時間：2023-09-18 17:32:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機科學與技術的理解，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】計算機科學；技術；認識
計算機科學與技術從誕生到現在，經歷了無數次的突破：它最初的設計是單純的來提高處理速度的高速計算器，到目前可以幫助人類解決大多數問題的智能機器，許多人繼續研究對這一課題進行研究，使人們可以輕松享受由計算機帶來的便利。
計算機科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論和自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代后期。計算機科學是用來研究計算機設計、制造及計算機信息獲取、存儲表示、處理控制等理論和技術的學科，是描述和變換信息的算法，包括其理論、分析、設計、實現和應用的系統研究。計算機科學是一門包含各種各樣與計算和信息處理相關主題的系統學科，從抽象的算法分析、形式化語法等，到更具體的主題如編程語言、程序設計、軟件和硬件等。
計算機技術是研究計算設備的科學技術，它的內容非常廣泛，可粗分為計算機系統技術、計算機器件技術、計算機部件技術和計算機組裝技術等幾個方面。計算機技術包括：運算方法的基本原理與運算器設計、指令系統、中央處理器（CPU）設計、流水線原理及其在CPU設計中的應用、存儲體系、總線與輸入輸出。
二、計算機科學與技術的發展
從1946年第一臺計算機的出現算起，計算機的發展已有六十多年，計算機無論從運算速度、縮小性、降低成本或者開發上都得到了質的飛躍。
2.1“技術突破”型科技逐漸讓位于“系統合成”型的科技
早期的三大發現（達爾文學說，能量轉換，細胞學），在1925--1950年重大科技突破有40多件。而19世紀40年代至50年代則為原子能、計算機、空間技術等寥寥幾項。50年代后這種技術突破是越來越少了，70年代至今，我們人類似乎在循環一個周期，我們將從前的科學原理及技術挖出挖深，并且把他們有機的結合在一起，從而形成新的技術。就好像計算機基本原理雖然有了極大的發展，但論起基礎仍然沒有離開100年前關于程序與存儲的設想。而阿波羅宇宙飛船技術，當中沒有任何一項是新的突破，而是把原有的理論加以結合組織，并且排列有條不紊準確無誤，通過實踐得來。
從1904年發明電子管到1946年成功造出第一臺計算機，耗時42年。而從發明半導體晶體管到造出半導體計算機，僅為10年左右。微電子精細加工技術到集成電路計算機只用了2年不到的時間。超微細加工技術到第四代計算機的創造，可以說是同步突破的。“技術突破”型科技逐步讓位“系統合成”型科技。
2.2向經濟、社會文化、商業流通等各方面滲透
科學是絕對的第一生產力，從前是，現在也是。計算機科學與技術作為現代社會中的潛在生產力，具有舉足輕重的地位，隨著科研工作投入的資金越來越多，工作的規模越來越大，難度和代價也隨之加大，為求經濟和社會活動能順利適應科學技術的發展，電子科技的廣泛應用勢在必行。
2.3強化綜合性和專業化
從認識客觀世界到改造客觀世界，形成的專業化與綜合性這樣一對矛盾體。一方面要求深入客觀世界，要求科學技術分工仔細，而另一方面為了適應國家政策和經濟，又必須把細分的專業加以整合，畢竟許多工作單靠一方面專業是無法解決的。強化綜合性和專業化，正因為此，電子科技滲透國民生活才不致造成極大的困擾或混亂。
三、計算機科學與技術的發展前景
當今計算機科學發展趨勢，可以把它分為三維考慮。一維是向"高"的方向。性能越來越高，速度越來越快，主要表現在計算機的主頻越來越高。像前幾年我們使用的都是286、386、主頻只有幾十兆。到現在出現了奔騰4微處理器，主頻達到2GHz以上。而且計算機向高的方面發展不僅是芯片頻率的提高，而且是計算機整體性能的提高。二維是向“廣”度方向發展，計算機發展的趨勢就是無處不在，以至于像“沒有計算機一樣”。近年來更明顯的趨勢是網絡化與向各個領域的滲透，即在廣度上的發展開拓。三維是向"深"度方向發展，即向信息的智能化發展。目前計算機"思維"的方式與人類思維方式有很大區別，人機之間的間隔還不小。人類還很難以自然的方式，如語言、手勢、表情與計算機打交道，計算機難用已成為阻礙計算機進一步普及的巨大障礙。隨著Internet的普及，普通老百姓使用計算機的需求日益增長，這種強烈需求將大大促進計算機智能化方向的研究。
計算機技術則面臨著一系列新的重大變革。諾伊曼體制的簡單硬件與專門邏輯已不能適應軟件日趨復雜、課題日益繁雜龐大的趨勢，要求創造服從于軟件需要和課題自然邏輯的新體制。并行、聯想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相復合，是新體制的重要實現方法。計算機將由信息處理、數據處理過渡到知識處理，知識庫將取代數據庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進行人-機會話將是輸入輸出的主要形式，使人-機關系達到高級的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。
二十一世紀已經進入了信息社會，席卷全球的信息科技給人類生產和生活方式帶來了深刻的變革。信息產業作為知識密集、技術密集的產業，其快速發展的關鍵是有一大批從事IT技術創新的人才。而計算機科學與技術的專業培養目標就適應社會現代化建設需要，德智體全面發展、基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高具有創新精神，系統掌握計算機硬件、軟件的基本理論與應用基本技能，具有較強的實踐能力，能在企事業單位、政府機關、行政管理部門從事計算機技術研究和應用，硬件、軟件和網絡技術的開發，是計算機管理和維護的應用型專門技術人才，故具有良好的發展前景。
四、結束語
隨著計算機的不斷更新換代，計算機科學與技術這門專業已經成為社會主流，計算機科學的發展前景廣泛，有著巨大的的發展空間。但是，我們也應該注意到這門學科發展的困難與局限性。在今后的發展過程中，計算機科學仍將面臨著結構過于復雜、智能化解決難等問題，這些將是我們在今后的專業學習中需要主要思考的問題。
參考文獻
[1]自動化技術、計算機技術[J].中國無線電電子學文摘，2008（01）.
學生在專業思想上到底有哪些疑慮呢？概括起來大致如下：1.學了這個專業畢業后有出息嗎？就業狀況怎么樣？或者說明白點，能給我帶來多少財富。2.有的學生來學計算機，是因為計算機好玩，所以報了計算機專業。有的學生，無可奈何，沒有報計算機專業，卻被錄到計算機專業來了。3.有的學生把自己與非計算機專業的學生學習計算機的目標混同起來，忘記自己是計算機專業的學生。4.有的學生對計算機了解得很膚淺，認為計算機不就是那點事嗎：打字、上網、玩游戲、學個軟件操作和使用。這些問題集中起來就是對計算機了解很膚淺，或者說還根本不了解計算機?！队嬎銠C科學概論》課程回答的第一個問題正好可以消除學生專業思想問題的疑慮。計算機是什么？計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動高速地對數據進行輸入、處理、輸出和存儲的系統，是國防科研、國計民生中協助人們工作、學習的應用十分普遍的現代化工具。計算機是一種工具，但不是一種普通的工具。
設計和改進這種工具，需要有高深的專門知識。這種工具的低級使用，只需對計算機的知識有一點了解；但高級使用，就需要高深的知識。計算機科學與技術專業的學生，有的要去研究如何設計與改進計算機，有的需要從事應用計算機完成高級的復雜的任務。從這里我們可以得出以下結論：1.計算機是工具，國防科研、國計民生不可缺少的高級工具，學習關于它的科學，是國家的需要，有出息，有業可就，只要有創造就會產生無限財富。2.計算機不是玩具?，F在計算機上的確有不少娛樂游戲，其用途既豐富人們的生活，又寓教于樂。它是一種產業，需要有專人開發的。學習計算機不是學習如何玩計算機游戲，而是學習如何開發計算機游戲產業。3.計算機科學與技術專業的學生不僅能使用計算機，更重要的是能設計和改進計算機硬件，以及開發計算機軟件。因此學習計算機專業就不是打字、上網、玩游戲、學個軟件操作和使用。也不要忘記自己的身份，把自己混同于非計算機專業學生，只學習使用計算機，而不學習設計和開發計算機。4.學習計算機專業非本人所報志愿，其實這并不是一個嚴重的或本質的問題。因為就新生來說，現有的知識架構是開放的，在專業上是未成型的，因此是可塑的，是可任意專業化的。所以不要耿耿于懷，只要認真學習，全身心投入，就會發現原來計算機是這樣好的一個專業，愿意一輩子獻身于這個專業。在課堂教學中，針對學生對計算機的模糊認識進行講解，使學生明確計算機是什么，計算機能做什么，怎樣才能使計算機把事情做得更好，最終明確樹立作為計算機科學與技術專業的學生的學習目標，消除專業思想上的疑慮。
二、扣住算法主線教學，轉變學習方法
學習方法的轉變是大學學習能否進入正常狀態的一個極其關鍵的問題。進入大學學習，如何學習，大多數學生沒有充分的思想準備。學生習慣于中學的學習環境和學習方法。目前中學學習環境節奏很緊張，競爭很激烈；而學習的方法基本上是死記呆背。一進入大學，感到大學的學習環境比較寬松，例如課程不那么緊，自習的時間多，而課后作業少。因此不少學生進入大學后就大有松一口氣的想法，覺得再也不要受高考升學競爭的約束了。表現出來就是上課不認真，下課玩個夠。在學習方法上，還是老一套，死記呆背。由于放松學習，也不去死記呆背，甚至干脆把學習放在一邊。實際上，中學的學習方法是很不適應大學學習的需要。說嚴重一點，目前中學的學習方法可以概括為死記呆背，囫圇吞棗。其實，學生的學習方法與教師的教學方法是分不開的。具體來說，如果一門課程的教學主線不清楚，教學過程也就不能扣著這個主線來展開，內容也就顯得凌亂無序，以致學習起來就只能死記呆背，囫圇吞棗。這告訴我們，每教一門課程，首先就要找到主線，然后扣著主線來展開，步步為營，一環扣一環，課程講起來就不覺得凌亂無序，聽起來就不覺得枯燥無味。
如何通過《計算機科學概論》這門課程來促進學生轉變學習方法，首先要從教學方法入手。這就是這門課程闡述的第二個問題。計算機科學是什么樣的科學？怎樣才能學好計算機科學？從本質上講，計算機科學就是一門算法的科學。什么是算法？簡單地說，算法是一系列的步驟，規定如何完成一項任務。嚴格地說，算法是定義一個可終止過程的一組有序的、無歧義的、可執行的步驟的集合。程序是算法的表示，計算機是靠執行程序來完成任務的。因此即使是最好的計算機硬件設備，如果沒有算法計算機就寸步難行?？梢?，算法是《計算機科學概論》課程的主線，教學內容圍繞著它來展開。要使學生牢固確立這個觀念，解決任何任務之前必須盡全力找出最好的算法。其實，不只是要求計算機來完成任務時是這樣，就是完成任何一項工作、解決任何一個問題來說，都需要研究解決的方法，在此基礎上才能做出周密的計劃付諸實施。這樣，才不會在沒有弄清問題，確定算法之前，就盲目動手編程，浪費時間和空間，浪費精力和資源，事倍功半，甚至可能做出任務不能或很難解決的錯誤的結論。在動手解決任務之前，一定要找出可行的算法，只有這樣才能成為一個頭腦清醒的計算機科學與技術工作者。
扣住算法的主線，許多問題就比較清楚了。計算機能不能解決一個任務，首先就看有沒有解決這個任務的算法。但算法表示為程序，才有可能被計算機執行，因此有了算法就看能不能把算法表示為程序。程序的執行是由計算機硬件來完成的，因此有了程序就看有沒有相應的計算機硬件來執行。每前進一步就會要學習很多知識，這些知識不是孤立的，它們相互關聯，不能死記呆背。因為在相互關聯的鏈條中，如果一個環節沒學好，那后面的就懸空了，不能理解。所以在學習中不僅要弄清問題本身，還要弄清來龍去脈，就是說細節和框架同等重要。對于這種情況，死記呆背是行不通的，只能是在理解的基礎上記憶。這樣由算法這個主線就會引出了一系列的問題，形成一棵枝葉繁茂的知識樹。將這個思想貫穿于整個教學過程，處處有來龍去脈，計算機科學的知識就是活的知識，不深入理解，囫圇吞棗是不能全面掌握知識的。這樣在教學過程中，要引導要迫使學生不斷地問是什么、為什么，形成不斷生長的知識樹。再進一步，加上知識樹的左右關聯就成了一個不斷擴大的知識的網絡，一個富有生氣的知識空間。學生在學習過程中也就自覺養成了自主學習的習慣，再也不覺得學習枯燥無味，越來越感到學習的樂趣。
在教學過程中，扣住算法是學習計算機科學的主線，引導學生不斷地去深入思考問題，逐漸養成思考先于記憶，即理解的基礎上記憶的良好學習方法，也就是在解決問題時，總是要問是什么、為什么、怎么做的學習方法。還有，扣住算法是按主線進行教學，也進一步解決了專業思想的一個疑慮。例如，有的學生聽說計算機專業的學生必須學會編程，就產生恐懼心理。如果明白了上面講的道理，就不會恐懼了。因為學計算機專業的學生，如果不會編程就不是一個合格的計算機專業的學生。解決問題需要算法，程序是算法的表示，而計算機靠執行程序才能解決問題。如果不會編程，盡管你有很好的解決問題的方法，也是一句空話。說到底，是做計算機的奴隸，被計算機牽著鼻子走，還是做計算機的主人，驅使計算機造福人類。
三、展開算法主線教學，了解學習內容
對學習內容不了解也是新生對大學四年學習心中沒有底，使他們產生種種想法和疑慮，例如：1.學習計算機就是學習軟件的操作和使用。2.學習計算機就是學習計算機語言和編寫程序。當然上面的兩種想法，不能說不正確，只是由于對計算機科學的內容知之甚少，把問題想得太簡單。其實第一個想法是講學習計算機的應用，這當然是學習計算機科學與技術的內容之一，但不是全部。計算機的應用的范圍是很廣的，例如各種過程的計算機自動控制、網絡通信、人工智能、機器人和云計算等。第二個想法是講學習計算機軟件的開發，這當然是學計算機科學與技術的重點內容。對我們的學生來說，這是學習的重點。計算機的軟件的開發，內容也很廣，例如程序設計語言、信息管理、軟件工程、數據庫、計算機輔助設計、計算機網絡等。實際上計算機科學與技術的內容還遠不止這些。例如計算機硬件的設計、人工智能研究、新一代計算機——智能計算機的研究和計算理論的研究等等。本文僅就大學期間計算機科學與技術專業學生學習計算機科學與技術主要學習內容進行討論。從本質上講，計算機科學就是一門算法的科學，現在就圍繞著算法來展開。有很多問題要解決，就要有很多相應的算法；有很多算法要表示為程序，就要研究程序設計語言；有很多程序要計算機執行，就要研究怎樣來組織計算機工作，就是說要研究操作系統。這里講的都是計算機的軟件系統。
程序是由計算機來執行的，因此必須研究計算機硬件的組織結構。程序是一系列指令的有序集合，計算機執行程序，就是執行指令。那計算機是如何執行指令的？指令就是操控數據，計算機對數據是如何進行操控和存儲的?，F代計算機的發展，不只是單臺計算機在工作，那么幾臺計算機如何連接成網絡和進行工作，因此需要研究網絡原理和應用。
關鍵詞：信息安全技術；知識點；教學實踐；計算機科學與技術；網絡工程；軟件工程
中圖分類號：G64 文獻標識碼：B
1引言
計算機網絡和通信的融合是促進信息化社會發展的最活躍的因素之一。計算機與信息技術的發展為其他高新技術產業的發展起到十分重要的帶動和示范作用。計算機與信息技術的發展和應用離不開信息的安全，信息安全是構建整個社會信息化的根本保證。只有實現了信息的安全，才能確保電子政務、電子商務、網絡科研、網絡銀行、遠程教育、遠程醫療等計算機網絡信息系統的正常運行、真正造福于人類。
目前，國際上不少大學開設了信息安全學科專業或者信息安全相關課程[1~3]，國內則已有幾十所高校開辦有信息安全本科專業，為國家和社會培養了一批掌握信息安全理論與技術的專門人才，這些信息安全專業畢業生的數量與社會的需求仍存在較大差距。另一方面，國家對于開設信息安全專業有許多規定和要求，并不是什么學校都可以開辦該專業的。此外，幾乎所有高校均舉辦有計算機科學與技術專業或者網絡工程專業或者軟件工程專業或者其他相近專業，而且在實際工作中，無論是過去、現在還是將來，許多計算機應用系統、網絡信息系統、軟件系統都是由計算機科學與技術、網絡工程和軟件工程專業的畢業生設計、開發的。我們知道，只有從系統設計伊始就考慮信息安全需求與信息安全技術運用，才有可能使得開發出的信息系統是穩定可靠和安全實用的。因此，探討計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科信息安全技術知識點及其教學方法，培養學生的信息安全意識，訓練學生運用所學的信息安全技術知識去設計、開發安全可靠的計算機網絡信息系統、軟件系統和數據庫應用系統等，是這些專業本科教學改革與實踐的一項重要的現實任務。
2各專業本科教學的信息安全技術知識點
結合信息安全學科發展趨勢[4]，我們認為計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程等專業的本科生，應當學習如下信息安全技術知識點并逐步加以運用。
(1) 信息安全基本概念
信息安全研究范疇，信息安全系統，信息安全體系結構，信息安全模型，信息安全管理、信息安全標準與法規。
(2) 計算機設備與芯片安全
(3) 密碼技術
DES對稱密碼，RSA公鑰密碼，ECC橢圓曲線密碼，量子密碼，密鑰管理與密鑰恢復技術，公鑰基礎設施PKI，基于口令、智能卡和生物信息的身份認證機制，基于私鑰和公鑰密碼體制的信息認證技術，Kerberos認證系統與X.509標準；安全單向HASH算法，數字簽名技術與標準；信息隱藏與數字水印技術。
(4) 數據庫安全
數據庫加解密技術，數據庫系統訪問控制技術。
(5) 操作系統安全
操作系統安全機制，Windows操作系統安全，Unix操作系統安全，Linux操作系統安全，Solaris操作系統安全。
(6) 計算機網絡系統安全
計算機病毒及其防治技術，網絡協議TCP/IP、HTTP的安全，電子郵件系統安全，網絡互連設備安全，安全電子商務協議，入侵檢測技術。
(7) 應用程序安全與可信軟件技術
應用程序安全，軟件可靠性，軟件質量預測，可信軟件測試，可信軟件開發與維護控制。
3各專業本科信息安全技術知識教學實施方法
在計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科教學計劃中，獨立地開設六、七門課程來講授前述所列的信息安全技術知識點，將占用較多學時，顯然是不現實的；而且如果這樣做的話，這三個專業幾乎演變成信息安全專業了。我們認為，計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科信息安全技術知識的教學既要有一定的寬度和深度以最大程度地獲得更好的教學效果，又要體現出與信息安全專業本科教學的區別。
在計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科實施信息安全技術知識點的教學，一種做法是單獨開設一門“信息安全技術”課程，將前述知識點集中講授。這樣做的優點是，通過該課程的學習，學生們可以在短時間內對信息安全技術知識獲得整體的了解與認識。但是，前述所列的信息安全技術知識點與計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業其他課程的內容聯系十分緊密，真正理解這些知識點并加以運用需要學生具有相關的專業課程背景知識(例如，理解關系數據庫加密的特征與過程必須具有關系數據庫理論與技術方面的知識)。因此，如果在開設相關專業課程之后再獨立開設“信息安全技術”課程，那么由于課時安排受限的關系以及授課教師專長有所不同，在授課過程中將信息安全技術各知識點與學科專業其他課程聯系以及將信息安全技術知識應用于實際問題的設計與求解的闡述可能就不夠深入；另一方面，如果在低年級就開設“信息安全技術”課程，那么學生們由于缺乏學科專業知識的支撐，一時半會難以理解授課內容。
為了解決上述矛盾，我們建議的實施方法是，首先聘請在計算機與信息安全學科具有較高學術造詣和豐富教學實踐經驗的教授在大學低年級為學生開設“信息安全講座”，以使得學生們對信息安全技術有一個概括性的認識；然后，融合信息安全技術知識的傳授貫穿于計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科教學的全過程，將有關信息安全技術知識點的講授有機地集成到相關專業課程的教學實踐過程中，如下表所示。
在計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科相關課程實施我們提出的這種信息安全技術知識教學方法對專業課程任課教師來說既是必要的又是可行的，例如“數據庫系統”課程的任課教師除了具備堅實的數據庫系統理論和技術知識之外，也應當比較熟悉數據庫加解密和數據庫系統訪問控制技術(這些其實也是數據庫系統課程的一部分內容)，這樣講授如何將數據庫安全技術知識應用到數據庫應用系統的設計與開發中就是一件很自然的事情。
4結束語
進入21世紀以來，高等院校除了開辦信息安全本科專業批量培養信息安全技術專門人才之外，在計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程等信息類專業本科教學中講述信息安全技術知識也已經成為共識，雖然各校講授信息安全技術知識點內容的多少、深淺以及側重點有所不同，實施教學方法也各有秋千。
我們提出的計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科信息安全技術知識點及其教學方法已在廣西大學實施多年，取得了良好的效果，具體表現為這些專業不少學生的本科畢業設計課題就是信息安全技術方面的、畢業受聘的工作崗位是直接從事信息安全技術開發與維護工作，也有相當的本科畢業生考上了信息安全技術專業方向的研究生。
本文結合信息安全學科發展趨勢和自身的教學實踐，探討了計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程專業本科的信息安全技術知識點以及教學實施方法，期望它能起到拋磚引玉的作用。
參考文獻
[1] Erik Hjelmas, Pstephen D. Wolthusen. Full-spectrum information security education: integrating B.Sc., M.Sc., and Ph.D. programs. Proceedings of the 3rd annual conference on information security curriculum development, New York: ACM Press, 2006:5-12.
[2] Matt Bishop. Education in information security. IEEE Concurrency, 2000,8(4):4-8.
關鍵詞：計算；計算學科；計算機科學思維；計算思維；計算機思維
隨著計算機科學技術的發展，計算領域已成為一個極其活躍的領域，計算學科也成為一門范圍極為寬廣的學科[1]。在此發展過程中產生的種種現象，在很大程度上改變了人們對世界的認識，有力地刺激了人文科學的發展，人們對認知科學的研究就是“以電子計算機的產生發展為物質、技術基礎，以計算機與人腦相類比為前提的[2]”。我國著名科學家錢學森院士從近三十年電子計算機發展引起的新技術革命，兩千多年邏輯學發展的經驗教訓，作為符號處理系統的計算機在智能方面存在的嚴重缺陷，尤其是人們在高級抽象思維領域，如辯證思維、形象思維、創造性思維尚缺乏研究等方面，對認知科學的發展進行了科學的分析。同時結合我國科學技術發展的現狀和特點，提出了“思維學”的理念，給出了“思維科學”的研究框架、研究方向與基本道路，并在隨后的一系列工作中進一步充實和完善了思維科學的理論與思想體系[3]。他指出：“現代科學技術的實踐，正預示著更重大的變革――思維科學的出現?！薄耙鲞@項變革的是電子計算機”。而“推動思維科學研究的是計算機技術革命的需要[4]”。在錢學森的倡導下，自上世紀80年代起，面向新技術革命的思維科學研究愈來愈受到國內有關專家學者的關注與重視。
在計算機科學與技術領域，隨著美國計算機學會(簡稱ACM)和美國電氣和電子工程師學會計算機分會(簡稱IEEE-CS)組成的聯合攻關組于1988年底提交了“作為學科的計算科學”的報告[5]，計算學科的“存在性”得以證明。隨后，CC1991報告和CC2001報告等相繼出臺，從學科的角度詮釋了計算科學的內涵與外延，為計算學科建立了現代課程體系。在計算學科課程體系的本土化進程中，我國相關領域的專家學者們付出了艱辛努力，并取得實質性成果，于2002年提出了“中國計算機科學與技術學科教程2002”(China Computing Curricula 2002，簡稱CCC2002)[6]。在CC2002教程的引導下，針對計算機科學與技術學科教育方面的諸多問題，國內從事計算機科學與技術學科教育的廣大工作者進行了廣泛而有益的探討[7-10]，大大豐富了計算學科課程體系建設的內容。在計算學科課程教育改革的進程中，如何培養既能熟練掌握計算機科學的知識與技能，又具有計算機科學學科意識和素養的人才問題，逐步成為人們關注的主要方面。
基金項目：本文受江蘇省教育廳指導性計劃項目“計算機思想史研究”(03KJD520028)及江蘇科技大學高教項目“計算思維與創新教育”(GJKTY2009025)資助。
作者簡介：張曉如(1963-)，女，教授，學士，研究方向為計算機應用教育、數據庫；張再躍(1961-)，男，教授，博士，研究方向為可計算性理論與知識工程。
一個人的實踐與創新能力與思維方式密切相關，與其他學科領域的科學家和工程技術人員等相比，計算機學科的專家學者們在思考問題、分析問題和解決問題方面也應有其獨特的地方。正如計算大師Dijkstra所言：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也將深刻地影響我們的思維能力[11]?！币虼?，當計算機與人們的生活聯系越來越趨密切的形勢下，研究與之相關的人類思維活動與思維方式便成為現代思維學科領域中一個十分重要的課題。我們不妨稱此種思維為面向計算學科的思維。顯然，面向計算學科的思維除了具有一般思維的特點外，還具有其自身的特性，而后者則是從事計算機科學研究的人員和計算機教育工作者們更為關心的。究竟什么是面向計算科學的思維？它的特點是什么？對面向計算學科的思維研究對計算學科的發展會產生哪些積極作用？這種思維能力是可以培養的嗎？又如何培養呢？我們現行的計算機課程教學內容結構會因此而有所改變嗎？
1面向計算學科的思維
國內最早面向計算學科思維的研究文章是收集在2000年全國高等師范院校計算機教育研究會年會論文集上筆者的《談談計算機思維》[12]一文。當時的“計算機思維”意為“計算機科學思維”(Computer Science Thinking)，在隨后關于面向計算科學的思維研究中，相繼出現了“計算思維”(Computational Thinking)[13-14]與廣義“計算機思維”(Computing Thinking)[21]等概念。這些概念雖然與“計算機”有關，但它們有一個共同特點，即它們都是關于人的思維。
1.1計算思維與計算機思維
“計算思維”的思考和研究在國內受到更多專家學者的關注與重視，要歸功于全國高等學校計算機教育研究會于2008年10月31日至11月2日在桂林召開的一次專題學術研討會，會議的主題是“探討在教學過程中，如何以課程為載體講授面向學科的思維方法，共同促進國家科學與教育事業的進步”。會議從8各方面征集論文，無不涉及“計算思維”。在會議提供的資料中，美國卡內基?梅隆大學計算機科學系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授2006年3月發表在美國計算機權威雜志ACM會刊上的文章《計算思維》(Computational Thinking)[13-14]和王飛躍2007年3月發表在中國計算機學會通訊的文章《從計算思維到計算文化》[11]位居榜首。其中，王飛躍教授從計算機文化發展的高度對“計算思維”概念的提出和“計算思維”的研究與發展對計算科學的進步產生的深遠影響給出了充分肯定。王飛躍教授在提及國內對“計算思維”研究和計算文化與計算思維聯系方面的狀況時指出，“在中文里，計算思維不是一個新名詞，常被朦朦朧朧地使用，卻一直沒有被提到周教授所描述的高度廣度，那樣的新穎、明確、系統”。這一陳述雖然有一定的道理，但不完全正確。“計算思維”從命名的角度可以如是說，但就其作為面向計算機科學思維的概念與特征而言，無論從高度講，還是從廣度說，周以真教授的描述確有“新穎”之處，但在“明確”和“系統”方面，同本文作者在上世紀90年代末就提出的“計算機思維”的概念在主要方面是基本一致的，并可形成互補。特別指出的是，《談談計算機思維》在談到計算機文化與計算機思維相互之間的聯系時指出，“隨著計算機科學的發展，‘計算機’已不再是一個單純的計算工具的代名詞，而是信息時代高新技術的象征?？梢赃@樣說，‘計算機’作為一種文化，已滲透到社會發展的各個領域，而使得生活在這一時期的人們的思維活動中或多或少地與‘計算機’這一概念相聯系，研究與之相關的思維活動與思維方式，便成為現代思維科學領域中一個十分重要的課題[12]”。在此，我們可以把有關“計算思維”特征的陳述同有關“計算機思維”的陳述作一比較。
周以真教授在對計算思維的描述中首先指出，“計算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬于計算機科學家”，這一觀點與《談談計算機思維》一文中提出的“計算機思維具有廣泛性。計算機思維已不僅僅是計算機科學家所應具有的思維，而應是全民族所必須的”的觀點是完全一致的。并且文中還強調，“只有這樣，計算機科學的發展才能具有廣泛的社會基礎，才能使計算機科學真正服務于社會”。在總結計算思維的特征時，周以真教授從6個方面，以“是”與“不是”的對立統一作了闡述。
為了更好地挖掘計算機思維的內涵，更加清楚地了解與把握計算機思維與其他學科思維方式的聯系與區別，我們對計算科學發展的過程進行了初步考察，提出了“計算科學思想史”研究的基本思想，并對計算科學思想史研究的特點、研究內容、研究方法進行了分析探討[16]。同時結合現代計算機課程教育，提出了基于知識背景的計算機課程教學改革的基本構想[19]。我們深信，無論是對計算機思維的研究，還是對計算科學思想史的研究，都會對計算機教育的實踐與發展產生重要影響。
2 “計算思維”研究現狀
無論叫計算思維，還是稱計算機思維，關鍵是要解決問題，即“如何讓人們學會像計算機科學家一樣去思考”。從總體看，計算思維的研究應包含計算思維研究的內涵和計算思維推廣與應用的外延兩個方面。周以真在給出“計算思維”概念后，進一步探討了計算思維的本質，并指出計算思維將在各種行為方面影響每個人，這一點對我們的社會教育提出挑戰，特別是少兒教育。在關于計算的思考中，我們需要理解不同類型的3個方面：科學、技術與社會。飛速發展的技術進步和巨大的社會需求迫使我們重新思考計算科學最基本的問題[20]。從周以真教授多次關于計算思維的論述中可以看出，其“計算思維”的概念是面向社會、面向教育和面向大眾的。這也許是一種策略，為了能讓更多的人關注并思考“計算思維”的問題，并將思考的結果應用于計算科學實踐，以此促進計算科學的普及和發展。在對“計算思維”的深入研究過程中，郭喜鳳教授等從工程化的角度對“計算思維”的內涵進行剖析[20]，以周以真面向大眾的計算思維為基礎，根據計算機科學與技術中的理論、技術、工程、工具、服務和應用等幾個不同層面的思維特點，闡述了計算思維的工程化思想，將計算思維的概念加以推廣并提出了計算機思維(Computing Thinking)工程化的層次結構，豐富了計算思維的研究內涵。董榮勝和古天龍教授從計算機科學與技術方法論的角度對計算思維研究的外延進行分析。“計算機科學與技術方法論是對計算領域認識和實踐過程中一般方法及其性質、特點、內在聯系和變化發展進行系統研究的學問。計算機科學與技術方法論是認知計算學科的方法和工具，也是計算學科認知領域的理論體系[21]”。在關于計算思維和計算機科學與技術方法論之間關系的論述中，董榮勝和古天龍教授在周以真教授工作的基礎上，對計算思維的特征進一步加以闡述，從抽象與自動化兩個方面，以具體的實例刻畫了計算思維的本質，并介紹了國外關于計算思維研究的進展情況。在談到計算思維與計算機方法論關系時，他們指出，“盡管計算思維與計算機方法論有著各自的研究內容與特色，但是，顯而易見，它們的互補性很強，可以相互促進”?！坝嬎銠C方法論可以對計算思維研究方面取得的成果進行再研究和吸收，最終豐富計算機方法論的內容；反過來，計算思維能力的培養也可以通過計算機方法論的學習得到更大的提高[22]”。這不是一個一般概念的問題，我們認為是計算思維研究的一個技術路線問題，只有把計算思維的研究同計算機科學與技術方法論有機地結合起來，計算思維才具有實際的意義和價值，計算機科學與技術的方法才能夠獲得進步。
3 “計算思維”研究內容
不管是周教授的計算思維(Computational Thinking)，或是郭教授的計算機思維(Computing Thinking)，還是計算機科學思維(Computer Science Thinking)，它們都有一個共同面向，即都是面向計算學科的思維；都有一個共同的出發點，即研究和探索面向計算學科的思維規律；都有一個共同的目標，即引導人們在解決有關計算學科及其應用領域問題時，能夠運用正確的思維方法。計算學科是關于“計算”的學問，因此，計算思維的研究勢必圍繞解決所謂“計算問題”而展開。
3.1計算思維研究的基本問題
何謂計算思維？《談談計算機思維》一文對計算機思維的內容進行了概括，即人們有意識地將計算機用于生產、生活等各個領域的認識活動以及人們解決計算機問題的認識過程。一方面，它是指一種形式，這種形式表現為人們認識具體的計算機科學，或是應用計算機科學于其他科學、技術的過程中的辯證思維；另一方面，它是由計算機科學本身的特點及計算機作為認識世界的工具所決定的，它同樣受到一般思維方式的限制[12]。周教授則將計算思維歸納為運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計、以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[13]。董教授等則從方法論的角度將計算思維定義為運用計算機科學的思想與方法進行問題求解、系統設計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[22]。
摘 要： 小學計算機科學與信息技術任課教師需要轉變傳統的教育教學觀念，引導學生課外探究新知識，把以計算機信息技術教學為主的實踐活動與教育教學改革結合起來，擺脫傳統教學模式的影響，不再受教學時間的限制和教學空間的束縛，這樣既有利于激發學生的學習興趣，又能培養學生的探索精神和實踐能力，增強學生的創新意識。
關鍵詞： 計算機信息技術 課程教學 教學質量
一、在計算機信息技術課程教學中培養學習興趣
由于小學生的年齡特點等因素，教師如果能夠有效激發學生的學習興趣，就相當于為成功教學鋪平了道路，是非常關鍵的問題。計算機科學與技術教學因為其實踐性較強，是比較受學生歡迎的，能夠有效激發他們的學習興趣。教師應該針對小學生的心理特點，利用計算機技術為小學生創設生活化的教學情境，把趣味性較強的動態視聽感覺和多彩的畫面引入課題，進一步激發小學生的濃厚興趣。在信息技術課程中安排的學習活動，往往是學生比較感興趣的，這也是他們樂于學習的主要動因。有關研究資料表明，孩子們的興趣和學習動機不是與生俱來的，而主要是靠后天培養起來的，教師如果常常通過新穎事物滿足學生的好奇心，計算機科學技術的教學與實踐就能使這些因素得到進一步優化，更有利于激發小學生的學習興趣。教師在傳統教學中只能靠課堂上有限的時間傳遞知識，而計算機可以拓寬時空范圍幫助學生獲取更多的知識，滿足學生的好奇心和求知欲。教師可以引導學生利用課堂上所學到的學習方法在課外借助于計算機進行實踐練習。另外，在課堂教學中，教師不可能對學生感興趣的所有問題都進行詳細講解，而應該引導學生借助于計算機在課外做進一步探究，使信息技術實踐活動突破教學時間的限制和教學空間的束縛。這樣既有利于擴大學生探究疑問獲取新知識的范圍，激發學生興趣，又能培養學生的實踐能力。利用計算機信息技術為小學生進行形象生動的演示，有利于增強學生的識記能力，很容易吸引學生的注意力，并能夠有效激發學生的各種興趣。
二、在計算機信息技術教學中強化應用意識
學以致用的理念對計算機信息技術教學最有效，一切豐富復雜的知識只有在實踐應用過程中才能得到有效鞏固。一個具有很強應用意識的人，不因循守舊，善于從實踐中總結規律，對已取得的成績，不滿足，不陶醉，能透過成績找差距、挖隱患?，F代職場要求每一位優秀的工作人員都具有良好的計算機操作能力，并且能夠善于正確處理一些隨機、突發事件。在教學實踐中，應用意識較強的教師，在教學實踐過程中遇事沉著、冷靜，處理事情果斷、準確，而不是緊張和莽撞從事，在發現客觀條件發生變化，且按照預定的教學方法、方式難以實現時，能夠急中生智，臨場作出新的方案，較好地完成計算機科學與技術課程教學任務。這種應用意識可通過加強實踐逐步提高，在信息技術教學實踐中努力解決問題和克服困難的過程，本身就是增強應用意識的過程。教育學生在今后的工作、學習和日常生活中，要注意多做自我檢查、自我監督、自我鼓勵，注意改變不良習慣，也有助于培養良好的應用意識。
三、在計算機信息技術課程教學中培養探索精神
隨著時代的變遷和社會的進步，各種先進的教育科技手段也在不斷地更新和逐步完善。經過近年來的實踐摸索，在電化教育研究的基礎上，我對計算機輔助教育教學有了一定的看法和認識。運用計算機信息技術把抽象的科學概念實施形象化演示，并且進行動態化的直觀教學觀摩，更進一步加深學生的印象，有利于增強學生對知識的理解和記憶效果。教師是教學工作的組織者和指導者，在計算機科學與技術課程教學實踐中激發學生的探索精神，增強學生的主體意識，提倡自主合作自愿學習的風氣，鼓勵學生積極主動參與計算機課程教學實踐全過程，以科學探索精神參與教育教學改革過程中，堅決摒棄傳統教學中的教師嚴肅講課與學生認真聽講的固有模式，培養學生的參與能力和探究意識，激發學生的創新思維潛能，組織新型的以科學探究為主的民主和諧而且開放的課堂教學秩序，激發學生主動學習和積極探索的激情與欲望。教師要精心選擇教學材料，為學生營造良好的學習氛圍，鼓勵學生不局限于從書本上獲取知識，要拓寬通過信息資源獲取知識的渠道。在課外書籍或與老師和同學的交流過程中可以獲取相關知識，有利于培養學生的探索興趣，讓學生在相互探討交流過程中積極探索，從而提高學生的應用能力。
四、在計算機信息技術課程教學改革中強化教學效果
逐步改善計算機科學與技術課程的教學方法與手段，注重啟發式教學方法，注重學生思考方式、分析思路與方法的傳授，培養學生自主學習能力。推廣使用案例教學、舉例教學、實踐演練等教學方法，培養學生的學習興趣和分析解決問題的能力。逐步改善條件，應用多媒體教學技術優化教學效果。大力推進按學期進行學生評教，進一步優化專業人才培養模式，完善專業課程體系，改善課程教學方法與手段，注重啟發式教學方法，注重學生思考方式、分析思路與方法的傳授，培養學生自主學習能力。在計算機科學與技術教學中，老師要注重與學生參與共同實踐并且要加強實踐交流，常常首先把微笑帶進課堂，讓學生緊張的心理得到放松；對學生的進步要及時給予熱情的鼓勵，真正做到寓教于樂，讓學生開心愉快地學習。通過計算機的實踐運用，教師可以為學生創設有利于探索活動的最佳教學情境，充分調動學生的積極性，有效提高學習興趣，重點培養學生應用計算機解決問題的能力，使孩子們在愉快的教學活動中積極主動地掌握新知識，并且能最大限度地發揮自身潛在優勢，增強利用計算機學好其他各科的信心和決心。
做好小學計算機科學與信息技術教學工作的關鍵是，及時保持師生之間的溝通，做好信息交流，同時要特別注意計算機信息技術的安全意識教育。信息技術在帶來方便的同時，也會有一定的負面影響。尤其是正在成長的小學生應該協同教師做好計算機信息技術應用方面的安全教育教學工作，在安全順利的情況下提高信息技術的服務質量。
關鍵詞:計算機科學與技術;研究生教育;創新能力;培養模式
根據2002―2010年我國學位與研究生教育發展的總體目標,到2010年,全國在校研究生總數將達到碩士生120萬,博士生15萬,中國將成為名副其實的研究生教育大國[1-2]。國家的信息化進程,帶動了對計算機技術應用人才的需求,計算機技術應用人才需求量每年增加100萬[3]。
研究生教育是我國培養高層次人才的主要途徑,已成為我國社會發展和經濟建設的人才資源庫,而研究生創新能力的培養已成為計算機技術人才教育的核心所在。針對浙江省區域經濟的創新驅動和產業集聚等特征,近年來,浙江工業大學計算機科學與技術學院與機械工程學院進行了研究生聯合指導培養方式的探索,依托浙江區域經濟產學研合作,與中國科學院遙感研究所、地理研究所、美國辛辛那提大學、比利時魯汶工程技術學院、瑞典布萊金厄工學院、IBM公司、杭州國家軟件基地、杭州國家動畫基地、杭州國家數字娛樂產業基地、公安部第三研究所等在科研和聯合培養研究生方面開展合作,結合計算機專業研究生培養的特點,提出了研究生創新能力的培養理念,進行了研究生創新能力教育模式實踐探索,把提高研究生教育質量放在首位,努力培養能夠引領、推動浙江乃至全國經濟和社會發展的計算機技術精英人才。
1創新意識與創新思維
常順英研究員將研究生的創造性定義為:能夠產生獨特的、現實的、有社會價值產品的多種能力與優良人格特征的整合[4]。它包括研究者的創新意識、創造性思維、創造性想象、創造性人格等,其中創造性思維是創造性的核心因素。沒有創造性思維就產生不了創造性活動,更談不上創造性成果,所以創造性的培養,關鍵在于創新意識,創造性思維的培養。
創新思維是為解決實踐問題而進行的具有社會價值的新穎而獨特的思維活動?；蛘哒f,創新思維是以新穎獨特的方式對已有信息進行加工、改造、重組從而獲得有效創意的思維活動和方法,是一種不同于他人的批判性思維方式。研究生有了創新意識,才能抓住創新機會,啟動創新思維。在培養研究生創新思維過程中,還應注重獨立性思維品質的訓練,如愛因斯坦所言:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已,而提出新的問題,卻需要有創造性的想像力,而且標志著科學的真正進步?！笨梢?在科技研究活動中,研究生要敢于懷疑,敢于提出研究問題及解決問題的方法。
2計算機科學與技術專業研究生教育
2.1計算機科學與技術專業設置
浙江工業大學計算機科學與技術專業以培養德智體全面發展,具有堅實的計算機科學與技術的基礎理論、知識全面的計算機高級應用型人才為培養目標[5]。主要研究方向有軟件開發環境與軟件中間件技術,多媒體技術與虛擬現實,電子商務技術,智能技術與應用及制造業信息化。研究生通過專業學習,具備計算機硬件、軟件和應用技術的專門知識,深入了解計算機領域的研究現狀和發展趨勢,具有獨立從事科學研究、工程技術開發的能力,有嚴謹求實的科學態度和創新精神,能夠研究和解決與本學科有關的科學和技術問題。
2.2研究生創新能力的現狀
計算機科學與技術專業在讀研究生生源主要為應屆生。應屆生是從學校到學校,大多數人較少直接參加科研實踐,缺乏生產和科研實踐經驗,研究目標不明確,不具備獨立從事科研工作的能力,更談不上創新能力。很多研究生還是用本科階段的學習方法,習慣于接受、掌握現有的知識和在固定的框架中思考問題,缺乏獨立思考能力和創新思維。
導致研究生創新能力低下的原因是多方面的。首先,中國傳統應試教育影響研究生創新能力教育。在教學和科研過程中,往往顯示出因循守舊的保守思想,喜歡以既定的、現存的規則來解釋新的現象,而不擅長通過新的現象來思考原有規則存在的不合理性,并且通過思考與實踐來它。其次,研究生教育階段學科專業狹窄,學科之間的交流、滲透很少,出現所謂的“隔行如隔山”。其結果往往限制了學生的視野,縮小了研究生想象的空間和相互借鑒的機會。再次,研究生教育對研究生個性釋放的誘導不足,從培養方案到教學方法和科研過程,研究生能獨立從事研究的機會不多,這必然會束縛研究生創新能力的發展。因此,對研究生創新能力的培養成為迫在眉睫的任務。
3研究生創新能力培養模式
研究生創新能力的培養是一個系統工程。培養研究生的科研創新能力需要一個合理的培養過程。計算機科學與技術專業根據專業特點,主要從培養計劃、課堂教學、專題研討、企業實踐、跨學科研究生指導進行研究生創新能力培養模式的探索。
3.1個性化培養計劃
在研究生的培養過程中,需要一個多樣的、有利于學術個性成長的環境。個性化的培養計劃是研究生創新能力培養的有利保障。個性化的培養計劃是導師與研究生共同制定的,每個學生都有自己的教學計劃。計算機科學與技術專業在課程設置上,設置了必修課和選修課,在教學大綱上列出多部相關教材及學科前沿著作等,使研究生和導師在教學計劃的制定上有更多的選擇余地,制定出更加適合自己的培養計劃。同時針對沒有工作經歷的研究生,可設置企業實踐必修環節,研究生利用假期時間完成。導師在指導研究生的過程中,既要對個性化研究生培養計劃的實施進行監督、檢查,更加重要的是要對學生進行引導,發現并培養學生的創新能力。
研究生個性培養計劃中,第一學年主要完成相關課程必修學位課和選修課的理論學習,學會創新科學思維及方法。第二學年是關鍵的一年,主在通過大量文獻閱讀、企業實踐、廣泛收集資料,熟悉本專業領域的國內外研究動態;在導師指導下,擬定研究課題,進行課題的研究工作。在這一年中,專業導師團隊要負責嚴格的選題把關和中期考核篩選。中期篩選考核包括學位課和選修課學分及科研實踐能力是否達標,學位論文的選題是否具有原始創新性等,合格者進入第三學年的學位論文研究工作,不合格者要終止學習可肄業處理。學位論文研究階段是培養研究生創新能力的關鍵階段。
3.2研討性教學過程
筆者作為博士生和訪問學者在香港城市大學、香港浸會大學、德國漢堡大學等國際性較強的高校進行學習和交流,期間主講了計算機三維視覺,指導了多門智能技術相關課程,也旁聽了國外教授主講的人工智能等研究生課程,發現許多專業課程沒有統一的教材,但有大量的參考書目。學生上課前必須先瀏覽該課程的課程網站,了解上課內容和下載相關資料。課堂上,主講教授經常先以一個典型案例(常為最新的研究論文)說明知識點,再留出時間與學生討論,學生基本上是帶著問題來,再帶著新問題跑圖書館或上網學習。這種教學方法針對案例問題展開學習與討論,著眼于發展研究生的創造力以及解決問題的能力,使學生在討論中獲得知識,創造性地提出新的解決問題的辦法。這種研討會形式的教學過程給了我們啟示,為了培養研究生創新能力,我們導師把培養學生的創新意識和創新能力作為課堂教學的主旨,刪除部分內容陳舊的研究生課程,引進反映學科新技術、新成果,反映專業領域熱點和研究進展的教學內容。課堂教學不僅注重啟發研究生思維,引導研究生積極思考,參與討論,還要求研究生就自己感興趣的課題進行自我課堂教學,學生當老師,充分調動學生的研究熱情。同時根據課程特點,增加自主設計的實驗課程。這種創造性教學活動,不僅營造寬松的學術研討氛圍,而且使學生們在良好的學術氛圍中,互相學習,共同提高。幾年來的教學實踐表明,這種教學方式能夠發揮學生的主動性,激發其創新性思維,培養學生的創新精神和實踐研究能力,強化學生創新意識及創新能力的培養。
3.3多樣化專題討論
計算機科學與技術專業研究生多來自不同專業,如機械制造、自動化控制。在研究生學習階段,在對本專業,本領域內的理論全面掌握的基礎上,引入計算機科學技術進行專業研究。對每一位研究生而言,其他同學的研究都是新的研究領域。為此,結合本學科的研究方向,學科定期組織專題講座會。專題討論會相當于為學生提供一個交流平臺,來自不同專業的研究生在這一平臺內分享學習成果、探討問題、分享學習資源,營造良好活躍的學習氣氛。研究生經過獨立思考后提出的創新課題是否具有創新性和可行性,在討論會中提出來,導師和同學一起研究討論。一方面加深研究生對課題的理解認識,另一方面從不同角度審視和思考問題,提高學生研究問題和解決問題的能力。
3.4企業實踐選題
隨著科學技術的進步,計算機應用已經滲透到各行各業,這為計算機科學與技術專業研究生提供了大量企業實踐平臺。低年級研究生利用假期到軟件公司、企業工作實習,將理論學習應用到實踐,同時通過實踐,了解目前技術瓶頸,從中提煉出研究課題。學生所選的課題為公司企業研發實踐中存在的實際問題,學生通過到企業實踐,不僅可以培養獨立工作能力、分析解決問題能力、創新能力,而且又可以解決企業運作過程中的實際問題。所培養的研究生具有獨特的創新工作能力和團隊合作精神,深受企業歡迎,有的研究生畢業后就留在公司工作,實現了學習與工作的無縫連接。經過幾年的實踐,我校建立了一批穩定的研究生實踐基地。
3.5研究生導師團隊
研究生導師在研究生培養全過程中始終處于主導地位,導師個人的學術水平、研究能力對其研究生的創新能力培養起著至關重要的作用。為了適應新興學科、交叉學科研究生創新能力的培養,在實踐中,我們以導師團隊方式指導學生。團隊中的導師來自不同學科,有不同的學術研究背景,主要導師都有國外留學或訪問研究的經歷,有著豐富的研究生指導經驗。
導師團隊內的研究生如有學術上的問題,可以咨詢導師團隊的其他導師,尋求問題的研究方案,團隊導師對學生的研究問題給予必要的指導。導師團隊定期交流,討論研究生學習進展,交換指導意見。導師以團隊方式指導研究生,是一種集體意識和團隊合作精神的體現,能夠準確把握學科發展的脈絡。這種方式,一方面避免導師個人學術水平、知識面、時間安排等方面的局限性,影響研究生創新能力的培養;另一方面,充分發揮團隊合作精神,準確把握學科發展的前沿動態,拓寬研究生創新思維,讓研究生更加主動關注其他領域的知識創新,為科研創新奠定基礎。
4結語
本文結合國內外學校在相關研究生培養方面的特點和優勢,分析了計算機科學與技術專業學生的培養方法,進行研究生創新能力培養模式的實踐探索。在內容上,主要從培養計劃、課堂教學、專題研討、企業實踐和研究生導師隊伍建設等方面進行了探討。
創新才能進步｡我國的學生在總體上基礎扎實,但創新能力較弱;計劃內的課程成績較好,但主動研究的積極性不高。研究生作為我國從事科學技術研究的最具活力的人才隊伍,所具有的實際創新意識和創新能力,事關國家和民族在今后國際上的興衰和地位｡高校的教育工作者應該對研究生創新能力的培養引起高度重視并投入相應的精力,切實做好研究生創新能力培養工作。
參考文獻:
[1] 侯建國. 研究生教育工作應堅持創新求變[J]. 學位與研究生教育,2008(11):1-3.
[2] 陳子辰,許為民,林偉連,等. 新世紀研究生素質教育研究[G]//謝桂華. 學位與研究生教育研究新進展. 北京:高等教育出版社,2006(6):170-189.
[3] 劉學民. 加大創新力度 再創學科輝煌:關于高等院校計算機學科專業設置及創新改革的研究[C]. 第二屆中國計算機教育與發展學術研討會,2008:116-118.
[4] 常順英,林彤. 研究生創新意識和創新能力的培養[J]. 北京理工大學學報:社會科學版,2006(10):106-109.
[5] 2009 年計算機科學與技術專業全日制專業學位培養方案[EB/OL]. [2009-09-11]. / articleContent.do?articleId=459.
Research and Practice for Development of Postgraduate Innovation Ability
CHEN Sheng-yong1, YAO Chun-yan2, XU Xin-li1, WANG Ming-huan2, PENG Wei2
(1.College of Computer Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China;
2.College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)
1計算機工程型人才的培養方式
1.1建設實習基地，提高學生的實踐能力。想要科學合理的提高學生的實踐能力，就應當讓學生與企業有直接接觸的機會，因此，學校應當積極的與當地的企業合作，將專業設立在生產實踐中。學校在實踐的過程中要對自身的教學模式進行轉變，參照當今人才市場的需求對學生的實踐能力進行培養。例如，蘇州的學校與羅技、摩托羅拉以及AMD等企業合作，建立了計算機科學與技術專業的實訓基地，并與某股份公司合作在工程學院成立了軟件工程學院實訓室。學校在實踐中教學，學生在實踐中再次學習，能夠顯著提高計算機科學與技術專業學生的實踐能力。在實踐教學的過程中，可將實訓分為幾個階段，使學生有適應的過程。首先是讓學生認識實習，每周抽出一天的時間讓學生了解企業的運作形式以及企業的發展方向等。其次是開展暑假社會實踐，讓學生利用暑假的時間深入到企業內部去學習，參加企業一些小項目的開發，使學生的知識的得到鞏固。最后是畢業實習，讓學生在企業中實習一周，使學生的綜合能力得到提升。
1.2適應計算機科學行業的需求，制定相關的培訓方案。隨著我國計算機科學（computerscience）的飛速發展，目前國內的體制也發生了較大變革，人才的需求量持續上升。針對目前許多學校的學生不能與市場接軌的情況，一些學校與當地的企業相結合，成立了計算機科學專業的就業指導團，為當地的學生提供幫助與指導。且計算機科學專業的就業指導團還不定期的為計算機專業的學生提供知識講座，為學生解決困難。計算機科學專業的就業指導團不僅為學生解決困難，同時也成為了學校與企業溝通的橋梁，更好的實現計算機專業人才的培養。
1.3建設一體化工程實踐管理平臺。為了保證學生參加工程實踐以及對企業的項目進行管理，一些學校設計了計算機專業工程實踐管理平臺，平臺是由幾個模塊組成的：項目管理模塊，主要是為學生提供平臺下完整的資料以及管理等；課程與時間項目對接模塊，教師可通過模塊將教學任務與實踐課題進行；開發實驗室管理模塊，主要是為校內的實踐提供場地以及相關設備的預約以及管理；校外實踐基地管理模塊，主要內容是為學生提供校外的實習項目，且對這些項目進行管理等。上述這些模塊為學校的實踐教學提供了良好的支持，在保證學生實踐能力的同時，還能夠保證企業的經濟效益。
1.4創立新型的實踐教學模式。創立新型的實踐教學模式主要是改變傳統的實驗課程中，實驗手段通常是測試技術，對于目前較為先進的技術運用不到位、實驗雖然多，但是真正反映出目前先進科學技術的少、驗證性的實驗多而創新性的實驗項目較少等情況，創立新型的、開放性的實踐教學模式。在具體實施過程中，可以將原有的固定實踐時間轉變為靈活的實踐時間，將原本固定的實踐項目轉變為自主設計的實踐項目。按照計算機學科與技術的展業特點，將實驗分為信息安全實驗室、計算機硬件基礎實驗室、數據庫實驗室、計算機軟件基礎實驗室以及計算機多媒體技術實驗室等，針對學生的特點分配不同的實驗室，使學生的特長都能夠得到發揮。
1.5對教學模式進行改革。按照當今人才需求的情況，在加強理論建設的同時，要對實踐環節進行改革。對于教學內容的選擇來說，應當跟上時代的潮流，將陳舊的理論淘汰，對一些跟不上時代潮流的技術以及課程理論進行更新，使用當前先進的計算機專業技術以及相關理論。教學形式上可以采取軟件和硬件相結合的形式進行時，教師的講課的過程中可采用歸納、演示以及講解的方法，增強學生對于知識的理解程度，且對于學生分析問題的能力也是一種幫助。教師在教學過程中要對學生的能力進行考核，除了對理論的知識進行考核外，還應當測試學生的動手能力，使學生在掌握了基本理論知識外，專業技能也得到了提升。此外，還應當適當的融入新的網絡資源，培養學生主動學習的能力，提升教學質量。
1.6對教師的素質進行培養。工程型的應用人才想要在課程結束時持續提升自己的專業技能水平，那么就必須加強computerscience的基礎理論水平的培養。許多教師在教學過程中都存在一定的弊端，一些教師理論知識講授的非常充分，但沒有結合實踐進行教學，還有一些教師讓學生充分的實踐，但是對于理論知識的講授又沒有做到位。這兩種形式都會導致學生的知識產生斷層，出現發展不平衡的情況。為了更好的適應我國信息化的需求，培養符合人才市場需求的計算機人才，學校應當加強對計算機科學與技術專業教師的管理。學?，F有的計算機科學與技術專業的教師基本上都是碩士或者博士，理論知識非常充足，但是相關的操作能力較弱，這對于學生的培養是非常不利的。因此，學校應當到社會中尋找專業技能過硬且理論知識充足的人才來對學生的綜合能力進行培養。還可通過省教育廳的科技特派員制度，調用經驗豐富的人才，使他們利用自己的專業技能培養學生。除此之外，將學校年輕的教師派往當地企業中接受鍛煉也是很好的方法，這樣能夠使教師的專業技能得到提升，還能夠在工作過程中發現自身問題，提升自己的綜合能力。
2結語
通過學校的教育，學生的實踐能力以及創新能力都能夠得到培養，這是實現學生與社會對接的最重要的手段。在信息化的背景下，計算機專業教育的發展起到了非常重要的作用，學校與企業相結合的形式能夠為學生提供良好的實踐機會，使學生的綜合能力得到提升，更好的符合當今社會的需求。
作者：孫黎單位：山東女子學院信息技術學院
關鍵詞:應用型學科;培養目標;人才特征;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
在本文中,將計算機科學與技術專業(應用型)學科簡稱為計算機應用型學科。
1.1計算機應用型學科產生背景
隨著計算機科學與技術的發展,社會對計算機人才的需求發生了巨大變化,凸顯了職業特征的計算機應用型學科異軍突起,迅速發展,倍受關注。
1.1.1當前計算機學科特點
計算機學科呈現學科內涵寬泛化、分支相對獨立化、社會需求多樣化、專業規模巨大化和計算教育大眾化的特點。
(1) 學科內涵寬泛化
當今社會趨向于信息化,計算機專業顯現動態和泛化的特性。動態是指知識體膨脹快,內容更新快。泛化是指大眾化。
(2) 分支相對獨立化
計算機科學與技術專業分解為更多的、更具體的分支。教育部本科招生目錄中的與計算機相關的專業有:計算機科學與技術、軟件工程、計算機軟件、網絡工程、信息安全、電子商務、信息與計算科學、智能科學與技術等。
(3) 社會需求多樣化
對計算機專業本科人才需求與信息化的目標和進程密切相關,學科的發展與應用的寬泛化導致人才需求的多樣化,計算機市場很大程度上決定了計算機人才的層次結構、就業去向、能力與素質等方面的具體要求。
陳明老師
(4) 專業規模巨大化
計算機科學與技術是信息化的核心技術,信息化建設需要大量人才,計算機專業是規模最大的專業,高校專業點最多771個(2005年);學生數最多44萬(2005年);計算機專業是情況最復雜的專業;學科涵蓋面和應用面寬、應用層次跨度大;辦學條件差異大;學生素質跨度最大。
(5) 計算機教育大眾化
計算機教育已由精英教育轉化為大眾化階段。這是學科發展的必然。
1.1.2教育定位
傳統的研究型計算機學科是以學術教育為基礎,以培養計算機精英為目的的計算機教育,但是,隨著知識經濟的產生與發展,科技迅速發展的需要,社會和行業對計算機高等教育人才需求迅速增大,尤其需要大量的計算機應用型人才。因此,計算機教育的定位發生了巨大分化,出現了以應用教育為基礎的計算機應用型學科。
1.1.3培養目標
計算機教育要面向市場和面向應用,以市場所需為導向的計算機教育是計算機應用型學科發展的推動力。不僅在人才的規模上增加巨大,而且培養目標也發生了根本的變化。強調對學生的知識、技能和適應力的培養。
1.1.4計算機學科
人類經過幾十年的研究與探索,致使現代的計算機系統功能強大、應用廣泛,效果顯著,對人類社會的發展做出了卓越的貢獻。應用是推動計算機學科發展的源動力。社會的發展需要大量的計算機應用型人才,研究和實施計算機應用型人才培養勢在必行。
1.1.5計算機企業
計算機企業已成為朝陽企業,軟件公司、網絡公司等IT企業需要大量的具有專門計算機技能的人才,因此,大學的單一的計算機精英型教育培養的人才已不能滿足實際需要,計算機應用型教育應運而生。
1.2計算機精英化教育與大眾化教育
美國高等教育社會學家馬丁•特羅在1973年提出高等教育從精英化向大眾化過渡是歷史的必然。并定義入學率在15%以下水平時是一種精英化教育;當入學率達15%水平時是一種大眾化教育;當入學率達到50 %水平時高等教育走向普及化。
在高等教育大眾化階段,呈現多元性,僅精英化的高等教育評價標準不能描述出現的各種類型的高等教育。
在科學研究成果上,從精英向大眾過渡的主要表現為理論研究向應用研究的轉向。
計算機科學與技術專業已成為我國高等教育本科中最大的專業,在校生已達到40余萬人,已進入大眾化教育發展階段。
1.3計算機應用型學科的職業性
1.3.1加強與企業合作
在知識經濟的影響下,知識的生產、流通、交易和培養具有核心知識的人才已上升到國家發展戰略的高度,加強了學校與管理部門、行業、企業的聯系和合作。
很多大型公司與企業將部分業務外包給高校,甚至在高校設置研究中心和開發機構;學校通過與企業的合作了解最新的業界動態、政策、技術和用人需求等,并通過分析這些信息來制定更有利于學生就業的教學計劃或課程體系。
1.3.2課程設置
為了滿足企業的需求,大學需要提供企業和行業急需的技術人才,這些人才從事計算機職業的工作,所以部分課程設置顯現職業性。
1.3.3教學模式
教學模式呈現了職業性。在培養面向知識應用和全面能力方面,出現了多種職業性教學模式。例如:網絡工程師、軟件工程師、動畫設計與制造、硬件工程師等教學模式。
1.4社會需求與培養定位
目前,針對社會的需求,計算機人才規格可分為下述三類。
1.4.1科學型
為了國家根本利益,培養從事基礎理論與核心技術的研究的科學型人才。主要從事以知識創新為基本使命,研究如何發現規律,什么能夠被有效地自動計算等。
1.4.2工程型
為大部分IT企業,培養從事開發滿足國家需求的產品的工程型人才。主要注重基本理論和原理的綜合應用,不僅要考慮系統的性能,還要考慮建造系統的代價以及可能帶來的副作用;可以是以硬件為主的系統,也可以是軟件系統(應用軟件、系統軟件)。研究如何構建系統、如何低成本和高效地實現自動計算等。
1.4.3應用型
為企事業、國家信息系統的建設與運行(主流需求)培養信息化技術型人才。本類型人才能承當信息化建設的核心任務,掌握各種計算機軟/硬件系統的功能和性能,善于系統的集成和配置,有能力管理和維護復雜信息系統的運行。研究如何實現服務,如何方便有效地利用系統進行計算等。
2培養目標與人才特征
培養目標是人才培養的基本出發點,是人才培養的抽象描述。計算機應用型教育已成為計算機教育體系中極重要的組成部分。研究計算機應用型人才的培養目標有重要意義。
2.1培養目標
2.1.1培養目標的概念
培養目標是根據教育目的,對教育活動的預期結果的描述,也是對各類各級學校的具體培養要求,培養目標是教育理論研究和實踐活動過程的的基石。培養目標決定了教育規范、教育質量和教育評價體系。
2.1.2培養目標的重要性
培養目標決定了培養人才類型的問題,只有在培養目標明確之后,才能進入到具體的教育活動,包括培養方式、教育方法、規格、標準,教學資源配置、師資隊伍、課程體系、教學內容、教學方法和教學手段、教學管理制度、教學質量評估等。
2.1.3知識、能力和素質
知識、能力和素質是培養目標的三個基本要素。知識處于基礎地位,而能力和素質位于其上;知識可以轉化為素質和能力;能力對知識具有反作用,促進知識的不斷增加。
知識可分為人文知識、社科知識、自然知識、工具知識和專業知識;能力分為研究能力、學習能力、創新能力、實踐能力和適應能力;素質分為思想素質、文化素質、身體素質、專業素質和心理素質等。
計算機應用型學科培養目標可以用知識、能力和素質描述如下:計算機應用型學科是培養具有計算機專業知識、能力、綜合素質及德、智、體、美全面發展,面向生產、建設、管理和服務第1線高級的計算機應用型專門人才。計算機應用型學科培養目標主要包括人才培養類型和人才的特征兩方面,
2.2計算機應用型人才特征
基于知識、能力、素質三方面的考慮,計算機應用型人才特征如下所述。
2.2.1知識
知識是基礎、載體和表現形式,從根本上影響著能力和素質。能力和素質的培養必須通過具體的知識傳授來實現,能力和素質也必須通過知識來表現。計算機應用型人才的知識主要分為素質性知識和專業性知識兩部分,素質性知識指人類、社會、自然發展及其規律的基本知識和基本理論;專業性知識指計算機學科的理論知識、經驗性知識和工作過程性知識。
2.2.2能力
能力是核心,是人才特征的最突出的表現。計算機學科人才應具備計算思維能力、算法設計與分析能力、程序設計與實現能力、系統能力(系統的認知、設計、開發、應用能力)。學習知識的目的是為了獲得能力和不斷地提升能力。計算機應用型人才的能力主要包括應用能力(專業能力)和關鍵能力。
(1) 應用能力
應用能力主要是指用計算機科學與技術專業知識解決實際專業問題的能力。
(2) 關鍵能力
關鍵能力是指跨職業能力,并不是具體的計算機專業能力和職業技能,而是對不同職業的適應能力,也就是即便當職業發生變更時,這些能力依然在從業者身上起作用。計算機應用型本科人才所應具備的三種關鍵能力是:學習能力、工作能力、創新能力。
(3) 能力和知識之間的關系
應用能力的培養需要計算機專業知識的支撐,并且在培養過程中還應該使學生得到更多與應用能力相關的學科性知識、經驗性知識和工作過程性知識。理論與實踐相結合可提高應用能力。
2.2.3素質
計算機應用型人才的應用能力與責任心、道德感、心理素質、意志品質等密切相關,并直接影響工作的效果與質量。因此,計算機應用型學科要避免重專業知識和能力、輕視非專業基本素質,在培養目標上,必須將素質作為重要組成部分之一,科學地構建素質內涵,并在培養過程中得到實現。
而基本素質是指具有良好的公民道德和職業道德,具有合格的政治思想素養,遵守計算機法規和法律,具有人文、科學素養和良好的職業素質等。計算機應用型學科人才素質主要是指工作的基本素質,要求在從業中必須具備責任意識;能夠對自己職責范圍內的工作認真負責地完成。
基本素質主要決定于校風、學風、人才培養方式、相應課程設計和實施以及教育教學思想。
2.3中國工程教育專業認證
中國工程教育專業認證的8點要求如下。從中可以看出基于知識、能力和素質的關系和特征。
(1) 人文素質、社會責任感和職業道德:具有較好的人文社會科學素養、較強的社會)責任感和良好的工程職業道德。
(2) 數學、自然科學、經濟管理知識:具有從事工程工作所需的相關數學、自然科學知識以及一定的經濟管理知識。
(3) 專業理論、知識、實驗技能、工程實踐等專業知識與能力:具有綜合運用所學科學理論和技術手段分析并解決工程問題的基本能力。掌握必要的工程基礎知識以及本專業的基本理論、基本知識;受到本專業實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練,具有創新意識和對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力。
(4) 文獻與資料獲取:掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法。
(5) 專業相關法律法規、認識工程對于客觀世界和社會的影響:了解與本專業相關的職業和行業的生產、設計、研究與開發的法律、法規,熟悉環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法津、法規,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。
(6) 組織管理、交往能力以及團隊能力:具有一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力。
(7) 終身學習能力:具有對終身學習的正確認識和學習能力,具有適應發展的能力。
(8) 國際視野、交流、競爭與合作能力:具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。
3計算機應用型學科的課程模式
課程是載體、是實現培養目標的重要手段。教育理念的實現必須借助于課程來完成。教育類型和教育層次的劃分實質上是課程內容和課程性質的劃分。因此,計算機應用型學科培養目標的實現關鍵在于課程體系的構建,即課程內容和課程性質的確定。
課程是教學科目和有計劃的教學活動,課程的范圍主要是指計算機學科的知識結構和知識內容。在知識體系中,要明確劃分各種科目,系統地選擇和設計學習內容,促使學生在計算機學科的各種能力上迅速地獲得提高和發展。
3.1課程模式
模式是指某種事物的標準形式。課程模式是根據某種思想和理論,選擇和組織教學內容、教學方法、教學管理手段以及制定教學評價原則而形成的一種形式系統。簡而言之,課程模式就是基于教育理論的、具有特定功能和結構的課程體系,一方面要規定課程的組成要素及其各個要素之間的相互關系,另一方面又要建立具有特定功能的結構。
3.1.1課程模式的特點
(1) 典型性
課程模式具有特征方面的典型性和功能方面的代表性;
(2) 抽象性
課程模式提供了一種理論模型或圖示的抽象;
(3) 規范性
課程模式規定了一系列的課程構建的約束和原則。
3.1.2計算機應用型學科課程模式含義
計算機應用型學科的培養目標是為經濟建設培養具有計算機專業知識、應用能力和綜合素質的計算機專門人才。實現這一培養目標,課程模式包含以下三層含義。
(1) 在課程研究中獲得的典型成果;
(2) 課程的組成要素和實施環節等關系的描述;
(3) 課程開發和組織及實施的基本原則。
3.2計算機應用型學科課程模式構建原則
3.2.1社會需求
計算機應用型學科是為經濟服務、并根據市場的需求來設置課程,具有明顯的職業性特征。應用型學科課程模式的構建,首先要對實際需要進行分析,將工作分解為多項工作任務,并確定完成各項工作任務所需要的能力,在能力分解的基礎上,以能力與知識的對應關系,將課程內容進行歸類、整合、安排,進而形成應用能力培養的課程模式。
3.2.2能力培養
應用型學科的課程模式是以培養應用型人才的應用能力為核心,將能力培養體現在課程模式的各環節中。在課程模式的授課方式上,更側重于從做中學,強調實踐教學環節的作用,尤其是一些綜合性的實踐環節,產、學、研合作教育是實現應用能力培養的基本方式。
3.2.3學科知識
計算機應用型學科的課程模式以學科知識為基礎,這些學科知識能夠滿足應用型人才所需的技術和技能的要求,應用型人才具有較寬的知識面和比較扎實的基礎理論及獲取新知識和技術的能力。在設計學科知識體系時需要考慮應用型人才職業性的需要及特點。
3.2.4過程性知識
計算機應用型學科的課程模式應具有系統性、完整性并達到計算機本科水平的理論課程,但這些理論課程與研究型培養規劃與設計能力的理論課程不同,要求具備在工作現場實施計算機系統及應用的設計和方案而必需的過程性知識。計算機應用型人才在工作現場必須具備解決實際問題的能力,這就要求理論課程是以計算機專業的工作過程性知識為重點,培養學生在實際的工作中如何做和如何做得更好。
3.2.5素質教育
隨著科學技術的飛速發展,工作環境呈現復雜化和多變化,變換工作的機遇大大增加,必須培養具有較高的素質和較強的應變能力的人才。另外,技術的更新往往表明一個全新領域的出現,而不是在原有基礎上的局部改進。這就要求計算機應用型人才具備可持續發展的潛力,能夠學會學習,掌握知識的知識,體現知識的知識才是力量的哲理,進而適應社會發展的需要。
3.3計算機應用型學科課程類型
計算機應用型學科課程類型有以下幾種。
(1) 通用課程
通用課程指通識教育課程,主要由一些素質類課程和工具類課程所組成,主要是培養計算機應用學科的人才應該具備的基本素質和基本能力。素質類課程主要是指政治類課程、人文素質類課程、體育類課程等;工具類課程主要是指外語類課程等。
(2) 基礎課程
① 數學基礎:高等數學、線性代數。
② 物理基礎:力學、電磁學和物理。
③ 程序設計基礎:計算機導論、C語言程序設計與實習、數據結構與實習。
④ 電子學基礎:電路基礎和電路基礎實驗。
(3) 專業核心課程
專業核心課程又稱為專業基礎課程,主要是由專業原理性知識構成的課程。專業核心課程主要由四個課程群組成,簡述如下。
① 軟件基礎課程群:編譯技術、編譯技術實習、操作系統原理、操作系統原理實習、程序設計語言原理。
② 硬件基礎課程群:數字邏輯設計、數字邏輯設計實驗、計算機組成原理、計算機組成原理實驗、計算機體系結構、計算機體系結構實驗。
③ 理論基礎課程群:離散數學、數理邏輯、概率統計、算法設計與分析。
④ 智能基礎課程群:人工智能導論、神經網絡模型等。
(4) 專業選修課程
主要包括下述課程群:軟件工程、計算機網絡、程序設計、數據管理、數字媒體技術、自然語言處理、計算機體系結構等。
(5) 應用課程
面向應用課程主要是指與某一特定的工作或某一類職業相關的課程,用來培養學生解決實際問題的能力。例如,網絡工程師方向的計算機網絡工程課程,軟件工程師方向的軟件測試技術、UML教程和信息化技術方向的SQL Server、Oracle等課程。
(6) 實驗課程
課程實驗是針對課程相關知識點設置的實踐教學活動,是課程教學的重要組成部分,對加深理論理解起著重要作用。課程實驗主要包括驗證性實驗和設計性實驗。
課程實驗是側重于課程中某一局部內容開展的實踐性教學過程,一門課程由多個實驗組成,驗證性實驗是通過實驗來驗證理論知識,而設計性實驗是運用學過的知識來求解問題,設計性實驗是實驗課程的主體。
(7) 實踐課程
將課程設計、專業實習和畢業設計歸為實踐課程。課程設計是指與課程相關的實踐環節,具有綜合性和設計性。課程設計可以以一門課程為主,也可是多門課程的綜合。
專業實習能夠使學生直接接觸專業的生產實踐活動,讓學生在真實的工作環境中,綜合而創造性地運用所學的知識和技能來完成具體的工作任務。應該選擇IT企業和大型研究機構作為專業實習的單位。
畢業設計能夠使學生以適當的課題研究為背景,進行科學研究,接受科學研究的全過程的訓練。
3.4計算機應用型學科課程體系
計算機應用型學科課程體系由五個平臺組成:公共基礎課程平臺、專業基礎課程平臺、專業選修課程平臺、應用能力課程平臺和基本素質課程平臺。
3.4.1公共基礎課程平臺
公共基礎課程平臺包括較寬廣的基礎課程,主要包括數學基礎、物理基礎、程序設計基礎和電子學基礎。
3.4.2專業基礎課程平臺
專業基礎課程平臺是依據計算機學科來設置課程,側重于培養專業基礎理論。專業基礎課程平臺主要包括專業核心課程和專業實驗課程。專業核心課程主要涉及計算機學科的基礎理論,提供必要的理論基礎、培養學生面向工作的應用能力和解決某些實際應用問題打下堅實理論基礎。
專業基礎課程平臺主要包括軟件基礎課程群、硬件基礎課程群、理論基礎課程群等。
3.4.3專業選修課程平臺
計算機應用型人才在知識結構上應具有知識面寬,基礎扎實,應用性強的特點。因此,專業選修基礎平臺課程的內容應該根據應用型人才的工作和職業的需要來加強課程內容的整合,突出理論教學的應用性,主要有專業選修課程組成?？傮w來說,專業選修基礎平臺的課程內容應該具有學科知識覆蓋面寬;理論深度適度降低;并能不斷把最新的與應用有關的學科知識加入到課程內容中,使用的案例應該結合實際不斷更新;學科知識的傳授要有應用的針對性。
專業選修課程平臺主要由軟件工程、計算機網絡、程序設計、數據管理、數字媒體技術、自然語言處理、計算機體系結構等課程群組成。
3.4.4應用能力課程平臺
應用能力課程平臺根據計算機行業的用人需求來構建、培養應用型專業人才所需要的應用能力,按照能力的要求設置職業課程和實踐課程。應用能力課程平臺是應用課程的集合,可以按照未來職業工作的不同來設置專業方向課程,應用能力課程平臺課程側重于特定的職業能力的培養。理論課程主要包括與應用能力培養相關的課程,而且尤其重視經驗性知識在理論課中的體現。應用能力課程平臺還應設置綜合性、任務性訓練和綜合項目實習等工作過程性實踐教學環節。因為應用能力課程平臺與職業工作直接相關,所以應該把職業工作要求作為課程開發的基礎,從行業向教育內部輻射,從事課程開發的人員應該由計算機企業代表和教師共同組成,這樣才能保證課程的設置符合需要,有較強的針對性和實用性。
應用能力課程平臺強調傳授過程性知識,課程的編排遵循做中學的教育理念,是以工作過程為基點,實現理論
知識與實踐的融合。在應用能力課程平臺中,對相關知識的掌握和技能的培養,可以由簡單到復雜,由易到難同步進行,并體現出關鍵能力培養。
3.4.5基本素質平臺
基本素質課程平臺側重于基本素質和職業道德的培養,以職業素質、職業道德的培養為目標?；舅刭|課程主要是指通用課程,包括英語、政治理論課、德育和體育等本科教育的必修課程,側重培養應具備的基本素質。職業素質和職業道德的培養也是基本素質課程平臺的另一部分任務,但職業素質和職業道德的培養不能單由基本素質課程完成?！皟烧n”應該成為培養職業素質和職業道德的主要環節?；舅刭|平臺課程涉及自然科學、人文、社科等多個學科門類;課程不是職業教育或專業教育,而是提高基本素質的普通教育。
4結束語
“他山之石,可以攻玉”,我們應學習和應用各種有關計算機應用型人才培養的先進理念和方法,探索計算機應用型人才培養之路。計算機科學與技術學科具有兩種品格,其一是工具品格,其二是文化品格。工具品格對應于應用,而文化品格對應于學科。計算機應用是將理論應用到實際中去的演繹過程,而計算機科學是從應用到理論的歸納過程。計算機科學與技術人才分為研究型、工程型和應用型,而且應用型人才數量巨大、涉及范圍廣,規格分類培養勢在必行,意義深遠而重大。在課程設置研究中,必須貫徹按知識點教學,并逐步走向按能力培養的道路。
參考文獻:
[1] 中國計算機科學與技術學科教程2002研究組. 中國計算機科學與技術學科教程2002[M]. 北京:清華大學出版社,2002.
[2] 高林. 應用性本科教育導論[M]. 北京:科學出版社,2006.
[3] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
[4] 張銘,李文新,陳徐宗,等. 北京大學計算機系本科課程改革進展[J]. 計算機教育,2009(3):7-11.
[5] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程[M]. 北京:清華大學出版社,2007.
[6] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業實踐教學體系與規范[M]. 北京:清華大學出版社,2008.
[7] 蔣宗禮. 研究專業核心課程教學實施方案,引導大眾化教育背景下的課程教學[J]. 計算機教育,2009(3):4-6.
關鍵詞：數值分析；教學方法；實踐
作者簡介：黃文芝（1978-），女，湖北武漢人，武漢工程大學計算機科學與工程學院，講師；張蕾（1982-），女，湖北武漢人，武漢工程大學計算機科學與工程學院，講師。（湖北 武漢 430073）
基金項目：本文系武漢工程大學青年科學基金項目（項目編號：Q201107）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）05-0039-02
“數值分析”也稱計算方法，它與計算工具發展密切相關。計算方法是數學的一個組成部分，很多方法都與當時的數學家名字相聯系，如牛頓插值公式，方程求根的牛頓法，解線性方程組的高斯消去法，多項式求值的秦九韶算法，計算積分的辛普森公式等，這表明計算方法就是數學的一部分，它沒有形成單獨的學科分支。而計算機出現以后，計算方法迅速發展并形成數學科學的一個獨立分支――計算數學。這說明了計算方法與計算機的密切聯系，以及在計算機研究領域的重要性。并且數值分析在計算機相關領域應用比較廣泛，比如在數學建模中，在圖像處理中，在信號處理中等都會用到數值分析中相關的一些知識。這些都說明“數值分析”是計算機專業學生的一門核心專業基礎課程。
“數值分析”課程的教學內容主要包括三部分，一部分是插值擬合，一部分是方程和方程組求解，另外一部分是常微分方程初值問題數值解。而數值積分也是在插值的基礎進行，故筆者把它歸為插值擬合部分。這些內容看上去都是以前學過的知識，積分是在高等數學里學過的，而方程和方程組求解更是中學就重點講解過的知識，學生剛開始接觸這門課的時候會和以前所學的純數學學習的思想結合起來。通過“數值分析”課程的教學，培養學生用計算機解決問題的能力，并且為后續階段的專業課程打下基礎。
筆者是計算機科學與技術專業的一名老師，使用的教材是清華大學出版的李慶揚等編的《數值分析》，本文就當前“數值分析”課程在計算機科學與技術專業教學中存在的一些問題和教學方法、教學模式等方面進行討論，其目的在于改進教學方法和手段，提高學生興趣和教學效果。
一、“數值分析”課程教學中存在的問題
1.數學理論強，公式繁多冗長，學生學習興趣不高
“數值分析”是數學的一部分，具有與其他數學課程一樣的理論性強的特點，但“數值分析”又還有一些和以往學生所學各類數學課程不同的特點。首先，“數值分析”研究的是計算算法，用計算機來解決問題，以前學生學習數學課程大都是從理論學習到作業聯系，涉及的知識邏輯推理的特性比較強，并且以往研究的大多數都是連續的，這種研究對象的差異使得學生不能很快接受，思想不能很快轉變過來。其次，“數值分析”比以往所學的數學課程的公式更加繁多，更加冗長，比如解線性方程組，如果用以前的知識，學生都會解，但現在解線性方程組不僅僅是要得出結果，更重要的是解線性方程組的算法以及它的實現，這就涉及到至少4個公式，而我們要弄清楚了這些公式的來歷才能通過編程實現這個算法，這也是學生不感興趣的主要原因。
另外，由于學生對數學課程以及對數學公式的害怕，對“數值分析”這門課程的重要性認識不足，當學生學習遇到困難時，容易失去學習興趣，從而放棄學習。雖然“數值分析”是計算機科學與技術專業的基礎課，是大多數課程的基礎，但學生還不能理會到“數值分析”這門課程對以后課程的重要性，對于大三的學生來說他們現在所學的課程還沒能很好地得到應用，而對他們比較實際的用處――找工作也沒有顯現出比較重要的作用，因而學生會在潛意識里無視這門課，在課程學習遇到困難的情況下，他們往往會選擇放棄學習。
2.知識點多，信息量大，掌握困難
這門課的知識點比較多，信息量比較大，對于理學的學生來說該課程學時比較多，但筆者承擔的“數值分析”課程的學時是48學時，并且完全是講授部分，然而相對于課程所包含的大量內容，這些學時數遠遠不夠，比如函數逼近與快速傅里葉變換，它涉及到范數，賦范線性空間，歐氏空間，三角插值等許多概念，想讓學生在規定的學時數內真正掌握這些概念比較困難，尤其是對計算機科學專業的學生而言。因為理學院的學生學過實變函數、泛函分析，所以理解這些概念就略顯容易些。
3.重理論，輕實踐
當前“數值分析”課程教學過程中，仍然存在理論與實踐脫離的現象，雖然這門課實踐比較重要，但鑒于課時的安排，大多數教師只能按書本知識來講，學生聽，學生沒理解理論的用處，沒能立刻就在實踐中體現出來，因此使得很多學生只是為了考試而學習，為了學習而學習，不知道它的作用，考完就還給老師。這樣他們也只獲得了知識的皮毛，而沒有抓住知識的精髓和實質。
二、“數值分析”課程教學方法淺談
1.強調課程的重要性，提高學生的學習興趣
為了讓學生正確對待這門課，應該讓學生充分認識到“數值分析”課程在計算機科學與技術專業中的重要性。在組織教學的過程中，可以安排一些有實踐經驗的學生介紹經驗（這樣學生更好理解，更容易相信，更實際），聯系具體的研究方向，給出簡單的例子，論述“數值分析”在計算機科學與技術專業方向中的應用，讓學生切實感受到“數值分析”課程是后續課程學習的基礎，應用比較廣泛。另外，在教學中教師還必須聯系實際，在課程中穿插一些有實際應用意義的例子，比如現在很多數學建模就用到“數值分析”的內容，可以就里面簡單的例子引用一個。這樣讓學生了解到“數值分析”不是空洞抽象的理論，而是能夠解決實際問題的工具，通過這些方法，使學生逐步樹立“數值分析”比較有用，應該學好“數值分析”課程的觀念。
然而僅有應該學好該課程的觀念還不夠，還應該從各個方面提高學生學習的興趣，興趣是最好的老師，只有有了興趣，學生才會真正自主去學習，而不是被動的，為了考試而學習。如何讓枯燥的課程變得生動有趣是值得研究的問題。在實際教學過程中，可以采用學生自己講解，學生之間互相提問等方法，另外也可以編一些小程序，演示計算機解題的過程，這樣讓學生體會到雖然計算機的功能比較強大，還是需要人腦來控制，靈魂還是人。這樣能使學生在整個課題中能主動思考，而不是被動接收。
2.合理取舍教學內容，把握全局，突出重點
“數值分析”課程所涉及的內容非常豐富，但現在課時有限，因此合理取舍教學內容非常重要，應該在有限的學時內，讓學生掌握比較重要的理論方法，比如根據學生專業的特點，可以將主要的教學時間安排在講解誤差分析，插值，數值積分，方程和方程組的解法上面。在矩陣特征值計算方面，有時間的條件下可以簡單介紹思想方法，而對于常微分方程初值問題的數值解可以舍去，因為本專業的學生沒有學常微分方程，所以對常微分方程初值問題的數值解會無法理解。
3.合理使用多種教學方法和手段
傳統的“黑板+粉筆”的教學模式對數學課程的教學非常重要，通過板書學生可以了解教師處理問題的思維過程，然而鑒于“數值分析”的特點，又不能完全用傳統的教學模式，因為“數值分析”課程中有大量的矩陣和公式，如果單純使用“黑板+粉筆”，黑板無法板書完整，如果擦掉原先板書的內容又無法把前后聯系起來講解，而使用多媒體就可以解決這一問題。另外，有條件的學?？梢园焉险n安排到有投影的機房，在講解算法時教師可以演示一些程序，學生學起來就不會覺得完全是在聽數學課了。因為是計算機專業的學生，這樣和他們的聯系更緊密些，他們也可以通過編程來實現算法。
4.強調理論聯系實踐，培養解決問題的能力
“數值分析”這門課重點講授的是算法，而學生如果沒有很好的實踐，對這些算法的應用只能停留在死記硬背上，這不是學習的目的。本來計算機專業也應該突出學生的動手能力，所以對講授的每個算法都應盡可能讓學生編程來實現，這樣一來可以鞏固學生學到的知識，二來也可以讓學生明白這門課不是單純的數學課，而是和實際聯系比較緊密的一門課。當然要實現每個算法都編程，在所授課的學時內是無法完成的，這樣就要鼓勵學生自己主動去編程，可以采取一些獎勵的措施，比如對編程完成比較好的學生可以適當提高平時成績等。學生自己主動的學習有利于提高其學習興趣，開發學生智力，培養學生解決問題的能力，從而提高學生的綜合素質。
三、總結
隨著計算機的廣泛應用，“數值分析”課程作為計算機科學與技術的一門專業基礎課程，在學生學習和工作中越來越重要，因此“數值分析”課程教學也應該不斷更新知識結構，豐富教學內容，改進教學手段，以提高學生學習興趣，提高教學質量，培養學習的能力，從而為后續課程的學習和將來的工作打下堅實的基礎。
參考文獻：
[1]李慶揚,王能超,易大義.數值分析[M].北京:清華大學出版社,2009.
關鍵詞：計算機；創新人才；培養模式；探索；實踐
文章編號：1672-5913（2013）18-0016-04
中圖分類號：G642
0 引言
針對創新及創新人才的培養，美國制定了著名的“2061”計劃，旨在用一代人的時間根本改變美國的教育體制，造就新一代具有高度科學素養的國民。培養創新人才，是時展和社會進步對高等教育提出的新要求，然而，長期以來，我國的高等教育卻一直把學習已有的工業文明成果作為大學生培養的首要目標，注重知識的傳授，把教學過程理解為知識的積累過程，對大學生的評價立足于掌握知識的多少，而忽視了學生潛能、創新能力和實踐能力的培養。
中央教育科學研究所于1998年提出“創新教育”的理念，有力推動了教育改革。創新型人才的培養離不開課內理論知識的傳授，更離不開課外嚴格的科研、實踐能力訓練。實踐證明，開展大學生科研能力訓練計劃是改革本科生教學模式的重要舉措，是培養和提高學生科研創新能力的重要舉措。
產學研合作是我國國家創新體系的基本組成部分，它體現了科技與經濟結合的普遍規律，是當代各國發揮科技第一生產力作用的基本途徑。政府導向與市場推動形成產學研合作在運行中的良性機制，已成為各國科技與經濟政策的基本內容。產學研合作教育是國際公認的培養創新人才的最佳教育途徑，也是世界經濟一體化進程對加快人才培養的要求，順應了世界高等教育改革的潮流。
從20世紀80年代后期開始，我國計算機人才培養經歷了一個從到低谷的過程。在階段，幾乎每一所高等學校都開設了計算機專業。目前，計算機專業是全國各類專業中人數最多的專業，計算機專業由于其發展十分迅猛的特點，被學生和家長視為“艱苦難學專業”，同時由于其他非計算機專業的計算機應用水平也在迅速提高，計算機專業人才培養面臨極其艱巨的挑戰，如何加強計算機專業人才培養，提高計算機專業學生的創新意識和實踐能力，成為勢在必行的迫切需求。針對目前計算機科學與技術專業普遍存在著專業優勢下降、社會認可度下滑、創新能力不夠明顯等問題，從特色課程體系、產學研合作、實踐環節和國際合作4個方面進了改革與創新，筆者提出了一種新的計算機創新人才培養模式，并探討和總結了在創新人才培養方面的一些實踐和經驗。
1 新的計算機創新人才培養模型
以華南理工大學計算機科學與技術專業“全英創新班”為對象，從全英課程體系、產學研合作、實踐環節改革和國際合作4個方面，提出了一個新的計算機創新人才培養模型，如圖1所示。
1.1 全英課程體系
計算機類全英創新班（含本碩博連讀創新班和聯合班）通過高考招收優秀學生，所有必修課程聘請具有國外留學背景的教師（或直接從國外聘請教師）采用全英語方式進行教學，旨在培養基礎扎實、知識面寬、德智體全面發展，且具有研究創新能力和國際視野的計算機科學與技術高級研究型人才（碩士或博士）。
表1給出了計算機科學與技術專業全英創新班的課程體系。該體系綜合考慮了CC2005和國內外著名大學的培養方案，通過數學分析、離散數學、概率論和線性代數的學習，加強學生的數學基礎，大學一年級開設計算機科學概論、IT前沿技術、新生研討課，使學生對計算機科學與技術的發展有一個初步的了解，數字系統創意設計的設置培養學生對計算機科學的興趣和創新意識。
該培養體系除了傳統的計算機基礎課程外，還開設了IBM模塊課程、Google模塊課程等國際著名企業模塊課程，使學生的知識結構與計算機最新技術同步。
1.2 實踐環節
華南理工大學計算機科學與技術專業本科生實踐能力培養包括課程實驗、大作業和課程設計、三年級優秀本科生進入教授科研團隊進行科研或工程項目訓練、學校教務處資助的學生研究計劃、校團委支持的百步梯計劃、各類科技競賽、通過各類著名企業俱樂部（IBM俱樂部、Microsoft俱樂部、騰訊創新俱樂部、Java俱樂部、視覺藝術俱樂部、人工智能俱樂部、網絡專家俱樂部）開展豐富多彩的課外科技活動、畢業實習和畢業設計等環節構成學生實踐能力培養鏈，如圖2所示。
（1）三年級優秀本科生進團隊：從大三開始，對班級排名在前40%的學生，實行導師負責制，讓學生跟導師從事科研工作，與大四畢業設計捆綁。
（2）畢業實習改革：根據本科生對畢業實習提出的意見，滿足本科生在找工作時需要有項目經驗的需求，提高學生的實踐能力，學院將本科畢業實習時間提前到暑假開始，加上9月、10月2個月，畢業實習時間大約為期4個月，并將優秀本科生進入團隊實驗室與畢業實習聯系起來。本項工作從2008年7月已經開始實施。
（3）ACM競教結合改革：繼續推進“高級語言程序設計”ACM競教結合改革；繼續推進“數據結構”ACM競教結合；新增“算法設計與分析”ACM競教結合試點；2011年起在這些課程的期末考試中增加了“機試”部分，隨后的下一個學期“機試”部分比例已達到50%，這些改革大大地提高了學生的動手能力。
1.3 產學研合作
（1）實習基地建設：2011年在前期實習基地的基礎上，又分別與TCL通訊控股有限公司、華軟集團合作建立了2個校內實習基地。目前學院分別與Google、Oracle、IBM、騰訊、TCL、阿里巴巴、廣州移動、金山等25家公司建立了校外實習基地，組織大四本科生到企業實習4個月。2009年以來，本科生有近50%的學生到校外企業實習，其他保研和考研的學生大約占30%，剩下的學生在校內實習。學生可以通過到這些實習基地參與實際科研和工程活動，在實戰中增強自身的科研和工程能力。實踐表明，實習工作取得非常豐碩的成果。
（2）企業模塊課程：學院還積極與Google、IBM、EMC等國際著名公司合作，并開設了“IBM模塊課程”4門、“Google模塊課程”3門、“Atmenl模塊課程”1門和“EMC模塊課程”1門。
（3）校企共建實驗室：通過企業捐贈，分別建設“Google Androdi移動計算實驗室”“三星移動計算實驗室”“Atmel嵌入式系統實驗室”，改善了本科生實驗條件。學院接收企業捐贈共建實驗室的條件是捐贈的套數要足夠多，捐贈設備能夠真正地用于本科生實驗。
（4）騰訊創新班：2011年選送21名學生參加第二屆“華工騰訊創新班”。在此基礎上，2011年華南理工大學等7所知名高校攜手騰訊建立合作開放平臺，反響巨大。
1.4 國際合作
產學研合作是培養創新人才的必然趨勢。產學研合作以人才培養為中心，在教學過程中突出學生的主體地位，讓學生直接面向社會實踐和科研創新，培養學生的知識應用能力和創造能力。學校與企業的結合充分調動了地方、部門和企業參與辦學的積極性。這樣一來，學校與企業雙方就會把智力投資和人才使用效益統一起來并達到一致，這將更有效地培養出高質量的人才，同時也能促進對高等學校管理體制的改革。華南理工大學計算機科學與工程學院具體的產學研合作情況為：
華南理工大學計算機科學與工程學院計算機科學與技術專業先后與新加坡國立大學、香港浸會大學、紐約科技大學、法國南特大學、法國Cnam大學等高校建立了教學科研合作，合作形式包括推薦優秀本科生到國外攻讀博士學位、互派教師訪問、互派研究生、教材合作、共享雙方教學方法以及科研合作等方面。為計算機教育國際化創造了條件。2011年選送了近50人分別到新加坡國立大學、香港浸會大學、香港科技大學、美國阿肯色大學、法國Cnam大學、美國紐約大學Poly分校等國外高校攻讀博士學位或短期訪問。表2給出了具體的合作學校、合作內容及畢業后應該獲取的學位。
（1）聘請外教：2010年聘請美國德克薩斯州立大學Ted教授承擔嵌入式系統、高級語言程序設計課程教學；2011年和2012年聘請香港科技大學Rymoll教授承擔數據庫課程教學；2012年聘請法國Nicolas Sicard教授給2011級創新班學生講授高級語言程序設計課程；2012年聘請法國Pierre-Andr6 Galmes教授給2010級創新班學生講授計算機組成與體系結構課程；2012年6月聘請IEEE院士意大利Fabio Roli教授為學生講授人工智能課程。
（2）校內國際氛圍培養：學院還開設計算機留學生班，通過定期開展“愛無國界融合互助”活動，創新班學生幫助留學生提高專業水平，留學生幫助創新班學生提高英語口語水平，真正達到互助雙贏。
2 新的計算機創新人才培養模型的成效
華南理工大學計算機科學與工程學院從2010年開設創新班以來，取得一定的成效。下面通過學生英語水平考試、、競賽獲獎、出國學習等方面加以驗證。
（1）學生英語水平考試：2010創新班、201G聯合班、2011創新班、2011聯合班學生CET4和CET6考試情況見表3。
（2）：2011年共18篇，2010級創新班和聯合班4篇，2009聯合班9篇。部分學生代表作見表4。
（3）競賽獲獎：2010創新班、2010聯合班學生競賽獲獎個數情況見表5。
（4）出國學習：2012年至今，學院聯合班和創新班共計派出出國學習的學生近百人，其中美國阿肯色大學一個學期（2010聯合班）1人；香港中文大學（2010創新班和聯合班）2人；法國Cnam大學暑期游學（2010創新班和聯合班）26人；國際（美國）硬件競賽（2010聯合班）2人；香港浸會大學暑期科研實踐（2009聯合班）5人；香港浸會大學攻讀博士（2009聯合班）2人；香港4所大學訪問2010創新班聯合班學生55人。
3 結語
兩年多的實踐表明：進行創新班模式的人才培養方式是有效的，學生的英語水平、國際視野、科研能力和創新意識得到了很大的提高，對計算機創新人才的培養具有一定的示范和推廣作用。今后還需進一步加大改革力度，培養具有國際視野和創新能力的計算機科學與技術高級專門人才。
參考文獻：
[1]田德新，張喜榮，美國創新人才培養機制[J]，西安外國語學院學報，2003，11（3）：85-87
[2]劉智運，創新人才的培養目標、培養模式和實施要點[J]，中國大學教學，20ll（1）：12-15
[3]“創新教育研究與實驗”課題組。推進創新教育培養創新人才[J]，教育研究，2007（3）：16-22
[4]郝智，伍玉嬌，張金柱，等，以大學生科研訓練計劃為載體培養創新人才[J]，實驗室研究與探索，2010，29（11）：71-74
[5]宋之帥，田合雷，盛義保，產學研合作培養研究生創新人才的研究與實踐[J]，中國電力教育，2012（34）：17-18
關鍵詞：軟件工程；學科定位；人才培養；校企聯合；CDIO
0 引言
2012年是國家示范性軟件學院成立的第11年，筆者參加了當年12月份在廣州華南理工大學舉辦的“第一屆高等學校軟件工程人才培養高峰論壇”，聆聽了10余場專家、教授的精彩報告，產生了強烈的共鳴。結合筆者有關軟件工程人才培養的調研結果，對新形勢下怎樣開辦軟件工程專業、進行軟件工程人才培養作了一些分析和思考。
1 軟件工程和計算機科學與技術的專業定位
國內絕大多數高校都是先組建計算機學院，再組建軟件學院；先辦計算機科學與技術專業，再辦軟件工程專業。在這樣的模式下，軟件學院便成為了第二個計算機學院，軟件工程專業也成為計算機科學與技術專業的一個簡易型、應用型子集；而軟件學院的師資與計算機學院的師資出現較強的同質化現象，幾乎沒有自身的特色。作為一級學科的軟件工程，必須要從專業建設的定位開始抓起，進行科學定位和合理規劃，才能搞好學科建設。
1.1 軟件工程學科的出現
文獻研究表明，在1990年以前，計算科學通常分為3個研究領域，即硬件領域（Hardware）、軟件領域（Software）和商務領域（Business）。硬件領域中電子工程（EE）和計算機工程（CE）作為一個整體進行研究，軟件領域的研究稱為計算機科學（CS），而商務領域則主要研究信息系統（Is）。1990年以后，計算科學得到較大發展，3個研究領域分出了更多的研究方向，且存在交叉融合。其中硬件領域分為電子工程和計算機工程，軟件領域包括計算機工程、計算機科學和軟件工程（sE）；商務領域發展成為組織需求領域，分為信息系統和信息技術（IT）。其關系結構如圖1所示。
從圖1可以看出，軟件工程已發展成為與計算機科學地位相當的獨立的新學科，成為計算科學的重要組成部分。國家教育部于2011年將軟件工程和計算機科學與技術確立為兩個獨立的一級學科，這既反映了社會發展的重大需求，也為學科發展指明了方向，要求我們必須盡快行動起來，調整師資結構，走差異化發展道路，站在大信息學科整體的高度構思和調整學科布局，以滿足未來社會對軟件工程的教學和科研需要。
1.2 軟件工程的內涵
軟件工程是運用計算機科學的理論和技術，并輔以工程管理的原則和方法，按預算和進度滿足用戶要求的軟件產品的定義、開發、部署和維護的工程或以之為研究對象的學科。由此可見，軟件工程既具有工程與科學的特性，又具有工程教育與科學教育的屬性。要正確處理好軟件工程專業與計算機科學與技術專業的關系，必須準確、全面地理解軟件工程中工程教育的屬性和科學教育的屬性。
軟件工程的科學教育屬性是研究人們對人類的意識、智慧進行科學理解的原則和方法，以及運用軟件本質特性解決現實問題的能力，是軟件工程的基礎研究。軟件工程的工程教育屬性是指綜合運用數學、計算機科學、經濟學、管理學等學科的基本原理，借鑒傳統工程的原則和方法來創建軟件，以達到提高質量、降低成本的目標；是對軟件工程技術、工程管理和服務的研究，特別注重多學科綜合、重視實踐訓練。
1.3 CS和SE在計算問題空間中的定位
CC2005（2005版計算課程）研究計算問題在EE、CE、CS、SE、IT、Is中的分布時，采用問題空間的形式對研究重點以圖形方式作了概要性描述，其中CS和SE的問題空間如圖2所示。
圖2（a）為計算機科學研究的問題空間，圖2（b）為軟件工程研究的問題空間。從兩幅圖對比可以看出，CS和sE的問題空間有較多的不同之處。
（1）CS和SE的研究內容包括軟件基礎設施、軟件方法、軟件技術、應用技術和少量信息系統的內容，但CS還涉及少量的計算機硬件、計算機體系結構的內容。
（2）CS特別關注原理探討和創新性研究，對應用、部署和配置實施幾乎沒有關注。
（3）SE對研究內容從原理到應用實施都有關注，且呈現兩端小，中間大的格局；相對于CS來說，SE在原理和創新性研究方面少一些，更加注重在理解掌握了基本原理后，如何更好地開展應用實施。
從以上分析可以看出，SE絕不是CS的一個子集，而是一個獨立的學科，教育部將sE確立為一級學科是完全必要和正確的。
1.4 CS和SE部分學位課程權重對比
CC2005針對CS和SE的特點，分別在計算主題和非計算主題兩個方面對CS和SE的學位課程權重給出了指導性意見，力求兩個學科能夠合理分工，做到有所為有所不為。筆者根據CC2005篩選了與CS和SE有關的部分知識域權重進行對照分析，最小權重值為0，最大權重值為5，如表1—2所示。
表1中的數據顯示CS和SE在計算主題各知識域的差異如下。
（1）CS對人工智能（AI）有較高的要求，最小權重為2，最大權重5；而SE最大權重為O，即根本不作要求。
（2）SE對軟件的工程基礎（EngineeringFoundations for SW）和軟件的工程經濟學（Engineering Economics for SW）要求較高，最大權重分別為5和3。
（3）CS對電子商務不作要求，而SE在該知識域最大權重可為3。
（4）在軟件驗證、軟件有效性、軟件過程和軟件質量方面，SE的權重較高，最大權重為5；而CS要求較低，最大權重僅為2。
表2中的數據顯示，SE必須在項目管理、風險管理知識域方面設置更多的理論和實踐課程，把學生培養成為能駕馭項目管理的工程型人才。
為了實現軟件工程一級學科的獨立良性發展，我們在設置專業課程時應充分研究表1和表2所列各知識域及其建議權重，結合學校和學生的實際情況，合理安排教學內容，重應用設計，走與計算機科學與技術專業差異化發展的道路，全而提高學科建設質量，為國家軟件產業輸送合格人才。
2 改革軟件工程專業師資隊伍建設標準
目前，高校在師資隊伍建設方面，多以高學歷、高職稱的比例來衡量教師隊伍水平的高低，因而，搞師資隊伍建設，就簡化成提升學歷和晉升職稱兩個抓手。時至今日，高校中大部分教師都具有博士、碩士學位，他們雖然有較強的學術能力，但是專業實踐知識和工程實踐經驗卻相對缺乏，與軟件工程專業對教師素質的要求有較大差距。與此同時，教師們普遍存在過于專注學術研究而不太注重工程經驗積累，技術和實踐能力不足，這很難適應培養軟件工程實踐型人才的需要。此外，由于高校評價教師的標準側重于教師的理論水平和論文數量，這就無形中引導著教師隊伍建設向學術型方向發展，而忽視了工程實踐水平的提高。這些都成為培養高素質軟件工程人才的瓶頸，必須加以克服。
要建設好適應軟件工程專業人才培養需要的師資隊伍，學校必須逐步改革工程類學科任課教師的評價方法，評價標準向工程技術能力和產學合作能力轉變，優先聘用有軟件企業工作經驗的教師，并且優先考慮有軟件企業工作經歷的優秀教師晉升；選送一線教師、青年教師到軟件企業掛職工作，參與項目研發，以便掌握行業動態及最新的前沿技術；形成“走出去、請進來”的“開放式”師資隊伍建設機制，建設一支能滿足軟件工程人才培養需求的高水平的工程教育專兼職師資隊伍。
3 走校企聯合培養的道路
筆者在近幾年分管學生就業工作過程中，與用人單位交流較多，比較關注學生就業后的反饋信息，常常會聽到用人單位這樣的意見：大學生到了單位之后，要經過1年左右的再培養才能真正勝任崗位的需求；而大學生本人也認為，在工作單位中1年所學的知識比大學4年學的還多.即4
針對學生提出4
高校在人才培養中，必須認真考慮社會的需求，重視社會的訴求，因為這些訴求和看法本身都有合理的成分。作為高校教育工作者，我們應該正確面對。當下社會對軟件工程專業人才培養的訴求，歸結起來就是高校要提高學生的工程實踐能力，做到學以致用。那么，怎樣培養學生的工程實踐能力呢？我們從以下幾方面展開論述。
3.1 引入CDIO工程教育模式
麻省理工學院等4所大學，在研究歐美20多年來工程教育改革方面所作的努力和嘗試后，通過近幾年的探索和實踐，創立了CDIO工程教育模式。CDIO是構思（concelve）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）的縮寫。這種教育模式系統地提出了能力培養、實施指導、實施過程和結果檢驗的12條標準，具有很強的可操作性。2010年6月，國家教育部基于CDIO教學模式，提出了卓越工程師教育培養計劃，明確指出擁有大量高素質的工程技術人才已成為體現一個國家核心競爭力的重要因素。
長期以來，中國高校受科學主導工程思想的影響，都是以學科為主導，在一定程度上削弱了學生工程實踐能力的發展；而軟件工程教育與軟件產業界脫節更為嚴重，不同層次、不同類型學校的培養目標大同小異。大學生畢業后不能適應企業需求，主要原因就是工業界所注重的團隊合作、創新能力、學習能力等工程素質未能在學校得到有效培養和形成。將CDIO工程教育模式在軟件工程人才培養中加以靈活運用，可以強化對學生工程實踐能力的培養，提高學生實踐動手能力。
3.2 提高企業在軟件工程人才培養中的地位和作用
對學生開展工程實踐能力培養，最好是在真實的技術環境中進行，而高校缺乏的正是這種真實的技術環境，因此，在軟件工程人才培養中，必須創建高校與軟件企業聯合培養人才的新機制。近些年，很多高校在校企合作實踐中發現，企業往往考慮到效益和核心競爭力等因素，對高校的回應并不熱烈，僅限于為高校提供一時之需，并未從戰略高度進行全盤合作。企業在人才培養中沒有發揮主體作用，無法實現可持續、穩定的校企合作。
要讓企業真正積極主動參與進來，必須讓企業在合作中得到益處，實現高校、學生、企業=：方共贏的局面。三方共贏指的是高校完成既定軟件工程人才培養目標，得到國家和社會的認可，取得社會效益；學生學到真本事，具備扎實的理論基礎和良好的工程實踐能力，為職業生涯和人生成功奠定基礎；企業在合作中得到直接經濟利益和間接經濟效益。在這三方中，企業是一個新的成員，其地位和角色必須有所轉變。高校要改變企業僅僅是單純用人單位的過時觀點，要讓企業也成為人才培養的主體，提高企業在軟件工程人才培養中的地位。高校要和企業開展深度合作，共同制定人才培養方案，企業提出自己需要的培養標準，學校則設立相應的課程和實施方案，企業接收學生進行實踐性學習并全程輔導培養他們融入企業。只有這樣，校企合作才能得到持續、穩定和良性發展。
3.3 切實開展3+1教育模式
校企合作開展實訓是學生獲得實踐能力和職業能力的最主要和最直接的方法和手段，與企業密切合作的實訓是目前彌補學生就業過程中各種不足的有效方法，很多高校在這方面作了很好的嘗試與實踐。
校企合作培養軟件工程專業人才，可采用3+1的教育模式，即在高校學習3年，在軟件企業學習1年。在高校學習期間，學校要改革課程體系和教學內容，重點強化實踐能力和創新能力培養；在企業學習期間，讓學生積極參與企業項目開發，讓他們學習企業先進技術，感受企業先進文化，積累實戰工作經驗，完成畢業設計工作。
關鍵詞：智能科學與技術；交叉學科；相關學科
我國智能科學與技術本科專業（簡稱智能專業）已經歷了10年的發展歷程，而且越來越多的高校經教育部批準，加入智能領域的人才培養行列中，對智能專業的教育教學已有一定的實踐經驗與成果。如今，社會已經步入信息智能化時代，如何更好地適應智能化社會的人才需求，應在已有基礎上對智能專業及相關學科的發展作進一步探討。
1 智能專業的發展基礎
人類社會從農業社會、.工業社會到信息社會，發展到今天，在越來越多的領域，人工智能工具都能夠根據不斷出現的新情況來調整自身的規則系統，需要人工的產業也越來越少，但卻苦于信息與機器無智能的問題，因此有了以信息智能化和機器智能化為目標的智能科學與技術研究領域的出現。我國也非常重視其發展，在國家863項目指南中，智能化人機交互與中文處理平臺已被列為計算機軟硬件主題的重點項目，并將智能機器人納入863計劃長期支持的重要領域；國家中長期科技發展規劃綱要（2006—2020年）強調發展認知科學、智能交通管理系統、智能信息處理技術、智能感知技術、智能服務機器人等智能科學技術。智能科學與技術將在未來國家科技發展規劃和重大科研課題中扮演重要角色，也將成為智慧地球、智慧城市和智慧生活的引導者。我國智能科學技術教育已走出了一條星光大道，爭取在我國學位體系結構中增設智能科學與技術博士和碩士學位授權一級學科，同時把我國智能科學與技術本科專業建設和人才培養推向一個更高的階段。
近年來，信息領域學科的熱門專業也開始面臨不同程度的就業壓力，作為信息領域的一支新生力量，智能專業便成為高等學校進行專業結構調整的著眼點。繼2003年北京大學首個提出并成立智能專業后，眾多高校把握先機，申請并建設了智能專業。
智能科學與技術本科專業是一門融合了電氣、計算機、傳感、通訊、控制等眾多學科領域，多學科相互合作、相互研究的跨學科專業。它涉及機器人技術、微機電系統、以新一代網絡計算為基礎的智能系統，以及與國民經濟、工業生產及日常生活密切相關的各類智能技術與系統等。
經調研，大部分高校的智能專業是基于自動化、通信與電子系統、計算機科學與技術、電氣工程、人工智能、機器視覺、數據挖掘、信息檢索及知識工程等領域發展而來，并且具有雄厚的師資力量，為智能科學與技術未來的發展做好了充足的準備。部分高校智能科學與技術專業的師資隊伍所屬學科的比例如圖1所示。
2 智能科學與技術專業學生的繼續深造方向
智能科學與技術專業涉及非常多的專業領域，就其中的一個領域而言，就可以進行更深一步的研究，成為其繼續深造學科，例如智能專業本科后可以從事控制工程與科學、計算機科學與技術、智能科學與技術等學科，本文只列舉其中幾個例子。
2.1 控制科學與工程
控制科學與工程是研究控制的理論、方法、技術及其工程應用的學科。
經調研，以湖南科技大學為例，該學科特色研究工作主要體現在群機器人協作控制技術、故障智能診斷方法研究與應用、非線性系統分析與綜合、煤礦安全監控系統應用技術等方面：其中群機器人協作控制技術借鑒昆蟲的群智能行為，利用人工智能等技術使多個個體機器人完成一系列合作任務，面對未知環境搜索定位等復雜任務；故障智能診斷方法研究與應用運用智能檢測、智能故障診斷、傳感器融合等技術研制大型機電設備與其復雜的運動控制及診斷系統，該研究成果已成功應用于“機車走行部在線故障診斷系統”。群智能、智能檢測、故障診斷等技術的運用證明了智能科學與技術在此學科中起到重要的作用。
以北京信息科技大學為例，智能科學與技術系的4位教授分別在控制科學與工程學科的控制理論與控制工程、檢測技術與自動化裝置、模式識別與智能系統、導航制導與控制二級學科指導研究生，從事的相關研究為專家系統、智能檢測系統、服務機器人、智能系統與智能導航。以其導航制導與控制二級學科為例，現設方向1——自主導航與控制，方向2——慣性儀表與慣性基組合系統，方向3——微/納機械傳感器，方向4——多自由度電動伺服定位技術。方向1在研究機器學習在導航與控制中的應用、智能伺服技術、新概念飛行器等方面，方向2在信息融合與估計理論、多模組合導航技術、新型機器人的自然感知和運動機理、自主式初始對準等方面，方向3在研究性能穩定可靠、敏感靈敏度高和準數字輸出的聲表面波慣性傳感器方面，方向4在研究基于模型和基于數據驅動的無模型自適應控制方法方面，都離不開智能理論與方法，并促進智能理論與方法的發展。
2.2 計算機科學與技術
計算機科學與技術學科主要是圍繞計算機的設計與制造，以及信息獲取、標識、存儲、處理、傳輸和利用等領域方向，下設計算機應用和計算機軟件與理論兩個二級學科，其中包括智能信息處理、人工智能與嵌入式系統等方向。信息時代的信息處理要求更高，當前信息處理技術逐漸向智能化方向轉變，以圖像、視頻、音頻等多媒體信息為研究對象，從信息的載體到信息處理的各個環節，都模擬人的智能來處理這些信息。人工智能學科與認知科學的結合，會進一步促進人類的自我了解和控制能力的發揮。目前，我國自主開發的“特定圖像內容監控系統”已通過上海移動公司的實地測試。通過研究具有認知機制的智能信息處理理論與方法，探索認知的機制，建立可實現的計算模型并發展應用，可以帶來未來信息處理技術突破性的發展。
2.3 智能科學與技術
經調研，以廈門大學為例，智能科學與技術作為碩士點一級學科包括認知邏輯學、計算語言學、智能計算方法、藝術認知與計算、腦高級功能成像這5個研究方向。其重點科研平臺之一的“智能信息技術福建省高等學校重點實驗室”的主要研究方向有中文信息處理、中醫信息處理、數字化中國人器官建模仿真及其臨床應用。在中醫信息處理中，主要圍繞著如何構建信息化中醫診斷的智能方法體系展開研究，涉及中醫診斷認知邏輯、中醫智能專家系統的構成技術、中醫海量知識的數據挖掘技術、中醫四診信息的獲取與分析技術、實用中醫信息系統的開發等。此方向的研究可賦予計算機以人的智能，從而實現對病人的癥狀診斷與治療。除此之外，智能機器人也是學習智能科學與技術的一個良好平臺，為了更好地學習智能，研究機器擬人化，FIRA世界杯于1995年被提出，其遠景目標之一是使機器人足球隊戰勝人類足球隊。此平臺大大拓寬了人工智能技術的應用領域。
3 智能科學與技術專業培養方案與專業發展前景分析
從智能專業的發展基礎分析可知，智能科學與技術專業是一個緊跟時代潮流的專業，涉及的知識面和學科領域非常廣。但是，智能專業作為一個全國普通高等學校本科專業，有其不同于其他專業的知識內核。中國人工智能學會教育工作委員會提出智能專業培養方案的核心課程應有：智能科學與技術導論、智能數學基礎、腦與認知科學基礎和機器智能，這是各高校智能專業培養方案的共性部分，是基礎模塊。其他基礎模塊、專業特色模塊，目前階段應在各高校智能專業建立和發展的專業學科基礎上設置，例如，側重控制系統的、側重計算機軟件的、側重知識工程的等。智能專業再發展一段時期后，各高校的智能專業的共性部分應越來越多，個性部分也越來越獨立于源頭專業，例如，獨立于計算機科學與技術專業、自動化專業、電子工程專業等。這樣，在智能專業上層自然就形成智能學科，從而獨立于計算機科學與技術學科。這是專業發展的必然結果。
另一方面，專業的良性發展離不開社會的就業或創業需求。智能專業的本科生，需要了解掌握計算機、電子、控制等各領域的知識和技術，而且在本科生4年課程的教學中融入相關學科的前沿知識，這使得在這個專業學習的學生不僅可以擁有較為廣闊的知識面，對專業知識的理解也有一定深度?？梢哉f這樣一個既有廣度又有深度的專業具有廣闊的就業前景。社會中也有新生的行業，近些年來，有關智能系統開發的公司相繼出現，涉及機器人、交通、樓宇、信息系統等多方向的智能系統開發，為本科畢業生創造了更恰當更明確的就業方向與途徑。
