人工智能导论论文范文

导语：如何才能写好一篇人工智能导论论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

［关键词］人工智能；人才培养；AI技术人才

一国家对于高校人工智能教育的发展的重视

面对AI技术如火如荼地发展，我们国家对AI人才和人才培养都非常重视。2017年3月“人工智能”在政府工作报告中曾提及四次，指出要推动人工智能和实体经济深度融合。2017年7月20日国务院《新一代人工智能发展规划》[4]。《规划》指出完善人工智能领域学科布局，设立人工智能专业，推动人工智能领域一级学科建设，尽快在试点院校建立人工智能学院，增加人工智能相关学科方向的博士、硕士招生名额。鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合。加强产学研合作，鼓励高校、科研院所与企业等机构合作开展人工智能学科建设。

二企业对于人工智能人才的需求

市场上AI技术人才非常稀缺，据腾讯研究院联合boss直聘的《2017全球人工智能人才白皮书》[5]显示：目前，全球大约有30万人从事AI工作。截止到2017年10月，中国人工智能人才缺口至少在100万以上。2017年头10个月，AI人才需求量是2016年的近两倍，2015年的5.3倍之多，年复合增长率超200%。百度、腾讯、阿里巴巴、京东等互联网巨头都在挖掘AI人才，纷纷开出了高额的薪资。2017年薪资最高的十个职位中AI类岗位占到1/2，其中语音识别、NLP、机器学习等职位平均月薪资超过2.5万元。

三高校AI人才培养的思考

高校具有多学科、高层次人才集中的特点，具备计算机与多学科交叉融合的优越条件；且大部分学校都开设有数学、物理等基础学科，具备夯实数学理论基础的条件；且人员相对固定，便于沟通交流，具备共同开展AI课题，促进发展AI技术的人力条件。但是遗憾的是我国开设人工智能课程的高校较少，2018年只有33所高校设立了智能科学与技术专业[6]。面对AI发展的火爆，国家对于AI人才发展的重视以及企业对于AI人才的严重需求，高校作为人才培养的主要来源，是不是应该思考AI人才的培养呢？AI人才可以分为三类：拔尖人才，研究性人才和应用型人才，呈金字塔性。当下已经有一批名牌大学开展了AI方向拔尖人才的培养，如北京大学图灵班、中国科技大学人工智能技术学院、西安交通大学人工智能拔尖人才培养实验班，南京大学计划成立人工智能学院等。但是金字塔的底层、中层更需要庞大的AI技术人才，如应用开发人员、数据工程师、AI和机器学习工程师、AI系统架构师、AI产品经理等岗位的人才，同样值得重视。很多专家都表示AI人才需要数学基础好、专业理论全面、具备一些工程基础，且有自主学习的能力。本文从夯实数学基础、人工智能方向课程的建设、实践能力的培养、自主学习能力的培养四个方面阐述高校关于AI人才培养的一些思考。

1奠定扎实的数学基础

在学习AI技术时，几乎所有专家学者都提出需要扎实的数学功底，数学功底的厚重程度决定了在AI技术上走多远。高等院校计算机专业都开设有“高等数学”“线性代数”“概率论”等数学课程，但是课时、难易程度不足，学生对于数学不够重视，或者觉得晦涩难懂，学习效果并不十分理想，因此加强数学基础的工作刻不容缓。可以通过必修和选修等方式开设“数据分析”“统计机器学习”“凸优化”等课程；通过微课或者MOOC等方式巩固数学基础的学习；通过优秀科普读物，如《数学之美》《编程之美》等书籍的推荐阅读激发学生兴趣；通过开展校内学术讨论、数学竞赛等方式促进学生学习数据的动力，逐步达到夯实数据功底的目的。

2人工智能方向课程的建设

很多高校计算机专业课程中只开设有《人工智能》导论，有的甚至没有。智能科学与技术专业开设有“人工智能”“计算机视觉”“机器人学导论”“计算智能”这几门课程，但是在编程、算法等方面不足。那么AI技术人才应具备哪些专业能力呢？如何从专业角度培养AI技术人才呢？2018年1月CSDN了“AI技术人才成长路线图”[7]，通过专业路径和实战路径两方面介绍了AI技术人才需要具备的知识。需要具备Python、C++、Linux、CUDA编程知识，需要学习机器学习课程、掌握TensorFlow框架。该路线图中列出了机器学习算法工程师、数据科学家等10个岗位AI人才应具备专业知识和能力。微软公司也推出AI人才培养的10门免费课程，如“AI导论”“数据科学会用到的Python语言-导论”“AI领域运用的数学概要”“数据和分析所需要的道德与法律”“数据科学概要”“机器学习法则”“深度学习”“强化学习”“微软专案项目之人工智能”。同时在“文字和自然语言识别”“语音识别”“计算机视觉和图像识别”中选择其一。Google在人工智能学习网站开设有《MachineLearningCrashCourse（简称MLCC）》的免费课程[8]，由机器学习概念、机器学习工程、机器学习现实世界应用示例三个部分组成。Intel近期也了三门免费的AI课程，分别是“机器学习基础”“深度学习基础”和“TensorFlow基础”[9]。AndrewNg在Coursera上也推出了机器学习的课程，且用比较通俗的语言讲解机器学习中各个算法。最近在Deeplearn-ing.ai和Coursera平台又开设了5门深度学习课程[10]。综上所述，不同的研究机构都着眼于AI编程基础、AI算法、AI框架、AI实践这几个方面。那么高校也可以借鉴这些经验，通过三个阶段分层次的开展相应的课程。

3实践能力的培养

AI技术不能纸上谈兵，必须动手实践才能真正掌握，可以从以下几个方面着手培养学生的实践动手能力。（1）设计教学环节时多从工程应用的角度来介绍，激发学生的兴趣，培养学生解决问题的能力。要求学生新手编程编程实现模型，充分理解算法的含义和原理到实现的过程。（2）在掌握一定的机器学习知识后，鼓励学生尽早走进实验室，接触科研工作。可以从一些AI应用方向作为入手，使学生了解自己的兴趣点、培养科学研究能力。（3）鼓励学生参加算法比赛。目前有很多AI方向的竞赛，如Kaggle上的挑战赛，国内阿里天池大数据竞赛等。通过参加竞赛刺激学生学习AI的动力和热情，使得解决问题的能力和实践动手能力都会大幅度提高。（4）鼓励学生到工业界实习。很多专家都指出AI人才应该具备一定工程基础。确实，学术界往往追求算法的性能，而工业界更重视经济效益和解决问题的有效性。到企业学习可以快速了解行业发展的框架，掌握算法转化到产品的过程。

4自主学习能力的培养

AI技术发展速度很快，要求不断地学习才能跟上节奏。可以从以下几个方面来培养学生的自主学习能力。（1）平时教学中，可以给出一些小型的项目，让学生自己寻求解决的方案，并把它作为考试成绩的依据之一。（2）提供给学生免费的AI慕课资源，让学生更好的学习和巩固相关知识。（3）课外可以开展学术讨论或者通过社团等方式开展AI方向的研讨，交流，给学生一个学习的平台，让学生尝试选择自己感兴趣的方向。也可以介绍一些近期的AI会议内容，开阔学生的眼界，使其了解AI发展的动态。（4）鼓励高年级学生订阅Arxiv，关注机器学习的顶级会议，如ICML/NIPS等。通过研读论文，动手完成论文中的实验发现新问题；或者扩展感兴趣的论文的实验部分；或者尝试寻求论文中有价值的地方，找到自己的研究方向。

篇2

关键词：人工智能；案例式教学；兴趣引导教学法；问题驱动教学法

中图分类号： TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）03-0599-02

人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的综合性技术学科[1]，是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透、迅速发展且与人类生活密切相关的综合性新学科，其核心研究领域包括模式识别、自然语言处理、机器学习、数据挖掘、人工神经网络和专家系统等等[2]。

语言信息处理是语言学与计算机科学交叉形成的一门新型学科，其课程体系以语言学、计算机应用、应用数学和认知科学为主干，研究内容是自然语言的自动化信息处理技术，是人类语言活动中信息成分的发现、提取、存储、加工与传输[3]。目前该方向的主要应用领域包括机器翻译、文献检索、信息提取、自然语言的人机接口等。由此可见，为语言信息处理专业开设人工智能课程是必须的。该文针对“人工智能”课程自身特点和语言信息处理专业研究生培养目标，并结合笔者多年来的教学经验，分别从课程内容设定、教材选择、教学方法、考核方式等多个方面对该课程的教学改革进行了探索与研究。

1 以“精”“典”为基本要求的教学内容选择

“人工智能”课程的突出特点研究内容涉及面广而学时数较短（大部分高校的研究生专业安排的课程的时数在36到48学时之间）。因而授课时不能追求内容“大而全”，必须“精”，选择重点、核心基础知识进行学习，选择与专业方向最相关的“典”型应用领域进行重点详细介绍，使学生在有限的时间内学到最有用的知识。“人工智能”课程教学内容总体可以分为三大部分。

第一部分是基础理论知识，学习人工智能中知识的表示方式（谓词逻辑表示法、产生式知识表示法、框架表示法、语义网络表示法等）。语言信息处理专业学生本科专业背景不同（有文科，有理工科），所以该部分教学内容难点在于教学进度和难易程度的均衡。本部分内容可安排8～10学时。

第二部分是搜索与推理，对使用特定知识表示方式表达的知识和问题进行推导或搜索，得出相应结论或搜索结果。本部分安排10～12学时，重点在于启发式搜索。

第三部分是人工智能中的典型应用领域。对于该部分内容的选择要以学生专业为中心进行，选择与学生专业相关性较大的领域进行教学，以期能够有助于学生了解并掌握学术的主流发展趋势，从而能够更好地培养自身的科学素养和创新能力。本部分主要学习机器翻译、机器学习、自然语言处理、数据挖掘、多Agent系统等。本部分安排18～36学时。

2 选择“最合适”的教材

教材是教师教和学生学的主要凭借，教材的好坏在很大程度上决定了教师能否成功“教”与学生能否顺利“学”。教材的选择要以教学对象的特点和教学目标为依据，选择最合适的教材。在广泛研读目前比较热门的人工智能教材的基础上，结合教学目标和教学对象的特点，选则清华大学出版社出版﹑蔡自兴和徐光祐编著的《人工智能及其应用》（第4版）[1]作为教材。该教材总体也可以分为三部分：第一部分论述了人工智能的三大技术， 即知识表示；第二部分论述推理及搜索； 第三部分论述人工智能的主要应用领域，包括专家系统、机器学习、自动规划、分布式人工智能和自然语言理解等。与第三版本科生用书相比，增加了如本体论和非经典推理、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学等（非常适合笔者的教学对象）。

3 创新型人工智能课程教学方法

“人工智能”课程涉及的知识面广，既包括基础理论，也包括具体应用，即有抽象复杂的计算，也有繁杂的系统实现，为此，如何激发学生的学习兴趣并保持学生的学习兴趣是本课程教学的关键。此外，因为是研究生教学，所以更突出学生的主体地位，注重培养学生的学习兴趣、自主学习的意识和能力。为此，笔者主要采用了以下几种教学方法。

3.1 兴趣引导教学法

常言“兴趣是最好的老师”，如何培养学生对本门课程的学习兴趣，激发学生对本门课程的求知欲，是一门课程首要任务。

为了提高学生的学习兴趣，笔者在第一节课让学生观看美国科幻电影“机器人”的相关片断，通过机器人安德鲁非凡的创造能力、情感表达能力和自学习能力让学生更好地了解人工智能的目标、意义，激发学生探索人工智能的兴趣；在学习“博弈策略”及“极大极小分析法”时，笔者通过让学生来参与“一字棋”对决游戏说明博弈树的层次结构原理，通过“人机对弈”说明“α-β剪枝技术”引入的必要性；通过“啤酒与尿布”的故事说明数据挖掘技术在现实生活中的应用，让学生认识到人工智能并不是虚无抽象的学科，而与人们的生活息息相关，激发起学生用人工智能相关技术解决现实问题的兴趣。

3.2 问题驱动教学法

在讲授基础理论时，如“不确定性推理”、“数据挖掘”等这一类型内容抽象、算法复杂的知识时，采用了问题驱动式的教学方法。

教师首先提出与内容相关的若干问题，并为学生相关的资料或向学生提供找到问题的一些线索，让学生带着问题去思考、分析和讨论等方式来查找答案，主动获取知识，应用知识，教师在必须的时候还需给予一定的引导和帮助。如在讲授产生式知识表示法时，以“动物识别系统”问题原型，给出学生系统模型，让学生编写一个能够用来进行动物识别的应用程序。

此教学法很好地培养学生解决问题的能力，形成研究的态度，提高认知能力。

3.3 实践教学法

“实践是检验真理的唯一标准”。人工智能课程中，能够动手实践的知识一定要让实践。

在讲“专家系统”的构造步骤时，用“营养专家系统”为案例进行介绍，将该专家系统分解为一个个小的具体任务（如知识库构建、规则库的构建、界面设计等），并分配给不同的学生，学生按照专家系统的一般构造步骤去完成相应的任务，最终完成一个完善的系统，从而达到掌握专家系统构建的教学目标。

实践教学法可以提高学生分析、解决问题的能力和动手能力，并可以进一步加深对理论知识的理解。

3.4 案例教学法

案例教学法是将案例讨论的方法运用到课堂教学活动中去，教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过设置一个具体的案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，让学生在具体问题情境中积极思考、主动探索，以提高教与学的质量和效果，培养学生认识问题、分析问题和解决问题等综合能力的一种教学方法[4]。案例教学法中教师扮演设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与典型案例的讨论，重点掌握教学进程，引导学生思考，组织讨论研究，进行总结、归纳，同时教师也参与到学生共同研讨。不但可以发现自己的不足，也可以从学生那里可以了解到大量感性资料。该教学法有利于调动学生学习主动性，通过生动具体的案例介绍可以促进学生对知识的理解和实际应用。

人工智能授课中，对于产生式系统和自然语言理解系统的有关概念及系统构成技术，采用了案例教学法。

在介绍产生式系统时，我们以动物识别系统为案例进行介绍。案例教学通常可以分为3个步骤，即案例引入、案例分析和案例总结。案例引入过程介绍产生式的语法和语义、产生式系统的组成及工作原理后，通过屏幕演示动物识别系统的运行过程使得学生能够获得老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、信天翁七种动物的一些特征；案例分析阶段通过向学生展示使用Prolog编写的动物识别系统源程序，详细介绍设计思想以及实现过程。该过程是案例教学的关键，教师引导学生进行案例分析，之后由学生进行补充，师生共同讨论力求系统得以更完善；案例总结阶段由老师对学生的讨论情况进行总结，在总结讨论情况的基础上提出一些问题（例如如何进一步提高系统的效率？）。

在介绍自然语言理解系统时，以自然语言情报检索系统LUNAR[5]为例进行介绍。从LUNAR系统的词法分析、语义解释和问题回答三个阶段进行详细分析。经过案例引入、案例分析和案例总结三个阶段，使得学生对LUNAR系统的设计步骤、关键技术及设计思路有深入的了解。之后，要求学生写出案例分析书面过程，并完成课后作业“指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU”。

4 课程考核方式的改革

研究生教育以培养学生的能力和素质为主要目标。人工智能课程的考核方式也以此为目标，采用以考察理解应用为目的的论述题，或结课论文形式进行，同时注重平时考核。平时考核以学生查资料的能力、阅读相关文献即完成课后作业的情况为考核对象。

5 结束语

为了提高人工智能课的教学质量，根据课程及教学对象的特点，结合教学过程实际问题，采用了合适的教材，安排了合适的学时，在教学过程中综合各种教学方法的优点，并采用了适当的考核方式。教学结果表明，通过这些尝试，提高学生学习的兴趣和积极性，取得较好的教学效果，学生能够有意识地使用人工智能中的相关知识、思想来进行学术研究。

参考文献：

[1] 蔡自兴，徐光祐.人工智能及其应用——研究生用书[M]. 第3 版. 北京：清华大学出版社，2004.

[2] 廉师友.人工智能技术导论[M].西安：电子科技大学出版社， 2002.

篇3

关键词:算法设计与分析;教学研究;教学质量

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

“算法设计与分析”是计算机科学与技术学科的核心课程之一,受到越来越多的重视。对于一个计算机专业的学生,学好算法课是必要且是必须的。“算法设计与分析”这门课程的主要目的不仅是讲授计算领域中不同问题的标准算法,更重要的是分析其算法复杂度,并且在诸多可行算法中选择一种时间或者空间效率最高的方法。美国著名算法大师Donld Knuth认为“计算机科学就是算法的研究”,他主持设计的TeX排版系统被誉为是“不存在Bug的系统”,这是以大师严密的算法设计基础为保证的。前微软高级副总裁李开复博士认为“计算机科学实质是人工智能”,而人工智能则是模拟人类思维的一种算法科学。计算机算法的应用已经遍及人类社会的各个领域,包括计算机软硬件机器学习、电信及互联网、一般制造业、经济与金融业等。算法技术不仅在计算机领域,而且在其它理工及社会科学领域都有极其广泛的应用。任何问题的求解,都离不开一般性的算法设计原则,在笔者执教的学校,数学和信息安全两个非计算机专业已将该课程列为必修课程。因此,提高“算法设计与分析”课程教学水平有着极其深远的意义和重要的作用。

2教材选择

近年来,国内引进了一些优秀的国外教材,其中的《算法导论》是国际上被引用频率最高而且知名度也最高的专著,但是由于它篇幅过长,在国外多用于两个学期的教学课程,因此难以将该教材系统地用于学时有限的本科教学;《算法设计与分析》是美国工程院院士UIIman等三位大师合著的优秀教材,该书的目的是将算法领域的基础研究结果进行综合,重点在于对算法思想过程的理解,而不是算法的实现细节和具体的编程技巧。但是该书内容和习题难度都较大,因此更适合作为研究生教材。国内的专家王晓东和周培德所编写的教材也很优秀。这些教材都被我们重点推荐给学生作为参考书。

出于上述考虑,我们最终选择了沙特学者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法设计技巧与分析》作为教材,该书基本覆盖了传统算法设计的主要内容,此外还包含了概率算法和近似算法等一些基本内容,这些内容在传统教材中并不多见,是一些高端算法经常使用的方法。虽然该书不是欧美传统名校教材,但作者在南加州大学攻读获得硕士和博士学位,因此该书吸收了欧美优秀教材的风格,且文笔简洁流畅。该书的内容及习题难度适中,便于课堂教学及自学,是一本适合本科教学的好书。

如果一个本科生能够学好本教材,并在后面的硕士阶段,学好UIIman的《算法设计与分析》,之后再将《算法导论》学习好,则必将打下坚实的算法理论基础,为终身的职业生涯所受用。

3兴趣培养

本课程的教学对象是大学理工科三年级学生,要求他们不仅具备数学分析、概率及线性代数的基础,而且具备离散数学和数据结构等计算机专业基础知识。很多学生刚学过数据结构,翻开算法教材,有似曾相识的感觉。教材中确实有部分章节如数据结构,排序算法,图的遍历等取材于数据结构课程。因此会有些学生学习热情不高,认为是在学习重复的课程。

针对这一情况,首先我们会教育学生两课程的目的是不一样的。数据结构的目的是教会学生如果对现实世界中的事物及对其信息处理过程建立数据模型;而算法设计课程的重点是算法的效率问题,其主题是算法的空间和时间复杂度,主要论述如何运用算法技术改进已有一些算法的效率,或者对复杂问题进行求解。

近年来,计算机硬件和软件技术发展迅速,CPU、外存、内存的性能在持续提高,价格却大幅度下跌。因此有很多人认为,软件的效率已经不再重要了,只要提高计算机系统的配置就足够了。这种观点显然是错误的。

我们在第一节的绪论课中引用《算法导论》的例子,深入浅出地阐明了算法效率的重要性。设有两个排序算法:其一是插入排序,时间复杂度为c1 n*n, c1是一个不依赖于n的常数;其二是归并排序,时间复杂度为c2 nlog n,c2是一个不依赖于n的常数,一般情况下c1< c2。n是待排序数列的长度。对于这两个实质上属于不同数量级的算法,很多人并未真正感觉到log n比n优化多少,甚至当n较小时,插入排序比归并排序还要快速一些。但是我们必须认识到,当n逐渐增大到一定数值以后,无论c1比c2小多少,归并排序均比插入排序快速。在大规模数据集上排序结果的对比,则效果更为显著。假若在高性能计算机A(10亿指令/秒)上运行插入排序,而在低速计算机B(1千万指令/秒)上运行归并排序。此时硬件条件是机器A比机器B快了近100倍;软件先决条件是 c1值为2, c2值为50;数据集的规模n为100万。

计算得到:

机器A运行时间为2*(100万*100万)/10亿=2000秒

机器B运行时间为 50*100万*lg(100万)≈100秒

结果是惊人的,用了快100倍的机器处理相同的数据集,反而慢几乎20倍。如果数据集大10倍为1000万,那么机器A要算2.3天,机器B只要20分钟,这一差距是令人震惊的。

事实上,算法技术的发展没能跟上硬件的发展,其发展空间还很大,盲目崇尚硬件建设而忽视算法技术的观点是错误的。

在电信应用中,虽然硬件和软件技术发展很快,但是用户的需求更是呈爆炸式增长。一个国家网内就可能有成百万实时在线用户,每秒几十万次用户交互发生,夜间有成千万的话单记录要处理。当一台内存中存放近百万用户资料,则浪费16个字节就是浪费16M空间。如果记录的数据结构及处理算法设计不合理,则内存很容易不够用,大量工作任务会被抛弃。要在这样的平台软件上构建软件,必须对每个字节空间、每个计算机指令的使用优化到位。否则,即便有先进的计算机系统,一般的软件技术是无法承受高性能、高容量计算的需要的。算法技术能支持开发人员在软件设计阶段从理论层面保障系统的效率达到最优。

经首次引论性教学,绝大多数同学认识了算法课程重要性,明确了学习目的,获得了较好的教学效果。

4理论教学

课程教学组在教材内容上选择了以下内容:

(1) 算法分析基本概念,数学预备知识。这些都是本课程工具性方法。

(2) 堆和不相交理论。介绍了能有效实现优先队列的数据结构。

(3) 归纳法、分治、动态规划。介绍了计算机技术中十分重要的递归为主题的设计技术,递归要求能够将待解问题抽象为递推表达式,确定初试值和递推终止条件后就能将复杂问题化解为嵌套的简单问题。

(4) 贪心算法。介绍了如何求解最优化问题。

(5)NP完全问题。介绍不确定性图灵机在P时间内能解决的问题,这类论题对于培养学生将来思考问题复杂度是个导论。

(6) 回朔法。介绍有组织的穷尽搜索算法,对一些问题尤其是解空间很大的问题有效。我们介绍了3着色、8皇后等经典问题。

(7) 概率算法和近似算法。一般性介绍近20年来算法研究迅猛发展的领域,以扩展学生知识面,但不做考核要求。

其他内容如数据结构、图遍历等是数据结构和图论课的内容,本课程内不做讲解,供学生预习课程时选读;对于域指定问题的迭代改进和计算几何技术等高级课题,推荐学生根据兴趣自学。

近年,越来越多的国内高校主张双语教学。我们也有这样的规划,但是考虑课程有一定深度,三年级本科生英语运用还有限,为此达到最好的教学效果,在教学中先采用中文教学。但是我们鼓励学生同步阅读英文版教材,以更好地适应未来科研和国际化软件研发的需要。

5科研方法及实践能力培养

科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我国清华大学、中国科技大学等名校就对高年级学生讲授研究生课程,并进行导师制研教结合型教学,使得很多学生读研时就能取得优秀的成果。作者所执教的是重点工科院校,有很多有利的因素便于我们展开科研式教学:一是有超过60%的学生主观上有本科毕业后继续深造的愿望;二是学校有丰富的图书馆资源,能全文检索CNKI、硕博士论文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外优秀电子数据库。在教学中,作者也将在科研中读到的一些新颖实用且难度适中的论文摘录下来介绍给学生,并将自己研究生阶段的学习方法介绍给学生。除了阅读教材,我们还鼓励学生读一些高端的杂志,例如计算机学科领域的四大学报,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,从其中检索感兴趣的论题。读核心期刊有几点好处:这些刊物审稿严格,文章无论是学术性、前瞻性、理论正确性及写作水平都有保证;减少检索的开销。读者可以先在这些高水平杂志中找到自己感兴趣的主题后,再广泛检索与主题相关的其它刊物或会议文章。引导学有余力的本科生读高水平论文并不是过高要求,算法设计及数据结构教材中大部分章节内容其实也都是来源于前二十至五十年的国际知名算法学术期刊,其中选择ACM、IEEE及ISAM杂志内容的比例最高。现在的一些学术期刊中刊出的优秀算法,过几年就会被大量的引用或实际应用,也许再过十至二十年后就会被引入未来的教材之中。

我们认为,在本科高年级展开研究式教学对学生长远发展有好处。对打算深造的同学,可以潜移默化地引导他们思索自己未来的发展方向,有很多成功的学者就是在大学受到某门课程老师的影响而走上科研道路的。科学研究是一个漫长的过程,很多工科博士生学习到第三、四年后才开始发表一级论文,很多硕士生毕业前才急忙撰写可发表成果。而同时有些博士生入学两年就能取得丰硕的成果,很重要的因素是他们在本科高年级阶段就培养了研究型思维,为以后深造明确了方向并作好了理论准备。如果本科阶段就培养研究型学习方法,那么在日后深造过程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培养学生良好的研究习惯,正是我们教师要不断探索的论题。

重视理论而实践不足,是我国高校普遍存在的问题。

在国际上,知名的软件鲜有来自中国人的原创。所以我们要更加重视培养学生实践能力。

实验环节,我们布置了基本的排序、递归、贪心、回溯等论题的实验,鼓励学生用不同的编程语言实现,不仅仅是单纯的算法实现,最好能够编制出实用美观的界面,将算法更友好地呈现出来。无论以后的工作或者深造,目标是可应用或者可发表的成果,都需要研发者具有较高的实践能力。我们认为实践与理论教育是并重的。

6结束语

通过四年的教学实践,学生对此课程实践的参与度越来越高。通过教育方法的不断改进,学生的课程成绩也一届好于一届。更为重要的是,通过启发引导式教育,很多同学开始萌发研究型思维,课余经常向老师提问,有的问题有较高难度,老师都要回去研究资料才能解答。在来自本校新入学的硕士生中,不少同学反映受益于此课,有些同学读研究生后不久就在一级学报上发表了算法类论文,这也正是我们当初所期待的。我们教师仍然要不断提高自身科研水平,并将研究成果及方法引进课堂,提高教学效果和质量。

教学中,还发现一个现象,数学系的学生比计算机系的考试成绩要高一些。最简单的因素,是他们理论思维能力更强,如何因材施教,改进教学方法及增强工科学生学习本课程能力,是我们课程教学组今后要探索与研究的方向。

参考文献:

[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法设计技巧与分析[M]. 北京:清华大学出版社,2004.

篇4

论文关键字：计算科学计算学科计算机语言计算机软件网络和病毒

论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。

引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。

<一>什么是计算科学和它的来历

计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。

随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。

<二>计算科学的发展

a、首先先介绍图灵机

图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。

b、计算机带动的计算学科

1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。

1、计算机语言

我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言ShortCode出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。

2、计算机系统和软件开发方法

现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型

3、计算机图形学

在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft。

4、计算机网络

随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。

<三>计算机学科的主线及发展方向

围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：

1、计算科学应用层

它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。

2、计算科学的专业基础层

它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。

3、计算科学的基础层

它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。

<四>计算机的网络的发展及网络安全

(1)计算机网络与病毒

一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。

通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。

因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。

我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。

(2)计算机病毒及它的防范措施：

计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。

<一>、病毒的入侵方式

1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。

3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。

4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。

<二>病毒攻击的防范的对策

1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。

2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。

3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。

4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。

很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。

篇5

教育技术学作为一个培养人才的专业领域要解决两个关键问题：其一是培养什么样的人才?这涉及到培养目标的定位问题；其二是怎样培养这些人才?这涉及到培养模式选择的问题。对这两个问题的回答最终都要落实到课程体系的建设上来。因为培养目标要落实为课程目标，培养目标的实现也就要落实到课程设置、课程实施以及课程评价等。我国教育技术学专业规范研究也指出教育技术学专业分类发展的重要任务之一是要“从微观层面上确定专业核心课程、专业基础课程和专业方向主干课程的结构与内容”。现行课程体系存在“教学内容相对陈旧、重复多”，“层次不分、课程结构不尽合理”，“缺乏灵活性与多样性，培养目标单一、适应面窄”等缺陷。当前，运用辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理重新审视课程体系继承、发展与创新的关系，在实现课程纵深化、学际化、微型化、多样化、个性化、本土化的同时，及时更新课程实质结构，优化课程形式结构，使课程体系既具有学科规范性，又能符合素质教育要求，让学生全面而个性化发展，具有一定的灵活性，是加强专业建设的必然时代要求。

一　在理论脉络中兼收并蓄，更新课程实质结构

纵观课程理论历史，其中最具代表性的理论有四种：(1)以博比特(Bobbitt，F)、查特斯(Charters，W.)、泰勒(TylerR.)为主要代表的“技术理性”(technical interest)课程理论，强调效率优先和对环境加以控制，在提出课程基本框架的同时，也提出了课程建设的普适性、划一性模式；(2)以布鲁纳(Bruner，J.)为主要代表的学术中心课程(discipline―centeredcurriculum)理论，将原来以直接经验为课程主要内容转变为专门化的学科知识，突出人的问题解决能力和探究精神培养，具有较强的专业性和结构性；(3)以施瓦布(Schwab J.)为主要代表的实践课程(practical curriculum)理论，强调教师、学生、教材、环境相互作用的情境认知，让课程重新回归实践，具有较强的灵活变通性；(4)以派纳(Pinar w.F.)为主要代表的概念重建主义(reconceptualist)课程理论，强调行动(action)与行动后的反思(reflection)，即“反思性实践”(praxis)，立足于个体自我意识的提升与存在经验的发展，或者对社会现实的不断批判而建构意义，让课程重新回归于理性。

目前，在教育技术界，对于学科的理论体系也有几种不同观点，其中著名的有：由南国农教授提出的“媒体中心”理论体系，它把现代教育媒体的研究和应用放在核心位置：“系统过程”理论体系则认为教育技术学是一个处理教学问题的综合的、有机的过程，该过程包括与人类学习有关的各种因素：“五领域”理论体系则认为教育技术是从设计、开发、利用、管理和评价五个方面全面研究学习过程和学习资源的理论与实践；“两层次”理论体系认为教育技术学的研究领域可以分为基础性探索和应用性探索两个层次，其中，基础性探索层次包括教学设计、创新性技术和哲学文化研究三方面的内容；应用性探索层次包括学校教育领域中的应用和学校以外的企业培训和终身教育中的应用两个方面，表明教育技术学研究重点开始向绩效方向发展。

理论体系后面蕴藏的是教育思想，每一种教育思想都能在一定程度与范围内指导课程体系建设，如李龙教授提出：教育技术学科的理论框架由本体论、核心论、过程论、资源论和绩效论五个部分组成。本体论论述教育技术学学科的定义与定位，研究的目的、任务、对象、领域和范畴以及学科基础、知识体系、研究方法、发展历史、价值观、方法论等；核心论主要论述教学设计和教育信息处理两方面的理论：过程论和资源论论述智能技术和媒体技术在优化学习过程和丰富学习资源方面的理论和方法；绩效论则从学科的课程开发、教学系统开发、媒体资源开发、绩效系统开发和标准的制定与实施等几个方面来进行研究。根据这一理论框架建立的课程体系如表：

理论具有前瞻性、引导性。每当一种新的理论体系出现时，我们有必要对其进行辩证分析，弄清楚其来龙去脉以及它可能在该专业领域中的积极影响，并据此对自己的课程体系做一番审视甚至调整。当前，各高校以传统媒体为核心的“学科中心论”类课程较多，反映教育技术研究领域最新理论成果的课程较少，有关学习理论、网络媒体和绩效论的课程还没有进入我国绝大多数的高校教育技术学专业的课程体系之中，课程门类没有及时更新，跟不上时展，而且各门课程还存在内容陈旧的现象。如：电子技术系列课程中较为陈旧的经典理论偏多，新技术知识含量偏少，涉及的往往是大量经典理论计算，很少囊括现代教育技术领域的典型应用案例。

二　在分化与整合中重构体系，优化形式结构

课程的形式结构是课程的外部存在形式，反映了课程的门类与数量，讲究课程类别的完整与互补，主要体现在是分科还是综合、是必修还是选修、是学科还是活动的差别上。从逻辑结构看，教育技术学的专业课程首先可以分成专业基础课与专业课两大层次。前者是学生学习该专业所必须掌握的基本概念、基本理论和基本技能；后者则是为形成该专业的实践应用能力而设置的学科理论和专业技能的课程。

教育技术学的专业基础课程有哪些呢?笔者认为，教育技术学的基础主要包括两个方面，一是智能技术基础，即思想方法基础，包括哲学基础、方法论基础、理论基础这三个部分：二是媒体技术基础(物化技术)，包括硬件基础、数据库技术、通讯技术和软件基础等。

在专业基础课之后的专业课应开设哪些呢?由于教育技术学的研究对象是“与教育相关的技术”，可以确定，教育技术学的专业课应该是教育理论与技术相结合而形成的学科，又可以分为二者相结合的专业理论、二者相结合的应用技术、二者相结合的实践应用三个层次，即专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程。在专业理论层次中，教育技术学导论、教学设计理论和教育传播学是基础。教育与传统媒体相结合的理论有教学媒体的理论与实践、教育电声系统、教育电视系统等；教育与计算机、网络等现代媒体相结合的理论有计算机辅助教育、信息技术与课程整合、绩效技术、远程教育理论、网络教育理论等。此外，还包括教育技术学研究方法等对教育技术学本身进行研究的理论。在技术应用层次中，主要课程有教育电视节目编制、电视节目制作技术、 多媒体技术应用、多媒体课件设计与制作、人工智能技术、数字文化艺术、以太网技术应用、绩效技术应用。在实践层次中，除了专业实习、教育实习、项目设计等综合实践外，还有电视广告创意与设计、电视节目制作实践、3D实践、动画制作、多媒体课件脚本设计、网络课程开发、教学资源库开发等。

目前，我国高校教育技术学专业课程设计中“照葫芦画瓢”现象屡见不鲜，层次不分、比例不当的问题也就在所难免。按学科的逻辑层次来分，大学课程的层次构成一般为公共课、专业基础课、专业课、跨学科课程。但目前我国高校的课程分层一般采用公共课、专业必修课、专业选修课的“三层楼”结构，一般先开公共课，然后开设专业必修课，最后开设专业选修课。这个结构存在的问题是：专业课内容层次不分，没有专业基础课模块，以至一些专业基础课与专业课次序不清，学习顺序紊乱。因为专业课中仅仅把必修与选修作为课程开设先后的分类标准，并不能很好地体现课程内容之间的继承与递进关系。又如在专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程中都应该有必修课与选修课之分。如果按必修先开、选修后开的顺序学习的话，有些技术应用类与实践类的必修课就会先于专业理论类的选修课，学习顺序就颠倒了。应该把以上顺序调整为“公共课一专业基础课一专业理论类课程一技术应用类课程一实践类课程一跨学科课程”。

另一方面，因为层次不分，也就不可能考虑到各个层次的比例问题，造成了各个层次的课程比例不合理，理论类课程过多，技术应用类与实践类课程偏少。教育部高等学校教育技术学专业教学指导委员会建议把教育技术学知识分为八类其中工具性知识6门、人文社会科学知识9门、自然科学知识5门、知识管理知识4门、传播学知识9门、计算机知识10门、电子技术知识6门、教育心理学知识7门，其中所列课程绝大多数为基础理论类课程，只有计算机及信息技术应用、软件工程、面向对象的编程与设计、网站建设与开发、多媒体技术、人工智能、数字图像处理、教育科学研究方法等少数几门课程属于技术应用或实践类课程。各校实际开设的专业课程也属于这种情况，第一个层次的理论性课程偏多，后两个层次由于受师资、设备等各种因素的制约，普遍比较薄弱，开设的课程门类少或即使开设也不能教到位，未能从整体上形成多元化、层次化相互渗透的课程体系。第一个层次空泛理论知识的堆砌导致泛而不精；技术应用类课程的不到位导致第一层次的理论无法消化，动手能力差，而这又导致学生缺乏创造、设计的能力，以致教育实习、专业实习、毕业论文等实践类课程难以落实到实践能力的锻炼上，常常只能流于形式。此外，专业基础课也存在数量少，涉及面太窄的问题，不能为学生将来发展提供个性化选择。针对以上问题，需要着力加强专业理论与专业技术应用类课程群整合，作增设学际化课程尝试；在实践类课程的建设可增设某些微型化课程，以适应学科一方面向纵深发展，另一方面又不断综合的技术发展趋势。

三　在共性中寻求个性，提升专业特色

对于多元化的社会实体，只有站在不同的角度，采取不同的方法，才能真实地把握实体的本质。“和而不同”应该成为一种思维方式与哲学信仰。在强调共同性、普遍性、统一性的同时，也应充分考虑个体性与差异性。

哪些课程应作为体现专业共性的必修课开设?哪些课程又应作为凸显专业特色、地域特色、促进学生个性化发展的选修课开设呢?我们可以参考“教指委”构建的课程体系，共五个模块：(1)学校平台课程：两课、大学英语、体育与健康、美育、军事理论、综合交叉、信息技术、跨院系任选。(2)专业主干课程：教育技术学导论、教学系统设计、学与教理论、媒体理论与实践、信息技术与课程整合、教育技术项目实践、教育技术学研究方法、远程教育基础；(3)专业基础课，包括三个模块：公共基础课模块，包括：高等数学、线性代数、概率统计、基础物理、基础物理实验；计算机基础模块有：离散数学、程序设计、数据结构；电子基础模块有：电路分析、数字电子技术、模拟电子技术和电子工艺实验等。(4)方向核心课程：包括在不同方向上计算机类、教育基本理论、设计类、数字媒体类、远程教育类等方面课程的组合。(5)专业任选课和实践课程：包括专业实习、毕业论文、基于项目与任务的活动等。建议以上课程体系总学分保持在150左右。

笔者作如下设想：如果按总学分150，必修课每门3学分，选修每门2学分算，按7：2：1的比例来设置必修课(公共必修课与专业必修课的比例为3：4)、限选课、任选课，则专业必修课必须开20门以上，专业限选课10门以上，任选课5门以上。具体安排如下：

(1)专业必修课分为专业基础课与专业课两部分，其中专业基础课又分为智能技术基础课与媒体技术基础课，专业课作为专业的主干课程又分为专业理论类、技术应用类、实践类三部分，保证三者各占一定比例；

(2)方向限选课体现分流培养、因材施教的原则，根据学生的兴趣、爱好，旨在培养某一方面的特长，为学生进行选修课学习做准备；

(3)专业任选课以拓展专业广度和深度，满足学生个性化需求、培养“一专多能”的高素质人才为目的，可以分“前沿发展”模块、“邻近学科”模块、“兴趣爱好”模块。一方面向新理论与新技术开放，把学科的最新发展成果作为任选课及时反应到课程之中，并全方位地向其他邻近学科扩散。同时，按照学生的需求开设个性化课程。这样在提高学生选课的自主权和自由度的同时，可以让学生紧跟时展，增强适应性，促进个性化发展；

(4)在专业基础课与专业课中增加选修课，增强课程灵活性与多样性，拓宽口径与适应性；

(5)必修课应控制在2年半左右学完，保证选修课有时间开设。

四　兼顾适应性与超越性，着眼于受教育者终身发展

目前在教育界，对于“是以适应性为主，还是以超越性为主”的问题的回答存在两种态度，一些人持超越论观点，一些人持适应论观点。前者认为，21世纪的科学技术文化会有重大发展变革，知识经济已见端倪，教育和课程改革要着眼于未来的发展需要，而后者则认为，课程教材要适应现实的要求，超越现实，脱离学生的实际，会遭到失败。

在专业课程建设中，专业基础课、教育理论与技术相结合而形成的专业理论课更多的是着眼于厚实基础，有利于学生终身学习与终身发展；而教育理论与技术相结合所形成技术应用课程以及后续的实践应用课程主要是形成动手能力，为学生就业做准备，让学生在走上工作岗位后有一技之长，甚至于具有一定的实践创新意识与能力。

其实，依笔者看来，就人的本质规定性而言，人，首先是一种自然存在物，要生存，但又并非一种一成不变的自然存在物，而是一种独特的超越性存在，不能不体现发展。既立足于现实而又超越现实，不断地将超越了现实的理想世界变成新的现实世界。适应和超越之间是对立统一的、相互依存的、相互转化的辩证关系。选择教学内容，既要考虑受教 育者的年龄特征和接受能力，同时又要促进受教育者的发展，不能延误受教育者的思维发展；既要从我国农业经济和工业经济相混合的现实出发，又要从已露端倪的未来知识经济的发展需要出发，把超越性和现实适应性合理结合起来，克服原来的学科中心、自成体系、彼此隔裂的课程设置方法，更多地采用跨学科和综合一体化的设计方法，按照常新教育、终身教育理念进行课程设计，构建新的课程体系，着重培养学生不断学习的兴趣，淬砺意志，健全人格，获得适应社会变化的综合能力与素养，未尝不是明智之举。五凸显人文精神教育，促进受教育者协调发展

篇6

1留学目的地：伊利诺伊大学

伊利诺伊大学是“莫里尔法案”(由林肯总统在1862年签署)生效最初十年期间通过公用土地赠与方式创立的全美37所高校之一，于1868年正式开学。其座落于美国伊利诺伊州南部安静幽雅的姊妹城镇－厄巴纳和香槟，占地1458英亩，拥有272座主要建筑。此外，学校还拥有一个机场、433英亩森林保留地以及占地1765英亩的阿勒顿公园。

经过近140年的发展，伊利诺依大学已经是全美国最好的大学之一，位居全美公立大学的前五位。该校拥有仅次于哈佛大学和耶鲁大学的美国第三大大学图书馆，图书资料达一千七百多万册。此外，学校还有自然史博物馆、世界传统文化博物馆以及一个美术馆和一个表演艺术中心。该校能提供一百五十多个专业方向领域的四千多门课程，每年授予一万五千多个学位，其中每年授予的博士学位获得者人数稳居全美前五名。目前，该校拥有近两千名教授和四万余名学生。其中，学生由近三万名大学生和一万一千余名研究生组成，含外国留学生近五千名。

伊利诺伊大学以理工科尤称翘楚，稳居全美大学排名前六位。进一步讲，有十余个本科专业位列全美前二十五名，其中会计学、材料学、农业工程、土木工程、环境工程、计算机科学、核工程、机械工程等并位居前五位；有超过六十多个研究生专业位列全美前三十名，其中图书馆学、土木工程、材料学、微生物学、计算机科学、计算机工程、无机化学、分析化学、冷凝物质、逻辑学、数论等并高居前五位。该校共有11位教师及校友荣获过诺贝尔奖，18位教师及校友荣获过普利策奖。其中，该校教授巴丁因发明晶体管和提出低温超导理论而成为历史上在同一领域(固体物理学)两次获得诺贝尔物理学奖的第一人。另外，尼龙的发明者卡罗瑟斯、集成电路的发明者杰克科勒比、第78届奥斯卡金像奖最佳导演获得者李安等均为该校毕业生，我国前著名科学家竺可桢早年也曾在该校攻读农学。

非常幸运和特别值得一提的是，此番留学团队组成成员的研究兴趣或主攻方向均属伊利诺伊大学的优势学科方向，这为各位老师的学习和提高创造了非常重要的基础和前提条件，同时也从侧面反映了国家教育部留学基金委的工作非常到位和值得肯定。

2计算机学科课程设置的比较

我是北京交通大学计算机学院的一名专业基础课程任课教师，主要讲授本科“操作系统”和研究生“安全操作系统”，有幸被分派到久负盛名的伊利诺伊大学计算机科学系进行访问学习。网络神童马克・安德森曾在那里设计了互联网浏览器软件Mosaic及Netscape，著名的微软IE浏览器至今还是构建在Mosaic的基础上。留学期间和回国后，我曾对伊利诺伊大学计算机学科课程设置进行了较为粗浅的分析和对比性研究。

伊利诺伊大学计算机科学系可提供三种不同的大学学位教育(即工学院的计算机科学专业理学学士以及文理学院的数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士)、五年制本硕连读学位教育、辅修计算机科学专业学位教育及软件工程学历证书。本科学位教育主要由校院教学要求和专业教学要求两部分构成。前述计算机科学专业理学学士、数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士的主要区别就在于学院要求和专业要求的不同。例如，工学院要求物理与化学，而文理学院则不要求，同时两个学院的一般教学要求也略微有所不同。不同专业间的教学要求区别在于数学与计算机科学专业要求多上三门不同的数学类课程，同时又比计算机科学专业少上五门计算机科学类课程。统计学与计算机科学专业和数学与计算机科学专业的要求大致相同，只是用统计学类课程替代了某些数学类课程。对于三个专业来讲，有15门数学类或计算机科学类课程是相同的，所以共性大于不同。需要指出的是，计算机科学类课程由计算机科学系负责开设和讲授，课号、名称及要求完全一致。这和国内的大学是不一样的，至少北京交通大学是如此：和计算机专业较为相似的理学院的信息与计算科学专业的某些计算机类核心课程(如“操作系统”)的要求和讲授就与计算机学院无关。此外，国内大学本科培养方案则由通识教育、学科门类教育、自主教育三部分教学要求构成，它们与伊利诺伊大学的学院级或专业级教学要求间的对应关系并不明晰。其中，通识教育由综合基础和基本技能组成，为面向全校本科生的公共要求(伊利诺伊大学在这点上似乎不太明确或较弱)；学科门类教育由学科门类基础课程、大类专业基础课程和专业课程构成；自主教育包括全校通识教育与各学科门类教育课程与实践、系列讲座、竞赛、证书、科研论文、自主和开放实验、就业实践、科研实践等，是我国高校为加强实践环节和推动就业竞争力而引入的具有中国特色的课程学分组成，国外自然无等同物。

具体以计算机科学专业培养方案为例对比来讲，伊利诺伊大学总共要求128学分，含学院级要求39-51学分、专业要求76-85学分(参表1所示)；北京交通大学总学分要求为190学分，含通识教育必修40学分和选修20学分、学科门类教育必修97.5学分和选修22.5学分以及自主教育选修10学分(参表2所示)。后者比前者高出62学分，主要包括必修类的英语16学分(国外对外语的要求为0-12学分，注意其并未指定特定语种)、选修类的自主教育10学分。国内通识教育综合基础部分(必修22学分、选修14学分)近似等同于国外的人文社会科学类课程(18学分)，但多出18学分的教学要求。另外，国外大学专门设立写作课程(含4学分写作I、3学分高级写作)来传授和培养学生的写作技巧与能力，国内大学则主要通过毕业设计环节的论文写作(毕业设计共16学分)来达到相同的目标。国外大学把普通化学I和普通化学实验I(共计4小学分)作为工科专业的公共基本要求，而国内大学如计算机科学专业在内的工科专业则可以不选修化学类课程；同时，国内大学设定数学、物理类课程同为学科门类基础课程，而国外大学则把其中的微积分、概率论或统计学作为计算机科学专业的专业要求。

表1 伊利诺伊大学计算机科学本科专业培养方案

注：表中大类专业基础理论与实践(必修)主要包括计算机科学技术导论、电子技术类课程(电路分析基础3学分、模拟电子技术3学分、模拟电子技术实验1学分、数字电子技术3学分、数字电子技术实验1学分)、计算机数学类课程(离散数学8学分)、计算机软件类课程(数据结构4学分、高级语言程序设计4学分、操作系统4学分，编译原理3学分)、计算机硬件类课程(计算机体系结构2学分、计算机组成原理3学分、计算机组成原理实验1学分)等；专业主修(必修)课程主要包括数据库系统原理、接口技术、计算机网络原理、接口技术实验、计算机网络原理实验、毕业设计等。专业特色课程(选修)则划分为四个方向给出可选课程：1、计算机软件类(软件测试、统一建模语言、高性能计算导论、软件工程、Web程序设计、Unix/Linux环境下程序设计、XML程序设计、软件类综合实践)；2、计算机硬件类(计算机控制技术、硬件类综合实践)；3、计算机网络类(计算机安全保密、网络安全与管理)；4、计算机应用技术类(人工智能、人机交互技术、计算机辅助造型与动画设计、数字图像处理)。

伊利诺伊大学要求学生学习和掌握数字计算机的理论、设计和应用的广博深厚的知识。前两年主要学习数学与物理以及入门性计算机科学基本原理。第三年完成基本的计算机科学课程，并要求选修和拓展学生的理论基础。第四年鼓励学生就自己感兴趣的方向和课题进行学习和深入的理解(均为选修课)。进一步说，国外大学计算机科学专业关于计算机专业特色课程的公共要求简单明晰，仅包括计算机科学导论、数据结构与软件原理、计算机体系结构I/II、系统编程、大程序设计项目、计算理论入门，等，而多达24-27学分允许学生可按计算机科学、科学计算(计算机科学与工程)、数学三大方向分轨选课(参表3所示)；而其中在计算机科学方向并给出系统、数据库、图形学、人机交互、编程语言、人工智能、信息安全、网络等八个子方向，在科学计算方向上并给出航空宇宙工程、应用数学、天文学、大气科学、生物学、生物医学仪器、生物分子工程、化学工程、化学、控制、电子工程、工程机械学、环境工程学、遗传学、地质学、制造工程、材料科学、机械工程、建模与仿真、神经系统科学、原子工程、运筹学、优化、物理学、等离子工程、心理学、放射学工程、机器人学、信号与图像处理、统计学、结构工程等三十多个子方向上给出细化且较为明确的各6-分的选课指导和教学要求。

表3 伊利诺伊大学计算机科学专业按方向分轨选课

相比较之下，国内大学计算机专业设立的公共特色专业课程则较多，有时即便划分出一些方向，要么方向太大，要么选课思路和教学要求不太明确。

3教学科研、学生素质培养及其他

在伊利诺伊大学，我主要选择了三门与我在国内所授课程及研究方向关系密切的计算机科学专业课程(包括CS 423 Operating System Design“操作系统设计”，CS 523 Advanced Operating Systems“高级操作系统”和CS498DM Software Testing“软件测试”)进行旁听学习。

从专业课程教学内容组织安排及教学环节课堂组织可以看出，国外大学始终贯彻教学过程以“学生”为主体的宗旨和理念，强调学生的自主学习，要求学生在课前完成充分的预习准备、课后完成复习思考或上机作业，否则课堂根本就是听天书，学不会是学生自己的事情且归因于其自身的问题)；授课教师在课堂上主要扮演组织者的角色，引领学生在操作系统设计概念原理或软件测试基本理论与技术的知识海洋中畅游，或快速前行或停下来慢慢品尝，或提出问题让学生分组讨论和自己给出答案，或启发式般把教学话题引向研究前沿进而开阔学生的课程视野和激发学生的学习兴趣与热情。相比较之下，国内课程教学则把更多的责任赋予教师，要求教师关于课程教学内容组织的科学性并深入浅出地讲清楚、讲彻底，对学生的要求不是非常强调。

同时，国外大学授课教师关于课堂组织的自主性更为灵活多样。其间，软件测试授课教师并邀请了知名计算机软件开发公司的资深测试师就软件测试的公司组织运作方式和软件测试技术及实用技巧，使学生实现了与社会公司及实用技术的零距离接触；操作系统设计授课教师并委托她的两个研究生分别就他们当前所作科研课题项目阶段成果的主题报告，使学生对操作系统领域的研究前沿及自己将来可以利用本门课程所学知识在实业界有所作为的方向有了感性和更为明确的认识；高级操作系统授课教师更是针对研究生授课对象、采取自己在课程前后把关、指定不同主题和分发文献资料由所有学生依次轮流课堂汇报的形式，既完成了课程内容的深度挖掘拓展及学生关于课程内容全面掌握的教学任务，又培养了学生的自主学习意识和锻炼了学生的自主学习能力，还提高了学生的科研文献阅读水平、科研调研能力和演讲报告能力。另外，我还在伊利诺伊大学强化英语学院参加了教学术语与教育学(Professional Language and Pedagogy, 简称PLP)和美国文化与交流( American Culture and Communication, 简称ACC)等两门课程的学习，其课堂组织形式和授课方式则更为多样化，或让学生自己走上讲台实践和体验课堂讲授和组织技巧，或实地参观访问当地图书馆、校园问路、到餐馆点菜用餐、到咖啡屋品尝咖啡，甚至安排了与当地居民配对、每周定时交流谈话一次的环节，这对于日益国际化的国内大学的语言教学的开展无疑具有非常重要的借鉴作用。

从课程评分环节而言，国外课程强调实践环节并以较高权重计入课程最终成绩，鼓励分组协作但应通过团队演讲或逐个交流等来细化组员得分等级，课程最终成绩由期中考试成绩、平时成绩(考勤与平时作业)、实践环节成绩和期终考试成绩综合构成从而避免单纯依靠期终考试成绩计分机制可能造成的期末突击风与无法真正掌握知识等弊端，其中平时成绩、实践环节得分和期中成绩的计算充分利用和信任研究生助教，当然，从另一方面讲也起到了培养研究生工作态度和能力的效应。国内大学特别是计算机专业关于课程实践环节的教学要求也在逐步增强，但课程成绩更多地取决于期末成绩，大多数课程不在设立期中考试(这在一定程度上可归因于近年来一直不断扩招的客观现实及由此引发的庞大工作量、教学资源等条件的限制)，学生当中抱有凭借期末突击过关心态的现象较为普遍，对教学质量和教学效果的负面影响不可忽视。

当然，这并不是说国外大学不重视课堂教学质量；相反，国外大学对课堂教学和成绩考评的重视程度较之国内大学有过之而无不及(只不过其更遵循“学生”作为主体的客观教学规律并据此开展课堂教学活动而已)，这从其在各门课程最后一节课给学生分发和要求填写课堂教学评价表、学年末由学生自主推选产生“我最敬爱的老师”以及学校专门常设有考卷测评研究机构等可见一斑。国内也有类似的课堂教学评测手段，只不过基于校园网在网上展开而已，同课堂分发为听课者有份的评价机制相比，网上硬行要求每一位同学参与测评的方法存在部分不听课同学随意评价的问题。

另外，我觉得伊利诺伊大学同一专业课程(主要指本科高年级专业课程，如CS 423和CS498DM)在本科生和研究生之间打通的做法非常值得借鉴。一方面，研究生本来就存在跨专业报考和录取的现实，自然而然地某些专业课程需要补修；另一方面，即便是本科和研究生读的是同一专业，也可能由于兴趣或研究方向的改变而使得需要选修某些本科阶段就曾开过但不曾选修的专业课程。况且，国内为研究生和本科生开设的同一类型课程的教学内容往往也是大同小异，只是掌握深度和难度有所区别而已；而从实际技能与水平而言，本科高年级学生与课程学习阶段的研究生本来就没有什么大的区别。如果专业课程在本科和研究生之间打通，则可以节省教学资源并便于统一专业课程体系与教学安排。至于相关专业课程的本科与研究生要求的区别对待，则可采取补充针对研究生的课程要求、增强研究生实践动手环节或论文演讲环节等措施。同样地，硕士研究生和博士研究生的专业课程(如CS523)同样可以打通。

如前所述，伊利诺伊大学的科研实力是非常强的，科研氛围自然也非常浓厚。另外，从整个校园、工学院乃至计算机科学系层出不穷、从不间断的各种类型的学术报告、研讨会或研讨班，大厅或楼道里相关单位最新科研成果的展示、科研项目或相关人员的获奖快报以及包括微软研究院、谷歌、摩根斯坦利等参与的主题活动日与信息技术讲座中也验证和说明了这一点。

现今美国社会有其好的一面，也有其不好的一面，我们在改革开放的过程中应该学习其好的地方，但同时必须坚持自己好的方面。换句话说，应该在坚持自己的好的方面的基础上吸收世界文化的精髓，而非完全抛弃自我和全盘吸收他国的无论精华还是糟粕。我国从古至今一直赋予教育机构道德教育的责任，这是非常重要和必要的，应予坚持、加强。“十年树木，百年树人”，无论家庭，学校还是社会，要关注青少年的道德教育，付出再大也不为过。

另外，我们还利用春假参观了著名的哈佛大学和麻省理工学院，给我的深刻影响是哈佛校园(建设)非常一般，草坪光秃秃的居多，难道真的是老牌名校不在乎这些？不过，其诺贝尔获奖者人数又是非常之多。果真是“山不在高，有仙则灵；水不在深，有龙则灵”吧！国内高校是否应该由此得到启发，把本不富足的经费优先用于人才引进和真正的科研资助上，而非老是富丽堂皇的表象第一。

三月份的一个周末，伊利诺伊大学曾举办了一场规模庞大、全校各单位甚至外联单位一并参与、面向全社会(老少与年轻人皆有“节目”可看)的学术活动节，展示了该校相关的科研学术成果、学生科技成果及与日常生活紧密相关的科普演示实验等，活动节全体总动员和面向社会开放的举措值得国内高校借鉴，这其实是拉近市民与高校距离，并向社会宣传学校的一次大好机会。

参考文献

[1] 北京交通大学教务处编制.北京交通大学本科教学一览.2006.

篇7

关键词：计算思维；表述体系；计算；层次结构；教育；思维习惯

一、问题的提出

2006年3月，周以真（Jeannette M. Wing）教授在国际著名计算机杂志Communications of the ACM上发表了《计算思维》一文[1]，并用3种技能定义了“计算思维”，该定义被国际学术界广泛采用。然而人们仍然在问，计算思维是什么？计算思维的核心是什么？计算思维的组成元素是什么？计算思维会因学科的不同而不同吗[2]？

显然，要给出计算思维的一个内涵式的定义是困难的，周以真教授为此给出了一个外延式的定义，并请大家尽可能地补充。周以真教授希望人们不要将精力放在计算思维的定义上，而更多的是将精力放在计算思维的运用上，通过计算思维在各自学科领域创造性地进行科学发现与技术创新。周以真是成功的，她联合美国国家科学基金会的各个学科部门，推动了美国两个重大的国家科学基金研究计划CDI和CPATH，促进了美国以计算思维引领的各学科的发展。在她退出美国国家基金会后不久，她又得到了微软公司的邀请，担任了微软负责研发的副总裁职务。毫无疑问，周以真教授的建议是正确的，通过计算思维，可以在多学科的行动中，进行根本的、范式变化的研究与发现。

一般来说，一个好的研究“主题”在开始的时候，可以先用外延式的方式尽可能拓展开来，随着研究的深入，人们希望建立一个框架，让更多的人更容易理解这个“主题”，持续地发挥这个“主题”的作用，进一步拓展它的应用范围。教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会遵循这样的基本原则，鼓励学校、教师先实践[3-7]。在已有的大量实践基础上，教指委认为，目前很有必要尽快给出计算思维表述体系的一个基本框架，进一步推动这项改革。本文作者受教指委的委托，对此展开了研究工作。

二、计算思维教育的目的

在构建计算思维的表述体系之前，人们希望先明确计算思维的教育目的之所在。本文认为，计算思维教育的目的是培养一种思维习惯，一种像计算机科学家思考问题那样的习惯。

在研究层面，对于一个问题的解决，著名计算机科学家、1998年图灵奖获得者詹姆士・格雷（James Gray）的思路（习惯）是这样的：

（1）首先，对问题进行非常简单的陈述，即要说明解决一个什么样的问题。他认为，一个能够清楚表述的问题，能够得到周围人的支持。虽然不清楚具体该怎么做，但对问题解决之后能够带来的益处非常清楚。

（2）其次，解决问题的方案和所取得的进步要有可测试性。

（3）最后，是整个研究和解决问题的过程能够被划分为一些小的步骤，这样的话就可以看到中间每一个取得进步的过程。

在技术层面，美国华盛顿大学教授、美国国家研究立法委员会计算机文化协会主席史耐德（Snyder Lawrence）教授在其撰写的《新编信息技术导论：技能、概念和能力》一书中指出，人们可以从抽象的角度来思考信息技术。他写道，当你成为数字文人之后，你可以从抽象的角度来思考技术，而且更喜欢（习惯）提以下问题：

（1）对于这个软件，我必须学会用哪些功能，才能帮助我完成任务？

（2）该软件的设计者希望我知道些什么？

（3）该软件的设计者希望我做些什么？

（4）该软件向我展示了哪些隐喻？

（5）为完成指定任务，该软件还需要其他哪些信息？

（6）我是否在其他软件中见到过这个软件中的操作？

在专业层面，对于一个专业的计算问题，笔者认为：从计算的手段来看，我们应当使计算机械化（如算盘、手摇计算机、模拟计算机、电子数字计算机）；从计算的过程来看，我们应当使计算形式化（如图灵机、计算理论）；从计算的执行来看，我们应当使计算自动化（如冯・诺依曼机）。

在计算思维的研究中，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会主任委员李廉教授认为，在传统的教学中，计算思维是隐藏在能力培养内容中的，要靠学生“悟”出来，现在要把这些明白地讲出来，让学生自觉地去学习，提高培养质量，缩短培养的时间。从软件开发的角度，他提出了抽象与绑定的研究思路，大致是，抽象是构建和理解复杂系统的工具，规范是现实世界到虚拟世界的抽象；而绑定是虚拟世界到现实世界的重现，所有的软件开发，无非都是抽象与绑定的结果。

美国计算机科学技术教师协会则认为，计算思维的教育应存在于每一所学校的每一堂课程的教学中。他们认为衡量是否采用了计算思维，取决于对于一个要解决的问题，教师能否有意识（习惯）地提出以下问题[8]：

（1）人与计算机的计算能力有多大，各自的局限性是什么？

（2）研究的问题复杂性有多大？

（3）问题解决的判定条件是什么？

（4）什么样的技术可以应用于当前的问题讨论中？

（5）什么样的计算策略更能有效地解决当前的问题？

以上是计算机科学家以及计算机教师协会关于问题解决的思维习惯。随着研究的深入，人们不仅需要总的一般性的认识，人们还希望建立在某种合理框架上的认识，以便系统地、有步骤地、鲜明地培养这种习惯，最终全面提高人们的计算思维能力。

三、计算思维表述体系的框架

计算思维表述体系的框架，涉及计算思维的组成元素以及这些组成元素之间的相互关系。在美国CPATH计划的支持下，经过几年的努力，已取得一些成果。如在CPATH计划的支持下，美国德保罗大学（DePaul University）的教授们就在ACM前主席Denning“伟大的计算原理”概念分类的基础上构建了一个教学框架，把通识教育中的核心技能――逻辑推理、写作和伦理联系了起来[9]。Denning设想，在向各学科介绍计算原理时要力争做到通俗易懂，通过大众化的解读来建立一种超越学科范畴的计算共识，由此构建不同学科之间的全新关系。他表示，计算原理可以被归为7个类别，每个类别都从一个独特的视角去看待计算本身。根据Denning的观点，7个伟大的计算原理分别是：计算、通信、协作、记忆、自动化、评估和设计[10]。

1.基于“伟大的计算原理”计算思维表述体系框架

Denning的7项“伟大原理”奠定了一个基础，这个基础可以帮助人们认识和组织计算思维的实例，并将它们进行有效的分类。同时，这个基础也可以认为是一个框架，这个框架可以帮助人们将计算思维运用到计算机科学以外的领域。在基于“伟大的计算原理”研究中，我们认为，“抽象”也是一个伟大的计算原理，应纳入框架之中。另外，Denning划分的概念之间没有层次和逻辑关系，还需进一步完善。下表给出基于“伟大的计算原理”构建的计算思维表述体系框架。

2.计算思维表述体系中的基本概念

在周以真的文章中，计算思维指的是一种能力，这种能力通过熟练地掌握计算机科学的基础概念而得到提高。周以真将这些基础概念用外延的形式给出：约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、建模、预防、保护、恢复、冗余、容错、纠错、启发式推理、规划、学习、调度等。周以真希望人们对这些基础概念继续补充，本文认为，这些基础概念至少还应该包括CC1991 给出的12个核心概念：绑定、大问题的复杂性、概念模型和形式模型、一致性和完备性、效率、演化、抽象层次、按空间排序、按时间排序、重用、安全性、折中与结论。显然，12个核心概念与周以真给出的基础概念有些是重合的，如“建模”与“概念模型和形式模型”。下面，对以上概念进行分类，力求减少它们的交集。另外，我们希望更多的学者对这些概念（包括扩展的基础概念）在研究的基础上进行更有效的分类，以使该框架更加完善。

在本文给出的计算思维表述体系框架中，“计算”是一个中心词，是第一层次的概念，其他7个概念以“计算”为中心并服务于“计算”；7个概念中的“抽象、自动化和设计”为第二层次的概念，是从不同方面对“计算”进行的描述；“通信、协作、记忆、评估”蕴含在“抽象、自动化和设计”三个概念之中，是计算机科学中仅次于“抽象、自动化和设计”的基础概念，属框架中第三层次的概念（如下图所示）。对这些概念的理解，有助于加深人们对“计算”的认知。下面，分别对这些概念进行定义。

计算思维基本概念的层次关系图

（1）计算（Computation）是执行一个算法的过程。从一个包含算法本身的初始状态开始，输入数据，然后经过一系列中间级状态，直到达到最终也即目标状态。计算不仅仅是数据分析的工具，它还是思想与发现的原动力。可以认为，计算学科及其所有相关学科的任务归根结底都是“计算”，甚至还可以进一步地认为，都是符号串的转换。效率是计算问题的核心，以计算思维为切入点的大学计算机教学改革最大的亮点在于充分地重视“计算复杂性”这个与“效率”有密切联系的核心概念。一般来说，掌握一个概念往往需要举出反映该概念本质的3个经典案例和3个反例。计算包含的核心概念有：大问题的复杂性、效率、演化、按空间排序、按时间排序；计算的表示、表示的转换、状态和状态转换；可计算性、计算复杂性理论等。

（2）抽象（Abstraction）是计算的“精神”工具。周以真认为，计算思维的本质是抽象化。至少在两个方面，计算学科中的抽象往往比数学和物理学更加丰富和复杂。第一，计算学科中的抽象并不一定具有整洁、优美或轻松的可定义的数学抽象的代数性质，如物理世界中的实数或集合。例如，两个元素堆栈就不能像物理世界中的两个整数那样进行相加，算法也是如此，不能将两个串行执行的算法“交织在一起”实现并行算法。第二，计算学科中的抽象最终需要在物理世界的限制下进行工作，因此，必须考虑各种的边缘情况和可能的失败情况。抽象包含的核心概念有：概念模型与形式模型、抽象层次；约简、嵌入、转化、分解、数据结构（如队列、栈、表和图等）、虚拟机等。

（3）自动化（Automation）是计算在物理系统自身运作过程中的表现形式（镜像）。什么能被（有效地）自动化是计算学科的根本问题。这里的“什么”通常是指人工任务，尤其是认知任务，可以用计算来执行的任务。我们能够使用计算机来下棋吗？能够解决数学问题吗？给出关键字能够在因特网上搜索到我们头脑中想要的东西吗？能够实时地将汉语和英语互译吗？能够指引我们开车穿过偏僻地形的地区吗？能够准确地标记图像吗？能够看到我们眼睛看到的东西吗？在周以真的论文中，她认为，计算是抽象的自动化。自动化意味着需要某种计算机来解释抽象。这种计算机是一个具有处理、存贮和通信能力的设备。计算机可以被认为是一台机器，也可以是一个人，还可以是人类和机器的组合。自动化包含的核心概念有：算法到物理计算系统的映射，人的认识到人工智能算法的映射；形式化（定义、定理和证明）、程序、算法、迭代、递归、搜索、推理；强人工智能、弱人工智能等。

（4）设计（Design）是利用学科中的抽象、模块化、聚合和分解等方法对一个系统、程序或者对象等进行组织。在软件开发中，设计这个词意味着两件事：体系结构和处理过程。一个系统的体系结构可以划分为组件以及组件之间的交互活动和它们的布局。处理过程意味着根据一系列步骤来构件一个体系结构。好的设计有正确性、速度、容错性、适应性等4个标准。正确性意味着软件能符合精确的规格。软件的正确性是一项挑战，因为对一个复杂系统来说精确的规格是很难达到的，而证明本身就是一个棘手的问题。速度意味着我们能够预测系统在我们所期望的时间内完成任务。容错性意味着尽管有一些小错误但软件和它的主系统仍然能够正确地运行。适应性意味着一个系统的动态行为符合其环境的使用。设计包含的核心概念有：一致性和完备性、重用、安全性、折中与结论；模块化、信息隐藏、类、结构、聚合等。

（5）通信（Communication）是指信息从一个过程或者对象传输到另一个过程或者对象。通信包含的核心概念有：信息及其表示、香农定理、信息压缩、信息加密、校验与纠错、编码与解码等。

（6）协作（Coordination）是为确保多方参与的计算过程（如多人会话）最终能够得到确切的结论而对整个过程中各步骤序列先后顺序进行的时序控制。协作包含的核心概念有：同步、并发、死锁、仲裁；事件以及处理、流和共享依赖，协同策略与机制；网络协议、人机交互、群体智能。

（7）记忆（Recollection）是指通过实现有效搜索数据的方法或者执行其他操作对数据进行编码和组织。计算思维表述体系中的记忆是人们讨论大数据背后的原理之所在，没有“记忆”这个伟大原理，大数据就是空谈。记忆包含的核心概念有：绑定；存储体系、动态绑定（names、Handles、addresses、locations）、命名（层次、树状）、检索（名字和内容检索、倒排索引）；局部性与缓存、trashing抖动、数据挖掘、推荐系统等。

（8）评估（Evaluation）是对数据进行统计分析、数值分析或者实验分析。评估包含的核心概念有：可视化建模与仿真、数据分析、统计、计算实验；模型方法、模拟方法、benchmark；预测与评价、服务网络模型；负载、吞吐率、反应时间、瓶颈、容量规划等。

四、计算思维的作用

计算思维表述体系的建立，有助于计算领域以外的人了解和运用计算思维，伴随经典实例的计算概念讲授，可以让计算领域以外的人了解计算的美丽与愉悦，拓展计算思维的应用范围。虽说计算作为一门学科存在的时间不长，但人们已经认识到计算在科学界的影响力。1982年，诺贝尔物理学奖得主Ken Wilson在他的获奖演讲中就提到计算在他的工作中扮演的重要角色。2013年的诺贝尔物理学奖、生理学或医学奖都与“计算”有关，化学奖的主要成果“复杂化学系统多尺度模型的创立”，这更是一个典型的用计算思维的方式――结构和算法的过程得到科学新发现的实例。

在分子生物学领域取得的研究进展中，计算和计算思维已经成为其核心内容。如今在研究许多复杂的物理过程（如群鸟行为）时，最佳方式也是将其理解为一个计算过程，然后运用算法和复杂的计算工具对其进行分析。从计算金融学到电子贸易，计算思维已经渗透到整个经济学领域。随着越来越多的档案文件归入各种数据库中，计算思维正在改变社会科学的研究方式。甚至音乐家和其他艺术家也纷纷将计算视为提升创造力和生产力的有效途径。

总的来说，计算思维为人们提供了理解自然、社会以及其他现象的一个新视角，给出了解决问题的一种新途径，强调了创造知识而非使用信息，提高了人们的创造和创新能力。

1.理解自然、社会等现象的新视角

在许多不同的科学领域，无论是自然科学还是社会科学，底层的基本过程都是可计算的，可以从计算思维的新视角进行分析。其中，“人类基因组计划”就是一个典型案例。

用数字编码技术来解析DNA串结构的研究是计算思维的一个经典实例，其为分子生物学带来了一场革命。将有机化学的复杂结构抽象成4个字符组合而成的序列后，研究人员就可以将DNA看作一长串信息编码。DNA串结构实际就是控制有机体发育过程的指令集，而编码是这一指令集的数据结构，基因突变就类似于随机计算，细胞发育和细胞间的相互作用可视为协同通信的一种形式。沿着这一思路，研究人员已经在分子生物学领域取得了长足的进展，最具代表性成绩就是“人类基因组计划”中包括的人体内全部DNA解码、基因测序并绘制人类基因图谱、开发基因信息分析工具等一系列任务的圆满完成。

2.解决问题的新方法

折纸又称“工艺折纸”，是一种以纸张折成各种不同形状的艺术活动。折纸发源于中国，在日本得到了很大的发展，历经若干世纪，现在的日本折纸已成为一项集艺术审美、数学和计算机科学于一身的新艺术，而且还催生了名为“计算折纸”的新领域。该领域通过与折纸算法有关的理论来解答折纸过程中遇到的问题。如在折出某个物品之前事先将这一物品的外形抽象成一张图，这就用到了图论。一旦将某个物体抽象为图的形式就可以得到描述整个折叠顺序的算法，这就意味着该物品对应的折纸过程完全可以实现自动化，运用计算思维的这种抽象和自动化方法还可以做出更多更为复杂的折纸。折纸艺术家可以在完成折纸工序自动化的过程中，从折纸创新的角度向人们更为具体地介绍折纸的基本概念。在美国德保罗大学基于计算思维的教学改革中，已成功地将这种解决问题的新方法及其案例融入课程，特别是人文类课程的教学中[9]。

3.创造知识

采用计算思维还可以创造大量的新知识，比如，亚马逊公司“网上购物推荐系统”创造的新知识。亚马逊公司成立时间并不长，但通过客户浏览网站的痕迹和购物的历史记录，该公司已经积累了大量的客户信息。传统的统计方法成为亚马逊公司手中的有力杠杆，借力这些信息，公司得以及时跟踪客户的喜好和兴趣以及公司的库存产品。但是这些累积信息中可能包含一些无法基于视觉或者手动检测的数据模式，而知识的创造过程就是发现并且明确地表述出那些藏而不露但意义深远的数据模式。亚马逊公司利用各种方法对这些数据进行深入挖掘并用于各项决策中，比如给某位顾客推荐某些书。亚马逊的推荐系统正是建立在这些客户留下的数据信息的基础上，比如该客户的历史购物记录以及购买了同一件商品的其他客户的购物记录。就是这些规则构成了亚马逊的推荐系统，而它正是该公司商业模式的核心部分，也是Netflix prize算法竞赛中列举的在线商务系统的核心。

4.提高创造力和创新力

计算思维可以极大地提高人们的创造力。比如在音乐制作领域，依靠计算机的软硬件可以产生大量的合成声音，创作音乐。从最简单到最复杂的任何声音都可以通过计算机的软件来合成。基于声音物理特性的理解以及对这种特性在计算机中存储的认识，人们可以采用计算思维了解声音的合成过程与音乐的制作过程。通过音乐合成软件的研制，人们可以很自然地将编程和作曲思维变成一种平行关系，并采用这些软件产生大量的高质量音乐作品。实际上，鉴于这个目的，人们已经开发出不少功能强大的音乐制作编程语言，如Nyquist、JFugue、DarkWave Studio等。

参考文献：

[1] Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM， 2006， 49（3）.

[2] National Research Council. Report of a workshop on the scope and nature of computational thinking[M]. National Academies Press， 2010.

[3] 教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会. 计算思维教学改革宣言[J]. 中国大学教学，2013（7）.

[4] 九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学，2010（9）.

[5] 陈国良. 计算思维：大学计算教育的振兴，科学工程研究的创新[J]. 中国计算机学会通信，2012，8（1）.

[6] 陈国良，董荣胜. 计算思维与大学计算机基础教育[J]. 中国大学教学，2011（1）.

[7] 李廉. 以计算思维培养为导向深化大学计算机课程改革[J]. 中国大学教学，2013（4）.

[8] Pat Philips. Computational Thinking： A problem-solving tool for every classroom[EB/OL]. http：///Resources/sub/ ResourceFiles/ComputationalThinking.pdf.

篇8

【关键词】慕课 大学英语教学 优势 策略

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）07-0025-01

慕课（MOOCs）是最近几年才流行起来的一种在线课程教育模式，它是指由主讲教师负责制且众多学习者共同参与的一种教育手段，由授课视频、课后练习、网络互动以及学习测试等多方面交织在一起的网络教学过程。在2011年，美国斯坦福大学的史朗教授将其《人工智能导论》的授课内容分享到互联网上，吸引了来自全球各地16万余名大学生的目光，最终有2万余人完成了该门课程的学习，由此预示了慕课风暴的兴起，接着美国的《纽约时报》将2012年称为“慕课元年”，该报认为慕课是自印刷术以来人类历史上改革力度最大的教育革命。尤为重要的是，慕课内容基本上都是免费提供的，且由于互联网的存在使得分布在不同地域的学习者可以随时随地听到或看到全球顶级名校多个学科和专业的精彩讲座，从而极大程度上弥补了由于教育资源分配不公平所带来的差异。目前来看，世界上最有影响力的慕课是Coursera、edX和Udacity，受到国外慕课风潮的“感染”，自2013 年5月份以来人民日报、光明日报、中国教育报、中国科学报等中央级媒体纷纷在显著版面位置介绍了与慕课相关的知识，国内一些知名大学也纷纷宣布加盟美国的慕课平台。由此可见，慕课时代的来临的确已经引发了教育理念和教育方式等方面的变革，其中大学英语教学改革自然也不能例外，而正确的做法是我们充分利用慕课的先进性使之成为促进英语教学改革的重要基石。

一、慕课与英语教学相结合的优势所在

1.慕课的知识结构系统化，有利于促进大学生语法知识体系的形成。慕课是按照严格的科学体系构建而成的，它的构建基础是学校教育的严密逻辑性和科学系统性，它为我们带来的不是碎片化的零星知识。从当前慕课的呈现状态来看，课程设置大多以知识单元为标准来进行划分的，让有需要的学习者能够按照慕课展现出来的图谱进行针对性的学习。对我国的大学生来说，英语是一门外语，英语学习缺少与生俱来的自然环境，而有限的外教授课时间根本不可能使他们像习得母语那样自然形成语感。同时，由于语法学习缺乏纲要式的归纳提炼，不具系统性的英语语法知识教学给大学生带来的只是在课堂上形成的短暂习得，很容易就会被淡忘。久而久之，各种语言现象杂乱无章，使得大学生缺乏足够的使用英语的自信心。而慕课可以凭借其明晰化的语法知识结构，帮助大学生构建起准确的语法知识系统，使大学生在进行英语交际的过程中，可以通过已掌握的语法知识自觉地监控自己的语言输出，从而在保证语言流畅性的同时，提高了语言输出的准确性。

2.慕课的学习方式互动化，有利于大学生自主学习方式的建构。慕课一改传统英语学习中学习者所处的弱势地位，真正关注学习者学习兴趣的激发和主观能动性的发挥。在慕课平台上，学习者在轻松愉快的学习氛围感染下，以及先进的网络学习工具的充分支持下，将初始的获取知识的欲望成功转化为主动汲取知识的动力。使得漠视“学习者”为学习主体的“异化行为”回归到正确的轨道上来，变传统的以“灌输”为主的英语课堂转变成为以“学习者”为主体的在线网络学堂。动机是一切教学活动的保证，因此面对枯燥乏味的传统英语教学，如何激发大学生的学习兴趣就显得尤为重要。从心理学的角度而言，人们的学习行为很大程度上是受兴趣驱使的，同时在学习过程中的自我肯定心理以及外部正面评价的存在，也是促使学习者开展自主学习的不可忽视的动力来源，而慕课在线学习恰恰包含了态度、能力和环境等多重要素，为大学生主动构建自主学习方式提供了便捷。

3.慕课学习环境的个性化，有利于大学生自主学习能力的培养。慕课以英语授课视频、精品课件和动画演示等多种方式展现出教学内容，并配备针对性很强的专项练习与讲解，为大学生的拓展学习提供了相关知识点的链接，从而打造出适合大学生的个性化学习环境。首先，大学生可以自由登录课程网址进行自主学习，根据教师提供的自主学习任务书，进入慕课网站中提供的相关网络链接进行自主学习;其次，在教师的指导下，大学生可以有计划地自主阅读英语课外参考书（如英文小说等），撰写英语小论文或剪辑英文资料等，从而形成自己学习英语的“知识仓库“;最后，他们还可以进入英语自主学习中心进行自我测评，对有疑问的地方可以通过英语论坛等同网友和教师进行交流和讨论。

二、慕课背景下的大学英语教学策略

1.合理选择学习内容。很多大学生因为语言障碍使之无法顺利完成国际化慕课内容的学习，这种现象的存在对我国的传统英语教学模式提出了严峻的挑战。慕课的优点之一是允许大学生自定步调开展学习计划而非传统的按部就班，但很多大学生因为语言障碍使之无法顺利完成国际化慕课内容的学习，这种现象的存在对我国的传统英语教学模式提出了严峻的挑战。因此，一是在初始阶段，教师要挑选难度适中的英语教学视频作为学习蓝本，并将教师讲解与视频内容进行有机的结合，真正做到英语语言教学与专业内容教学的高度协调;二是在发展阶段，教师要在课堂上对大学生提出的答疑进行解答，帮助他们克服在学习慕课过程中遇到的困难;三是在总结阶段，教师要根据学生的实际慕课学习情况，找出大学生在学习过程中遇到的普遍性语言障碍的具体原因所在，从而在英语教学过程中进行针对性的强化。

2.科学调整英语课程教学体系。最近几年来，针对我国大学英语课程教学体系改革的呼声此起彼伏，如复旦大学蔡基刚教授等认为大学英语课程内容应该分为专门用途英语和学术英语，而中山大学的王哲博士等认为大学英语课程内容应该是通识教育英语，重点在于培养大学生的人文素养和跨文化交际能力。本文认为，高校可以结合自身所处的地域和生源情况，为大学生开设大学通用英语课程并附以大学英语后续课程的新型大学英语课程教学体系，在这个框架基础上对本校参与慕课学习的大学生进行调研，然后根据调研的数据适当调整英语课程体系。另外，我们应该理性地认识到，我国的大学英语教学不太可能轻易进行大幅度的变革，因此应该循序渐进地逐步实现国际慕课校本化和大学英语慕课化进程。

3.解决好慕课课程的“学分化”问题。以Coursera慕课平台为例，学习其中的任何一门课程均需要大学生将英语作为唯一的语言，并用英语提交作业和参与论坛，这样的学习过程无疑赋予了大学生一种置身于英语国家的感觉。且学习者完成的慕课课程数量越多，英语水平也随之提高越快，而且这种提升是全方位的。因此，高校的教学管理部门应组织英语教师让大学生参加慕课课程的考核工作，考核合格则给予其相应的学分，而考核不通过者则可以参与该课程的下一轮学习继续参加考核，解决好慕课课程的“学分化”问题能从很大程度上激励起大学生参加慕课课程学习的兴趣并提升自己的英语水平。

参考文献：

[1]马武林、胡加圣，国际MOOCs对我国大学英语课程的冲击与重构[J]，外语电化教学，2014-5

[2]霍红、刘妍， 慕课背景下高职英语教学改革初探[J]，职业技术教育，2014-3

篇9

[关键词] 民办高校；MOOC教育；实践策略

[中图分类号] G642

[文献标识码] A

[文章编号] 1671-5918（2016）01-0084-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.01.039

[本刊网址] http：//

一、引言

MOOC――大规模网络开放课程（Massive Open OnlineCourses）的英文缩写（有音译为“慕课”），这是一个诞生不久的词汇，也是一个使用和搜索频率极高的词汇。MOOC课程采用在线的方式来实现课程的学习、互动、共享和测试。近年来，这种对传统高等教育模式和产业的颠覆性模式创新受到了教育界的高度关注，其前所未有的开放新、透明性和优质教育资源的易获得性都对传统教育有着剧烈的冲击。继国外主流大学相继推出MOOC课程后，我国国内的清华大学、上海交通大学等知名高校也制作了自己的慕课课程。然而作为一股不容小觑的教育力量，民办高校却鲜有参与慕课的实施。

二、MOOC课程介绍

MOOC这一概念是2008年在加拿大首次提出的。在形式上，MOOC与一些电视台推出的教育系列节目类似，例如江西教育电视台推出的《高中新课程名师导学》，中国教育电视台推出的《现代幼儿英语》，以及陕西电视台推出的养生类讲座节目。到目前为止，世界上已形成了三大主流MOOC教育平台，它们是Coursera，edX与Udacity。Coursera（）是2012年斯坦福的两位教授发起的，根据其网站的统计数据，截至2014年6月11日，已有109所大学加入其中，向来自全世界的800多万名学习者提供669门课程。目前，Coursera可以向经过签名认证并顺利完成课程的学习者颁发证书；EdX（ ）成立于2012年5月，截至2014年6月11日，edX已经与47所大学建立了合作关系，并推出了175门课程。与此同时，EdX还可向学习者提供三种书；Udacity（）成立于2012年1月，由斯坦福大学教授发起并投资成立，目前已可以将学习者的简历和成绩发给其众多合作公司。

继国外几大慕课平台之后，清华大学的“学堂在线”、上海交通大学的“好大学在线”、深圳大学致力推动的“优课”联盟（UOOC）等中文慕课平台相继上线。2013年7月，上海交通大学联合北京大学、复旦大学、浙江大学等12所著名高校建立中国“慕课”，旨在建设跨校联合辅修专业培养模式的互联网在线开放教育平台，这一举动引起了国内外的广泛关注，相关专家、学者也就在线教育的建设和发展进行了深入的讨论。

总的来说，MOOC的研究紧追MOOC的实践的脚步。在中国，MOOC的研究和实践正在如火如荼的进行着，但也存在着不足，存在着可以继续提升的空间。首先，从本研究所搜集到的文献数量来看，相较于国外的相关学术论文数量，国内的研究还有很大的上升空间。其次，MOOC相关的实践着和研究者一开始就集中在高校，而且大部分都在知名大学，保证了研究成果的学术水准，使得相关研究从一开始就比较规范、严谨，却也限制了其相关研究与实践的视野。

三、国内民办高校介绍

我国民办教育建立的最初时间是20世纪80年代，经历了国家限制、鼓励与大力支持的过程并逐渐发展起来。在办学条件、办学层次以及规模等一系列方面都取得了非常大的成绩，逐渐成为了高等教育事业中的重要组成部分。在取得傲人成绩的同时，民办高校也存在着各种问题。首先，随着高考生源的逐年减少，民办高校陷入短期膨胀后的低谷期，民办高校普遍面临着史无前例的“生源荒”；其次，民办高校在遭遇外部生存压力的同时，也暴露出内部经费来源不足、师资整体水平和梯队素质不高、管理模式僵化等多方面的问题。原本是民办学校应该具有的包括体制机制灵活、改革先行等比较优势逐步丧失，导致特色缺失，同质化严重，缺乏与公办高校同步整体水平的全面提升的核心竞争力。这在某种程度上预示着民办高校的生存危机。

除此之外，民办高校学生特点也不容忽视。不可否认，民办高校学生有其自身优势。基于民办高校的办学特色是培养应用型人才，他们中大多数的人生价值取向积极务实，现实性功利性比较突出，技能特长优势明显，有较强的表现欲望和奉献精神等。其薄弱之处也不容忽视。大部分学生是高中学习成绩不理想的应届毕业生，也有一部分是高考落榜生，学习基础薄弱，学习劲头不足，容易受外界事物影响，自主学习和自我约束能力缺乏。加之就业形势的紧张，导致很多学生对自身发展方向不明确，对未来缺乏信心。

四、民办高校实施MOOC教育成为必然趋势

MOOC的兴起打破了“名校的围墙”，具备传统教育模式所不具备的优势。例如教育模式的灵活性，优质教育资源的公平共享和有利于适应学生的个性化学习要求，强化学生创新能力培养等。正如《中国青年报》所刊，“MOOC将炸开大学的围墙，炸醒昏昏欲睡的课堂，把老师和学生炸到世界几百年来最深刻的教育变革浪潮中去跳舞”，并称这场将于变革为“MOOC风暴”。从我国国内民办教育的种种特点出发，改革迫在眉睫，MOOC教育模式的推行成为必行之路。

首先，MOOC的基本特色之一就是“大规模”，只要会基本的互联网操作就可以申请知名大学的在线课程。斯坦福大学在2011年开设的《人工智能导论》是最成功的范例之一。据统计，全球有来自209个国家的16万人注册了这门课程，并有2.3万人完成整个课程学习并收到了成绩单。这与民办教育招生对象的社会性这一基本理念是完全符合的。民办高校多数实行“宽进严出”的原则，广泛招收学习成绩不太理想的高中应届毕业生和高考落榜生，范围广，社会性强。

其次，MOOC以网络作为教育平台，使教育不再仅仅被动依附大学这个平台与学生互动。从理论上讲，一个好的教师可能不一定需要任职于大学或者教育机构，在社会各领域有一定造诣的人都可以利用MOOC平台来传授知识。而民办高校更是有承办学校的动态性这一特点。

最后，由于MOOC教育的实施，通过大学培养和评价人才的单维模式可能被包括在线自主学习在内的多源培养和多维评价模式取代，学生可以根据自己的兴趣爱好，专业特长自主选择课程，学生学习的目的性增强，学习的积极性必然显著提高。而自主办学的特色性决定这一培养模式在民办高校更容易开展。

五、MOOC课程实践与对策

MOOC建设需要大量人力、物力和财力投入，同时不同学校在课程领域也存在不同的优势和薄弱方面。我们必须统筹利用校内外优势资源，既需要“大胆创新”，也需要“谨慎权衡”，确保教育资源高效利用。在MOOC课程在民办高校的实践方面，本人提出以下几点，希望起到抛砖引玉的作用。

（一）认准优势，做好设计。设计是基础，精心的教学设计是MOOC教学顺利实施的根本前提。因此，实施者必须对课程有一个全面的认识，确定自身的优势教学科目。并规划好课程的内容，讲授、组织形式。民办高校普遍拥有自己的优势学科，从优势学科出发，组织优秀教师对课程做全面的规划，构建合理的教学体系。

（二）利用网络平台，提高学生学习投入度。教师要创建知识体系全面又操作简单的网络学习平台，充分发挥平台优势，为学生提供教学课件资料，布置作业，预设话题讨论等，使这个平台成为学习的好助手。这就要求教师打造学习空间，不断更新调整空间内容，不断建设升级。

（三）建设MOOC学习论坛，促进社会性互动学习。通过论坛，学习者之间可以交流学习心得体会，答疑解惑，调动学习者学习的积极性和主动性。

（四）加强管理，完善评价体质。完全的自主性学习需要一个隐性的管理体系来约束，例如网络讨论的参与，作业的完成情况，在线学习时间的约束以及评价体质的合理。

西安翻译学院以培养复合型人才为树人目标，实施“外语+专业+现代化技能”和“专业+外语+现代化技能”的应用型人才培养模式，培养服务区域经济社会发展需要的应用型高级专门人才。在MOOC教育的实施上，西安翻译学院也做了许多尝试。在我校图书馆网页常用资料库中就有MOOC课程。这些课程包括世界三大主流MOOC平台，Coursera，edX和Udacity，网易公开课，北京大学公开课、CCTV央视网中国公开课等数十个MOOC平台，只需要简单的注册就可以直接在线学习，平台也会定期向注册邮箱中发送邮件来督促学习。但是这样的学习模式还没有在学校推广，学校也只是引进国内外知名的MOOC课程，没有自己的优势MOOC课程，因此，创立具备学院特色的优质MOOC课程是急需解决的问题之一。

六、对MOOC教育的再思考

篇10

信息素养是信息化时代每个人必须掌握的基本技能。我国高等学校的信息素养教育工作是从上世纪80年代后期开始的，多数以开设公共基础选修课“文献检索与利用”的形式进行。近年来，部分高校逐步尝试开设专门的信息素养课程。但在信息化时代，这些课程无论从形式上看还是内容上看，都无法适应时展的需要，也不能满足大学生对信息资源获取与利用以及提升信息素养的需求。慕课（MOOC）是近年来在世界范围内飞速发展的一种基于互联网的全新课程教育模式，伴随着国内外高校开设慕课热潮的掀起，慕课时代即将到来。在这一背景下，高校图书馆必须抓住机遇，适应新的学习生态系统，积极参与慕课进程，从而探索一套与慕课时代相适应的新型信息素养教育与服务体系。

1慕课概述

1.1慕课的含义与特点

慕课是大型开放式网络课程（MassiveOpenOn-lineCourses）的简称，国内称“慕课”，是一种面向所有公众的免费开放式网络课程，它除了可以提供各种互动视频教学资源外，还可以实现在线答题和为师生提供各种互动交流。慕课这一概念最初由加拿大学者戴夫•科米尔和布莱恩•亚历山大提出。与传统教育方式相比，慕课有下列特点：①大规模性。在服务器容量和网络带宽足够的条件下，参与慕课学习的人数不受限制。②开放性。只需连接到互联网，地球上任何人都能免费参与各种高品质在线课程的学习，不受时间和空间的限制。③互动性。学习者可以与教师及选择这门课程的来自全球任何一个地方的同学进行互动交流，分享观点，完成作业，参加考试，获得分数，最终拿到相应证书。

1.2慕课发展状况

在短短4年多的时间里，慕课以惊人的速度在全球推广与发展。2011年，全球有超过16万人通过美国斯坦福大学的慕课平台Udacity参与了赛巴斯汀•索恩和彼得•诺威格教授开设的人工智能导论课程，慕课实现了第一次重大突破。2012年4月，斯坦福大学又推出了名为Coursera的学习网站，目前该网站与世界108所名校建立了合作伙伴关系，有超过750万人在该网站注册学习660余门课程。2012年5月，美国麻省理工大学和哈佛大学联手创建了edX平台，该平台以配合学校教育教学、提高教学质量和推广网络在线教育为目的，收到了较好的效果。目前，Coursera、Udacity和edX这三大平台已成为美国最主要的慕课网络在线课程提供商。其中以Coursera的影响最大。与此同时，欧盟和英国也在抓紧推进慕课进程。2012年12月，在英国文化委员会的支持下，英国开放大学携手其国内10多所高校建立了一个大型慕课平台，取名为FutureLearn，截至2015年4月，该平台已拥有来自全球30多所合作院校，覆盖近200个国家和地区。2013年4月，由欧洲国家联合推出的慕课网站OpenupED正式运行，免费传授涉及不同学科的约40门课程，并且提供12种不同语言的版本。2013年是我国慕课的全面启动年。国内高校纷纷启动了慕课平台和课程联盟建设的进程，推动了国内慕课运动加速开展。5月，北京大学和清华大学加盟了美国的edX平台；7月，复旦大学和上海交通大学加盟了美国的Coursera平台；随后，北京大学、清华大学、复旦大学、浙江大学等10多所高校组成在线课程共享联盟。在高校纷纷加盟国际各个知名慕课平台前，国内已有不少机构开始从事开放课程教育活动，如网易公开课、新浪公开课以及广东省中心图书馆开办的网上学习中心等。

2慕课对高校信息素养教育的影响

2.1促进信息技术与高等教育的深度融合

高等教育要实现现代化，最重要的一点就是要用先进的信息技术武装高等教育的每一个环节，靠技术进步带动教育教学模式的变革，使知识传授转变为素质培养，从而实现教育理念与教育技术的相互促进与协同发展，并由此促进教育方法的创新和教育质量的提高。随着信息时代的到来，如何从每天产生的海量信息中筛选出有价值的信息，用于开展学习与创新，已成为当代大学生必须具备的基本能力。这种能力不能仅仅局限于浏览帖子、搜索网页、下载文件，而应是能综合使用各种信息平台和检索方法，精准快捷地获取其所需信息，经过有效的整理、吸收后，能运用这些信息转化为自身的综合素养，用于解决各类复杂现实问题的技能。《纽约时报》称2012年为“慕课元年”。这一年，慕课如排山倒海之势，迅速席卷全球，使每一所高等院校都不得不去认真研究和应对。慕课的发展是开放性教育理念在教育领域发展创新的结果。它抛开了年龄、经济及地域的限制，任何人都可以通过网络免费接受高水平的高等教育。这些变化预示着全球高等教育领域即将面临一系列重大变革，它将颠覆传统的教育模式，促进信息技术与高等教育的深度融合，使学习变得更加主动、便捷、高效，更加尊重个性化，促进高等教育现代化的实现。所以，慕课在一定意义上代表了高等教育当今最前沿的发展趋势。

2.2带来信息素养学习方式的巨大变革

目前，高校主要通过课堂教学、课外辅导、实践操作等几种途径对大学生开展信息素养教育。慕课的特性可为信息素养教育课程提供诸多有利条件。首先，慕课的交互性可以大大增强信息素养教育课程的教学效果。与以往的面授课程相比，慕课的形式多样，内容丰富，互动性强，可以在课程中穿插各种模拟检索操作练习，这些练习既能通过实践操作帮助学生充分理解和巩固所学的内容，达到知行统一，又能激发他们的学习兴趣，提高学习效率。其次，慕课的大容量和开放性有利于面向在校学生和社会公众同时开设信息素养课程，可大大缓解教育资源不足的压力，提高信息素养教育的效率，为更多的人提供了提升信息素养的机会，使高校的优质教育资源得到充分利用。再次，慕课的灵活性非常有利于模块化教学。不同专业的学生对信息素养教育的需求是有差异的，慕课可将学习内容按学科划分为若干模块，满足各个学科门类的需要。利用慕课的灵活性，还可随时增加一些模块，方便任课教师嵌入其中开展教学。最后，慕课的互动性为课程学习过程中多方的互动和交流创造了有利条件，不仅师生之间可以互动，学生之间也可以互动。选择同一门课程的学生可以在教师的指导下，就某一个问题或操作开展讨论，促进相互学习，引导、促进学生更加积极地学习与思考。

2.3强化高校图书馆在信息素养教育中的角色

慕课时代，高校图书馆在信息素养教育方面将扮演更重要的角色。与国外知名大学相比，我国高校图书馆在应对慕课方面的行动与实践显得有些滞后，如何通过推广宣传，让更多的大学生了解、熟悉，进而注册、使用慕课，高校图书馆还有很大的服务空间可以挖掘。面对慕课时代，高校图书馆应顺应时展的需要，积极转变角色，改进传统的信息素养教育模式。一方面，按照慕课发展的现状和未来趋势，虽然信息导航、搜索引擎和各种检索技术也会随之不断更新，但教师的引导压力也会不断加重，图书馆馆员可以在整个慕课课程中对大学生进行更多的信息应用及技术方面的指导；另一方面，伴随着互联网和通信技术的高速发展，信息与知识也在以惊人的速度更新，半衰期将变得越来越短，人们只有养成终身学习的习惯才不会被时代淘汰。信息素养就是终身学习的一项基础能力，高校图书馆可以把慕课作为向在校大学生和社会人士提供终身教育平台，为他们持续终身学习提供帮助。

3基于慕课的高校信息素养教育内容与途径

3.1信息素养教育内容

笔者认为，在慕课背景下，高校图书馆信息素养教育的内容主要应包括以下几个方面：3.1.1信息素养的慕课意识教育尽管“信息素养”这一概念已被越来越多的大学生所熟知和了解，但随着慕课时代的到来，培养大学生的慕课基本意识已刻不容缓。因为这是慕课信息素养教育的基础阶段，也是最重要的阶段。这类教育应以理论教育或讨论为主，要让大学生了解慕课的重要意义与发展趋势，提高他们使用慕课的自觉程度，加强信息分析的意识和辨别力，明白慕课能干什么、使用慕课的基本道德规范是什么、慕课隐私如何保护，等等。3.1.2信息素养的慕课技能教育对于慕课时代的大学生来说，慕课课程将是与传统教师课堂讲授并列的学习选择模式，学生对慕课的运用能力将在很大程度上决定着他们的学习水平。因此，必须对大学生进行慕课的技能教育，教会他们对慕课课程信息的辨别、筛选、整理和分析的技能。这一阶段的教育应以理论学习与实践训练相结合的形式进行，可通过线上线下相结合的混合式学习与教育方式，将两者的优势有机结合起来，实现教育效果的最优化。3.3.3信息素养的慕课应用教育实现大学生对慕课的灵活应用是高校图书馆开展信息素养教育的最终目标与追求。在对大学生进行信息素养教育的过程中，高校图书馆应在慕课相关信息意识教育和技能教育的基础上，为大学生灵活应用慕课提供平台和机会，让他们学会通过慕课课程的学习或交流去解决实际问题，具备开阔的信息视野。可尝试将图书馆馆员的信息服务嵌入到大学生的日常信息需求环境中，为他们的慕课应用提供参考建议、个性化指导和帮助，以提升学生的慕课应用水平。

3.2信息素养教育途径