计算机科学与技术的理解范文

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计算机科学与技术的理解

篇1

(三峡大学科技学院机械电气学部,湖北 宜昌 443002)

【摘 要】全国计算机等级考试以考查应试人员计算机应用知识与技能为目的,在独立学院“应用技术型”人才培养目标下,将计算机基础课程与计算机等级考试对接,深化课程的教学目标,强化学生的实践操作与综合应用技能,可以有效地促进学生的学习积极性,提高学生考证的成功率,对学生就业和工作也会产生积极的影响。

关键词 计算机基础教学;计算机等级考试;课程对接证书;独立学院

基金项目:三峡大学科技学院教学研究项目“提高我院计算机公共课教学效果的方法与途径研究”(2013(6))。

作者简介:宋建萍(1978—),女,湖北襄阳人,硕士,讲师,研究方向为计算机教学与研究。

陈江艳(1984—),女,湖北宜昌人,硕士,讲师,研究方向为电气工程及其自动化专业教学与研究。

0 引言

全国计算机等级考试(以下简称NCRE),是经国家教育部批准,由教育部考试中心主办,面向社会,用于考查应试人员计算机应用知识与技能的全国性计算机水平考试体系。近年来,为贯彻落实“十”和《教育规划纲要》中关于教育改革创新的要求、适应新时期计算机应用技术的发展和人才市场需求的变化,考试中心不断推出改革新举措,使计算机等级考试从形式到内容,越来越适应于考核应试人员的计算机应用能力,等级考试证书的认可度和影响力进一步提高,同时也为企业对应聘人员的计算机应用水平考察提供了一个较好的依据。在高校,大部分学生在课堂学习之余,报考计算机等级考试,通过考证来加强学习和证实自己的计算机操作及应用能力,取得证书也可为将来就业和工作打下良好的基础。

本文分析了近几年来NCRE的改革变化,并以独立学院为背景,通过近3年来学生参加计算机等级考试的相关数据统计,结合计算机基础课程教学现状,提出将该课程的教学与计算机等级考试目标相对接,强化教学目标,深化教学内容,夯实实践教学,在培养学生具有扎实计算机基础知识及应用能力的同时,帮助学生打下考取计算机等级证书的坚实基础,促进应用型人才培养目标的实现。

1 NCRE的改革变化及其特点分析[1]

NCRE从1994年开始举办,面向全社会非专业技术人员,不分年龄、职业、学历等背景,以考核考试对象的计算机应用能力为主要目标,下设4个等级,每个等级有不同的科目。近年来,教育部考试中心不断调整考试体系,从考试科目、考核内容和考试形式各个方面作出了较大幅度的调整。在考试科目方面,对现有的考试科目进行了合并、取消或新增,自2013年下半年开始实施2013版考试大纲,所有考试科目全部实行无纸化考试。

笔者近年来多次参与了全国计算机等级考试的多个二级科目的考前辅导和考务相关工作,也体会到等级考试的改革力度之大、难度增加、对考生实践操作及综合应用能力考查增强等一些变化。NCRE的不断改革,表现出以下特点:

1)考试科目的变化紧跟计算机技术发展的脚步,考查的知识覆盖范围较广[2]。以二级为例,该科目以“程序设计/办公软件高级应用级”考核为主,取消了“Delphi语言程序设计”科目,新增了三个科目,分别是:“MySQL数据库程序设计”、“WEB程序设计”和“MS Office高级应用”。新增科目体现了当前主流技术及其应用,同时也将各行各业的日常办公中使用率较高的软件应用纳入考查范围,体现出“面向应用”这一考核目标。

2)考试形式全面变更为上机考试,从“笔试+上机”的考核模式精简为只有机考项目,简化了考试流程,上机考核模式通过对考生实际操作的过程进行评价,判断考生是否达到了操作的要求、是否符合操作的规范,也更能考查学生的实际操作和知识应用水平。

3)机考系统题库越来越丰富,综合性应用性的题型增加,更注重考核考生的实际操作和综合应用能力。以二级科目“MS Office高级应用”为例,该科目除考查学生的计算机基础知识外,对常用MS Office办公软件(Word字处理、Excel电子表格、Powerpoint演示文制作)设计了模拟应用场景题型、融合进结合实际应用的操作要求,使得考查结果更加全面和科学。

从NCRE考试的发展变化来看,它更加顺应社会经济及企业对人才的计算机应用能力方面的需求,也充分说明了国家对社会证书考试的管理越来越规范,这也将促使考试质量提升,使全国计算机等级证书考试的社会影响力和认可度进一步增大。

2 独立学院学生计算机等级考试报考及通过率统计与分析

随着社会各行各业对计算机及信息技术的广泛应用,就业单位对应聘人员的计算机操作与应用技能要求也提出了较高的要求。大学生在校学习期间,也意识到考证对于就业的重要性。因此,在学习或自学了相关科目的课程内容后,许多学生选择报考不同级别和科目的考试,以期获得对应的证书,为择业就业添砖加瓦。

独立学院的学生,在计算机等级考试的报考级别上以二级居多,报考的科目主要是依专业及将来工作所需,同时结合在校期间所开设的公共课程如计算机基础、计算机编程语言类课程进行选择。笔者对所在学院学生近3年来参加全国计算机等级二级考试的相关数据进行了统计,如表1所示。为简便起见,将二级不同科目合并统计,另有2012年9月、2013年3月及9月因科目上含有笔试和机试两项,以平均数据进行计算。

通过观察表1的数据,反映出以下情况:

1)从等级考试二级层次的报考上看,报考学生人数呈逐年上升趋势,说明在校大学生对此项考试的重视程度也在上升。

2)历次来看,报名的学生参加考试率仅在80%左右。为什么部分学生报了名而不去参加考试?其中主要的原因是:对考试准备不足,没有信心和把握走进考场。

3)历次考试成绩合格率起伏较大,最高不超过27%。虽然不同的科目难度上有差异,平均统计的数据并不能精确反映各科的具体情况,仅从合格率数据上看,计算机等级考试的二级证书,也不是轻而易举能够拿到手的。正因为计算机等级考试的综合性及应用性要求提高,学生需要经过扎实全面的练习,有足够的实践和应用功底,有针对性地加强备考,才能较为轻松地应对该项考试。

学生考证的通过率低,除了少部分考生对等级考试的考核特点认识不足、复习不充分外,另一方面,对科目相关的先修课程,考试的结果也侧面反映了课程的教学效果。

目前,学院开设的计算机基础课程,课程的教学目标和考核目标并没有与计算机等级考试相挂钩,教学内容也较基础,同时因为学时受限、教学内容泛而不精,虽然学生学习了该课程,但计算机操作技能和综合应用的能力因缺乏有效的训练而较为欠缺,学生的课程收获有限,距离计算机等级考试的考核目标要求较远,导致考证不能取得理想的结果。

3 调整计算机基础课程教学,与等级考试证书对接

对非计算机类专业而言,计算机基础教学的基本目标是培养学生具备一定的计算机基础知识,掌握相关的软硬件技术,以及利用计算机解决本专业领域中问题的能力。因此,为兼顾“基础性”和“应用性”,切实提高计算机基础课程的教学效果,提出将该课程与计算机等级考试(二级科目“MS Office高级应用”)相对接、以等级考试促进课程教学的改革思路,从以下方面着手:

1)课程教学大纲及考纲的对接。如:结合二级科目“MS Office高级应用”的最新版考试大纲,对以前的课程教学大纲进行修改,将与对计算机基础知识和实践操作的要求纳入其中;结合大纲,构建合理的课程体系,对接计算机等级考试,优化教学内容。

2)教材的对接。选用与教纲相适应的教材,是课程教学的基础。要求教材的内容能够涵盖等级考试的相关内容,同时选用或自编符合等级考试实践考核要求的实验用书并配备示范性解释。

3)教学内容的对接。教师在深刻领会等级考试大纲、吃透教材的基础上,设计好教学进度和教学内容,积极研究和实施更有效的教学方法,将等级考试的要求融合在日常教学,增大实践教学学时比重,选择或设计综合性强的实践案例,重点讲解方法,强化技能和应用训练,帮助学生提高实践操作和综合应用能力。

4)教学过程的对接。教师应注意积极探索多种教学方法,加强引导和实践指导,引导学生主动探索学习解决问题,突出对学生应用能力的培养,同时鼓励学生通过加强课余上机实践备考等级考试,为就业打好基础。

5)考试方式对接。对学院现有的机考系统,组织师资力量,丰富和充实题库,加入和等级考试要求相贴近的应用题型,设置综合训练日常练习及模拟考试方案,利用学院良好的硬件条件,开放机房,给学生提供充足的实践和自测环境,实现与等级考试模式的对接。

6)学分对接。将学分与等级考试证书对接,以证书置换学分,促进学生自主学习和考证的积极性。

此外,学院也可组织专业师资,利用便利的上网条件,搭建网络自助式学习平台[2],提供丰富的学习资源,如教学大纲、课件、教学视频等,设置与计算机等级考试相关的自测试题及练习资料;开辟师生互动交流版块,给学生课余学习提供一个良好的平台,提高学生学习的积极性。

4 课程对接证书的利弊分析

将计算机基础课程教学与等级考试相接轨,一方面可以促进该课程的教学改革,使得教学目标更为明确,教学内容更能落到实处,突出应用;另一方面也增强了学生学习的目标性和动力性,促进学生参加考证的信心,帮助学生提高考证的成功率。当然,若一味以等级考试为指挥棒,不可避免地会带来一些负面的影响,如:可能造成教师的教学受制于计算机等级考试的考核范围,将课程的教学沦为“应试”教育,这也是在具体落实课程教学目标和教学过程中需要注意的问题。

5 小结

将计算机基础课程教学与计算机等级考试证书相对接,使教学和等级考试相互促进,相得益彰,学生也可通过学习过程收获更多。因此,把握好等级考试在课程教学中的“参与度”,制订与应用型人才培养目标相适应的课程教学目标,精心设计理论和实践教学内容,使得该课程能真正提高学生的计算机素质,提升学生的实践技能和综合应用能力,促进学生的考证成功率,才是实现证书与能力对接的根本。

参考文献

[1]赵焱,胡源申,孙允中,郭道江.全国计算机等级考试知识能力考查的特点分析[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2009,3.

篇2

关键词:计算机 方向 意义

一、计算机科学与技术的发展方向

(一)计算机科学与技术模块化

计算机科学与技术之所以有今天这么大的普及度,就是因为他的通用模块化设计起了决定性的推动作用,以后的计算机科学与技术同样也不会牺牲这方面优点,而且还会将它发扬光大,不但在内置板卡中实现模块化,甚至可以提供多个外接插槽,以供使用人加入新的模块,增加性能或功能,具有高性能、高扩展性、高可靠性、很好的升级性以及低花费的特点,最终实现了计算机科学与技术模块化。

(二)计算机科学与技术无线化

追求自由一直是人类的梦想,计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的,讲的“无线你的无限”有所不同的是:未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接,这将意味着未来在家中和在外面工作都很方便,计算机科学与技术无线化。

(三)计算机科学与技术专门化

其实并不是每一件工作都需要一部高性能计算机才能完成,甚至是有时候采用高性能的计算机还有可能带来麻烦,因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同,在性能上在外形上都会有很大的不同。将以专业化来以提高工作效率。其实目前在我们的身边也正在发生这样的变化,比如售卖彩票的终端、商场里的收银机、银行的终端等等,多是为了提高某一项工作的效率和减少成本。也许这样的趋势出现在我们的家庭生活中,专用的“家庭调控计算机”将成为家中的电器控制中心,为我们控制家中的电灯、冰箱、微波炉、空调等等,把我们的家变成一个智能的家。

(四)计算机科学与技术网络化

计算机科学与技术已经越来越普及,各种家用电器也开始具备了智能化,这些现象将促进家电与计算机的网络化进程,家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式,计算机可以通过网络控制着各种家电的运行,并通过互联网下载各种新的家电应用程序,以增加家电的功能,改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。计算机科学与技术网络化。

(五)计算机科学与技术的环保化

随着计算机的性能的提高,能耗也将越来越大;而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要,运行的时间也将变长。为了不让计算机成为家中用电量最大的电器,技术人员也先进各种方法让计算机的能耗降低,比如通过上面提到的专门化的计算机,让计算机的效率大幅提高,从而可以让低性能的硬件系统具备专业的功能,减少能耗。另外通过采用新的架构环保型的计算机的另一个特点是,制造计算机的材料方面有很大的变化,重金属和不可回收的材料的比例将会进一步降低,可再生材料大行其道,也想到了那个时候,PC也想现在的报纸一样,可以在失去使用价值以后。

二、计算机科学与技术的现实意义

作为未来人类的工具和家中的控制中心,计算机需要和使用人进行非常多的交流,才能更好为使用人服务。这就计算机科学与技术的现实意义。

计算机科学与技术是最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。计算机科学与技术具有模拟人的感觉和思维过程的能力,使计算机成为计算机的现代化。这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。计算机科学与技术的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。

计算机的现代化有重大的现实意义。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机生活化,是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来,组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。大到世界范围的通信网,小到实验室内部的局域网已经很普及,因特网(Internet)已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理,提高了资源的使用效率,因而深受广大用户的欢迎,得到了越来越广泛的应用。参考文献:

[1]何文瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创刊,2013(05).

篇3

[关键词]离散数学 教学模式创新 教学方法改革

1.离散数学在计算机科学与技术专业课程体系中的定位

离散数学是计算机科学与技术专业的核心基础课,在计算机科学与技术专业课程体系中起到重要的基础理论支撑作用。主要体现在以下几个方面。

1.1离散数学是重要的专业基础课

离散数学是计算机科学与技术领域重要的数学基础课程,在专业课中有着广泛的应用。《计算机科学与技术专业发展战略与专业规范(试行)》(以下简称《专业规范》)中指出:

“离散结构是计算机科学的基础内容,可以为计算机系统提供其处理对象的状态及其变换的有效描述。所以计算机科学与技术有关的许多领域都要用到离散结构中的概念。”

“数据结构和算法分析与设计中含有大量离散结构的内容。例如,在形式证明、验证、密码学的研究与学习中要有理解形式证明的能力。图论中的概念被用于计算机网络、操作系统和编译系统等领域。集合论的概念被用在软件工程和数据库中”。

学习离散数学不仅能够帮助学生更好地理解与掌握专业课程的教学内容,同时也为学生在将来的计算机科学与技术的研究和工程应用中打下坚实的理论基础,《专业规范)》指出:“随着计算机科学与技术的日益成熟,越来越完善的分析技术被应用于实践,为了更好地理解将来的计算机科学技术,学生需要对离散结构有深入的理解。”

1.2 离散数学对培养学生的学科素质、掌握正确的学科方法起着重要的作用

在计算机科学与技术学科的教育中,学科方法论的内容应该占有重要的地位,其中数学方法是计算机学科方法论的核心内容之一。离散数学用数学语言来描述系统的状态、关系和变化过程,是计算机科学与技术的形式化描述语言,也是进行数量分析和逻辑推理的工具。通过离散数学的学习有利于培养学生的学科素质,进一步强化对计算机科学与技术方法的训练。

1.3学习离散数学有利于学生的能力培养

作为创新型的计算机科学与技术研究、工程和应用的人才,应该具有以下能力:

(1)获取知识的能力:自学能力,信息获取能力,对文献资料顺利阅读和对科学技术知识正确理解的能力。

(2)应用知识的能力:对相关系统加以准确的描述,建立科学的数学模型、创造性地分析和解决问题的能力。

(3)创新能力:对新技术、新知识有着敏感性,具有创造型思维、能够从事创新实验、科技开发或科学研究的能力。

通过离散数学的教学,对培养学生获取知识、应用知识的能力,对创新思维的培养有着重要的作用。

2.离散数学教学模式创新的基本思路

针对我院的专业特色和培养目标,并参照《专业规范》以及2009版《计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》,对离散数学教学模式创新的基本思路总结如下。

2.1注重课程体系与教学内容的整体优化

针对我院应用型人才的培养目标,离散数学教学时数安排为54学时,3学分,在一个学期完成教学。培养目标是使学生能够熟练运用离散数学的知识来进行系统的建模和分析,具体包括:如何清晰、准确地定义一个概念;如何形式化地表述问题。因此,本课程需要包含离散结构的描述理论、方法、应用以及简单的数学推理和证明技术等内容。具体包括:数理逻辑、集合论、图论、代数结构等四个部分。数理逻辑的重点是公式演算与推理证明;集合论的重点是关系理论与映射的描述;图论着重于数形结合的描述以及各种实际应用;代数结构则主要是从系统宏观的代数方法去研究客观事物的各种性质与特征。数理逻辑和集合论部分各占16学时,代数系统部分占10学时,图论部分占12学时。

如果这几部分的内容都要详细讲授,时间不够用,所以在教学过程中对讲授内容的设置上应当有所侧重,比如学生对集合论基础的很多内容在中学数学中已经有所了解,所以这部分内容只需要简要介绍一下,应将重点放在用集合论的方法解决实际应用问题上。对于二元关系这部分,侧重点是加强对与二元关系的几个性质相关问题的论证方法的训练。在数理逻辑上通过将一般命题公式和一阶逻辑公式化成范式,达到强化训练学生逻辑演算能力,并通过逻辑推理理论的学习来提高逻辑推理能力。图论部分重点放在基本概念的理解和实际问题的处理上,通过对相关定理及其证明思路的理解来体会图论的一般研究方法。代数系统这部分内容重点放在群论上,尤其要在代数系统、群、子群、循环群、变换群、正规子群的概念及相关问题的理解上下功夫,特别要掌握同构和同态的概念及应用,对于其它的代数系统如环、域及布尔代数则可以略讲。在教学过程中,应穿插介绍一些知识点在计算机科学中的应用,将之与离散数学理论结合介绍给学生,使学生重视这一课程的学习,产生学习兴趣,主动地进行学习,这将有利于学生理解理论知识,又为后续课程的学习奠定基础。此外,当前大学生非常重视公务员考试,大部分学生甚至从一入大学的校门就在着手准备,殊不知,其中有很多知识就来源于他们平时所学的课程中,其中就包括离散数学的很多知识。在教学过程中,选择一些与离散数学知识相关的公务员考试题型,将会调动学生的学习积极性,从而使学生重视本门课程的学习。

2.2重视基础理论的理解、注重学习的过程

离散数学课程中有很多定义、定理、规则,对学生而言,几乎每一节课堂上均要接受数十个新的术语或定理,这显然是有很大的难度,而且很容易产生枯燥甚至畏难情绪。因此,新课伊始,就告诉学生,不用记忆,只需要理解,注重学习过程。而且,基于多年的实践,我认为,宁愿少讲授部分内容,也要学生对于讲授的理论知识能够真正理解掌握。在整体上分析之后,对部分知识删节,不用在课堂上讲授,而是作为学生的课外作业去完成。在课堂讲授中,注重对于问题的完整理解过程,而不是只告诉学生结论,也正因如此,尽管常常在一个课时中,可能仅仅完成一个问题的讲授而显得课时紧张,但我认为这是完全值得的。

2.3加强应用,引入建立离散数学模型的数学建模思想与方法

在以往的数学课堂中,学生接触的大部分是规范的数学问题,这些问题对于学生学习掌握数学知识和技能是必要的。但让学生形成一种定势,似乎学习数学就是解决现成的数学问题。学生永远体会不到数学在实际生活中以及相关课程的应用以及数学学习的真正价值。针对此现状,我们在离散数学教学中应有意识地培养学生应用知识解决实际问题的能力,并将其惯穿于整个教学过程,按照“问题情景——数学建模——解释与应用”的模式,让学生有更多的机会接触现实生活和实践中的数学问题,使学生意识到在实际中存在着数学问题,养成自觉地用数学的思想、观点和方法观察事物、解释现象、分析问题的习惯,并学会把某些实际问题表示为数学问题,并用数学式思维解决实际问题。

例如有以下一段程序语言:

if A then if B then X else Y if B then X else Y

很显然,这段程序有一定的冗余,我们在教学中可以引导学生用数理逻辑的方法将其进行化简。

(1)首先,根据实际问题,描述出问题情景:

即,引导学生画出上述程序段的流程图:

图1 程序的流程图

篇4

【关键词】 计算机科学 教学 体系建设

一、计算机科学与技术专业实践教学体系的具体内容

计算机科学与技术专业的学生在学校需要提升的是认知、实践以及团队协作能力,然而让这些能力的全面提高并非一日之功,也不是仅凭某门课程就能得以实现。该专业的学生必须通过学习包括德育、体育、外语等在内的公共基础课程,学习包括计算机理论、高数等理论课程以及学习软硬件、网络技术系列课程才能提高其所需的专业能力。

为了提高学生们的专业素养,笔者将实践教学设计为以下三个层次:第一层为牢牢把握课上内容主旨,重视课程实验,巩固课堂教学内容;第二层即注重户外实践,鼓励学生进行社会性体验及学科课外实践;第三层则是毕业设计的撰写,让学生结合课堂上有关计算机科学与技术的知识和社会专业实践,并以此硗瓿啥宰陨碜ㄒ笛习成果的全面检验。然而,课程的实践是专业技术教育环节中的重中之重,它的顺利展开可以决定整个专业教育活动的高质量进行,因此,完善构筑计算机科学与技术专业实践教学体系显得十分必要。

二、完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设的重要途径

从学校的角度来讲,完善计算机科学与技术专业实践教学体系建设,对实践教学师资队伍的建设进行加强完善必不可少,而加强师资队伍建设最需要的就是要提升教师的综合素质和确保知识更新的及时性。譬如可以选派教师前往高级学府进行专业进修或于科研场所精进自身所学,或选派优秀教师去往企业工作学习,提升作为教师的专业实践能力、让教师深入专业实习学生的实习生活,以便于更好的引导学生们参加专业社会实践。此外,还要提高对实验室的管理效率及设备仪器的利用率,在条件允许的情况下为实验室配备专职教师,支持教师对学生自主制定实验课题及方案、完成实验并分析实验结果、得出专业性结论的引导工作。从教师的角度来讲,在教学中注意对学生实践能力的培养和丰富其课外活动生活,也对专业实践教学体系的完善也十分有益。在课堂教学中,计算机专业课上一般是使用多媒体来完成对专业知识的讲解与演练,这种用计算机实物来模拟具体专业操作实践的教学条件便于反映学生专业学识的掌握程度及学习效果,即便学生在课堂学习过程中会犯语法和逻辑这类专业课学识错误也易于及时被纠正,教师可借这一点来强化学生们的观察力和应变力。在课余活动时,教师又可组织好有关计算机专业的业余活动,如鼓励学生自建网站、维护个人计算机安全、以小组为单位进行程序设计比拼等,着重引导学生在课外也能够积极参与和其专业相关的实践活动,努力帮助学生们提升自我创新能力和团队配合能力。此外,还需要合理运用适配的教学成绩考核方式,合理化设计考卷内容并能及时针对考试结果作出分析,对症下药,比对考核的分析结果来及时调整对学生的教学方法和模式,积极引导和启发学生能够更好的接受专业知识与技能。

三、计算机科学与技术专业实践教学体系的构筑

构筑兼具规范性、目标性、层次性、系统性和实践性特点的计算机科学与技术专业实践教学体系,需要实现四个方面的统筹规划来促进专业实践教学体系的进一步完善:

首先是要注重实验实训,由于计算机科学与技术专业实践性较强,在课程种类上也以实验课居多,教学上可以培养学生的逻辑与创新思维,且有助于学生熟练掌握专业动手技能,如模拟生产专业实践的开展;

接着要重视各种设计的布置安排,设计实践就是一个让学生将所学理论知识综合运用于解决现实问题的自我检验、自我提高的过程,通过给学生布置安排专业实践设计,能加深学生对所学专业理论知识的理解并提高其利用专业学识分析实际问题的能力,如毕业论文的设计,就可在学生完成设计的过程中充分激发学生对专业真理探求的积极性和创新力,增强其在未来专业实践中的开拓信心;

还需要强调的是实习方面重要性,通过为学生安排专业实习活动,让其在参与具体的企业生产活动中增长社会阅历、锻炼其与专业社会人士相处的能力,以及引导学生自主思考、培养其独立完成工作的自觉性和自信心;

最后必须强调的是社会实践能力,将以理论实验及实习课程为主的第一课堂与以课外专业学习活动为主的第二课堂充分结合,在全面提高学生的综合素质能力的同时,还可培养其对社会的认知能力及计算机科学与技术专业的实践能力。

参 考 文 献

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关键词:大学计算机;课程改革;方法论;计算思维

“大学计算机”课程教学是以培养大学生综合素质和创新能力、培养复合型创新人才为目标的[1]。如何理解综合素质和创新能力培养在“大学计算机”课程中的体现,事实上这应当是一个方向性问题。是单纯从工具论属性理解计算机教育还是以方法论属性加以理解,会形成截然不同的课程建设导向和建设方案,同时也必将导致截然不同的结果。

一、问题的提出

20世纪90年代初,计算机课程作为公共必修课进入各高校非计算机专业的教学计划,标志着计算机科学与技术学科的工具性属性为我国高等教育人才培养所接纳。20多年来,其研究和应用的领域以及参与学习和研究的人数已远非昔日可比。计算机教育作为信息时代不可或缺的工具在高等教育人才培养方面承担着极其重要的作用。但是与此同时,我们也发现,计算机“无所不能”的功效性使人们,包括相当一些教育教学工作者和管理者,产生了一个挥之不去的观念,那就是“工具论”观念。“工具论”观念的逻辑就是:“计算机”是工具,而“大学计算机”课程就是“学习使用计算机”,所以“大学计算机”课程也是工具;于是乎,“计算机科学与技术学科”就是工具学科。在“工具论”的笼罩下,计算机课程的内容过多关注操作技术,如各种图、文、表、页(网页)等应用处理软件的操作,操作成为计算机课堂的独角戏。

应当指出,工具性并不等于工具论,其根本区别在于:工具论将计算机课程教学理解为——因为计算机科学与技术具有工具性,所以计算机课程的目标就是教会学生使用这个工具,仅此而已。这就导致了一个又一个的悖论的出现。如:发展导致灭亡,发展越快灭亡越快。学会使用工具,实用主义的观点就是学会使用我认为有用的工具,用不上的不学;功利主义的观点就是要用最少的时间和最少的精力学会使用这些工具,能少学就少学,能不学就不学。显然,随着技术水平的提升,高难度、高复杂性的功能已经由极其简单的操作所实现,计算机课程的操作性统治了全部知识体系,其教与学在这种反馈作用下变得越来越不重要了。又如:渗透导致解体。信息技术与课程整合的提法原本是一些有良好愿望的学者为了尽快将先进技术融于各个学科以有效发挥其作用,但到头来却变成一个谁整合谁的伪命题,甚至还有将计算机课程知识整合到学科课程中进行教学,而取消计算机课程的提法和做法。知识领域被误读,师资水平提高得不到正视。一个工具论的错误观念导致的困境越陷越深。

当前,我们不能不认识到:在人才培养的综合素质和创新能力总体目标之下,如何理解计算机课程的属性取向?要再不厘清该概念,大学计算机教育将进退维谷。

二、“大学计算机”课程的方法论属性及其意义

方法论作为关于方法的理论、原理和学说,其作用对象是整个研究方法体系,而不是一个个具体的研究方法[2]。它是在反思和批判方法的效用的基础上,归纳提炼出的原理。哲学层次的方法论适用于一切具体科学,具有普遍的意义,唯物辩证法作为哲学层次的方法论具有唯一的、不可替代的统治地位。现代科学发展形成了各个学科自身的、具体的、专门的学科方法论,用以解决本学科的特殊问题。介于二者之间的,就是能够反映客观世界某个侧面,但带有普遍意义的一般科学方法论。如数学就具有一般科学方法论的意义,尽管数学最初仅仅在部分具体学科中起到方法论的作用,但是由于数学及其方法普遍适用于任何一门其他科学,从而成为指导自然科学、社会科学、思维科学等一切科学不可缺少的方法。

“大学计算机”课程的背景学科“计算机科学与技术”是一个新兴的学科,从理论上的图灵机到现在的计算机仅有百年,但其对各个学科的普遍的方法论意义绝不低于其自身的工具性意义。计算机科学与技术对人类最大的贡献就在于它能够在生产、工作、学习和生活中,影响人们的行动、思想和方法。实现这种意愿的思想基础绝不是狭隘的工具论,也不是单纯的技术主义。计算机科学与技术与其他学科最大的不同就是突破了学科范式的限制,渗透各个学科乃至于推向其前沿,走向范式多元化。没有哪个学科有如此广泛的研究领域和实践范畴。其方法论意义可以体现在如下几个方面:

(1)拓展其他学科的研究方法体系。不同学科所形成的科学研究方法在学科自身发展的推动下迅速发展,自然科学研究的主流研究方法范式——实证研究的量化数据处理在计算机科学与技术的支持下,采用各种技术和手段,并发展出一整套形式语言理论、编译理论、检验理论以及优化理论。而人文社会科学研究的主流研究方法范式——思辨研究的质性分析,从文本分析到语义分析、语料分析,计算机科学与技术将原本只有人工才能分析的复杂内容形式化、程序化和机器化。由于研究者群体开展研究活动时所遵从的一系列规范的结构性组合是针对“问题域”本身的,当工具和技术所承载的方法论属性渗透进来后,它将超越学科疆域的研究“规则和框架”,成为跨学科的研究范式。比如,实证主义研究方法范式是物理学、生物学、地理学等自然科学的主流研究方法,在方法论理论推动下,它也成为经济学、教育学、心理学等社会科学的主流研究方法,形成跨越了现代学科划分界限而横贯于多个学科之间的普遍的研究方法体系。正是由于研究成员掌握了共有的方法范式才组成了科学共同体,尽管这些成员在其他方面是各不相同的[3]。

(2)丰富和深化其他学科的研究范畴。计算机科学与技术作为发展最快的学科开创了信息时代,其方法论特性直接渗透和影响到一些学科,并延伸到各个基础研究领域。例如计算数学是研究如何用计算机解决各种数学问题的科学,它的学科方向是提出和研究求解各种数学问题的高效而稳定的算法,主要研究与各类科学计算和工程计算相关的计算方法,对各种算法及其应用进行理论和数值分析,设计和研究用数值模拟方法来代替某些耗资巨大甚至是难以实现的实验,研制专用或通用科学工程应用软件和数值软件等。计算数学与其他领域交叉渗透,形成了诸如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物学等一批交叉学科,在自然科学、社会科学、工程技术及国民经济的各个领域取得了广泛的研究成果。

此外,在高校学科专业设置中可以看到一些与计算机科学与技术学科具有共同的学科基础课程设置的学科专业,如:信息管理与信息系统、电子信息科学与技术、教育技术学以及通信工程、信息工程等都单独开设“程序设计”、“数据结构”和“离散数学”等计算机专业课程。这些计算机相关专业的研究大都包含设计、应用、开发、管理等范畴。更重要的是随着计算机科学与技术学科的发展,这些学科的研究前沿也在不断拓展,例如当前移动技术日趋成熟带来的就是移动学习、远程学习理论的新进展。

(3)改变了各个学科的发展模式。由于学科知识体系的有机关联,计算机科学与技术在理论和实践上的成果带来了相关学科的活跃与繁荣。自20世纪初物理学革命以后,各门科学都有了突飞猛进的发展。方法论在科学知识中的比重日益提高,方法论对科学发展的作用也日趋显著。这是和科学发展的时代特点密不可分的。体现在:首先,随着人类对自然科学和人文社会科学研究的广泛、深入,科学研究中直观性的程度在减少,抽象化的程度在提高,逻辑思维方法高度发展。其次,科学的进一步分化和综合产生了一些新兴学科和边缘学科,促使科学研究的整体性和综合性增强,系统理论等具有方法论意义的新学科也不断产生。再次,现代科学发现了一系列原有科学理论体系不能解释和说明的新的事实,出现了一些佯谬,破坏了科学体系已有原则和思维前后逻辑的一贯性和严密性,产生了现代科学范畴体系的许多带有根本性的变化,同时也促使逻辑方法向前发展。此外,科学研究课题的复杂性、综合性在日益加强,随之而来的科学研究手段日益复杂、精密,科学研究日益成为集体的、综合的事业。由此产生了科学研究课题的各个不同方面、不同层次的相互配合、相互协调,从而也产生了协调科学研究不同方面和不同层次的方法论进展。

三、“大学计算机”课程工具性与方法论属性的统整意义

“大学计算机”课程总体目标的实际内涵和具体体现应当是通过计算机科学与技术的工具性与方法论属性的统整(而不是对立)来实现综合素质和创新能力的培养。具体体现为:

1.操作与思维的统整

“大学计算机”作为公共必修课程,为各个学科培养掌握计算机科学技术的人才,仅仅注重操作技术无疑是不够的,应当将计算机科学与技术中方法论层面的原理与思维规律应用于教学的内容、方法及其各个活动环节之中。李廉教授指出,自然问题和社会问题自身的内部就蕴含丰富的属于计算的演化规律,这些演化规律伴随着物质的变换,能量的变换以及信息的变换。因此正确提取这些信息变换,并通过恰当的方式表达出来,使之成为能够利用计算机处理的形式,这就是基于计算思维概念的解决自然问题和社会问题的基本原理和方法论[4]。

关于操作与思维的统整范式就是“计算思维”。当计算思维真正融入人类活动的整体时,它作为一个问题解决的有效工具,人人都应当掌握,处处都会被使用。自然,它应当有效地融入我们每一堂课之中[5]。在大学计算机教育中同样也是处处存在的,不应当理解为有数据计算的就是,没有计算的就不是;程序语言设计就是,应用工具软件的操作就不是;理论和工程就是,技术、工具和服务就不是;面对抽象问题的是,面对具体问题的就不是。当今时代的“大学计算机”课程不可能回到二三十年前的状态,只讲一门Basic语言或Fortran程序设计,当今的计算机应用已经站在了巨人的肩膀上,就要看得更远,应当从各种形态的问题入手发现操作中的思维问题,发现计算思维的方法论层面的思想、根本技能和求解途径。甚至发现计算机之外的思维规律。例如:程序设计确实是有效的计算思维训练载体。然而,不直接编写程序是不是就不能感受到计算思维的存在?我们可以看到无论是复杂的智能型软件还是简单的工具型软件,都具有程序的基本特点。在操作、开发和理解工具软件的过程中,完全可以把融合于其中的程序设计思想还原出来,间接地获得计算思维教育所需要的素材。重要的是内涵,而非形式。

2.“技”与“能”的统整

“大学计算机”课程注重学习者计算机应用技能的培养,这通常被误解为操作技巧的传授,将一些有限范围之内的所谓“应知应会”的操作讲授一遍,练习一遍,谓之技能培养。

按照发生认识论的观点,“技”和“能”并非同一层面的性质。尽管二者共同指向都是问题解决,但是相异之处在于:“技”是两个维度构成的,即模式识别和程序性操作,其基础是建立在经验上的。前者是将问题快速分类,同时与主体知识库中的某些已知知识匹配,后者是按照固定的模式进行操作。其指向是具体问题本身,而不泛化到其他问题。目标是快速识别,快速操作,以提高效率。面对陌生问题则无“技”可施。

“能”是在问题解决过程中的自我把握和监控。使问题解决的主体尽快处在最有利的状态上,从不认识到认识,从不熟悉到熟悉,从不能把握到能够把握。其基础是建立在经验的内化上的。由于其指向是问题解决主体自身,而不是具体问题,故问题可以被泛化。其主要策略是迁移、类比、关联和归纳规律。其面对的更多的是陌生问题中的普遍现象。

“大学计算机”课程教学中关于“技”的知识点是显性的,而关于“能”的知识点是隐含的,没有教师的点化或激活,后者是难以被学习者内化的。同样,“大学计算机”课程中的工具属性是显而易见的,可操作的;而方法论属性则并不显见,不易操作,没有关键操作点。但是,规律蕴含于现象之中,二者不可以割裂,是包含关系,不是互斥关系,需要教与学有关的人,师与生去主动发现、积极探究。

3.批判性与继承性的统整

如前所述,方法论是在反思和批判方法的效用的基础上,归纳提炼出的原理。科学的发展经历了否定之否定的过程,库恩认为:科学发展是通过常规科学和科学革命的交替发展来实现的。科学革命则是范式的取代。新理论如果没有关于自然界信念的破坏性变化是很难兴起的[6]。

“大学计算机”课程经历了20多年的发展沿革,不断通过批判性更新着宗旨理念和知识结构。例如:第三届世界计算机大会提出“程序设计是第二文化”,形成了计算机课程观的文化性主题。第四届世界计算机大会则从实用主义出发给工具论以一定的地位。而近年来人们对计算机教育的方法论理解纠正了计算机课程工具论的狭隘观念。这正表明了计算机教育的生命力所在,在否定自我、批判自我中成长。“大学计算机”课程理念自始至终渗透着批判性思想和意识。

与此同时,我们还应当看到,批判性并非学科理念的最高境界。在指出原有理念思想的局限性的同时,不能不看到其有意义的一面。在建立新的范式的同时必定要保留原有范式中有意义、有价值的一面。看到原有范式中的意义和局限,即使认为是错误的概念,在新的条件、环境、价值观解释下成为有意义、有价值的,也可以将其统整到新的结构中。

后现代主义知识观认为:知识不是客观的、普遍的和中立的,而是具有文化取向、境遇取向和价值取向的[7]。知识传授作为“大学计算机”课程的第一职能必将反映知识的上述属性。例如:文化性与工具性同样来源于实践,二者有对立的一面,同样也有统一的一面。在现在的工具软件窗口中,图形用户界面的按钮、菜单、对话框部件,甚至鼠标指针的形态都是以图形或动画的形式表现。人们在实践中逐渐提炼出一种新的计算机操作语言——图形化语言。运用图形化语言可以快速解释软件窗口操作部件和提示信息的图形含义,比如“等待”、“单击”、“拖曳”和“旋转”等操作。图形化语言把程序本意还原成操作方法,把专业还原为通俗,既弱化了操作命令的记忆,又淡化了操作者的文化差异,同时还为操作者提供了足够的想象空间,成为人机交流语言,既是一种新型文化,又是一种操作规范[8]。因此了解计算机科学与技术在各个时期背景的不同取向,扬弃原有知识体系,继承其中方法论的灵魂,就可以从狭隘工具论束缚中解脱出来。

“大学计算机”课程基础教学的方法论取向是培养大学生综合素质和创新能力、培养复合型创新人才的核心思想方法。对课程及其教学的认识首先还是应当从人才培养目标出发,从人才培养规格模式出发。大学培养的人才是各个学科专业的高级专门人才,在掌握本学科的专业知识的基础上,还应掌握对本学科专业技能起促进作用的方法论知识,提高相关的研究素质。“大学计算机”课程要名副其实地完成这一使命,必须将方法论思想理念自始至终地贯穿于课程教学的各个环节中,而不是只贴一个标签。

参考文献:

[1] 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):4.

[2] 任翔,田生湖. 范式、研究范式与方法论——教育技术学学科的视角[J]. 现代教育技术,2012(1):10.

[3] 托马斯·库恩. 必要的张力[M]. 范岱年,纪树立译. 北京:北京大学出版社,2004:288.

[4] 李廉. 计算思维——概念与挑战[J]. 中国大学教学,2012(1):7.

[5] 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.

[6] 托马斯·库恩. 科学革命的结构[M]. 金吾伦,胡新和译. 北京:北京大学出版社,2003.

篇6

关键词:计算机;系统论;辩证法;认识论;哲学

世界是普遍联系和永恒发展的,以系统的观点和辩证的观点来认识世界是人们认识自然、社会及人类自身的最宝贵的思想武器。计算机是人类的发明,在计算机科学与技术中一定存在着系统论和辩证法的思想,发明者和使用者都在自觉和不自觉地运用它。

在计算机各专业课程的教学中普遍存在着重部分,轻整体;重微观,轻宏观;重分析,轻综合;重“点”轻“面”的现象。其原因主要在于缺乏宏观意义上的方法论作为指导。

将蕴藏于计算机各专业课程中的系统论和辩证法思想提取出来有利于教学计划制定者科学合理的安排课程;有利于教师从最一般意义上认识和分析问题,有针对性地进行教学;有利于学生掌握各课程之间的联系和各课程的本质,从而更好地理解和学习相关课程。

在国内,已有部分工作采用系统论与辩证法来阐释计算机科学与技术中的某些问题。赵致琢等[1][5]在计算科学导论中阐述了计算科学的意义、内容和方法,具体包括:什么是计算科学,计算科学发展主线和学科的基本问题,并将其应用于计算科学的教学计划和课程体系制定。董荣胜等[2]阐述了计算学科中各主领域发展的基本规律,揭示了各领域之间的内在联系,有助于人们对计算学科的深入理解。周长林等[3]在操作系统课程中从最一般意义上给出了操作系统的基本理论,指出了资源共享和进程并发是操作系统的两个基本特性,操作系统的所有内容都是围绕资源和进程展开的。陈次白等[4]应用对立统一思想分析了计算机科学与技术中存在的时间与空间、静态与动态、绝对与相对等问题。

本文将系统论与辩证法引入到计算机科学与技术中,用辩证观点解释计算机中的相关问题,并应用于课程教学和培养计划制定,取得了较好的效果。

1哲学的主要观点

1.1辩证的唯物论

世界是物质的。物质决定意识,意识对物质具有反作用。物质是运动的。运动是绝对的,静止是相对的。时间和空间是物质运动的形式。

1.2唯物的辩证法

(1) 总观点:世界是普遍联系和永恒发展的。

(2) 三大基本规律:对立统一、质量互变和否定之否定。

(3) 若干范畴:整体与部分,具体与抽象,现象与本质等。

1.3认识论

(1) 理论与实践:实践是理论的基础;理论来源于实践,对实践具有指导作用。

(2) 理性认识和感性认识:感性认识是理性认识的基础,理性认识是感性认识的升华。

2计算机科学与技术中的系统论与辩证法

2.1软件系统和硬件系统

计算机由硬件系统和软件系统组成。唯物辩证法认为,物质决定意识,意识对物质具有反作用。硬件相当于物质,软件相当于意识,二者相互影响、相互制约,处于动态平衡状态。好的硬件如果没有好的软件来配合,实际上是对硬件的一种浪费。好的软件如果没有好的硬件作依托,那么软件就无法发挥它的功能。硬件的发展能为软件的升级预留空间,软件的发展也对硬件的发展不断提出新的要求。

计算机硬件系统的雏形是冯诺一曼模型,该模型由主机、输入系统和输出系统组成,其设计体现了系统学的思想。

计算机软件系统的雏形是图灵机。图灵机实际上就是对0,1数据的操作,按中国古代哲学的观点,0和1分别表示阴和阳,二者对立统一,是表示信息的基本“细胞”。计算机所表现出来的各种文本、图像、动画、视频等信息都属于现象,而这些信息在最底层实际上都是0,1组合,是以布尔逻辑作为理论基础的,这才是本质。

2.2操作系统

操作系统是计算机的灵魂,是整个计算机系统的“管家婆”,是软件和硬件之间连接的纽带,负责软硬件资源的协调和使用。资源共享和进程并发是操作系统的两个基本组成部分。资源总是有限的,进程的目标就是要使有限的资源发挥最大的作用。通常情况下,应用软件向计算机系统请求使用资源,操作系统综合考虑效率、公平等情况,然后对各种请求进行协调,对各种资源进行分配。

时间和空间是操作系统必须要考虑的因素。操作系统中有很多时间和空间相互结合的例子。虚拟存储技术(请求分页、请求分段、请求段页式)是以时间换空间的例子;在该技术中,访问时间增加了,但是扩充了主存的逻辑容量,使得大于主存容量的程序也可以得到执行。缓冲区技术、快表、外存分配方式中的索引分配都是以空间换时间的例子;在该技术中,本来需要在速度很慢的设备上进行输入输出的,但是从存储区域划出一部分做缓冲区,就可以减少访问时间。

2.3程序设计语言和算法

程序设计语言是实现算法的工具。程序总是在一定的时间和空间内运行。变量是一个程序的重要元素。以C语言为例,变量分为静态变量和自动变量,分别具有自己的作用域和生存期。

在结构化程序设计中,对复杂问题进行分析的一个主要方法就是自顶向下,逐步细化。函数是结构化程序的基本组成部分。可以把函数看做系统,它由输入、输出和控制体三部分组成。函数输入就是函数参数表的参数,参数表是函数对外联系的通道;函数输出就是是函数的返回值。函数的控制体就是函数体。

在面向对象程序设计中,类和对象是两个最基本的概念,二者是抽象和具体、共性与个性、一般和个别的关系。程序是由对象组成的,对象之间是有联系的(组合、继承等),对象之间相互协作完成某个问题的求解。这体现了世界是物质的以及事物是普遍联系的这一基本哲学思想。

算法是正确求解问题的关键,一个好的算法除了要正确之外,还要求有较小的时间复杂度和空间复杂度。小的时间复杂度可能需要较高的空间复杂度,反之亦然,而这通常不能兼得。总之,在设计算法时要根据实际情况综合考虑时空关系,使设计的算法达到最优。

递归程序设计,是求解很多复杂问题的有效方法。所谓递归,就是根据事物整体与部分具有某种相似性的原理,反复调用自身,从而完成问题的求解。分治、回溯和动态规划都是基于递归这一思想。

需要强调的是,面向对象程序设计不是对结构化程序设计的否定,他们之间具有紧密的联系。面向对象程序设计是结构化程序设计的继承和发展,结构化程序设计是面向对象程序设计的基础。面向对象程序设计最终的落脚点仍是结构化程序设计。

2.4计算机网络

需求是技术发展的原动力。资源共享的需要是计算机网络技术发展的原动力。计算机网络本身就是一个系统,充分体现了世界是普遍联系的这一特征。网络中的各个实体之间存在异构,如何在异构的实体之间保证通讯的正常进行是计算机网络理论的关键问题。为此,在计算机网络中采用了“分层”的思想。在计算机网络的开放系统互联模型中,将信息传输过程分为7个层次,每一层相当于通讯过程的一个阶段,层与层之间通过接口进行联系,下层为上层提供服务。

2.5计算机软硬件产品的发展

在计算机发展的过程中,我们会发现一个现象,即一种产品通常有两个主流商家在做。例如操作系统有微软的Windows和免费开源的Linux;程序设计语言有微软的.Net平台和Sun公司的Java平台;大型数据库有微软的SQL Server和开源的MySql;CPU有Intel和AMD等等。

以上双方既对立、又统一,各有特色、相互促进、取长补短、共同发展。作为用户来讲,不希望某个产品的发展一枝独秀,因为一枝独秀可能意味着垄断、意味着技术的停滞。

事实上,各个产家之间在竞争中发展,没有竞争,就没有发展,竞争会促进技术的发展。各个产家在竞争中处于一种动态的平衡状态,一个平衡打破了,一定会产生一个新的平衡,市场会对其自动进行调解。这种发展的结果一方面给用户带来了利益,另一方面也促进了技术的进步。

总之,计算机软硬件产品的发展是一个否定之否定的过程,各品牌产品不断从竞争对手中吸取营养和经验,对自身进行改进,推动技术的不断进步。

3应用

3.1在计算机课程教学中的应用

我们认为知识的讲授和学习应该是一个从宏观(整体)到微观(部分),再从微观(部分)到宏观(整体)的过程;是一个从感性到理性,再从理性到感性的过程。这两个过程不是一个原地不动的圆,而是一个螺旋递进的圆,是一个否定之否定的过程。

从内容上说,在讲授每门课程之前,先从宏观上阐述本门课程的地位、作用、与其他课程的联系方式以及本门课程存在的系统论与辩证法。这有助于学生从宏观上认识本门课程,使得学生的头脑中始终有一个清晰的线索,避免过早的陷入细节问题。

从方法上来说,按照感性认识和理性认识之间的关系,在教学中使用案例式教学和启发式教学。例如,在程序设计教学的第一堂课,首先给出一些趣味性、经典性的问题(如鸡兔同笼,素数,魔方阵,积分,学生成绩排序等问题),并告诉学生,我们学完这门课就可以解决以上问题,这样就容易激发学生的兴趣,他们会带着问题来学习程序设计,伴随着课程的学习及问题的逐步解决,学生获得成就感,激发他们更积极的进行学习。

3.2在制定教学培养计划中的应用

一切从实际出发是制定培养方案的出发点和落脚点。总的原则是解放思想、实事求是,结合本校的实际情况和专业的特点,创建适合本校的、具有本专业特色的培养方案。

根据应用型本科院校的实际,以培养应用型创新型人才为目标,设置了基础课、专业基础课和专业课三个层次的计算机课程,设置了软件、硬件和网络三个培养方向。在课程设置中坚持计算机基础理论和计算机实际操作紧密结合,使其既不同于以培养计算机理论人才为目标的高校,又不同于以培养职业技术人才为目标的职业学校。

按照理论和实践的关系,科学安排理论课和实验课时间,形成了平时试验、课程设计和毕业设计三位一体的实践过程。比如在程序设计教学的安排上,平时试验主要解决语法问题,课程设计主要解决算法问题,毕业设计主要解决综合应用型问题。

4结语

本文采用哲学观点分析和阐述了计算机科学与技术中存在的系统论和辩证法等规律,涵盖了计算机硬件、操作系统、程序设计语言、计算机网络与计算机发展等各方面。将上述规律应用于计算机专业的教学和培养方案的制定,取得了良好的效果。计算机科学与技术将继续迅猛发展,但万变不离其宗,采用系统论与辩证法分析计算机发展中出现的新问题、新技术仍会得到有意义的结论。

参考文献:

[1] 赵致琢. 计算机科学导论[M]. 2版. 北京:科学出版社. 2000.

[2] 董荣胜,古天龙. 计算机科学与技术方法论[M]. 北京:人民邮电出版社. 2002.

[3] 周长林,左万历. 计算机操作系统教程[M]. 北京:高等教育出版社. 1994.

[4] 陈次白,丁晟春. 浅谈计算机科学技术应用中的辩证思维[J]. 南京理工大学学报:社会科学版,2000,13(2):20-23.

[5] 赵致琢. 关于计算机科学与技术认知问题的研究简报(I,II)[J]. 计算机研究与发展,2001,38(1):1-15.

System Theory and Dialectics in Computer Science and Technology

YU He-long1, ZHAO Yu-xin2

(1. College of Information Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China;

2. Department of Environmental Engineering, Jilin Architectural and Civil Engineering Institute, Changchun 130021, China)

篇7

关键词:财经类院校;信息化人才;实践教学

中图分类号:G642 文献标识码:B

文章编号:1672-5913 (2007) 24-0067-07

1背景

作为我国著名的财经院校之一,中南财经政法大学在财经、政法、管理等学科具有较大优势,为了更好的满足这种需求,培养更多社会急需的复合型高素质专门人才,2007年中南财经政法大学获得上级部门批准,正式开设计算机科学与技术专业,招收计算机本科生,为办好开设计算机科学与技术专业,我们应该明确我校计算机专业的培养目标,培养具有财经类特色的计算机应用人才,要作重培养学生的实践能力。

在此背景下,我们研究了国际上关于计算机课程体系的IEEE/ACM CC2005系列规范,研究了MIT等美国大学的计算机相关专业本科课程设置,研究了香港最好的3所大学,实地考察了清华大学、北京大学、北京理工、浙江大学等国内知名大学和中国人民大学、中央财经大学、上海财经大学、浙江工商大学等具有财经背景的大学,在此基础上我们提出了“定位是基础,特色是突破口,知识领域和全程教学计划是重点,实践能力培养是保证”。

2国内外知名学校计算机专业课程体系设置情况

为了开设好我校的计算机科学与技术专业,培养有用的人才,我们对国外、香港和内地的大学的计算机专业开设情况作了调研,在调研过程中我们有以下原则。

a 充分准备、做到有的放矢

外出学习调研是一个难得的机会,为了能获得宝贵的第一手资料,我系成立了学科调研小组,首先对国内外开设“计算机科学与技术专业”的学校(院)进行网上资料搜索,对所搜索的资料进行分析比较,将不同学校分为三类:著名大学、与我校同性质的大学和该专业办学有特色学校,确定调研重点学校;其次,根据我校特色及所开专业属性,定制调研内容;即在充分准备基础上,制定调研方案。

b 多方调研,获取第一手资料

根据调研方案,我系组织部分老师多批次外出调研,具体地域有:北京、华东地区、武汉,具体学校有:中国人民大学信息学院、首都经济贸易大学信息学院、北京理工大学计算机学院、复旦大学计算机科学与工程系、上海财经大学信息管理与工程学院、浙江大学科学与技术学院、浙江工商大学计算机与信息工程学院、宁波大学信息科学与工程学院、武汉大学计算机学院、华中科技大学计算机学院、武汉理工大学计算机学院等。调研的重点是新专业开设的学科定位、课程体系设计、教学管理和学生就业情况。每到一处,尽量与对应的部门负责人进行座谈交流,了解他们的专业建设、师资结构、毕业生定位、就业、教材建设、实践性环节,今后的发展方向、远景规划以及市场竞争中存在的问题,并参观考察部分单位的实验室。

c 耐心求教,以期得到办学真谛

调研期间,由于诸多原因,调研工作也不顺利。我们就采取“狗仔”战术,跟踪采访求教,不达目的不罢休。由于有时有关人员工作很繁忙,我们就一直等候,直到他们开完各种会,再向其讨教有关问题。

通过调研,我们了解到国内外知名学校计算机专业开设情况。

2.1国外知名学校计算机专业课程体系设置情况

从著名的Computing Curricula 1991到现在尚未完成的Computing Curricula 2001(目前称为CC2005),中间经过了十多年。万维网Web的出现以及在全世界的迅速普及,计算机在各行各业的深入和广泛的应用,使得计算的概念在过去的十年里发生了巨大的变化。CC1991将计算机科学、计算机工程和软件工程融合在一起,而CC2005包含五个相对独立的部分:CCCS(计算机科学)、CCCE(计算机工程)、CCSE(软件工程)、CCIS(信息系统)和CCIT(信息技术)。其中CCIS与我们国内的“信息管理系”(原图书馆系)比较接近。教育部计算机专业教育指导委员会2001-2005年进行了广泛深入的调查研究,于2006年也正式推出了计算机科学方向、软件工程方向、计算机工程方向、信息技术方向这四个计算机科学与技术本科专业规范,以有效地指导不同办学单位的定位,鼓励按照多规格发展思路办学。

我们研究了UC Berkeley、Stanford、Princeton、GeorgiaTech等大学的计算机相关专业本科课程设置,发现各大学在保持其各自办学特色的基础上,也逐渐吸纳了CC2005的一些课程改革理念,例如Berkeley在计算机理论、计算机工程方面都开设出系列的课程;Princeton开设了计算机工程、信息技术等方向;Stanford的选修课程非常丰富,可以分出算法理论、数据库和信息系统、图形和人机交互、网络与分布式系统、人工智能、软件系统设计等方向。而佐治亚理工大学计算机学院开始采用全新的ThreadsTM培养方案。ThreadsTM培养方案提出了一种新的组织课程的方法,代表了课程设置多元化、多方向的培养模式,并构建了一种长期的动态的课程体系。该培养方案的基本目标是培养学生终身学习及自我调整适应未来社会需求的能力,并给予了学生在广泛的领域中选择专业方向,以及将个人学习计划纳入市场大环境中的机会。

2.2香港名校计算机课程体系的开设情况

通过网上的资料收集,我们发现香港的同行也十分重视CC2005的课程体系,在他们的课程改革中也参照了该体系的思想,而且大家都非常重视数学基础和编程基础。港大和中大具有比较浓厚的人文基础,在人文和通识教育方面的课程很有特色。

香港大学率先完成了新课程体系的设置,他们的课程方向基本上体现了CS、CE、SE、IS这4方面的内容。尤其是他们关于信息系统集成方面的课程很有特色,这门课程实用性很强,而过去国内外大学都很少开设。学生毕业后很多都从事系统集成工作,即使将来做研究,具有系统集成经验也是非常重要的。

中文大学的CS、CE两个方向的设置非常明显。而且他们正在进行新的课程设置,准备提供更多的选修课程,使得学生在高年级能够进行专业分流。中文大学有一个非常成功的work-study项目,学生保留学籍到公司工作半年到一年(相应地延长学籍),然后回来做毕业设计,每届学生有50%以上选择参与该项目。

香港科大的选修课程比较丰富,也有CS、CE两个方向。他们非常重视程序设计能力训练,有5门编程课程。另外,科大对于程序设计原理、数据结构、面向对象程序设计、算法分析与设计、软件工程、研究性学习、毕业论文等课程,设置了“honor track”(优秀学生班),进入优秀班的学生大约为全体CS、CE学生的1/8,共30名左右。学生并不固定,需要通过任课教员的考试或认可,并没有强制的成绩限制。优秀班授课广度深度和教学进度都高于普通班。优秀班的成绩评定不受正态分布的限制,完全是教员说了算。

2.3国内名校计算机课程体系的开设情况分析

教育部计算机专业教学指导委员会在《计算机科学与技术专业发展战略研究报告》中,提出了以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的建议,鼓励不同的学校根据社会的需求和自身的实际情况为学生提供不同类型(研究型、工程型、应用型)的教学计划和培养方案。在计算机科学与技术(计算机科学方向)专业规范中,对知识结构要求包括:工具性知识、人文社会科学知识、自然科学知识、专业技术基础知识、专业知识和经济管理知识。

根据实地考察,分析国内名校计算机课程体系的现状可知:

1) 工具性知识基本普及,其中最好的是外语、文献检索和科技写作也作为一门重要的课程得到普遍重视,但是在方法论、科技协作和科技方法等“软科学”方面还需有所提高。

2) 在人文社会科学方面,具备了普及条件,各校普遍开设大量的选修课,起到丰富学生知识结构的作用,如:上海财经大学通过4个限选模块突出强化法律类课程。

3) 在自然科学知识方面,各校表现出差异不大。数学、物理教学在各校中普及,只是在数量上的差异。

4) 工程技术方面,各校表现出较大差异,也体现出部分学校对该方面教学的差距。传统的工科高校,课程偏“硬”,硬件试验课程比较多;而综合类特别是以社科类为主的高校课程设置偏“软”,以原理课和软件分析设计的课程居多。教学较好地进行了工程技术方面的基本素质培养。

5) 经济管理知识方面,各学校基本上开展了这方面的基础教育。

6)工科知识方面,有些学校结合自身背景,开设了有关光电、机械、微电子等工科基础知识课程。

7) 各学校具有较强的专业教学的实力和条件,专业知识的组织有层次,能够适时更新;同时都努力加强专业教学的实践环节,重视教学的实效。

根据计算机科学与技术(计算机科学方向)专业规范,课程体系分为公共基础课、专业必修课、专业选修课和公共选修课四类。统计表明,各高校课程设置的基本框架类同,课程设置的系统性强、前后衔接有序,注重基础,勇于开设新课。但在课程的具体设置上各有所侧重和不同。课程的命名细节不尽相同,个别课程在归类上不尽相同。

公共基础课的普遍性最强,仅存在少数非普遍设置的公共基础课,如英语等。专业必修课的普遍性也较强,但存在一定数量的非普遍设置的课程:如武汉大学的计算机图形学等等。

差异充分体现在对专业选修课的设置上。在计算机学科的纵深层次、实用计算机技术、理论基础与技术等方面有不同程度的体现,课程内容更加丰富,各具风采。公共选修课的选课方向一致,但在具体课程设置上也有较大差异。

3财经类大学开设计算机专业的建议

3.1定位是基础,特色是突破口

国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标、进程密切相关 ,计算机市场很大程度上决定着对计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求 ,计算机类专业毕业生不是数量太多或质量太差,而是满足社会需要的针对性不够强、结构上不合理。

如图1所示:计算机人才培养应是与社会需求相匹配的金字塔结构,为了保障国家根本利益:必有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍――科学型人才;为了大部分IT企业的发展:主要开发满足国家信息化需求的产品――工程型人才;为了企事业、国家IS的建设与运行(主流需求)――信息化技术型人才。

计算机科学与技术原有含义相对于社会需求已经不能容纳目前的办学规模,而信息化社会有很大的、长远的对信息化建设人才(信息技术人才)的需求,还没有哪个专业在满足,而 “计算机专业”应该是最靠近培养这方面人才的,以“规格分类”为核心思想 ,实现总体结构调整,解决人才培养与需求结构失衡问题,在“计算机科学与技术”专业名称下,鼓励不同学校根据社会需求和自身的实际情况,为学生提供不同类型的、本科水平的教学计划考虑三种不同的类型:

图1 人才需求金字塔结构

科学型:以知识创新为基本使命,研究计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术;

工程型:考虑基本理论和原理的综合应用,不仅要考虑系统的性能,还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用;可以是以硬件为主的系统,也可以是软件系统(应用软件、系统软件);

应用型:承当信息化建设的核心任务,掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能,善于系统的集成和配置,有能力管理和维护复杂信息系统的运行。

基于我们对于保险、民航、气象、地震、大学等中国大型机构中信息技术部门人员所占百分比的调查,信息技术人员占2%~2.5%,同时,在各种企事业机构中信息技术人员占比率在逐年增加。信息技术作为大学人才培养的一个知识体系,其基本目标是:围绕社会中各种组织机构(以及个人)的需求,通过对计算技术的选择、应用和集成,创建优化的信息系统,并对其运行实行有效的技术维护和管理。

财经类大学一般具备经济和管理的特色,培养的学生懂经济,通管理,特别能理解各种组织机构的需求,所以其计算机专业培养的学生懂经济、通管理同时能掌握一定的计算机技术,能较好的创建信息系统。所以财经类大学的计算机专业适合培养目前比较紧缺的人才――应用型(信息技术型IT)人才。

财经类大学计算机专业培养学生的目标定位是:培养计算机应用技术型、应用复合型人才为主,具有较广泛的通识基础,良好的人文素质,扎实的专业知识;具有较强的解决实际问题的能力;面向工程技术应用、重视实践环节的锻炼,具有较强的工程适应能力;具备一定的行业计算机科学与技术知识和技能。他们在理论上,应理解各种计算技术,这样一种理解应该能够直接指导为满足用户需求对技术的选择和应用;在实践上,应善于系统集成,善于理解用户的需求和提供最优的满足这种需求的技术路线,有效地对系统运行实施技术性管理。

3.2知识领域和全程教学计划

财经类大学计算机专业比较适合信息技术型方向,表1主要是CC2005中IT与其他三个方向的知识取向比较。

表1 CC2005中IT与其他三个方向的知识取向比较

从表可以看出,IT方向的主要知识领域包括信息技术基础,程序设计基础,集成程序设计技术,人机交互,信息保障与安全,信息管理,计算机网络,平台技术,系统管理与维护,系统架构与集成,社会知识与专业素质,Web系统和技术。

1) 信息技术基础

其中包括基本概念(17学时)、组织机构的信息化(6学时)、信息技术发展史(3学时)、信息技术与其他学科的关系(3学时)、典型应用领域(2学时)、数学与统计学在信息技术中的应用(3学时)。

2) 人机交互

人的因素(6学时)、应用领域中的人机交互问题(2学时)、以人为中心的评价(4学时)、开发有效的人机界面(时)、易用性(1学时)、新兴技术(2学时)、以人为中心的软件开发(5学时)。

3) 信息保障和安全

基本知识(3学时)、安全机制与对策(5学时)、实施信息安全的相关任务和问题(3学时)、策略(3学时)、攻击(2学时)、安全域(2学时)、计算机取证(1学时)、信息状态(1学时)、安全服务(1学时)、隐患分析模型(1学时)、漏洞(1学时)。

4) 信息管理

信息管理的概念和基础知识(8学时)、数据库查询语言 (时)、数据组织和体系结构(7学时)、数据建模 (6学时)、数据库环境的管理(3学时)、特殊用途的数据库(1学时)。

5) 集成程序设计技术

程序语言概述(1学时)、系统间通信技术(5学时)、数据映射与数据交换(4学时)、集成编码(4学时)、脚本技术(4学时)、软件安全实践(4学时)、其他相关问题(1学时)。

6) 计算机网络

网络基础(3学时)、路由与交换(8学时)、物理层(6学时)、网络安全(1学时)、网络应用领域(1学时)、网络管理(6学时)

7) 程序设计基础

基本数据结构(10学时)、程序设计的基本要素(时)、面向对象程序设计(时)、算法和问题求解(6学时)、基于事件驱动的程序设计(3学时)、递归(1学时)

8) 平台技术

操作系统(10学时)、计算机组织与系统结构(3学时)、计算基础设施(1学时)、企业级软件、固件、硬件。

9) 系统管理和维护

操作系统(4学时)、应用系统 (3学时)、与系统管理相关的活动(2学时)、管理域(2学时)

10) 系统架构与集成

需求(5学时)、采购 (4学时)、集成(3学时)、项目管理(3学时)、测试和质量保证(3学时)、组织机构环境 (1学时)、系统架构(2学时)

11) 社会知识与专业素质

信息技术专业写作 (5学时)、信息技术行业与教育发展史(3学时)、计算的社会环境(3学时)、团队合作(3学时)、知识产权(2学时)、信息技术应用涉及的法律问题(2学时)、组织机构的环境(2学时)、职业操守规范与责任(2学时)、隐私和公民权利(1学时)。

12) Web系统和技术

Web技术(10学时)、信息体系结构(4学时)、数字媒体(3学时)、Web开发(3学时)、漏洞(1学时)、社会软件。

同时结合中南财经政法大学社科类是强势的特色,计算机专业目标定位在以社会主义市场经济条件下信息化建设人才需求为目标,培养德智体美全面发展,具有良好的科学素养,具有创新精神及很强的实践能力,既扎实掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识、基本技能,又具备基本的经济、法律与管理知识,具有较强的科研开发技能、管理能力、创新精神和团队协作精神,主要能从事财经、政法领域,兼顾其它领域中计算机科学技术的应用研究、项目开发和技术管理工作的综合型、实用型中高级专门人才的前提下,我们应该还应该开设经济学,管理学,法学、会计学等相关课程。

中南财经政法大学计算机科学与技术专业要求总学分为166学分,其中英语政治等公共必修课占了50学分。公共选修课和任意选修课占8学分,实践环节占14学分,只有94学分可用于专业课程,下面是专业相关课程的学时学分要求。

(1) 专业基础课

(3) 专业选修课

专业选修课中我们提供了较多的课程,由学生在老师的指导下根据自己的兴趣自主选择适合自己发展方向的课程学习。

3.3实践能力培养

实践教学与理论教学是学校教学体系中不可缺少的两个部分,对实验教学来说就是要解决理论联系实际的问题。我们要通过理论教学、实验教学、专业综合实训与校外的专业实习、社会实践共同实现了“应用型、融通性、开放式”的计算机专业人才培养目标。

要达到这个要求,首先,实验教学内容要与时俱进,紧跟信息技术发展的前沿,以培养学生实验动手能力和创新能力为核心,本着“厚基础、强理论、重应用、促交流”的教学理念、培养具有较高的计算机应用与开发水平的、适应性强的、有较强创新能力和开拓精神的人才。其次,在实验教学中,要通过开展基础操作性实验培养学生的基本技能和动手能力;通过开展综合应用性实验,培养学生的综合适应能力与团队精神;通过开展创新设计性实验培养学生的创新能力与开拓精神。最后,要搞好实践教学,需要做好实践教学规划,我们实践教学规划的原则如下:

a) 以教学改革为先导,以培养学生的创新意识和创新能力为目标;

b) 以实验教学内容和方法的改革为基础,完善实验教学体系,建立既独立于课堂教学又与其密切配合的计算机实验教学体系;

c) 建立一支业务能力强、敬业爱岗、人员相对稳定的实验教师队伍;

d) 加强实验教材和精品实验课程建设,出版系列特色实验教材。

4结束语

我们认为办好计算机专业“定位是基础,特色是突破口,知识领域和全程教学计划是重点,实践能力培养是保证。”

1) 定位和特色。我们认为在中南财经类大学的计算机本科教学应该定位于应用技术型,将培养目标定位在以社会主义市场经济条件下信息化建设人才需求为目标,培养德智体美全面发展,具有良好的科学素养,具有创新精神及很强的实践能力,既扎实掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识、基本技能,又具备基本的经济、法律与管理知识,具有较强的科研开发技能、管理能力、创新精神和团队协作精神,主要能从事财经、政法领域,兼顾其它领域中计算机科学技术的应用研究、项目开发和技术管理工作的综合型、实用型中高级专门人才。

2) 知识领域和全程教学计划,按照计算机科学与技术(信息技术方向)专业规范,结合中南财经政法大学的经、法、管特点,改进课程体系,不断完善课程设置,建立相应的全程教学计划。同时将专业课程下放,在第一时间与新生见面,提高专业稳定率。

3) 强调学科特色,加强实践教学。在实践教学体系上,精心设计实验内容,搞好实验室实验、实验室实训、实习基地实习项目和毕业设计等实践环节,推进实验教学。

参考文献

[1] CC2005. The Overview Report of Computing Curricula 2005. /portal/cms_docs_ieeecs/ieeecs/education/cc2001/CC2005- March06Final.pdf

[2] 计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 计算机本科专业发展战略研究报告(讨论稿)[J]. 高等学校理工科教学指导委员会通讯,2004,(11)。

[3] 2006-2007 Computer Science Threads General Catalog, Georgia

Tech. catalog.gatech.edu/colleges/coc/ugrad/comsci/

threads.php

[4] 黄维通,许忠信,朱小梅,李秀. 中外计算机应用人才培养比较[J]. 计算机教育,2005,(5).

[5] 潘洪军. 高校计算机专业课程结构体系构建的思考[J]. 计算机教育,2005,(4).

作者简介

骆正华 中南财经政法大学信息学院计算机系 430074

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计算机科学与技术专业在教育部公布的《普通高校常设的本科专业目录(2012年)》中,属于计算机类的二级学科,专业代码080901,可以直接报考。但早在2010年以前,计算机科学与技术是信息领域四大一级学科之一,俗话说就是一个学科大类,是不可以直接填报的,当时的代码是0812,该一级学科覆盖面广、积淀深厚、发展迅速、热门度高、开设广泛,是信息领域的核心学科之一。尽管现在教育部将其调整为二级学科,但不难理解,计算机科学与技术专业,涵盖的知识广泛,开设该专业的院校众多,开设该专业的很多院校的培养方向也略有差别。最常见的培养方向有软件工程、嵌入式、网络工程、信息技术。

这四个培养方向其实都是跟软件、编程有关,只不过软件的运用领域、行业差异大,用到的编程平台、编程代码、硬件接口等不同,所以很多高校根据自己的科研实力和师资力量,在培养方向上就有所区别。

(1)软件工程方向:简单地说,是根据客户的需求去设计一定的功能,通过软件语言的编写、调试并最后实现,加上软件的后期维护,核心的三要素是“语言、算法、数据库”。推荐院校:山东大学、广西大学。

(2)嵌入式方向,即嵌入式系统,一种专用的计算机系统,通常作为控制程序存储在控制板里,用于控制、监视或者辅助操作机器。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域,但对人才的要求也较高,技术更新快,所以待遇自然就高。推荐院校:南京工业大学、江苏科技大学。

(3)网络工程方向,运用计算机技术,对网络操作系统进行开发、安装配置,对网络服务器进行开发管理,常见的有DNS服务器、FTP服务器、WWW服务器等。推荐院校:重庆交通大学、湖南师范大学。

(4)信息技术方向,往大了说,是根据需求,运用计算机技术,创建并优化一个信息系统,并对其进行维护和管理。推荐院校:天津大学、上海金融学院。

就业方向

从开设的课程来看,软件工程基本跟软件打交道,很少涉及硬件,软件工程方向的学生毕业后,一般从程序员做起,然后努力成为一名软件工程师;而涉及硬件最多的是嵌入式方向,对应的是嵌入式开发工程师。网络工程方向跟信息技术方向更偏向管理,都是运用计算机技术去管理不同的对象。但是网络工程方向,毕业之后主要担任网络工程师,要求重点掌握计算机网络、数据通讯等知识,运用先进的网络工程方法进行基于网络的应用开发。而信息技术方向,毕业之后则是朝信息化服务工程师努力,即通过对计算机网络、管理信息系统等专业课程的学习,掌握人机交互、计算机系统的信息保障和管理、集成程序的设计。

当然,除了上文推荐的院校,国内还有很多一流的学府也开设了计算机科学与技术专业,如清华大学、浙江大学等,一般来说,这样的学府会更注重理论科学的深入,在数理方面学得更深,普通的二本类院校则更注重技术的培养。另外,再给大家介绍两所在培养方式和教学方式上比较有特色的大学:天津理工大学和华中科技大学。

天津理工大学计算机科学与技术专业有两种培养方式,一种是常规的,一种是与加拿大魁北克大学联合办学,学生可自由选择。加拿大魁北克大学是在加拿大教育部注册的国立大学,目前在校生约10万人,有包括中国在内的多个国家的留学生。天津理工大学按照加拿大魁北克大学制定的培养方案教学,培养计算机科学专业知识和信息管理专业知识兼备,具有良好的英语应用能力,擅长信息系统管理的计算机人才。该专业下设计算机应用和计算机软件两个专业方向,根据人才需求并考虑学生本人的志愿,在高年级按专业方向培养。这种培养方式对学生的英语能力要求较高(每个学期有外教的专业课),学费是普通本科的三倍左右。

华中科技大学与武汉地区教育部直属的“211”高校(武汉大学、华中师范大学、武汉理工大学、中南财经政法大学、中国地质大学、华中农业大学),从1999年开始联合办学,简称“七校联合办学”。这七所高校都云集武汉市武昌区,使得各校间的教育资源共享,学科优势互补,相当于“一张录取通知书,可上七所名校”,所以如果你学力有余,还可以跨校拿辅修证、双学位。七校中,开设计算机科学与技术专业的除了华中科技大学,还有武汉大学。武汉大学作为综合性大学在计算机方面比华中科技大学实力稍差,但是如果您刚好就读武汉大学,根据七校联办协议,就可以自由选择华中科技大学计算机科学与技术专业的公共选修课或专业课进行学习。

电子与计算机工程专业跟计算机科学与技术专业(嵌入式方向)非常接近,开设的基础课程基本类似,包括电路硬件知识和计算机基础知识等。但是电子与计算机工程专业开设晚,开设的院校也极少,高校的培养方式也很单一,属于计算机类中比较冷门的专业。而计算机科学与技术专业作为信息领域的核心学科之一,开设早,曾经随IT业的迅猛发展非常火爆,开设的院校众多,属于非常热门的专业。

就业方向

从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等。比如,做电子工程师,设计开发一些电子、通信器件;做软件工程师,设计开发与硬件相关的各种软件;做项目主管,策划一些大的系统,这对经验、知识要求很高。

推荐院校:上海交通大学(简称上海交大)。上海交大的联合学院对该专业常年招生,但招生人数少,学费贵,报考分数比其他非联合学院专业的分数要低,基本达到上海交大的提档线就可以了。上海交大的联合学院与美国密西根大学(该校在全美高校中研究经费排名第一,其工学院超过半数的专业位列全美前五)合作办学,于2006年创立,是上海交大与世界一流大学国际化合作办学模式的一次探索,在管理模式、体制上有全新突破。该专业采用全英文教学,有50%以上的外籍教授。

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关键词:计算机;应用型人才;培养模式

随着计算机的应用,尤其是网络应用的普及,计算机科学与技术及其应用在我国有了很大的发展,计算机专业的教育也得到了发展。但现状是大部分计算机专业毕业生缺乏实际应用开发设计能力,不能很好地将计算机科学与技术专业的知识应用到生产生活中。计算机专业就业市场上一方面是企业急需大量的人才,却难以选择到满意的求职者,而另—方面是高校培养出来的毕业生难以满足企业的需要,就业率持续走低。因此,怎样培养优秀的计算机应用人才是贯彻教育理念和高校教育改革的重要研究课题,也是提高学院综合办学能力的关键。

1、计算机应用型人才培养发展现状及存在问题分析

造成计算机专业毕业生“就业难”的主要因素有如下几个;(1)专业定位与社会发展脱节。高等教育在计算机科学理论研究与知识推广方面有比较好的优势,但对于社会需求的应用型人才的培养上却有些单一。(2)教学方法与内容陈旧。目前大多数院校的计算机专业课程设置仍然沿照多年前的专业设置方案,未能与计算机科学的发展与计算机应用的发展同步前进。(3)实习实践环节缺乏。大多数院校以课程设计、毕业设计作为实习实践的环节,这些实践环节存在着学科片面性、与企业应用脱钩、缺乏系统的、全面的、充分的实习实践环节。(4)师资建设滞后。教学一线的教师多属于理论型教师,教学任务繁重,无暇从事应用项目的开发科研工作,缺少实践应用经验,无法在计算机应用上给学生提供更好的指导建议。

2、计算机应用型人才培养宗旨

培养优秀的计算机应用人才,需要构建人才培养的理论基础,并将此作为培养人才的指导思想,其他任何的知识体系和教学手段都要符合这些基础标准,具体做法如下:

(1)兼顾科学研究。高校的技术实力和师资力量是通过科研领域的成就决定的,良好的教学资源离不开科研的支持,所以在培养优秀计算机应用人才的同时也要注重科研力量的培养,要根据他们的兴趣爱好进行研究性质的辅导,为扩充学校的科研力量作准备。(2)注重实践环节。在培养优秀计算机应用人才的教学体系中,突出实践、加强实践创新能力培养是永恒的主题。(3)培养团队意识。优秀的计算机应用人才还应具备良好的团队意识,这将为他们日后工作打好基础。所以在教学过程中教师和学生不应该只是传统的教授者和学习者的关系,教师应该引导学生进入参与者的角色,让学生明白老师和学生都是教学的重要环节,他们需要和老师同学组成共同分析解决问题、平等讨论研究、互助互爱的团队。

3、计算机应用型人才培养模式改革措施

近年来随着高校新一轮教育改革的开展,如何提高应用人才综合素质成为计算机教育的主要课题。国内外专家学者经过几年的研究和实践,取得了一些成效,但是距离培养高素质的创新性应用人才的目标还有一定差距。总体来看,制约我国计算机教育改革的主要问题在于教学体系和评价制度的不完善,具体表现为课程内容无新意、不注重实践能力和计算思维的培养、教学方法不丰富以及考试模式单一等。综合以上分析,提出以下可行的改革措施。

(1)改善教学内容和教学模式。即在基础培养以公共基础课和学科基础课为主,注重在夯实学科理论基础。在发展到一定阶段对计算机专业有所理解后,采用分流培养,按照学生自己兴趣及未来发展方向进行选择分配,展开相关专业培养以专业必修课和专业选修课为主体,增强学生的就业适应能力及自己探索研究的兴趣。

(2)改善课程设置。我们应以市场需求为导向,响应中国发展政策,致力于培养掌握计算机科学技术基本理论及技术的专业人才。同时注重德智体美劳全面发展,注重学生品德及团队协作能力的培养。由于信息领域发展的高速性及创新性,学校应该及时抓好教学大纲的修订工作,定期安排专业老师对计算机教学大纲进行修订并制造出适合的课程计划,选择符合现代社会要求的教材,不断充实教学内容,提高学生自主学习的能力。

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[关键词]计算机科学与技术;培养模式;课程体系;教学团队;实践教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)03-0144-03

一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式

针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产―学―研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习―实践―再学习―再实践”的培养过程。

突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。

二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革

针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。

(一)核心课程教学内容与体系的改革

对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。

(二)教学方法与手段的改革

遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。

(三)优质教学资源的整合

利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。

三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队

要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。

(一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队

根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。

(二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质

采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。

(三)营造“以科研促教学”的学术氛围

积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。

鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。

四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系

构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。

(一)实践教学体系的综合改革

对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。

(二)实验教学内容的融合重构

对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。

(三)实训实习环节的双轨交叉

把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。

(四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合

以“产―学―研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。

采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。

强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。

五、结语

课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。

[ 参 考 文 献 ]

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