计算机领域的前沿技术范文

导语：如何才能写好一篇计算机领域的前沿技术，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。

篇1

关键词：云计算；教学领域；科研领域；作用

云计算从首次提出到现在，已经过去了整整10年的时间，云计算已经不再是一个新鲜的事物，而是形成了世界数据信息运转不可或缺的平台。由于互联网的发展，使得云计算中跨地域的资源共享与服务提供成为了可能。随着云计算技术的广泛应用，必将为教育科研领域带来全新的冲击和影响。在教育科研领域，通过云计算提供的信息平台，将会带来更为先进的教育方式和更广泛更深入的科研交流形式，从而提升国家的教育成效和加速科研成果的产生与推广。

1 云计算对教学领域的推动

在传统的教学方式下，老师通过口述结合板书或PPT进行讲解，但是这种教学方式是一个填鸭式的，这种教育极大地扼杀了学生的创造力，把学生训练成了没有自己的思想，只会考试的机器。而近年来，随着信息化技术的发展，教师在教学过程中采用了各种多媒体教学方法，增加了教学的直观性，互动性，使学生的学习兴趣得到了较大的提高，使学生在学习过程中更具想象力和创造力。云计算技术的发展，为实现这种现代化的教育方式提供了更为快捷和有效的技术支撑。通过使用云计算，可以实现优质资源的共享和新型教学方式的推广，可以将教学所需的各种素材，动画以动态的方式在教学过程中尽情展现。从投入的角度来说，只需要每个教室配置一台电脑和一个投影仪，通过云计算技术提供的信息资源，可以大大促进教学资源快速公平的分布。由于我国的具体国情，各地方经济发展不均衡，使得各地的教育发展也呈现巨大的代差。现在有了云计算技术作为信息支撑，加上全国互联网发讯速普及，可以将好的教学资源，教学资料，教学内容，教学视频存入云中，在日常的课堂教学中，教师可以利用云中提供的各类教学资源进行备课和课堂教学，甚至授课教师只负责课堂辅导，学生的学习完全可以通过云计算中的教学视频来实现，例如，现在全国高等职业院校中所制作的精品资源共享课，以及互联网上的各类教学视频，教学资源，都可以用云计算存储的方式，向广大师生提供。针对有条件的地区，学生可通过云计算网络与教师随时随地进行互动式交互学习。

云计算在教学实验中也将起作非常大的作用。由于学校的资源毕竟是有限的，不可能保证每个学生都有自己的实验室。随着云计算技术的大量应用，在云中产生的虚拟实验室，必将从根本上改变这一现状。虚拟实验指的是利用计算机信息科技，模拟实际的教学环境提供一个虚拟的多媒体实验室，使用者可一边操作、一边观察实验现象。通过虚拟操作平台，可以展示实验相关的各种资料，操作人员人机交互性强，操作灵活，而且能够即时纠正实验操作者的错误，使用者在操作实验的过程中，体会到与真实实验同样的感受。虚拟实验不需要老师时时在场，实验操作者可以反复多次的试验，经自己的探索完成全部实验，同样可以达到教学目的和要求。当今时代，随着信息科技的进步，虚拟技术在各个领域中的应用进一步得到拓展，特别是在远程教育领域的各种应用，虚拟实验对未来教学具有重要的指导意义。只要不断完善虚拟实验的各种功能，虚拟实验在教学辅助中将拥有突出的地位。

2 云计算在科研领域的应用

科研机构一直都注重促进科研人员之间的合作，云计算和科研应用的深度融合，为下一步各类科研信息化发展提供了新的战略思想。大数据时代下，如何在浩瀚如海的数据中找到有价值的科学发现，成为科学研究者们迫切想要解决的问题。以全球知名的Microsoft公司与国内一些高校合作，运用云计算技术从事相关科研的情r以说明云计算在科研中的地位和作用，2012年，Microsoft公司与国内高校、科研机构在云计算的合作已全面扎实地展开了以下系列项目：与上海交通大学联手搭建“云计算教学与科研平台”，合作出版Microsoft云计算系列丛书；为高校和研究机构举办云计算培训研讨会；向中国科学院计算机网络信息中心捐赠Windows Azure云资源和存储空间，启动“Windows Azure云资源学术合作计划”；协助上海交通大学、复旦大学、北京大学开设云计算课程；设计、开发Windows Azure教学参考课件，等，这些都为云计算技术的发展对科研人员间的合作创造了非常良好的合作平台。

3 云计算在教育科研中存在的问题及解决方法

虽然在教育科研中应用云计算是大势所趋，但云计算在教育科研中还存在着三个方面的问题需要解决：一是云计算需要一个更加强大和均衡的计算基础架构，也就是一个多层的云接口（CI）来支持国家在全国范围内的覆盖，使用云计算的基础实施、应用的和实验性研究等方面还不够完善，还需要进一步的持续的投入；二是云计算是新兴技术，关于云计算的开发和应用还存在明显的不足，为方便地让用户接触到产品化的云计算资源、云培训和云用户咨询方面也需要加大投资力度；三是使用云计算的费用问题，在教育和科研方面使用云计算资料所面临的费用问题，需要从国家层面来解决，加大专项投入资金，为教育科研建立专门的云计算数据中心。

4 总结

云计算的应用是信息社会的大势所趋，其中包括教育和科研领域，只有充分应用云计算这种新兴技术，同时解决云计算技术在教育科研中所存在问题，才能促进先进的教育科研成果的流通，提高教育水平和科研水平，从而加速我国的现代化建设进程。

参考文献：

[1]刘志荣.探析云计算在高校教育信息化中的应用[J].广东技术师范学院学报（自然科学），2011（3）：64-66.

[2]陈昌俊，王春枝.云计算在教育领域中的应用探究[J].技术研发，2012（4）：86-87.

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“多核(Multi-Core)”，一般指单个裸片上具有多个处理核，这些处理核各自拥有独立的控制和工作部件，互相之间无需共享关键资源。正如伯克利大学最新出炉的研究报告《The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley》中指出的那样，多核技术源于硬件技术，但不仅是硬件技术的革新，更会带来软件，乃至计算技术的全面变革。

为了更好地应对新的“多核”时代，清华大学计算机系高性能计算技术研究所从2005年底开始考虑将最新的多核技术内容引入到大学课程当中。经过近半年的调研、学习和讨论，结合自身的科研基础和教学工作，我们于2006年秋季学期进行了多核课程建设的一些初步尝试。

我们多核课程建设的目标有两个：一，普及并行计算技术，使广大的程序设计与开发者可以发挥多核计算优势；二，向未来的科研人员介绍多核及其面临的挑战，激发研究兴趣，帮助他们更有效地开展进一步的科研工作。为此，我们组织开设了三门新课：面向本科生的全校性选修课“并行计算基础”、面向信息学院高年级本科生的“高性能计算前沿技术”和短期课程“多线程/多核CPU逻辑设计”。同时，针对多核技术发展，重新组织和完善了计算机系研究生核心课“高等计算机系统结构”的授课内容，增加了对多核技术及其面临挑战的深入介绍，扩展了Cache和内存一致性相关内容的讲授。通过这四门课程，从处理器体系结构、系统架构、程序设计三个方面有侧重，有层次地给学生展现了一个相对完整的多核技术图景。从一个学期的教学效果来看，达到了介绍多核，普及并行计算技术的预期目标。下面就对上述的三门新课作一简单介绍，欢迎批评指正。

并行计算基础

这门课程的开设是为了在学生中普及并行计算技术服务的。

每一个多核处理器实际上就是一个片上并行系统。简单来说，使用多核处理器的计算机都可以称为一台并行计算系统。因此，对于程序设计和开发者来说，有效发挥多核处理器的计算能力，了解和使用并行计算技术是必不可少的。

以前，并行计算只能说是少数人的“游戏”，总是与昂贵的超级计算机、个别复杂的工程计算问题联系在一起。提到并行计算，即使是计算机专业的学生也感到艰深晦涩。如今，现代计算技术的发展，尤其是多核的普及，并行计算走向桌面应用；而众多富有挑战性的计算问题的出现更使得并行计算成为一种重要的通用计算技术开始被大家所接受。

为此，我们开设了面向全校本科生的全校性选修课“并行计算基础”。课程旨在推动并行计算技术的普及和应用，帮助同学们认识到并行计算的重要性，掌握并行计算的基本概念、基本问题和理论，掌握初步的并行程序设计和分析方法，熟悉并行计算语言和辅助工具，体验实际并行程序开发和优化过程。课程通过课堂讲授、参观、演示、典型实例分析和多核系统/并行系统上的亲身体验等多种教学方式，希望学生对并行计算有初步认识，在一定程度上提高综合运用方法理论、编程接口和辅助工具，设计、分析和开发并行程序的能力。

本课程的先修要求并不高，只需要有一定的程序设计基础的本科生均可选修。

本课程的主要知识点包括：

并行计算的基本概念；

OPENMP和MPI并行程序编程接口；

并行程序设计方法；

并行程序性能分析方法；

重要的并行程序开发辅助工具，如Totalview、INTEL Vtune、INTEL ThreadChecker、INTEL Thread Profiler、INTEL MKL等；

典型并行算法设计思想。

本课程的主要教学安排如表1所示。

这门课的特点在于：

① 针对学生来自不同专业，将并行机系统结构、网络互连和并行计算模型的内容精炼讲授。

② 通过编程工具、调试工具、性能分析工具等的讲解，提高学生编写、调试和运行并行程序的能力。

③ 增加课外实验环节，加强学生动手能力培养。

开设这门课不仅使同学尽早接触到了多核技术和并行计算技术，帮助他们认识到并行计算的重要性，而且为后续研究生相关课程，包括高等计算机系统结构、并行计算（研究生）、大规模科学计算等打下了一定的基础。

第一次开课选修这门课的同学接近20人（课容量30人），有50%来自计算机系外的其他工科院系。大家都觉得这门课使他们了解到了最新的计算技术，并行计算对自己今后的科研和工作可能大有裨益。

高性能计算前沿技术研讨课

计算机学科是一个知识和技术飞速更新的学科，多核技术作为一个尚未成熟的研究领域就更是如此。所以，把最新的多核和高性能计算技术中的研究问题和研究进展通过快捷、有效的手段传授给学生，激发学生的研究兴趣，投身到多核技术这个不断发展的研究领域当中是高性能计算前沿技术课的主要目的。

高性能计算涉及微处理器、并行计算机、分布式系统及应用等多方面内容，技术先进性、综合性和实用性强，是计算机技术的重要研究分支。而本科生普遍缺乏对相关研究领域的基本了解。为此，我们开设了面向信息学院高年级本科生的研讨课“高性能计算前沿技术”。课程密切结合高性能计算技术的最新发展趋势，对当今高性能计算的几个热点问题作专题介绍。课程内容主要包括两个部分：多内核处理器和大规模并行计算系统。多内核处理器的出现和流行，使得并行计算的地位日益重要。本课程将介绍多内核处理器的体系结构和发展趋势，以及多内核处理器对计算机软件技术带来的一系列挑战。大规模并行计算系统主要用来解决关系国计民生的重大挑战问题，是一个国家综合国力的重要组成部分。随着系统规模的扩大，对于系统的计算机系统结构、通信网络等方面提出了新的挑战。课程将介绍在上述方面的研究进展。通过本课程，希望学生能认识高性能计算，了解高性能计算的基本问题，对高性能计算的前沿研究问题有初步的认识。

课程内容安排主要包括以下高性能计算的六大方面：

1. 高性能计算现状与挑战

2. 多核计算技术发展

3. 计算中的性能问题，性能分析与性能优化方法

4. 并行计算系统

5. 高性能互联网络技术

6. 分布式计算之对等计算技术

本课程的特点在于互动式教学。教师缩短讲授时间，将更多的精力花在设置课题，组织和参与讨论上。通过学生查阅相关资料，学生课堂报告与讨论，和课程论文等多种方式，激发学生自主学习，开展调研和研究的热情。

第一次开课选修这门课的同学有12位（课容量15人），分别来自微电子学系和计算机系。大家都觉得通过这门课了解了最新的高性能计算技术，特别是多核技术的最新进展和未来发展趋势；在有效拓展自己知识面的同时，通过论文阅读和讨论使得自己对发掘问题、解决问题的科研方法有了新的认识。

多线程/多核CPU逻辑设计短期课程

新一代处理器都将采用多线程/多核技术，这使得CPU能够同时并行执行多道程序，以提高处理能力。为了让同学更好地了解多线程/多核处理器的设计思想和最新进展，我们邀请了日本东京法政大学的李亚民教授开设了暑期的短期课程“多线程/多核CPU逻辑设计”。

本课程讲解多线程/多核CPU的设计方法，通过实验让听课者能够自己动手设计一个包含有浮点部件（FPU）的多线程/多核CPU，并通过执行汇编及二进制程序，完成多线程/多核CPU的逻辑功能模拟。

课程的教学内容安排如下：

第一次：

讲课：数字电路及逻辑设计基础，算法及电路设计，指令系统。

实验：设计多路器，加法/减法器，移位器，ALU，寄存器堆。

第二次：

讲课：单周期CPU原理及设计方法。

实验：设计单周期 CPU，存储器及测试程序，CPU模拟测试。

第三次：

讲课：浮点部件FPU原理及设计方法。

实验：设计浮点部件FPU及FPU模拟测试。

第四次：

讲课：流水线 CPU+FPU 原理及设计方法。

实验：设计流水线 CPU+FPU，存储器及测试程序，CPU+FPU模拟测试。

第五次：

讲课：多线程/多核CPU原理及设计方法。

实验：设计多线程/多核CPU，存储器及测试程序，CPU模拟测试。

课程的先修要求是逻辑电路设计、计算机原理。教学对象为对CPU逻辑设计技术感兴趣的教师、研究生，以及高年级本科生。

总体来说，这门课程的特色是面向实验的课程。讲课与实验的学时数为1∶2，通过5天，每天4学时的实验时间，指导听课人使用Max+Plus II设计工具设计并模拟多线程/多核CPU。

本课程的选课人数为53人。其中，计算机系：27人；电子系：6人；微电子：5人；软件学院：4人；自动化系：3人；核研院：1人；化工系：1人；校外：6人。听课师生均表示，该课程讲授深入、实用。通过该课程，基本了解了CPU设计的流程，了解了当今世界上CPU设计的先进技术和趋势，并通过亲手作实验，设计了一个可以工作的CPU原型。收获很大。

总结与展望

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2016 年 11月 26 日，以“大融合，大未来”为主题，第十届中国医院院长年会于厦门召开。英特尔（中国）有限公司作为医疗健康领域发展的长期推动者受邀参与了此次活动。在“大融合、大协同、大平台”分论坛上，英特尔同与会嘉宾分享了前沿技术与医疗行业融合的新趋势、新实践；并携手产业伙伴共同宣布“联合创新实验室”成立，旨在凝聚业界力量，共促医疗云、大数据、人工智能等技术在医疗健康领域的落地。

目前，大数据、云计算、物联网等技术已经快速渗透到临床服务中，重新定义了医院的管理和运营；同时，人工智能等前沿技术也在为医疗行业的发展带来新契机。医院传统的经营和服务模式正面临变轨。会议期间，英特尔联合18家成员单位宣布“联合创新实验室”成立。实验室汇聚了包括医疗机构、科研机构、技术公司和科研服务公司在内的多方力量，旨在推动技术试点和科研工作，加快行业发展路线和标准制定，加速大数据、医疗云、人工智能等技术在大健康领域的落地。

浙江大学教授、浙江省数理医学学会理事长孔德兴分享了人工智能技术在甲状腺疾病筛查、干预和治疗过程中的应用。“依托英特尔至强平台，我们针对甲状腺超声影像数据的特点对算法进行了改进和优化，并利用所获得的大样本对计算机进行训练，经与浙江大学附属第一医院的联合测试，其诊断准确率可达85%以上。我们期待，这项应用在未来可以拓展至更多领域”。

一直以来，英特尔都在挖掘计算的潜能，并驱动相应解决方案的开发和应用，作为“联合创新实验室”的成员单位，英特尔将继续发挥其对行业的洞察和技术领先优势，推动相关项目的发展，不断促进医疗云、大数据、物联网、特别是人工智能等创新技术在医疗行业的应用开发和实施。

“在近期的人工智能战略中，英特尔宣布将通过一系列从前端到数据中心的全新产品、技术及相关投资计划拓展人工智能的发展空间，加快发展速度，突破性能瓶颈，实现技术大众化及社会效益最大化”，英特尔医疗与生命科学集团亚太总经理李亚东表示：“英特尔希望推动中国融入人工智能时代，在加速人工智能和医疗行业融合发展的道路上，我们将同产业伙伴一道加速技术创新和应用进程，使人工智能更快的惠及大众。”

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创新引领明天

40多年来,英特尔公司一直在引领微处理器领域的技术创新,给人类带来了源源不断的灵感、智慧和创造力。

1.摩尔定律――过去40多年来,在摩尔定律的指引下,英特尔实现了让计算机走入普通大众工作和生活的梦想,加速了全人类信息技术发展及应用的进程。

2.x86――x86指的是英特尔公司发明的微处理器执行计算机语言指令集。纵观今日,从台式机到笔记本电脑,从服务器到高性能计算,到处都可以看到x86的身影。

3.英特尔迅驰处理器技术――2003年英特尔迅驰处理器技术的推出,对于笔记本电脑来说是革命性的。这一集成了处理器、芯片组和无线网卡的迅驰平台,极大改变了人们使用电脑的地点和方式。

4.智能计算――英特尔预测,到2015年将有150亿个智能计算设备互联,嵌入式互联网应用将衍生出视频智能、医疗、车载信息娱乐以及家庭自动化等众多新兴市场,并创造下一个全新的10亿美元级的市场。

合作共赢明天

英特尔40年成长的秘诀,是持续不断的技术创新,以及与本地政府和产业生态圈合作共赢的生存智慧。

1.助力中国IT产业腾飞――从奔腾、迅驰到酷睿时代,每当微处理器技术和产品取得重大突破之时,英特尔在第一时间即与本地硬件、软件厂商和渠道合作伙伴分享全球最先进的技术创新成果。

2.响应政府议程,助推可持续发展――早在2006年,英特尔即与信息产业部门合作,将“世界齐步走”计划带到中国,在当前“家电下乡”的大潮中,英特尔与合作伙伴一道,从产品、服务、人才、生态系统建设等多方面,致力于推进农村综合信息服务体系的建设。

3.推进前沿技术研究和人才培养――2006年启动的英特尔多核技术大学合作计划已经覆盖102所高校;英特尔投入专项资金设立“教育部――英特尔信息技术专项科研基金项目”,从2007年起5年内将支持信息技术领域的100个以上大学合作科研项目。

4.投资中国自主创新――2008年,英特尔宣布设立5亿美元的“英特尔投资――中国技术基金II”,推动和支持中国本土公司的成长。

5.支持区域经济发展――中国已经是英特尔公司在全球的第二大消费市场。迄今英特尔公司在中国累计承诺投资已近45亿美元。

教育启迪明天

英特尔认为,世界各地的所有学生都应当掌握自己所需的技能,只有这样才能发展成为下一代创新型人才。从地方学校到全球性大学,英特尔将支持教育事业作为自身的社会责任,启迪学生的创造性思维,致力于为明天的社会培养合格人材。

1.ISEF:激发学生创造力――为了丰富中小学生在科学、数学和工程方面的知识并培养其对这些学科的兴趣,英特尔自1996年起赞助举办英特尔国际科学与工程大奖赛(Intel ISEF)。

2.培养面向明天的教师――“计算机并不是什么神奇的魔法,教师才是真正的魔术师。”英特尔未来教育项目致力于促进中国中小学教师信息技术能力的提高,迄今英特尔未来教育项目累计培训全国中小学教师逾130万名,上亿名学生从中受益。

3.培养面向明天的能力――英特尔求知计划是一项课外社区教育计划,旨在帮助发展中国家的学生获得面向明天的综合能力――信息技术能力、思辨能力、解决问题的能力和协作能力。

4.支持高校人才培养――英特尔与世界范围内的重点大学和顶级研究机构合作,开展课程建设和联合科研的协作,培养并鼓励学生学习前沿技术和科研创新。

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[关键词]信息技术 创新 计算机专业 培养体系

中图分类号：G423.07 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46s-0218-02

前言

信息的重要性在数字化时代的大背景下主要表现在经济上。信息不对称的条件下会使得企业相关负责人及行政管理人员难以根据实际情况来做出正确的判断。信息来源于计算机科学技术的进步，一个经济高速增长的社会必将对高层次创新人才的需求极度渴望。然而随着市场化的驱动，人才培养体系往往着眼于短期绩效，难以应对经济发展所需求的高素质创新型人才。尤其明显的是在一些计算机专业人才培养体系中，课程的建构及课时的安排上，教育的培养方式上往往限制了计算机专业人才的创新精神，最终导致社会需求与培养的人才相脱节，尽管花费了很大成本培养的人才却不能够担负起信息技术下相关领域的科技进步与创新工作。计算机专业人才培养的质量是信息技术不断进步的前提，因此要重视对创新培养体系的构建，重视人才培养的过程，通过科学合理的培养方案来发展具有较强的创新精神和实践能力的高层次创新型计算机专业人才。

一、 计算机专业人才培养模式存在的问题

当前我国计算机专业人才的培养主要集中在各高校的相关专业课程体系，人才的培养也多汇聚在几个比较热门的基础学科，同时在与经济发展所带来的人才需求上有较大的联系，所以对比其他学科，计算机专业人才就业渠道较广。在吸收借鉴其他学科的历史发展经验，加上国家的投资，社会的重视，计算机专业人才培养的硬件设施上有了较大的改变，但发展中仍有一些问题存在。

（一）强调书本知识的教学忽视学生能力的培养

学院化教学注重课堂上的理论知识传授，在大班教学模式下，专业教师教学注重的是相对客观的知识问题探索，很少有机会与各个学生进行面对面的探讨实践中的问题，尽管在学科理论上会有一些进步，但学生的分析能力还是受不到重视。这种填鸭式教学方式缺乏创新的因素不能够引导学生主动的思考问题，有效地进行创新思维训练。同时教师可能只局限在学校环境中，不能够及时跟上计算机前沿技术开发与应用领域，这就给学生造成了知识的落后性，学生所学的理论与实践不能有机的结合。反过来就会造成学生工作后遇到种种的实践难题，对新的技术开发及应用不能创造性的解决。

（二）人才培养与市场需求脱节

改革开放以后，随着市场经济的进一步发展，计算机各相关专业领域的人才需求缺口是比较大的。而人才的培养最终也是为了供应市场的需求，但是在信息技术环境下，高层次创新型计算机专业人才是很缺乏的。企业的发展受阻于人才的短缺，特别是那种能够研发相关前沿创新性的技术的高层次人才。学院培养的人才受到教学体制和教学模式的影响同化的现象比较严重，理论方面较强却缺乏实践操作的能力。在问题的解决上更是固守旧思维旧习惯，不能够灵活多变的解决问题。在课程设置上使用的多是一些较传统的教学内容，不能够根据信息化技术的发展及时的更改并应用在教学的过程中。

（三）师资力量较为薄弱，实践环节缺失

从事信息技术教学的教师较注重教学方面，不是很注重研发和创造的能力开发，同时在实践教学中，教师并不能有效开发学生创新性思维，及时的将学生的新思维新思路转变到实践研究中。再加上，很多教师受到传统教学思想的束缚，在课堂上都采用着“填鸭式”的教学方法，学生只是被动的接受知识，无法真正主动提升能力。学生对教师的依赖性有增无减，而教师的知识结构与行业发展的要求有相当一段距离。计算机专业注重的实践能力，在传统的培养体系中缺乏落实的校企合作实训基地，实训基地只是一种形式化的活动，不能帮助学生实践创新能力的提高也不能帮助企业获得更多的创造性经济价值。

二、 高层次创新型计算机专业人才培养重要性

在上世纪进入信息化革命时代后，一些发达国家相继重视计算机教育，并将计算机教育纳入科学研究的体系中，通过创新的信息技术带动高科技产业的发展，实现产学研一体化道路，在人才培养中加大资金的投入，进一步推进经济的发展。

（一） 高层次创新型计算机专业人才培养是经济发展的客观要求

综合国力的竞争归根是人才的竞争。人才的水平的提高对于经济发展的推动，社会问题的解决其作用将是不可估量的。但当前我国计算机专业人才培养中主要的问题是创造性解决问题分析问题能力缺乏，同时没有前沿的知识储备，对职业的生涯规划不够明确。这些问题出现在新的经济转型过程中是不利于经济的发展的。根据我国经济发展的实际需求，计算机专业人才的培养需要突破传统的模式，注重高层次创新型计算机专业人才的培养。创新型人才的培养是提高国家自主创新能力的要求，也是我国参与国际竞争赢得优势的法宝，而人才培养的关键在于教育改革，在于一个能发挥创新精神的教育体系。

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不出国门听国际名校课

2001年4月，分布式计算与系统国际会议（ICDCS）在美国亚利桑那州凤凰城举办。在这个分布式计算领域全球顶级会议举办期间，时任德州农工大学计算机系主任、现任澳门大学校长的赵伟与参会的华人学者萌生了一个想法：每年组织一批在北美计算机领域学有所成的华人教授定期回国，在各大学或研究所系统地讲授若干门研究生课程，并与国内学者及研究生共同讨论、研究相关学术问题。

很快，这个想法得到了积极的响应，这些响应者都有一个共同的特点：得益于中国的改革开放，远渡重洋，负笈求学，而且在各自的研究领域拥有很高的学术地位。

据第三届龙星计划委员会主席、俄亥俄州立大学计算机与工程系主任张晓东介绍，龙星计划专注于高层次创新人才的培养，每年平均开设8门课程，每门课程25~30个学时，集中在一周内授课。课程强调基础性，深入探讨研究领域的重要问题；通过启发式的教学，加强学生创新思维的训练；一些课程还附带实验课。这样的教学使得国内高年级研究生和青年教师不出国门就能选修到国际名校研究生的课程。

龙星计划实施10年来，已有60余位华人教授在国内18个省市的33所大学和研究机构开课83门，听课总人数超过7000人。

龙星计划从开始就得到了国家自然科学基金委员会提供的包括讲课者旅费、住宿费以及部分计划运作经费的资助。由于资助10年来没有变化，而机票等差旅费用这10年上涨迅速，因此，讲课者不仅没有酬劳，而且还要倒贴机票等差旅费用。但他们却乐此不彼，有的人甚至先后三次回国授课，这是因为龙星计划为这些优秀的留美学者提供了一个回国志愿服务的平台。

而这些志愿者收获到的最大回报是，一些学员受龙星课程的启发，已经在国际一流的学术刊物和会议上独立。

传授的不仅仅是知识

这些海外学人不仅将国际计算机前沿的研究成果介绍给高年级研究生和青年教师，而且把研究的方法、严谨的治学态度和敬业精神传递给中国计算机研究领域未来的精英。

“学生是我最重要的成果”、“培养学生就是培养我未来的同事和同行”、“能和最聪明的学生一道共事是件令人非常兴奋的事情。”这是多位华人教授在庆祝龙星计划十周年学术活动讨论会上抒发的感慨。

而招聘教授，评价其学术水平的方法也很简单。“我们评价一个人的学术水平，就是给他所在的研究领域十几位最优秀的学者写信，让他们进行评价。”来自加州大学洛杉矶分校的丛京生教授说。一些华人教授还表示，美国大学的创新还得益于终身教授制度，这一制度免除了终身教授的后顾之忧，甚至可以抗命系主任，集中精力研究个人感兴趣的项目。

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关键词：地方本科院校；云计算；网络工程；教学改革

网络工程专业是计算机技术与通信技术相结合的新型专业，教学内容除网络基础和计算机基础类课程外，还加强了网络系统设计与维护、网络互联、网络管理、通信理论等课程的学习，地方本科院校教学上侧重于培养能够从事计算机网络系统规划、设计、管理与维护的高素质工程应用型人才[1]，尤其是掌握Web开发服务技术及网络应用开发技术，从事网络系统软件管理和网络应用软件设计的高级工程技术人才。随着国内外处处建网、处处有网的“互联网+”发展，网络管理人才的需求与日俱增，如何利用有限的硬软件资源培养社会急需的网络应用型人才是每个地方本科院校网络工程专业都在思考与探索的问题。近年来，“云计算”已经成为生活中的热门话题。美国《福布斯》双周刊网站2018年2月25日报道：未来十年及以后，“云”将从基础设施、成本控制、数据管理、协同工作、资源共享等多方面影响我们的生活[2]。而云计算在全球的投资和市场规模也迅速增加，2015年全球云计算市场规模达到522.38亿美元，中国云计算市场规模达到14.42亿美元，预计到2020年，全球云计算市场规模有望达到1435.28亿美元，中国云计算市场规模有望达到52.42亿美元，中国云计算市场保持29.45%左右的复合增速发展，高于全球水平(22.10%)[3]。云计算的快速发展致使云平台的运行和管理人才需求急剧增加，但目前高素质、专业性的云计算管理人才数量和质量远远不能满足市场需要。云计算技术依托于网络技术，而地方本科院校传统的网络工程专业培养方案已不能很好地适应云计算时代市场及企事业单位的人才需求。在网络技术迅猛发展的今天，要想把握IT产业发展的人才需求动向，就必须改变网络工程专业发展方向和转变人才培养模式，改进高校网络工程专业教学体系，调整网络工程专业人才培养方案，适应社会对网络工程专业人才发展的需求。

1云计算时代网络工程专业教学存在的不足

网络工程专业自1998年开设以来虽然取得了很大的进步，但在教学内容、组织形式及教学方法上仍存在不足，尤其是云计算等先进网络技术发展应用以来，传统的网络工程专业在教学结构、课程设置、教学条件、师资队伍等方面都不能适应云计算发展的步伐，培养的人才对社会的适应性差，大量毕业生找不到合适的工作，网络工程专业毕业生的专业特色和优势被局限，归纳起来，主要体现在以下几方面。

1.1师资力量欠缺

教学设计没有网络工程专业特色地方本科院校网络工程专业大部分是从计算机科学与技术专业基础上拆分过来的，多数地方本科院校师资欠缺，计算机科学与技术专业与网络工程专业多数采用相同的教师、教材、教学方法实施教学，而网络工程专业的教师不但要对所讲授的课程相当熟悉，还要根据教学知识汇总以前所学的网络方面的知识，引导学生提出问题，激发学生学习知识的热情，并随时回答学生提出的各种网络方面的问题，设计和制订课程相关的网络实践教学项目等，因此，专业的网络工程教师是培养网络专业人才的基础。

1.2课程设置滞后先进网络技术课程太少

目前大部分网络工程专业的课程设置依然是基础网络相关的课程，近年来有部分学校添加一些先进网络技术的选修课程，如云计算、大数据等课程，但通常也只对高年级学生做简单介绍，课时少，更没有涉及应用，这种延续原有教学组织形式的改进很难适应云计算时代社会对网络工程专业人才的需求。如果要让学生学习先进网络技术，需要改进网络工程专业的课程设置，突出网络课程特色，添加云计算等先进网络技术课程的教学，融入云计算技术的应用，让学生在本科阶段就了解云计算的概念。

1.3项目教学欠缺实践教学与市场应用融合程度不够

项目教学法是德国联邦政府教育部职教所发起的，它把学习过程设计为项目，按照项目的行动回路设计教学，项目教学法不仅传授给学生理论知识和操作技能，更注重培养学生的职业能力[4]。项目式教学的前提是项目实施环境，没有适合完成项目的环境，项目设计、项目完成是一纸空谈[5]。所以德国的“项目式”教育大多采用的是学校和企业“双元制”教育模式，学生在学校学习，在企业实践[4]。地方本科院校由于实践设备、课时、场地、安全等方面的考虑，实践教学还只停留在演示性和验证性实验上，尤其是与市场衔接的实际应用型实践教学非常欠缺，实践教学方面与市场实际应用的融合程度不够。

2云计算时代网络工程专业教学模式的改革

随着云计算的发展，国内各大高校、企业逐渐开始建立云平台，开发云应用。云计算将是整个IT行业的发展趋势，也是新一代互联网、物联网、大数据、移动互联的引擎和神经中枢[6]。云计算的需求推动和服务外包思想重新定义了网络架构和网络经营模式。而传统的网络工程专业教学依然采用旧的网络模式进行教学活动，不能适应网络市场的发展步伐，致使大量毕业生就业困难，部分地方本科院校的网络工程专业出现了招生萎缩甚至停招。所以，改革网络工程专业教学模式，适应先进网络技术的发展趋势，培养与市场发展需求相吻合且有较强实践能力、创新能力的合格大学生是网络工程专业亟须解决的问题。

2.1课程体系的改革

地方本科院校网络工程专业课程主要涉及网络方面的基础理论知识和验证性实践，网络前沿知识涉及很少，大多都没有开设云计算等网络前沿知识的课程。在网络技术飞速发展的云计算时代，云计算更新了网络部署，所以在网络工程专业教学中，应开展一些云计算等网络前沿应用方面的课程，从大一到大四，根据学生具体学习情况，低年级课程中安排一些云计算方面的前沿技术讲座和学术报告，高年级开设云计算等前沿技术的必(选)修课程及应用，课程体系制订时兼顾云计算人才的培养，使学生掌握网络技术的最新研究动态，拓宽视野，激发学生的学习积极性。

2.2师资队伍的建设

网络工程专业教学涉及数学、电子信息、计算机基础理论及网络构建、网络管理、网络应用等多方面的知识，这就要求网络工程专业教师既要在专业领域的某一方向有较高的水准，也要了解网络工程专业各方面知识之间的关联性，同时还要顺应时代的发展，适当加入最新的网络前沿技术知识的讲解，这样才能培养出适合时代需求的优秀毕业生。云计算技术引领“互联网+”、物联网、大数据、区块链等先进网络技术的发展推广，同时也对高校网络工程专业教师的知识结构提出新的要求，而地方本科院校一般是指由省市所属、服务于地方经济发展的本科学校，多数处于地市级城镇，若想适应云计算时代网络工程专业的教学改革，就必须加强师资力量的培训，重视教师队伍知识结构的优化和实践技能的培养，笔者认为应从以下几方面考虑。(1)建立云计算及网络专业人才引进、服务机制，支持国内云计算领域的优秀毕业生及科技人才到学校任教。(2)制订教师培养计划，鼓励本校教师外出学习、进修，注重本地教师队伍的整体发展，根据不同教师的特色，发挥所长。(3)建立校企合作机制，从企业聘请有丰富实践经验的优秀网络工作者到学校任教，从实际应用的角度引领学生学习先进的网络技术。师资队伍建设是一个艰难而漫长的过程，它需要长时间的细心培育才能建立一只优质的教学师资队伍。

2.3教学环境和教学方式的改革

了解和学习云计算的最好方式就是实践，目前国内大部分地方本科院校已建立云计划，如果所在学校已建立云平台，教师可以使用云平台与学生互动，如教学信息、将教学资源上传到云平台中等。在网络工程专业高年级的部分课程教学中，教师可以通过云平台创建教学环境，学生可以租赁或通过其他方式申请学校的云空间，将作业提交到云端，也可以在云端完成部分网络虚拟实验，教师可以通过云检查验收学生的作业和实验。对于没有建立云服务的地方本科院校，可以租赁云服务器协助教学。目前，腾讯、华为、京东、阿里、百度、西部数据等多家计算机公司都开始提供云服务器租赁业务，腾讯等多家计算机公司还提供了学生租赁云服务器套餐，年租费更是优惠。对于网络工程专业的学生，教师应在教学过程中鼓励学生申请云服务器，并配置管理自己的云服务器。尝试让学生在云端完成作业，提交作业链接查看学生作业完成情况，这种融入云计算技术的教学方式很好地激发了学生的学习兴趣，且部分学生完成良好。因此，在高年级的网络工程专业课程中直接加入云计算的应用，让学生切身体会并管理自己的云服务器，是网络工程专业教学中可以尝试并非常有效的一种学习云计算的方式。

2.4实践教学的改革

地方本科院校由于经济等方面的原因，实践教学一直是地方本科院校应用型人才培养的难解课题。虚拟实验是通过计算机模拟实验需求的环境进行仿真实验的教学模式，网络虚拟实验可以大量地减少实验资金投入，解决学校因设备欠缺而无法开展实验的问题。网络工程专业可以根据课程性质，对一些当前硬件欠缺的实验项目，设计虚拟实验，并在实验教学中，以学生为主体实施完成“虚拟项目”，使学生在虚拟环境中获得项目实践经验。云计算的本质就是虚拟化，目前，国内外部分高校已经开始设计、建设基于云计算的虚拟实验平台，基于云平台的网络虚拟实验既能简化网络实验环境的搭建，又可以让学生在课程教学中学习应用云知识，具有很好的实用性，将对地方性本科院校开展应用性实践教学产生良好的影响和促进作用。

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关键词：计算机导论；计算思维；课程改革；自由文理；团队教学

0 引言

针对国内外计算机教育发展的新动向，教育部高等学校计算机专业教学指导分委员会联合中国计算机学会教育专业委员会、全国高等学校计算机教育研究会，特别就计算思维能力的培养问题形成几点认识。计算机专业教育应该在计算思维能力培养中做出表率，将系统化计算思维能力的培养贯穿在计算机专业的教育中。计算机导论是计算机专业的一门先导必修课程，是作为计算机专业学生进入大学后的第一门专业课程，其主要作用可以归纳为“五导”：导知识、导方法、导思维、导意识和导职业。我们认为“导思维”是首要的，也是最为核心的，同时也是最难做到的，“导思维”在引导培养学生计算思维能力的过程中，可以很好地、潜移默化地达到其他4项引导作用。

如何建立计算思维能力的培养要求、实施途径、评测规范与方法一直是当前计算机教育者从事计算思维研究的一项重要课题。我们结合教学团队多年的经验积累，依据计算思维的本质和特征及计算机导论课程的构建目的，从教学内容、教学理念、教学方法及教学评价等方面探讨如何在计算思维驱动下对计算机导论课程进行一系列的改革和探索。

1 计算思维与计算机导论

计算思维（Computational Thinking），笼统地讲，是指受过良好训练的计算机科学工作者面对问题所习惯采用的思维方法，体现为在过去半个多世纪以来成就计算机和信息技术辉煌发展过程中行之有效的若干分析问题与解决问题的典型手段与途径。其具体内涵在近年来发表的文献资料中均有丰富论述。而有关计算机导论课程的构建问题，在1989年ACM攻关组所提交的“计算作为一门学科”（Computing as a discipline）报告中认为，该课程要培养学生面向学科的思维能力，使学生领会学科的力量，以及从事本学科工作的价值所在。报告希望该课程能用类似于数学那样严密的方式将学生引入到计算学科各个富有挑战性的领域之中。

2008年6月在网上公布的ACM对CC2001（CS2001）进行的中期审查报告（CS2001 Imerim Review）（草案）中，开始将美国卡内基·梅隆大学计算机科学系教授周以真（Jeannette M.wing）倡导的“计算思维”与计算机导论课程绑定在一起，并明确要求该课程讲授计算思维的本质。

综上所述，计算机导论这门课程不是解决对计算机功能的工具性认识问题，而是要对学生进行专业引导和思维引导，应该以面向计算学科的思维能力，也即计算思维能力的培养为核心。学生如果有了良好的计算思维品质，不管环境、知识需求如何变化，都可以灵活应变，从而为今后的专业学习以及走上工作岗位打好坚实的基础。

2 计算思维驱动下的课程改革

2.1 学目标，灵活教学内容

美国卡内基·梅隆大学周以真教授认为：计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维一大特征是数学和工程思维的互补与融合。计算机科学在本质上源自数学思维，其形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，基本计算设备的限制迫使计算机学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。所以计算思维的研究存在多维性，它紧密地同数学、科学和工程结合在一起。另一方面，计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人和机器去执行，在求解问题时必须从人的认知、心理、思维活动和学科发展角度去入手，故存在研究角度的多态性。

因此，计算思维多维、多态的复杂特征决定了计算机导论课程当前培养方案的多样性与差异性。当今计算机的理论和技术发展太快，新的知识大约每两年就会增长一倍，教材根本无法实现实时地对新知识、新技术进行跟进。因此，我们主张教材为辅，“导思维”为主的原则，在统一的数学目标指导下灵活课程的讲授内容，留给教师和学生最大的思考空间。没有了教材的“束缚”，教师有了更多的掌控空间，学生也不会因教科书而将概念固定化，更不会出现临考抱“教材”的现象。

我们确定计算机导论课程的教学目标是：在学生建立计算机专业学科知识体系框架的同时激发学生的学习兴趣及学习的主动性，培养学生的计算思维能力、洞察问题及解决问题的能力，为后续学习相关专业课程、参与创新课题等打下坚实的基础。在教学内容的划分和安排上，由于课时有限，我们主张理论教学内容在划分上尽可能地简单分明，前后知识可以很好地呼应起来，这样更有利于知识点的系统化，不会因为章节庞杂、知识点太多而导致学生难于消化。为此将课程的讲授内容简单划分成3大部分：

（1）介绍计算学科各领域的发展史及前沿，揭示各主要领域的基本规律及相互之间的内在联系；认识当前社会和职业问题等。

（2）介绍计算机学科中的经典科学问题，初步认识和理解抽象、理论和设计3种学科形态。

（3）讲解计算机学科中的核心概念（如算法、数据结构、程序、软件、硬件、信息表示等），探讨研究学科中的数学方法和系统科学方法，培养计算思维能力。

在讲授过程中，我们借助精心制作的多媒体课件，结合授课内容和计算思维的培养目标，随时有针对性地调整和丰富自己的讲授内容。例如，讲解计算机学科各领域的发展史时，通过引荐吴军老师的《浪潮之巅》，让学生对整个信息产业有个整体了解，明鉴信息技术之兴衰和发展；而王伟老师的《计算机科学前沿技术》则系统展示了计算机学科各领域中令人激动的前沿技术，揭示未来计算机的发展方向，很好地体现了计算思维及其重要性。

2.2 主张自由文理教育，突显学生主体

作为国家建设未来的栋梁，需要的不是仅有技能的人才，重要的是有思想、精神、独立思考能力和良好的身体。技能是容易学的，但一个人的素养和教养不是一蹴而就就能培养的。大学教育的目的应该在于培养学生终身学习的能力，比如阅读、写作、计算思维，而不是一时的某项职业技能。如果学生进入大学仅是为了将来的饭碗，那必然会羁绊他的头脑，抑制他的求知欲。所以大学的专业学习需从“学什么”（内容）转到“如何学”（过程），将“导思维”放置课程建设的首位。

我们主张自由文理（Liberal Arts）的教学理念，力争引导一种自由的环境，激起学生主动学习的欲望，成为真正热爱学习的人，即在没有外界利益驱使下仍然在学习的人。对于自由的学生，他们的时间，他们的大脑和心灵在学习的时刻才真正受他们自己所支配，这样的学习过程才可能专注且快乐。

在教学中，我们坚持以学生为本，打破传统的教师讲学生听的单向模式，在课堂上采用提问式教学，注意引发学生学习的动机；严格地遵循计算机学科的发展规律，定期给出具有一定挑战性的课题，通过分组合作的方式，以师生间讨论、辩论的形式，自律地学习获取知识的方法及分析问题的原则；利用平时的小论文，引导学生收集资料，增强自我学习的能力，建立抽象立体的概念；通过对科学大师的解读沉淀一种学者的尊严和对真理的敬重和向往，培养学生的社会责任心。

2.3 遵从螺旋式组织方式，提升学生思维

若将教学比作爬山，通常的教学习惯是一口气从山下直线攻顶，而布鲁纳在《教育过程》中所提出的螺旋式课程（Spiral curriculum）则是绕着山转，在相同的角度看到的风景虽然都一样，但每次绕回来时的高度不同，能看到的广度和深度都不一样。等到达山顶时学生不仅对山有具体认知，也能掌握四周环境全面性的关联知识。计算机导论课程几乎涵盖了计算机领域所有的理论、技术和研究课题，内容太过广泛，若前后不能很好地呼应起来，学生往往会因孤立地学习太多的知识点而导致前面学的内容到后面就忘记了，理解起来也相对困难。对于计算机科学这样一个有机的、庞大的学科体系，教师应该引发学生对计算机学科知识结构的理解，精熟其基本原则、原理，以此产生类化的能力，而不是零碎概念、知识点的描述。

我们在课程实施中，遵循螺旋式课程的组织方式。首先结合教学团队多年的教学经验和团队成员之间的合作讨论对课程知识进行合理的结构化；然后从学生认知发展角度出发，沿认知发展的动作表象、形象表象、符号表象3个阶段来组织课程内容。讲授内容如2.1节所述，知识点在组织安排上前后呼应，螺旋式地扩展和加深，直至复杂、抽象的现代知识领域；最后在教学过程中我们采用合理的教学方式和紧密相连的学习节目来配合教学过程。比如教学中我们注重学习情境的安排，在讲授算法时，注重引导学生感受其产生背景，摸索过程，走过什么道路，不同阶段产生什么改变，将来的发展趋势是什么，它还可以做什么改进等。引导学生主动参与学习活动，提供学生更多自行探索的机会，最终实现将“知识个人化”。为使学生站在同一角度看到更大的广度和深度，我们主张采用团队教学制。计算机学科发展迅速，应用领域广，学科交叉和渗透十分突出，而计算机学科教师掌握和积累知识的广度是有限的，往往限于个别研究方向，为了提高学生的学习兴趣，拓展学生的思维和视野，在不同的知识领域会组织邀请相应有所“专”的教师来讲授，这样可以发挥团队互补优势，实现对学生全方位的指导，收到良好的人本教育的效果。

2.4 采用分级评价手段，有效监管教学过程

计算思维能力的培养是一个长期的过程，学习和思维不是彼此独立的，是紧密而互补地联系在一起的。所以为了内化学生的计算思维能力，我们必须有效监管整个教学过程，对每个个体在不同的教学环节中的表现做出正确评价，这样才可以实施因材施教，兼顾那些因各种原因而落后的学生。

我们采用螺旋式教学法，非常注重引导学生课前进行预习。在讲授新内容之前，我们要求学生课前收集相应的材料加以了解，课堂上通过实施提问式教学，引导学生积极讨论，同时依据学生参与情况及时做出相应的评价，对未准备的学生要给予相应惩罚，并在下次课中加重对其进行考察。相应地，在平时作业中我们不会布置常识性的题目，而是根据授课内容布置一些能够引发思考、对计算机学科整体认知有帮助的题目，这样就避免了作业抄袭的现象，增加了学生主动思考的机会，教师也可及时捕获学生思维能力的变化，调整和改进后续的讲解内容。

我们所采用的团队教学制为实施团队合作式学习提供了很好的平台。在整个课程结束后，教学团队中的每个成员会给出一些具有挑战性和合作性的题目，学生根据自身对学科分支的理解和把握情况来挑选导师，在导师的牵头引领下开展以小组为单位的研究型学习。学生最终需按照要求提交论文或报告，并在小组内通过上台演讲的方式进行答辩，最终以个人和小组的共同表现综合给出评定。

期末考试是课程教学的最后环节，也是整个评价的最后一部分。为了与课程“导思维”的目的一致，我们与平时授课和作业结合起来，在大量减少客观性的、死记硬背式题目后，增加大量探讨性的、主观性题目，给予学生足够的思考空间。这样一方面在某种程度上减少考场作弊的机会，另一方面也能够更好地检验学生对计算机学科整体认识的程度。

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论文摘要：文章针对目前非计算机专业计算机教学中存在的一些实际情况，提出了以计算机在各学科领域内的应用为中心，系统地开展多层次的计算机教学。并提出了如何确定非计算机专业计算机教学的目标以及提高计算机教学质量的方法、手段。 

 

掌握计算机与信息处理的基础知识和基本技能，已成为现代社会专业技术人员，胜任本职工作和适应社会发展所必须具备的条件之一。那么如何培养既有专业知识，又懂得使用计算机技术解决本专业领域实际问题的高级人才。这一任务责无旁贷地摆在了高校计算机教学的面前。下面就以高校计算机教学改革为出发点；以非计算机专业的计算机应用基础教学为中心，在突出计算机教学与相关专业的紧密结合上，提出一些见解，仅供大家参考。 

一、明确计算机课程的教学目标 

目前计算机课程已成为高等院校学生的必修课。非计算机专业的计算机基础教学，即三个层次的教学：计算机文化基础、计算机技术基础和计算机应用基础的教学。随着计算机技术的发展，三个层次的教学内容也在不断的深化、充实、扩展和提高。笔者认为：高校学生学习计算机课程的最终目的是为了在所学专业领域中的应用。因此，非计算机专业必须系统地开展计算机三个层次的教学。这里还要特别强调的是：除了文化基础和技术基础的教学，要继续不断地充实与更新教学内容外，更重要的是把“位”定在以计算机应用为目标的教学上。为此，有必要进一步加大各专业在计算机应用方面教学的改革力度，在“深度”和“广度”上下功夫。 

二、突出教学内容必须以计算机在专业中的应用为中心 

（一）设立计算机技术在各专业领域应用的基础课 

为了提高学生在各自专业领域的计算机知识水平，可开设一些相关专业方面的计算机应用基础课，可以选取使用计算机技术，解决本专业应用领域问题的一些典型示例，从原理、应用方法及实际效果上加以概括性的总结和介绍，使学生掌握一些应用方面的基本知识和方法，拓宽学生在计算机应用方面的知识面，培养在专业中广泛使用计算机的意识。 

（二）计算机应用基础课要针对不同专业制定不同的教学内容 

由于高校各系专业领域各异，因此计算机在不同专业领域的应用也就各自不同，这就要求我们根据专业门类多，应用面广等因素，制定出符合各专业需要的计算机应用基础课的教学内容。 

（三）设立围绕计算机应用基础课教学的实习课 

计算机课程是一门实践性较强的课程，在教学内容中必须穿插有培养学生动手参与的实习课。有些内容还不能做到让学生动手操作条件的，最好也要让学生参观具体使用的过程。 

三、提高计算机教学的方法和手段 

在现有教学方法和手段的基础上，是否可以考虑： 

（一）可以利用校园网资源开展一些教学工作，如 

在一些课程教学课时较少时，可以利用校园网进行不受时间和空间限制和影响的网上课堂。通过校园网进行教学，可以给学生自由安排时间学习，对于不理解的内容可以反复学习；可以给考前复习或补考学生的复习创造了良好的条件。 

（二）计算机教学中要理论联系实际，增强学生的感性认识，必要时可适当增加计算机教 

学实践或实习内容；加强上机教学环节，全面提高上机操作能力。 

（三）充分发挥多媒体教学的作用，用丰富多彩的多媒体课件来提高课堂教学效果 

总之，非计算机专业的计算机教学，应随着计算机技术在各领域的普及和发展，不断地充实和更新教学的内容和方法，以跟上计算机技术在各专业领域的发展。 

四、重视科研工作，提高教学质量 

“科研”与“教学”相结合是一个永恒的主题。本文讨论的是关于对非计算机专业计算机的教学问题，故不能就“科”、“教”相结合的问题进行深入的讨论。但有一点是可以肯定的：以计算机应用为目标的教学，如果没有科研项目、课题研究、技术改造和技术创新等成果去指导教学，是没有生机活力的。在课题研究过程中，必须查阅大量的科技文献，才能够及时了解学科发展现状，掌握新发展起来的理论和最新专业知识，跟踪学科发展的前沿技术；有了这样的知识积累，才可能做到不断地更新教学内容，建设高质量的教材，及时向学生介绍新思想和新成果。从中总结整理出适合教学的新内容，充实到教材当中去，进一步提高教学质量。所以，以科研促教学，走“科”、“教”结合之路，是提高以计算机应用为目标的教学的有效途径。 

 

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关键词：中外合作办学；培养计划；课程设置

1、背景

国际合作办学作为高等教育的补充形式并随着教学合作形式的不断完善与规范，已日益显示出强大的生命力。中国加入世贸组织后，国际化进程不断加快，国际间的竞争逐渐演化成人才的竞争，国际通用型人才已成为新时代最核心的竞争力。引进国外优质教育资源，大力发展中外合作办学，培养国际通用型人才，也已逐渐成为我国高等教育人才培养的重要目标之一。同时，境外教育资源的不断引进对该地区高等教育事业的拓展起到一种积极而有效的补充作用，中外合作办学在构建我国全方位的教育对外开放、促进我国高等教育改革与发展过程中发挥着越来越重要的作用。

2、地方大学国际学院计算机科学与技术专业人才培养分析

2.1 培养目标

地方大学国际学院计算机科学与技术专业以IT产业需求为导向，培养掌握计算机学科基本理论、专业知识和基本技能与方法，具有运用先进工程化方法、技术和工具从事IT系统分析、设计、开发、维护、管理等工作的能力，以及参与工程项目的实践能力、团队协作能力、技术创新能力和市场开拓能力，具有发展成IT行业高层次工程技术和管理人才潜力，适应社会市场经济和信息产业发展需要的应用创新型人才。该专业的职业导向为JAVA工程师、.NET工程师、网站工程师、网络工程师、系统维护人员、网络管理人员、数据库维护人员等。

2.2 特色指导思想

地方大学国际学院计算机科学与技术专业走IT产业技术路线，采取动态的教学计划，以教学与实践零距离、教师与学生零间隙、毕业与上岗零过渡为指导思想，以专业人才培养定位为核心，以理论与实践一体化为重点，以基于问题、案例、项目教学为主线，开展应用创新型人才培养。

在培养目标定向化、能力培养工程化、教师队伍双师化、资格认证多元化、产学合作多样化的思想指导下，地方大学国际学院计算机科学与技术专业努力跟踪新知识、新技术并构建面向IT行业的多层次办学模式，实现应用创新型人才培养目标。

3 “2.5+1+0.5”国际化人才培养新模式

国际化IT人才培养模式的制订应紧跟世界前沿技术动态和趋势，注重优化教学内容和培养学生的专业综合能力；大力加强实践教学，切实提高学生的实践能力，培养学生的英语实用能力和跨文化交流能力；积极推进研究性教学，提高学生的创新能力。“2.5+1+0.5”国际人才培养模式是根据目前国内外计算机主流行业的设岗情况，搭建以专业核心能力为主线的核心课程平台，专业方向课均以计算机主流应用技术为模块，如.NET、JAVA、HTML、信息技术等。

学生前2年半在学校完成公共基础课程专业知识、学科基础课程和专业基础课程学习；然后选择其中一个专业方向模块的课程体系，用1年时间利用学校的实训实验室或国外合作院校实训基地，完成专业选修课程学习以及人文素质选修课程学习，开阔视野，了解计算机领域国际前沿技术及发展方向，培养职业技能、职业素养和人文素养；最后半年在学校实训基地进行毕业设计（实际课题研发）或者在国内外IT企业上岗实习，培养项目经验和实战技能，提升就业核心竞争力。

4、课程设置方案

4.1 国内外院校计算机科学与技术专业本科课程体系现状对比分析

我们以美国的斯坦福大学、加州大学伯里克分校、伊利诺伊大学（简称“UIUC”）、卡内基梅隆大学（简称“CMU”）及麻省理工学院（简称“MIT”）为调查对象，对比分析计算机科学与技术专业本科课程体系现状。虽然各个学校课程教学体系之间还存在差异，但仍有一些共性。

1）各个学校在学生刚入学时，对于如何调动学生积极性、培养学生的专业情感、使计算机导论课程容纳更多的计算机科学内容都很重视，并选择多种教学方法。

以斯坦福大学为例，该校的计算机入门课以启迪思维和拓宽视野为主，开设一系列新生研讨课，如计算机系统结构的未来、计算机与信息安全、计算机领域的重大突破、计算机系统灾难等。这类课程多以计算机知识讲座的形式开设并由著名的教授讲解。国内计算机入门课则主要以技能性操作练习为主，辅以基础知识介绍。例如，众多高校开设的计算机文化基础课程中，Windows操作及Office练习占据较大比重。教学内容和教学方式的单调性，在一定程度上影响了学生专业情感的培养和求知欲的激发。

2）国外院校计算机科学与技术专业的硬件课程逐渐减少。

CMU有1门硬件课程，而UIUC有2门必修体系结构课程，斯坦福大学也只有2门硬件课程（电子学、体系结构或数字系统）。国外院校认为计算机学科需要关注的计算机系统层次越来越高，底层则越来越透明。事实上，CC2001（Computing Curricula 2001）中也只制定了1门硬件课程；而国内高校目前一般还开设数字逻辑、计算机组成与结构、微机原理等硬件类课程。

3）在程序设计方面，国外大学拥有体系完整的编程语言课。

例如，斯坦福大学计算机系开设的程序设计及计算机语言课多达15门，既有C、C++、C#、Java等专门的程序设计课程，又有强调以面向对象为特征的C++与面向对象编程、面向对象系统设计等编程课，还有JavaScfipt、HTML、CSS、XML网络客户端编程课；既有包括语言难点的高级编程精髓课程，又有突出训练程序设计能力的软件实践类课程，还有编程语言基础理论课。相较而言，国内高校在程序设计方面设置的课程门类单调，学时偏少，与其他课程孤立且脱离实际，使得语言学习非常枯燥，不利于调动学生积极性。

4）在能力培养方面，国外大学的课程体系设置非常注重培养学生能力，尤其是专业写作能力和语言交流能力。

设置专门的专业写作课是斯坦福大学的一大特色，而国内大学在学生能力培养方面则相对薄弱。国内多数院校仍然采用“重知识传授、轻能力培养”的教学模式，影响学生实践能力的培养。

鉴于上述对比分析，我们发现国内院校计算机科学与技术专业教学与国外的教学情况相比还有很大差距。在当今世界经济发展全球化的大背景中，国际间高等学校的合作办学被视为高等教育国际化的重要手段之一。引进国外优质教育资源，大力发展中外合作办学，培养国际通用型人才，正逐渐成为我国高等教育人才培养的重要目标之一。

4.2 新型课程体系构建方案

1）理论课程设置。

内蒙古科技大学国际学院计算机科学与技术专业以专业知识应用能力为主线，将理论、技术及应用结合起来构建课程体系，采用“平台+模块”的课程体系结构。平台即公共基础课程、学科基础课程、专业必修课程和通识课程平台；模块即在平台基础上进行专业方向分流（专业选修课）。内蒙古科技大学目前开设了4个方向的模块课程，包括.NET技术、JAVA技术、HTML技术和信息技术。

2）实践课程设置。

实践教学是深化理论知识、训练技能和培养创新能力的重要途径。为使学生的基础知识、专业技能、创新能力、工程能力和职业素养都得到全面均衡的发展，内蒙古科技大学提出以工程化能力培养为核心的6个环节的实践教学体系，即课程实验-课程设计-工程实训-开放性试验-课外科技创新-毕业设计。

3）主要专业课程设置及能力培养。

内蒙古科技大学国际学院计算机科学与技术专业主要专业课程设置及能力培养方案如表1所示。

除了以上新型课程体系构建方案，我们还建议国际学院每学期均开设外语课程，聘请外教讲授计算机网络、操作系统、软件工程、数据结构与算法、数据库、编译原理等专业核心课程，提高学生的国际竞争力。