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計算機科研論文:科研導師制計算機專業論文

1科研導師制

“導師制”是一種教育制度，與學分制、班建制同為3大教育模式。導師制由來已久，產生于14世紀的英國，被牛津大學和劍橋大學應用于研究生培養。20世紀，日本的筑波大學、美國的普林斯頓大學在本科生導師制方面實施得非常成功。建國后，國內高校在北京大學和浙江大學率先實行了本科生導師制，隨后我國多所高校也開始實行本科生導師制。本科生導師制分為全程導師制、高年級導師制和科研導師制。科研導師制是提升學生創新能力的教育、教學實踐活動的一項制度。它利用教師的科研能力、學術水平讓學生參與課題研究，以科研為紐帶，促進教師在育人中的主導作用，培養與提高學生科研意識和科研能力。科研導師制以教師為主導，學生在科研活動中體現主體性，擔任導師的教師必須具有一定科研能力和學術水平，富有責任心。科研導師制的特點有：導師的主導作用與學生主體性相結合；課堂教學與實驗教學相結合；具有連續性，必須從一年級起至畢業為止；④導師與學生互動，做到個性化教育］。科研導師制的運行模式：一般采取一年級時選擇導師（導師公布自己的學術方向，進行雙向選擇），由一名導師指導3-5位學生。學生參與模式是：一年級參加社團活動；二年級參加導師課題活動；三年級在導師指導下自行申報課題，從事科研工作；四年級從事畢業設計。學生四年學習生活有機連續，保障科研能力有序提高。

2科研導師制度應用

將科研導師制度引入到計算機專業人才的培養模式中，就是讓計算機專業的學生與教師協作，考察、創造和分享新知識。大學生科研創新活動的形式主要有：參與教師的科研項目、大學課外科技活動和大學生自主申請的研究項目。無論學生參與哪種科研創新活動，都要為其配備一個固定的科研導師，以提高學生創新研究的層次和水平。指導教師讓學生參與到科研項目研究中，使學生在研究的過程中增強創新意識、創新思維和創新能力，增強學生的就業競爭力。科研導師制度的引入，首先要確定科研導師的能力，挑選那些科技創新能力強的教師擔當指導教師。學校及院系需要制訂相應的措施，以激勵科研導師的工作積極性，努力提高科研導師的科研水平。比如，對成績優異的科研導師進行獎勵與表彰，計算相應的科研工作量等。由于計算機專業的學生從進入大學校門到畢業，所具備的知識水平不同，因而，科研導師制度的引入是一個循序漸進的過程，在每一個階段，計算機專業學生在科研導師的指導下完成相應的任務，最終達到企業需求的目標，具體步驟如下：

（1）將計算機專業學生與科研指導教師配對，學習內容與科研指導教師研究方向一致

學生從大一就開始跟隨科研指導老師進行專業學習，閱讀計算機專業相關文獻資料，有利于在最短的時間內進入到專業氛圍學習，也有利于對以后所從事的行業有更深入的了解。計算機專業教師將自己的專業背景、學術業績、帶生數量交給院系，同時學生將自己的學業狀況、興趣特長、接受指導的需求也交給院系，由院系統一整理并公開科研導師和學生的情況，在保障雙方都掌握知情權的情況下進行選擇，師生之間通過面試環節擴大交流互動，最終通過雙向選擇機制確定導師與學生的配對關系。這樣一種學生－科研導師的關系在整個大學生涯是固定的，學生跟隨科研導師從大一進行學習，一直持續到畢業。在大一階段，計算機專業學生需要培養查閱中外文獻資料的能力，熟悉科研導師的研究方向和課題，學會寫簡單的綜述，熟悉科研論文的寫作思路和研究方法。通過這一系列的培養，學生對科研導師所研究的課題有了一個大概的了解，同時也基本熟悉了科研過程，可以迅速進入科研導師的課題組參與研究。

（2）通過實踐，鍛煉學生的動手能力

這一階段主要是在大二、大三學習階段完成。一般高校都將專業基礎課程安排在大二階段，將專業方向課程和專業選修課程安排在大三階段。通過這一階段的鍛煉，培養學生的實踐操作能力，為下一步承擔和實施科研課題奠定基礎。

（3）提高實踐能力

這一環節主要在大三階段完成。目前計算機專業大學生競賽活動和創新基金課題較多，如“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽、大學生程序設計競賽、全國信息技術大賽、機器人大賽、大學生計算機設計大賽等，在這個階段，學生可以獨立申請創新課題。在課題申請和完成過程中，學生通過查閱資料和科研導師的指導，設計技術路線和實驗方案。同時，科研導師可以根據自身所研究的縱向或橫向科研課題，在考慮學生專業基礎知識、學習積極性和實際能力的前提下，擬定出一些創新性課題，引導學生選題，為畢業設計做準備。科研導師要定期聽取學生匯報學習動態和課題研究的進展情況，交流學術思想，認真執行階段性的檢查和總結，及時發現問題并加以引導解決。根據研究進展提出新的要求和研究思路，保障學生學習和科研活動的協調發展。

（4）通過畢業實習、設計畢業論文，展現實踐動手能力

這一環節主要體現在大四階段。在畢業實習過程中，學生不僅要學習專業技能，而且要具備社會責任心、職業道德和團隊精神等綜合素質。畢業設計論文題目由科研導師確定，學生查閱文獻資料，撰寫畢業論文，設計實驗方案，最終完成論文。科研導師除了要嚴格把握學生的畢業論文實踐環節，還要針對學生的論文答辯展開訓練，使學生具備展示成績和學術交流的能力，為今后進入工作崗位或繼續學習奠定基礎。

3結語

科研導師制的運行，加強了學生的科研工作，增加了學生參與科研課題的機會，改變了高校只重視理論知識學習、缺乏動手能力培養的現狀，真正做到學以致用。同時，也督促教師在搞好教學工作的同時，提高自己的科研水平，做到教學科研相互促進，更好地培養理論與實踐兼備的學生。科研導師制在計算機專業成功推行后，可將其引入到其它工科專業，以提高工科學生的實踐動手能力，改變工科學生的就業困境。

作者：劉燕美 臧利萍 單位：鄭州航空工業管理學院

計算機科研論文:科研項目驅動的計算機軟件論文

1計算機專業培養現狀

從研究生導師反饋的情況來看，碩士生也存在著同樣的問題，學生軟件開發能力差、沒有系統化軟件設計的概念、在參與科研項目過程中無法自如地進行相應的分析和設計、只能編寫一些特定的小程序等，這些幾乎是計算機類本科畢業生的一個通病。一方面，當前的計算機專業畢業生培養沒有達到理想的目標，另一方面社會需求對計算機軟件人才的工程化素養提出了更高的要求，而目前的教學培養現狀還未能達到這樣的要求。究其原因，目前的教學環節過多地受到傳統思維的約束，許多高校雖然在多年的教學工作中積累了大量的經驗，加強了實踐環節的培養，合理地梳理出明晰的課程體系和教學思路，但在整個教學培養過程中沒有將工程化的思路貫穿始終，使軟件工程思想的培養局限在個別課程中，沒有形成系統，從而限制了學生工程化素養的養成以及高校教學師資資源的充分發揮。筆者針對計算機專業的培養特點及行業現狀，結合普通高校計算機專業軟件人才實際情況，提出一種全新的軟件工程師的系統化培養方案，即充分利用學校科研團隊現有的資源及在大型科研項目方面成功的經驗，形成系統化的計算機專業培養方案和思路，著力于培養學生軟件開發能力；重點研究如何將軟件工程的指導思想貫穿于本科教育培養的始終，系統化培養學生的工程化素養，使畢業生更容易融入社會，為后續工作打下堅實的基礎；采用項目驅動的思路充分發揮團隊在大型科研項目中的成功經驗，將具體的項目分解到學生各門課程的學習和實踐環節中，讓學生在細節中學習，最終又能宏觀統籌集成為一個實際的項目，從而學以致用；最終形成實際工程項目驅動的、軟件工程思想指導的系統化培養軟件人才的基本思路。

2用軟件工程的思想貫穿各門主干課程的教學實踐，系統化培養學生軟件實踐能力

在現有的課程體系下，我們試圖找出其中最直接影響學生軟件開發能力的各門主干課程，將軟件工程的思想貫穿其中，用軟件開發生命周期的5個階段（系統規劃、分析、設計、實施、運行和維護）指導各門課程的教學實踐，并著重研究每門課程在整個生命周期中的重要地位和作用，以及該門課程應該承擔的具體培養工作。在此基礎上，重點研究各門課程之間如何更好地銜接，系統化地構架學生的軟件開發知識體系。

3用科研指導專業教學的具體實踐

高校科研機構所承擔的科研項目是一項寶貴的財富，學生也迫切希望早日加入到科研隊伍中來，而承擔科研項目的骨干力量與學生的教授者之間往往密不可分，甚至是同一批人。這給我們帶來新的啟示，現有的科研項目正是對學生進行實踐教學的生動教材。然而，實際的科研項目往往都是相對復雜的大型系統，對初學者來說難以理清頭緒。如何按照各門課程的特點將大型科研項目分解、簡化成一個個子系統，滲透在各門主干課程的教學實踐中，讓學生循序漸進地參與到大型科研項目的開發中，既便于學生學習掌握，也有利于隨時采用科研項目實戰訓練，修正課堂教學方法及方向，實現教學與科研的相互協調，最終達到以培養軟件工程型人才為目標的閉環控制，這是亟待解決的問題。

3.1科研項目的開發分解成子系統滲透到各門主干課程的教學實踐中，細化各門課程實驗環節的開設，形成項目驅動的軟件人才培養方案

實施過程中，我們選取智能工程實驗室完成的石化行業大型智能建模優化軟件平臺作為經典案例。該平臺是一個集數據預處理、過程建模、過程優化等多項功能，面向石化行業的智能集成化系統平臺。教師首先從功能上對其分解，梳理出數據采集、預處理、輸入解析、數據建模、優化算法、數據挖掘等模塊，將這些模塊滲透到各門主干課程的教學中，以子系統的形式作為各門課程實踐環節中的重要訓練項目。下面以數據預處理模塊為例，介紹模塊與課程之間的關系。對采集到的數據需要進行初步的處理，并存儲到數據庫中，這一工作可以放在數據庫原理、算法與數據結構、程序設計等課程中作為實例講解。由于采集來的數據是真實的工業過程數據，這些數據受到各種噪聲的干擾、儀表故障或者數據傳輸錯誤等原因的影響，存在很多噪聲數據、冗余數據、缺失數據和不一致數據，因此，需要采用各種算法進行預處理，如記錄刪除法、均值填充法、中值填充法和K最鄰近距離填充法等。這些都可以滲透到算法設計課程中。處理好的數據如何進行存儲這部分知識可以滲透到數據庫原理課程中講解。教師根據后續的應用需求向學生介紹選擇哪種數據庫工具、采用什么樣的存儲方式、怎樣設計數據庫等。在這一過程中，必然涉及程序設計的內容，如均值填充法、中值填充法等相對簡單的算法，可以讓學生了解基本算法原理后，進行程序設計的實現。帶著這些實際的問題進行課程的學習，顯然會大大提高學生的學習效率。

3.2做好子系統的集成與拼裝，用大型項目的科研實踐完善學生的學習過程

在軟件方向的學習進程中，隨著各門主干課程學習的完成，各子系統逐個開發出來，這些子系統可以作為后續軟件工程系列課程的重要實踐內容。例如建模優化平臺項目總體上采用了三層結構，這將成為軟件體系結構課程中重要的典型實例，并以此集成整個系統。軟件工程等課程的開設將從理論的層面更系統地對前序課程中滲透的軟件工程思想予以科學的總結歸納和提高，同時補充大量前序課程中還未涉及的工程化知識，查漏補缺，為走入工作崗位或進一步的科學研究打下堅實的基礎。

4關鍵問題的解決

在整個方案的實施過程中，指導思想的落實是重中之重，需要學院、系部等行政機構給予必要的支持和配合，才能整合整個計算機課程體系，充分協調好教師與教師之間、課程與課程之間的關系。在學校的實踐過程中，我們組織全系大大小小的相關課程研討、集體備課多達20余次，大會確定思路，小會細化方案，真正將軟件工程的思想落實到各門主干課程的教學與實踐環節中，最終保障方案的有效實施。其次，學校組織專門的骨干力量對經典的大型工程項目進行合理的分解和集成。完成此項工作需要相關人員既熟悉工程項目，又宏觀把握整個計算機教學體系。在此基礎上，對全系相關課程教師進行培訓和研討，將正常知識點的教學與工程素養的培養相結合，從而將實際企業工程項目轉化為教學資源，真正實現科技創新對教學的促進。

5結語

計算機軟件人才的培養不是簡單地學習理論知識、編幾個小程序，不應停留在概念的層面上，有許多切實的工作可以開展。文章提出了基于軟件工程思想、以大型科研項目驅動的軟件工程師的系統化培養方案，并對實施過程中遇到的問題進行了分析和研究，為更好地實現教學與科研互動以及科研對教學的促進提供了很好的借鑒，具有很好的推廣價值。在實施的過程中，這套方案可以依靠學院乃至全校的力量，發動更多的科研團隊加入進來，從而形成科研帶動教學的完整實踐教學體系。

作者：李芳 高敬陽 尤楓 耿志強 單位：北京化工大學信息科學與技術學院

計算機科研論文:依托科研項目對計算機專業培養對象進行創新性團隊指導的形式研究

[摘要]高等院校是培養人才尤其是創新型人才的基地，但是僅僅憑借學校的課堂理論講授和實踐實驗教學是無法進行高素質人才培養的，必須要和社會接軌。由于科研項目是最能夠鍛煉學生的素質和實踐能力，因此遴選多個人才培養的團隊，依托科研項目的開發，以學院各類實驗室為載體，以科技競賽為契機對學生進行團隊的指導和鍛煉，這樣不但可以使學生得到充分的實踐發揮，提高創新精神，而且能夠讓教師有更多的精力投入到科研和教學中，為培養高素質的創新型人才奠定基礎。

[關鍵詞]科研項目；培養對象；團隊指導；創新人才

創新型人才的培養模式改革是當今各大高校發展的重中之重。我們的大學能不能培養創新人才、如何培養創新人才，是長期以來困擾著我國高等教育界的一大難題。因此，應當從依托科研項目的教育視角來探討構建產學研培養教育的創新人才培養機制問題，并且將科研和教學共同合作的教育人才培養機制進行層次劃分，從多個角度和多種培養機制來保障人才的培養。在當前我國大學、科研院所與企業之間在人才培養方面較為松散的環境下，又需要從項目選擇、指導教師選擇、聯合導師機制、團隊培養選擇和指導形式等方面構建創新人才的教育培養機制，完善我國產學研培養教育的建設體系，從而為培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才奠定基礎。因此依托科研項目可以培養出高素質的創新型人才，建立以科研項目為載體、以學院各類實驗室為平臺、以學研結合為依托、以科技競賽為契機的人才培養模式，對培養對象進行遴選，并配備指導教師實施指導的培養模式。

1計算機專業創新型人才培養形式的現狀

隨著高等教育規模的迅速擴展，高校畢業生的就業率總體呈下降趨勢，大學生就業難成為了一個引人注目的社會熱點問題。計算機專業的畢業生也不例外。許多人將計算機專業學生就業難的問題籠統的歸之于高校擴招，認為是我們培養出來的學生數量過多，超過了市場需求，造成了所謂的“人才過剩”的現象。

現行教育體制下，我國大多數高校采取了校園內封閉式的教學方式，學生較少參與到科研院所及企業的科學實驗和生產經營實踐中去。與此同時，各種嚴格的升學考試也將企業員工拒之門外，僅有極少的員工有機會再回到校園，與高校的師生一起培養交流。顯然，這種學術界與務實界缺乏互動的人才培養體制是不利于創新人才培養的 。

在計算機教育快速發展的十年期間，全國計算機專業規模迅速擴大，先后有360 余所本科院校增設了計算機本科專業，使得設置計算機本科專業的院校達到500余所，占全國670余所本科院校的75%，并使計算機專業在單個專業的設點數和單個專業的在校生總人數方面都位居全國本科專業之首。雖然計算機專業的規模快速發展，為我國計算機人才培養做出了重大貢獻，但是又導致了師資和實驗教學軟硬件資源的嚴重短缺，使得不少學校的辦學條件遠遠不能滿足計算機人才培養的需求。雖然在學校的培養方案中也有相當一部分的針對各學科的實習和設計，但是由于大多沒有聯系實際應用項目并沒有脫離教材的范圍，所以實踐意義不大；即使在校外產學研培養單位進行實習，也由于時間短而收效不佳，這也成為了培養計算機專業創新人才所必須面對的嚴峻現實。

2專業培養團隊的選擇和確定

計算機學科專業是一門綜合性和應用性很強的學科專業。計算機技術廣泛用于工業、農業、國防、科學研究、交通運輸、商業、醫療衛生、金融、服務、政府管理部門乃至家庭等各方面，計算機發揮著越來越重要的作用。計算機學科專業需要具備很強的自然科學基礎，必須在強大的工程項目實踐中，才能發揮其巨大作用。因此，培養以項目為依托的高校計算機專業創新人才勢在必行，使學生具有豐富的實踐能力去適應社會環境，能夠更好地發揚壯大高校計算機的發展。

創新型團隊確定和培養指導模式選擇機制是產學研培養模式下創新人才培養的核心機制，其決定了產學研教育理念與創新人才培養能否順利實施以及成功培養。在產學研方式培養創新人才的過程中，首先要對如何選取培養團隊對象、如何選取培養模式以及驅動獎勵機制方面進行戰略上的考量。

其中培養對象的選擇是非常重要的方面。一方面是學生團隊的培養，不可能把全部的學生都作為培養目標，一般只是選取大多數的同學作為團隊成員，對專業興趣不大的學生只能是讓他們從其他方面去發展。對于選擇的大多數培養對象也要分層次培養，那些水平高、熱情高的重點培養，其余普遍性培養指導即可，這樣培養出來的學生才能夠有層次，特點突出。培養出都厲害的學生是不現實的。對于選擇出來的學生團隊在初始就制定出相應的層次結構人才培養驅動和獎懲機制，進行多元化的考核和測試，不使創新人才培養流于形式。

3團隊指導教師的甄選

通過對調查問卷的對比與分析，我們發現IT產業是一個有著巨大就業前景的行業，計算機專業學生就業難并不是高校培養的學生數量太多，而是高校在人才培養模式方面與市場存在一定的差距，沒有形成自己的專業特色與辦學品牌，使得高校培養出來的學生不能夠滿足市場多樣化的需求，這就是計算機專業學生就業市場上企業有需求，而學生卻難就業的根本原因所在。因此，要提高計算機專業學生的就業競爭力，就必須按照市場與社會經濟的發展要求，結合學校實際，完善人才培養機制，優化課程設置，更新教學內容，突出實踐教學環節，提升學生的綜合素質，構建適應市場需要的新型人才培養模式。

而在學校里面，教師的業績除了教學方面還有科研能力業績的考核，很多教師在完成規定教學任務之外也申請了相關領域的不同科研項目來進行自身能力的提高，但是如果只靠教師自己來完成項目，不但會使教師在教學方面力不從心，而且浪費了以此為依托培養創新實用性人才的機會，由教師帶領學生共同學習共同研發，可以使項目順利高效的完成，同時提高了各自的實踐應用創新能力，可謂“一舉兩得”，事半功倍。

因此選擇團隊的指導教師尤為重要，通常我們都選擇一些教學效果好、學術造詣深、治學嚴謹、師德的骨干教師擔任指導老師，同時在校外選定相關聯合指導教師，選定不同方向的教師組成團隊，能夠交叉應用和研究，并要求指導教師根據學生的特點和發展方向，重點對其進行科學素養、研究型學習能力和創新實踐能力的培養。

4創新型團隊人才培養機制的實施

一是依托項目培養互動交流。依托科研項目的培養，構建科研項目培養平臺。通過項目開發平臺為學生與科研人員、企業員工在一起培養交流創造條件與氛圍，提供學生向科研人員和企業一線技術人員學習和共同解決問題的機會，通過他們之間直接的技術性探討、知識碰撞、共同攻關、克服實際研發和生產經營中遇到各種的困難，進而提高學生創新性解決實際問題的能力。

二是依托實訓實習互動交流。通過構建產學研實訓實習平臺，建立起除項目培養之外的學生與科研院所、企業員工溝通交流的機會。一方面，整合科研院所與企業的實訓和實習資源，使學生可以接觸到科研院所、企業近期引進的儀器設備、技術工具、實驗材料等，突破高校實訓條件的局限，降低學生實訓成本；另一方面，打破傳統教學體制下較為封閉的校園式學習模式，提高學生在知識應用中接觸科研院所在研項目和企業生產運營中所遇到的近期問題，提高如何發現、分析和創造性解決不確定性問題的能力。

三是完善人才培養機制，加強學生綜合素質培養，提高就業競爭力。市場就是好的裁判，受市場歡迎的學生就是培養“成功”的學生。在調研中，我們發現，那些具有扎實的專業基礎、良好的思想道德素質、過硬的身體心理素質、廣泛的人文素養及具有較強的創新能力、發展潛力、組織協調能力的學生是備受市場青睞的學生。因此，高校應完善人才培養機制，按照德、智、體、美、勞發展的原則，將大學生素質教育與能力培養貫穿于大學人才培養的每一個環節。

四是優化專業課程設置，更新教學內容，突出專業特色。計算機專業人才培養當務之急就是要加強市場調研，對就業市場進行細分，明確自己的學生就業崗位與市場需求，結合學校計算機專業的實際特點與資源特色，確定自己的培養目標，進行的市場定位，合理的設置專業課程體系，及時淘汰已不適應市場需求的教學內容。同時，課程體系的設置既要適應科技發展的知識基礎與結構要求，又要符合課程間的邏輯關系，環環相扣，以人為本，凸顯自己的專業特色。

5結論

創新型國家需要創新型人才，創新型人才培養的關鍵是創新型師資隊伍中學生和教師的選擇和培養，以科研項目為載體，在項目研究的過程中，團結協作，攻克難關，可以提高科研團隊的凝聚力和水平能力。項目研究的科研團隊一般是由不同層次的人才有機結合的學術梯隊，在項目研究中，各學術層次人才充分發揮、共同提高，在科研團隊中起到帶頭指導作用，能夠更好地帶領學生進行創新應用和實踐。構建創新型團隊師資培養模式能夠充分發揮學生的興趣和能動力，對教師也是非常有利的鍛煉，培育創新團隊，從而不斷產生創新成果。當然，創新型人才培養不是立竿見影的工程，往往需要付出更多的耐心、更艱苦的磨礪。

計算機科研論文:計算機相關專業本科生參加科研項目的隱性張力

摘要：通過對“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”的俗語探討，闡述了計算機相關專業本科生在參加教師科研項目過程中三種不同類型的團隊組合：一個人的團隊、兩個人的團隊、多個人的團隊，分別論述了這三類團隊組合在團結協作方面的隱性張力；并結合作者多年來致力于本科生參加教師科研項目的實踐，給出了提倡團隊協作精神、正確處理責任與利益關系等探索性結論，同時提出了本科生參與教師科研項目要以學生個體為中心、兼顧集體協作的科研模式等幾個值得探討的關鍵問題。

關鍵字：計算機相關專業本科生；科研項目；隱性張力；團結協作

中國有句俗語：“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”。“三個和尚沒有水吃”說明了團結協作在的重要性。隨著IT行業的飛速發展，團結協作已經是計算機相關專業的學生必須具備的能力。中國傳統式教育存在著“重基礎、輕實踐”的弊端，大學本科生在這樣的模式下很難得到和本科教學相對應的科研機會。近幾年本課題組至力于本科生參加教師科研項目的實踐，我們發現在大學校園里同學們之間團隊組合的類型如表1所示。通過分析表1中團隊組合的情況，我們不妨將所有組合劃分為三大類：獨立一個人、兩個人的組合、多個人的組合。

一、不同團隊類型的隱性張力分析

1.獨立一個人組成的團隊隱性張力分析。從“一個和尚挑水吃”可以看到：單獨的一個人是不存在團結協作這一個問題的，團結協作是潛意識的、自然存在的東西。在實際工作中，往往把一個小且相對獨立的任務分配給獨立的一個人來做，發現這個獨立的一個人無論在接受任務時、工作過程中都會非常用功，并且不存在推卸責任等現象，遇到問題也能自己想辦法，這就是自己本身團結協作的隱性張力[1]好的體現。

2.兩個人組成的團隊隱性張力分析。從“兩個和尚抬水吃”可以看到：當兩個人合作時，就出現了團結協作這個問題。在實際工作中，我們發現盡管同是兩個人的團隊，但是如果這兩個人是一對戀人關系，那往往要比不是戀人關系的兩個人團結協作得要好；異性的非戀人關系的兩個人要比同性的兩個人團結協作得要好，這就是兩人協同一致，利益共享，雙方沒有得失的沖突，感到公平的團結協作的體現。我們往往把一個相對獨立的任務分配給一對戀人來做，這時即使是兩個人技術水平差別很大，彼此也不會產生矛盾，那個技術好的會很主動地幫助那個差的同學，這是一種發自內心的與親人交流情感的自覺行為，是不計較功利得失的一種精神追求。可以看出，戀人關系的兩個人是介于獨立個體與兩個個體之間的，他們具有替在的團結協作能力。非戀人關系的兩個異性人的團結協作要比同性的兩個人的團結協作要好，這可能是物理學上“異性相吸、同性相斥”的結果吧。但是，如果是由同性的兩人組成的團隊，就會發現在接受任務時往往會存在“挑挑揀揀”的現象，有時寧愿自己一個人做也不愿意與另一個合作，在工作過程中有時會出現爭吵，當任務結束時，兩人都認為自己做的多而另一個人做的少，不能正確認識到這是兩個人團結協作的結果；針對這種現象，我們往往讓其中技術較好的同學當組長，鼓勵其幫助另一個同學，責任明確，遇到問題要學會協商，有了矛盾要找老師等，這就是兩人團結協作的隱性張力好的體現。

3.多個人組成的團隊隱性張力分析。從“三個和尚沒水吃”可以看到：當多個人合作時，團結協作這個問題是非常重要的，它直接決定了項目的成敗。多個人組成的團隊為什么就會出現團結協作的困難呢？首先，我們可以考慮情感因素[2]，由于新的合作對象發生了變化，他們對彼此的信任感變得淡薄甚至變成了猜疑，這時他們彼此大多不肯全力以赴，唯恐別人不是全力以赴而造成自己吃虧，這就導致了團結協作的困難；其次，彼此之間的道德責任意識也發生了變化，因為大家彼此之間沒有什么直接的利害關系，都認為不應該對他人承擔任何道德責任；其三，從功利上來看，彼此之間不存在共同的利益，此時的協作是由于彼此的不誠信而失去效用。在實際工作中，我們提倡在多人組合的團隊中再分小組，小組中設置組長、副組長、聯絡員等多個不同的角色，將技術好的與技術差的進行配對，分工明確，責任到人，并將每個人的利益與整個組的利益掛鉤，表明個體與整體的利害關系，取得了良好的效果，這就是大家團結協作的隱性張力好的體現。

二、本科生參加科研項目的實踐探索

經過多年來本課題組至力于本科生參加教師科研項目的實踐，探討了以下幾個問題。

1.提倡團隊協作精神。一滴水的力量是微不足道的，但當它融入小溪，形成河流，匯入大海時，就迸發出驚濤駭浪；一根筷子容易彎，十根筷子折不斷，就是團結協作精神重要性的直觀表現。本科生參加科研項目時所體現出來的團結協作精神，應該是團隊所有成員都認可的一種集體意識，它是高績效團隊中的靈魂，是大局意識、服務意識和協調意識的綜合體，是團隊所有成員價值觀與理想信念的基石。

2.正確處理責任與利益關系。在科研團隊中，協作是獲得與維護個體利益、群體利益的基本途徑，利益是通過承擔責任、創造價值實現的。但是人們總是期望少盡責任，多獲得利益，同時又摯著地追求協作的公平性，根據唯物主義原理知道，的公平是根本不存在的，這就需要協作者共同尋找一個實現兩者共同愿望的結合點和平衡點。中國傳統做法是通過道德教化，由部分道德高尚者自覺做出利益犧牲來維系協作的穩定；現代人在需要協作的活動中，利益成為協調群體內部成員間關系的杠桿，所以在管理中只有責任和利益統一的原則得到切實強調，人們才會自覺、積極、主動地創造、維護公共利益。因為它的實質是公平，公平才能激發活力，點燃激情，推動創造，實現更大的公共利益。

3.正確處理課堂教學與實踐教學的關系。我校以培養學生的“研究能力、創新能力、動手能力、就業競爭力”為目標的實踐教學體系，在注重增強實踐性教學環節，強化學生技能和創新思維能力的培養中，堅持實踐教學與理論教學并重、實踐教育與人才培養結合、實踐教育與創新教育結合的理念，建立了符合計算機相關專業人才培養目標要求、具有特色的科學合理的實驗教學、實習教學、計算機工程實踐、畢業設計與課程設計、科研訓練與科技創新、社會實踐等實踐教學環節有機結合的教學體系。

4.正確處理學生參與科研項目的面與度的問題。并不是所有的本科學生都能參與科研項目，也不是每一個參與到項目中的學生就能參與到項目的每個階段，這里要把握好參與的面和度這兩個問題。①參與內容的掌控。在整個軟件開發過程中，受條件及水平限制，有些階段讓學生直接參與會有很大的難度，最適合學生參與的是編碼和測試階段，以及編寫相應的文檔。②合理分配學生資源。在項目組建過程中，要充分考慮學生的強項、優勢和興趣點。③將項目作為案例融入教學。目前計算機相關專業的教材中，普遍存在例題偏重理論、脫離實際應用的問題。通過學生參與實際項目，將項目進行分解，融入到課堂教學中，實際案例就在眼前，生動形象，極大地激發了學生的興趣，取得了良好的效果。

通過近幾年的實踐，找到了以下幾個關鍵問題，但還需進一步的討論研究：①找到本科生參與教師科研項目的方法。教師承擔的科研項目有理論研究和應用研究之分，本科生限于知識水平，肯定不能參與所有的項目或者某個項目的所有細節問題，如何找到一種既能在現有學生知識水平之上有所提高、又不打擊學生參與積極性的方法是一個關鍵問題。②解決學生參加科研對課題進展的利弊關系。高校教師承擔的科研項目，幾乎都是利用業余時間進行的，教師在進行科研活動時，最擔心的是分散精力，這會影響課題的進展。因此，對于本科生參與科研有種種顧慮，特別是當學生直接承擔某項任務后，讓指導教師審核，審核和修改要比自己重新設計多付2～3倍的時間。所以合理安排學生承擔任務是一個亟待解決又不容易解決的問題。③解決學生參與科研和學習之間的沖突問題。學生參與科研課題的時間都是利用業余時間，而零散的業余時間既要完成復雜繁重的科研任務，又要完成日常的學習任務，這對學生是一個考驗。而如何調配學習和科研的關系，需要指導老師合理的安排任務和引導學生。④找到以學生個體為中心、兼顧集體協作的科研模式。由于科研的未知性，我們設計技術路線的實施細節并不一定是合理的，因此，教師應當鼓勵學生在實踐中不斷完善預先設計的技術路線，對于不合理的設計要敢于大膽地摒棄，遵循核心技術路線與不拘一格的實施細節相結合，以學生個體為中心因材施教，較大限度地發揮每個學生的潛能。

計算機科研論文:計算機技術在農業科研中的應用

摘 要 隨著計算機技術的不斷發展，各種信息急速、互聯網技術都快速的發展起來，計算機技術開始在農業科研領域中發揮出重要的價值和作用。計算機技術在農業科研中的廣泛應用，為農業科研工作帶來了研究成效，推動農業科研工作的順利發展。但是計算機技術在農業科研工作中的應用還是存在著或多或少的問題，在一定程度上也阻礙了農業科研工作的順利開展。本文主要針對計算機技術在農業科研工作中存在的不足之處進行詳細的分析，并提出合理的解決措施，對我國的農業科研工作提出一定的幫助，推動農業科研工作的快速發展。

【關鍵詞】計算機技術 農業科研 措施

隨著電子計算機誕生以來，計算機技術也開始迅速的發展起來，隨著計算機技術在各個領域的廣泛應用，經濟增長速度也在不斷變快，計算機技術已經與人們的日常生活密切聯系起來，計算機已經成為一種新型的數據處理工具，在各個行業得到廣泛的運用。計算機技術開始在農業科研工作中得到運用，農業科研的方向也發生了轉變，開始向著信息化方向發展，逐漸興起一些新型的農業科研項目，比如生物信息學等，就是借助計算機技術將微觀世界中的東西呈現在人們的視野中，推動農業科研工作的快速發展。

1 計算機技術在農業科研中應用存在的不足之處

1.1 計算機軟件與網絡應用環節

在農業科研過程中 ，首先要建立起一個基礎性的研究系統，選擇合適的網絡數據資源，遵循一定的理論知識的指導，這樣才能確保科研工作投入到實踐環節中。現階段，我國的農業科研課題的開發和發展受傳統習慣的影響比較明顯，在農業科研課題開發和制定過程中，都是需要提前制定出農業科研的課題，還要詳細的羅列出課題的研究內容，在研究課題投入研究過程中，所研究的課題內容是不會發生改變的，這樣一來，隨著計算機技術的不斷發展，很多的農業科研課題都出現了科研內容與時展相脫節，跟不上時展的需求，也跟不上信息更新的速度，從而導致農業科研的過程緩慢，內容落后，不利于農業科研的可持續性發展。隨著計算機技術在農業科研中的應用，計算機的操作系統，在實際的運行過程中，可以定期對計算機后臺運行程序進行及時更新，這樣就會給后臺程序增添一些新的功能，但是在計算機技術發展的過程中，會出現網絡技術與計算機用戶之間的矛盾問題，這兩者之間不能兼容，這會導致計算機軟件更新速度降低，對農業科研工作造成一定的資源、人力浪費，不利于農業科研工作的順利進行。

1.2 計算機軟件與硬件配置環節

隨著網絡技術和計算機技術的快速發展，很多的專業性論文都只是對原有的文章進行處理和整合，再根據論文寫作的實際情況，對論文內容進行補充和完善，就形成了一篇“論文”，而這些論文主要是為了應付考核，很難提出一些具有創新價值的觀點和解決方法。組建計算機數據庫的配置主要有windows2003系統、sql2000數據庫軟件，而整合的數據庫硬件一般都是采用四核CPU，這樣也就組成了一個新的數據庫。在計算機開始發展起來的時候，所采用的硬件處理器也就是單核的CPU，可以滿足數據處理的需求，但是隨著計算機技術的快速發展，人們在硬件和軟件配置方面也呈現出一種盲目從眾的心理，根本沒有考慮到數據處理的實際情況，在一定程度上造成了資源浪費，嚴重的影響了農業科研的工作效率。

2 提高計算機技術在農業科研中應用效率的措施

2.1 遵循軟件推薦的原則

在農業科研中應用計算機技術時，要根據農業科研所研究的具體領域，選擇針對性的、專業性的推薦軟件，同時，還要與科研人員進行協調，選擇合適的軟件。此外，在推薦軟件選擇的過程中，要選擇一些易于操作的軟件系統，還要定期能對相關的軟件進行更新，降低維護的工作量，要保障軟件可以在計算機系統的流暢運行，這樣才能提高計算機軟件的利用效率。

2.2 選擇合理的項目管理軟件

在農業科研中，科研人員要能操作一些基本性的辦公軟件，比如，常用的Word文檔、Excel表格、PPT等辦公軟件，要熟練的掌握基本性的操作程序，選擇應用范圍比較廣泛的管理軟件，對相關的文字信息進行及時、高效的處理，這樣不僅便利了農業科研人員的工作，還提高了科研工作的工作效率。

2.3 優化數據處理方案

在農業科研數據處理過程中，依舊采用的筆紙計算，外加一個計算器，這樣不僅造成了大量的人力、物力、財力的浪費，而且數據計算的性也得不到保障，很容易出現誤差。將計算機技術應用到農業科研數據處理過程中，借助計算機技術中的BASIC編程語言，對任何數據資源進行處理。此外，Excel表格在簡單的數據計算中也具有一定的優勢，在數據處理時，整個界面都是可以觀看的，操作程序簡單，可以有效的提高數據處理的效率，確保數據的性。隨著網絡技術迅速的發展，在農業科研過程中，有時候還是需要借助一定的網絡數據，建立專門性的網站，為農業科研提供一定的數據支持。

3 結束語

綜上所述，計算機技術在農業科研工作中得到廣泛的應用，逐漸實現了農業科研又好又快的發展。在計算機技術運用的過程中，農業科研工作要選擇合適的計算機技術，進行科學合理的應用，借助一定的網絡力量，來推動農業科研的快速發展，確保我國的農業科研工作向著信息化、現代化方向發展，提高我國農業科研的國際化水平，推動我國農業經濟的快速發展。

計算機科研論文:充分發揮計算機科研管理系統的作用分析

摘 要：近年來，隨著我國科學技術的不斷發展，尤其是計算機互聯網技術的發展和運用，使得我國的社會生活、生產均發生了一系列的改變。事實上，伴隨著計算技術的發展以及運用，我國的科研部門在進行科研管理的過程中逐漸轉變了傳統的做法，實現了科研管理的信息化發展。該文基于此，分析探討了計算機技術在科研管理系統中所發揮的作用。

關鍵詞：計算機 科研管理 系統構建 作用

隨著第三次科技革命的深入發展，互聯網技術逐漸融入到日常的生產、生活過程中，并在推動社會發展的同時，促進了人們在思想觀念上的轉變。目前，隨著計算機技術的普及，我國的科研部門在進行科研系統管理的過程中逐漸加強了對于計算機技術的使用，從而以此為基礎實現科研管理的信息化發展。該文主要分析了計算機技術在科研管理系統中所發揮的作用。

1 計算機科研管理系統的功能

目前，我國的科研部門在進行科研系統管理的過程中逐漸加強了對于計算機信息技術的使用，并以此為基礎推動相關作業的有序開展。關于計算機技術在科研系統管理的過程中所發揮的作用，筆者進行了相關的總結，具體內容如下。

1.1 信息網絡技術縮短了科研項目組織申報的周期

目前，計算機信息技術的發展以及運用，使得科研部門在借助這一技術進行科研系統管理的過程中朝著更加方便、快捷的方向發展。與傳統的科研信息傳遞管理模式不同的是，借助計算機技術進行的科研信息傳遞能夠規避多個環節，并縮短了科研項目申報的周期，并最終推動了無紙化辦公的實現。總的來說，借助計算機網絡信息技術進行科研系統的管理，能夠在一定程度上簡化項目申報的流程，并逐步減少人力資源的浪費，提高了相關的辦事效率，并最終縮短項目組織以及申報的周期 。

1.2 信息網絡技術使科研項目申報、評審更具公平性

在傳統的科研項目申報過程，需要相關的人員進行書面材料的組織編寫，并將其組裝好后上傳給各個科研主管部門進行審核。相關部門在對書面材料進行評價之后，再將相關的意見反饋回去。而這一情況使得申報評審方式在實際的開展過程中導致大量的時間、人力以及物力的浪費，不利于相關環節的有效展開。

但是近年來，隨著計算機網絡信息技術的發展，科研部門在管理過程中逐漸朝著信息化的方向發展，而這也就在一定程度上推動科研項目的申報以及評審環節脫離時間以及空間等條件的限制，提升了相關工作開展的效率。此外，由于是借助網絡信息技術進行數據資源的傳遞和評價，因而可以邀請評審專家庫中的省外甚至是國外的同行專家對科研項目進行評審，從而提高了項目評審的質量，并最終增加了科研項目評審的公平性以及公正性。

1.3 信息網絡技術使科研項目的組織更具科學性

此外，在進行科研系統管理的過程中采用計算機網絡信息技術，其有利于相關組織活動朝著科學化的方向發展。事實上，信息網絡技術的發展使得信息綜合查詢逐漸成為現實。而這也就使得相關人員在對科研項目進行評定的過程中能夠參考大量的數據資料，從而可以結合動態、的信息對科研項目進行定量化評估，使得相關的評審結果的科學性逐步上升，最終為決策提供科學的依據，避免了決策的盲目性和遲滯性。

2 計算機科研管理系統存在的問題

事實上，由于實際環境的限制，使得我國的科研部門借助計算機技術進行科研管理的過程中存在較多的問題。關于計算機科研管理系統存在的問題，筆者進行了相關的總結，具體內容如下。

2.1 系統的硬件問題

目前，我國的科研部門在進行計算機科研管理系統的構建以及管理過程中，由于無法對計算機設備進行更換，使得計算機存在型號過于老舊、儲存量小、運行速度慢等諸多問題，最終導致新型的系統軟件難以引進使用，影響到了算機科研管理系統的運行，使計算機的使用效率大為降低。

2.2 系統的軟件問題

在進行計算機科研管理系統的構建以及管理的過程中，處理借助相關的硬件設施進行管理作業之外，還需要相關的技術人員加強對于實際作業的總結和分析，構建起高效的軟件設備，推動相關管理作業的高效進行。但是目前，由于相關部門的忽視以及技術的不到位，使得通用的科研管理軟件較為缺乏，這種情況最終導致了計算機的使用效率以及相關科研管理的水平受到了限制。

2.3 技術人員的問題

在進行科研管理的過程中，相關部門的管理人員由于自身專業素養較為低下，無法熟練地進行計算機科研管理系統的管理。加之其相關技術的落后，無法進行獨立編程作業，且無法對常見的故障進行排除，最終導致相關的管理工作難以得到有效開展。

2.4 實際運行的外部因素

此外，在借助計算機技術進行科研管理系統構建的過程中，由于計算機網絡信息技術本身的原因，使得相關系統在實際的運行過程中時常會遭受到諸多病毒的攻擊。加之，現在科學技術的發展，使得計算機病毒的種類正在不斷的翻新，而這種情況的出現對科研管理工作的正常進行產生了嚴重的影響。

3 計算機科研管理系統問題的處理思路構建

3.1 更新硬件設備

為了更好地推動計算機科研管理系統的構建以及相關功能的高效發揮，需要相關部門加強對于科研管理單位的資金投入，從而幫助該單位進行計算機等硬件設備的更新換代，以此為基礎實現對于計算機科研管理系統的容量以及運行效率的提高，并最終帶動各類管理軟件的使用。

3.2 開發應用軟件

此外，在推動計算機科研管理系統運行發展的過程中，還需要加強對于相關應用軟件的開發。在這一過程中，需要加大相關技術人員對于實際作業的經驗總結，并結合科技發展的趨勢，進行適合科研院所管理通用的管理系統的開發。事實上，通過這一措施的實施，能夠帶動相關作業的合理發展。在這一過程中，筆者認為相關技術人員可以借助Fox-pro、Access、Word等軟件進行相關數據的分析和管理。

3.3 提高員工的能力

此外，在進行計算機科研管理系統構建過程中，還需要加強相關技術人員的專業素養，繼而以此為基礎推動相關系統的高效建設。在這一過程中，一方面需要加強對于相關人員的培訓，加強員工對于計算機知識以及技術的掌握，諸如展開計算機知識講座、安排實地考察等；另一方面也需要加強技術人員的從業標準，繼而以此為基礎推動整個團隊專業素養的提升。

3.4 規范管理制度

事實上，為了更好地推蛹撲慊網絡環境的安全，相關的管理人員還需要加強對于防火墻等計算機安全措施的設置；并加強對于計算機網絡使用的規范；不僅如此，在這一過程中，還需要倡導各網絡用戶在進行系統的登錄過程中，采用較為復雜的用戶密碼，從而降低相關的安全威脅。

4 結語

隨著時代的發展以及科學技術的進步，我國的科研部門在進行科研管理系統的構建過程中逐漸加強了對于計算機技術的使用。該文主要分析了計算機科研管理系統的功能以及存在的問題，并就計算機科研管理系統問題處理思路的構建展開自己的敘述。筆者認為隨著相關技術的發展以及相關理念的轉變，我國的計算機科研管理系統必將獲得長足的發展。

計算機科研論文:中國科研人的量子計算機研制之路

2016年11月18日，中科院軟件所研究員楊超與清華大學副教授薛巍、付昊桓等人聯合北京師范大學組成的研究團隊憑借在“神威?太湖之光”上運行的“千萬核可擴展全球大氣非靜力云分辨模擬”應用，一舉摘下國際高性能計算應用領域較高獎―戈登貝爾獎。同時，中科院計算機網絡信息中心基于“神威?太湖之光”的“鈦合金微結構演化相場模擬”也成功入圍，獲得提名。

高性能計算能力是國家重要科技實力的體現，中科院、科技部率先部署和支持了高性能計算相關規劃與建設。到2016年，中國科學院高性能計算環境已為我國科研服務20年，支撐了多個國家重大規劃、千余項國家各類科研項目。

雖然中國高性能計算已經取得了里程碑性的成績，但是科研工作者的腳步不會停止。他們已經在思考未來的發展方向在哪里，并將目光瞄向了“天然的超級計算機”―量子計算機。

“杞人憂天”的物理學家們與量子計算機的誕生

量子計算機的誕生和著名的摩爾定律有關，還和“杞人憂天”的物理學家們有關。

眾所周知，摩爾定律的技術基礎是不斷提高電子芯片的集成度（單位芯片的晶體管數）。集成度不斷提高，速度就不斷加快，我們的手機、電腦就能不斷更新換代。

20世紀80年代，摩爾定律很貼切地反映了信息技術行業的發展，但“杞人憂天”的物理學家們卻提出了一個“大煞風景”的問題： 摩爾定律有沒有終結的時候？

之所以提出這個問題，是因為摩爾定律的技術基礎天然地受到兩個主要物理限制。

一是巨大的能耗，芯片有被燒壞的危險。芯片發熱主要是因為計算機門操作時，其中不可逆門操作會丟失比特。物理學家計算出每丟失一個比特所產生的熱量，操作速度越快，單位時間內產生的熱量就越多，算機溫度必然迅速上升，這時必須消耗大量能量來散熱，否則芯片將被燒壞。

二是為了提高集成度，晶體管越做越小，當小到只有一個電子時，量子效應就會出現。此時電子將不再受歐姆定律管轄，由于它有隧道效應，本來無法穿過的壁壘也穿過去了，所以量子效應會阻礙信息技術繼續按照摩爾定律發展。

所謂隧道效應，即由微觀粒子波動性所確定的量子效應，又稱勢壘貫穿。它在本質上是量子躍遷，粒子迅速穿越勢壘。在勢壘一邊平動的粒子，當動能小于勢壘高度時，按照經典力學的說法，粒子是不可能越過勢壘的；而對于微觀粒子，量子力學卻證明它仍有一定的概率貫穿勢壘，實際上也的確如此。

這兩個限制就是物理學家們預言摩爾定律會終結的理由所在。

雖然這個預言在當時沒有任何影響力，但“杞人憂天”的物理學家們并不“死心”，繼續研究，提出了第二個問題：如果摩爾定律終結，在后摩爾時代，提高運算速度的途徑是什么？

這就導致了量子計算概念的誕生。

量子計算所遵從的薛定諤方程是可逆的，不會出現非可逆操作，所以耗能很小；而量子效應正是提高量子計算并行運算能力的物理基礎。

甲之砒霜，乙之蜜糖。它們對于電子計算機來說是障礙的量子效應，對于量子計算機來說，反而成了資源。

量子計算的概念最早是1982年由美國物理學家費曼提出的。1985年，英國物理學家又提出了“量子圖靈機”的概念，之后許多物理學家將“量子圖靈機”等效為量子的電子線路模型，并開始付諸實踐。但當年這些概念的提出都沒有動搖摩爾定律在信息技術領域的地位，因為在相當長的時間內，摩爾定律依然在支撐著電子計算機的運算速度的飛速提高。

直到今年，美國政府宣布，摩爾定律終結了。微電子未來的發展是低能耗、專用這兩個方向，而不再是追求速度。

由此可見，基礎研究可能在當時看不到有什么實際價值，但未來卻會發揮出巨大作用。

量子計算機雖然好，研制起來卻非常難

量子計算機和電子計算機一樣，其功用在于計算具體數學問題。不同的是，電子計算機所用的電子存儲器在某個時間只能存一個數據，它是確定的，操作一次就把一個比特（bit，存儲器最小單元）變成另一個比特，實行串行運算模式；而量子計算機利用量子性質，一個量子比特可以同時存儲兩個數值，N個量子比特可以同時存儲2的N次方數據，操作一次會將這個2的N次方數據變成另外一個2的N次方數據，以此類推，運行模式為一個CPU的并行運算模式，運行操作能力指數上升，這是量子計算機來自量子性的優點。量子計算本來就是并行運算，所以說量子計算機天然就是“超級計算機”。

要想研制量子計算機，除了要研制芯片、控制系統、測量裝置等硬件外，還需要研制與之相關的軟件，包括編程、算法、量子計算機的體系結構等。

一臺量子計算機運行時，數據輸入后，被編制成量子體系的初始狀態，按照量子計算機欲計算的函數，運用相應的量子算法和編程，編制成用于操作量子芯片中量子比特幺正操作變換，將量子計算機的初態變成末態，對末態實施量子測量，讀出運算的結果。

一臺有N個量子比特的量子計算機，要保障能夠實施一個量子比特的任意操作和任意兩個量子比特的受控非操作，才能進行由這兩個普適門操作的組合所構成的幺正操作，完成量子計算機的運算任務。這是量子芯片的基本要求。如果要超越現有電子計算水平，需要多于1000個量子比特構成的芯片。目前，這還無法實現。這種基于“量子圖靈機”的標準量子計算是量子計算機研制的主流。

除此以外，還有其他量子計算模型，如單向量子計算、分布式量子計算，但其研制的困難程度并沒有減小。另外，還有拓撲量子計算、絕熱量子計算等。

由于對硬件和軟件的全新要求，量子計算機的所有方面都需要重新進行研究，這就意味著量子計算是非常重要的交叉學科，是需要不同領域的人共同來做才能做成的復雜工程。

把量子計算機從“垃圾桶”撿回來的量子編碼與容錯編碼

實現量子計算最困難的地方在于，這種宏觀量子系統是非常脆弱的，周圍的環境都會破壞量子相干性（消相干），一旦量子特性被破壞，將導致量子計算機并行運算能力基礎消失，變成經典的串行運算。

所以，早期許多科學家認為量子計算機只是紙上談兵，不可能被制造出來。直到后來，科學家發明了量子編碼。

量子編碼的發現等于把量子計算機從“垃圾桶”里又撿回來了。

采用起碼5個量子比特編碼成1個邏輯比特，可以糾正消相干引起的所有錯誤。

不僅如此，為了避免在操作中的錯誤，使其能夠及時糾錯，科學家又研究容錯編碼，在所有量子操作都可能出錯的情況下，它仍然能夠將整個系統糾回理想的狀態。這是非常關鍵的。

什么條件下能容錯呢？這里有個容錯閾值定理。每次操作，出錯率要低于某個閾值，如果大于這個閾值，則無法容錯。

這個閾值具體是多大呢？

這與計算機結構有關，考慮到量子計算的實際構型問題，在一維或準一維的構型中，容錯的閾值為10^-5，在二維情況（采用表面碼來編碼比特）中，閾值為10^-2。

目前，英國Lucas團隊的離子阱模型、美國Martinis團隊的超導模型在單、雙比特下操作精度已達到這個閾值。

所以，我們的目標就是研制大規模具有容錯能力的通用量子計算機。

量子計算機的“量子芯”

量子芯片的研究已經從早期對各種可能的物理系統的廣泛研究，逐步聚焦到了少數物理系統。

20世紀90年代時，美國不知道什么樣的物理體系可以做成量子芯片，摸索了多年之后，發現許多體系根本不可能最終做成量子計算機，所以他們轉而重點支持固態系統。

固態系統的優點是易于集成（能夠升級量子比特數目），但缺點是容錯性不好，固態系統的消相干特別嚴重，相干時間很短，操控誤差大。

2004年以來，世界上許多著名的研究機構，如美國哈佛大學、麻省理工學院、普林斯頓大學，日本東京大學，荷蘭Delft大學等都做了很大的努力，在半導體量子點作為未來量子芯片的研究方面取得了一系列重大進展。最近幾年，半導體量子芯片的相干時間已經提高到200微秒。

國際上，在自旋量子比特研究方面，于2012年做到兩個比特之后，一直到2015年，還是停留在四個量子點編碼的兩個自旋量子比特研究上，實現了兩個比特的CNOT（受控非）。

雖然國際同行關于電荷量子比特的研究比我們早，但是至今也只做到四個量子點編碼的兩個比特。我們研究組在電荷量子比特上的研究，2010年左右制備單個量子點，2011年實現雙量子點，2012～2013年實現兩個量子點編碼的單量子比特， 2014～2015年實現四量子點編碼的兩個電荷量子比特。目前，已研制成六個量子點編碼為三個量子比特，并實現了三個比特量子門操作，已經達到國際經驗豐富水平。

超導量子芯片要比半導體量子芯片發展得更快。

近幾年，科學家使用各種方法把超導的相干時間盡可能拉長，到現在已達到了100多微秒。這花了13年的基礎研究，相干時間比原來提高了5萬倍。

超導量子計算在某些指標上有更好的表現，比如：

1.量子退相干時間超過0.1ms，高于邏輯門操作時間1000倍以上，接近可實用化的下限。

2.單比特和兩比特門運算的保真度分別達到99.94%和99.4%，達到量子計算理論的容錯率閾值要求。

3.已經實現9個量子比特的可控耦合。

4.在量子非破壞性測量中，達到單發測量的精度。

5.在量子存儲方面，實現超高品質因子諧振腔。

美國從90年代到現在，在基礎研究階段超導領域的突破已經引起了企業的重視。美國所有重大的科技公司，包括微軟、蘋果、谷歌都在量子計算機研制領域投入了巨大的力量，盡較大的努力來爭奪量子計算機這塊“巨大的蛋糕”！

其中，最典型的就是谷歌在量子計算機領域的布局。它從加州大學圣芭芭拉分校高薪引進國際上超導芯片做得好的J. Matinis團隊（23人），從事量子人工智能方面的研究。

他們制定了一個目標―明年做到50個量子比特。定這個目標是因為，如果能做49個量子比特的話，在大數據處理等方面，就遠遠超過了電子計算機所有可能的能力。

整體來看，量子計算現在正處于“從晶體管向集成電路過渡階段”。

尚未研制成功的量子計算機，我們仍有機會！

很多人都問，實際可用的量子計算機究竟什么時候能做出來？

中國和歐洲估計需要15年，美國可能會更快，美國目前的發展確實也更快。

量子計算是量子信息領域的主流研究方向，從90年代開始，美國就在這方面花大力氣進行研究，在硬件、軟件、材料各個方面投入巨大，并且它有完整的對量子計算研究的整體策劃，不僅各個指標超越世界其他國家，各個大公司的積極性也被調動了起來。

美國的量子計算機研制之路分三個階段：及時階段，由政府主導，主要做基礎研究；第二階段，企業開始投入；第三階段，加快產出速度。

反觀中國的量子計算機發展，明顯落后于其他國家，軟件、材料幾乎沒有人做，軟硬件是相輔相成的，材料研究也需提早做準備。作為“十三五”重大科技目，量子計算機應當“三駕馬車”一起發展，硬件、軟件、材料三個都要布局。

盡管我國的量子計算機發展落后，但量子計算機尚未研制成功，我們仍有機會，只是時間已越來越緊迫！只要能發揮我國制度的優越性，集中資源，有步驟地合理布局、支持，仍然大有可為！

（本文轉自科普中國）

計算機科研論文:計算機輔助科研:要性能 更要智能

去年中國千萬億次超級計算機“天河一號”的問世引發了國人對高性能計算的關注,但對普通大眾來說,這個凝聚了計算機行業尖端技術的領域還過于專業,與他們之間的距離還有些遠。不過,對國內眾多希望在教學和科研領域實現快速發展的高校而言,情況則截然不同,因為高性能計算機已經逐漸成為高校推進教學和科研工作的必備的基礎設施。

2010年之前,吉林大學一直在考慮如何有效利用高性能計算機推動學校的學科發展。吉林大學計算機科學與技術學院副院長魏曉輝教授在談到吉林大學高性能計算平臺的建設初衷時介紹說:“吉林大學作為‘211’ 及‘985’工程重點建設的綜合大學,一直很重視提高學校的綜合科研實力。目前學校的眾多學科如理論化學、超硬材料、電子、物理、汽車、力學、生物信息等對高性能計算都有著迫切的需求。如何進行平臺建設,讓更多的學科從有限的經費投入中獲益,則是高性能計算平臺建設和運行的核心問題。”

很多高校面臨著同樣的問題,傳統的科研方法主要依靠理論科學和實驗科學,如今理論科學和實驗科學都離不開計算科學。高性能計算與理論科學和實驗科學已經形成了科研上的“金三角”,缺一不可。建設高性能科研計算平臺已經成為各大知名院校學科發展的共識。如何獲取或建設適合學校實際需求的高性能計算能力是很多高校面臨的問題,是自己購買和維護還是租用第三方的計算能力?如果是自己建設,那又應該選擇怎樣的平臺,確保其性能在滿足應用需求的同時,節約成本?

兩種選擇各有優缺點,吉林大學也有一些院系選擇從第三方的超級計算中心租用計算能力,但是服務質量不能令人滿意。經過研究,吉林大學決定建設一個面向全校的高性能計算平臺。接下來所面臨的就是系統平臺選型問題――既要盡可能地提高計算性能,以滿足更多院系對計算資源的需求,又要控制成本,以獲得較高的投資回報。

根據實際需求進行了認真測試和精心挑選后,吉林大學最終選擇了基于英特爾至強5600服務器平臺的系統。魏曉輝教授解釋到,與上一代產品相比,英特爾至強5600處理器的計算性能有較大的提升,而通過采用32納米的先進制造工藝,其功耗降低了約30%。此外,借助英特爾多項智能計算特性帶來的實時負載均衡和節能效果更令人心動。通過實際科學計算應用,吉林大學驗證了英特爾至強5600平臺出色的性能和綠色節能的效果后,學校技術專家組做出了的抉擇,大家一致認為:“用相同的錢,買計算能力更高、更節能的產品是明智的選擇!”

選擇英特爾至強5600平臺為魏曉輝教授和吉林大學帶來的驚喜還不只于此,英特爾在與吉林大學共同搭建高性能計算中心的同時,除關注自己“本職”的處理器計算能力外,還為吉林大學提供了針對系統I/O吞吐能力、網絡吞吐能力、磁盤吞吐能力的優化方案,甚至在平臺層面對該系統進行了優化,這為吉林大學在該系統日常管理甚至是未來的升級等方面提前做好了準備。

吉林大學的建設方案體現了高性能、高智能和低功耗的特點,在獲得較高計算性能的同時達到了節省成本的目標。其間不難看出英特爾提供的以至強5600處理器平臺為核心的多方位解決方案的強大競爭力。隨著越來越多的高校走上自建高性能計算中心的道路,英特爾還將致力于進一步推廣這一方案,滿足更多高校用戶在教學科研上的計算需求,并為他們帶來理想的投資回報。

計算機科研論文:計算機學科本科生科研創新能力培養模式探究

摘要：通過總結目前本科生科研創新能力培養的定位、組織管理以及相關機制等存在的不足，探討課程學習、科研訓練與學科競賽以及本科生、研究生與指導老師兩個“三者關系”的協調和互動機制，結合計算機學科的特點，探討大學生科研創新能力培養的可行模式。

關鍵詞：科研創新；培養模式；計算機學科

隨著計算機和通信技術的快速發展，我國已逐漸進入信息化社會。計算機學科擔負著培養信息化所需人才的重任，該學科學生科研創新能力的培養，既是建設創新型國家的必然要求，也是自身成長成才的內在訴求。根據我校“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的人才培養指導思想和高素質、“三創型(創新、創造、創業)”、國際化專門人才的培養目標，結合計算機學科自身的特點，對本科生科研創新能力培養所涉及的幾個問題進行探討，為其他不同學科和學校在本科生科研創新能力培養方面提供有價值的參考。

1 我國政策導向以及現實狀況

2007年1月，教育部和財政部正式啟動“高等學校本科教學質量與教學改革工程”，貫徹黨中央和國務院關于“把高等教育的工作重點放在提高質量上”的戰略部署。同時《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中明確指出：“把高等教育發展的重點放在提高質量和優化結構上，加強研究與實踐，培養學生的創新精神和實踐能力”。在近期的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中更是大篇幅提到關于人才培養的改革創新。但是目前本科生對科研創新能力培養的認識仍然存在較多的問題，例如：只重視考試成績和卷面分數，以獲得保送研究生資格或方便出國留學，缺乏創新思維；中小學的應試教育在一定程度上已經泯滅了學生們的創新欲望，導致進入大學后，創新積極性依然比較缺乏；在學校組織的各種創新實踐活動中見異思遷，個別學生功利思想太重，不是真正在創新能力上加以鍛煉和提高，而是寄希望于通過參與這類活動獲得功利性的效果；在參與創新實踐中缺乏創新所需的觀察力和耐心，遇到困難就想放棄等等。

盡管本科生科研創新能力的培養或多或少存在一定的問題，但是根據近幾年作者本人指導和負責多項本科生創新項目的經驗，通過長時間接觸大量來自我校計算機學科不同年級的學生，發現本科生創新能力培養其實是非常必要和大有潛力的，事實上作者指導的本科生已經在包括全國性學科競賽、和申請軟件著作權等方面都已經取得了不錯的成績。其實，本科生目前比較缺乏的是創新主動性，只要采取適當的鼓勵和教育方式，提升他們對科研創新能力培養的認知度，激發他們的創新熱情，積極引導他們嘗試和參加創新實踐活動，創新能力一定能夠不斷地得到提高，甚至極有可能創造出有重大意義的成果。

2 本科生科研創新能力培養現狀和存在的問題

我校計算機學科學生可以參與的科研創新實踐活動比較多，大致可以分為兩類，其中一類是自主選題科研創新訓練項目，主要包括國家大學生創新性實驗計劃(NILP)、中央高校基本科研業務費本科生自主選題項目(CUFP)、廣東省大學生創新實驗項目(GDIP)、學生研究計劃(SRP)、本科教育產學研合作作者簡介：何軍輝，男，副教授，研究方向為計算機科學教育和信息安全研究。

項目(IURC)、百步梯攀登計劃、三年級本科生進入科研團隊等，近3年此類項目立項情況統計如表1所示；另外一類是計算機學科競賽，主要有“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、ACM國際大學生程序設計競賽、全國大學生電子設計競賽相關專題、中國自動化學會機器人競賽、全國大學生信息安全競賽、全國軟件專業人才設計與開發大賽、全國高校趨勢科技百萬程序競賽、微軟精英大挑戰全國賽、廣東省“高校杯”軟件設計大賽等。

在作者多年指導和組織學生參與科研創新實踐活動項目過程中發現，目前我校本科生科研創新能力培養存在如下所示一些問題：

1) 科研創新實踐在本科培養計劃中的定位不盡。就我校情況來看，通過參加學生研究計劃、廣東省或者國家大學生創新性實驗計劃，合格學生可獲得一定數量的創新能力培養學分，但這些計劃強調一個共同原則：興趣驅動、自主實驗和重在過程。事實上，由于高年級學生面臨畢業實習、畢業設計、找工作、準備研究生入學考試或出國等，申報積極性不高，而低年級學生專業課學習剛剛開始，專業知識面受限，能夠真正做到自主選題的學生所占比例較低，多數情況是指導老師出題，學生從中選擇自己感興趣的題。低年級學生由于缺乏應有的基礎或者報名之后興趣容易轉移，有時直接放棄結題考核，導致很多項目完成程度不理想，特別是執行期只有1年的學生研究計劃，而指導老師需尊重學生意愿，對參與科研計劃的本科生沒有相應的約束措施，因為創新能力培養學分在培養計劃中并不是必修，學生可以選擇放棄。

2) 科研創新實踐組織、管理和保障方面存在不足。從表1的統計數據可以看到，學生研究計劃立項的項目數較多，參與學生人數很多，整體上能達到很好的覆蓋面，但同時引發另外一個問題。盡管學校出臺了比較完善的管理制度，包括項目申報、項目實施、中期檢查和項目驗收等，由于項目數量和學生人數眾多，按這種制度來執行需要花費大量的時間，學生和指導老師的積極性必然會受到影響；如果在組織和管理方面流于形式，可能又會出現計劃目標就難以完成的問題。此外，研究計劃的保障措施是不夠的，在校學生及時要務是課堂理論學習以及圍繞就業的課程設計、畢業實習、畢業設計和找工作等環節，學生投入研究項目的時間、積極性以及主動性很容易被這些環節沖擊。

3) 學生自身存在重復申報和主動性不足等問題。前面提到，我校計算機學科學生可參加的科研創新實踐活動很多。盡管原則上一般一位學生同期只能報名參加一個項目，但事實上有些學生不僅同時參加了多個項目，還報名參加多項學科競賽。存在這種現象的原因是多方面的，一方面是有些學生功利性較強，想通過多參加項目和競賽為自己的簡歷添彩加色，另一方面是積極主動和能力相對較好的學生總是會得到不同指導老師的青睞。此外，由于參與項目的學生可能來自不同專業和年級，成員同時沒課的機會很少，指導老師要召集學生定期討論存在一定的難度，而學生自己又主動性不足。

3 本科生科研創新能力培養模式

通過對我校科研創新能力培養的現狀進行深入分析，基于國家和我校的相關政策，結合作者本人多年的教育實踐和計算機學科自身的特點，下面就本科生科研創新能力培養的可行模式進行探討。

1) 注重培養本科生對科研的興趣和創新意識。興趣是好的老師，也是創造的動力和基礎，只有對未知事物感興趣、渴望探究，才有創造的愿望[1]。在計算機學科的教學過程中，教師要充分調動學生學習的主動性，激發他們對理論學習和專業研究的興趣，通過不斷地發現問題和解決問題，培養他們的創新意識和自信心。

2) 進一步創新課堂教育，使其成為科研創新能力培養的前線。課堂是學生接受教育最為重要的場所，應該遵循主體、啟發、個性和民主等原則，將課堂教育轉變為創新能力培養的基礎戰場。學生既是教育的對象，又是學習的主體，是教育過程的主動參與者，堅持以學生為主體，是創新教育的內在要求。學生是主體的性質就決定了教師在教育教學活動中發揮的是主導作用，通過啟發式教學，使學生在掌握知識和技能的基礎上，提高分析問題和解決問題的能力[2]。為了應對新時期對人才多樣而有個性化的要求，要堅持個性教育的原則，培養學生的自主性和創造性，在某種意義上可以說個性成了今天教育的出發點和歸宿。而在課堂教學中實施民主教育更是教育發展自身的一個內在要求，尊重學生的主體地位，讓學生得以生動活潑、自由地發展，解放學生的主體性、創造性。

3) 利用好實驗教學，激發創新熱情和主動性。教育部在“質量工程”中一直強調高度重視實踐環節，提高學生實踐能力。我校計算機學科利用新校區發展的機遇，根據創新型人才培養的需要，不斷推進教學實驗室與實習基地的建設，以為學生提供必要的實驗環境和條件。至今，已建立了1個學生創新基地、3個基礎實驗室(軟件工程、計算機硬件系統、計算機網絡安全)和4個專業實驗室(嵌入式系統、智能多媒體、計算智能與數據挖掘、高性能計算與計算機輔助工程)，使用總面積達2 382平方米。同時也已建設多個校內校外實習基地，這些基地逐漸成為實施素質教育、培養學生創新精神和實踐能力的重要場所，也是培養學生創新能力的重要平臺。實施開放式實驗教學，大幅度提高有利于能力培養的、有利于綜合素質提高的綜合性、設計性、研究性、現代性實驗在實驗教學中所占的比例[3-4]，同時充分注意將教師的科研成果轉化到實驗教學內容中以及實驗教學內容與大學生課外科技活動的結合、延伸，激發學生主動學習、參與科研創新實踐活動的興趣與積極性。

4) 課堂學習、科研創新實踐和學科競賽三者緊密結合，彼此促進，形成良性互動。課堂學習是基礎，只有擁有了扎實的基礎，才會有創新產生的土壤。目前我校各類科研創新活動主力的學生大部分來自本科二、三年級，而專業課程基本開設于這個時期，對這兩個年級的學生來說，課堂學習的任務比較重，如果處理不好它與科研訓練和學科競賽三者之間的關系，將會影響計算機學科專業基礎理論知識的掌握，也難以在科研創新實踐和學科競賽中取得好成績。學科競賽一般由各專業教學指導委員會或者行業內大型企業主辦，每項競賽都有一些相應的選題要求和范圍限制，如果有些已經加入科研創新計劃的學生想參加某項學科競賽，而科研訓練內容與競賽主題不一致，必然會分散精力，本來不太充分的課余時間也就被分割在兩個不同的項目中，最終導致由于時間和精力得不到保障而草草了事，更有甚者，在作品提交或結題前放棄，這種做法既浪費了來之不易的機會，對未能加入研究計劃的學生造成了一定程度的不公平，又沒有達到自身科研創新能力提高的目的。因此在前期選題和參加各類研究計劃時，除了尊重興趣愛好以外，還應該結合學科競賽統一進行考慮，通過學科競賽激發學員的創新興趣和創新熱情，使學科競賽成為各類研究計劃的延續和一個檢驗和交流的場所，發揮各自的聰明才智，集中精力將計劃項目做好做深，在這過程中不斷發現問題、解決問題，形成良性互動。

5) 本科生、研究生和指導老師三者定位清晰，注重相互協調配合。計算機學科是一門實踐性較強的工程型學科，而且知識更新非常快，為此我校出臺了本科教育產學研合作項目以及吸納計算機學科高年級本科生進入科研團隊等措施。加強教學與科研結合，對本科生積極推行兩段滲透式教育：低年級學生以基礎理論課為主，高年級學生在完成專業課學習的同時，為其配備指導老師，爭取較早進入科研實驗室并參與指導老師的科研項目，使得他們能夠盡早接觸科研，了解計算機學科前沿[3,5]。通過這些措施的執行，一方面，通過指導老師對學生的積極引導和學生自己的實際參與，能很好地鍛煉學生的動手能力，激發好奇心，培養創新意識、獨立工作能力。另一方面在研究生與本科生“互幫互助”過程中，讓本科生了解研究的目的、方法以及科研所需要的刻苦鉆研精神，從而啟發與調動本科生在學習和研究中的主動性、積極性，培養團隊合作精神。通過產學研結合模式拓展本科教學，在不斷積累實踐經驗、拓寬知識面的同時，充實教學內容，有效提高教學質量，提高學生分析問題和解決問題的綜合能力。

6) 逐漸完善以學生為中心的本科生科研創新能力培養機制，為預期目標的實現保駕護航。目前我校各類科研創新實踐活動已經取得了一定的成績，但是由于各種因素的制約，成效并非十分理想，下面就制度因素進行討論。首先，本科生創新能力學分的定位需要進一步明確并強調重要性，提高其在培養計劃中的地位，盡管長期應試教育一定程度抑制了學生創新的主動性，但實際上上本科生的潛在創新意識是非常活躍的，只是需要外在的一些條件來激發。其次，如何在兼顧課堂學習的同時積極有效地投入科研創新活動至關重要，例如可通過精心排課，保障來自不同年紀的學生成員能夠每周或每兩周召開討論會，這樣既可以及時處理在科研訓練中所碰到的疑難問題，避免學生產生畏難而退的情緒，又方便指導老師對研究計劃的進度進行有效控制。第三，除了指導老師科研實驗室提供開放的實踐環境之外，好能有相對固定的場所供本科生從事科研創新實踐活動，方便成員之間相互溝通和學習，培養團隊合作精神。，出臺相關規定來杜絕同期重復申報不同項目和浪費機會的情況出現，保障創新實踐活動的覆蓋面。此外也可通過對在創新活動中表現的小組和成員進行獎勵，形成根據興趣愛好慎重申報的自覺性，而不是盲目跟風，并結合考慮科研創新項目和學科競賽，通過集中精力投入做出好成績。

4結語

從政策導向及現狀出發，結合計算機學科的特點和我校具體情況，根據作者多年的教育實踐，所總結歸納出的六條措施構成計算機學科本科生科研創新能力培養的可行模式，即形成以啟發式、個性化課堂教學為主，以開放式實驗教學為輔，科研創新實踐和學科競賽有機融合，依托產學研制度保障下的興趣驅動培養模式。該模式通過全盤考慮計算機類本科生在校期間可能受到的各種教育、訓練、參與的項目以及接觸的人員等多方面要素，理順使其成為一個有機的整體，共同指向創新人才培養這一重要目標，非常具有可操作性，對以教學和科研并重類理工院校具有很好的借鑒作用。作者本人已在多個年級本科學生中試行該培養模式，并取得了較好的效果：4篇，獲部級比賽獎2項，申請著作權1項，讀研或出國深造6人，大型IT企業工作多人。

計算機科研論文:計算機科學與技術學科研究生教育研究及教材建設

一、 背景與問題

隨著我國現代化建設的迅速發展，對計算機高層次人才的需求數量不斷增加、水平不斷提高。這使得近年來，計算機科學與技術學科碩士研究生的培養規模不斷擴大，表現在碩士研究生人數和新的碩士點數都在迅速增長。據不統計，全國僅計算機應用技術學科的碩士學位授權點就達到了310余個，不少學校計算機科學與技術學科的碩士生年招生量都在百人以上。在這種情況下，如何保障并不斷提高研究生的培養質量已引起了社會的關注。

對目前的教育現狀進行分析，不難發現，影響我國計算機科學與技術學科碩士研究生培養質量的問題主要有以下三方面：

①許多學校的碩士研究生培養仍處在初級階段，在教育理念、模式、體系等方面還存在若干有待優化和規范化的問題；

②按照我國研究生教育的基本要求，課程教育占有十分重要的地位。研究生規模的擴大，使得教材建設的矛盾更加突出。許多高校的碩士研究生缺乏教材，而且不少教材處在“知識結構老化，更新緩慢”的狀態，已成為制約水平提高的重要因素。建設新教材，使之盡快與國際標準接軌，已成為亟待解決的重要問題。在這個問題的解決過程中，國外的教材及時引進、消化、吸收也存在這樣和那樣的問題。

③國內既有研究生培養歷史長、基礎雄厚的學科點，也有剛剛發展起來，基礎較弱的學科點，種種原因使得前者優勢難以更好地發揮作用。表現在各高校之間的教學資源不能協作與共享，不利于把具有相同學術背景的人們緊密地聚集在一起，形成強有利的教師共同體，廣泛深入地進行教學方面的合作。

如何解決好這三個問題，是非常重要的。本文討論如何在各式各樣的教育中，提煉出一個公共的基本培養體系指導意見，給各個培養單位制定研究生培養方案和培養計劃，開展培養工作提供恰當的參考，使之在達到基本要求的前提下培養出各具特色的人才。同時，依照此體系進行教材建設，為促進培養水平的不斷提高提供更多的支持。

為了使之更快、更好地發揮作用，我們在促進資源的共享上也作了相應的探索。研究成果“計算機科學與技術學科碩士研究生教育研究及系列教材建設”獲得了2006年清華大學教學成果一等獎。

二、 解決問題的思路與方法

與本科教育相比，碩士研究生教育具有更強的多樣性。如何在鼓勵各個學科點突出自己特色的同時，更好的滿足學科及其發展的要求，不斷提高教育水平。分析認為，有必要科學地構建一套完整、規范的培養體系指導意見，緊密結合計算機科學與技術學科的特點，對相應的培養提出適當的要求。這對本學科目前存在的各個學科點差異比較大的現狀尤為重要。該培養體系應該包括研究生培養方案、課程體系、教材體系、實踐教學體系、師資和導師隊伍、管理體制、外部環境以及評價體系等。

教材是基本教學內容載體，好的教材號可以在教學方法上提供相應的參考。所以，教材不僅為教學提供基本依據，而且還會推動研究生培養的改革。所以，要在建立的規范的培養體系的基礎上，組織一整套充分體現高水平研究生教育要求的、規范化、高質量、高水平的教材。通過規范的培養體系的構建、推廣活動和教材的組織等，實現各高校之間的教學資源協作與共享。

為了實現上述目標，組織國內一些高校的、具有影響力的計算機教育專家組成研究組和編委會，并組織國內外教育界和產業界在教學和科研一線長期工作的專家進行了系統的研討活動。通過調查我國計算機科學與技術碩士研究生教育的基礎、現狀和需求，深入分析我國現代化建設的人才需求和本學科自身的發展、結構及特點，系統地總結國內外在計算機科學與技術學科碩士研究生教學改革和實踐中所取得的成果和共識，建立一套完整、規范的培養體系指導意見。然后依據此指導意見，進行教材建設，并在培養體系指導意見的構建和教材建設中建設跨地區、跨學校的團隊教學協同開發平臺，有效地支持教學資源建設的協作與共享。

三、具體實施

依據上述思路，2002年10月，清華大學出版社與中國計算機學會聯合，聘請清華大學、國防科技大學、北京大學、北京工業大學、北京航空航天大學、復旦大學等13所高校的計算機教育專家組成了“計算機科學與技術學科研究生教育研究組”和“計算機科學與技術學科研究生系列教材”編委會。通過努力，形成并出版了專著《計算機科學與技術學科碩士研究生教育》。它一出版便得到國內同行的關注，為計算機科學與技術學科碩士研究生教育教學的改革提供了很好的參考，具有一定的指導意義。

全書共分為10章：

第1章從20世紀70年代后期開始，簡單地介紹我國計算機科學與技術學科研究生教育的發展過程；

第2章討論計算機科學與技術學科的基本描述、學科的基本任務分析、學科的特點、學科的形態（過程）與人才定位與培養、學科方法論的12個基本概念、抽象及時的基本教育原理；

第3章具體討論培養定位相關的計算機科學與技術學科人才的層次、人才的類型、不同來源學生問題、課程與研究問題等；

第4章討論培養模式，包括培養方案的制定、導師、課程教學、課題研究和論文撰寫；

第5章將分別按照學科構成和知識領域劃分討論了計算機科學與技術學科的知識結構，同時提出了非計算機科學與技術學科生源的補課要求、研究生教育期間的跨專業選修有關課程的要求；

第6章討論本學科研究生的能力培養問題，包括聽說讀寫能力、4大基本學科能力創新能力、研究能力、工程能力以及其他能力；

第7章介紹了培養方案的制定、調整和描述，給出了培養方案應該包含的9個方面的內容；

第8章論述課程體系，從整體上將培養方案中的課程分成公共課、一級學科（學位）課程、二級學科（學位）課程和學科方向課程，同時給出了三種不同類型的課程方案作為培養方案中的課程設置舉例；

第9章給出了22門課程的描述，包括這些課程的課程名稱、基本描述（課程要求與目的）、主要內容，它們有的是學位課、有的是選修課；

第10章討論研究生的培養問題，包括品牌意識與品牌人才培養、優勢學科的中心及帶頭作用、激勵機制的建立、廣泛的交流，以及通過規范管理提高培養水平等問題。

其中不少內容參考了國防科技大學、哈爾濱工業大學等一些基礎雄厚的學校的培養方案，請一些專家幫助撰寫了一些典型課程的課程大綱。

以《計算機科學與技術學科碩士研究生教育》為指導，全國已有許多高校根據其自身的具體情況制定出了具有本單位特色的計算機科學與技術學科碩士研究生培養方案，完善了研究生教育環節、促進了培養體系的規范化，提高了教育水平。相應的工作主要體現在以下幾方面。

（1）提出了一套完整的計算機科學與技術學科碩士研究生的培養體系指導意見，該指導意見以《計算機科學與技術學科碩士研究生教育》出版發行。它對碩士研究生教育的發展、培養定位、培養模式、知識結構、能力結構、課程體系、培養方案描述、教學方法、基本課程描述、課程設置與要求示例、研究生培養、教材建設、導師作用以及實踐教學等進行了較為的論述，是目前國內理工學科中的一本關于碩士研究生教育的論著。

（2）提煉了碩士研究生系列課程體系和新的教學大綱。規劃了碩士研究生課程體系，提出了集中覆蓋核心內容的22門重要課程及其相應的教學大綱。該課程體系體現了研究的系統性、完整性和先進性，特別地在體系結構、內容的深度和廣度上與本科計算機教育有良好的銜接。

（3） 設計了突出創新能力培養的實踐教學體系（該部分內容已經確立為教育部“計算機科學與技術實踐教學體系研究”研究項目），強調了計算機科學與技術學科碩士研究生的創新能力培養，并充分考慮了本學科理論與實踐緊密結合的特征，將實踐教學放在重要位置，強調理性思維應與實踐教學相配合，激發學生的創新意識，以實現學科基本能力和創新能力的培養。

在具體教材的建設中，對應每一門課程教學內容，系統地從各個層次上完成實踐教學的設計和實施，通過這種方式建立起了一個較為完善的研究生實踐教學體系。

（4） 組織出版一套實施研究成果的“計算機科學與技術學科研究生系列教材”。這套教材的作者在全世界范圍征集，并請國內外著名計算機專家審閱、檢查，形成國際性的合作教材，突出了求新與求實的風格，反映了所屬領域系統的理論和新進展，做到了學科先進性和教學適用性的統一。這套教材以自主版權的中、英文教材為主，既有在國內教學和科研一線具有豐富經驗的專家撰寫的中文版教材，又有在國外著名大學工作的教授撰寫的英文版教材，還引進一些世界著名高校的近期教材。

在表現形式上，以文字教材為主，同時配合適量的多媒體教材，包括主教材、教師參考書、實驗指導書、多媒體課件等。

（5）為支持教學資源的協作共建與共享，提供了跨地區、跨學校的團隊教學協同開發平臺。除在網上長期提供教育平臺服務外，清華大學出版社的教師培訓中心也為系列課程的廣泛交流推廣發揮很好的作用。

四、 實施效果

研究組成員在全國范圍內開展了廣泛的實踐、交流和推廣應用活動，吸引了更多人的關注并參與到教學研究中來，進一步推動了國內計算機科學與技術專業的教學研究和教學改革。目前，已有數許多院校參考《計算機科學與技術學科碩士研究生教育》進行了培養方案的修訂和教學內容的更新，有效地促進了各校教學計劃的制定從經驗性走向科學性。經過2年多的教育教學實踐，其中的教育思想已逐漸被廣大教師在教學中實施，收到了良好的效果。實踐結果表明，《計算機科學與技術學科碩士研究生教育》為實施高水平的碩士研究生教學提供了基本依據和指導。

已出版發行的5萬余冊教材，現已被百余所高校采用，教學效果良好。其中有的教材被中國版協評為“2003年度引進科技圖書獎”。經過評選，該系列教材還被國家新聞出版總署定為“十一五”國家科技圖書重點出版項目。

研究生教育更多的是強調在滿足基本要求下的特色，規范其教育教學和管理，對提高教育質量和水平具有重要意義，在大家的努力下，在未來，相應的研究將會取得新的成果，并將促進我國計算機科學與技術學科研究生教育教學質量和水平的不斷提高。

計算機科研論文:計算機科研提速與計算科學發展探討

計算機科研提速與計算科學發展探討

理論研究科學既有深厚的科學意義，又具備豐富的應用功能，是最基本的計算機科學的組成部分，在國際上一直很受重視，但在國內卻是大家不太了解的領域。

據了解，從1998年成立至今，微軟亞洲研究院已經確立了五大研究方向，涵蓋多媒體、數字娛樂、用戶界面、無線及網絡技術和互聯網搜索與挖掘等領域。本次成立的理論研究組將與原有的五個研究組平行運作，為他們提供理論方面的支持，幫助他們進一步拓展研究的深度和廣度。

首先，先談談關于計算科學與計算機發展。

及時，計算的本質以及遠古的計算工具。抽象地說, 所謂計算, 就是從一個符號串f變換成另一個符號串g。比如說，從符號串12+3變換成15就是一個加法計算。如果符號串f是x2，而符號串g是2x，從f到g的計算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導規則,令g是一個定理, 那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個角度看,文字翻譯也是計算,如f代表一個英文句子, 而g為含意相同的中文句子, 那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點？為什么把它們都叫做計算？因為它們都是從己知符號(串) 開始, 一步一步地改變符號(串) , 經過有限步驟, 得到一個滿足預先規定的符號(串) 的變換過程。

從類型上講, 計算主要有兩大類:：數值計算和符號推導。隨著數學的不斷發展, 還可能出現新的計算類型。早在公元前5世紀,中國人已開始用算籌作為計算工具,并在公元前3世紀得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同時還把算法口訣化,從而加快了計算速度。

第二，近代計算系統與電動計算機和電子計算機。近代的科學發展促進了計算工具的發展:在1614年,對數被發明以后,乘除運算可以化為加減運算,對數計算尺便是依據這一特點來設計。1620年,岡特利用對數計算尺來計算乘除。1850年,曼南在計算尺上裝上光標,因此而受到當時科學工作者,特別是工程技術人員廣泛采用。機械式計算器是與計算尺同時出現的,是計算工具上的一大發明。帕斯卡于1642年發明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發明了一種能作四則運算的手搖計算器,是長1米的大盒子。自此以后,經過人們在這方面多年的研究,特別是經過托馬斯、奧德內爾等人的改良后,出現了多種多樣的手搖計算器, 并風行全世界。

20世紀初,電子管的出現,使計算器的改革有了新的發展,美國賓夕法尼亞大學和有關單位在1946年制成了及時臺電子計算機。電子計算機的出現和發展,使人類進入了一個全新的時代。它是20世紀最偉大的發明之一,也當之無愧地被認為是迄今為止由科學和技術所創造的具影響力的現代工具。

第三，摩爾定律與計算的極限。人類是否可以將電子計算機的運算速度永無止境地提升?傳統計算機計算能力的提高有沒有極限?對此問題,學者們在進行嚴密論證后給出了否定的答案。如果電子計算機的計算能力無限提高,最終地球上所有的能量將轉換為計算的結果——造成熵的降低,這種向低熵方向無限發展的運動被哲學界認為是禁止的, 因此, 傳統電子計算機的計算能力必有上限。

而以ibm研究中心朗道(r.landauer)為代表的理論科學家認為到21世紀30年代,芯片內導線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米), 此時,導線內運動的電子將不再遵循經典物理規律——牛頓力學沿導線運行,而是按照量子力學的規律表現出奇特的“電子亂竄”的現象,從而導致芯片無法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應干擾而呈現出奇特的反常效應。所有的美妙都是彼此聯系和有意義的

第四，量子計算系統。量子計算最初思想的提出可以追溯到20世紀80年代。物理學家費曼richardp.feynman曾試圖用傳統的電子計算機模擬量子力學對象的行為。他遇到一個問題:量子力學系統的行為通常是難以理解同時也是難以求解的。以光的干涉現象為例,在干涉過程中,相互作用的光子每增加一個,有可能發生的情況就會多出一倍,也就是問題的規模呈指數級增加。模擬這樣的實驗所需的計算量實在太大了,不過,在費曼眼里,這卻恰恰提供一個契機。因此,只要在計算機運行的過程中,允許它在真實的量子力學對象上完成實驗,并把實驗結果整合到計算中去,就可以獲得遠遠超出傳統計算機的運算速度。

量子計算的出現,則徹底打破了這種認識與創新規律。它建立在對量子力學實驗的在現實世界的不可計算性。試圖利用一個實驗來代替一系列復雜的大量運算。電子計算機和互聯網的出現,大大加強了人類整體的科研能力,那么,量子計算系統的產生,會給人類整體帶來更加強大的科研能力和思考能力。不僅如此, 量子計算系統會更加深刻的揭示計算的本質, 把人類對計算本質的認識從牛頓世界中擴充到量子世界中。

再次，關于理論計算機科學研究提速

據了解，從1998年成立至今，微軟亞洲研究院已經確立了五大研究方向，涵蓋多媒體、數字娛樂、用戶界面、無線及網絡技術和互聯網搜索與挖掘等領域。本次成立的理論研究組將與原有的五個研究組平行運作，為他們提供理論方面的支持，幫助他們進一步拓展研究的深度和廣度。

及時，理論研究科學深厚的科學意義和具備豐富的應用功能。理論研究科學既有深厚的科學意義，又具備豐富的應用功能，是最基本的計算機科學的組成部分，在國際上一直很受重視，但在國內卻是大家不太了解的領域。直到2004年,計算機理論學界大師姚期智從任教多年的普林斯頓大學回歸清華大學時，才算剛剛起步。

微軟亞洲研究院院長沈向洋認為，理論研究組的意義在于，從科研角度來講，理論相當于底層的基礎支撐，豐富的、有深度的、堅實的理論資源將使基礎研發走得更快更遠。他表示，對于微軟亞洲研究院來說，促進地區整體科研實力的提高是其使命之一。理論研究組的成立，除了為研究院其他組的研究以及微軟產品的研發做好堅實的理論儲備，進一步促進研究院的發展和創新外，還希望能和清華大學等科研院所一道促進理論計算機科學在中國的研究與發展。

第二，理論計算機科學研究的機會與挑戰。理論計算機科學怎樣才能夠做出一些突破性的研究，讓中國信息科學的研究更上一層樓，姚期智院士舉了兩個例子：

其一點，有些問題是效率問題，譬如互聯網的搜索就能得益于理論計算機科學的發展。互聯網是一個很大的圖形，在這個圖形里面所做的事情，基本上是理論計算機科學里面所包含的問題，如果能在算法上進行改進的話，就能在科學、時間、商業上取得非常大的效果，從而發揮強大的效益。

另一點，有些問題，不單是效率問題，而是能不能夠做到的問題。譬如安全，在過去30年的研究里，大家公認的在信息安全、網絡安全方面，沒有一個好的理論框架和基礎，不可能做到安全，避免黑客的攻擊。因此，必須在理論發展的基礎上去保障各種信息的安全。

未來可能會從兩個方面解決摩爾定律的極限問題：一方面是計算機的硬件，譬如說量子計算機；另一方面是計算機的軟件。

綜上所述，如果觀察歷論文聯盟//史,會發現人類文明不斷增多的“發現”已經構成了我們理解世界的“公理”,人們的公理系統在不斷的增大,隨著該系統的不斷增大,人們認清并解決了許多問題。人類的認識模式似乎符合下面的規律：“計算工具不斷發展-整體思維能力的不斷增強-公理系統的不斷擴大-舊的神諭被解決-新的神諭不斷產生”不斷循環。

無論量子計算的本質是否被發現,也不會妨礙量子計算時代的到來。量子計算是計算科學本身的一次新的革命,也許許多困擾人類的問題,將會隨著量子計算機工具的發展而得到解決,它將“計算科學”從牛頓時代引向量子時代,并會給人類文明帶來更加深刻的影響。如果我們用好的方法，寫的軟件程序能夠比現在更有效率的話，計算能力本身就會幫我們做許多現在無法做到的事情。

計算機科研論文:計算機科學領域科研合著網演化分析

摘要：揭示計算機科學領域科研合作發展規律及特點。[方法/過程]以計算機科學領域1975―2014年約300萬篇論文為基礎構建合著網，以年為單位分析合著網演化特點，對比分析期刊論文合著網和會議論文合著網的特點。[結果/結論] 科研合作已經成為計算機科學領域的必然趨勢和普遍現象，八成以上科研人員擁有兩名或兩名以上合作者；計算機科學領域的發展以2000年為界分為慢速發展和快速發展兩個階段；會議作為更為高效的科研信息交流方式，更有利于促進計算機科研領域的科學合作。

關鍵詞：計算機科學 合著網 演化分析

隨著科學研究的進一步發展，科研合作已經成為科學領域的普遍現象。科研論文是科研成果的主要表現形式，科研論文的合著能夠從一定程度上反映科研合作狀況。通過研究論文合著情況來了解科研合作現狀，發現科研合作規律及特點，能夠幫助科研管理人員加強科研管理，啟發科研人員更好地開展科研合作。

國外的科學計量學專家普賴斯[1]和D. Beaver等[2]最早對科學合作和科研論文的聯名發表情況進行了探究，普賴斯認為大多數高產作者提高他們的生產率是由于存在一個集體的領導而使他們能比單槍匹馬時完成更多的工作量所致。國內的文獻計量學專家王崇德[3]、汪冰[4]等運用統計分析方法對合著率、合著程度等指標展開研究，通過量化的方法研究科研論文合著現象。隨后M.E. Newman[5]、A.L. Barabási等[6]提出用網絡方法研究合著關系，基于社會網絡分析方法的合著現象研究越來越受到重視。王福生、楊洪勇[7]基于2001-2006年期間發表于《情報學報》的科學研究論文作者數據構建合著網絡，探索了該網絡的小世界特性和無標度特性；李亮、朱慶華[8-9]以1998-2005年期間發表在《情報學報》上的880篇科研論文為基礎構建合著網絡，利用社會網絡分析方法對該合著網展開中心性分析、凝聚子群分析和邊緣-核心結構分析；隨后劉蓓、袁毅等[10]以2000-2006年被收錄在中國期刊網上“情報學”主題相關的9 806篇論文為樣本建立合作網絡，分析研究人員合作緊密程度等特性。

然而，現有研究對象大多集中在圖情學領域且數據規模小、時間跨度窄，通常以靜態方式分析，缺乏動態分析研究。本文以計算機科學領域1975-2014年發表的約300萬篇論文為樣本建立合著網絡，以年份為單位分析該網絡演化特點，對比分析期刊合著網絡和會議合著網絡差異，揭示計算機科學領域的發展規律及特點。

1 DBLP文獻庫及預處理

DBLP[11]是由德國特里爾大學開發和維護的計算機科學文獻庫，該文獻庫收錄了計算機科學領域主要的國際期刊和會議論文，為計算機科研人員提供免費的文獻檢索服務。由于其更新速度快，收錄論文質量高，很好地反映了計算機領域學術前沿方向，在學術界有很好的聲譽，給計算機科研人員帶來了極大的便利，其性也得到了研究界的高度認可[12]。截至2015年8月，該文獻庫已經收錄超過140萬名科研人員發表的約360萬篇文獻，其中期刊文獻約120萬篇，占46%；會議論文約160萬篇，占53%。本文提取數據集中1975-2014年40年間發表的期刊論文和會議論文作為研究對象。

DBLP數據集以XML格式提供數據服務，每條數據記錄包含論文標題、作者、發表刊物、發表日期等字段。期刊論文以節點標記，包含創建時間（mdate）和標識（key）兩個屬性，以及作者（author）、標題（title）、刊名（journal）和發表年份（year）等子節點。一條典型的期刊論文記錄屬性見圖1。會議論文以節點標記，所包含屬性和子節點與期刊類似。由于各種原因，DBLP文獻庫收錄時存在部分期刊或會議論文字段不齊的情況。筆者挑選出創建時間、標識、作者、標題、刊名和發表時間這7個要素均齊全的所有記錄，刪除7個要素不齊全的記錄。最終得到1975-2014年間發表的1 231 308篇期刊論文和1 607 382篇會議論文。本文運用java語言，采用sax大規模XML文檔處理程序包處理所有文檔。

2 合著網絡構建

本文主要考察科研作者之間有無合作關系，不考察合作關系強弱，因此建立無向無權值合著網絡。以姓名為作者標識，作為合著網的節點；對于任意兩名作者，如果他們合著過論文，則這兩名作者之間建立一條無向邊。最初以1975年為基礎構建合著網，然后以1975-1976年間為基礎構建合著網，以此類推，最終構建1975-2014年間發表的論文合著網絡，分析這40年時間內隨時間推演網絡規模、度分布等演化特點。針對特定論文數據集，構架步驟如下：①基于論文數據構建“作者―合著者”關聯表；②根據關聯表統計當前合著網絡規模；③根據關聯表統計節點度及該網絡度分布；④基于廣度優先搜索算法分析該網絡連通區域，并統計較大連通區域節點占整個網絡的比例。

3 合著網演化分析

3.1 整體網絡屬性

表1顯示了以1975-2014年間完整數據為基礎構建的期刊合著網和會議合著網的基本屬性。期刊合著網作者人數約93萬，共123萬篇，平均每人3.55篇；會議合著網作者人數約107萬，共160萬篇，平均每人4.52篇。可以看出，計算機科研人員更傾向于以會議的形式發表科研成果，進行科研合作與交流。其原因是會議能夠為計算機科研人員提供面對面交流機會，更有利于科研信息的快速交換，啟發科學研究。會議合著網平均合作者為7.73人，高于期刊合著網的6.90人，說明科研人員在發表會議論文過程中更傾向于選擇合著，這與會議論文的時效性和新穎性要求更高、同等質量論文需要更多科研人員參與才能完成有關。從連通性角度考慮，兩者較大組元（組元指網絡中的連通區域）節點數與網絡總節點數比例均在80%以上，且第二大組元所占比例極低，說明合著網中除極個別的孤立節點外，絕大部分作者已經處于同一個連通區域，作者之間的聯系越來越緊密；同時發現會議合著網的較大連通區域較期刊合著網大，會議論文的合著情況好于期刊論文。

本文認為產生上述特征的因素可能有以下3個：及時，科研難度增加以及科學家樂于合作共同解決難題是促進科研合作的主要原因。在一個研究領域發展早期，科研人員傾向于解決基本問題，這類問題比較直觀、所需投入的人力較少；隨著基本問題的解決，復雜難題需要科學家付出更多的時間和精力，而人類樂于合作的天性也促使科學家走在一起，以更為高效的方式共同解決難題。第二，2000年以來計算機和互聯網市場的迫切需求刺激了該領域的發展。通過兩類合作網網絡規模的增長可以明顯看出，2000年以后網絡規模呈現出爆發式增長趨勢，越來越多的計算機科研人員參與到該領域的研究中。本文認為出現這種明顯變化的原因是2000年左右互聯網和計算機技術的蓬勃發展吸引了一大批人員參與到計算機科學領域的研究中。第三，會議對論文的時效性要求更高，同等質量的科研論文需要在更短時間內完成，這樣從客觀上要求科研人員加強合作，提高科研效率；同時會議能夠為科研人員提供面對面形式的科研信息交流，可能是吸引更多科研人員參與會議的原因之一。

基于海量數據的合著網分析能更加、地呈現一個學科合作的發展現狀，但因為面臨著數據處理難題，傳統的個人電腦幾乎無法完成一些常見指標（如網絡直徑等典型參數）的計算。在下一步工作中，筆者將進一步探索如何高效地進行海量數據處理和巨型合著網絡的分析和計算。

計算機科研論文:基于科研素養培養的大學計算機基礎教學的探索與實踐

摘要：本科教育是高等教育的主體，加強大學本科生科研素養的培養，是創新人才培養的關鍵，對我國建設創新型國家具有基礎性的重要作用。本文介紹了美國部分高校在科研素養培養方面的進展，針對作者所在學校本科生科研素養培養的現狀，嘗試開設公選課《Word、LaTeX論文排版》的教學，內容包括開展課題研究的準備、論文編排兩部分，在教學內容、教學方法和教學平臺上進行了探索和實踐，取得了學生的良好反饋。

關鍵詞：科研素養；計算機基礎教學；論文排版；Word；LaTeX

一、引言

1.什么是科研素養。科研素養一般包括科研意識、科研方法和科研精神三個方面。科研意識是科研素養的基礎，指積極從事科研活動的意識，包括從事科研的興趣和主動性，發現問題的自覺性和敏銳性，等等。科研方法是科研素養的核心，指從事科學研究的基本的方法和手段，包括科研課題的提出、科研方案的制定、科研資料和信息的收集和整理、科研論文的撰寫等方面的具體方法。科研精神則是科研素養的內涵，指科學研究活動所應具備的精神品質[1]。

在科學技術越來越成為經濟發展和社會進步的主導因素的今天，國力的強弱主要取決于勞動者的素質，而勞動者的素質又主要取決于是否具有創新意識和創新能力。創新意識和能力的培養的關鍵在于科研素養的提升，科研素養是創新能力的基礎，科研能力是創新能力的重要表現。進入21世紀，社會和經濟的發展對于大學生科研素養提出了更高的要求，對于具備科研能力和素養的人才的需求也越來越強烈[2]。本科教育是高等教育的主體，是創新人才培養的關鍵。加強大學本科生科研素養的培養，是時代對于大學教育提出的要求，對我國建設創新型國家具有基礎性的重要作用。

2.國內外現狀。國外高校圍繞人才培養問題進行了諸多理論和實踐的探索，對科研素養的培養也有多種途徑的探究[3]。在本科生科研理事會（CUR）、全國本科生科研大會（NCUR）、卡內基教學促進基金會、美國科學基金會等組織的推動下，經過三十多年的實踐，美國的UROP已經形成一套比較完整和成熟的運作機制。據有關數據統計，80%的MIT的畢業生參加過一個UROP。

近10多年來，美國大學不斷探索以研究為本的課程體系創新，如新生研討課、基于課程的小組研究、基于問題的學習（PBL）等。這些新形式在本質上與本科生科研活動相通，即都是引導學生主動學習，進而獲得界定問題、分析問題和解決問題的能力。二是設立與科研相關的課程或者是開設學術研討班。加州大學伯克利分校通過學術研討班講授與科研相關的課程，為即將從事科研的本科生提供一個關于本科生科研的概覽，講解科研的重要性和如何開始科研、如何寫作研究計劃申請書等。這些都為本科生科研素養的培養，使之盡快進入研究領域奠定了基礎。

與國外的人才培養研究啟動早、有相對完整的計劃相比較，我國高校對本科生科研素養的研究稍滯后[4]，培養途徑也在探索之中[5]。以我校為例，本科生的科研素養現狀不容樂觀。大部分本科生缺乏一些基本的科研能力。查找資料是科研的基礎工作，許多大學生對于連圖書分類、信息檢索等獲取信息所必需的知識和技能都不具備，因此無法高效地通過計算機與互聯網獲取自己所需的信息。大多數學生面對豐富的網絡資源，只是膚淺地了解大概的信息，無法深入獲得自己的所需，從而出現不為我所用的情況。在本科生畢業設計的過程中，很多學生往往不知道如何開始課題的研究，在學術論文和畢業論文的撰寫與編排等方面也存在著很多欠缺。隨著計算機和網絡的普及，大學計算機基礎教育也在不斷地進行改革，本文旨在針對如何在計算機基礎教育中培養本科生的科研素養進行探索和實踐研究。

二、探索與實踐

以培養本科生科研素質為目標，探索在當前我校大學計算機基礎教學現狀上開展創新的教學內容、方法、手段，需要解決的主要問題包括以下幾個方面：

1.在當前計算機基礎課教學內容的基礎上，認真分析各專業的科研方法和手段，設計教學內容和案例。

2.在現有基礎課教材的基礎上，針對提升本科生科研素養，編寫教材或相關的參考書。

3.如何針對不同專業的學生，開展任務驅動式教學方法，提高學生學習興趣以及研究問題和解決問題的能力。

4.如何使用新媒體、新技術來促進教學平臺的多樣化。

2013年2月至今，作者在所在學校本科生一年級的計算機基礎課教學內容的基礎上，開設公選課《Word、LaTeX論文排版》的教學，針對如何提升我校本科生科研素養這一教學研究課題進行嘗試，分別在教學內容、教學方法和教學平臺上進行了探索和實踐。由于我校計算機基礎教育在本科生科研素養培養方面尚處于空白，這方面的教學探索也沒有先例，因此，教學經驗一方面來自于作者自己從事科研多年來的經驗總結，另一方面來自作者多年從事大學計算機基礎課教學及輔導本科生畢業設計的經驗總結，主要創新之處有：教學內容的創新；嘗試任務驅動式教學方法來訓練學生科研基本技能；在課堂授課的基礎上，探索利用新的通信、網絡平臺促進學生提升科研素養。

公選課的學生來自不同院系，包括文科、理科、工科等本科生的不同年級。針對這一特點，教學上需要盡量選擇對各專業各年級都有用的學習內容。教學內容的設計為基于案例式，以從事某一領域課題為例，來講述開展課題研究的準備工作部分；以學位論文編排為例，來展開論文編排部分，主要介紹了兩種當前流行的論文編排工具Word與LaTeX，以編寫學位論文的順序來展開具體內容。通過本課程學習，使得學生能夠掌握文獻檢索、論文編排與投稿方面的基本技能，充分利用計算機技術協助科研創新。本課程教學內容具體如下：

及時部分為開展課題研究的準備工作，主要介紹論文的基本知識、寫作規范、論文的投稿、期刊及會議的相關知識、論文數據庫相關知識、文獻檢索相關知識、文獻檢索技巧、網絡資源介紹等內容。

第二部分為論文編排，分別介紹了如何用Word與LaTeX兩種軟件來編排論文。其中，Word編排論文部分以Word 2010為例講解；LaTeX編排論文部分，以TeX Live 2013發行版為例講解。

Word論文編排包括：Word編排論文前的Word定制與基本設置；按照論文寫作流程詳細介紹相關的Word編排技巧，包括大綱制作、圖表制作、公式編輯、交叉引用、參考文獻制作、EndNote軟件及其參考文獻制作方法、腳注與尾注、目錄與索引等的制作；論文主體內容編排結束之后的版面設計（頁眉、頁腳和頁碼的設置）、論文修改、審閱等。

LaTeX論文編排包括：LaTeX基本概念，包括LaTeX簡介、Tex Live簡介及安裝、LaTeX基礎知識；按論文寫作順序詳細介紹LaTeX編排論文技巧，包括文本輸入及其格式設置、段落格式設置、大綱制作、公式編輯、圖表制作、參考文獻制作頁面布局以及LaTeX模板編排大、小論文的示例等。

課程的授課方式包括講授和上機操作，課時為36，一共12次課，每次3個學時，每次課的教學安排為2學時授課，結合授課內容安排上機練習題，第3節課一般為上機輔導，并對于問題比較多的習題，進行統一講解。課程的考核方式為平時成績占40%，采用大作業形式進行（排版自己感興趣的研究領域的小論文和學位論文各一篇）；期末采用閉卷上機考試，考試成績占60%。

經過三年的教學實踐，該課程取得了學生的良好反饋，一方面，學生認為課程的絕大部分內容都比較實用，因此學習興趣和積極性都比較高；另一方面，學生針對自己專業的、個人的特點，為課程的進一步改進提出了很多有建設性的意見。

三、結束語

經過三年的探索與實踐，作者深刻感受到開設提升本科生科研素養的相關課程是一項很有意義的工作，同時也是一項迫切需要進一步完善的工作。無論是從計算機應用角度，還是從專業領域方面來看，都有必要在大學本科階段對學生進行科研素養的培養和訓練。

計算機科研論文:國內計算機領域科研團隊結構分析

摘要：根據國內計算機領域較有影響力的計算機學報《軟件學報》的2011年至2015年發表的學術論文構建合著網絡，對在該期刊上發表合著的計算機領域的科研團隊特征進行了統計分析，對合著網絡進行了中心性分析、凝聚子群分析。研究結果表明： 合著網絡分析方法能清楚的揭示處于計算機領域核心地位的科研團隊； 大部分科研交流與合作集中在小部分穩定且成熟的科研團隊中。

關鍵詞：社會網絡分析；合著網絡； 科研團隊

1 概述

隨著科技水平的提高，很多科學研究任務需要應用多學科的知識，科學研究領域里以前的科研人員單干做科研現象正在向組成學術團隊協同研究轉變。對于重大的科技攻關項目，要求許多相關專業的科技人員協同攻關才能完成，于是學術界里科研團隊不斷涌現。國內計算機領域里的相關專家學者為適應計算機理論研究和應用的新情況，組成科研團隊，發表共同署名的學術論文。這些數量龐大的體現計算機領域科研團隊研究成果的共同署名的學術論文形成了一類特殊的社會網絡――合著網絡[1]。在合著網絡中， 節點表示作者， 邊對應著相連接的兩個作者共同署名發表過的文章。由于科研人員之間的合作發表學術論文現象越來越多，規模越來越大，合著網絡也成為計算機領域科研團隊結構分析中的熱點問題。

合著網絡的研究已經取得很多研究成果。付允等人[2]針對期刊《科研管理》構建合著網絡，討論了整個合著網絡的一些基本性質。文章[3]構建了武漢大學計算機學院的合著網絡，討論了全網密度、節點中心度等性質，找到了計算機學院內部關系較為密切的科研團隊。陳偉等人[4]構建了被引網絡和合著網絡，分析了被引網絡和合著網絡的基本結構特征和網絡關聯性質，討論了科研合作網絡的復雜性特征和發展趨勢。龐秀麗等人[5]分析了有權與無權條件下該期刊合著網絡的各種屬性的不同，為該領域的科研合作提供了一些建議。劉洋[6]建立了計算量化論文質量的權重因子和鏈路權值的數學模型，然后構建了一種帶權重的合著網絡，對科研團隊特征進行了統計分析，得到了科研團隊成員內在的聯系并且給出了促進科研團隊發展的建議。

2 數據來源與研究方法

本文選取中國知網CNKI中國期刊全文數據庫為數據來源并進行檢索，獲取了國內計算機領域較有影響力的計算機學報《軟件學報》的2011年至2015年發表的學術論文方面的總共1096條合著數據。

將搜集到的數據，以節點表示作者， 以邊表示相連接的兩個作者共同署名發表過的文章，構建合著網絡。本文主要從中心性分析、凝聚子群分析兩個方面對構建的計算機領域軟件學報合著網絡進行分析。

3 結果分析

利用軟件學報的1096條數據，構建軟件學報對應的合著網絡，如圖1（a）所示。由于數據多，我們給出了節點中心度大于等于5的合著網絡，如圖1（b）所示。

應用UCINET軟件處理分析軟件學報對應的合著網絡的節點中心度、中間中心度、接近中心度。由于數據量大，在本文中僅選取前10位合著作者進行分析。表1給出了軟件學報前10位作者的節點中心度、中間中心度、接近中心度分析結果，及時列中的Degree為節點中心度，第二列中的Betweeness為中間中心度，第三列中的Farness為接近中心度。由及時列中的Degree里及時位馮登國的節點中心度為33可知，與其合著發表過的文獻的作者總共有33位。第二位戴國忠的節點中心度為27，與其合著發表過的文獻的作者總共有27位。但是節點中心度僅僅考慮了一個作者與其他作者的直接聯系，而與該作者有合著過的作者與其他作者的關系并沒有體現，所以要分析合著網絡的廣泛關聯性，不能僅僅使用節點中心度這一單一指標。

從第二列中的中間中心度即Betweeness這一列中可以看出，高數值的排序分別為李宣東、毛新軍、王戟等，說明在該學報中合著情況里，這幾位作者處于許多合著網絡的必經之路上，有許多作者通過他們與其他作者進行交流合作，因此，中間中心度越高，該作者就擁有越高的資源和人脈的控制力。統計中還發現，中間中心度為0的作者共有960人，在1097位作者中占比88%，該比例為較高的占比率，即大部分作者并沒有能夠影響整個合著網絡的控制力。

從第三列中的接近中心度即Farness可以看出，高數值的幾位作者分別為王戟、毛新軍、李宣東，說明這些作者在傳播信息的過程中不需要依靠其他人進行，其本身作為一個關鍵節點與其他的網絡節點距離都很近，也能夠更快的使用自己的影響力拓展自己的關系網絡。王戟等作者能夠使用最短路線與其他合著作者合作，在整個合著網絡中處于中心的地位。

從成分、派系各種方面可以充分了解到網絡內部的子結構，也能更好的分析軟件學報中經常合著的作者團體間的數量和合作情況。N-派系分析是為了尋找滿足緊密交流的合著作者團體的子成分，即每個子成分中任一成員與其他成員的派系關聯不超過2. 在N=2時，分析結果中截取前8位團隊，如表2所示。在這8個合作團隊中，毛新軍出現5次，董孟高，王戟，齊治昌出現3次。這些不同派系中的作者與合著過文章的作者的高度合著程度，表明了毛新軍，董孟高，王戟，齊治昌等人為計算機領域科研團隊的核心組成成員，擁有較高的威望和影響力。

4 總結與建議

通過各項分析表明，大部分作者進行了合著活動，與其他作者進行了不同程度上的交流與合作，也形成了大大小小，或輕或重的合著網絡圈，僅有少部分作者沒有參與更大范圍的科研合作。在這個極大的合著網絡圈中，有一小部分作者處于相當重要的地位，發表了數量較多的合著，與相當多的其他作者進行交流合作，建立了以自己為核心的成熟、穩定的科研團隊等等。在軟件學報合著網絡分析中，有一部分合著作者擁有穩定且成熟的團隊，能在團隊內部更好的交流與合作。但是大部分的科研團隊并不是非常緊密的聯系，科研團隊的發展也因此受到很多的限制，過度的集中和不均衡發展，會讓整個科研氛圍受到影響，從而使整個科研資源和脈絡不斷地向那幾個少數的團隊傾斜和匯聚，影響科研團隊的可持續發展。我們需要考慮開展怎樣的活動或者交流使各個科研團隊能夠更多的交流與合作，不僅僅限于那些核心團隊，也更好的扶持更多的科研團隊能夠穩定而健康的發展。

計算機科研論文:計算機專業大學生參與科研的意義與實踐

摘 要 通過將課程體系教育、實驗教學與綜合能力培養訓練相結合，通過研究大學生在程序設計競賽、創新創業項目開展中存在的問題與對策，提出一種學生分層、分類的培養機制與方案，并以鄭州輕工業學院計算機系為例，將理論付諸于實踐，著重培養學生創新能力和參與科研項目開發的實踐能力，已取得良好成果。

關鍵詞 計算機專業；科研項目；實驗室

1 前言

近年來，隨著高校招生規模的不斷擴大，應屆畢業生的人數也在不斷攀升，由此引發的畢業生就業壓力問題也日漸突出[1]。對于用人單位來講，面對供大于求的人才市場，他們更偏愛那些理論知識、實踐技能和團隊協作能力兼具的畢業生，這樣可以更好地降低運營成本，無須為培養新進人員而花費太多的公司資源。對于IT行業來說，新技術更新迭代快，上述現象更為突出，因此，企業更青睞那些擁有豐富研發能力的畢業生[2]。

對于計算機專業的學生而言，個人的創新能力和項目實踐能力尤為重要[3]。隨著經濟社會的快速發展和企業對大學生要求的不斷變化，培養高水平應用型人才，提高學生的創新能力和項目實踐能力，逐漸成為各大院校計算機專業的培養目標和辦學宗旨[4-6]。鄭州輕工業學院計算機系在既定辦學目標的基礎之上，結合自身特點和專業培養方向，提出一種學生培養模式的新方案，積極開展形式多樣的學生實踐項目，增強年輕一代學生的創新、獨立能力和無畏精神的培養。

2 大學生參與科研項目的意義

對于廣大本科生而言，參與科研項目對于提升個人綜合能力意義重大[7-8]。高校教師通常會承擔一些由企業委托的項目研發工作，這樣的橫向科研項目通常更注重項目本身的實用性。同時項目本身的工作難度也相對適中，主要涉及項目的編碼設計和維護升級等工作，這些工作也要求精力旺盛的人來執行。從理論上來講，大三、大四的在校大學生已具備一定的專業理論知識，具備參與項目研發的能力。

目前企業對于應屆畢業生不感興趣的一點也是缺乏必要的實踐能力，無法很快適應企業的工作。讓本科生參與科研項目可以為其提供一個很好的實踐平臺，提升其自身的項目實踐經驗和綜合技能[9-10]。

首先，讓大學生參與到科研項目中去，可以激發學生的學習熱情，起到深化學習效果的目的，在項目實踐中能夠讓學生體會到自己的努力轉換為有價值的產品的成就感，以及在實踐過程中攻堅克難、逐步提高的喜悅。

其次，通過參與項目研發，可以更加真切地體會項目的研發流程，學習到一些從書本上無法學來的細節問題，進而為以后步入職場提前做好準備，以更好地應對今后工作中可能遇到的問題。

，通過項目研發可以更多地接觸到校園以外的知識，了解企業需求，同時通過團隊研發可以增強個人的團隊協作能力。

3 大學生參與科研項目存在的問題

首先，多數大學生對參與科研的認識不足，科研方向不明確。多數學生的思維觀念比較單一，對參與科研的認識不足，認為作為一名學生，自己的任務就是單純地學習，而參與科研會影響甚至耽誤自己的學業，產生一種抵觸的心理。此外，一些學生雖然對科研工作有興趣，但是由于缺乏必要的引導，找不到方向感，無法做出理想的成績，久而久之便失去興趣。

其次，學生自身缺乏一定的主觀能動性。雖然學校每學期都會有針對性地安排一定量的實訓課程，但是在具體的實施過程中往往達不到預期的目的，學生對待實訓多存在應付心理，在分小組完成的科研題目中存在大量搭便車的現象，一般都是由一兩個能力水平強的學生來完成，而其他小組成員則參與甚少。

再次，學生在參與科研項目時缺乏有效的時間保障。在校學生參與科研項目較大的困難往往是時間上的限制，因為他們平時有大量的課程學習任務，而課程學習任務往往關乎個人榮譽和畢業事宜。

此外，本科生參與科研項目還存在項目管理上的一些問題。由于本科生參與項目都是周期性的，當一屆學生畢業之后就要找新的學生來接替相關工作，其中的項目銜接問題往往比較棘手。

4 大學生參與科研項目的方案措施

鑒于大學生在參與科研項目中遇到的問題，鄭州輕工業學院在實踐中探索經驗，深入了解問題所在，同時以提高教學質量、培養綜合能力強的學生為目標，制定出如下措施。

加強宣傳，提高學生對科研的認識 針對大學生對科研項目認識不足及方向不明確等問題，積極開展宣傳工作，介紹參與科研項目的積極意義，同時讓已參與科研項目的學生介紹自己的切身體驗，進而引導學生從單純的理論學習上轉變觀念。豐富科研活動，提供多樣的科研平臺供學生選擇，如舉辦ACM競賽培訓班，以競賽比拼的方式激發學生的學習熱情，提高學習的主動性；創辦大學生創新工作室，積極培養和激發學生的創新能力。另外，在學生選擇科研方向和選題上，教師要給予方向性的指導，做到選題適度合理且對學生的發展有益。

細化職責，培養學生的獨立思考能力 針對科研活動中存在的搭便車現象，在學生參與科研項目之前要明確每個學生負責的工作內容，細化到具體的項目模塊，同時在參與項目期間要進行工作匯報，報告項目進度及工作中遇到的問題。在項目驗收時要嚴格，對每個人負責的內容都要驗收。相關負責導師針對學生的學習問題給予指導和協助。積極引導學生參與科研項目的研發工作，將所學用于實際，并從實際科研項目的研發中提升個人的理論水平。通過一系列課堂教學與課外實踐的結合，為培養綜合能力更強的學生提供良好的環境氛圍。

完善獎勵機制，調動科研積極性 對于參與科研項目的學生還要給予一定的激勵措施，在評優評先中要給予表現出色的學生加分，以體現出科研活動作為教學培養工作的一部分，讓學生更樂意去主動參與其中，而非將其視為浪費時間的一件事情。

加強實驗室隊伍建設，營造良好的學習環境 實驗室管理體制以“導師帶動高年級學生，高年級學生幫扶新加入學生”為主線。在學生參與項目時形成一種梯隊，每年從大二學生中選擇那些對科研感興趣且具有一定潛力的學生加入科研團隊，由實驗室良好的學習氛圍和高年級學生的幫扶學習，經過一年左右的培養，大三時可以讓他們承擔一些重要的工作，這樣不僅能夠更好地實現學生的培養，還能夠保障項目研發過程的良好銜接。

在項目管理方面，要求項目參與人員做好有關文檔的編寫工作，比如需求分析文檔、系統設計文檔、數據庫設計文檔、系統使用幫助文檔等，這樣可以在學生畢業之后由后來人員更方便地接手有關工作。

在實驗室建設方面，定期組織學習培訓交流活動，主要分為三個方面。

首先，組織實驗室的講座培訓，通過校企聯合培養，請相關企業專家團隊進行培訓，使學生可以認識到在實際企業項目開發中的先進技術以及作為企業人才的必備技能，更易于學生制訂學習計劃。通過產學研結合，以校外促進校內的方式提升學生的實踐能力。

其次，組織實驗室畢業往屆學生交流會。畢業學生對學生生活非常熟悉，同時經歷過畢業，會有別樣的體驗和認知，通過交流會讓學生反省自我，更加珍惜時間。

，組織定期自由研討會，學生自由輕松地交流自己學習過程中存在的問題，分享學習心得。

開放平臺，完善制度 針對在校生參與科研項目時間上的限制，要盡可能地利用課余時間進行，科研活動可集中在周末。盡可能將項目研發和出差調研的工作集中到寒暑假進行，這樣時間相對集中，工作開展起來具有連續性。要給予參與科研工作的學生良好的工作環境，讓學生可以安心參與。對于實驗室平臺采取開放制度，有助于發散學生思維能力。

5 總結

讓大學生積極參與科研項目是高校培養人才的有益嘗試，計算機專業不僅要注重理論學習，更要注重學生實踐能力的培養，讓培養出來的學生更加符合經濟社會發展的需要。雖然會遇到種種問題，但是只要勇于嘗試、善于總結，必然能夠探索出更適應現代經濟社會發展需要的人才培養模式。