计算机学科的基本问题范文

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篇1

摘要：在高校计算机学科大力推行双语教学是我国面向新时期培养优秀的、具有国际竞争力的IT人才的需要。本文通过调查与分析，论述了计算机学科开展双语教学的必要性，列举了高校计算机学科双语教学中必须面对的七个基本问题，并结合实践经验，探讨了解决这七个基本问题及提高双语教学效果的方法。

关键词：计算机学科；双语教学；教学经验；教学实践；教学改革

中图分类号：G642

文献标识码：A

1引言

教育必须面向现代化、面向世界、面向未来，这是我国教育发展的必然要求。国际化已成为高等学校办学水平的重要体现。在高校中大力推行双语教学，是培养优秀的、具有国际竞争力的人才的需要。为适应这一需要，教育部2001年4号文件《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》中明确提出“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”、“力争三年内，外语教学课程达到所开课程的5%-10%”。2002年教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中将双语教学作为重要考核指标列入《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》。从2002年起，北京大学、复旦大学、武汉大学等重点大学纷纷采取措施，对某些学科或专业的课程进行双语教学的尝试与探索。目前，双语教学成为高等学校教育教学改革的重点和热点之一，是我国当前教学改革中的全新实践。

计算机学科是具有国际通用性的学科，更应该尽快与国际接轨。在计算机课程中开展双语教学是目前计算机专业人才培养的趋势和必要手段。当前我国高校计算机学科双语教学仍处于试验与探索阶段， 对其进行理论研究和实践探索越来越引起广大教育工作者的重视。研究和分析计算机学科“双语教学”过程中出现的各种问题，多方面探讨提高“双语教学”效果，对促进我国高等教育的国际化、现代化，培养具有国际竞争力IT人才具有重要的现实意义。

2对待计算机学科双语教学的态度调查

在我国“双语教学”是指除汉语外，用一门外语作为课堂主要用语进行学科教学。以用英语为例，包括使用英语教材、用英语课件和板书、用英语布置作业、用英语命题考试以及使用英语口授等形式。尽管大多数高校在教育部的指标要求和评估体系下，都开设了双语教学课，但相当一部分教师和学生没有认识到双语教学的重要性和必要性。在我们开设双语教学实践中，我们作了抽样调查。调查的问题是“你对开设双语教学课程是怎么看的？”

调查结果如下：

(1)“中国人给中国人讲课为什么要用英语，用英语多别扭”；

(2)“有现成的教材，而且我讲了几年了，很熟悉，为什么要换成英文原版教材”；

(3)“老师的口语不好，学生听不懂，双语教学效果不好，还是不要搞了”；

(4)“先试一试，看情况怎样”；

(5)“既然教育部要求开设双语教学，就得开设”；

(6)“开设双语教学意义重要，很有必要开设”。

产生(1)-(4)认识误区的原因是对我国高校推行双语教学的深远意义、本质、重要性和必要性理解不深。双语教学的深远意义、本质、重要性和必要性如下。

开展双语教学可以促使外语教学与专业教学相结合，通过专业双语教学，加强学生外语语言能力的发展。我国高校教育要与国际接轨，开展双语教学可以促进教育的规范化和国际化。双语教学使课程与国际接轨，它将进一步规范化相应的专业课程体系和具体课程教学资料，并将与国际上知名的大学基本一致。另外，开展双语教学可以传递不同国家不同民族的文化。开展双语教学能有效解决在高校中长期存在的学与用脱节的问题。在双语教学中，采用的外国最新原版教材实用性强，能提高学生分析问题、解决问题的能力，使学生能把学到的东西应用到实际工作中去。

具体到计算机学科，现实的情况是计算机学科最先进的概念、理论、技术、应用等基本都来自于美国和欧洲。现代计算机技术和Internet网络信息技术，都是基于英语这个国际性通用语言上开发的，英语成为现代信息技术传播的语言支撑。而国内翻译、出版的读物，除了时间滞后之外，翻译不准确、翻译水平参差不齐也是比较普遍的问题。因此，如果能够及时地读懂最新的英文资料，就能够更深刻理解技术的内涵和理论的深度，就更能够及时获得应用和技术上的帮助，就能够及时地了解计算机技术发展的动态、趋势。如果在专业英语方面，能够听懂和流利地表达和写作，就能够参加重要的国际专业会议，与国际背景下的同行进行有效的交流和沟通，并能够在国际上发表代表我国科技水平的科研论文。所以，在计算机课程中开展双语教学，使学生接触国外一流大学的原版经典教材和教学体系，培养和提高学生的计算机专业的听、说、读、写能力，养成学生阅读计算机专业原版文档的良好习惯。同时，通过双语教学也能够促进教师的英语水平的提高，促使教师跟上计算机技术的发展趋势和方向。

3双语教学实践中的基本问题和解决途径

双语教学在我国高校已实行几年，通过我们切身的教学实践和调查发现目前还存在很多关键性的问题值得深入探索。对这些问题还存在一些争论。目前，国内高校一些从事双语教学的研究和实践的学者对其进行了探讨。文献[1]以计算机专业双语教学课程为例，分析总结了双语教学当前面临的问题，提出了相应的改革措施和最终改革目标。文献[5]提到当前我国高校计算机专业的双语教学现状并不尽人意，主要表现在认识错位、方法生硬、时间制约、教材滞后、师资匮乏及统筹不力等方面。高校计算机专业顺利成功开展双语教学的应对方略应是端正思想认识、抓紧教材建设、加强师资力量、强化教学实践和重视教学研究。本文结合我们四年来计算机学科双语教学的实践，提出了如下在双语教学实践中的一些基本问题及其解决途径。

问题1：哪个年级开设双语教学好？哪些课程作为双语教学开设好？

哪个年级开设双语教学好？我们对此进行过深入的讨论。对此有两种选择，一是从低年级开始开(一二年级)；第二是在高年级(三四年级)开始开设。通过教学研究讨论和教学实践，我们认为在高年级(三四年级)开始开设双语课程较好。在目前阶段，开展双语教学应该选择那些相对容易的课程作为切入点，这样学生对其有初步了解或一定的基础，容易取得预期的教学效果。这样做的原因如下：

(1) 考虑学生在整个四年的课程上，在一二年级有两年的外语课课程学习，大部分学生已经通过或已经准备好四六级考试，学生英语水平整体上得到了提高，为开设双语教学课程打下了基础。

(2) 在一二年级主要专业基础课已经学完，学生已经具有本专业的基础知识和专业思维能力。为后续开设的双语教学课程的理解提供了专业背景。

基于以上考虑，武汉大学计算机学院三门双语教学课程都在大三开设，开设的课程以序列课程中的高年级选修课程为主。经过今年的教学实践检验，学生和老师的反映，在高年级(三四年级)开始开设双语课程效果较好。

问题2：是自己编写教材和课件，还是采用原版教材，或者在原版教材基础上修改？

目前我国高校有用原版引进教材和自编英文教材两种选择教材方式。目前大多数作者提到“在借鉴国外原版教材基础上，应立足于本国学生所学专业的知识结构编写更适合的教材。”理由是原版教材在内容编排、知识的深度和广度等方面不太符合我国教学要求和实际，再加上广大教师和学生的英语水平均未达到要求，致使使用原版教材的结果却事倍功半。我们觉得这是不妥的，必须采用国外一流大学的原版经典教材和教学体系。教材是专业知识的载体，是实施双语教学的重要保障。教材要选择国外有代表性的经典原版教材。无论采取何种双语教学授课模式，使用英语教材是组织双语教学的基础。教师自编英文因受其学科背景、英文水平的限制容易出现随意性和语言的偏差。使用原版教材可以借鉴国外现代的教学理念、先进的教学方法和手段、以及新的教育思想，让学生尽快接触到国外该学科专业的最新研究成果和学术前沿信息，与国际相关专业接轨，是开展双语教学的初衷。随着双语教学在高校的深入开展与推进，引进原版教材将应是双语教学教材建设的主要途径。

问题3：对学生的英语水平要求是四级，或是六级，还是不做要求？

对学生的英语水平要求可以是四级，或是六级，或是不做要求。目前大多数作者提到采用选拔，将英语较好的学生单独组班开设双语课。这样在授课过程中学生基本上可以适应双语教学，课堂上亦可以与教师呼应。对此，我们进行了教学实验。

我们于2002年下半年至今共开设“数据库系统实现”双语教学课程4次。在2004年上半年我们采用限制英语必须达到六级才能选修的方法，有120多名学生达到要求并选修这门课程，共开设了2个班。2005上半年取消了对学生必须达到六级的要求，所有的学生都可以选修，有300多名学生选修这门课程，共开设了3个班。通过三年的双语教学实践，我们对考试成绩进行了统计分析，发现英语水平没有达到四级和英语达到四级的学生的平均成绩与英语达到六级的学生的平均成绩有差距，但英语达到四级的学生的平均成绩和英语达到六级的学生的平均成绩的差距在3分以内。因此，一般要求学生的英语水平要达到大学四级。如果未达到大学四级的水平，阅读和听力均较差，那么直接会影响到双语教学的效果。

问题4对教师的英语水平提出要求，还是没有要求？

教师是双语教学的具体实施者，其综合素质是影响双语教学质量的关键因素。实施双语教学，不仅要求教师专业水平较高，还要求教师英语知识丰富。专业教师的英语口语能力不能满足教学的需要，即教师不能运用英语作为教学语言开展专业教学是高校双语教学存在的首要问题。当前多数专业教师英语口语较差，部分教师对于课前精心准备的讲授内容基本能够用英语向学生表达清楚，但是在课堂上与学生的即时交流却难以应付，捉襟见肘。因此，培养一支英语水平高、学科知识强、适应双语教学的师资队伍是双语教学成功的基本条件。

高校应该采取集中与分散、请外籍教师与培训本校教师相结合等多种方式，建立完善的双语教学师资队伍培养机制。国内很多高校进行了很好的探索与尝试，取得了很好的效果。

武汉大学在2001年出台了资助双语教学教师出国进修的政策，学校有计划的每年选派几十名左右的教师到英语国家进行强化训练和培训。选派对象为从事基础课、专业基础课及专业主干课的教师，被选派教师回国后必须在一年内开出1-2门双语教学课程。被选派回国的教师担当了武汉大学双语教学的主力。取得了很好的教学效果。

教师开设双语课程，必须通过院、系组织的专家评定，取得双语教学资格。一般应挑选出国留学人员担任。武汉大学计算机学院的双语教学教师都是留学回国的教师。这样保证了双语教学的质量。

学校应成立双语教学领导小组和双语教学指导委员会，制定有关鼓励教师开展双语教学的激励措施和政策，对教学工作量的认定、教师的职称评定等方面采取倾斜政策。要定期举办双语教学的各种研讨和评估活动，进行实践经验的交流。武汉大学对双语教学教师每年给与一定的奖励，并举办了双语教学竞赛。

问题5：采用双语授课中用英文讲述占多大比例好？

学生的英语语言能力是影响双语教学质量的关键因素之一。不同高校之间学生的英语水平差距较大，不少学生的英语听力水平和词汇量远达不到实施双语教学的要求。双语教学不应该有统一的模式，教师讲解学科内容所用英语必须符合学生当前的英语理解水平。

双语教学授课模式主要有三类：第一类采用英文教材、中文讲授，可称之为初级双语教学；第二类采用英文教材，用中英两种语言进行讲授，可称之为中级双语教学；第三种采用英文教材、英文讲授，可称为高级双语教学。

在教学实践中，我们应该根据学生的英语水平采用合适的双语教学授课模式，逐步提高英文授课的比例，过渡到完全采用全英文讲授。这样使学生在心理、能力上有一个从生疏到熟悉的过程，同时从思维上也能逐步实现从汉语思维到英语思维的跨越。实践证明，多元化的双语教学授课模式符合高校的客观实际，具有很强的实效性。

问题6：如何对双语教学效果不好进行辨证分析？

对双语教学效果，目前在高校的普遍反映是难懂，教学效果还不如中文授课。我们的教学经验告诉我们，这只看到了事物的表象，是极端错误的。造成难懂的原因是因为我们中文授课采用的教材太简单，甚至多年不变，内容过时；而原文经典教材在内容的广度、深度和内容新方面一般大大超过中文教材。这才是难懂的真正原因，更说明了我们的教育与国外一流大学还有很大的差距，也从另一方面说明开设双语教学课程与国际接轨的必要性。

我们可以用一个简单的计算公式来说明问题：

设双语课程采用原版教材的知识含量和学生平均听懂程度分别是Ie和Ue；

设采用中文教材中文授课的知识含量和学生平均听懂程度分别是Ic和Uc；

则双语课程教学收益为Ge = Ie*Ue；

采用中文教材中文授课的教学收益为Gc = Ic*Uc.

根据我们开设的双语教学课程的调查和经验，双语课程采用原版教材的知识含量和学生平均听懂程度分别是Ie=1和Ue=0.6；采用中文教材中文授课的知识含量和学生平均听懂程度分别是Ic=0.5和Uc=0.9，则Ge = Ie*Ue= 1*0.6；Uc = Ic*Uc=0.5*0.9=0.45，Ge>Gc. 即开设双语教学课程教学收效较大。

因此，开设双语课程即使学生觉得难懂，但收益较大。

问题7：完整的计算机学科双语教学体系应包含哪些内容？

在探讨计算机学科双语教学体系方面，文献[3]提到计算机专业由于使用英语作为主要的专业技术工具，更适合双语教学。并强调双语教学中应加强师资配备，科学选用原版教材，保证课堂授课质量，及时掌握学生情况，构建完善的教学体系，不断改善教学方法，真正达到双语教学目标。文献[5]从教学改革要适应教育国际化需要的角度看待双语教学，提出了一种全新的计算机专业双语教学系统模式，并在理论与实践两方面做出了较深入的探索性论述。文献[4]提出计算机专业是非常适合且十分有必要开展双语教学的学科之一。并根据双语教学的实践经验总结了计算机学科中双语教学的目标，通过双语教学，培养学生自主地使用英语学习计算机专业知识的能力；提出了一种与目标相适应的双语教学模式，称为“沉浸导向型”模式；并详细讨论了新模式下的教学准备工作以及课堂教学方法。文献[6]对南京航空航天大学双语教学的实践经验和教学体系进行了总结。

目前国内高校开设双语教学课程，主要限于英文教材、英文幻灯片、部分或全部英语授课。或者在这个基础上再加上英文作业和英文考试。双语教学被片面地认为是：

双语教学=英文教材＋英文幻灯片+部分或全部英语授课＋英文作业+英文考试。

本文在上述研究经验的基础上，结合武汉大学计算机学院的双语教学经验，提出了以下完整的计算机学科双语教学体系：

双语教学=英文教材＋英文幻灯片+部分或全部英语授课+英文作业+英文考试+英文实验+参加科研课题+参加英文学术报告和讲座。

“数据库系统实现”(Database System Implementation)是计算机学院开设的第一门双语教学课程。本课程我们采用Stanford大学的经典教材，已开设四年，学生反映良好。本课程使用英文原版教材，大约90%用英语讲授，学生用英语回答问题，并且用英文完成作业，这从一定程度上锻炼了学生英文写作的能力；其次，课业内容注重实际操作性，即学生在运用课堂知识的基础上，通过查询资料、观察研究、实际操作等方法获取课业中所需要的部分资料，通过完成课业，既巩固了所学知识，又锻炼了学生与他人交流、与他人合作、获取信息等的能力。每次布置4-5个课业，共布置5次作业。学期末，依据课业的综合情况给出最终成绩。

本双语课程开始没有开设实验。我们制定了新教学大纲，增加了36学时的实验课。对本双语教学实践教学课程的体系和内容进行深入的研究与实践，对每次实验的实验目的、内容、要求和考核进行详细设计。建设了本门双语教学实践教学课程，帮助学生通过阅读和分析一个开源DBMS的源代码深入地了解数据库管理系统内部的实现细节和工作原理，并通过这些知识进一步掌握数据库的相关理论和技术。

本双语课程还组织学生参加了国外专家学术报告会，以及在武汉本地举行的国际学术会议，进一步增强了学生国际学术交流能力，扩大了学生的知识面，提高了学生的学习积极性。双语教学不仅仅是老师英语讲授，还需要师生之间用外语进行交流和互动。本双语课程还安排了讨论课，要求用英语进行讨论，用英语提问，用英语回答。这样既能培养学生外语口头表达能力，又能培养学生的创新思维。

另外，双语教学的目的就是要让学生尽快地与国际一流大学接轨，需要与科学研究相结合，尽快站到科学研究的最前沿。本双语课程还安排了学生以实习的方式参与科研工作，结合教学内容，指定学生阅读有关外语论文，并积极引导学生运用所学最新知识去解决科研中的问题，以提高他们的创新能力。采用以大学毕业设计方式，参加了课题组承担的国家和省级科研项目的研究，并分别在武汉大学学报和2007年全国数据库学术年会共6篇。取得了结合教学实际，培养学生创新能力的良好效果。

4结束语

本文论述了计算机学科开展双语教学的必要性和重要性。列举了目前高校计算机学科双语教学存在的问题，结合武汉大学计算机学科四年来的双语教学经验，探讨了解决这些问题、提高双语教学效果的方法。并提出了从单一的英文讲授到完整的计算机专业双语教学体系的思想。这些经验和方法对其他专业双语教学有着一定的借鉴作用。

参考文献：

[1] 王练,瞿中,程克非. 高校计算机专业双语教学改革与实践[J]. 计算机教育,2007,(14).

[2] 丁学钧,温秀梅,刘建臣. 计算机专业双语教学系统模式研究与实践[J]. 计算机教育,2007,(14).

[3] 柴争义,李琳,张浩军. 高校计算机专业双语教学研究与实践[J]. 黑龙江教育(高教研究与评估),2007,(05).

[4] 秦奕青,佟俐鹃,赵刚. 计算机学科中的双语教学实践研究[J]. 现代教育技术,2007,(09).

[5] 胡锐. 关于高校计算机专业“双语教学”的思考[J]. 当代教育论坛,2005,(11).

[6] 江爱华. 高校双语教学的背景、表象与对策[J]. 南京航空航天大学学报(社会科学版),2007,(1).

Resolutions for Seven Basic Problems in Bilingual Teaching of Computer Science

LI Shi-jun, PENG Zhi-yong, FU Jie, LIU Dan

(School of Computer, Wuhan University, Wuhan 430072 ,China)

篇2

关键词：高校计算机教学改革教师素质

在社会高速发展的今天，社会对大学毕业生要求越来越高，计算机也成为了各行各业所必备的基本工具。计算机课程作为大学生的必修课程，在高校课程中的地位变得凸出。如何让学生掌握并运用好计算工具，这就使得在高校计算机教师提出了新的挑战。通过多年在学校的教学经验，对于如何改革高校计算机教学试提出以下几点意见。

一、非计算机专业的计算机基础教学习目标要明确

高校计算机基础教育主要分成三个阶段:第一个阶段主要是计算机理论基础。主要通过学习让学生能够在信息化时代中利用计算机更加快捷的工作、生活以及学习，这个阶段的学生需要掌握基本的计算机知识和基本从操作技能，培养出基本的计算机素质。教学内容建立在大众化的windows平台上，结合网络、多媒体等技术，同时还需了解未来计算机未来的发展方向；第二个阶段是以计算机技术基础。此阶段主要是让学生掌握相关的计算机软件以及初步了解计算机硬件，通过学习相关软件，掌握软件的操作的同时解决本学科的基本问题，培养学生利用计算机处理解决问题的思维方法。教学方向主要包括计算机软件应用与计算机硬件技术。第三阶段为计算机应用阶段。此阶段主要进一步培养学生利用计算机处理信息、获取信息、解决问题的意识和能力。各个专业可根据自身专业的特点引入相应的例如计算机辅助、多媒体应用等专业交叉课程。通过以上三个阶段的学习，学生就能够逐步的了解好玩掌握计算机的基本知识和操作，并有意识的利用计算机技术去解决专业领域的相关问题。

二、不断提高教师素质

计算机学科是一门日新月异的学科，教师在教学方面往往是相对跟不上技术的发展。这就要求教师不断的提升现有的知识水平，提升自我的素质，学校应该定期和不定期让在岗教师外出培训学习吗，以便自我左心的信息和技术。在教授课程时在讲授课本知识的同时补偿相关的新技术，满足学生对知识学习的需求。大学计算机课程作为一门必修的基础课程，涉及面较宽，在教学工程中还存在很多难点，计算机教师面对新的社会需求提出了更高的要求。不仅仅要上好每一堂课，而且要运用各种例如启发式、参与式、讨论式等多种教学方法，将知识毫无保留的教授给学生。同时也要树立正确的教学观，培养学生创新意识，激发学生潜在的能力。除此之外，学院应该加大对计算机教师队伍的建设，引进计算机个方向人才，做好做全师资队伍建设。

三、采用灵活多年的教学手段，在教学方法上勤下工夫

教学过程是一个教师和学生并重的双边过程，学生和教师在这个过程中同等的重要，在教学过程中教师不应只注重讲授，使得学生一直处在被动接受的角度。而应该发挥学生主体和老师的主导作用。这就要求教师注重学生自主学习能力的培养，启发学生主动去思考问题，使学生被动的接受教学变为主动参与教学过程。因此在教学过程中必须注重教学方法，主要体现在以下几个方面：第一，认真备课，特别注意学生容易出问题的地方。备课过程中即要知识讲解到位，又要使得学生能够听懂，教师可以使用列举法、反举法等教学手段达到这一目的。第二，讲课内容顺序安排合理恰当。例如在讲解到excel表格操作中，应该先从单元格开始讲解，再讲解行、列，再讲到文档。第三，提高学生计算机操作能力。计算机作为一个重要的生活、工作、学习的工具，计算机是一个注重操作性的学科。作为教师应该认真给学生设计上机操作环节，使得通过上机练习全面掌握本章节的内容并得到灵活的运用。在练习过程中学生出现问题要及时给与纠正，并悉心讲解。

四、因材施教，培养学生对计算机的兴趣

计算机课程在中小学教育中并没有太多比重，高考也没有纳入计算机课程的考试，这就导致了城乡、地域、兴趣、条件等各方面原因导致学生计算机能力参差不一。为了使学生能够通过学习达到预期的教学目标，同时也让计算机不同能力的学生都得到相应的提升。在上课前做好学生计算机能力的大致摸底工作，在课堂中设计难易程度不一的课堂练习，可根据学生能力选择相应层次安排不同难度的练习。除了课堂教学中注重层次教育外，还可以组织学生培训参加微软认证、ITAT认证、计算机等级等专业性考试。为提高学生能力，同时也为就业创造了很多条件。

五、结语

高校计算机课程为大学生非常重要的课程，计算机教学的目标和要求不仅仅要同步进行，而且要和计算机发展趋势相结合，重点培养学生计算机操作技能，培养学生学习时代的信息素质能力。因此，高校计算机教育应该走出过分注重理论化教学的培养模式，寻求培养学生能够熟练的使用计算机解决这也问题的过程、方法。掌握通过计算机获取专业信息的能力，这就是为培养全面型的复合人才奠定坚实的堡垒。

参考文献

篇3

关键词：编译原理；教学定位；能力培养；素质提高

中图分类号：G64文献标识码：A

文章编号：1672-5913（2007）01-0028-03

编译原理包含着计算机学科的一些基本知识和典型技术与方法，在计算机科学与技术专业本科教育中占有重要地位。直到1990年，我国只有100来所学校设有计算机专业（2005年已达771所），那个时期，在人们心目中，该课程一直是核心专业课，后来随着计算机学科的发展，它逐渐变成技术基础课，目前在绝大多数计算机科学与技术专业中开设。北京工业大学为本科生开设的“编译原理”是北京市精品课程，在有限的学时内，面向应用型计算机专业人才的培养，根据课程容量和学生特点，选择适当的知识为载体，不仅介绍典型问题求解方法和技术，更注重计算学科问题求解基本思想、方法的探讨，通过研究型教学，培养学生的计算机问题求解能力和创新能力。总体上，希望学生掌握“编译原理”中的基本概念、基本理论、基本方法，在系统级上再认识程序和算法，提升计算机问题求解的水平，增强系统能力，提高计算机学科的基本素质，体验实现自动计算的乐趣。下面根据笔者在不同学校里讲授此课程的经验，并结合近些年的一些相关探索，讨论有关的问题。

1 课程指导思想

课程设置的基本指导思想非常重要，它决定着课程的基本教学定位，从而决定着总体教学计划所规定的人才培养目标的落实。在确定时，既要考虑到人才培养的全局，又要考虑学科和课程内容的基本特点，通过对这些特点的体现，来支撑教学目标的实现。

计算学科问题求解的基本思路是“问题、形式化描述、计算机化”，以抽象、理论、设计为其学科形态。编译原理涉及的是一个适当抽象层面上的数据变换，既有明确的、便于抽象的问题，又有较成熟的理论，而且在限定规模下又容易实现（设计），所以编译原理是计算机专业本科生的重要专业技术基础课程，涉及学科的三个形态。除知识外，含有基本问题求解的典型技术和方法。Alfred V.Aho在《编译原理》的开篇曾写道“编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义，以至于在每个计算机科学家的研究生涯中，本书中的原理和技术都会反复用到”。课程属于教学计划中四大系列之软件技术系列，继程序设计、数据结构与算法等课程后，从系统级引导学生再认识程序、算法，同时促进学生系统能力的培养。

2 强调能力培养

根据课程设置的基本指导思想，本课程强调以知识为载体，向学生传授典型问题求解的思想和方法，培养其能力，提高其素质。

* 掌握程序变换基本概念、问题描述和处理方法

这些方法主要有：自顶向下、自底向上、逐步求精、递归求解，目标驱动，问题分析、问题的抽象与形式化描述，算法设计与实现，系统构建、模块化等方法。这些都是本学科最经典、最常用的问题求解与系统设计方法。

* 修养“问题、形式化描述、计算机化”

这一典型的问题求解过程，推进从“实例计算”到“类计算”和“模型计算”的跨越。

计算机学科发展到今天，已经从单一的具体问题求解发展到对一类问题的求解，也就是寻求一类问题的系统求解。完成单一的具体问题求解的计算称为“实例计算”；完成一类问题系统求解的计算称为“类计算”。当然，在“类计算”中，一大部分高层次的计算是“模型计算”。这是区分于其他专业学生的重要方面之一。学生的培养，通常都是从“实例计算”开始，逐渐推进到“类计算”，实现学生“计算”理念的跨越。

* 增强理论结合实际能力，获得更多“顶峰体验”

“编译原理”是理论和实践结合最好的计算机课程之一，不仅含有恰当的理论知识，而且直接涉及到这些理论的实践，让学生亲历理论结合实践的乐趣，使优秀的学生获得更多的“顶峰体验”，培养他们理论结合实际的能力。

* 从宏观到微观、从微观到宏观，培养系统能力

引导学生能够站在系统的全局去看问题、分析问题和解决问题，并实现系统优化。经验表明，这种能力是非常重要的，也是比较难培养的。所以在本科教学计划中，程序设计与算法系列之后安排软件技术系列课程，实现学生的系统认知、分析、设计和应用能力的培养，并使学生进一步在系统级别上认识程序和算法。编译原理就是其中一门课程。编译系统虽然是一个具有相当规模和相当复杂度的系统（含总体结构），但对问题本身分析和处理的分解非常清楚，使得其规模和复杂度可控，宜于让学生掌握，可以通过教师的引导，来锻炼学生理解、设计能力，来达到学生系统能力强化培养的目的。

* 开展研究型教学，培养学生的创新能力

开展研究型教学，挖掘知识背后的内容，通过讲授思想、方法，模拟大师们的创新思维，培养学生的创新意识和创新能力。

3 教学基本要求

编译原理的基本内容是比较成熟的，其理论性强，同时还可以设计出适当的实践活动与之配合，既有基本的问题求解，又是一个具有相当规模的系统，加上它描述的形式化，又有利于强化学生“计算机问题求解”的基本能力培养。虽然形式化给学生学习带来了一定的理解困难，但是只要克服了这一困难，学生才能取得更具意义的进步。因此，要求学生掌握基本的理论和分析方法，并学习如何实现这些理论和方法，在实践过程中进一步理解这些理论和分析方法。充分体现本学科理工结合、理论与实践紧密结合的特点。

经过本课程的教学，使学生掌握一些基本概念、基本理论和基本方法。特别是通过教师的讲授，使学生能够对这些基本概念和理论有更深入的理解，有能力将它们应用到一些问题的求解中。要注意对其中一些基本方法的核心思想的分析，使学生能够掌握其关键。

* 基本知识

理论部分包括：教学目的、基本术语、系统结构；正则语言、上下文无关语言、二义性、派生树；词法描述模型及分析实现； LL分析、递归下降分析、算符优先分析、LR分析；语法制导翻译、属性文法、翻译模式、中间代码生成；符号表、静态存储分配、动态存储分配；基本优化方法。删除状态矩阵法和有关理论证明，将原始的制导翻译改为属性翻译，增加目标驱动，强调中间代码生成，弱化代码优化和目标代码生成。

实践部分：在学生掌握基本原理的基础上，在编译程序总体结构的导引下，通过设计出词法分析器、语法分析器，语义分析与中间代码生成器，构建一个限定高级语言的翻译器（能够将赋值语句、条件语句、循环语句翻译成中间代码的基本翻译系统）。学生需完成相关算法和数据结构的设计，自行选择语言完成实现，最后提交规范的实验报告，对实验进行刻画和分析。

* 能力培养

通过将教育教学研究、科学研究成果用于课程教学，通过研究型教学，强调能力培养。从提出问题，到求解思路分析，再到用符号表示问题及其求解算法，进一步培养学生抽象表示问题的能力和对“一类”问题进行求解的意识和能力；从系统的角度向学生展示编译系统，同时考虑各子系统的实现与联系，通过不同级别的抽象和问题的分治，培养学生的系统意识和能力。

4 努力体现先进教育理念

开展研究型教学，通过知识的讲授介绍基本方法，培养学生的学科能力，课堂努力再现大师们的问题求解思考过程，引导学生思考，体验思考和求解问题的乐趣。培养学生的学科能力、创新能力；从具体问题求解到系统构建，向学生传授基本学科方法，培养其系统能力；配合对实践循序渐进的引导，提高学生的学习兴趣，进一步提高学习效果；提出深层问题、扩展问题，列举辅助材料，鼓励和引导学生开阔视野，主动探索，培养其学习兴趣、创新意识和创新能力。发挥对计算机技术优势，利用多媒体技术，制作与教材配套课件，通过抽象内容的可视化，展现内部处理过程。如，在关键处以字符为单位进行动作切换，以重现算法过程。多媒体配合板书，增加课程信息量，提升教学效果。同时发挥网络优势，通过网站和学院开通网络教学Digiclass，多途径开展教学。

5 搞好示范

大力推进课程教学改革，努力探索课程内容和教学方法的改进。通过实验班教学，探索在教学内容和方法上的改革，使实验班及其教学能够对普通班的教学有一个示范、带头作用。

针对学生的不同情况，因材施教。对实验班同学来说，他们的接受能力要强一些，虽然执行的是相同的教学大纲，但是，教师根据他们的实际情况，补充了一些内容，对有些内容有更高的要求。例如，鼓励他们在课外更好地阅读参考书，教师加强对他们的辅导。03级实验班的同学就有不少人仔细阅读著名计算机科学家和教育家Alfred V.Aho所著的《编译器：原理、技术与工具》，并可以随时找课程组的任何教师讨论有关问题。再例如，给实验班讲编译自动生成技术，介绍有关软件工具，鼓励他们在实践中扩展编译系统的功能。对于普通班同学，则注意适时地加强习题的讲解以及上机辅导，使他们更好地理解课程的基本内容，同时也鼓励他们中的优秀学生向实验班看齐，提高对自己的要求。

6 课程特色

经过多年的建设和调整，本课程形成了如下特色。

1) 传授基本方法，培养学科能力

以知识为载体，传授自顶向下、自底向上、逐步求精、递归求解，目标驱动，问题分析、问题的抽象与形式化描述，算法设计与实现，系统构建、模块化等方法，培养基本学科能力。

2) 挖掘来源，培养创新能力

挖掘知识背后的丰富内容，通过向学生描述问题的求解思路，让学生体验大师们的思维，减少学生的死记硬背，培养学生的思维能力和创新能力。例如，从 LR分析法的思想根源，剖析LR分析法的精髓。

3) 重视系统观念，培养系统能力

系统能力是应用型计算机人才之长，通过不同级别上的抽象和虚拟系统的建立，用一个适当规模和复杂度的系统的设计与实现贯穿整个课程，将学生的视角从“程序级”提高到系统级。

4) 注重实验，培养实践能力

实现生成一个“小语言”中间代码的编译器，在总体结构指导下，通过其分解为“词法分析器设计与实现”、“语法分析器设计与实现”、“语义分析与中间代码器设计与实现”，引导学生在有限学时内完成实验，促进对基本原理的理解和实践能力的培养。

参考文献：

[1] Alfred Aho,Ravi Sethi,Jeffrey D. Ullman. 编译原理[M].李建中，姜守旭译.北京：机械工业出版社，2003.

[2] 蒋宗礼，赵一夫. 谈高水平计算机人才的培养[J]. 中国大学教学，2005,(9):24-27.

[3] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[4]蒋宗礼. 论“编译”的性质及其知识载体属性的开发利用[J]. 计算机教育（增刊）,2004：53-56.

[5] 蒋宗礼. 试论计算学科抽象第一的基本教育原理[J].计算机教育,2004,(11):54-58.

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1 引言

机电控制技术是机械、电子、计算机和自动控制等技术的有机结合,机械电子工程专业主要培养德、智、体全面发展,并能从事机电一体化产品和系统的设计、制造、运行的工程技术人才。学生通过学习可获得工程师的初步训练,适合到企事业单位从事技术及管理工作。培养目标上主要包括以下几个方面:(1)、系统地掌握机械制图、力学、机械制造工艺等机械工程方面的基础理论、基本知识;(2)、掌握电子技术、微机应用技术、检测与控制技术的基本理论和基本知识;(3)、具有一定的机电一体化产品和系统的设计、制造、使用和维护的综合能力;(4)、具有一定的计算机应用能力。

matlab是矩阵实验室(matrix laboratory)的简称,是美国mathworks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括matlab和simulink两大部分。matlab作为现代数学计算和计算机模拟仿真的应用软件,将高性能的数值计算可视化,提供了大量的内置函数．从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域,已经成为工科学生一门必备的数学工具。本文将机械工程控制的数学建模问题通过matlab来实现,将传统的问题通过现代化的工具实现,以显示matlab在机械控制工程中处理问题的快捷性与优越性。

2 机电控制课程特点

机械控制工程基础是一门多学科交叉的基础课程,机电控制工程基础的基本问题是:建立系统的数学模型;系统分析计算;综合校正确定控制规律。本课程的基本任务,是使学生获得机电控制系统的基本理论,掌握系统的基本分析方法和计算方法。为设计机电控制系统及后继课程的学习和进一步研究学习控制理论打下一定的基础。本课程中应用的数学较多,在控制理论书籍中使用了大量的数学,使得大多数机械类学生学习控制工程感到抽象和困难,对学习这些理论的目的性缺乏认识,影响了学习兴趣,学习效果欠佳。为帮助学生更好地理解基本概念,掌握基本理论和基本方法,将matlab先进控制软件工具以及教改和教学研究成果及学科最新发展引入教学,使学生加深对经典控制理论的理解。仿真实验内容丰富灵活,弥补了传统实验的不足。学生可不受实验室的限制,只要有计算机,何时何地就能进行。从应用情况看,基于matlab的自动控制原理仿真起到了很好的辅助教学的作用,能把抽象的理论知识与可视的图形结合起来,深化理论知识。

3 运用matlab实现系统分析范例

matlab作为一种高性数值能计算软件,其系统控制工具箱主要处理以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题。该工具箱对控制系统的建模、分析和设计提供了一个完整的解决方案,是matlab最有力和最基本的工具箱之一。其功能包括系统建模、系统分析、系统设计。在工程控制中有很重要的影响。而早期的控制系统分析过程复杂而耗时,如想得到一个系统的冲激响应曲线,首先需要编写一个求解微分方程的子程序,然后将已经获得的系统模型输入计算机,通过计算机的运算获得冲激响应的响应数据,然后再编写一个绘图程序,将数据绘制成可供工程分析的响应曲线。所以matlab控制系统工具箱和simulink辅助环境的出

转贴于

现,给控制系统分析带来了福音,只需要几个命令就可实现复杂的人工工作,如图1所示的伯德图与奈奎斯特图的绘制。

4 实践课程教学改革的实施

为了突出重点,突破难点,在课程教学中尽量运用matlab进行范例解析,形象地向学生展现机械控制工程中生硬晦涩的数学内容。为了让学生加强对教学重点的掌握和难点的理解,实现教学目标,由浅入深分阶段实施实践教学。

首先是范例分析阶段:由任课教师提供典型范例,进行深入细致的讲解,并针对不同知识点设计课程作业,深入浅出的帮助学生完成从理论到实践的过渡,使学生掌握最基本的专业技能和基本理论。

其次是模拟设计训练阶段:由教师提供综合范例,要求学生运用所学知识完成任务,其目的是提高学生的matlab应用能力,巩固掌握的机械控制工程知识和技能,增强创新的能力和意识。

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美国麻省大学(University of Massachusetts Amherst)阿默斯特校区(以下简称麻省大学)是马萨诸塞州立大学系统五个校园中的主校园,是美国知名的研究型大学。该校创办于1863年,坐落在美国东部美丽的新英格兰地区。

麻省大学计算机系成立于1964年,其研究生教育也有超过40年的发展历史。由最初的3名教授发展到现在拥有43名教授,其中包括9名ACM计算机学会(Association for Computing Machinery)院士(Fellow)、4名电子和电气工程师协会(IEEE)院士、5名人工智能学会(AAAI)院士和2名美国科学促进协会(AAAS)院士。麻省大学计算机系在人工智能、网络与分布式系统、计算理论等多个领域的研究处于世界领先水平。作为美国知名的计算机系,麻省大学计算机系的教育理念是“培养下一代能以创新的方法解决真实世界问题的计算机科学家”(cs.umass.edu/grads/msphd-requirements)。在这个核心思想的指导下,该系非常注重对博士研究生的培养,为了达到培养学生具备进行原创性科学研究(Original Research)的能力的教育宗旨,该系制定了一套非常严格的课程计划,以培养学生坚实而广博的基础知识、良好的科学研究方法和思维习惯。麻省大学计算机系每年大约会收到1000份左右来自世界各国的优秀学生的申请,攻读其博士学位,而录取的人数一般保持在30名左右。完善和严格的博士研究生培养体系、开放而先进的教育理念,使麻省大学计算机系成为全美最具有竞争力的计算机院系之一。

麻省大学计算机系招收两种形式的博士研究生:硕士/博士连读研究生和直博研究生。只有在美国其他大学获得相应计算机硕士学位,并修完麻省大学计算机系认可的相关课程的学生,才有资格申请直接攻读博士学位;否则,学生在录取后必须经过硕士/博士的连续培养才能获得博士学位。

无论哪种形式,麻省大学计算机系博士生培养大体分为两个阶段:博士生资格学习阶段和博士生研究阶段。博士生资格学习阶段主要是对学生进行基础知识培养和基本研究能力训练。学生只有在通过博士资格考试论证,成为正式博士候选(PhD Candidate)人后,才能进入下一步的博士论文研究阶段学习。以下是麻省大学计算机系对硕士/博士研究生的培养要求:

(1)Actively participate in research under the guidance of an advisor(在导师的指导下,积极参与研究)

(2)Satisfy 6 Core Requirements (完成6门核心课程的要求)

(3)Complete 42 course credits (core courses taken to satisfy core requirements are included)(完成42个课程学分,其中包括核心课程的学分)

(4)Complete a 6-credit MS Project (完成6个学分的硕士研究项目)

(5)Graduate with an M.S. Degree(申请获得硕士学位)

(6)Pass the Department Qualifying Exam- Portfolio(通过博士资格考试)

(7)Form a Committee(成立答辩委员会)

(8)Propose a Thesis(提交博士开题报告)

(9)Complete 18 Dissertation Credits (完成18个学分博士论文)

(10)Pass the Teaching Assistant Requirement(完成助教的工作要求)

(11)Pass the Residency Requirement (at least 9 credits in back-to-back semesters) (完成连续两个学期修9个学分的要求)

(12)Defend and Submit a Thesis (博士答辩和提交博士论文)

本文将以麻省大学计算机系为例,探讨美国计算机专业博士研究生培养的一个重要环节――博士研究生课程教育体系的特点,以期为提高我国的计算机专业博士生教育提供借鉴。

2掌握牢固的理论知识是培养优秀博士生的基础

美国的计算机博士教育非常注重对学生基础理论知识的培养,为了使学生掌握牢固而广博的基础知识,麻省大学计算机系要求每个硕士/博士研究生必须修完6门博士核心课程,而且成绩必须达到B+以上。这些核心课程分别属于计算机科学的三大领域:理论(Theory)、系统(Systems)和人工智能(Artificial Intelligence),课程设置具体如下:

(1) 理论核心课:计算理论(Computation Theory)、高级算法(Advanced Algorithms)

(2) 系统核心课:有三组课程,分别是:

编译技术(Compiler Techniques)、现代计算机体系结构(Modern Computer Architecture)

数据库设计和实现(Database Design and Implementation)、高级计算机网络(Advanced Computer Networking)、操作系统(Operating Systems)

高级软件工程I(Advanced Software Engineering: Synthesis and Development)、高级软件工程II(Advanced Software Engineering: Analysis and Evaluation)、程序设计语言(Programming Languages)

(3) 人工智能核心课程:高级人工智能(Artificial Intelligence)、机器人学(Robotics)、信息检索(Information Retrieval)、不确定环境下的推理(Reasoning and Acting under Uncertainty)、增强型学习(Reinforcement Learning)、机器学习(Machine Learning: Pattern Classification)

根据不同的研究方向,学生可以在六门核心课程的选择上有所不同,但为了加强理论基础和掌握知识的广度,无论哪个研究方向的学生,都必须修完两门理论核心课程和一门高级人工智能课程,同时,再根据自己的研究方向选修其他三门核心课程。例如,一个系统方向的博士研究生除了修完以上两门理论和一门人工智能课程以外,还必须修完来自于系统方向不同组的三门系统方向的课程;而一个人工智能方向的博士生则必须修完另外两门人工智能方向的核心课程和一门系统方向的核心课程。

每门核心课程由教师讲授一学期,其中每星期2次课,每次2小时,3个学分。根据内容不同,每门课程一般要安排5～8次书面作业、1次期中考试和1次期末考试。其中,对系统方向的课程来说,每个章节完成后一般还有一次课程项目设计(Course Project),主要要求学生实现相应的算法和进行性能评价。由于核心课程要求高,课程学习内容多,导师和系里会建议学生每学期选学不超过一门的核心课程,所有6门核心课程则在三年内完成。如果成绩没有达到B+,麻省大学计算机系允许学生重修该核心课;但是,如果学生在规定的博士资格考试申请时间前没有通过全部的6门核心课,则不再具备继续攻读博士的资格。

严格的核心课程作业、考试制度和淘汰制度,不但使学生牢固掌握了计算机科学各领域的基础知识,培养了学生勤奋刻苦的专研精神,而且极大地丰富了学生的视野,为学生进入实际科学研究打下了坚实的基础。

3灵活而完善的博士生选修课程体系是培养创新型人才的重要途径

美国一流研究型大学博士生教育的目标是培养世界一流的科学家和拔尖创新型人才,为了实现这个目标,美国的博士生教育除了注重培养学生扎实和精深的基础知识外,还非常注重培养学生的创新思维和发现新问题的探索精神及能力。

如果核心课程体系的设置是培养优秀博士生的基础,是向学生传授学科领域的重要基本知识和原理与技术,是学生全面掌握计算机基本理论与方法的重要途径,那么,选修课的设置则是对学科基本知识的补充,是培养学生学习新的知识和了解并探索前沿研究方向,从而成为创新型人才的重要手段。

麻省大学计算机系的做法是,在博士研究阶段,除了要求学生完成18个学分(6门)的核心课程学习以外,还要求完成24个学分(8门)的非核心课程(或称为选修课)学习。这些选修课大多是关于本学科及相关专业前沿领域近3～5年的新研究方向、研究方法或新技术的相关内容的介绍,一般由教师在每学期开学前提出新的课程计划,学生则根据自己的研究兴趣和职业目标自由选课。通过课程的学习,学生能在最短的时间内了解本学科相关领域的最新研究现状,更重要的是,在课程的学习过程中,教授会将许多新出现的问题在课堂上和学生讨论,同时,通过2～3个课程项目培养学生独立(或合作)解决新问题的能力,以及教会学生各种探索问题的研究方法。

在教学模式上,可以采用由教授主讲的传统方式,也可以采用以讨论为主的方式。以教授为主讲的教学模式在此就不再赘述,以下着重描述以讨论为主的选修课教学模式。

以讨论为主的Seminar是美国计算机院系的教授最常用的选修课教学模式。Seminar的课程设置没有固定模式,但通常有以下几方面的特点。

第一,课程的选题一般是近年新出现的有代表性的前沿研究课题。

第二,课程内容的选择一般来自近年来该领域顶级国际会议的专题论文。

第三,课程内容的组织由教师完成。教师在确定题目后,一般会根据论文的情况将讨论的内容分为多个子专题,每个子问题由3～4篇论文组成。课程的开始一般是综述性的论文或在该领域出现的最早的学术论文,其目的是探讨该研究方向出现的新的应用背景需求和所带来的新的挑战。其后的每个子专题则将对具体问题和方法进行深入探讨。

第四,选课的学生人数一般在20～30人左右,而且通常是由学完了核心课程以后的高年级博士生组成。学生人数太少,论文的覆盖面可能太小;学生太多,可能导致讨论的深度不够。同时,只有学完了基本理论后,学生才有可能具备较深入分析问题的能力。在Seminar的学习讨论中,找到新的研究问题也是该课程设置的重要目的之一。

第五,课堂教学的模式基本上是教师和学生互动的教学方式。教师在第一节课引导学生对该领域的基本问题有了初步认识后,学生将对每篇论文进行评估(Review)、宣讲(Presentation)和进行课堂讨论。每篇论文的宣讲时间是25～30分钟,课堂讨论时间是10～15分钟。其中教师将引导学生对论文中所研究的问题和关键技术进行深入讨论,学生参与讨论的情况将作为课程考核的重要依据。

选择合适的题目并对教学讨论的内容(论文)进行筛选和组织对开课教师的要求非常高。为了准备一门新的Seminar课,教师一般需要预先通读该研究方向所有重要国际会议的相关论文,然后根据不同的研究问题对论文分类,并将其中有代表性的论文提炼出来,作为课程学习的论文。在课程项目的设置上,教师会事先准备一些题目,如对某些算法的实现、评估和改进,实现原形系统等,同时也非常鼓励学生在论文讨论的过程中有针对性地提出自己的见解和新的解决问题的方法。

4合理的课程学习安排是培养高质量博士生的有效保证

美国的博士教育是以博士生的最终质量为评判标准,而不是以年限来规定学生的毕业时间。在美国计算机专业,培养一个硕士/博士生一般需要至少5年时间。由于强调博士生专业知识学习的深度和广度,在整个博士学习阶段,博士生都会积极参与课程的学习,并尽可能地将研究项目中的问题和课程学习联系起来,用所学到的方法或思路来解决新问题。

以麻省大学计算机系为例,虽然学生的背景不同,但为了在保证质量的前提下帮助学生用最短的时间顺利完成博士课程要求和博士论文要求,系里建议学生按如表1所示的时间表安排整个博士阶段的学习计划。

麻省大学计算机系不但在本系有完善的研究生课程体系,学生可以根据自己的研究兴趣和职业规划来自由选课,而且也鼓励学生在其他相关院系选修本系没有开设但对研究有用的课,如数学系或电子工程系的高级课程。总之,美国博士教育的一个重要特点是强调基础知识的学习,鼓励学生以积极的态度参与到课程的学习中,同时训练学生在课程学习的过程中逐步学会发现问题和研究问题的方法。

5启示和建议

美国的博士教育强调坚实的基础理论知识、完善的知识体系和用于探索与创新的研究能力,而这些恰恰是决定博士毕业生日后发展潜力的关键。长期以来,我国计算机博士教育主要是通过参与科研项目的形式来对学生进行培养,这种“研究项目驱动型教育”在我国恢复研究生教育的初期起到了很好的推动作用,培养了大批科研人才。但随着教育本质的回归和创新型人才培养的需要,从总体来看,我国的这种单纯强调研究项目的教育模式培养的博士生,质量与国际先进水平相比还有一定的差距。由于没有严格的博士课程要求和淘汰制度,学生在学习阶段往往会忽略对基础知识的学习和对知识结构的完善。长此以往,必然会影响博士生的研究水平和发展潜力,最终将会影响国家的整体创新能力。

笔者建议,为了使学生掌握牢固的专业基础知识,同时培养学生在某一学科领域的研究兴趣和基本的研究能力,应该首先强调核心课程体系的建设,不论哪个方向的学生都必须通过一定数量的核心课程的学习,如算法、分布式操作系统、人工智能等,这些核心课程应由教师来讲授;同时,应严格课程的考核制度和课程评价体系。对于选修课,由于其主要目的是扩展学生的视野,培养学生分析问题和研究问题的能力,所以应借鉴国内外Seminar课程的成功经验,积极有效地激励教师和学生共同上好Seminar课。

博士生教育是一项复杂而艰巨的系统工程,而其中的课程学习是研究生培养中非常重要的一个环节,如何通过严格的培养机制和灵活的培养方法,在给学生传授基础知识的同时培养学生分析问题和解决问题的能力;如何将合理的研究生课程体系和研究项目结合起来,严格博士生培养机制,完善博士生资格评估体系,从制度上保障博士研究生的质量;以及如何真正教会学生探索科学基本问题的方法,培养学生良好的科研习惯和勇于开拓创新的精神等,是我们在计算机学科建设中应该进一步思考的问题。

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【关键词】双语教学；计算机专业英语

一、双语教学现状综述

双语教学（bilingual education）是指在学校使用第二种语言或者外语进行各种学科的教学。从字面理解，双语教学应该是教师利用两种语言（一般指汉语和英语）作为课堂用语进行除英语语言教学之外的讲授学科或专业知识的一种教学活动。汉语和英语均是传递知识、启迪思维的媒介，二者相辅相承。双语教学的特征是：必须使用外文原版教材；英语作为教学的语言使用不得低于 50%。其目标是：学生能同时使用汉语和英语进行思维，能根据交际对象和工作环境的需要在两种语言间进行自由切换。

教育部曾指出：“实施双语教学是我国高等教育适应经济全球化趋势，培养具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的外向型人才的重要途径”。此背景下，各高校纷纷出台对双语教学的鼓励政策，试行双语教学就成为教学改革很重要的一个环节。通过双语教学，极大地拓宽了英语在学科领域中的应用范围，解决了公共英语学习与专业应用之间的脱节，对培养学生听、说、读、写的英语综合应用能力，提高学生阅读国外文献和用英语思维表达的能力，具有重要的意义。

目前，人们对高校双语教学的成效普遍不十分认可，原因有两方面：一是开展双语教学的时间较短，功效尚未显现；二是双语教学课程比例较小，没有形成规模。双语教学的成效并非短时间内可以取得，也取决于规模效益。总体上看，我国高校双语教学尚处于初级阶段，因此各高校必须有长远规划，高度重视双语教学加大投入力度，逐步提高双语教学课程比例。

二、计算机课程双语教学的特点与思路

一般开设计算机英语课程的学校，希望能够通过对计算机专业英语的学习，学生能够达到以下三点要求：1.通过对本课程的学习，掌握本专业常用英语词汇和习惯表达方式；2.提高英语阅读和翻译能力，能够从英文资料中获取知识，为熟练阅读英文的计算机技术文献、资料和书籍打下良好基础；3.通过本课程的学习，提高使用英语获取专业知识和信息的能力。计算机专业的学生在初学计算机时，首先接触到的就是满是英文的命令、提示、帮助等，不难认识到要想学好计算机，英语是必要工具，因此产生好的学习动机。

在计算机双语教学的课堂教学活动中，学生应该是主体，教师应注重培养学生独立学习能力，让他们更多地具有自主学习、独立思维的时间与空间，让学生在学习中学会如何去获得知识的方法，以达到培养创新的意识，提高创新能力的目的。专业英语是从基础英语学习阶段到应用英语阶段的过渡。专业英语课程既不是单纯的语言课，也不是单纯的专业课，是一门将语言应用与专业知识紧密结合的课程。专业英语有别于基础英语的最大不同之处是长句多、专业术语多，因此应围绕专业交流的实际需要，要求学生掌握专业英语的词汇、语言特点。

计算机英语教材中大部分都是将当时的科技文献集结成章，介绍计算机领域相关内容形成的。科技文献具有其自身的英语特点，它不同于一般大学英语中选择的文章。计算机英语较多使用被动句以及长句。所以教师在讲授这门课时应该结合本专业的特点有针对性的对英语语法进行讲解，培养他们综合运用英语知识和专业知识解决具体问题的能力，包括获取专业文献信息、跟踪科技前沿及促进其创新思维发展。

三、计算机双语课程的学习

计算机技术一直都是国外领先，要想了解到最新、最高科技的知识，只有通过阅读英文的科技文献才能获得，所以计算机英语的学习首要是理论学习。单词是构成文章的基本元素，要理解文章，首要的就是要明白单词的意义，所以单词的学习是计算机英语的基础。同时，专业词汇的熟练掌握是专业英语教学的基本要求。课堂教学应该逐步地开展全英语教学，力求给学生创造一个完全的英语环境。建议学生参照英文软件设计说明书，撰写自己的课程设计说明书和毕业论文摘要，促使他们针对实际的需求进行学习，学生在英文论文书写过程中，积极查阅资料、收集数据、组织文字，将会得到有益的锻炼。

引导学生通过使用专业字典和计算机应用软件以及网络资源等来获得帮助。计算机专业的学生使用互联网非常熟练，并且网络上关于计算机的英文内容要远远多于中文的内容，训练学生以英语为工具，使用互联网，解决专业问题。包括使用网络工具解决基本问题；通过搜索引擎查找；登录专业论坛、电子邮件等与同行、专家交流等等。除了课堂上讲解的内容，让学生自己可以通过自学，在解决问题的过程中训练解决问题的能力，让计算机知识水平和英语水平互相促进。

参考文献：

[1]崔玉宝.浅谈计算机专业英语的学与教[J].华北航天工业学院学报，2003（4）：60-62.

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一、教学环境

以三至六年级学生作为研究对象。作为小学生来说，对信息技术知识和技能的掌握应该算是起步阶段。虽然学生喜欢上信息技术课，但学生对信息技术课不感兴趣，只对网络游戏感兴趣，上课时为了想玩一会儿游戏，注意力不够集中，这就需要老师正确引导，采取适当的方法，激发学生的兴趣，使学生对自己的认知能力和认知活动有更全面的了解，促进学生信息素养的培养。

二、教学目标

通过信息技术教学促进学生全面发展，培养学生的自主学习能力、协作学习能力、思维能力和创新能力，全面提高学生的信息技术水平及信息素养。

三、探讨教学方法

（一）借助多媒体教学上好基础课

信息技术教学的目的主要是让学生学会利用计算机去解决问题，培养学生对自信的处理能力。传统的课堂授课形式在信息技术教学中只适合完成像基础知识、小结讨论等内容的教学，所以理论课在信息技术课时中的比例应远小于上机课。那么如何上好抽象的理论知识呢？我认为采用传统的教学和现代多媒体教学相结合的方法，把抽象的理念变得更加形象化、直观化。比如在讲计算机系统的时候，尤其是硬件部分，我们可以把计算机的各个图片放在投影上展示出来让学生看，如果条件允许的话我们可以利用展示平台把机箱内计算机的各个硬件部分取出来让学生看。涉及一些抽象的步骤时，可以借助多媒体教学，让老师给学生详细的演示过程后，抽几个有所领悟的学生上台演示，这样既丰富了课堂教学，又完成了教学任务。

（二）激发兴趣，追踪信息，训练学生思维的敏捷性

兴趣是最好的老师，培养学生的学习兴趣，训练学生思维的敏捷性，牢固的掌握基础知识，正确的解决问题的方法是关键，培训迅速解决问题的能力是途径。兴趣是学生学习的动力之一，而现在五彩缤纷的信息技术不能不说是学生学习的一个诱因。教学中要尽量追踪新技术，并且注意培养学生追踪新技术的能力。有了网络多媒体教室的帮助，老师可以方便的进行Internet的应用、动画制作、网页制作……等学生感兴趣且具有实用意义的知识和应用技术教学，既满足了学生的求知欲，又有效激发了学生的思维。在巩固性课堂任务设置中，注意要尽量综合学生已学的多方面知识。例如：用Photoshop进行美术创作，用WPS2000或Wosrd设计贺卡、办报、用EXCEL分析班级成绩、搭建小型局域网并及时进行信息交流等。这种学以致用的教学方法既有利于完成信息技术课程的教学任务，又有利于训练学生思维的敏捷性，开发学生智力，促进学生主动发展，使信息素质和创造素质教育落到实处。

（三）教师少讲学生多思

对于新授课知识，不要认为给学生讲得越多、讲得越深刻就越好，事实上只要给学生讲解必要的基本理论和一些基本问题，然后让学生自己去摸索，寻找知识的真谛，领悟知识的内涵，这样学生掌握的知识要比老师花了很多精力去讲授的知识更牢固、更持久。比如老师在讲解电子邮箱这一知道点时，可以给学生讲解一些基本的理论知识及其用途，让学生感受到一种新鲜感和求知欲，然后让学生自己利于网络自己申请邮箱，并使用电子邮箱给同学、给老师发资料，通过实际操作，领悟电子邮箱的便捷，掌握其基本用途。

（四）引导学生学会自学

在教学过程中，老师应该在学生认知水平能够承受的前提下安排一些适合自学的内容让学生自己掌握。开始自学的内容要少而简单，等学生认为自学并不是一件很难的事情且乐于参与时，再适当加大自学难度。比如在上画图这节内容时，可以先给学生介绍一下一些工具和菜单的使用方法，然后给学生一个任务，学生自己想办法去完成。再比如在字处理的教学过程中，当学生已掌握基本编辑方法量，对一些修饰性操作可以让学生自己去学习体会，这样做会使学生在不断的成功体验中增强自信，并逐渐养成求知探索的习惯。

（五）利用信息技术知识与学科课程整合

信息技术课程作为一门学科，我们也可以把它当成是学习其他课程的工具，把信息技术知识与其他学科课程整合。让学生自己通过利用信息技术知识帮助学习其他学科知识，解决在学习过程中不易理解的内容，丰富其他学科的知识量，从而让学生感受到信息技术知识无处不在，无处不用，增强学习信息技术知识的内驱力。

（六）加强课外实践活动

开展丰富的课外实践活动，更有助于保持学生学习信息技术的兴趣。

我们的做法有以下几点：

1、定期组织信息技术技能大赛，不仅能丰富学生的课外活动，还能提高学生学习的兴趣；也可以从中发现人才，培训特长。比如在上完“画图”一节后，我们就组织全校学生开展计算机画比赛，奖励其中优胜者。

2、建立课外兴趣小组

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关键词：教材建设；人才培养；教材定位；面向读者

教材在教学活动和教学改革中占有的重要地位，决定了教材高质量出版的基本要求；高等教育的多样性和特色要求导致了教材建设百花齐放、百家争鸣的局面。近几年来，随着高等教育规模的迅速扩大，教材出版势头异常迅猛，各种各样的教材大批涌现，让人目不暇接，为我国高等教育的发展做出了巨大贡献。尤其是计算机科学与技术专业教育规模的超高速发展，使得计算机类的教材，无论从品种还是从数量上来说，都非常大，包括其他影响教材建设的因素在内，在计算机类专业教材的出版是非常典型的。本文结合有关情况，讨论相应问题。

一、坚持高标准，出版高质量教材

教材在人才培养中占有重要的地位，承担着“重要的责任”，确定了其建设的高质量要求。近年来，教育部关于提高本科教育质量的文件都对建设高质量的教材提出了明确要求。教高(2005)1号(2005年1月7日)文件指出，“加强教材建设，确保高质量教材进课堂，要大力锤炼精品教材，并把精品教材作为教材选用的主要目标。一‘要健全、完善教材评审、评介和选用机制，严把教材质量关。”

优秀作者是优秀教材的基础，要以对教育负责的精神去鼓励、发现、动员、选拔优秀作者，并且有意识地培育优秀作者。一般来讲，教材和一般的“书”不一样，其目的首先是为某门课程的教学服务，所以，教材作者应该至少有相应课程5年以上的教学经验，而且在教学过程中能够对教学、课程和相关领域有深入的研究，并有独特的见解，至少能够用自己的语言按照教学的要求组织和叙述相关内容，基本上能够做到恰当的例题、习题随手拈来。当然，对一般的作者来说，要想出一本真正的精品，恐怕需要在相应课程的教学与研究上进行10年以上的“修炼”。

一门课程的教材，除基本知识的讲授外，还有更重要的内容需要强调，没有深入的体会，这些更重要的内容是写不出来的，也很难从其他地方抄来，而简单地凑出来的内容是难以满足要求的。要做到理论准确到位，既有然，更有所以然；实践要求到位、指导也要到位。这无疑对作者提出了更高的要求。

要构建良好的环境，严格把关，促进高质量教材的诞生和成长。要形成一种风气，消除“职称教材”，反对“区域教材”，抵制教学经验不足、粗制滥造、东拼西凑“写成”的“教材”。要加强学风建设，作者和出版社都要自觉、自律，杜绝将别人的教材略作修改、删难就简构成的教材，杜绝无序的竞争，促进资源的有效利用。

二、推行分类指导，出版适切的教材

鼓励各高校将学科的基本要求有机地与所在地区的人才需求、本校的特点结合起来，办出特色。特别是计算机科学与技术专业，据估计，目前办学点不会少于800个，全日制在校生约有50万之众，他们的教育目标和所需要的教育显然是不同的，使用的教材应该是各种各样的。

面对计算机科学与技术专业社会需求面宽、办学规模大的现状，《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)》(高等教育出版社，2006年9月)提出规格分类的基本指导思想，将计算机科学与技术专业分成3个类型、4个方向。粗略地讲，科学型强调抽象和理论形态的内容，其根本问题是“什么能被有效地自动计算”；工程型强调抽象和设计形态的内容，其根本问题应该是“如何低成本、高效地实现自动计算”；应用型的人才偏重于技术层面的内容，强调设计形态，在进一步开发基本计算机系统应用的层面上体现学科技术为主的特征，其根本问题是“如何方便、有效地利用计算机系统进行计算”。

由此可见，即便是同一个专业，不同类型人才的培养要求不同，他们所使用教材就应该不同。所以，教材建设要体现分类指导的原则，当高等教育从计划经济时代的“劳动就业供给导向型”转向“劳动就业需求导向型”的时候，教材建设在关注课程基本内容的同时，还要更多地关注社会对自己将培养的人才的要求，要注意通过突出相应形态的内容，来提高人才培养的有效性。作者应该比读者对此有更多的研究，这样才能够通过教材给教学提供积极的引导，最大可能地支持办学的科学定位和特色。

实际上，对出版社来说，在制订教材建设计划时也要找准定位，既要努力地发现作者、发现选题，又要对作者和选题进行引导和筛选，通过有序竞争，打造自己的品牌，避免追求单一的数量目标，通过强调资源的有效利用，提高社会效益和经济效益。

三、加强研究，促进教材体系的建设

近些年来，进行课程体系的研究已经为越来越多的人所重视，按照不同的类型和规格，形成不同体系的教材是非常重要的。2001年，清华大学出版社与国内两大计算机教育学会联合开展对计算机科学与技术专业教育的全面研究，推出了《计算机科学与技术学科教程2002》，在此基础上组织教材建设，后来又推出《计算机科学与技术学科硕士研究生教育》等，作为其他方向和研究生教材建设的参考，取得了成功，起到了很好的示范带头作用。后来，教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会又推出《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)》，这给教材建设提供了系统的指导。作为补充，目前正在积极推进本专业公共核心课程的研究，希望从专业的层面上确定基本的教育要求，对课程名称进行的一般化处理，为各种方向、各种规格计算机专业人才的培养所需的教材的建设提供了基础。在未来5年中教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会将把教材建设作为自己的重要，工作，以专业规范为基础，联合出版社，组织和推广不同方向的优秀教材，推进分类指导工作。

国家级和省市级精品课程、优秀教材的建设也在越来越多地关注分类指导，这为高水平教材的建设提供了大批优秀的资源。进一步挖掘国家级和省市级精品课程和优秀教材的潜力，推出／推广不同适应面的优秀教材是一条很好的途径。

另外，要注意对引进教材的消化、利用，进一步促进高水平教材的建设。从2002年起，我们引进了大量的国外教材，这些教材基本上都是另选出来的优秀教材，它们不仅带来了国际上的一些新的教材建设理念，而且还展现了相应课程教育的丰富内容，同时也为双语教学提供了教材基础。但是不能不注意到，它们多多少少都有一些需要适应中国教育的问题，这些问题影响其作用

的发挥，以各种形式抓紧对它们的消化吸收是很必要的。

四、重视知识的载体作用，促进能力培养

大学教育包含知识、能力、素质，国家学位条例和实施办法明确强调了这一点。条例将知识划分成基础理论和专门知识，而将能力划分成从事科学研究的能力和担当技术工作的能力，明确地体现了大学教育的学科性和专业性特征。在知识、能力、素质中，知识是培养能力，提高素质的载体，通过研究型教学来培养学生的学科基本能力和创新意识与能力。所以，即使就现代大学教育的基本内容来说，也绝不仅仅是知识。例如，计算机科学与技术学科的基本教学内容就包括知识体系(以相关知识单元而不是课程为表现形式)、学科方法学(方法论意义下的核心概念、学科形态、典型方法)、技术(技术、工具)等三个方面，需要选择适当的知识载体，去向学生传授学科／专业基本的问题求解思想、方法。而且还要根据学生类型的不同而强调其不同形态的内容。

我们要求教师要掌握自己所讲授的课程在人才培养中的作用和地位，并根据确定的作用和地位实施相应的教育。作为课程教育的基本材料，作者不仅需要知道教材相应的课程的作用和地位，更要知道如何叙述，以引导读者理解和掌握它，并引导读者朝相关方向努力。这些应该在教材中尽可能得到体现，所以，教材不能仅仅就知识论知识，要注意引领先进的教育教学思想和方法，要成为研究型教学的助推剂。

例如，形式语言与自动机理论则通过形式化和模型的建立，构建计算系统，进行的是模型计算和类计算，这正是计算机科学与技术专业所追求的计算。但课程内容抽象，难以理解，也难以直接应用，对以工科特征为主的学生来说，教材不仅要将这些抽象的内容讲得通俗易懂，还要结合计算机问题求解的特征，通过问题描述模型的建立和等价变化思想、方法的探索，引导学生实现从实例计算到模型计算和类计算的转换，要强调相应的基本问题求解思想和方法，要引导读者实现“计算”理念的跃迁。《编译原理》也是计算机专业的一门重要课程， Alfred V.Aho曾指出“编写编译器的原理和技术具有十分普遍的意义，以至于在每个计算机科学家的研究生涯中，本书中的原理和技术都会反复用到。”因此，不是狭隘地为了学生以后设计实现编译系统而开设编译课，教材要以知识为载体，去讨论思想、方法和计算机问题求解的内容，充分体现学生可持续发展能力培养的引导。

五、瞄准教学需要，提供更多支持

首先是立体化建设。近些年来，随着计算机技术、网络技术等在教学上的应用，教学手段、教学方式的不断丰富，教材的立体化建设已经取得长足的进步，对丰富教学资源发挥了重要作用。通常，除主教材外，还要配套教学参考书、实验指导书、电子讲稿、教材网站等。

除此之外，还要给教学组织、教材使用等提供更多的支持。例如，可以以适当形式给出课程的教学设计，通过教学设计，不仅给教师领悟课程真谛、组织教学内容、安排教学实施等提供适当的参考，也可以给学生提供更多的学习指导，直接帮助读者认识课程的特点、关键、在专业课程体系中的位置、在培养学生中的作用、教和学中的注意事项等。通常教学设计中可以包括：课程名称、课程性质、基础知识要求、学时安排等组成的课程基本描述，描述教学定位的主要特点、能力培养关注、教学基本要求，重点、难点、相关问题处理等讲授提示，习题安排，实验安排，考试设计等。

六、写给读者，为读者服务

必须强调教材的写作特征，要牢记教材是写给读者的，不是写给自己的，时刻考虑作者的需要和对作者的影响。

在这些读者中，首先是写给学生。他们是教材的主要读者，而且是相关内容的初学者，要考虑是否便于他们理解，第一，作为初学者，他们需要叙述清晰易懂，语言流畅，深入浅出，有吸引力而不是晦涩的。自己习惯的说法别人不一定能懂，课堂上的一些说法因为附加很多即时的解释而不被误解，而这些解释教材上是无法“动态”出现的。例如，要避免概念名称的随意变化，一会儿是“局域网”，一会儿是“LAN”，一会儿又是“局域网LAN”，初学者可能会以为是不同的东西而费解。杜绝陌生名词的突然出现和使用，专用名词在第一次出现时必须给予解释，即使是在不方便的时候，也应该给出它的大体含义，以免成为读者往下看的障碍。第二要追求描述的准确性，初学者一旦建立了错误的概念，可能将是贻害无穷的。有些说法在课堂上因为有“上下文”和及时的解释可能不会引起误解，但写在教材中可能是难以理解的，甚至是错的。要强调用词和描述的准确性、一致性、语言表达的清晰性和叙述的完整性。第三，不同类型的学生有不同的关注点。第四，概念要明确给出，不要让读者自己总结，这样会导致他们不知所云。第五，要注意分散难点，循序渐进，防止多难点、多新概念的局部堆积，造成学生的阅读疲劳，甚至使他们失去阅读信心。第六，语言既要流畅通俗，又不能过俗。

教材的第二读者是教师，面对他们，要考虑对现代教育思想的体现、课程的容量，以及课程内容的组织，不能简单地追求知识内容的“新”、“全”，给教师的教学实施增加不必要的负担。

第三是普通的读者，他们需要通俗易懂，而且还可以作为资料，提供一些问题的查阅。特别强调对一些难点的讲述，努力提高可理解性。

七、实施适当政策，促进教材建设

在教材建设中，会有很多困难，出一本好教材很不容易。教师面对教学、科研、开发等等多重任务，想请他们将精力投入到“非强制任务”的教材建设，要制定政策加以鼓励，树立榜样给予引导。政策舆论上要建立鼓励编写高水平教材的氛围，树立教师编著优秀教材为己任、为荣的风气，也将此看成是像“学科建设”一样重要，一样是关乎学校的大事，而不仅仅是教师自己的事。

篇9

“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

篇10

笔者根据现阶段所能实现的教学条件，将计算机技术与旅游心理学课程进行整合尝试，认为具有以下优势：

一、框架问题的巧妙设计，有效培养学生的高级思维技能

教学设计强调以学生的学习为中心，主要体现在框架问题的设计当中。框架问题，是用于框定单元学习范围，并引导学生深入探索的一组问题。通过框架问题的提出，学习被置于复杂的、有意义的问题情境中，学生被置于积极的问题解决者的角色，在问题求解过程中学习单元内容并培养高级思维能力。笔者通过框架问题设计，对单元计划问题实施三个逻辑层次的划分（从本章节教学内容中提炼出内容问题，从内容问题中延伸出单元问题，再从单元问题中升华出基本问题。）在经过“提炼+延伸+升华”的过程后，实现了从感性认识到理性认识的提升，这种提升的结果是有效地促进了学生的高级思维培养。

例如：笔者在教授旅游心理学《旅游服务心理》这章节时，为了更好的实现本章节的教学目标，有针对性地突出重点，突破难点，笔者将本章作为一个整合的单元，引导学生进行学习，命名为：“探究旅游服务心理”，从教学目标出发，设计了框架问题，目的是在问题求解过程中学习单元内容并培养学生的高级思维技能，设计如下：

二、单元概述中的项目设计，激发学生学习兴趣，促进学生积极性和主动性的提高

单元概述中的项目设计，不但能吸引学生的学习兴趣，还能使学生在研究过程中，有机会解决该单元所涉及到的所有问题，包括内容问题、单元问题和基本问题。其逻辑关系是：

在解决了内容问题后，能够为单元问题的解决奠定基础，在解决了前两个问题后，单元问题的解决方法就基本明朗了。

例如，本章要求学生根据旅游者在前台、客房、餐厅的一般心理需要，掌握做好对客服务的方法及注意事项；能够针对宾客不同的心理需求，提供标准化、个性化的服务；培养学生发现问题，探索分析问题和解决问题的能力。学生通过完成单元概述中的项目设计，从而完成本单元的学习任务。笔者将单元概述设计如下：

三、教师引领学生以小组形式进行合作探究，充分体现教师主导与学生主体作用的统一

教师由原来处于中心地位的知识权威转变为学生学习的组织者、引导者。学生接受了学习任务以后，在教师的指导下，利用教师提供的资料（或自己查找信息）进行个别化和协作式相结合的自主学习，学生学会了使用计算机合作完成PowerPoint文档；学会通过互联网有效获取各方面信息，并能对所获得的信息进行有机整合；通过小组成员间的合作，培养了学生乐于帮助他人，共同克服困难，携手共进的优秀品质。

如在“探究旅游服务心理”的教学过程中，笔者将班级分成6个小组,每组5人,小组成员收集文字、图片、视频等资料,制作演示文稿,最后推荐一名学生结合幻灯片展现探究结果。这一过程使学生充分地利用了网络及图书资源，使其主动性在整个教学过程中得到充分的发挥，他们由知识受体转变为知识的主宰、学习的主体，成为教学活动的积极参与者，这一旅游方案的设计激发学生思维、培养学生探索精神作用，充分体现了教学中教师主导与学生主体作用的统一。

四、设计合理的评价量规，有利于学生责任心的建立，使小组成员的合作学习更有成效

为了判断计算机技术与旅游心理学课程整合教学是否达到了预期的效果,就需要对学生制作的演示文稿和网站进行反馈和评价。