计算机专业导论论文范文
时间：2023-04-03 13:43:18
导语：如何才能写好一篇计算机专业导论论文，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
“导师制”是一种教育制度，与学分制、班建制同为3大教育模式。导师制由来已久，最先产生于14世纪的英国，被牛津大学和剑桥大学应用于研究生培养。20世纪，日本的筑波大学、美国的普林斯顿大学在本科生导师制方面实施得非常成功。建国后，国内高校在北京大学和浙江大学率先实行了本科生导师制，随后我国多所高校也开始实行本科生导师制。本科生导师制分为全程导师制、高年级导师制和科研导师制。科研导师制是提升学生创新能力的教育、教学实践活动的一项制度。它利用教师的科研能力、学术水平让学生参与课题研究，以科研为纽带，促进教师在育人中的主导作用，培养与提高学生科研意识和科研能力。科研导师制以教师为主导，学生在科研活动中体现主体性，担任导师的教师必须具有一定科研能力和学术水平，富有责任心。科研导师制的特点有：导师的主导作用与学生主体性相结合；课堂教学与实验教学相结合；具有连续性，必须从一年级起至毕业为止；④导师与学生互动，做到个性化教育］。科研导师制的运行模式：一般采取一年级时选择导师（导师公布自己的学术方向，进行双向选择），由一名导师指导3-5位学生。学生参与模式是：一年级参加社团活动；二年级参加导师课题活动；三年级在导师指导下自行申报课题，从事科研工作；四年级从事毕业设计。学生四年学习生活有机连续，保证科研能力有序提高。
2科研导师制度应用
将科研导师制度引入到计算机专业人才的培养模式中，就是让计算机专业的学生与教师协作，考察、创造和分享新知识。大学生科研创新活动的形式主要有：参与教师的科研项目、大学课外科技活动和大学生自主申请的研究项目。无论学生参与哪种科研创新活动，都要为其配备一个固定的科研导师，以提高学生创新研究的层次和水平。指导教师让学生参与到科研项目研究中，使学生在研究的过程中增强创新意识、创新思维和创新能力，增强学生的就业竞争力。科研导师制度的引入，首先要确定科研导师的能力，挑选那些科技创新能力强的教师担当指导教师。学校及院系需要制订相应的措施，以激励科研导师的工作积极性，努力提高科研导师的科研水平。比如，对成绩优异的科研导师进行奖励与表彰，计算相应的科研工作量等。由于计算机专业的学生从进入大学校门到毕业，所具备的知识水平不同，因而，科研导师制度的引入是一个循序渐进的过程，在每一个阶段，计算机专业学生在科研导师的指导下完成相应的任务，最终达到企业需求的目标，具体步骤如下：
（1）将计算机专业学生与科研指导教师配对，学习内容与科研指导教师研究方向一致
学生从大一就开始跟随科研指导老师进行专业学习，阅读计算机专业相关文献资料，有利于在最短的时间内进入到专业氛围学习，也有利于对以后所从事的行业有更深入的了解。计算机专业教师将自己的专业背景、学术业绩、带生数量交给院系，同时学生将自己的学业状况、兴趣特长、接受指导的需求也交给院系，由院系统一整理并公开科研导师和学生的情况，在保障双方都掌握知情权的情况下进行选择，师生之间通过面试环节扩大交流互动，最终通过双向选择机制确定导师与学生的配对关系。这样一种学生－科研导师的关系在整个大学生涯是固定的，学生跟随科研导师从大一进行学习，一直持续到毕业。在大一阶段，计算机专业学生需要培养查阅中外文献资料的能力，熟悉科研导师的研究方向和课题，学会写简单的综述，熟悉科研论文的写作思路和研究方法。通过这一系列的培养，学生对科研导师所研究的课题有了一个大概的了解，同时也基本熟悉了科研过程，可以迅速进入科研导师的课题组参与研究。
（2）通过实践，锻炼学生的动手能力
这一阶段主要是在大二、大三学习阶段完成。一般高校都将专业基础课程安排在大二阶段，将专业方向课程和专业选修课程安排在大三阶段。通过这一阶段的锻炼，培养学生的实践操作能力，为下一步承担和实施科研课题奠定基础。
（3）全面提高实践能力
这一环节主要在大三阶段完成。目前计算机专业大学生竞赛活动和创新基金课题较多，如“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、大学生程序设计竞赛、全国信息技术大赛、机器人大赛、大学生计算机设计大赛等，在这个阶段，学生可以独立申请创新课题。在课题申请和完成过程中，学生通过查阅资料和科研导师的指导，设计技术路线和实验方案。同时，科研导师可以根据自身所研究的纵向或横向科研课题，在考虑学生专业基础知识、学习积极性和实际能力的前提下，拟定出一些创新性课题，引导学生选题，为毕业设计做准备。科研导师要定期听取学生汇报学习动态和课题研究的进展情况，交流学术思想，认真执行阶段性的检查和总结，及时发现问题并加以引导解决。根据研究进展提出新的要求和研究思路，保证学生学习和科研活动的协调发展。
（4）通过毕业实习、设计毕业论文，完美展现实践动手能力
这一环节主要体现在大四阶段。在毕业实习过程中，学生不仅要学习专业技能，而且要具备社会责任心、职业道德和团队精神等综合素质。毕业设计论文题目由科研导师确定，学生查阅文献资料，撰写毕业论文，设计实验方案，最终完成论文。科研导师除了要严格把握学生的毕业论文实践环节，还要针对学生的论文答辩展开训练，使学生具备展示成绩和学术交流的能力，为今后进入工作岗位或继续学习奠定基础。
3结语
篇2
1.计算机本科专业教学改革趋势及其启示——兼谈华中科技大学计算机科学与技术学院的教改经验
2.计算机本科应用型人才专业能力培养
3.计算机本科专业科研实践学期的教学设计与评价
4.中美计算机本科教育的比较与思考
5.计算机本科专业的交互设计方向课程设置问题
6.计算机本科专业学生软件系统设计能力的培养与实践
7.财经类高等学校计算机本科专业人才培养模式的探索
8.地方本科院校计算机应用型人才培养模式探讨
9.计算机本科教育的实践教学模式研究
10.从硕士研究生入学统考看高校计算机本科专业基础课教学
11.应用型计算机本科中离散数学课程目标定位与课程改革的探讨
12.对综合性大学计算机本科专业培养目标的思考
13.贵州少数民族地区高校计算机本科专业考试评价体系的构建——以兴义民族师范学院为例
14.基于CDIO模式的计算机本科专业人才培养模式
15.关于计算机本科教育的思考
16.计算机本科专业学生学习现状调查与解决对策
17.面向计算机本科专业的嵌入式方向教学体系的研究
18.中国计算机本科专业发展战略研究报告
19.应用技术型本科课程体系改革刍议——计算机科学与技术／计算机网络应用专业
20.应用型计算机本科专业课程体系的研究
21.工科高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
22.校企合作培养计算机本科应用型人才的实践研究
23.财经类高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
24.计算机本科人才程序设计能力培养研究
25.计算机本科教育引入微软院校IT课程的思考
26.应用型计算机本科人才的数学素养培养研究
27.计算机本科专业人才培养方案改革的研究与探索
28.高校计算机本科专业C语言课程教改探析
29.应用型计算机本科教育课程体系的研究与探索
30.南洋理工大学计算机本科教育介绍
31.计算机本科双语教学中情感因素的作用
32.与学校学科特长相融合的计算机本科人才培养模式研究
33.以技术应用能力培养为核心的计算机本科教学模式探讨
34.计算机本科人才创新实践能力的培养
35.基于大类招生的地方普通大学计算机本科专业教学改革研究
36.试论我国计算机专业本科教育现状及发展
37.以合作教育提升计算机本科学生就业能力的思考
38.计算机本科应用型人才的培养在C语言程序设计中的体现
39.地方性应用型高校计算机本科专业课程体系设置研究
40.计算机本科专业软件实习工厂的构建研究
41.虚拟实验室环境下计算机本科专业应用型人才培养研究
42.计算机本科专业课程考核改革的现状与对策
43.普通高校计算机本科专业实践教学改革研究
44.计算机本科应用型人才培养模式研究
45.计算机专业本科教育改革的研究
46.计算机本科专业开设网络控制实验的研究
47.应用型计算机本科职业人才培养体系构建研究
48.地方高校计算机本科人才创新实践能力培养模式的探索
49.本科计算机教育中数理逻辑课程改革浅析
50.计算机本科专业人才培养方案的研究与实践
51.从校企合作的角度研究应用型计算机本科人才的培养模式
52.计算机本科毕业论文写作框架的设计
53.中美高校本科计算机教育之比较
54.应用型计算机类本科专业的教育与学生就业特征分析与对策——以江苏理工学院计算机类专业为例
55.与时俱进的计算机本科教育
56.计算机本科电子商务课程启发实践式教学方法
57.非计算机本科专业计算机程序设计课程的改革思考
58.工程应用型本科计算机教育模式与实践
59.地方院校计算机本科人才创新实践能力培养的一种有效模式
60.应用型本科高校计算机专业教材建设若干问题的研究
61.财经类高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
62.基于课程地图的计算机专业本科培养方案的制订
63.地方本科院校计算机类专业发展的思考
64.应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践
65.基于CDIO培养模式在计算机本科学生实践教学中的改革研究
66.计算机本科专业《人工智能》课程教学探讨
67.高校本科阶段计算机专业“3+1”人才培养模式探析——以江苏技术师范学院为例
68.我校计算机本科教学中的难点与对策
69.计算机本科专业软件实习工厂的实践与效果分析
70.将并行计算纳入本科教育 深化计算机学科创新人才培养
71.以评促建 提高计算机本科课程建设质量——以《计算机导论》课程为例
72.应用型本科计算机专业模块化教学课程体系建设的实践
73.新升本科院校计算机专业实践教学改革研究——以就业为导向
74.应用型本科高校《计算机网络》课程的教学改革探索
75.本科毕业论文实践中的计算机应用现状与指导
76.美国高校计算机工程本科课程设置特色分析
77.以竞赛为驱动的应用型本科高校计算机人才培养模式探究
78.应用型本科高校计算机网络实验室的建设
79.基于应用型人才培养的计算机本科专业实习实训管理模式研究
80.基于Web的虚拟仿真器在《计算机体系结构》本科教学中的应用
81.应用型本科计算机基础教学改革探索
82.计算机实践教学在新建本科院校中的应对策略
83.高职本科计算机专业人才培养模式构建
84.基于教学质量国家标准的本科计算机类专业应用型人才培养思考
85.应用型本科计算机网络教学平台构建研究
86.新建本科院校计算机基础教学评价体系研究
87.关于高校计算机课程体系改革及本科教学的思考
88.认知风格对英语阅读及写作的影响——以计算机本科二年级学生为例
89.计算机本科教育的“华尔兹”
90.本科计算机公共基础课程教学改革研究
91.高校计算机辅助审计本科教学探讨
92.应用型本科院校计算机实验教学改革探索
93.计算机应用型本科人才程序设计能力培养
94.地方本科高校计算机科学与技术专业应用型转型发展的思考——以新乡学院计算机与信息工程学院为例
95.计算机实践教学在新建本科院校中的应对策略
96.基于应用型人才培养为导向的计算机本科课程体系设置的探讨
97.应用型本科院校计算机课程双语教学探讨
98.应用型本科院校计算机导论课程教学方法研究
99.计算机专业本科毕业设计的探讨
100.应用型本科计算机图形学教学改革初探
101.一流计算机学科必须是一流本科教育
102.关于本科院校计算机教学中学生创新能力培养的几点认识
103.应用型本科计算机组成原理实验教学改革
104.非计算机专业本科学生计算机教学的研究
105.应用型本科院校计算机公共课程体系研究与实践
106.敏捷开发模式在本科计算机科学与技术专业教学中的应用探索
107.高职设置四年制技术本科的研究与探索——以长职院计算机网络技术专业为例
108.大学本科开设计算机视觉课程教学的探讨
109.应用型本科院校计算机专业双语教学中的“羊群效应”及规避策略——以《计算机科学导论》双语教学为例
110.教育转型视角下民办本科院校计算机课程多元化教学模式的研究与实践
111.计算机本科职业化教育引进与校企合作机制研究
112.应用性本科计算机专业设置与培养方案的改革
113.新建本科院校计算机实验教学中心建设初探
114.应用型本科涉农院校计算机教师能力提升研究与实践——以河南牧业经济学院为例
115.财经类本科院校中高职计算机专业师资队伍建设研究
116.新升本科院校计算机公共课面临的问题及对策
117.应用型IT人才培养下的计算机本科课程体系设置的研究
118.二类本科院校计算机专业人才培养的质量保证
119.就业导向下的本科院校计算机专业教育创新模式探索
120.新建本科院校公共计算机课程体系构建及实践
121.应用型本科土木专业计算机绘图教学实验
篇3
【关键词】orange;高校;学生成绩;数据挖掘
1.引言
学生的成绩是衡量高校教学质量的一个重要指标。随着高校学生人数的逐年增加，学生成绩数据也越来越庞大，这些大量的数据中蕴含着许多有意义的信息。数据挖掘（Data mining）是用于从大量的不完全的、模糊的、有噪声的观察数据中，去发现用户感兴趣数据的技术。利用数据挖掘技术发现大量学生成绩数据中的规律和隐含的知识，对于指导高校教学质量和培养计划的制定都具有重要的实际意义。
本文将利用数据挖掘工具软件orange，以广西师范学院计算机专业学生成绩为例，对计算机专业学生的成绩做非监督分类处理分析。
2.orange软件简介
Orange是一个基于组件的数据挖掘和机器学习软件套装，其中封装了决策树、关联规则、统计分析等数十种数据挖掘经典算法。它功能友好，其具有快速而又多功能的可视化编程前端，可以方便浏览数据分析和可视化。Orange软件是绑定了Python以进行脚本开发，能够与c，c++方便的融合。是数据挖掘的有利工具。打开orange软件后可见其界面图：
图1 orange软件的界面图
本文利用orange软件中的ID3决策树算法对广西师范学院计算机专业的学生成绩做分类分析。决策树是一种利用信息论原理对样本的属性进行归纳分类产生的树形结构。
构建决策树的基本步骤为：
（1）连续属性离散化
（2）选择测试属性构造决策树
（3）决策树剪枝
3.利用orange的id3算法分析高校学生成绩
在利用orange中的决策树算法对高校学生成绩进行分析之前，进行数据采集，并将数据处理成算法所需的数据格式等步骤。下面详细介绍分析过程：
3.1 数据采集
本文以广西师范学院计算机与信息工程学院的3届学生成绩为例，对其进行处理分析。所采到的原始数据信息表包括：学生的基本信息表、学生学科成绩表，其中学生学科成绩表包含了学生大学四年所修的所有学科的成绩数据。
原始学生成绩表如表1所示：
表1 学生成绩信息
原始学生基本信息表如表2所示（基于保密原则，给出格式，学生具体信息不便透露）：
表2 学生基本信息
表3 学生成绩分布处理字段说明
Codedesign：程序设计成绩; math：数学成绩; P.E.：体育成绩;
Introduceofcomputer：计算机导论成绩; English：英语成绩; Total：总成绩;
area：籍贯; sex：性别; result：等级评定;
表4 整理后的部分学生成绩表
codedesign math P.E. English introduceofcomputer area sex result
1.3 1.3 1.8 1.7 0.7 M 1 C
1.5 1.2 1.8 1.5 0.7 E 1 D
1.4 1.4 1.8 1.5 0.7 W 1 C
1.5 1.4 1.9 1.3 0.6 E 1 D
3.2 数据预处理
（1）数据清洗
在收集到的数据中，往往包含着许多与挖掘任务无相关、冗余的属性。为提高决策树算法的效率，需要对原始数据进行清洗。
学生基本信息表的清洗：只保留性别、籍贯两个属性。
学生成绩信息表数据量大，科目繁多。为能够在成绩分类挖掘中进行统一比较，本文只选取了部分科目成绩进行整理比较。这些科目成绩分别是：程序设计成绩、数学成绩、体育成绩、英语成绩和计算机导论成绩数据。
（2）数据规范化
学校的学生成绩信息是用百分制记录，不符合ID3算法数据需离散型的要求，故应ID3算法的要求，数据源整理为离散型变量。
性别数据处理：男为1，女为2;
籍贯数据处理：本次收集到的学生数据以广西学生为多，桂南为S，桂北为N，桂东为E，桂西为W，桂中为M。广西以外地区以another表示。
成绩数据离散化处理：由于原始成绩都为百分制，使得数据过于连续，难以进行区分。处理方法为：将总成绩除以一百，再进行四舍五入。例：在其中一组数据49份P.E.成绩中，学生的分数从158分至192分不等，出现三十余组数据。将其成绩除以100再四舍五入，如158分的成绩将化为1.6，192分的成绩则化为1.9。整组P.E.成绩便被划分为了：1.6、1.7、1.8、1.9四个组别。
经过预处理后，得到的学生信息表内容如表3所示，部分数据整理示例如表4所示.
3.3 实验步骤
（1）打开orange软件。
（2）使用File部件负责所需分析数据的导入，Classification部件负责分类算法的选择，Classification Tree Viewer 与 Classification Tree Graph部件分别代表决策树的两种不同表达形式。前者是以树状目录表的形式表示ID3的分类结果，可以观察到分类的数据细节，包括类别、阈值等。后者以图形的方式表示ID3的分类结果，非常直观。
将部件以单线相连，便可以实现由File所导入数据的决策树输出。
图2 Orange Canvas部件连接图
（3）双击File部件将出现数据导入界面，按提示操作即可完成实验数据导入。
（4）导入数据后，回到Orange Canvas部件连接图，此时数据已经通过Examples连接线段导入Classifiction Tree部件选择了算法。Classifiction Tree的连接线段将其导入Classification Tree Viewer 部件和Classification Tree Graph部件。我们通过双击Classification Tree Viewer 与 Classification Tree Graph部件便可以得到决策树的两种表现形式。
Classification Tree Graph示例如图3所示：
图3 实验结果Classification Tree Graph表示
3.4 实验结果分析
从决策树的分类结果我们可以看出：信息熵下降程度最大的分类属性为math;其次为专业课成绩introduceofcomputer。数据分布表现为：学生成绩首先以math成绩进行分类，math成绩<1.250的学生成绩评定都为D，math成绩>1.250的学生成绩评定以C为多，占有73.7%;其次在math成绩>1.250的学生里以introduceofcomputer成绩进行分类，introduceofcomputer成绩<0.650的学生成绩评定为为D，introduceofcomputer成绩>0.650的学生成绩评定为C，等等。
从以上成绩的分布来看，影响计算机专业学生的专业成绩的主要因素有两个，一个是数学成绩，一个是计算机导论成绩。这说明了计算机专业本身是一个逻辑性很强的专业，数学能力较强的学生比较容易适应这个专业的学习。另一方面，计算机专业也是一个应用型的专业，要求学生有较强的动手能力，反映到成绩上，表现为一年级的学生如果在计算机导论的成绩较好，说明这些学生对计算机的操作熟练，对这个专业有直观具体的认识，因而在后面的专业学习中成绩也较好。
4.结论
本文以orange机器学习软件为工具，以广西师范学院计算机本科专业学生的基本信息和成绩数据作为处理对象，对如何利用orange软件中的决策树算法对计算机专业的本科生的成绩分布进行了数据处理及分析，提供了详细的实验步骤和方案。数据分析得到的结论符合计算机学科特点，能够为学院领导在专业培养计划的制定中提供科学的依据。
参考文献
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[5]刘春阳.数据挖掘技术在高校成绩管理中的应用研究[D].大连交通大学工程硕士学位论文.2009：29-4.
作者简介：
王宇红（1991―），女，广西桂林人，现就读于广西师范学院计算机与信息工程学院。
篇4
摘要：计算机教育的出路在于与其他专业知识的融合，《数字媒体应用教程》是一本很好地将数字媒体技术融入“表意”工作之中的教材。本文介绍了《数字媒体应用教程》教材的特点，希望能对老师们的教学有所帮助。
关键词：数字媒体；多媒体；媒介；教材；工具论
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
从2002年起，美国大学里选择学习计算机专业的学生人数锐减，我国计算机类专业学生人数虽然变化不算剧烈，官方的说法是从2004年开始进入了一个平稳发展时期，但计算机专业学生就业困难却是不争的事实，特别是非重点院校，有的学校报告中说计算机专业招生人数连年下滑，就业率全校倒数第一。与此同时，我国信息化建设人才仍然缺乏的各种报道仍然频见报端。2007年教育部等六部委联合的《关于进一步加强国家重点领域紧缺人才培养工作的意见》(教高(2007)6号)将软件、微电子、信息安全、动漫等信息领域的紧缺人才培养作为优先支持对象。
一方面是社会急缺人材，一方面是计算机专业毕业生就业困难，这种矛盾的现状令人深思，我们的计算机教育应该加快改革的步伐。
2计算机教育改革的主要方向应是与行业技术的深入融合
计算机教育发展有“工具论”及“信息素养论”等阶段的说法。这里不去研讨这些理论的具体内涵，借用“工具论”这一名词，笔者认为计算机应是作为解决人们生产、生活中难题的一种工具(不是唯一的工具)，在各行各业中的应用是它的主流方向。计算机教育也应如此，它应是培养少量的制造计算机这种工具的人才、培养一些改造工具的人才、培养大批使用工具的人才的教育。参照党的“十七大”提出的“大力推进信息化与工业化融合”的战略决策，深入各行业的，将计算机技术与行业技术深入融合的计算机教育应该是改革的主要方向。
计算机教育界已对此作了很多探索，有了很多的教学改革成果，现在总体上感觉教学成果更多的分散在各校，计算机教育整体改革推进进度较为缓慢。
3教材是教学改革的最好载体
受环境影响，现在计算机教师比较热衷于撰写论文，但论文在传播计算机教育改革成果上有很大的局限性。教材不仅能作为学生的学习工具，更适宜作为教学改革研究成果的载体，是教学研究成果普及、师资力量培养的极好媒介，这一点上比论文更为有效。因而，现阶段计算机教育要尽早走出与社会实际需求脱节的困境，不仅仅需要各校作一些切实的改革探索，还需要将已有的改革成果尽快编写成教材，加速教学改革成果推广普及的速度。
4计算机技术与专业应用结合的典型案例
翻看清华大学刘惠芬老师2008年秋在机械工业出版社出版的《数字媒体应用教程》(ISBN 978-7-111-24805-7)，感觉到作者在计算机技术与媒体专业的结合方面确实进行了有效的探讨，使数字媒体技术真正得到“应用”，它不仅可以作为多媒体教材进行推荐，更可以作为计算机技术与行业应用相结合的典范来推荐。
数字媒体和多媒体的内涵相似，按现在的发展趋势，网络媒体是数字媒体目前的典型应用；手机媒体是数字媒体发展的新方向，故而如《数字媒体应用教程》中所说称为数字媒体更能体现发展趋势，更恰当和准确一些。
如今数字媒体技术是最为普及的一种计算机应用技术，已经深入到我们生活的方方面面，从授课演讲用的电子课件，到电子商务、网络视频、电子图书，再到手机媒体，到处充斥着数字媒体的应用。《数字媒体应用教程》一书较好地处理了媒体表意基础知识与数字技术的关系，贯彻了数字技术为媒体表意服务的观念，这使本书的实用性更强。
5《数字媒体应用教程》的特点
粗看起来，本书有以下特点。
(1) 使用较多篇幅讲述媒体表意的基础知识。无论使用何种技术，文字、图像、视频还是其他，媒体作为表意的中介，最终目的是要使观众容易接受我们叙述主题，要完成信息传达和表意这一目标。数字媒体技术仅是信息传达和表意的一种技术手段，在了解技术手段之前总要有一些表意的基础知识，如色彩的搭配、平面的构成、影视蒙太奇等，这些知识是非美术专业或影视专业的学生所欠缺的。而在之前笔者之前看到的多数“数字媒体”教材(大部分名称为“多媒体技术**”)恰恰没有此项内容，或者仅是简单照搬知识点，使数字媒体技术与表意之间形成难以理解的两张皮。而本书用了60%以上的篇幅来讲述多媒体表意的基础知识，并且将知识渗透到了全书的每个章节，每个案例中，使学习者在学习具体的技术之前能形成一些基本的表意理念，这样在学完本书后的读者不再会象笔者一样，只会软件操作，做不出漂亮的作品。
(2) 以软件功能和关键应用过程为教学侧重点，避免版本升级尴尬。高等教育有别于初等教育和中等教育，主要是培养学生自学能力的教学，但好象现在计算机教学中这一方面有所缺失，过份强调技术学习，计算机技术发展可谓日新月异，因而学生有了强烈的毕业即落伍的感觉。从媒体应用的角度看，数字媒体技术无非就是软硬件的使用。与熟练掌握某一个软硬件相比，面对新技术的学习能力显然更重要。而《数字媒体应用教程》中对技术的介绍以配合“传达信息”为目标，侧重于软硬件功能和关键应用的过程，而不是和版本相关的使用说明书的方式来讲解。这种教学编写方式节省了大量的篇幅，因而在增加如丰富的表意基础内容后，本书仍是一本中等厚度的书，当然这种厚度的教材也减轻了教学难度。
(3) 案例选取恰当，与知识点有较高的融合度。案例化教材的难点在于选择恰当的案例和将案例与知识点相融合。本书中的案例丰富，有鉴赏与分析型的案例，这种案例能使读者开阔眼界，能更好地了解基本概念和原理；还有模仿与应用型的案例，能使读者通过案例学习“如何说”，将技术实现与内容创意结合起来。本书第2章“内容与创意的应用过程”以网络应用为案例，笔者开始时不理解，读完全章后才感觉到它的好处。本章的作业即是“作业本网站”的策划，这样学生的学习能与实践紧密结合起来，而且作业本网站的应用贯穿全书，对提高学生的学习效果极有好处，同时对于教学的组织工作也带来了很大的方便。
(4) 项目小组式教学引入教材，技术教学之中隐含素质教育。协作性是职业人的必须素养，是学生素质教育的重要环节，而素质教育并不是虚无缥缈的，本书即要求3～5人组成合作组，协作完成大作品，而且要求小组共同完成作业本网站。通过这样的锻炼，不仅能使学生学会知识技能，还能增强协作精神。正如刘惠芬老师的学生所说：“……更多的是与他人的合作，在完成作业的过程中，我们并不是一帆风顺，也有争执和不快，但最后都能够克服，也是一大收获。”不知不觉中自身素质得到了提高，这种素质教育的效果比单纯的素质说教更有效果。
本书还有很多其他优点，以上四点是笔者未详细研究即看到了的，其他读者也许会有更好的见解。当然，任何好书都不是万能的，并不是说这本书就是数字媒体教学的“万金油”。本书是适合较多需要用数字媒体技术进行表意的大多数非计算机专业学生作为数字媒体入门教材，当然也适合“计算机应用”专业的学生作为数字媒体技术的导论性教材，不适合作为影视等媒体专业的数字技术学习的教材。从学生层次上来讲，本书比较适合本科教学，对于高职层次学生来说还是有点难，不过对于优秀的高职学校来说使用也未偿不可。
篇5
［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。
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关键词:考试方法;教学质量;素质教育;大作业;核心课程
中图分类号:G642文献标识码:B
考试是检查与评定教师教学水平和学生学习效果的一种手段。在大力推进素质教育,培养学生创新能力的今天,研究非计算机专业计算机课程的评价体系,改革考试方法,已成为一个非常重要的课题。考试具有导向功能,考试方法是否科学,在一定程度上决定着素质教育的质量和水平。本文回顾天津大学非计算机专业“大学计算机基础”课程考试方法的变革历程,探讨通过改革课程考试环节的内容、体系和组织方式提高教育教学质量的方法。
采取何种考试方法与承担课程的教师与学生的比例关系十分密切。目前,天津大学非计算机专业的计算机基础本科生教学工作主要由天津大学计算机基础教学中心负责,此中心隶属于天津大学计算机科学与技术学院,目前共有专任教师11名,主要承担的工作包括教学、课程设计、大纲编写、组织教材编写、组织考试等。而天津大学连续几年的本科生约为3,600人(含计算机专业的学生),师资相对缺乏(师资缺乏较多时聘请计算机学院或其他学院的老师),工作压力比较大,在这种情况下,如何能够保质保量的完成基础计算机课程的教学与考试工作,成为摆在所有教师面前的一项重要工作。
1 “大学计算机基础”考试方法改革的必要性
近年来,我国就业形势非常严峻,社会对于人才的需求标准不断提升,要求毕业学生不仅要具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力,还要具备创新意识和实战能力,因此作为一所高水平的综合性大学适应社会需求为社会提供高水平复合型人才也是我们义不容辞的责任,这就要求我们在不断扩大教育规模的前提下,稳步提高办学效益,不断增强质量意识。“大学计算机基础”课程是教育部高校计算机教学指导委员会提出的六门核心课程中的第一门,是所有大学生的必修课。该课程教学的效果,不仅会直接影响学生的计算机应用能力,还会间接影响学生对后续计算机课程的兴趣和自信心。认真探析“大学计算机基础”课程的考试方法,详细分析现状和存在的问题,谨慎研发改革的方案,一直是计算机基础教学的重点工作之一。
2考试方法变革的目标
2.1指导思想
高等院校的主要任务是培养拔尖创新工程技术人才, 信息社会对人才的需求已从知识型转向能力型,只有提高学生的能力,才能让学生在未来的社会中立于不败之地。所以如何以学生为中心,真正提高学生对计算机学习的主动性和兴趣,开发每个学生的学习潜力,就成为我们的主要任务。
2.2目标
(1) 使学生学会用计算机分析问题和解决实际问题;
(2) 使学生熟练掌握办公软件的使用,满足现代职场的需求;
(3) 使学生掌握好计算机基本知识,满足后续计算机和专业课的要求;
(4) 使学生尽可能多的了解以后哪些问题可以用计算机解决;
(5) 通过考试方法的变革,进一步促进教学方法的改进;
(6) 通过考试方法的变革,进一步促进试验项目的改进。
3计算机基础考试主要的变革史
3.1笔试+上机考试
1982年以前,我校的计算机基础教学工作基本上分散在各个专业,各个专业根据自己专业的需要开设相应的计算机课程,上机环境主要集中到计算站的441BⅢ机。从1982年计算机中心成立后,我校集中管理开设了“Fortran程序设计”课程,上机环境是DPS849,学生理解较为困难,学生计算机基本操作水平依旧较低,不能适应整体社会对计算机技术迅速发展实际需求。学校根据这种情况又陆续开设了“计算机软件技术基础”课程,内容主要包括英文录入训练、操作系统概述、数据结构等课程。该阶段学校还没有启用正式的考试软件,对学生的考试基本采用笔试和上机考试两种传统方式,一般笔试成绩占总成绩的70%到80%,上机考试成绩占总成绩30%到20%。这种考试方法在一些课程至今一直沿用。
(1) 考试环节中存在如下优点和缺点
优点:组卷方式相对灵活、试卷整体感觉非常直观。
缺点:阅卷工作量较大,试卷分析、试卷保管和试卷查询等具体工作相对困难,重复工作的现象始终存在。
(2) 课程考试的评价
在考试内容上容易产生“重理论、轻实践”的问题,容易把学生的主要精力引导到对基础概念的简单重复上面。
在考试方式上容易产生“重期末、轻平时”的问题,学生平时问问题的不积极,考前进行答疑的学生很集中。
在考试形式上容易产生“重笔试、轻上机”的问题,使学生对计算的概念始终停滞在纸张上,没有与实际充分结合。
在学生的考核与评价上“重分数、轻素质”的问题,学生个性特长在一定程度上受到严重抑制。
所以这种考试仅仅适用于理论性较强的课程,或者说这仅仅是在学校不具备上机考试条件的情况,采取的无奈之举。
3.2机试+大作业
教育部计算机基础教育指导委员会1995年提出了计算机三层次教育体系,明确了把计算机文化基础作为一个教学层次。我校对非计算机专业的计算机基础课程进行了统一的规划和管理。由计算中心(后更名为网络中心,并归属于电子信息学院)承担该课程。第一层次主要以计算机文化基础教学为核心。课程内容主要为计算机基础知识、 Windows 操作系统、Office、计算机网络知识等,课程教学既注重理论知识的介绍,又给学生适时地灌输计算机文化的内涵,同时注重充分结合了计算机基本操作的实践教学,为后续结合专业设置的三个层次计算机类课程打下了良好的基础。
随后,我校对教学方法和教学手段进行了较大幅度的改革。我们围绕加速培养学生计算机文化素质这个主题,进一步优化了课程教学内容,改进了教学平台和学生上机平台,并编写了《计算机文化基础实用教程》及《计算机文化基础上机指导》等非常实用的教材。
在学校领导的大力支持下,我们在学校层面进行了进行教改立项,积极进行教学方法研究,及时转变教学理念,将《计算机文化基础实用教程》改名为《计算机基础导论》,从应用计算机的角度出发,全面、系统地介绍了计算机系统软件、硬件、操作系统的基本知识,对计算机在办公自动化、多媒体、数据库、网络和Internet等应用领域的有关概念和术语作了概要的介绍,同时引入了一些关于计算机的法律及道德规范、计算机安全、计算机与求职等文化知识。将现代教育技术引入课堂教学和实验教学,充分运用多媒体教室进行电子教案教学工作,精心制作了各门课程的多媒体辅助教学课件,并开始建立课程教学网站,同时改革了课程考试方法,自行开发设计考试软件。考试方式也逐步过度到为“机试+大作业”的形式,进一步促进了课程教学效果的提高。“机试”主考核学生的理论水平,“大作业”则主要检查学生的实践能力和设计能力。
考试环节中存在如下优点和不足:
优点:用考试软件考试是节约人力的好方法,试题库试题量大、考试时可以随机组卷、自动计时、自动评分,考试后成绩处理容易,便于分析。
缺点:上机考试由于情况限制,当时主要考察理论知识。必须通过大作业检查学生的基本操作能力和设计水平。老师评阅作业要非常认真和细致。
2004年教育部高等学校非计算机专业教学指导委员会提出《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的几点意见》,使我们很受教育。结合“大学计算机基础”课程教学改革情况,我校又推出了新举措。
4考试总体方案的变革
“大学计算机基础”课程是我校大学生入校第一门计算机必修课程,从2008年我们对该课程进行了入学考试,通过考试让成绩合格的学生有时间和精力选学一些其他课程,成绩不合格的学生则继续进修并参加后续考试。
4.1 “大学计算机基础”课程目前的考试方案和标准
4.1.1 “大学计算机基础”课程目前的考试方案
建立与教学相适应的“大学计算机基础”的考核体系,重点是通过合理的考核体系,促使学生掌握该课程的基本知识和基本技能,提高学生用计算机分析和解决问题以及设计管理的能力。目前的考试方案如图1和图2所示。
图1入学考核
图2期末考核
4.1.2 “大学计算机基础”课程目前的标准
(1) 入学考试和期末考试主要考试内容
基本技能:Windows 操作、WORD操作、EXCEL操作和PPT操作。
计算机基本知识:计算机信息技术、计算机系统组成与工作原理、操作系统、办公自动化、计算机网络、多媒体、数据库、信息安全技术等。
(2) 入学考试和期末考试主要考试方式
使用考试软件考试。
(3) 大作业的内容;
为论文排版(由老师发给学生不带格式的论文,学生按照科技论文规范练习排版)或其他WORD作品;
电子表格设计;
幻灯片设计;
网页设计;
邮件合并(打印准考证信息、信封信息);
动画设计。
(4) 标准
入学考试通过标准:入学考试以60分为合格分数线。
期末考试通过标准:期末考试和大作业两项都大于或等于60分为合格;大作业前3项为必做题,分数分布为30、20和20分;其余30分,老师可根据布置的作业或选择后3项大作业或考勤情况等给分。
4.2入学考试情况
2008年参加大学计算机基础入学考试总人数有3,676人,合格分数线为60分,分数分布见图3。
图3入学考试分数分布
4.3期末考试情况
入学考试没能合格的学生,参加一个学期的计算机基础知识的学习后,期末再次组织选修该课的学生进行上机考试,根据考试结果和学生大作业情况,决定是否通过期未考试。大学计算机基础期末考试分数分布见图4,期末考试总人数为2,632人。大作业分数分布图略。
图4期末考试分数分布
4.4考试分析
4.4.1实施情况整体分析
随着90后的学生步入校门,我们的计算机教学面临新的问题,由于现代家庭经济水平的普遍提升,部分90后新生的计算机基础知识和技能已经达到了一定的水平,如果还都必须按部就班的学习“大学计算机基础”课程显然是不合时宜的。
为了实现教学资源的合理应用,做到因材施教,我们采用了新生入学考试的方法来对新入校学生的计算机水平进行评定。通过考试的学生可以免修该课程,让他们有时间和精力选修一些其他的课程,而没通过该课程的学生必须选修该课程。这样才能实现教学效能的最大化,更好的为学生服务,使广大学生真正受益。
入学考试成绩不合格的学生,必须选修该课程。在一学期的教学过程中,老师将按知识单元“精讲”课程内容,注重基本原理、基本概念的讲述,扩展内容,安排学生利用教学网站或互连网自主学习。其中基本应用技能的教学部分被放置在实践教学部分进行,一般采取鼓励学生在老师的引导下自主学习的方法让学生更多的进行上机实践。为了便于学生自主学习,我们还改革实验指导的方式,并专门编写了针对我校学生的实验指导书,本书分为演示、综合和设计试验三部分。演示部分将实验步骤写得十分详细,使学生很容易理解基本操作技能;综合试验部分为学生勾画思路或解决难点,设计试验部分则为学生布置具体的试验任务。在每次实验之前,教师先将实验环境及实验目的要求介绍给学生,请学生自己结合实验环境设计实验方案,学生在不同环境下完成某项操作的能力大大加强。经过师生的共同努力,使学生普遍感觉更轻松的掌握了该课程的基本知识和基本技能,能够更好的使用计算机来分析和解决实际问题,提高了自身的设计管理能力。
该举措符合人性化教育的指导思想,体现“以人为本,以学生为中心”的教学理念,能够更好的培养出符合时代需求的全方面、复合型人才,实现了分级教学。在“大学计算机基础”开课期间,我们与部分学院进行了调研交流,在调研交流中大家对我们本次“大学计算机基础”入学考试的改革尝试,给予了充分的肯定。
4.4.2存在的问题
(1) 入学考试
通过入学考试的学生(首次入学考试,因为招生时没通知学生,按60分为通过,从09级学生开始通过分数线统一调整为70分),也未必有较好的用计算机分析和解决问题的能力,设计管理能力也不一定能达到标准;
通过入学考试的学生,有可能在使用计算机的某项基本技能上存在一定欠缺。
(2) 期末考试
有部分学生未能通过期末考试,说明部分学生的积极性没有被充分调动起来或通识性实验、验证性实验没到位;
评阅大作业人为因素较多;
不能点到点的指导学生完成大作业(学生通过网上提交作业,老师评阅给分,如果合格不再找学生指出学生的不足)。
5今后的设想
“大作业”的理念很好,要想让学生完成好“大作业”,调动学生的积极性是关键,由老师宣讲“大作业”的具体要求和展示高年级学生的作品是一种有效的手段。要进一步提高学生的水平,开阔学生设计思路,由老师对学生进行点对点的评价和指导是非常重要的,在现有的条件下,每位老师要指导的学生太多,很难做到这一点,能否发挥高年级学生的作用解决我们当前的困难是一个值得探讨的问题。
入学考试实现分流,但考试分数相同的学生所欠缺的知识和基本技能并不一定完全相同。“大学计算机基础”内容很多,分模块教学能否成为下个发展趋势也是我们今后教学不断提升效果的一种改革新思路。
参考文献:
篇7
关键词：计算思维；程序设计课程；非计算机专业
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）08-0089-04
21世纪是信息和知识经济的时代，它的特征是数据资源的开发、计算机和网络的广泛普及，这个时代所需要的思维方式是计算思维方式。[1]因而，计算思维成为21世纪大学生必须具备的基本技能。目前，程序设计课程是大学通识教育的重要组成部分，它不仅向学生传授计算机的相关知识和技能，更重要的是能够培养大学生的思维方式。因此，如何对程序设计课程进行教学改革，将计算思维能力培养融入教学过程，提高学生运用计算思维分析问题和解决问题的能力是一个富有挑战性的研究课题。
非计算机专业的计算思维培养需求
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、人类行为理解等一系列的思维活动和过程，是一种以抽象、自动化为特征的解决问题的思维方式。[2，3]培养计算思维的目的是希望所有人都能像计算机科学家一样思考和分析，把计算机技术与各种学科理论技术进行融合和创新。研究指出，理论思维、实验思维、计算思维共同组成人类认识世界和改造世界的三种思维方式。[4，5]理论思维是用“假设―推理―证明”等理论手段来研究社会自然规律的逻辑思维，实验思维是用“实验―观察―归纳”等实验手段来研究的实证思维，计算思维是以“抽象―设计/构造―编程实现”等计算手段来研究的构造思维。随着对自然社会现象和规律研究的深入，理论思维和实验手段受到很大的限制，不同学科研究对计算机科学的需求日益增强，特别是在高端交叉学科，如“计算数学”“计算物理”“计算化学”“计算生物”等，这些学科都需要利用计算手段来实现理论和实验的协同创新。
对非计算机专业人才的计算思维培养的重任首先落在大学计算机基础课程的教学上。因为计算机基础课程在小学、中学阶段都有不同程度的开设，因此在大学阶段，很多高校就不再开设，而主要开设程序设计类课程。高校非计算机专业开设的程序设计类课程主要有“C语言程序设计”“Visual C++程序设计”“Visual Basic程序设计”“Java程序设计”等课程（以下简称“程序设计类课程”）。程序设计类课程能够培养学生计算思维、逻辑思维能力，其开设对改善大学生的知识结构，培养他们的计算思维、创新能力及提高综合素质都起着十分重要的作用。
非计算机专业程序设计类课程教学现状及方法改革
1.教学现状及存在的问题
程序设计类课程的授课对象为非计算机专业大学一年级的学生，他们当中有些是文科生，数学基础差，对概念不容易理解，且自学能力差，实际应用则更困难。同时，学生的学习功利性很强，对上机实H操作比学习理论知识更有兴趣，虽然简单的类似课堂内容的实验项目能完成，但解决实际应用问题的能力却较差。另外，由于课时有限，程序训练较少，他们很难认真独立地完成作业。
2.注重学情，因材施教，使用案例教学模式
（1）注重学情，因材施教
在深入研究非计算机专业大一年级学生的认知规律、思维模式和专业背景后，笔者按照课程知识的内在体系结构梳理了教学内容，并深入浅出、由易到难、循序渐进地进行了教学设计。实践结果表明，教学的理论深度要适当，难点要分散，先修知识要交代清楚，避免学生因听不懂而产生厌学情绪。同时，在教学过程中，要大量使用多媒体教学和实际编程环境演示，增加学生的感性认识；针对较复杂的问题要采用讲练结合的形式来巩固知识，加深其理解；还要淡化繁琐的语法规则，突出重点，增加学科前沿知识。
（2）使用案例教学模式
在程序设计类课程的教学中使用案例教学模式，设计丰富生动的教学实例，如讲最大公约数算法时引入欧几里得的故事，讲Fibonacci数列的数组应用时引入兔子繁殖问题，讲双重循环时使用多种金字塔图形。在课堂教学中，教师可采用讲故事的案例教学法引出与案例相关的一系列概念与算法，调动学生的学习积极性，启发思维，便于学生理解。除此之外，还可以采用课程小组、团队学习等形式促进学生共同学习、共同探索，提高学习效率。
非计算机专业程序设计类课程计算思维的培养实践
计算思维可以贯穿程序设计类课程的整个教学过程，下面笔者分别从课程引入、课堂案例教学和实验设计三个阶段探讨如何将程序设计类课程与计算思维有机地结合起来。
1.突出计算思维的课程引入
首先，笔者点明计算思维对学习的重要性。既然计算思维这么重要，那么怎么培养呢？接着告知学生现在要学习的程序设计类课程就是培养计算思维能力的。这就很自然地过渡到本课程的培养目标，即培养学生计算思维与逻辑思维的能力，培养学生算法思想与解决问题的能力。然后，介绍主要教学内容，并展示经典案例及优秀作品，培养学生的学习兴趣。例如，展示数学四则运算实例；展示输入你的姓名输出“***同学，祝你学好程序设计”的实例；展示小汽车肆意向前奔驰的实例；展示扫雷游戏实例；等等。通过这些例子让学生们看到编程能够实现一些基本功能，进而增强他们的自信心和兴趣。
实例展示好后，笔者一步一步演示简单的加法运算实例的具体实现过程（以Visual Basic程序设计为例）。第一步，界面设计。演示需要哪些控件进行数据的输入输出以及界面的属性设计等。第二步，代码设计。引导学生分析问题，如何抽象化和具体化，分析算法和功能，写出代码。第三步，调试运行，修改错误，得出结果。这个实例操作的过程体现了计算思维的抽象化和自动化特征，达到了初步培养学生计算思维的目的，进而实现了课程引入。
2.基于计算思维的案例教学：欧几里得算法
案例教学可以以“介绍历史人物故事―算法介绍―算法编写实现―算法执行过程讲解与输出”为教学过程，体现案例教学中趣味性和科学性的结合。下面，笔者以欧几里得算法为例介绍教学过程。
①介绍历史人物故事。欧几里得（公元前330―公元前275），古希腊数学家，被称为“几何之父”，他的传世之作《几何原本》是欧洲数学的基础。《几何原本》第一次实现了数学的系统化、条理化，而且孕育出一个全新的研究领域――欧几里得几何学，简称欧氏几何。欧几里得算法与“丢番图方程可解性问题”相关。丢番图也是一位古希腊的数学家，是第一位懂得使用符号代表数来研究问题的人，被后人称为“代数之父”。他在Arithmetic（《算术》）一书中提出“有关两个或多个变量整数系数方程的整数解”的问题。对于具有整数系数的不定方程，如果只考虑其整数解，这类方程称为丢番图方程。例如，只有一个未知数的线性丢番图方程，如ax=b，只要a能整除b，就可判定方程有整数解，解为a|b（“|”整除符号）。对于有两个未知数的线性丢番图方程，如ax+by=c，先求出a和b的最大公约数d，若d能整除c（d|c），则该方程有整数解。因此，对于有两个未知数的线性丢番图方程来说，求解的关键是求最大公约数。
②算法介绍。欧几里得在其著作《几何原本》中阐述了求解两个数的最大公约数算法。求能同时整除a和b的最大正整数的算法就是著名的欧几里得算法，又称辗转相除法。[5]算法步骤为：第一步，输入两个正整数a、b。第二步，以b除a（或者a除以b），余数为r。第三步，若余数r为0，则输出b，程序结束；否则，以b置换a，r置换b，又返回第二步。
③算法编写实现。欧几里得算法流程图与模拟计算过程如上图所示。算法介绍完成以后，根据所学编程语言，进行编程，并调试运行输入数据，输出结果。
④算法执行过程讲解与输出。由于部分学生在高中阶段并没有学习过计算机基础相关课程，即使学习过也可能会对知识的掌握并不准确，所以讲解程序的编译输出过程有助于学生了解计算机的相关知识和工作过程。
笔者首先讲解存储问题。算法第一步是定义变量和分布变量内存空间大小。变量以变量名如a、b形式保存在内存空间中，a、b以整形变量2个字节的二进制形式保存在内存地址中。这时由操作系统来执行，操作系统来决定程序装载在哪个内存中，决定程序被CPU的执行。讲解完存储问题后，引导学生理解算法的执行。算法的执行需要CPU（控制器和运输器）的操作。编译过后的机器语言程序是可以被CPU直接解释和执行的机器指令，一条机器指令被分为操作码和地址码两部分，操作码传达给CPU所要进行的操作类别，如存数、取数、做求余运算、打印等，地址码传达给CPU所要操作的数据在哪里。然后CPU就执行程序了，在一个机器周期内，按“发送指令地址给存储器―取出存储器中指令给控制器―控制其解析指令码―指令码控制相关动作执行（求余运算）”，完成一条指令的执行。然后机器不断重复执行这样一个过程，直至遇到停机指令为止，完成程序的执行。最后在编译器中或外存中显示程序运行的结果。
3.培养学生自己动手练习和实验操作
在程序设计类课程的课堂教学中，教师在讲完一个重要算法或知识点后，要给学生一个阅读或编程练习的机会，这样不仅可以让学生巩固已学的知识点，增强对知识点的理解，而且可以激发学生的灵活运用，提高其创新能力。笔者基本上会保证每次课有5～10分钟的练习时间，让学生成为学习的主体，进行探索研究式的自主学习，让教师成为教学的主导者，起到控制学习过程、提供教学资源和教学建议的作用。
计算思维是问题求解的思维，程序设计类课程主要培养学生算法思想与问题求解的思路，因此上机实验是培养学生计算思维的重要手段，是程序设计课程教学的核心之一，所以教学中教师要重视上机实验。笔者一般安排教学课时的四分之一用于上机实验，上机实验内容不仅要与教材知识点同步，而且要有趣味性和综合性。例如，在分支结构中，安排“健康秤”程序，确定标准身材的身高和体重指数；在循环实验中，设计“九九乘法表”；在数组实验中，设计“杨辉三角形”。上机实验内容一般要提前布置好，3～4题为宜，且难易程度要有一定的梯度。另外，在实验课上调试运行时，教师要鼓励学生程序出错不要放弃，由于学生有不同的专业背景、思维方式和个体差异，因此在实现同一问题时，要允许他们使用不同的方法，要鼓励他们从不同的视角认识问题，提倡算法的多样性。
结论
进行计算思维训练对21世纪的大学生来说是极为重要的。程序设计类课程正是锻炼计算思维的好的工具和方式，它不仅提高了非计算机专业学生的信息素养，培养了学生在处理计算机问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯，而且能够使学生准确地理解计算机的实现机制，有利于学生利用计算机去解决学科问题，并进行学科融合和创新。然而，建立科学的计算思维培养模式尚处在尝试阶段，还并没有一个成熟的模型。因此，如何将计算思维融入教学，培养学生自主学习能力，培养学生运用计算思维解决各应用学科问题的能力，还需要教授程序设计类课程的教师不断地探索和实践。
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“信息技术”(Information Technology,简称IT)作为计算机学科的一个新的专业方向在2001年底正式提出的,随后在IEEE-CS/ACM CC2004中被确立,CC2004最终定稿为CC2005并于2006年3月。2003年秋季ACM信息技术教育专委会(SIGITE)成立了IT课程规范起草小组负责信息技术专业和课程规范(Computing Curricula Information Technology Volume,简称CCIT)的制订工作,并在CC2004和CC2005中给出了主要的框架体系,2005年10月了CCIT的征求意见稿,并于2008年11月形成了IT2008。计算领域教育界达成这样的共识:“信息技术”专业是当今发展很快、社会急需且需求很大、并已自成知识体系且具有独立教育学意义的一个专业方向。其基本目标是培养这样的专业人才:能够通过对计算技术的选择、建设、应用、集成和运维管理,为社会各单位或个人提供支持并满足他们的需求。计算技术是构成现代文化不可或缺的重要部分,也是推动世界经济和社会发展的主要动力,计算已经成为我们这个时代的标志性技术,正在改变着我们的工作和生活方式,培养“信息技术”专业人才是世界从工业化社会向信息化社会转变的必然要求。
在我国,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2003年开始启动了我国计算机专业规范的制订工作,并于2006年9月了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》(以下简称《规范》),明确了计算机专业的四个专业方向,其中新增了“信息技术”专业方向,该专业方向的定位和内涵基本上与CC2005接轨。同时,《规范》鼓励各学校制定并执行和本规范相容且有自身特色的专业培养方案。特别是对新设立的“信息技术”方向,《规范》留出了更多的空间,需要大家在实践中补充和完善。
开展“信息技术”专业人才的培养工作具有挑战性,存在较大的难度。其难度不仅仅是因为它是一个新的专业方向,需要建设课程体系、储备师资力量等,更大程度上是由于社会对该专业人才的要求相比对传统计算机专业(包括软件工程)人才的要求有着很大的不同点。
首先,“信息技术”专业的毕业生需要掌握通用的信息技术,同时要学习并熟悉一种典型的应用领域或行业。按照IT2008的定位,相对于传统的“信息系统”(Information Systems,简称IS)专业关注信息技术的“信息”方面,“信息技术”更加关注“技术”本身。但是,“信息技术”专业毕业生直接面向社会信息化的应用需求,完全独立于应用进行培养是达不到要求的。所以,一方面该专业毕业生的基础是掌握构建各行各业信息系统都需要的通用性技术和方法,另一方面还需要深入地了解某种行业或领域的信息技术应用情况,否则就缺少了整体上对通用技术进行学习和实践的载体,不利于毕业生的就业。如今,信息技术的应用已经遍及了人类涉足的所有领域,这就要求开设“信息技术”专业方向的院校要找准恰当的行业应用背景,制订合适的教学方案,培养出具有特色的人才。
其次,“信息技术”专业的毕业生除了要具备计算领域全面的技术功底之外,同时需要具备很强的人际沟通等社会活动和协调能力。这种社会能力的培养是传统计算机专业的软肋。传统的计算机专业教学更多地偏向于“计算机科学”专业方向,强调个体的逻辑思维、抽象和编程能力,或多或少地忽略了社会沟通能力的培养。“信息技术”专业毕业生从事的职业需要与各种背景的同事和客户打交道,应用系统的建设和维护常常涉及非技术因素,必须要有良好的沟通能力,包括高水准的口头和书面表达能力,以及理解并能建设性地评价其他人意见的能力。可以说具备优秀沟通能力是“信息技术”职业人士成功的基础。但是,沟通能力靠一两门课程是很难培养的,需要贯穿于整个四年的教学活动中来培养,这就要求引入新的教学内容和教学方式,以便最大程度地增强学生的沟通能力。
第三,“信息技术”是由实际应用驱动的一个专业,非常注重知识与动手能力和实践经验的结合。在培养过程中,要提供学生充足且有效的实践环境和机会。目前,我国高校的实践教学环节和社会实习机制尚未形成良好的态势,从计划经济转变到市场经济后,实习生的社会成本没有了明确的承担实体。虽然,很多IT企业提供了实习生岗位,但总量不足,只有少数优秀的学生才能获得实习机会,而且应用背景不够确定,不利于院校批量培养学生。这就要求院校要寻求行业的支持,能够把实习环境和实习生岗位的部分经费纳入企业的成本预算,构建切实可用的产学研相结合的实践体系支撑环境。
为了应对这些挑战和问题,国内外一些高校相继开展了“信息技术”专业方向的设置和培养工作,例如,美国马里兰州立大学、印第安纳州立大学、中密歇根大学、英国Guildford学院、爱尔兰国立高威大学、韩国铁道大学等,但与CC2005和IT2008的符合性并不是十分好。而国内高校开设符合《规范》标准意义上的“信息技术”专业方向也刚刚起步,尚没有公开报道的资料。
北京交通大学计算机与信息技术学院依托其长期参与铁路信息化建设工作的悠久历史和良好基础,针对铁路行业信息技术特色需求,于2006年初开始研讨铁路特色信息技术专业方向的设立工作。我们与铁路信息化工作主管部门和相关单位进行了沟通,在充分调研后认为面对我国高速铁路快速发展的大好形势,培养铁路特色的“信息技术”专业人才是必要和可行的。在《规范》的指导下,学院于2007年3月形成了《“现代铁路信息技术”专业设计》报告,在计算机科学与技术专业中开设“铁路信息技术”专业方向,开设了铁路信息技术相关课程,两年来每年有30名左右的学生自愿选择该方向。2008年修订完成了《北京交通大学计算机与信息技术学院计算机科学与技术专业培养计划》,进一步完善了“铁路信息技术”专业方向的培养方案,明确了与计算学科其他方向的关系。
2铁路信息技术人才培养的需求背景
铁路是国家重要的基础设施,是国民经济的大动脉,是一个庞大的网络性产业。我国铁路行业采取各种有效措施,实现了以6%的世界铁路营业里程完成世界铁路25%的运输工作量,运输密度为世界之最。但“一票难求”、“一车难装”的现象依然存在。我国工业化、市场化、城镇化进程的加快,必将使全社会运输需求总量持续增长。预测到2020年,全国铁路旅客、货物运输需求将分别达40亿人、40亿吨,年均增长速度分别为8%和4%。2004年1月,国务院审议通过了我国铁路史上第一个《中长期铁路网规划》,到2020年,我国铁路营业里程将达到10万公里,其中客运专线1.2万公里,形成四纵四横为主干线的铁路路网,复线率和电气化率均达50%。2008年10月,鉴于国内经济形势发展的变化,《中长期铁路网规划》做出了一些调整,将2020年全国铁路营业里程规划目标提高到了12万公里,电气化率上调为60%,客运专线里程增加到1.6万公里,并将城际高速铁路系统由环渤海、长江三角洲、珠江三角洲地区扩展到长株潭、成渝、中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等地区。
截至到2008年底,铁路营业里程已达7.9万公里,全年完成客运量14.5亿人、货运量33.1亿吨。在纵横7万多公里的铁路营业线上,驰骋着1.5万辆机车、50多万辆车辆。众多部门、工种相互间的有序联动共同完成旅客运输、货物运输、行包运输和邮政运输等任务。铁路运输组织和指挥系统的输入和输出都是信息,信息化是铁路提高运输能力和效益、增强铁路市场竞争力的重要手段,是改造铁路传统产业、走新型工业化道路的必然选择。中国铁路信息技术应用始于上世纪六十年代,经历了近四十余年的发展历程,从单项的、部门级的以数据处理为主的初级应用,发展到今天涉及各业务领域的、覆盖全路的、实时处理的综合应用。铁路的高速化、重载化、密集化发展趋势,对铁路信息化建设提出了更高的要求。
早在1995年召开的铁道部科技大会上就提出了:铁路的发展取决于现代化,而铁路信息化是铁路现代化的主要标志。2002年,王麟书总工程师(时任铁道部总工程师)撰文表示:“铁路作为国民经济的大动脉,肩负着重大的历史使命。为适应新的形势,把握机遇,铁道部提出了实现铁路跨越式发展的新思路,作为指导今后铁路工作的纲领。信息化是铁路跨越式发展的重要组成部分,也是实现铁路跨越式发展最重要的支撑手段之一,铁路信息化面临新的巨大需求,必须进一步加快建设步伐”。
为了推动铁路信息化,铁道部于2005年了《铁路信息化总体规划》,提出了建设具有中国特色、世界一流的铁路智能运输信息系统的总体目标、体系结构、发展战略与实施策略,总共要建设和完善3大信息化应用领域、5个基础平台、10个建设方面、38个具体应用系统,实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管理现代化。其中,运输组织、客货营销、经营管理是铁路信息化的3大应用领域。运输组织领域的信息系统,主要服务于铁路运输的调度指挥,涵盖运输生产的各主要环节;客货营销领域的信息系统,主要服务于铁路市场营销人员和旅客、货主,向旅客和货主提供优质服务;经营管理领域的信息系统,主要服务于运力资源、经营资源管理与运营决策支持的部门和相关人员,以保障铁路运输的运力资源的优化配置和降低运输成本为目标,提高铁路运输效益。铁路信息化公共基础平台包括通信网络基础平台、信息共享平台、公用基础信息平台、信息安全保障平台和铁路门户平台,为业务应用层的各应用系统提供公用的基础环境。铁路信息化具体细分为10个主要建设方面和38个重要应用系统,运输组织领域包括运输调度指挥、运输生产组织、列车运行控制和行车安全监控4个方面共14个应用系统,客货营销领域包括客运营销和货运营销2个方面共6个应用系统,经营管理领域包括运力资源、经营资源、办公信息管理和决策支持4个方面共18个应用系统。铁路信息化是铁路运输全员、全面、全方位、全过程的信息化,随着高速铁路的快速建设,对信息系统的实时性、安全性、准确性要求也越来越高,其中有大量信息技术问题需要解决,需要有一批基础扎实、技术过硬、能够胜任铁路信息化建设的合格人才。
铁路信息化建设已经取得了巨大的成绩。2009年1月的全国铁路工作会议指出,2008年我国铁路技术创新取得了新的重大突破,京津城际铁路集成创新了我国高速铁路列车运行控制系统、自主研发了数字化旅客服务系统、新建客运专线和部分重要干线广泛采用了铁路数字移动通信系统(GSMR)、新一代调度集中系统(CTC)、全路列车调度指挥系统(TDCS)覆盖率达到95.7%、客票发售与预订系统和货票信息管理系统实现升级,铁路信息化在运输组织、客货营销、经营管理方面的作用更加突出。这些技术进步都离不开信息化技术,同时也更加迫切地需要铁路信息技术专业人才的培养和储备。在2009年3月召开的全路信息技术系统工作会议上,铁道部何华武总工程师特别指出,要加强培训,重视人才,以不断加强信息化管理和技术人员的现代信息技术和业务知识的学习为重点,深入研究铁路信息化人才成长规律,制定人才培养和储备计划,健全完善人才资源库,为铁路信息化发展奠定坚实的基础。铁路信息化、特别是高速铁路信息化的建设,明显需要培养具有铁路行业特色的“信息技术”专业人才,其就业市场很大。
3加强铁路信息技术人才培养的举措
铁路信息技术人才的培养,离不开铁路主管部门和主要业务部门的支持。铁路行业的传统主干专业是运输、信号、线桥隧、机车车辆、电气等五大专业,计算机专业作为通用辅专业尚未列入铁路紧缺专业。但是,随着铁路信息化需求的持续增加,铁道部有关部门正在考虑铁路信息化人才的培养和储备,并开展了积极的工作。
2007年9月,铁道部人事司技术干部处组织召开了高校铁路专业教材编写工作会议,经北京交大、西南交大、铁道部运输局等单位的专家学者共同讨论建议,人事司决定将原定“铁路信号及信息技术”专业方向,划分为“铁道信号与控制”和“铁路信息技术”两个独立的方向,新增并确立了铁路信息技术专业作为铁路行业关注的专门人才培养方向的地位。随后成立了“铁路信息技术”特色教材编写工作组,在铁道部信息办的指导下,开展现代铁路信息技术导论、铁路信息技术标准体系、铁路信息系统集成与应用、铁路信息安全技术、铁路信息系统架构、铁路运营维护信息技术、铁路智能信息处理技术、铁路信息系统应用技术、铁路信息系统工程、铁路信息资源与规划、铁路运营系统计算机仿真等11本教材的规划和编写工作。2008年3月铁道部人事司组织在北京交通大学召开了铁路信息技术特色教材编写大纲研讨会,认真研讨了对大纲的反馈修订意见,正式布置了教材编写实施工作,并扩大了参编院校和单位,包括铁道部信息办、铁道部信息中心、北京交大、西南交大、兰州交大、大连交大等,计划于2009年底完成全部编写工作,铁道部人事司提供了立项建设经费等支持。
2008年4月教育部批准成立了交通运输与工程学科教学指导委员会(教高函[2008]10号),2008年11月交通运输与工程教指委批准成立了轨道运输与工程分委员会,2009年2月分委员会决定下设6个教学指导组,其中有铁路信息技术教学指导组,全面负责专业建设指导、教材建设、专业规范制订等工作。2009年5月,铁路信息技术教学指导组召开了第一次全体会议,对指导组的工作计划以及专业定位等问题进行了研讨。
2006年初,北京交通大学计算机与信息技术学院着手开设铁路特色信息技术专业方向的工作,2007年启动了“现代铁路信息技术专业方向的设置研究”学院教改项目,制订了初步的培养方案和教学大纲。为了加强培养学生的实践动手能力和对铁路行业信息化的了解,学院与铁路信息化主管部门和主要业务单位,以及相关IT企业建立了多种合作关系。2007年6月,我校与铁道部信息技术中心签订了战略合作协议;2007年7月成立了“北京交通大学―甲骨文铁路信息技术实验室”;2008年1月获批建设“高速铁路网络管理教育部工程中心(筹)”;2008年7月成立了“中国软件评测中心铁路专业分中心”;2008年10月学院建设了“铁路信息技术专业实验室”;2009年1月启动了Intel―北京交通大学“云计算在铁路行业的研究应用及人才培养”合作项目。以铁路信息技术作为特色之一,我院计算机科学与技术专业于2008年被评为北京市级和国家级特色专业。
4铁路信息技术专业方向培养方案简介
按照《规范》精神和要求,参考CC2005信息技术方向的设置思路,我们在设立铁路信息技术专业方向时遵循了以下的指导思想:
本专业方向定位为计算机科学与技术专业大类下的一个方向,其核心课程与计算机专业相同,本科的第1～3学期以计算机专业大类公共课程为主,在第4～7学期中加入该专业方向的系列特色课程。
本专业方向设置主要为我国铁路信息化建设提供人才,同时考虑信息技术专业的通用性要求,使学生具备该专业的基本能力以便适应其他行业的信息技术工作。
本专业方向以培养本科毕业应用型人才为主,但同时考虑为本学科方向输送合格的硕士、博士生源,为学生进一步深造奠定扎实基础。
设置铁路信息技术专业特色课程应遵循以下原则:
以能力培养为主要目的,教学做有机结合,必修内容精而少,教学内容设置既有稳定性又有灵活性。
将最新的铁路信息应用技术引入课堂教学,通过基础理论知识与实际应用、现场需求的结合,引导和培养学生的创新精神。
通过必修、选修和实习的合理组织,使学生得到充分的实践训练,培养学生的自主学习能力。
通过设置讨论、学生报告、小组项目等教学内容和考核要求,促进学生表达能力和人际沟通能力的提高。
鼓励学生通过一些相关IT企业的认证考试,如Linux认证考试、Oracle ERP认证考试等。
根据北京交通大学教务部门的要求,本科课程由学科门类基础、大类专业基础和专业三个模块组成。学科门类基础模块是必须具备的数学、物理及其扩展类基础性课程;大类专业基础模块是为大类学科专业领域中必要的、最基础的知识和能力而设置的理论与实践课程,计算机专业以主干核心课程为主;专业模块主要有专业特色方向选修模块和专业拓展选修模块。计算机科学与技术专业特色方向模块分设三个方向课程组,铁路信息技术方向是其中之一,需要修满8个学分,另外配置了为加强实践能力和研究素质而设置的专业拓展选修模块8个学分。铁路信息技术特色方向课程组主要由6门课程构成,包括“铁路信息技术导论”、“铁路运营维护支撑信息技术”、“铁路通信与控制技术基础”、“信息系统集成与应用”、“信息系统工程与实践”、“信息技术综合实践”等。专业拓展选修包括“铁路运营调度系统”、“铁路信息保障和安全”、“铁路信息系统测试”、“国外铁路信息技术”等课程。另外还安排了3学分的生产实习。
5结束语
“信息技术”专业方向是目前国内外越来越受到重视的新兴计算学科方向,该专业方向的建设和人才培养工作具有挑战性。我国高速铁路大发展也对信息技术人才的培养提出了新的需求。北京交通大学计算机与信息技术学院依托多年参与铁路信息化建设工作的良好基础,在铁路相关主管部门的支持下,率先开展了“铁路信息技术”专业方向的建设工作,做出了有益的尝试,一方面能为铁路信息化建设提供人才储备,另一方面也希望为其他院校开设“信息技术”专业方向提供一定的借鉴。
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篇9
关键词：网络教学；教学模式；策略；教育改革
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 16-0000-02
随着计算机技术和网络技术的发展与普及，计算机网络教学开始在人们的生活中兴起，尤其是随着网络公开课的迅速发展，人们通过网络进行学习的意识也不断提高。那么我国网络模式的计算机教学现状是怎样的呢，我们应该怎样对基于网络教学模式的计算机教育进行改革呢。
1 我国计算机教育的现状和目标
我国的计算机教育主要分为三种，一种是普及教育，一种是面向计算机应用的技术教育，最后一种是计算机专业教育。普及教育的教育对象是初次接触计算机的人，他们由于以前没有接触使用过计算机，因此，缺乏对计算机知识的了解，尽管我国现在已经有5亿多网民，但是相对我国的近14亿的人口，我国的计算机使用普及率还不是很高，远没有到达50%，据日韩美欧等发达国家仍然有较大的距离，给基于网络教学模式的计算机教育带来了一定的苦难。面向计算机应用的技术教育是为了解决实际工作中出现的一些问题，他们基本掌握了一些计算机软硬件知识，能够熟练的对计算机进行日常操作。最后一种是计算机专业教育，此类学生要系统学习计算机的系统理论和相关技术。他们是我国计算机及其相关产业发展的生力军，关系到我国计算机行业的未来发展状况，他们主要是各高校计算机专业的学生，也包括社会上的一些软件培训机构中的学员，一般他们对计算机的认识比较深刻，动手能力也比较强。而前两种是非计算机专业的教育，他们属于计算机基础教育的范畴，对所有专业都是适用的，所有的学生都应该掌握，并且对自己所需部分内容还要有深入的掌握。二十一世纪是信息社会、网络社会、知识社会、人才社会和持续学习的社会，如果不能从利用网络教学模式进行计算机教育学习，我们就会被社会所抛弃，历史经验告诉我们，每一次重大的社会变革都离不开科学技术，离不开人们的持续学习创新。从上世纪90年代开始，多媒体和网络引入到计算机教学之中，成为现代教学的技术基础，通过网络实施计算机教学将对人们的生活产生重大的冲击。因此我们有必要通过现代信息技术对现代管理思想、管理内容、管理方法、管理技术和管理手段将会产生的影响进行探讨。从而在此基础之上探索构建起基于计算机网络模式的计算机教学新模式。
2 网络教学的主要模式
网络教学是指基于计算机信息技术和网络技术进行的一种教学模式，这种教学模式可能是在一个局域网内，也可在整个互联网上，采取网络教学模式可以充分利用网络自身的特点，开放地、动态地进行教学内容展示，并支持学生对学习资源和材料的自主选择和加工。根据网络教学模式的特点，具体来说，网络教学模式具有如下几种模式：
2.1 相互协作式教学模式
协作式教学模式是指几个计算机网络学习者，通过相互的交流与协作，从而对所学内容有一个更加深刻的理解和掌握的过程。它包括协作小组，成员、辅导教师和协作学习环境四个组成部分。其中辅导教师在协作学习过程中承担组织和管理的责任，对协作学习的效果进行控制，可以有效实现学习者学习目标的实现效率。协作学习的环境包括硬件环境、组织环境、空间环境、和资源环境，只有这些环境都得到良好的实现，协作学习的教学目标才能实现。与传统教学模式相比，基于网络教学模式的协作式教学更加重视师生平等合作、重视学生的自我实现，重视协作学习的交往过程，重视环境的创设，重视整体的学习效果。
2.2 探索式教学模式
基于网络模式的探究式教学模式是指以学生的自主性和探究性学习为基础，然后在教师的指导下，由教师从各种生活实际中去确定研究课题，然后再组织个人或小组进行研究，以使学生能够在这种探究式的学习活动中，获取并应用各种知识，解决所提出的问题。通过网络搭建探究式的学习模式，其主要目的是想让学生从过去的被动学习向主动学习转变，并在这一转变过程中获得体验。探究式教学模式有以下五种构成要素，分别是教学任务、教学情境、教学过程、教学资源和教学评价。
2.3 讨论式教学模式
讨论式的教学模式是指针对某一个具体的问题自由发言，在此过程中教师不宜过多参与，不过需要对问题讨论的范围和方向进行适当控制，讨论式的教学模式主要有同步讨论和异步讨论两种模式，这主要看学生使用的学习平台是什么。
同步讨论就是学生在线讨论，与一般的学生小组讨论是一样的，它由教师提出讨论问题，然后将学生分成若干个小组，然后让他们进行分组讨论，教师只需通过网络倾听学生的发言，并对讨论过程加以引导，并在最后对整个讨论过程加以总结，并对组内的成员进行点评，在组织和点评学生的发言的过程中，教师要注意多肯定学生发言中的积极因素，对于学生中的一些成员发表不当言论，要与其私聊，以学生可以接受的方式指出其错误，并就相应的解决措施与其达成共识。讨论的内容和主题由讨论小组共同决定或者由小组主张决定。对于异步式讨论一般是由教师围绕主题设计能够引起争论的初始问题，然后在建立相应的学科主题讨论组，有学生自主选择入组讨论发言，教师及相应的学科专家要负责引导学生进入后续更加深入的问题，让学生能够对所学知识有更深一步的认识。在组织讨论过程中，教师要通过引导讨论的模式引导学生思维，但是不能直接告诉学生应该做什么，以及应该怎样做，必须让学生自己去思维，发挥自身的创造力。教师针对相应的学科设置一个讨论期限，学生在这一个讨论期限内，可以围绕主题进行发言，亦或对别人的发言进行评论。在整个过程中，教师要对学生的发言与评论进行检查和评价，并针对一些问题，将讨论的内容引向更深层次。总之，教师在讨论式的教学模式中，扮演的是一个组织者和引导者的角色。
2.4 板书教学模式
板书式教学模式是传统教学模式在互联网上的自然延伸，它利用传统的板书模式进行课堂教学，不过其所讲授的内容的传播方式发生了该表。其传播的内容既可以是同步的，也可以是异步的，使它能够突破传统课堂教学模式时间、地点和人数的限制，例如教师可以采用一定的形式将教学资源放到网络上，让学生们能够随时随地的使用这些学习资源。这有利于学生的自主学习，但这是一种异步的授课方式，不利于学生的实时交互，不过同步的板书教学模式可以解决这些问题。在教学过程中，教师可以向传统教学方式一样，通过诱导学生的学习动机、然后感知理解教材，巩固所学知识，运用知识，然后进行检查反馈。在这种教育模式下，教师通过各种通信工具，向学生直观的演示和讲解，学生通过理解和感知，领会学习内容，最后在对教师所学结果进行及时反馈，检查。对于教学过程中，学生的种种疑问，教师可以通过学生所给出的反馈信息进行及时解释和回答。不过在这种教学模式下，教师仍然在教学过程中发挥着主导作用，学生的学习主体作用却没有发挥出来。
2.5 单独辅导教学模式
现代教育强调因材施教，可是在过去，由于学生众多，教师要同时照顾到所有学生非常困难，只能是利用自己的课余时间给个别学生开小灶，可这种做法根本无法学生的单独学习。因此，一种新的单独辅导方式随之出现。这种方式通过设计一些个性化的学习软件，方便学生进行自学，同时可以通过即时聊天工具或者邮件对学生进行单独辅导。同时这种远距离的单独辅导方式可以对教育资源进行有效分配。比如，在一个地区开展学生的培训辅导活动，辅导老师秩序通过BBS张贴出题目，学生通过下载完成题目，这种教学方式充分利用了一个地区的优质教师资源，可以大大扩展学习人数，使教学效果明显提高。
3 网络教学模式的内容、特征和重要性
网络模式教学是一种基于学习资源的教学模式，它可以充分运用自身的特点开放地、动态的展示学习内容，并可让学生对各种学习资源进行选择和加工。与一般的教育模式相比，它有如下特点：首先它可以整合各种信息手段，采用文字、图像、声音、视频等多种媒体方式进行教学，通过将这些资源进行多维度的重组，使得学习资源拥有统一的方式表征，并对所学课程进行多维度的导航。其次，通过网络教学模式可以有力发挥学生的信息交换和共享能力。使学习者能够与任意站点建立连接，由学生自己决定学习路径。
基于网络教学模式的计算机教育，学生和教师的电脑可以通过局域网或者互联网连在一起，教师可以通过远程进行多媒体教学，这样不仅改变了传统的教育教学模式，而且能够提高授课教师的教学效率。同时也能够让学生更好地掌握计算机和网络技术，实现教师与学生电脑之间的互联互通，教师可以通过此种方式实现对学生的有效监管。为学生进行主动学习打破了时间限制、空间限制、资源限制和环境限制。
4 基于网络模式的计算机教育改革
要想让网络教学模式发挥自身的作用，必须做好以下教学改革策略，以适应网络教学这种新模式的新特点。
4.1 网络模式下的学生主导策略
在传统的教学策略中，教师是课堂的主体，教师占据课堂教学的大部分时间，主导课堂的发展走向。与传统教学模式相比，基于网络的教学模式要更加重视学生的想法和看法，让学生发挥自身在教学中的主体地位，以更好的方式进行计算机教学的学习当中来。在进行计算机教学中需要做大量的练习才能扎实的掌握所学知识并有所提高。但是过计算机课程时间有限，学生很难在课堂上将所学的知识全部掌握，这是可以在学生的业余时间通过网络化的平台进行学习，同时这也有利于学生将所学知识与自身实践结合起来，使自己掌握的知识更加牢固。
4.2 网络模式下的教师引导策略
通过网络模式开展的计算机教育，改变过去单一的教育教学模式，使得教师可以通过多媒体进行教学，而且在这种环境中，教师可以通过数字信号交换，可以将学生与教师紧密的联系在一起，组成一个封闭的教学系统，教师通过线缆与学生的主机连在一起，可以通过自己电脑的屏幕与学生直接对话，教师也可以通过一定的监控程序，掌握学生的实施情况。同时学生也可以通过电子举手设备向老师提出问题，采用这种网络模式的教学方式，不仅能够为学生创造一个和谐的学习环境，提高学生学习的积极性，方便学生进行更好的学习。
4.3 网络模式下评价策略
传统的教育模式对学生的评价，主要是通过对学生的作业完成情况和考试成绩来进行判断，这种评价方式不仅过于单一死板，而且评价的效果不够准确。在传统教学模式下，教师对学生的问题进行一一解答，极大的消耗了教师的精力，而采用网络模式进行计算机教学，则可以大大减少教师工作量，在网络模式下，可以让学生对不清楚的问题进行投票，这样对于一些常见问题，教师不再是一次只能解决一个人的问题，而是一次可以解决多个人的疑问，因此，提高了教师的答疑的效率，节约了时间。自然要想实现以上效果，必须具备相应的网络软件系统提供保障。
4.4 实现优质教学资源的共享
与传统的计算机教育相比，网络模式下的计算机教育更加有利于优质教学资源的共享。学校可以将一些优质的教学课件，以及有关教学大纲、实验大纲、考试大纲、和实验指导和讲义、习题等众多学习资料分列为几个栏目放在网上以供学生下载。学生在课堂学习之余在进行网络课堂的学习，可以让学生有效利用各种教学资源。另外，学生可以通过网上答疑栏目与学生进行学习交流，另外，通过网络教学模式可以实现教育内容的及时更新。
5 结束语
基于网络教学模式的计算机教育，可以为学生提供丰富的教学资源，并且具备良好的互动性，对学生发挥自身学习主体作用扫清障碍，提高学生的独立思考能力和动手实践能力，因此，传统的教学模式必须进行改革，以便学生更好地掌握所学知识，提高自身的学习效果。
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篇10
关键词： 移动软件开发 人才培养 课程体系
1.引言
计算机科学与技术专业是目前高校本科中开设最普遍的专业，无论是重点院校还是普通应用型本科院校，几乎都开设此专业。另外，在社会上还有不少培训机构专门负责计算机专业相关人才的培养。可以毫不夸张地说，计算机科学与技术专业是目前高校毕业生最多的专业之一，但也是就业最不理想的专业之一。从著名的教育咨询机构麦可思公司的《2010年大学生就业蓝皮书》里可以看到，2009届本科生50个高薪职业中与“计科”专业对口的就有10个，同时，在2009届本科毕业生半年后失业人数最多的前10位专业中，“计科”专业名列第二，仅排在英语专业之后。而在上一年度的大学生就业蓝皮书中“计科”专业学生的失业率同样名列前茅，“计科”专业从前几年的热门专业变成了如今的冷门专业。造成这样的结果有多方面的原因，但最主要原因是专业人才培养方案的制订不切合学校自身的特点和社会的需要，开设的课程跟不上时代的步伐，结果造成培养的学生与企业需求之间的脱节，这种现象在普通应用型本科院校中体现得特别明显。
解决方法：在“精英教育”向“大众教育”转变的形势下，针对传统计算机科学技术专业人才培养定位不明确的前提下，结合目前3G技术引发的互联网技术和移动通信技术的复合型软件人才短缺的现状，对移动软件开发人才培养的课程体系进行全面研究，对基础课程和专业课程进行重新的拆分重组，以符合移动软件开发人才培养的要求。
2.课程体系设置方案
（1）加强课群整合，满足厚基础、重特色的培养要求。
为了实现培养目标和体现专业方向的特色，我们设置相应的课群体系，体系设置满足厚基础，重特色的培养要求。对于本专业来说，扎实的基础是学生今后职业发展的有力支持，而技术专长则是学生职业竞争优势所在。因此，在课程群上一类是传统的计算机科学与技术专业的基础知识，如计算机导论、程序设计基础、电路分析与模拟电子基础、离散数学、数字逻辑与数字电路、计算机组成原理、数据结构与算法等。一类是以JAVA为主线，Android平台为依托的移动软件开发特色课程，如JAVA程序设计、网络编程（JSP）、移动通信原理、Android编程基础、智能手机高级编程等。而其中有以模块形式来开展专业课程的授课，例如Android编程基础将划分为WAP、GPS等不同的模块。
（2）注重专业课程的知识拓展。
为了便于学生更好地掌握专业基础课程和专业特色课程，我们设置了一类专业辅助课程，如Linux操作系统管理、J2ME软件开发辅助学生更好地掌握Android平台的框架、内核；网络协议及编程提升学生对计算机网络的实际应用；面向对象与UML帮助学生进行面向对象软件的分析设计方法及其工具；多媒体处理技术帮助学生掌握游戏开发中的多媒体处理制作方法。
（3）培养学生移动软件程序设计为主线的核心能力。
本专业的核心能力是移动软件设计能力，该能力主要体现在算法设计、代码编写、软件工程思想、逻辑设计、人机界面等方面。其中算法设计、软件工程思想、逻辑设计、人机界面等能力均将通过代码的编写给予体现。因此，要求学生在四年学习过程中累计编写代码达到2.5万行。为确保学生程序设计能力的培养，开设与上述核心能力对应的综合课程设计，主要培养学生的实际应用能力，并规定了综合课程设计中代码的编写量及相应的设计思想等要求。例如：对应程序设计基础开设程序设计综合课程设计、对应WEB基础开设WEB基础综合课程设计、对应数据库原理和Android编程基础开设嵌入式数据库综合课程设计，对应智能手机高级编程和手机游戏开发设置综合开发案例。
3.课程体系构建
在课程体系构建中，必须对一些核心课程进行规定，同时从指标（学时、学分）上量化，体现规范专业教育的统一性。但各校在办学上必须正确处理统一性与多样性结合的原则，即教学基本要求和标准要统一，在构建人才培养的计划和课程设置与教学上要多样化。因此，在课程安排上提出了各校可以灵活掌握的，与本专业相关的特色课程。在此我们根据教育内容及知识体系总体框架的要求，对课程体系的构建提出学时和学分，供各校在课程安排时参考。
（1）通识教育课程。
通识教育课程及学时、学分一览表
（2）学科、专业基础课程。
学科、专业基础课程及学时、学分一览表
（3）核心专业课程。
核心专业课程及学时、学分一览表
（4）专业选修课程。
专业选修课程及学时、学分一览表
需要说明的是，以上学时、学分的分配按照学生在校总周数为200～202周（其中教育教学166～168周，寒暑假32～34周）。通识教育与专业教育（包括专业基础、专业核心和专业选修）的总学分为130～150学分左右。其中，通识教育的学分为50～70学分，专业教育的学分80～100学分。
（5）专业实践教学内容及体系构建。
为提高学生的实践能力和创新精神，在计算机科学与技术专业移动软件开发人才培养过程中，必须加强实践性环节的教学，采用顶层设计的方法，总体构建实践性环节科学体系，着重培养以下能力：实验技能，移动软件设计能力，移动软件实现能力，软件项目管理能力，软件测试能力，科学研究能力，社会实践能力等。设置以下专业实践教学内容：
实践教学学分占通识教育和专业教育总学分的参考比例，各校可根据具体特点确定。
4.应用与推广
此课程体系已在宁波大红鹰学院信息工程学院，计算机科学与技术专业2011级移动软件开发方向学生中实施，有不少学生已对目前流行的Android智能手机软件开发感兴趣，并在专业导师的指导下参与研发团队，做一些小型项目的研发工作，收到良好的效果。
参考文献：
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