具體的知識易于理解，而抽象的知識則難于把握，在學習過程中，應遵循“具體→抽象→具體→……”這樣一個無限循環的過程。

如果某人對一門學科所知不多，卻指望他能通過理論學習迅速地把握這門學科，這違反了人類認識世界的客觀規律。

因此，從認識論角度出發，教材的編寫是不能從理論到理論的。必須先從實例引入，再介紹理論。教材應盡可能地展現出人類在探索某個問題時所經歷的具體過程，理清其來龍去脈，闡明知識之間的內在聯系，從而幫助學生在學習過程中循序漸進地建立起一個相對完整的知識體系。

改進之路

那么，應該如何寫出一本好的教材呢？

1.作者要有責任心

教材的作者，絕大部分都是教師。要牢記教師的職責：傳道、授業、解惑。我們身上是有責任的，誤人子弟，則罪莫大焉！

這就要求作者厚積薄發，盡可能不要出于功利性目的（比如升職稱）而寫教材。當然，現實中功利性因素是不可避免的，只能要求作者既然要決定寫，就要盡可能地寫好。

我強烈反對沒有任何實際開發經驗與教學經驗的人來寫計算機類教材。孫子有語：不知彼不知已，每戰必敗。這樣的人既對計算機技術不熟，又不了解學生的真實情況，怎可能寫出好教材？

另一個對作者的要求是與時俱進。計算機理論與技術的發展太快了，因此一本好教材應及時補充新內容。在這點上，國外的許多經典教材做得很好。比如我前面提到過的《離散數學及應用》，我手頭上的已是第5版。還有一個例子，比如著名的Deitel父子寫的《Java How To Program》（《Java大學教程》），幾乎做到了Java每出一個新版本，相應地他們也會跟著更新書中的內容，出一個新版。

第三個對作者的要求是能與讀者互動。在互聯網大普及的時代，網絡是獲取讀者反饋信息最便捷的手段。國外的著名教材，幾乎每本都有一個網站提供各種的附加資源，并給讀者答疑解惑。對于國內的作者而言，要求每本教材都建立一個獨立的網站是不切實際的，但最起碼作者應該留一個電子郵件地址。目前Blog非常紅火，許多博客網站都提供免費的Blog服務，筆者認為這是一個很好的作者與讀者互動的平臺。

2.弄清楚教材是給誰看的

教材與理論專著不同，教材是學生學習的依據，其目的是更快更好地將知識傳授給學生，因此，應從學生角度而非教師角度編寫教材，要讓學生“便于學”，而不是教師“便于教”（當然最好兩者兼顧，不能兼顧則學生優先）。

我看到許多的教材都是“教師編給教師看的”，而不是“教師編給學生看的”，這種教材如果沒有老師教，學生幾乎無法自學。

比如看到某教材有“教師手冊”與“學生課本”之分，或者有“正式課本”與“輔導材料”之分時，我覺得這是一種“一切以教師為中心”的教學思想的反映。其本質在于教師要比學生壟斷更多的資料，以便樹立教師的“權威”，而學生只能在教師的講授與指導下學習。有這個必要嗎？這種方式，我怎么看都有點“武大郎開店”的嫌疑。

在現在這個信息爆炸的時代，重要的是培養學生的自學能力，怎能讓學生離了教師就不會學習了？

另外，按“便于學生自學”的方式編寫教材，其實反過來也有助于教師（特別是新教師）深入理解教材，從而把教學工作做得更好，真正做到“教學相長”。

3.深入淺出才是好教材

一本適合于學生自學的教材，一定要做到深入淺出。這是很不容易的。其前提是作者要有深厚的積累，才能“用普通話講抽象的理論，用大白話講復雜的技術”。我個人發覺，如果做到八個字，教材的可讀性就可大大增強。這八個字是：善用比喻，實例為王！

一個好例子，勝過千言萬語。例子在幫助學生掌握知識方面的作用是無法估量的，尤其是針對理論性強的課程。

舉個例子，《數據庫原理》往往要講到數據庫范式，理論講得太多，不如舉一個學生都非常熟悉的網上選課系統，詳細分析將學生信息與課程信息分布到數據庫表中的不同方案，比較每個方案的優缺點，進而自然地引出范式的概念，并讓學生能直觀地理解如何在數據庫中應用范式去解決數據完整性、冗余性等在實踐中遇到的問題。

另一個方面，計算機科學理論與技術中都涉及到大量抽象的概念，教材在向學生介紹概念的內涵時，既要注重科學性與嚴謹性，更要注重通俗性。

在這方面，比喻這一修辭手法大有用武之地。

比如，介紹C++課程中的名字空間（namespace）概念時，將“類”比做書，將“名字空間”比作圖書館或書架，則學生很快就能明白這一抽象概念的含義。

還有《數據結構》中的堆棧，可以將其比喻成羽毛球筒，其特點是每次只能從開口處塞入和取出一個羽毛球。

《軟件工程》中介紹軟件項目的迭代開發原則時，可以用“滾雪球”來類比軟件項目的進化過程。

其實漢語有著豐富的表現力，看看過去和現在各個文學家的著作，難道我們的教材編寫者不能從這些地方汲取營養，把教材寫得盡可能地“好看些”？

4.授人與魚，不如授人與漁

“授人與魚，不如授人與漁。”

傳頌千古的名言，蘊含著深刻的道理。

計算機科學的每個領域，其實都有一些最重要最基本的思維方法。在教材中，應致力于將這些非常重要的思維方法以直觀的形式突顯出來，引導學生先去認識這種思維方法，再讓他們去嘗試應用這種思維方法，最終能活用這種思維方法。

因此，好的教材，應該讓學生能領會不同領域具有不同特點的思維方法，而不是僅僅只關注一些具體知識的傳授。

比如，學數學就要讓學生知道怎樣從特殊到普遍，從已知推未知，知道怎樣從假想開始再以科學的推理方法去證明假想的對錯，掌握從大量的數據中去找出其中蘊含著的特定的數學規律的方法……

學編程就要讓學生知道針對某個問題，應怎樣去設計一個解決方案；在具體開發中，面對著技術難點，用什么方法去攻克它；理解為什么在編碼過程中，要高度注意編碼的規范性；知道如何將軟件工程的相關理論滲透到具體開發實踐中……

只有具有這樣特點的教材，才能使學生掌握做事的方法，并使他們的思想深刻起來，成為一個有著獨立思維能力的人。

我想，作者如能作到以上幾點，寫出的教材其質量應是不差的。

寫出特色來——我的教材編寫實踐

作為一名高校的一線教師，我既熱愛教學工作，又喜歡鉆研軟件技術。

在工作中，我一直都在琢磨著有關計算機教育方面的一些問題。本文前面的一些觀點就是我在教學實踐中逐漸總結的。

但這些觀點是否正確，是否可行，這只能由實踐來說話。我決定編寫一本教材，全面地嘗試我在上面所提到的各種觀點。

從2004年11月到2005年7月，我用了9個月的時間寫了一本不像教材的教材：《編程的奧秘——.NET軟件技術學習與實踐》，這本教材與傳統教材的模樣有很大的不同。

這本書的基本原型是我在北京理工大學開設的“.NET軟件開發技術基礎”選修課教案，該課程得到了微軟公司2005年“微軟高校精品課程支持計劃”的資助，教材于2006年1月由電子工業出版社出版。

在寫作過程中，我想得最多的就是如何走出一條教材編寫的新路子，探索一些新的教材編寫方法，一句話——寫出自己的特色來！

書出版以后，我在自己的Blog上（http://blog.csdn.net/bitfan）建立了一個讀者作者交流區，自己的郵箱也陸陸續續地收到不少讀者郵件。

在我收到的讀者反饋信息中，大都對這本書給予了充分的肯定。而這些讀者中，絕大多數是在校的大學生，由于書價較貴，有讀者來信說他省了半個月的飯錢才買下這本書，還有的讀者在書店“站讀”數個小時……令我非常感動。

學生對這本教材的肯定給了我很大的鼓舞，我想應該把自己的這些觀點公開提出來討論，這種討論是有益的。

關于計算機教材的編寫，其實是個非常大的話題，我所知道的一些朋友中，有不少在這個領域有著獨到的見解，從他們那兒我得到了許多啟發，而這篇文章僅僅代表我個人對計算機教材編寫問題的思索結果，其中一定有許多偏頗不當之處，敬請讀者海涵。非常歡迎大家與我共同探討計算機教育的相關問題，我的電子郵件：JinXuLiang@bit.edu.cn。