计算机科学的前沿技术范文

导语：如何才能写好一篇计算机科学的前沿技术，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。

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【关键词】计算机技术 现代教育 重要性 建议

现代社会已进入日新月异的信息时代，计算机技术给人类生产生活方式带来不可估量的变化。同时，计算机科学技术的出现，为现代教育的改革与发展提供了有力的技术支撑，而且也迎合人们对教育的迫切需求。近年来，随着计算机技术的不断发展和计算机技术的改进，已经广泛应用到教育领域。在教育部门被深入利用，通过使用计算机技术，开发和整合教育资源，可以提高教育的质量和水平，开拓师生的知识面和视野。下面主要是在讲计算机科学技术在现代教育领域中的重要性，以及就如何贯彻落实计算机技术到现代教育中去提出一些有建设性的建议，使得老师和学生都会在这种电脑辅助式教育中得到更多的更先进的信息。

一、计算机科学技术在现代教育领域中的重要性

（一）有利于提高教学知识的系统化和扩大教学信息的传递量

在计算机技术教育教学中，可以扩大教学的信息量，将一些分散于不同课程，不同章节上的知识整合起来，形成知识网，经过整合系统化后展示给学生，满足不同层次学生的需要也为学生的学习提供了系统、直观的知识架构。比如：在教学高中历史过程中，内容涉及到初中或者更广的知识面就会显得比较丰富，课时较多，所学知识比较分散，教师讲解起来比较困难，学生也很难接受那么多错综复杂的知识。若在总结课上，把相关知识化整合起来，化整为零，把知识结构，各时段的历史线索融会贯通起来在计算机媒体投影上展示给学生，形成整体认知，无疑是一个不错的选择。计算机的很多的软件都能对计算机管理整个教学系统起到帮助的功能，而且有效利用这些软件，还可以节省教师备课和找资料的时间和精力，可以腾出更多的时间去关注学生的学习以及心理变化。

（二）有利于培养和提高学生的创新精神和实操能力

老师们在教学理论课上很好地利用计算机技术，并且能有高效的实践作用，对于注重培养学生的实际操作技能和学生的创新意识，都有很大的帮助。在现代教育中，不同形式的培训和实践，让学生利用多媒体技术，可以使学习学到的知识转化为学生的实践技能，提高他们的智力和创新能力。在具体的练习可以采取的形式变化的问题，并进行一个给定的问题，并举一反三培训。比如在理科教学中，可以利用计算机技术进行实验模拟，让学生既能看得见又能亲身体验，做好眼能看，手能动，大大的提高了学生学习的兴趣和实际操作能力。这种做法不仅可以巩固学生所掌握的知识，而且可以使其思维得到锻炼，使学生的创新精神和实操能力在无形中得到培养和提高。

（三）有利于教学活动中的沟通与交流

借助计算机科学技术，教师和学生之间、教师与教师之间以及学生与学生之间都可以随时随地的进行沟通和交流，不必再受时间和空间的限制，甚至可以进行远程教学，学生上课不一定要到教室才能学到知识。学生和教师随时可以充分的进行探讨以及在网络上分享各自的见解，达到共享的作用，也便于各种教育问题的及时处理。同时，借助计算机科学技术在沟通与交流上的便捷化，可以使教学内容变得更加形象、生动，变传统、静态的教学模式为动态教学过程，有助于学生由被动学习向主动学习的积极转变。

二、贯彻落实计算机技术到现代教育中去提出一些有建设性的建议

（一）建立以学生为中心的教学思想和环境

使用计算机技术来创建一个学生自我控制和发现新信息的学习环境。在这样的学习环境中，学生们能够迅速掌握学习方法，并探讨境界的假设，得出正确的实验结果。此模式是学生的洞察力的能力摆在首位，充分发展学生的能力来执行复杂的思维。教师也会给学生利用信息技术，组织和解释一些难以沟通与普通知识的教学方法。利用多媒体技术和学生更好地沟通和互动，为学生提供一个无障碍的沟通环境，让学生对教师的参与，使学生为中心的学习环境。

（二）利用课件制作（PPT），开创情景教学

教师要充分使用多媒体技术进行现代教育教学时，要善于利用课件制作来呈现自己的教学内容，把繁琐，枯燥的文字用直观，生动的图片、语言、声音表现出来。课件制作显示出高科技与现代化教学手段的魅力和生命力。在教学施教过程中，课件制作上要求能完整体现教学内容的同时，要努力给学生一个美的感受。在制作课件，课件预定的屏幕比例，同时突出教学主题，但也给学生一个良好的视觉享受。注意冷色调和温馨的色彩组合上的背景颜色。此外，静态和动态的图片或文字的文本应是动态和静态画面相结合，实现动静结合，相得益彰。更重要的是，在课件制作时，应充分考虑到其普遍性，操作要简单，使用方便，便于课堂操作，简化操作步骤，有效取代板书的复杂性。

（三）加强教师的计算机基础技能培训

提高计算机操作能力和教学知识整合能力，多开设课堂教学与计算机技能整合等培训，让广大教师摆脱一支粉笔，一块黑板的教学模式，走下讲台，拿起鼠标，与学生一起共同探讨知识，而不再是夫子教学，唱独角戏。另外，改变教师对计算机教学的传统观念，树立计算机科学技术为现代教育锦上添花的观念，利用好计算机这一把利剑，运用于教学过程。应充分利用现有软硬件，提高制作水平，总结点滴经验，大胆创意，并实现传统教学与现代教育思想和手段的结合可以为现代教育的改革和腾飞添上翅膀。

总之，我们要正确认识到计算机科学技术在现代教育中的应用价值，充分利用好计算机的功能，让计算机技术给我们的现代教育带来更多的价值，同时也让教师和学生共享现代社会发展的成果和文化精华。

参考文献：

[1] 毛远明.中学化学计算机辅助教学的应用研究[D].西南师范大学，2001

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此种现象是否纯粹属于该专业毕业生过剩和就业需求不足产生矛盾的必然结果？经过调查发现，事实并非如此，例如，智联、中华英才网等知名招聘网站，网络工程师等IT相关职位常年处于招聘热门职位前列，每一天的招聘信息竟达到万余条。是什么原因造成毕业生就不了业、而用人单位也招不到人才？

1计算机专业毕业生竞争力弱的原因探析

就当前我国计算机专业教育现状及学生就业情况来看，普遍存在就业竞争力弱且和社会需求严重脱节的情况。主要表现在以下三方面：首先，应届本科毕业生就业难，而用人单位招不到所需求人才；其次，各种计算机职业培训学校招生和就业十分火爆；第三，高职高专学生就业呈上升趋势，普通院校毕业生就业呈现下降趋势。究其原因，众说纷纭，智者见智、仁者见仁。作者主要从以下两个方面来分析。

1.1教学内容陈旧，与社会需求严重脱节

计算机科学发展日新月异，新技术层出不穷，高等学校的计算机教育在强化专业基础的同时，还应结合计算机科学的发展，传授新知识和前沿技术，让学生能学以致用、且能适应社会的需求。当前主流计算机培训学校每18个月左右教材进行一次动态更新，教学过程融入主流的技术和产品，使学员掌握最新的技术；师资通常拥有5~6年的实战经验，多数担任过研发一线的项目经理。然而据了解，为数不少的高校还在使用5年前出版的教材，有些课程甚至还基于Windows95/98平台进行授课，教材更新慢，新知识、新技术很难快速进入课堂。同样，高校里为数不少的计算机老师多年来工作仅限于课堂教学，没有更多的实战经验,由此师资不能及时更新知识结构,跟紧计算机科学前沿的发展,也是计算机教育与社会需求脱节的主要因素。

1.2学生知识结构不合理，实践能力弱

随着教育体制改革的深入，教学模式和教学方法发生了较大的改变，要求学生具有较强的自主学习能力和良好的学习习惯。然而高校的扩招使得进入高校的门槛逐级降低，学生的学习能力和学习积极性有下降的趋势，使得多数学生的知识结构不合理。由于教学资源配置跟不上扩招的速度，师资、实验和实践条件不能充分满足教学需求，加之师生对实践教学环节的重视不够、实践环节的考核的复杂性和难操作性等众多原因，很大程度上造成学生实践能力差。这也是很多用人单位不想招应届毕业生的主要原因。正如摩根资本与投资集团公司中国总裁刘建华曾说过：“我们不会轻易去用毕业生，因为招聘应届毕业生，需要花费很多时间和成本去培养。应届生动手操作的能力很差，比如，像一些基本的办公技能，传真机、打印机的使用，都得手把手的去教。”

2提升计算机专业学生就业竞争力的建议

要提升计算机专业大学生就业竞争力，需要多方面的共同努力。作者多年主管毕业生实习工作和就业指导，结合在用人单位的反馈和，就学校和毕业生力所能及的方面提出几点建议。

2.1及早进行专业和就业指导、明确就业目标和方向，构建合理的知识体系

在本科学生大一入学就建议开始专业指导和就业指导，通过课程和讲座相结合的方式，给学生介绍专业知识体系、主要就业方向及所需的专业素养。让学生在大学一年级起就了解计算机专业的知识体系、主要课程、就业方向及相应的专业素养，有利于他们在夯实基础知识基础上进行有目的、有选择的学习。进入大学三年级后，根据学生的兴趣爱好、就业倾向等引导学生选择专业方向（如程序开发、网络工程、嵌入式系统等），并根据学生的专业方向指导学生进行课程选修，同时在毕业设计选题和毕业实习等主要实践环节也要依据学生的专业方向进行，从而构建合理的专业知识体系。

2.2优化课程结构、提倡学以致用

学校应结合计算机学科发展趋势和人才培养要求，为保证教学内容的延续性和先进性，定期修订教学计划、更新教学内容，同时要求教师在授课过程中紧跟专业发展的方向，使学生能够及时掌握计算机科学领域的新技术和新知识。同时在主干课程和专业方向课中紧跟计算机科学的发展和社会需求，采用主流技术、方法和平台进行教学，使学生所学知识能在今后职业生涯中发挥作用，做到学以致用。

2.3加强实践和实验教学管理，提高学生实践能力

实验和实践教学是计算机专业教育中比较重要的环节，本环节的教学效果很大程度决定了计算机专业学生就业竞争力，也是用人单位对应届计算机专业毕业生最不满意的地方。就提高学生实践能力的有效措施作者提出以下几点建议。第一，科学合理地安排实验教学内容，增加课程设计和综合设计内容，做到难易适中且实验任务不能过重，如果多数学生无法正常完成的实验就没有开设的价值。第二，加强毕业设计和毕业实习的指导、管理和考核工作，重实绩和实效，通过毕业设计和毕业实习切实提高学生实践能力，同时也积累一定的工作经验和工作业绩。第三，建立、健全实验教学的考核体系，由于实验教学不同于理论教学，有效的考核方式将极大督促学生动手提高操作能力。第四，鼓励学生参加教师科研和项目开发活动，提高科研和项目开发水平，同时也尽早了解社会需求。

2.4认识不足、全面提升自身综合素质

当然，计算机专业学生也需要看清就业形势，认识自身不足，有意培养自身道德修养、语言与书面表达能力、组织与社会活动能力和自主学习能力，树立团队合作意识、创新意识和诚信意识，增强社会责任感和能吃苦精神，加强基本素质和综合素质的培养。同时也要积极参加各种竞赛、比赛活动，参加与专业及专业方向相关的主要认证考试（如软件设计师、网络工程师、各种厂家或专业的认证考试）。

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伴随着计算机科学技术的进步，为人们的日常生活和工作提供了极大的便利。计算机技术的变革推动整个计算机行业以及互联网行业的发展。

当前，我国提出“科技强国”的发展战略，并对计算机新技术的研究提出了更高的要求，以及更大的投入。然而，计算机技术的发展不可一蹴而就，需要通过研究人员不懈地努力，才能在计算机新技术发展的浪潮中取得突破和发展，才能保持我国科学技术的先进性，促进社会经济的发展，提高国家的竞争力。

1 计算机技术未来发展方向

针对计算机技术发展的脉络，结合生产实践的经验，从3个方面简单地阐述计算新技术的未来发展方向。

1.1 网络化

21世纪，计算机网络技术取得了非比寻常的进步，并且应用于军事、政府、科研、商业等各个领域。在网络环境中，社会各行各业通过计算机网络技术实现信息传输和信息共享，有效地缓解“信息孤岛”的问题。尤其在当前经济发展进入转型时期，以“互联网+”理念为代表的计算机网络新技术极大地提高了社会生产力，促进经济发展，便利百姓生活。因此，计算机网络技术已经成为国家科技实力的象征，国家经济发展转换动力，对经济发展起着不可忽视的作用。

1.2 智能化

计算机智能化技术通过模拟人的大脑的思维方式，从而使计算机具备“高智商”的工作能力，计算机智能化技术是现阶段广大研究者努力的方向。

智能化发展要求计算机能够像人脑一样能够完全独立地思考、工作，同时具备逻辑推断能力、能根据收集的信息进行考证，做出相应的决策，有一定的实践能力。人工智能机器人作为智能化技术的代表，有效地体现了计算机智能化发展的趋势，具体体现：AlphaGo与围棋世界冠军对弈，并以大比分赢得比赛；谷歌自动驾驶汽车，能够实现完全地自动驾驶模式；智能问答机器人等等。上述实例都表明计算机技术的智能化对人们的生活产生重要的影响。只有智能技术理论的不断发展，才能够逐渐地实现计算机技术智能化。

1.3 人性化

现如今，计算机已经成为人们生活中的重要工具。为了使计算机给人们提供更好的服务，实现更加有效地人机交互能力，研究者需要推动计算机技术向着人性化方向发展，并且在计算机技术的设计过程中更注重考虑人性化的元素，从而为人们带来更大的工作和生活便利。

2 教学存在的问题

“计算机新技术讲座”的教学对象一般是本专业的高年级学生，在实际教学过程中会出现以下问题。

（1）通过三年的大学学习，学生初步具备自学能力，以及分析问题、理解问题的能力。针对新技术讲座的课程而言，倘若仅仅只有课堂理论教学方式，教师满堂灌输理论知识点，不仅对教学效果提升有限，也不利于学生的成长。

（2）通常情况下，“应用型”、“教学型”大学的学生思想活跃、且动手能力强，但还是普遍存在学习自?X性不高、单纯凭兴趣学习的观点弱、刻苦精神差等问题。因此，在课程设计环节需要考虑上述因素。

3 课程教学的定位

（1）利用学生动手能力强的特点，提高学生的学习能力、实践能力和创新能力，根据学生求知欲望强的特点重视扩大学生的知识面，提高他们对理论知识的兴趣。

（2）“因材施教”是教学的基本原则之一，读懂学生是保证教学效果、提高教学质量的前提。我们应该根据以上特点来组织我们的教学活动。

4 课程教学方法的分层设计

在新设计的教学框架中，“新技术讲座”包括课内进行的“课堂讲座”和课外完成的“课程报告”两部分。

4.1 启发学习兴趣，加强教学互动

在教学过程中提供丰富的教学资源和创新的教学方式，对于计算机新技术的讲解，以实例为入口，突出知识点，如此结合可让学生在解决实际问题的同时理解记忆枯燥的知识点，明确学习的目标。鼓励学生创作作品，从而激发学生的学习兴趣。

加强教学互动，完善课堂教学的互动环节。在教学过程中，切记不可唱“独台戏”，需要增加与学生互动的环节，营造一个活跃地课堂气氛，牢牢地抓住学生的思绪。

4.2 完善课程报告设计，创新教学形式

完善课程报告内容设计，期望学生通过因特网，探索性地自主学习当前计算机前沿技术。期末考核通过完成课程报告，表达自己对前沿技术的理解和认识，达到学生自主学习的目的，创新教学形式，有效地解决学校所学知识与社会应用结合等问题。

4.3 科学设计教学内容

作为计算机专业高年级课程，其课程定位在于能够充分地向学生介绍当今计算机新技术的现状以及未来的发展趋势。本课程采取分小节的形式授课，并且课程之间的知识点前后没有必然联系，这样有助于学生在没有任何背景知识的支撑下，了解计算机新技术的内容，同时通过结合实例讲解的方式引导学生理解计算机新技术的概念，提高学生对计算机学习的兴趣。具体教学内容设计如表1所示。

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一、计算机学科的语言艺术重要意义

（一）计算机学科语言的艺术性能够激发学生的学习兴趣。计算机科学是一门数理和工程技术交叉的学科，发展迅速，知识更新较快，且计算机专业是计算机硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。通过基础教学与专业训练，培养基础知识扎实、知识面宽、工程实践能力强、具有开拓创新意识、在计算机科学领域从事科学研究、教育、开发和应用的高级人才。由于计算机学科的特殊性，也使得计算机课堂教学语言与其他学科的教学相比，它对语言的科学性和准确性往往要求较高。计算机教师的教学语言如果能够饱满、激昂，同时兼具委婉、抑扬顿挫，那么这样就能够最大限度吸引学生的注意力，提高学生学习效率。反之，如果计算机教师在教学过程中语言随意，句子松散，语言不流畅，则会抑制学生的兴趣，甚至让学生在课堂中有昏昏欲睡的感觉。教师在教学中主要目的是引导学生思考问题、解决问题，因此，教学语言应具有很强的针对性和目的性，课堂教学语言必须严谨，语言流畅，词语规范等。

（二）计算机学科语言艺术的不断更新是适应时展的需要。计算机技术的发展日新月异，因此教学语言也是不断地在更新变化，所以计算机教学语言一定要紧追计算机发展的潮流，及时更新，那才是真正对学生有用的信息。

（三）语言艺术可以提高师生的思维能力。语言是思维的工具和条件。具体地讲，课堂教学语言艺术首先可以增强教师对教材、对学生与周围事物的认识，增强教师分析和判断的能力及教学过程中的敏锐程度，进而提高教师的从教能力和水平。其次优美的课堂教学语言是开启学生智慧之门的钥匙。课堂，是学生进行积极思维的重要场所，是学生展开适度紧张的智力活动的园地。而这种积极的智力活动是以教师的课堂教学语言艺术为基础的。正是依靠教学语言，教师循循善诱，疏通渠道，排除障碍，利用学生的心理冲突唤起学生积极思考，使学生的智力不断提高。

二、提高计算机课堂教学语言艺术性的途径

教师的语言艺术性在很大程度上决定着学生课堂上的脑力劳动的效率。优秀的教师语言的魅力就在于它能够在教学过程中化深奥为浅显，化抽象为具体，化平淡为神奇，从而激发起学生学习的兴趣，引起学生的注意力和求知欲。优秀的教学语言还可以使教师对学生的德育工作显示出极大的艺术性，从而产生强大的征服力量，而不是枯燥的说教。针对当下计算机课程中普遍存在的这些问题，达到提高计算机课堂教学语言的艺术性为目标，在经过长时间的探索及研究，可以从以下几个方面入手。

（一）提高语音、语调美感。有调查表明，38%的听者的第一印象基于声音的表现力。这说明声音不仅影响听者的第一印象，而且也影响所收到信息的质量，课堂中反复使用一个音调并不能够长时间调动学生的积极性；但不停地从一个极端切换到另一个极端也会让人听起来不舒服；过高的声音会使人紧张、过于兴奋、不成熟和不自信；深沉的声音会听起来显得更自信。放低音调，听起来会更可靠。音量可以引起兴趣和唤起注意。更大声地说话，或者耳语可以强调对一个重要问题的集中。通过教师不断练习、调整，让学生在优美的语音、语调中进行课堂教学。

（二）运用适当的语气为语言添彩。语气是表示说话人在交际中对谈到的情况所持的态度，是思想感情运动状态支配下语句的声音形式，有声语言的魅力主要体现在复杂鲜活的语气上。语气以内心感情的色彩和分量为灵魂，以声音形式为形象，存在于一个个有具体语境的语句当中。语气有四种：陈述、疑问、祈使、感叹。巧用“重音”和“连停”增强内容的层次感、渲染气氛和增强气势，从而实现内容激情推进。

（三）展现节奏美。计算机教师不应该忽视节奏在语言中的重要性。教师说话要有节奏，该快的时候快，该慢的时候慢，该起的时候起，这样有起伏有快慢，有轻重，才会形成语言的乐感，让话语乐耳动听，有了节奏变化的语言才生动。

（四）将计算机的前沿技术引入课堂。IT技术发展日新月异，更新换代快，市场竞争激烈。所以作为计算机教师要跟踪IT技术前沿，不断更新教学内容，保证课程内容的先进性，在提高学生兴趣的同时，拓展学生的计算机应用视野，让学生步入竞争激烈的IT业之前做些专业及心理的准备。

（五）教学语言侧重引导学生实践能力的培养。理论来源实践并服务指导实践，实践检验并推动理论的完善。如进入社会学生才正式进入实践，会使学生比较难适应社会。绝大部分学校培养计算机专业人才时就会定位为应用型人才，要实现培养目标，计算机教学就必须侧重于专业的实践性，把当前市场的应用实践提前在学校进行，为学生进入社会提升竞争力。

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【关键词】计算思维；大学计算机基础；教学设计

教高司明确指出，将“推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革”。大学计算机课程教学指导委员会发表了旨在大力推进以计算思维为切入点的计算机教学改革的“深圳宣言”，并了“计算思维教学改革白皮书”，为大学计算机课程的教学研究与改革指明了方向。

一、大学计算机基础课程面临的问题

大学计算机基础课程非计算机专业学生的核心通识课程，属于计算机基础教学第一层次的课程。该课程在教学中主要大部分高职院校还是落实在是以培养学生使用计算机和应用程序的能力方面，例如使用word编辑器，读写文件以及使用浏览器等。现在高中阶段计算机基础教学普及率逐渐提高，这类教学内容大多数学生在上大学之前都已很熟悉，在大学阶段再安排这类课程有些重复教学，既浪费宝贵的教学资源又影响学生的学习兴趣。

二、计算思维和计算思维能力

计算思维，也可以说是计算机科学家面对问题的基本思路与方法。它的本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。人们在利用计算手段求解问题时，先要把实际的应用问题转换为数学问题，然后建立模型、设计算法和编程实现，最后在计算机中运行并求解，这个过程实际上就是计算思维中的抽象和自动化。计算思维能力（Computational Thinking），是计算机学科最本质的特征和最核心的解决问题能力。计算思能力维旨在提高学生的信息素养，培养学生发明和创新的能力及应用计算机处理问题时应有的思维方法、表达形式和行为习惯有能力。计算思维能力在一定程度上像是让学生学会“怎么像计算机一样思维”，这应当作为计算机基础教学的主要任务。

三、基于计算思维视角的计算机基础课程教学改革

在目前的计算机发展应用水平下，大学计算机基础的教学内容应该通过科学、系统的规划与梳理，将无意识的计算思维转变为有意识的计算思维，帮助学生培养主动运用计算机解决各类实际问题的能力，将计算思维的理念贯穿于整个教学活动的全过程中，进而为创新性人才的培养打下基础。以下对该课程从计算思维的视角设计课程。

（一）教学内容设计

基于计算思维视角的计算机基础课程基本教学要求，本人认为该课程基于课程定位和课程教学两个方面的教学任务和目标，其基本教学要求包括以下几个方面：①了解计算科学的发展历程，理解计算科学在科学研究和工作中的重要性、功能及作用。②了解计算机系统的组成，包括计算机体系结构，操作系统等系通过知识，掌握微型计算机的基本构成，理解其工作原理。③理解问题求解、算法及复杂性等计算机基础理论知识，掌握常用的算法分类及其思想。④理解计算机程序、数据结构等基本概念，掌握程序设计语言的基本构成，能够看懂简单的计算机程序。⑤理解计算机网络的概念，功能和分类，理解OSI模型思想，TCP/IP及网络协议的思想。了解网卡、交换机等网络硬件的基本功能。⑥理解计算科学的前沿发展，从思想上理解各项前沿技术发展的动因、目标和采用的策略。⑦掌握基本的计算机应用技能，包括文字处理、多媒体技术、数据库技术，互联网技术、网络服务及Web应用等。课程进度可以这样安排：

第1讲 计算机、计算与计算思维

第2讲 符号化、计算化与自动化

第3讲 程序与递归：组合、抽象与构造

第4讲 冯.诺依曼计算机―机器级程序及其执行

第5讲 现代计算机―复杂环境下程序执行

第6讲 由机器语言到高级语言――程序编写编译

第7讲 算法-程序与计算系统之灵魂

第8讲 怎样研究算法-排序算法研究示例

第9讲 怎样研究算法-遗传算法研究示例

第10-11讲 数据化思维――怎样管理和利用数据

第12-13讲 网络化思维――怎样连接和利用网络

在文理科不同专业实施教学的过程中，可以根据专业特点和其各自己的专业课程的要求对的教学内容有针对性地选择，以适应学生的专业知识结构要求。

（二）课程设计

设计理念与思路：与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计，设计主线清晰。

设计程序与方法：从产品调研、载体选择、学习性工作任务设计、教学实施与评价方案设计、同步教学资源开发到专家论证等均体现工学结合课程开发过程。

教学内容选取：紧紧围绕真实工作任务，并融入相关职业资格证书要求。

教学内容组织（序化）：内容序化体现从简单到复杂及学生认知规律，符合真实工作过程。

单元（中观）教学设计：以真实产品为载体设计综合性学习任务；设计科学合理，有利于教学。

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课程设计能够培养训练学生综合运用知识解决复杂问题的能力，学科竞赛可以提升学生运用所学知识解决实际问题的综合实践能力。将学科竞赛的内容和形式引入到传统课程设计中，再从课程设计中选择优秀团队和作品进行进一步的培养，二者的有机结合，不但可以提高实践教学效果，激发学生的创新意识，增强创新能力，而且可以为参加科技竞赛打下坚实的基础。

关键词：

学科竞赛；课程设计；计算机学科；创新实践

大学生创新实践能力培养是高校人才培养中的重要工作之一[1]，各高校师资和学生水平不同，培养目标也不完全相同，所采取的方法也各有千秋。西南交通大学曾采取制订创新人才培养计划、建设创新人才培养基地、培养造就教学创新团队等措施[2]；武汉大学提出计算机学科拔尖创新人才小班制培养方法[3]。课程设计能够培养训练学生综合运用知识解决复杂问题的能力，学科竞赛可为优秀人才脱颖而出创造条件，沈阳工业大学计算机科学与技术专业采取了二者相结合的方法提高学生创新实践能力，取得了一定的效果。

一、计算机学科竞赛简介

近年来各个学科都陆续出现了不同类型的学科竞赛，和计算机学科相关的竞赛分为3类，分别是算法类、软件应用开发类和硬件开发类。其中算法类竞赛的典型代表是ACM国际大学生程序设计竞赛，可以提高学生的计算思维能力[4，5]；软件应用开发类包括中国大学生计算机设计大赛、普通高等学校本科大学生移动应用开发大赛、全国大学生信息安全竞赛[6，7]、中国软件杯大学生软件设计大赛等；硬件开发类代表是全国大学生电子设计竞赛[8，9]。上述竞赛由国家教育部门、地方政府和相关公司多方主办，竞赛项目涉及本学科的研究热点和前沿技术，对提高学生实践能力并激发创新精神有很大的帮助。但由于多数学生缺少参赛经验，缺乏自信，导致学生积极性不高，参赛学生人数并不多，失去了提高自身能力的非常好的机会。如何将学科竞赛引入到日常教学中，让更多的学生受益，而不是仅局限于极少一部分学生，培养学生创新实践能力是值得探索的课题。

二、计算机专业的课程设计现状

课程设计是实践教学中的重要组成部分，是对理论教学的一个有益补充，是对学生进行的比较全面、系统的综合性工程设计训练，是培养学生实践动手能力、创新能力和综合素质的一个主要环节，不同的课程设计有不同的方法，例如中山大学提出计算机信息类综合实验课程设计方法[10]，湖南大学提出基于ISP技术的嵌入式系统课程设计实施方法[11]。教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员将计算机科学与技术一级学科本科专业分成四个方向，分别是计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术，对各个方向分别给出了6个课程设计范例[12]，见表1。不同学校计算机科学与技术专业特点不一样，开设的课程设计也不完全相同，我校根据教学目标和学生特点从第2学期至第7学期各有一门作为单独课程开设的综合性课程设计，分别是计算机程序设计实践、计算机组成原理课程设计、操作系统课程设计、数据库与软件工程课程设计、算法课程设计及专业课程设计。传统的课程设计存在题目比较陈旧、学生合作意识差、成绩评定主要由教师决定等问题。

三、学科竞赛和课程设计融合方法

课程设计是学科竞赛的基础，学生只有掌握了相应课程知识，才能有机会参加学科竞赛，竞赛能够使学生进一步巩固所学知识，具有更多的创新思想。例如数据结构和算法课程设计与ACM国际大学生程序设计竞赛相互促进。下面以我校《数据库与软件工程课程设计》为例，说明学科竞赛与课程设计相融合提高学生实践创新能力的实施过程。该课程设计是学习完《数据库原理》和《软件工程》课程后实践性和综合性比较强的实践教学环节，要求学生能在3周时间内将理论知识加以综合运用，开发一个小型信息系统。

1.团队成员取长补短的优化组队原则。

计算机学科的竞赛通常以团队的方式组织，如果团队成员能充分发挥各自的优势，整体的力量将会更加强大。组长要负责总体协调，需要有良好的组织协调能力；技术人员要负责解决关键技术问题；文档编写人员要具有较好的文字表达能力；答辩人员要具有较好的语言表达能力。这样的组合方式可以使学生互相学习别人的长处，弥补自己的不足。所以在课程设计中我们也采取这种优化组队方式，学生根据自身情况自愿组合，教师考查各组学生情况后，再进行适当调整。

2.精选历届竞赛题目或自选创新题目。

题目确定有两种方式：一是从以往的计算机学科竞赛中挑选出符合课程培养目标和学生水平的竞赛题目；二是鼓励学生根据兴趣爱好自己确定题目，教师把关确认题目的合理性、实现的可行性和工作量等问题。要求每队一题，题目不能相同。

3.项目组给出切实可行的设计方案。

学生根据所选题目通过网络和书籍查找相关资料，结合所学理论知识对课题进行仔细分析，同时需要了解软件用户实际需求，可以把同学或教师当作用户，进行需求调研，在此基础上提出切实可行的实施方案，并进行方案论证，包括需求分析、总体设计、详细设计、测试方案等几个方面。

4.组间互评，论证设计方案的合理性与可行性。

每个小组以答辩的方式进行方案汇报，教师和其他小组成员一起对方案进行分析、评价和指导。组间的互评目的是调动学生的积极性，让其有主人的感觉，他们既是参赛者又是评委，这样大家可以取长补短，意见也更加全面。

5.以团队为单位的项目研发与测试。

即设计方案的具体实施阶段，根据设计方案进行编程和系统测试。教师定期为学生提供技术支持，和组内学生一起讨论，对学生出现的普遍问题，进行讲解，为学生提供解决问题的新思路。

6.以团队为单位的项目展示与组间评价。

学生完成整个项目后，各个小组将撰写项目报告，提交最终作品并进行答辩，接受包含指导教师在内的验收教师组和学生组间互评。这个环节主要考查学生对基础知识的掌握程度、项目研发水平、总结表达等能力，观察团对成员实践过程中在设计、编码、测试等方面的亮点。此过程主要强调以团队为单位的评价，按照科技竞赛比赛规则，通过比较各组作品以及答辩过程评出小组等级。

7.以个人为单位的组内成员互评、自评。

每个学生在小组内发挥的作用和大小不同，贡献也不同，课程设计最后的成绩也不同。小组成员要根据每个人的实际情况公正地给出每个成员（包括自己）在小组中的位置，清晰地意识到自己及他人在组中发挥的作用，互相了解优势和劣势。

8.选拔优秀学生团队和作品。

评选出优秀作品，在教师指导下进一步进行完善，准备参加计算机学科相关科技竞赛。

四、学科竞赛和课程设计融合成果

采取上述方法进行的学生培养，既可以使优秀团队脱颖而出，为参加上一级比赛做好准备，使其能在激烈的竞争中取得好成绩，提高学校参与竞赛的人数，提高获奖数量和等级，也可以使绝大多数普通学生在各个方面得以锻炼，提升专业能力，如方案设计能力、系统开发能力和集成调试能力等，提升非专业能力，如表达能力、文档撰写能力、PPT制作能力和组织能力等，并让其感觉到只要通过努力并做好充分的准备，竞赛的难度是没有那么大的，提高参赛的积极性和自信心。中国大学生计算机设计大赛由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会等联合主办，包括软件应用与开发类、软件服务外包类等小类，我校在2012年只报名参加了一项省赛，2013—2014年，我们将课程设计和中国大学生计算机设计大赛相结合，取得了如下成绩，如表2所示。可见学科竞赛和课程设计的融合，促进了参赛数量和获奖等级的提高。

五、结语

计算机学科竞赛和课程设计相融合的方法不仅改变了传统课程设计模式，而且改变了传统科技竞赛校内推荐方法。传统的推荐模式是学生接到竞赛通知后，自行组队参加比赛，存在的问题是竞赛准备时间短、作品不完善，另外没有经过训练的学生直接参加竞赛，对比赛的规则和要求没有经验，获奖的概率小，获奖的等级低。通过课程设计系统地创新性培养，提前选拔优秀团队并进一步重点培养代表学校参加校外竞赛，可增强学生的核心竞争力，提高学校的竞争力。在课程设计成绩评定时综合了组间评价、组内成员互评和自评，改变了传统的以教师为主导的评价方式，提高了学生学习的积极性，同时促进了组内和组间学生的交流合作。

作者：邵虹 崔文成 单位：沈阳工业大学信息科学与工程学院

参考文献：

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关键词：Web应用；课程建设；课程设置分析

文章编号：1672-5913（2013）18-0052-06

中图分类号：G642

0 引言

传统上，Web应用类课程不属于计算机专业的经典核心课程，但随着应用和开发环境逐渐向Web迁移，国内外越来越多的高校开始在计算机专业中开设与该领域内容相关的课程，对其课程建设研究也随之得到相应的重视。国际上，IEEE-CS和ACM联合的本科生信息技术教育计划IT2008m中首次将Web系统和技术（Web Systems and Technologies，WS）作为基本知识领域，认为其是与程序设计、网络、数据库等并列的基本知识支柱，并给予了22个核心学时；2012年的本科生计算机科学教育计划草案CS2013中也首次添加了基于平台的开发（Platform-Based Development，PBD）这个可选基本知识领域，其中列举的典型平台就是Web和移动设备。

虽然有相关规范及建议做原则性的指引，Web应用类课程在内容设计和剪裁上仍然面临相对稳定的教学内容和飞速发展的业界技术，偏重理论讲解的课堂教学传统和注重动手实践的课程特性等突出矛盾，也面临如何与其他传统课程衔接和交叉的问题。近年来移动互联网、云计算、社会计算等领域的飞速发展进一步突出了上述矛盾和问题，使得形成稳定成熟建设方案的努力显得更为困难。为更好地借鉴国外先进教学经验，笔者对美国部分大学的Web应用类课程建设情况进行了调研、比较和分析。

1 课程开设情况

所调研的美国大学本科阶段Web应用基础类课程开设情况见表1。对比US News关于大学计算机排名和表1可以看出，美国大学Web应用类课程的开设反映了学校鲜明的学科和院系设置特点。从调研情况看，部分大学有优势的应用学科，相应地开设了Web应用类课程，甚至开设了多门；而其他大学则没有开设，甚至个别大学没有开设任何应用类课程，包括选修课。

2 课程要素分析

为进一步深入分析，本文选取了表l中斯坦福大学的CS142、华盛顿大学的CSE 154、北卡罗来纳大学的COMP 426和马萨诸塞大学的CMPSCI 326这4门课程作为典型课程。这4门课程具有以下共同特点：连续开设、面向无Web应用技术基础的学生、课程网站提供了详尽的公开材料。

2.1 课程概况

所选4门课程基本数据对比见表2。从相关院系的教学计划可以得知，CS142和CSE154相当于国内的基础课，COMP426相当于方向课，而CMPSC1326相当于专业选修课。从后继章节可以看出，不同的课程地位和学制（小学期或是大学期）直接影响了课程内容的安排。另外从前导课程情况看，一般Web应用课程都放在程序设计和数据结构课程之后，在学生对软件开发有了一定的基本概念后再开设。在调研过程中，也发现有个别高校将JavaScript作为新生程序设计的入门语言。从以往实践看，JavaScript语言虽然有开发环境设置简便的优点，但语言本身设计过于灵活，并不合适作为新生的入门语言；而把Web课程放在数据结构之后开设，学生确实更易接受。在调研中也发现，各课程均比较重视Lab或TAdiscuss section，这主要是因为Web应用开发涉及的语言、工具和环境多而复杂，因此有必要平缓学生在这方面的学习曲线，减轻其学习负担，使其可以将主要精力放在课程核心内容的理解和实践上，这也体现了Web应用课程的工程性特性。

2.2 课程内容

所选4门课程授课内容对比见表3。从调研情况看，Web应用课程内容一般均会覆盖客户端和服务器端，且在服务器端一般会选择PHP或者Ruby等开源语言，这点与国内主要选择C#或Java语言有较大差别。值得一提的是，随着Node.js的，JavaScript已经成为新兴的服务器端开发语言，CMPSCI326就选择JavaScript及其框架作为唯一的编程语言。考虑到Node，，js这种事件驱动型异步编程模型对传统服务器端开发模型的颠覆，在将来的课程设计中应关注这一趋势。根据调研，在课程内容安排中，在JavaScript语言介绍时各课程基本都会结合jQuery库进行讲解，这体现了jQuery已成为JavaScript客户端开发事实上的标准库这一现状；各课程也均为AjaX和安全安排了一定的课时，这既与业界现状相吻合，也符合IT2008中对WS知识领域的设定。

此次涉及的4门课程在设定开发环境时不约而同地提到，虽然现在存在Eclipse等功能强大的IDE开发环境，但由于这些环境设定比较复杂，本身有一定的学习难度和成本，所以均建议初学者使用普通的文本编辑器进行开发。

在授课顺序方面，调研中的大部分课程均选择在简单介绍HTML和CSS后，直接转人服务器端，再转回客户端进行JavaScript和DOM方面的讲解。我们认为，这有利于学生尽早对Web应用的B/S架构有个宏观的认识，也便于表单处理、Cookie和Ajax等内容的讲授和理解；尤其是HTML5规范的初步定型，在其中定义了很多涉及服务器端交互的API，在未来课程教授从传统的XHTML向HTML5迁移的过程中，尽早形成这种宏观认识尤其重要。

在授课内容的选择方面，调研结果也显示了相对稳定的教学内容和飞速发展的业界技术之间的矛盾。一方面，相对稳定的前沿技术尚未被广泛采纳，如在2012-2013年，HTML5和CSS3已被现代浏览器广泛支持，尤其在移动Web应用领域应用广泛，但所调研的大部分课程尚未体现这方面的技术进步，部分课程在最后的未来展望讲座中对这方面进行了简要介绍；另一方面，对于一些有价值的前沿技术，部分课程又做了相对激进的引入，如作为课程典型的CMPSCI326，就摒弃了传统的服务器端脚本语言，全程使用JavaScript进行教授，并且在课程中使用大量课时广泛介绍了Handlebars.js、Backbone.js、Requirejs、Heroku等前沿框架和平台。在将来的课程设计中，对前沿技术的引入和剪裁，无疑是一个值得进一步探讨的问题。

2.3 课程考核

所选4门课程考核方式和内容对比见表4。从调研情况看，大部分课程都将动手实践作为主要的考核方式，在分数配比中给予了首要权重。在动手实践的具体表现上，基本上各课程均围绕一个具体的网站项目组织，最终提交物都是一个完整的网站应用；同时各课程基本都将完成应用的过程分割为与课堂讲解同步的若干独立阶段，要求分阶段提交，每个阶段时间不超过3周。在这点上，国外课程的组织明显比国内要更细致。国内往往是以月为单位，甚至以学期为单位布置Project，使得对学生实践学习部分的中间过程监控不够，既难以得到教学效果的反馈，也容易使学生产生最后突击抄袭现象。当然，多阶段提交必然会对授课教师和助教产生较大压力，因此必须借鉴国外经验，设计程序对学生提交物进行部分自动评判，这又需要一定的时间积累和工作量投入，应是下阶段课程建设的努力方向。

在Project内容、难度和组织方式上，面向低年级学生课程和面向高年级学生课程明显不同。面向低年级学生的课程Project内容更多地围绕具体的知识点组织，开放性小，难度较低，且多要求个人独立完成；面向高年级学生的课程Project内容更多地根据项目进度组织，开放性较大，难度较高，往往会要求组队完成。从实践来看，组队完成后的评分具有一定的难度，为平衡这点，COMP426的组队要求采用结对编程（Pair Programming）的模式，而CMPSC1326将每次的Project分为若干Task，部分Task要求个人独立完成，部分Task要求团队完成，针对团队给分。

对期末考试形式和内容的选择充分体现了偏重理论讲解的课堂教学传统和注重动手实践的课程特性等突出矛盾。虽然课程也有一定的理论内容，但大部分内容难以通过传统的书面考试进行考核。因此所调研的课程一方面普遍降低了书面考试的占比，另一方面通过开卷考核代码读写的形式进行变形的实践测试。我们认为，除非如CMPSCI326一样完全取消书面考试，否则在目前上机考试难以实行的条件下，可行的方法应是降低书面考试成绩的占比，更多地通过Project的提交和面试来对学生进行考核。

2.4 课程教材和资源

所选4门课程教材和参考资源情况对比见表5。从调研情况看，由于Web应用类课程所具有的尚未形成成熟稳定的建设方案，没有形成经典的教科书；课程内容庞杂，涉及面广；在线资源丰富；技术更新迅速等特点，大部分课程均不指定教材，而以众多的在线资源和阅读材料代替，所指定的教材一般也注明为参考教材，多是经典的指南类书籍。由于近几年正处于Web技术的快速发展期，我们认为这样的状况还将持续一段时间。目前的做法也是一种较好的解决方案，但是需要授课教师为学生梳理较好的知识架构，准备较好的阅读指引，并给予持续更新，避免学生陷入信息过载、无所适从的境地。

3 结语

篇8

关键词：空间信息与数字技术；海洋发展战略；专业定位；课程体系

0、引言

21世纪是海洋的世纪，不仅是人类全面认识、开发和保护海洋的世纪，更是培养高水平海洋科学人才的世纪。中国是一个具有漫长海岸线的发展中大国，随着世界经济逐步向海洋扩展，国内经济发展、科学研究的重点也逐渐面向海洋，朝着海洋大国的方向加速前进。海洋事业的建设对海洋资源开发与利用、国防与国家安全、海洋科学研究、海洋环境保护、海洋综合管理以及保证海洋经济可持续发展等方面具有十分重要的意义。随着3S技术（GIS、RS和GPS）的发展，传统的海洋科学发生了革命性的变化，如海洋卫星、各类浮标、海底观测网和沿海台站组成的全球海洋立体监测与数据获取系统等，使得海洋数据以海量、实时、动态、多类、多源等形式产生，这种变化要求空间信息技术与传统的海洋科学技术紧密结合，国内迫切需要面对海洋信息的各类专业人才。

空间信息与数字技术是运用计算机软件技术、通信技术，综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学，它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门学科为一体的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。2004年，武汉大学首先开设并招收空间信息与数字技术专业的本科生。上海海洋大学根据国家海洋事业发展的需要，立足于上海的区位优势，于2010年率先在上海市开设了“空间信息与数字技术”专业。由于该专业是教育部本科专业目录的特设专业，该专业并没有指导性的人才培养方案，因此各开办院校根据实际，结合服务国家、地方和行业的经济发展，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。上海海洋大学根据国家海洋大国发展战略和把学校建设成为一所海洋、水产、食品等学科优势明显，理、工、农、经、文、管等多学科协调发展，在国际上有重要影响的教学科研型高水平特色大学的办学目标，明确了基于海洋事业需求的“空间信息与数字技术”专业的定位，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。

1、专业定位与特色

虽然在上海海洋大学开设“空间信息与数字技术”专业之前，武汉大学、西安电子科技大学、成都理工大学、厦门理工学院、山东农业大学已开设了该专业，但在上海地区的高校还没有设置该专业，特别是具有面向数字海洋特色的空间信息与数字技术专业。21世纪是海洋世纪，海洋已成为国家及上海未来经济发展的重点领域和新的增长点，中华人民共和国《国家海洋事业发展规划纲要》中明确提出海洋信息是国家未来海洋建设的重点，是国家的重要战略需求。规划中从战略高度确定“推进海洋创新体系建设，提高海洋科技创新能力”“加强海洋科技平台建设，提高海洋科技基础能力”“加强海洋科技教育，培养海洋科技人才”。海洋信息学科是国家重要的战略需求，在数字海洋建设、国家海域使用动态监管系统建设、近海海洋综合调查与评价、国家海洋防灾减灾能力建设等重大海洋专项中有充分体现。海洋信息化是海洋战略的优先发展领域，上海在这一战略中具有非常重要地位，作为唯一国家级“数字海洋”示范区，其学科研究和人才需求巨大。

上海海洋大学在借鉴其他高校“空间信息与数字技术”专业建设基础上，本着坚持高起点、高质量、高水平的建设方针，按照“聚焦、错位、合作”的思路，构建一个具有海洋特色的空间信息与数字技术人才知识培养体系和平台，为上海及长三角地区培养海洋信息技术人才，为上海“国际金融中心”和“国际航运中心”的建设，为长三角地区海洋经济可持续发展提供人才和技术支撑。我们的专业定位为：面向国民经济各行业特别是海洋领域数字化建设需要，培养具有良好的科学素养和创新意识，有扎实的软件工程基础与复合知识结构，具备大型数字工程设计和管理能力，能够对海洋、城市、农业、社会、经济等各类信息进行数字化的处理、网络化的传输、可视化的表达、智能化的决策的复合型人才。

2、专业培养目标

根据专业定位和特色，学院制定了相应的专业培养目标：培养具有良好的科学素养、创新意识，具有信息管理基础、海洋信息技术理论基础、计算机科学和技术基础以及应用能力，较好地掌握信息系统分析与设计方法、海洋大数据处理技术、地理信息系统等方面的知识能力，能适应海洋信息管理和开发以及其他企业、科研单位等部门从事海量数据库、海量信息处理以及GIS系统分析、设计、开发和评价等方面的高级专门人才。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①掌握海洋信息技术以及大型数据库的基本理论、基本知识；②掌握海洋地理信息系统以及相关的分析方法、设计方法和实现技术；③具有信息的组织与分析、检索与查询、传播与开发利用的基本能力；④具有运用所学知识，综合分析和解决问题的基本能力；⑤了解本专业相关领域的发展动态；⑥掌握文献检索、资料查询及收集的基本方法，具有―定的科研和实际工作能力。

3、课程体系建设

课程体系是高校人才培养的主要载体，是教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁，课程体系设计的立足点在于人才培养目标的定位。结合学校“空间信息与数字技术”专业人才培养目标的定位，为使本专业能培养出掌握海洋空间信息技术和计算机技术的双向人才，从而拓宽毕业学生就业和继续深造的专业范围，综合考虑了地理信息系统、计算机科学和技术、信息管理和海洋科学专业的专业建设和课程体系建设，我们制定了本专业的课程体系。将所有课程分为以下4种素质培养环节课程，课程地图见图1-4。

专业素质培养理论教学环节课程包括：高等数学、大学物理、离散数学、数据库原理、数据结构、空间信息导论、数字工程的原理与方法、空间分析与应用、数字工程前沿技术、现代通信原理、程序设计语言A、网络与分布式计算、软件工程、人工智能、计算机图形学、遥感应用技术、地理信息系统、GPS原理与应用、海洋技术导论、海洋环境监测与评价、空间信息分析理论与方法、信息检索技术、电子商务与电子政务等课程。

综合素质培养实践教学环节课程包括：社会调查、C++课程设计、Java课程设计、空间信息应用基础、数据库课程设计、GIS系统开发实践，Oracle数据库实践、毕业设计和论文。

社会价值观及思想道德素质培养环节课程包括：基本原理概论、中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概括、思想道德修养与法律基础、人文与社会科学、自然与技术科学、名师讲堂、“名师导航”系列讲座。

篇9

2006年，教育部周济部长在“第三届中外大学校长论坛上”所作的题为：“创新与高水平大学建设”的讲演中指出：“中国高等教育目前面临的历史任务，就是要以强烈的创新精神推动大学建设的各个方面和主要环节，以培养创新型人才和推进高水平科技创新为高水平大学的主要任务，把增强创新精神、提高创新能力作为高水平大学建设的工作主线，努力成为创新型 国家建设中的基础和引领力量，积极为创新型国家建设服务[1]。这就旗帜鲜明地把创新问题提到了中国高等教育目前面临的历史任务的高度。

计算机学科是一个由多种技术交织形成和发展起来的学科，是一门技术性和实践性都很强的学科。计算机学科中尽管也涉及各种理论，但它又有别于自然科学领域中那些以奠基理论为基础发展起来的理论学科。另一方面，计算机学科又是半个多世纪以来发展最快，对人类经济、科学和政治已经产生并将继续产生重大影响的学科。因此，如何培养计算机学科创新性人才直接关系到社会发展，在培养方法上既与其他学科创新性人才培养具有共性，又有其特殊性。

近年来，西南交通大学信息与科学技术学院在有关计算机学科技术创新人才的培养问题上进行了部分探索，在如何从教学思想、课群设置、教材编写、教学方法、教师队伍建设、实验环境建设全方位地瞄准创新人才培养问题，进行了初步尝试，笔者愿借此机会将我们的部分体会与同行进行交流，希望达到抛砖引玉的目的。

2 培养创新性人才首先需要一支具有创新思想的教师队伍

我国古代的思想家韩愈曾经说过：“师者，传道、授业、解惑也”。“传道”就是要讲思想方法、分析和解决问题的方法；既要善于积极理解现有的书本知识和技术，也要善于逆向思维，反过来问问“难道非如此不可？” 养成“挑毛病的习惯，找到现有书本和技术中的不足或改进办法，这就是创新思维。如果教师仅仅停留在“授业”上，照本宣科或仅会按照书本“积极理解”和解释，而不去分析技术产生的历史条件和基础，全盘接受现有的技术，则既不能全面深刻地理解相关技术的内涵，也制约了创新思维。在“解惑”的问题上，任何一个教师都很难做到能回答学生提出的所有问题，因此，必须做到实事求是和教学相长。

耶鲁大学校长理查德・莱文教授在“第三届中外大学校长论坛上”讲话[2]中认为：制约学生创新能力发展的主要因素应该是教学方法的问题，不同的教学方法取得的效果大不一样。教学中不给学生特定内容，而是培养他们独立思考、批判思维的能力，严密分析的能力，从不同视角看问题的能力，这种教育对社会的贡献是最大的。而先进的教学方法，只有靠具有创新性的教师队伍来实践。

近年来，我院开始在部分课程授课中探讨“课堂教学以讲述基本概念和技术思路为主，指导学生课外如何阅读教材和相关阅读资料，强化学生自学能力”的教学方法。教师根据自身对该领域的理解，有针对性地提出思考题引导学生从正反两个方面去思考问题。例如，在计算机网络课程的教学中，在讲述OSI/RM所描述的网络体系结构时，我们没有按照规划教材直接介绍该体系结构模型的方法，而是以计算机信息交换的实例，通过改变通信条件逐步地引导学生去思考问题，分析在不同条件下对网络功能的需要，从而导出了OSI/RM的7层结构。教学效果表明，这样的教学方法学生容易理解抽象的OSI/RM，而且很难忘记。

在讨论OSI/RM中的中间、中继系统时，我们一方面按照规划教材正面介绍了OSI/RM和Internet所描述的三层的结构，另一方面又以路由器为实例，告诉同学路由器中实际上有应用层的协议(如RIP、BGP和SNMP),它们需要利用传送层协议(TCP或UDP)，启发同学去思考如何解决这一矛盾。这实际上是现有所有教科书都回避了的问题，也是许多学生在接触到路由器产品实际时，都感到困惑的问题，反过来也说明现有的模型存在未能资源其所的问题。尽管同学们反馈的思考不尽人意，但在后续的课程中，我们通过从新定义“带外信令控制”的概念，将用户数据传输平台与控制管理信息传输平台相分离，从而将路由器描述为由三层用户数据传输与交换平台和包括应用层在内的控制管理平台共同组成的设备。这一教学思路和方法实际上挑战了经典的网络模型OSI/RM，指出了它的不足和需要提出更完整的描述模型[3]。

创新型教师队伍的建设必须科研与教学并重，对教师队伍的考核要科研与教学并重[4]。近年来，我院在考核教师队伍的问题上一直采用聘任合同制，合同中明确双方的责、权、利，每年针对合同界定的教师责任(科研、论文、教学、学生指导等)进行考核，不合格的可以警告或解聘。实践表明：凡是科研工作较好的教师，往往能够结合前沿研究，给学生提供较好的创新思路和创新环境，有利于促进教学工作。

为了加强教师队伍的建设，培养教师自身的创新精神，学院鼓励教师在职攻博，希望通过博士研究生阶段的创新学习和研究过程来提高教师的创新能力。正因为如此，我院十多名教师已经或即将获得博士学位。实践表明：经历过博士研究生学习阶段的中青年教师，已经初步养成了创新思维习惯，能够在教学工作中主动启发和培养学生创新能力，加强了我院培养创新人才的队伍。我们采取的另一个举措是“以老带新(老教师示范和听课)和举行青年教师讲课大赛”，不断提高青年教师的讲课能力。几年的教学实践表明：我们在加强教师自身创新能力和教学方法的创新方面收到了一定的效果，也使我们更加深刻地认识到建立一支具有创新意识和能力的教师队伍，对于培养创新人才的重要性。

3 以创建特色专业和精品课程为龙头带动教学改革与创新

在本科生培养中，我们坚持了“宽专业、厚基础、重能力、高素质”的原则，专业办学上强调较强的基础理论教学，注重实施素质教育、加强实践环节、突出创新能力和计算机系统的开发与应用能力的培养；针对学院的学科专业领域覆盖面广的特点(涵盖计算机科学技术、通信技术、交通控制与信息技术、电子技术等)，加强各学科专业的融合；注重教学、科研和学科建设互相渗透，本科教育与研究生培养互相衔接，形成了厚基础、宽专业的创新人才培养特色，使培养的学生既具备电子信息大类的宽专业基础知识，又具有计算机相关专业的专门知识和实践技能。

在具体的举措上，我们以省级特色专业和省级精品课程建设为龙头，在课程设置和课群建设方面进行了有益的探索，先后打造了四川省计算机科学技术特色专业、计算机组成原理和计算机网络省级精品课程以及“操作系统”、“数据结构”和“微机与接口技术”校级精品课程。

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关健词：机电一体化；可持续发展；培养目标；定位

作者简介：高安邦，淮安信息职业技术学院特聘教授，原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号：1001-7518（2008）04-0041-03

一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，促进了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。

“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。它的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、微机数字化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。因此，“机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。其典型产品为：数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子（尤其微机）技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要，即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比，我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴，就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇，大力发展我国的“机电一体化”技术，抢占“机电一体化”前沿技术的制高点，加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力，高职教育特定的培养目标，是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才，尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才（未来的蓝领人才）。这也是我国当前教育工作的头等大事，更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务！

二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业

机电一体化技术是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速渗透、机械与电子控制技术深度结合的现代工业基础上，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体集成技术。机电一体化技术已不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上把两者有机组合起来的高端应用技术。由于引进了微电子技术，现代工业生产已从机械自动化跨入了机电一体化的新阶段，使机械产品的技术结构、产品结构、产品功能和构成、生产方式和管理体制均发生了根本性的巨大变化。机电一体化技术还赋予机械产品一些新的功能，如自动检测、自动显示、自动记录、自动处理信息、自动调节控制、自动诊断、自动保护等，从而使机械设备具有智能化的特征。如果说传统机械主要是代替和放大人的体力，而机电一体化技术则能取代并延伸人的部分智力。

“机电一体化”技术实际上是自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物，它是自动化领域中机械技术与电子技术有机地结合应运而生的一种高新技术，更是铸造创新人才的最热门技术领域。机电一体化技术得以发展的根本原因，就在于生产的高速发展和科学技术的跨越进步，其别是自动化技术与计算机科学起到了最重要的决定性作用。第二次世界大战以后，几乎是同时诞生的系统工程、控制论和信息论这三门科学既是工业自动化与机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。而微电子技术的迅猛发展，半导体大规模集成电路制造技术的快速进步，则为机电一体化与工业自动化技术奠定了物质基础。反过来，机械制造技术也为微电子学和自动化技术做出了重大贡献，如大规模集成电路芯片的制造就是以超精密机械加工为基础的，而这种加工设备本身又是一种计算机控制的自动化系统，即机电一体化的系统。由此可见，机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术不断发展的结果，又是信息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果。已形成以机械为主体，以微电子尤其是微机和自动化控制为技术核心，“机械+电气+计算机”三分天下的实际格局。

为此，国家专业技术委员会已将“机电一体化”专业列入自动化技术专业的范畴，理应归口于电气自动化技术为宜。

实际上也正应如此,目前全国凡是“机电一体化”新专业放在机械专业中来办的,没看到那所高校的“机电一体化”新专业的现行课程设置是真正按照““机械+电气+计算机””三分天下的格局安排教学的，要么还是机械和电气严格分家，各办各的；要么就是执行传统老机械专业的教学计划，电气与计算机只是机械的陪衬或者是沽名钓誉的点缀；“电控和计算机”类课程的比重远远不够；更没有跟上高新技术的快速发展。有些学校的“机电一体化”新专业更是名不符实，有的甚至就连“机电一体化”新专业的核心基础课“自动控制技术”与核心专业课“计算机控制”都不开，还谈什么“机电一体化”？

三、“机电一体化”新专业，应按照“机械+电气+计算机”三分天下的格局安排教学，加速培养国家急需紧缺的机电复合型创新人才

按照国家人事部最新统计预测，“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的最热门专业人才之一。21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心，“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的高新复合技术群，是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向，是我国开发大西北和振兴东北老工业基地以及出口创汇等重大战略决策的重要科技支撑。21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术，能从事数控机床、加工中心、智能机器人、航天航空和先进武器装备制造以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质、高技能应用型机电创新人才。

“机电一体化”高新技术是一个大系统工程，其“主体”是机械，“核心”是控制和计算机。发展“机电一体化”所面临的共性关键技术主要有“精密机械技术”、“传感检测技术”、“信息处理技术”、“伺服驱动技术”、“机电接口技术”、“自动控制技术”、及“系统总体技术”，已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局。要开办“机电一体化”新专业，就必须针对其关键技术，按照国家对“机电”工作的重点安排开展教学。国家现阶段对“机电”工作的重点安排为两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业；二是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电产品的开发应用。三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电力电子产品系列。八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品。四项配套产品和技术：集成电路、传感器、CAD与CAM、CAT。一个前沿技术：智能机器人。由此可见，没有相当数量和相应质量的“机电”专业技术人员就没有“机电一体化”事业的发展。它与传统老机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应对现代化高科技机电产品的设计、制造、使用、维护、开发和改造，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和国产化。要办好“机电一体化”新专业，就要进行真正意义上的“机、电、计算机三分天下”的教学改革。

现在的问题是没看到哪所高校的现行课程设置是真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排的，仍是传统老机械专业的教学计划。“电气和计算机”类课程的比重远远不够，更没有跟上高新技术的快速发展。要办好“机电一体化”新专业，就必须重新修订“机电一体化”新专业的教学大纲和计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排“机电一体化”新专业的教学；大幅度增加现代高新技术的教学内容。

四、办好“机械电子工程”新专业的几点建议

现在“机电一体化”新专业已在全国各高校蓬勃发展起来了，可是要真正办好“机电一体化”新专业，我们目前所面临的棘手问题还很多，为此，我对办好“机械电子工程”新专业提出几点建议：

（一）按时代要求确立“机电一体化”新专业大学生高素质、高技能复合创新人才的培养目标和科学定位，一方面进行高素质、高技能创新人才培养理论和方法的深入研究与探讨；另一方面整合学校优势资源,构建高素质高技能创新人才培养多样化的模式，搭建各种科技创新平台，营造创新人才培养的环境，通过各种实践教学环节,采用多渠道多方式,脚踏实地地培养出一批机电专业高素质、高技能复合创新人才参加人才市场竞争，检验高素质、高技能创新人才的培养效果。

（二）要办好“机械电子工程”新专业，就必须将“机电一体化”新专业从传统的机械老专业的禁锢束缚中彻底解脱出来，获得自主发展的新空间。按照国家对“机电一体化”工作的重点安排，重新调整专业结构和培养方向，安排学习内容，突出“机电”结合的特色和高科技新知识的内涵，发挥机械、电子、测控、计算机等多学科交叉和结合的优势，体现出与时俱进、开拓创新的办学特点。

（三）要办好“机械电子工程”新专业，就必须重新修订教学大纲和教学计划，真正按照“机、电、计算机三分天下”的实际格局进行教学规划，大幅度增加电控和计算机教学的比重，突出高新技术的含量，体现出“机电一体化”技术是以机械为主体，以电气控制和计算机为技术核心的内涵。

（四）彻底摒弃应试教育、奴化教育的传统观念；改变填鸭式死背硬记的教育方法；改变现行应试教育模式下的考试制度，加强对学生自主创新和综合素质、技能考核的力度；真正树立以学生为主体，给大学生营建主动学习、创新实践和个性发展、充分展示才华与综合素质能力的环境空间，真正从行动上能变应试教育为素质教育，而不是停留在口头和口号上。

（五）从学校的长远发展考虑，为体现高校办学与时俱进的时代特征，高校的专业课教师不能只充当教书匠、抢学时、捞工作量，多年不变地照本宣科，纸上谈兵式地只会讲授枯燥乏味的条文，不会动手搞实践；要投入足够的精力和时间从事科研创新活动，进行工程实践，学用结合、理论联系实际，才能更有效地培养出素质技能型创新人才。名师出高徒，一个本身都不能从事科研创新实践的老师，是无论如何也教不出高素质、高技能的大学生的。隶属于高新技术的“机电一体化”专业课教师更是如此，教师从事科研创新实践更是责无旁贷。

（六）高职院校的职业技能培训应该努力创造提升高新技术的含金量，绝不能再津津乐道于低技能低水平的“正反转”、“Y/Δ”和“指针式万用表的使用”了，对这种上个世纪20年代就开始使用的落后技术、初级电工都能掌握的基本技能，一个高职大学生还要花钱考证，即使拿到“特优证”，又能说明什么？应该多开展诸如“单片机”、“PLC”、“变频调速”、“现代智能网络测控”、“电机综合控制”等新技术知识的职业技能培训，才有实用价值。

（七）高职院校的专业教材编写应该是工学结合、学用一致、理论密切联系生产实际、加强创新性、实用性和实践性的知识和技能，决不是所谓的“够有”的“肤浅化”和“概论化”；未来的“蓝领”人才也需要掌握高深的技术理论知识和具备高技能。“肤浅”的和“概论性”的教材培养不出高素质高技能的“蓝领”人才！

（八）要办好“机电一体化”新专业，必须多方面多渠道的培养和引进专业人才；不拘一格选人才；并能真正做到政策、感情、事业、环境、条件等留住人才；这里不仅是要用政策吸引外来人才，更要能留住现有人才，机电专业的能人目前是太缺乏了。