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篇1

什么是計算科學和它的來歷

計算科學主要是對描述和變換信息的算法過程，包括其理論、分析、設計、效率分析、實現和應用的系統研究。全部計算科學的基本問題是，什么能（有效的）自動運行，什么不能（有效的）自動運行。本科學來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代的后期。

隨著存儲程序式通用電子計算機在上世紀40年代的誕生，人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現實。計算科學的快速發展以也取得大量成果，計算科學這一學科也也應運而生。

計算科學的發展

a、首先先介紹圖靈機

圖靈機的發明打開了現代計算機的大門和發展之路。圖靈機通過一條兩端可無限延長的袋子，一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的（控制器）組成它有一個狀態集和符號集，而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結構和運行原理隱含了存儲程序的原始思想，深刻的揭示了現代通用電子數字計算機的核心內容。現在通用的計算機是電子數字計算機，而電子數字計算機的發展是建立在圖靈機的基礎之上。他的二進制思想使計算機的制作的簡化成只需兩個穩定態的元器件。這在今后的計算機制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優越性。

b、計算機帶動的計算學科

1946年隨著現代意義上的電子數字計算機ENIAC的誕生。掀起了社會快速發展的嶄新一頁。計算機工作和運行就擺在了人們的面前。

1、計算機語言

我們要用計算機求解一個問題，必須事先編好程序。因此就出現了最早的機器指令和匯編語言。20世紀50年代后，計算機的發展步入了實用化的階段。然而，在最初的應用中，人們普遍感到使用機器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護，復雜程序查找錯誤尤其困難，因此，軟件開發急需一種高級的類似于自然語言那樣的程序設計語言。1952年，第一個程序設計語言Short Code出現。兩年后，Fortran問世。作為一種面向科學計算的高級程序設計語言，Fortran的最大功績在于牢固地樹立了高級語言的地位，并使之成為世界通用的程序設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標志。該語言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類型說明和作用域規則、過程的遞歸性及參數傳遞機制等。而且，它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯范式（BNF）定義語言文法的高級語言。還有用于支持結構化程序設計的PASCAL語言，適合于軍隊各方面應用的大型通用程序設計語言ADA，支持并發程序設計的MODULA-2，支持邏輯程序設計的PROLOG語言，支持人工智能程序設計的LISP語言，支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。

2、計算機系統和軟件開發方法

現代意義上的計算機絕不是一個簡單的計算機了而也包括了軟件（系統軟件、應用軟件）。各種各樣的軟件使得計算機的用途大大增強。而軟件開發也成為了一個重要課題和發展方向。軟件開發的理論基礎即是計算模型。隨著計算機網絡、分布式處理和多媒體的發展。在各種高級程序設計語言中增加并發機構以支持分布式程序設計，在語言中通過擴展繪圖子程序以支持計算機圖形學程序設計在程序設計語言中已非常的流行。之后，在模數/數模轉換等接口技術和數據庫技術的支持下，通過擴展高級語言的程序庫又實現了多媒體程序設計的構想。進入20世紀90年代之后，并行計算機和分布式大規模異質計算機網絡的發展又將并行程序設計語言、并行編譯程序、并行操作系統、并行與分布式數據庫系統等試行軟件的開發的關鍵技術依然與高級語言和計算模型密切相關，如各種并行、并發程序設計語言，進程代數，PETRI網等，它們正是軟件開發方法和技術的研究中支持不同階段軟件開發的程序設計語言和支持這些軟件開發方法和技術的理論基礎----計算模型

3、計算機圖形學

在計算機的硬件的迅速發展中。隨著它的存儲容量的增大，也掀起了計算機的巨大改革。計算機圖形學、圖像處理技術的發展，促使圖形化界面的出現。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形并對圖形進行處理的科學。并由此推動了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助教學（CAI）、計算機輔助信息處理、計算機輔助測試（CAT）等方向的發展。圖形化界面的出現，徹底改變了在一個黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft 。

4、計算機網絡

隨著用戶迫切需要實現不同計算機上的軟硬件和信息資源共享。網絡就在我們的需求中誕生了。網絡的發展和信息資源的交換使每臺計算都變成了網絡計算機。這也促進計算機的發展和廣泛應用。

計算機學科的主線及發展方向

圍繞著學科基本問題而展開的大量具體研究，形成學科發展的主流方向與學科發展主線和學科自身的知識組織結構。計算學科內容按照基礎理論、基本開發技術、應用以及他們與硬件設備聯系的緊密程度分成三個層面：

1、計算科學應用層

它包括人工智能應用與系統，信息、管理與決策系統，移動計算，計劃可視化，科學計算機等計算機應用的各個方向。

2、計算科學的專業基礎層

它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟件開發方法學，計算機網絡與通信技術，程序設計科學，計算機體系結構、電子計算機系統基礎。

3、計算科學的基礎層

它包括計算科學的數學理論，高等邏輯等內容。其中計算的數學理論涵蓋可計算性與計算復雜性理論形式語言與計算機理論等。

計算機的網絡的發展及網絡安全

(1)計算機網絡與病毒

一個現代計算機被定義為包含存儲器、處理器、功能部件、互聯網絡、匯編程序、 編譯程序、操作系統、外部設備、通信通道等內容的系統。

通過上面定義，我們發現互聯網絡也被加入到計算機當中。說明了網絡的重要以及普及性。21世紀是信息時代。信息已成為一種重要的戰略資。信息科學成為最活躍的領域之一，信息技術改變著人們的生活方式。現在互聯網絡已經廣泛應用于科研、教育、企業生產、與經營管理、信息服務等各個方面。全世界的互聯網Internet 正在爆炸性的擴大，已經成為覆蓋全球的信息基礎設施之一。

因為互聯網的快速發展與應用，我們各行各業都在使用計算機。信息安全也顯得格外重要。而隨著計算機網絡的發展，計算機網絡系統的安全受到嚴重的挑戰，來自計算機病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機病毒給我們帶來的負面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。

我們想更好的讓計算機為我們服務，我們就必須很好的利用它，利用網絡。同時我們也應該建立起自己的防護措施，以抵抗外來信息的侵入，保護我們的信息不受攻擊和破壞。

( 2 )計算機病毒及它的防范措施：

計算機病毒是一組通過復制自身來感染其它軟件的程序。當程序運行時，嵌入的病毒也隨之運行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設定好的環境激發，即可感染和破壞。

、病毒的入侵方式

1．無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發射到對方電子系統中。此方式是計算機病毒注入的最佳方式，同時技術難度也最大。可能的途徑有：①直接向對方電子系統的無線電接收器或設備發射，使接收器對其進行處理并把病毒傳染到目標機上。②冒充合法無線傳輸數據。根據得到的或使用標準的無線電傳輸協議和數據格式，發射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸信號中，進入接收器，進而進人信息網絡。③尋找對方信息系統保護最差的地方進行病毒注放。通過對方未保護的數據鏈路，將病毒傳染到被保護的鏈路或目標中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和軟件中，然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對方，使病毒直接傳染給對方電子系統，在需要時將其激活，達到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使芯片或組件被徹底檢查，也很難保證其沒有其他特殊功能。目前，我國很多計算機組件依賴進口，困此，很容易受到芯片的攻擊。

3．后門攻擊方式。后門，是計算機安全系統中的一個小洞，由軟件設計師或維護人發明，允許知道其存在的人繞過正常安全防護措施進入系統。攻擊后門的形式有許多種，如控制電磁脈沖可將病毒注入目標系統。計算機入侵者就常通過后門進行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的后門。

4．數據控制鏈侵入方式。隨著因特網技術的廣泛應用，使計算機病毒通過計算機系統的數據控制鏈侵入成為可能。使用遠程修改技術，可以很容易地改變數據控制鏈的正常路徑。

病毒攻擊的防范的對策

1．建立有效的計算機病毒防護體系。有效的計算機病毒防護體系應包括多個防護層。一是訪問控制層；二是病毒檢測層；三是病毒遏制層；四是病毒清除層；五是系統恢復層；六是應急計劃層。上述六層計算機防護體系，須有有效的硬件和軟件技術的支持，如安全設計及規范操作。

2．嚴把收硬件安全關。國家的機密信息系統所用設備和系列產品，應建立自己的生產企業，實現計算機的國產化、系列化；對引進的計算機系統要在進行安全性檢查后才能啟用，以預防和限制計算機病毒伺機入侵。

3．防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達到防止計算機信息泄露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。

4．加強計算機應急反應分隊建設。應成立自動化系統安全支援分隊，以解決計算機防御性的有關問題。

很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴重經濟損失的慘痛經歷，不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運，造成如此大損失的并不一定都是技術高超的入侵者所為，小小的字符串帶給我們的損失已經太多。因此，如果你是數據庫程序開發人員、如果你是系統級應用程序開發人員、如果你是高級計算機用戶、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補丁，及時在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統安裝最新的補丁會讓你遠離字符帶來的危險。經常殺毒，注意外來設備在計算機上的使用和計算機對外網的鏈接。也可以大大有效的避免計算機被攻擊。

總結

在學了計算科學導論之后，讓我更深入的了解了我將來要從事的學科。計算科學導論指導著我們該怎么學習計算機。讓我更清楚的知道我們信息安全專業的方向。正如計算科學這座大樓一樣，在不斷的成長。信息安全也必將隨著網絡的進一步發展而更多的被人們重視。總之學習了這門課之后讓我受益匪淺，也知道自己應該好好努力，爭取在自己的專業領域上有所成就。

參考文獻

1、《計算科學導論》（第三版），趙志琢著 ，科學出版社2004版

2、《計算機病毒分析與對抗》 傅建明 彭國軍 張煥國編著武漢大學出版社2004版

3、《計算機應用于基礎》（第三版） 丁愛萍 著 西安電子科技大學出版社 2006版

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中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

近年來，雙語教學在全國各高等院校開展得如火如荼，同時也積累了一定的經驗。然而，我國高校雙語教學的開展也存在著很多問題，甚至有些學校對雙語教學的效果產生懷疑。本文結合“計算機科學導論”(以下簡稱“導論”)雙語教學的實踐，探討構建計算機雙語教學的課程體系的必要性和意義，提出構建計算機雙語教學課程體系的設想。

2目前雙語教學的三種模式

嚴武軍將雙語教學劃分為簡單滲透型、穿插型和全外語講授型三種模式，但他并未研究教材和授課語言在雙語教學中的作用。實踐證明，合適的教材是雙語教學實現最佳效果的一個重要因素。因此，我們根據教材和授課語言，將目前高校中的雙語教學分為以下三種模式：

中文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的簡單滲透型。國內培養的教師容易采用這種雙語教學模式，他們用英語和PowerPoint等軟件做出課件，在講課時注重概念的解釋。但這種教學很難將目前國際上的學科進展和知識更新有機地結合起來。

英文教材，英文課件，中英文混合授課。這種模式類似于上述的穿插型模式。在英語國家有一定工作和學習經歷的教師往往采用這種形式，使學生一步進入英語和漢語混合的教學環境，也彌補了現實中全英語授課學生聽不懂的缺陷。但這種雙語教學不利于學生用英語理解專業知識能力的有效提高。

英文教材，英文課件，英文授課。這種模式類似于上述的全外語講授型雙語教學模式。在英語國家學習和工作多年然后回國的學者容易采用這種雙語教學模式，他們甚至將自己在國外使用的英文教材和講稿直接應用到國內的雙語教學中。在這種模式下，學生一步到位進入英語的教學環境，但由于中文在大學校園里占統治地位，學生遇到一點學習困難，聽不懂、學不會，便會開始抱怨。這可能也是雙語教學在有些高校難以為繼的一個原因。

應該指出，不管是嚴武軍的雙語教學模式還是我們提出的模式都忽略了互聯網上的信息資源對雙語教學的影響。實際上，在“導論”的雙語教學中，我們充分利用了互聯網上的信息資源來制作英文課件，將國際上“導論”的有關最新進展有機地加入到課件和雙語教學中，并深深體會到充分利用網絡上的信息資源將真正縮短我們在教學上與英語國家的差距。

3雙語教學的若干問題及探討

首先，學生聽不懂是一種正常現象，但學生必須聽下去。實際上，雙語教學課程的開設不僅要求教師更多地投入，對學生也有同樣的要求。這種投入首先要求學生有充足的時間。大一屬于從高中到大學的過渡階段，一般所開課程相對較少，學生課余時間比較寬裕；同時這一時期學生考級、考研、就業的壓力較小，相對于高年級學生有更多的精力可以投入到雙語教學課程的學習之中。

另一突出的問題是雙語教學因人而設，教學計劃制定時并沒有把雙語教學納入統一的系統發展中，雖然丁學鈞等研究了計算機專業雙語教學系統模式，并做了一定的實踐。因此，在這種因人而設的雙語教學中，學生不能系統地用雙語學習計算機科學和技術學科的相關知識，高校也不能真正有效地建立雙語教學的教師隊伍。正是如此，近兩年雙語教學正在我們校級教學改革項目的申請中逐漸消失，這也可看作人們對雙語教學效果懷疑的直接后果。同時，這也可看作是沒有建立計算機雙語教學體系的直接后果。

第三個突出的問題是原版教材和中文教材的關系。既然是雙語，那么就應該合理地同時使用原版教材和中文教材，使二者互為輔助和補充。例如，在“導論”的雙語教學中，我們以中文教材的內容體系作為選擇英文教材和通過互聯網選取國際上最新的教學資源的基礎，參考了10本原版或影印版英文教材和1本中文教材。實際上，目前我國雙語教學教材的建設還沒有形成一個完整的體系，部分課程的教材還處于探索階段。實踐證明，沒有完整的計算機雙語教學的課程體系的建立，我國雙語教學教材的建設也就很難形成一個完整的體系。

4構建計算機雙語教學課程體系的必要性和重要性

改革開放以來，我國的計算機業得到了驚人的發展。但也不得不承認，計算機的技術和知識基本上來自以英文為載體的媒介(含書籍)，我們的教材基本上是對這些媒介內容的加工和處理。同時，計算機專業的本科生在學學英語時，很少接觸大量的專業詞匯。例如，我們的一些一年級計算機專業學生不知道“Object-oriented programming”，雖然他們已學了C++ 程序設計語言。而且，大部分編程軟件都是用英語編寫的，這給學生更好的利用軟件帶來一定的困難。因此，及時實施計算機雙語教學，以便讓學生直接學習當代以英文為載體的計算機技術和知識是必要的。

英語在計算機專業中的學習和應用是一個漸進過程，學生不可能通過一門課程的雙語教學就能達到“能夠閱讀本課程所涉及的的專業知識與技能的英語文獻資料，而且能夠用英語口語和書面的形式，采用符合國際慣例的方式處理和交流與本課程有關的專業事務和信息”。從這一點來看，有必要建立計算機雙語教學課程體系，將雙語教學課程從一入學開始安排，然后每個學期逐漸展開，以形成一個初期打基礎、間接動力推動到后期高層次、直接興趣推動的連貫的、完善的雙語教學體系。

張萍等老師對生物系和物理系實施的雙語教學的調查表明，連續兩個學期開設雙語教學課程的學生的進步顯著。趙艷紅和邵定宏在探討計算機專業課程雙語教學時也注意到計算機專業雙語教學應具有連貫性，貫穿于學生的整個受教育過程，并建議“可以有計劃有選擇地從大學一年級開始，每學期開設一到兩門采用雙語教學的專業基礎課程。低年級雙語教學的重點放在英文教材的使用上，逐步實行課堂中英文講授。專業課鼓勵教師學生采用英文教材，雙語教學課程中逐步增加全英文講授比例”。他們也建議程序的開發環境應是英文的操作界面，盡可能不使用漢化后的開發工具。

5建設計算機雙語教學課程體系的構想

科學合理的雙語教學課程體系是成功實施雙語教學和培養“面向世界”人才的根本保障，也是建立一支高質量的雙語教學師資隊伍的必要條件，它還是建設雙語教學教材完整體系的必要前提。因此，討論如何科學合理的建設計算機雙語教學課程體系對于發展我國高校的計算機雙語教學是很有意義的。

一般來講，科學合理的雙語教學課程體系必須考慮其與計算機本專業其他課程的關聯性和銜接性，同時又要避免學科內容的無效重復，不能像計算機專業外語那樣。具體來說，計算機雙語教學課程體系首先應貫徹教育部2001年《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》中關于雙語教學的精神。這一文件頒布已七年了，計算機雙語教學的課程應達到所開課程的10％。這意味著計算機雙語教學課程體系至少包含4門計算機課程的雙語教學，如果在計算機本科生的四年的教學計劃中，每年能夠至少開設一門計算機課程的雙語教學，就基本上實現了“雙語教學不斷線”的思想。

目前大多計算機教學課程體系由公共必修課、專業必修課、專業選修課和公共選修課組成。因此，計算機專業雙語教學課程體系應涵蓋專業必修課和專業選修課。而且，雙語教學課程應覆蓋本科生大學四年的每個學年，我們的計算機雙語課程教學體系至少應包括在一年級開設的“計算機科學導論”，在二年級開設的一門程序設計語言，例如“Java 程序設計”，在三年級開設的“軟件工程”和在四年級開設的“人工智能”。其中兩門是必修課，兩門是選修課。

選擇上述課程作為計算機教學課程體系的一部分，不僅吸收了國內同行的雙語教學經驗，而且基于下列考慮：

(1) 凡是國內教材與國外英文原版教材具有較高內容一致性的課程；或者，課程所用的國內教材基本上是國外英文原版教材的子集，均可較容易地用于雙語教學。“Java程序設計”、“軟件工程”和“人工智能”屬于這種情況。

(2) “計算機科學導論”是計算機本科生一年級的入門性課程，計算機專業的雙語教學應從這里開始。如果說計算機的學習應該“從娃娃開始”，那么計算機專業的雙語教學應該從“導論”開始。

(3) 我們已成功地實施了“計算機科學導論”和“Java程序設計”的雙語教學。本文的第一作者曾實施“人工智能”的雙語教學。

我們還將實施“軟件工程”的雙語教學，因為“軟件工程”雙語教學的成功將有利于學生提高他們用雙語直接了解掌握最新軟件工程的原理、思想、技術和方法的能力，改善他們在軟件開發中的合作和團隊精神，促進我國軟件工業的國際化。

同時，我們的計算機雙語教學課程體系還包括“算法和數據結構”和“數據庫系統原理”兩門課程，使之達到“用雙語授課課程課時達到該課程課時的50%以上”， 因此，我們的計算機雙語教學課程體系就包括了高等學校計算機科學專業方向15門核心課程中的6門課程。

最后，我們將在本科生的四年級開設三門雙語教學選修課程“電子商務”、“數據挖掘和數據倉庫”和“Web智能和工程”，學生可選修其中一門。同時我們要求學生在做畢業論文時必須閱讀和引用1～2本英文著作，2～3篇英文期刊論文，3～5篇國際會議論文集論文。這可看作是為學生將來用英語發表研究成果所做的必要訓練。

6結束語

本文探討了目前雙語教學的三種模式，討論與構建雙語教學課程體系有關的若干問題，研究構建計算機雙語教學的課程體系的必要性和重要性，并探討了如何建設計算機雙語教學的課程體系。建立完善的計算機雙語教學的課程體系仍然是一個長期而困難的教育目標，也是一個巨大而復雜的教學系統工程，在實現這一目標的過程中，還有無數的問題等待解決。我們應加大引進所需原版教材的種類，更需建立一支能夠實施計算機雙語教學課程體系的高質量教師隊伍。

7致謝

本文得到河北師范大學校第八批教學改革項目的部分支持。作者衷心感謝河北師范大學的支持。沒有他們的支持和幫助，“計算機科學導論”的雙語教學就不能在河北師范大學順利實施。本文中的某些思想、方法和策略就不可能浮現。

參考文獻

[1] 胡立源,卜榮欣. 計算機基礎雙語多媒體課件的制作[J]. 計算機教育,2007,(23):73-74.

[2] 嚴武軍. 師范院校計算機人工智能雙語雙語教學的方案設計[J]. 計算機教育,2007,(23):93-95.

[3] 何明霞. 高校雙語教學“羊群行為”分析與發展路徑[J]. 中國高等教育,2007,(9):59-60.

[4] 張萍,陳繼葒,何麗平. 以學生為本穩妥推進雙語教學[J]. 中國大學教學,2007,(11):36-38.

[5] 趙艷紅,邵定宏. 計算機專業課程雙語教學探究[J]. 中國大學教學,2007,(8):25-26.

[6] 滕小瑛. 雙語教學的探索和體會[J]. 中國大學教學,2005,(7):31-32.

[7] 翟中. 計算機科學導論[M]. 北京:清華大學出版社,2007.

[8] 王斌華. 中外比較:雙語教育的界定、屬性與目的[J]. 教育發展研究,2005,(11).

[9] 林永成. 高校雙語教學的幾點認識與思考[J]. 中山大學學報論叢,2007,27(8).

[10] 江愛華. 高校雙語教學的背景、表象與對策[J]. 南京航空航天大學學報(社會科學版),2007,3,9(1).

[11] 陳肖慧等. 從學生對雙語教學的反饋看雙語教學[J]. 北京大學學報(哲學社會科學版),2007,(5).

[12] 董宇欣. 我國高校開展雙語教學的實踐與思考[J]. 北京大學學報(哲學社會科學版),2007,(5).

[13] 楊儒貴. 談談雙語教學的課程和教材建設[J]. 北京大學學報(哲學社會科學版),2007,(5).

篇3

針對國內外計算機教育發展的新動向，教育部高等學校計算機專業教學指導分委員會聯合中國計算機學會教育專業委員會、全國高等學校計算機教育研究會，特別就計算思維能力的培養問題形成幾點認識。計算機專業教育應該在計算思維能力培養中做出表率，將系統化計算思維能力的培養貫穿在計算機專業的教育中。計算機導論是計算機專業的一門先導必修課程，是作為計算機專業學生進入大學后的第一門專業課程，其主要作用可以歸納為“五導”：導知識、導方法、導思維、導意識和導職業。我們認為“導思維”是首要的，也是最為核心的，同時也是最難做到的，“導思維”在引導培養學生計算思維能力的過程中，可以很好地、潛移默化地達到其他4項引導作用。

如何建立計算思維能力的培養要求、實施途徑、評測規范與方法一直是當前計算機教育者從事計算思維研究的一項重要課題。我們結合教學團隊多年的經驗積累，依據計算思維的本質和特征及計算機導論課程的構建目的，從教學內容、教學理念、教學方法及教學評價等方面探討如何在計算思維驅動下對計算機導論課程進行一系列的改革和探索。

1 計算思維與計算機導論

計算思維（Computational Thinking），籠統地講，是指受過良好訓練的計算機科學工作者面對問題所習慣采用的思維方法，體現為在過去半個多世紀以來成就計算機和信息技術輝煌發展過程中行之有效的若干分析問題與解決問題的典型手段與途徑。其具體內涵在近年來發表的文獻資料中均有豐富論述。而有關計算機導論課程的構建問題，在1989年ACM攻關組所提交的“計算作為一門學科”（Computing as a discipline）報告中認為，該課程要培養學生面向學科的思維能力，使學生領會學科的力量，以及從事本學科工作的價值所在。報告希望該課程能用類似于數學那樣嚴密的方式將學生引入到計算學科各個富有挑戰性的領域之中。

2008年6月在網上公布的ACM對CC2001（CS2001）進行的中期審查報告（CS2001 Imerim Review）（草案）中，開始將美國卡內基·梅隆大學計算機科學系教授周以真（Jeannette M.wing）倡導的“計算思維”與計算機導論課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計算思維的本質。

綜上所述，計算機導論這門課程不是解決對計算機功能的工具性認識問題，而是要對學生進行專業引導和思維引導，應該以面向計算學科的思維能力，也即計算思維能力的培養為核心。學生如果有了良好的計算思維品質，不管環境、知識需求如何變化，都可以靈活應變，從而為今后的專業學習以及走上工作崗位打好堅實的基礎。

2 計算思維驅動下的課程改革

2.1 學目標，靈活教學內容

美國卡內基·梅隆大學周以真教授認為：計算思維是運用計算機科學的基本概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維一大特征是數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，其形式化基礎建筑于數學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維，基本計算設備的限制迫使計算機學家必須計算性地思考，不能只是數學性地思考。所以計算思維的研究存在多維性，它緊密地同數學、科學和工程結合在一起。另一方面，計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人和機器去執行，在求解問題時必須從人的認知、心理、思維活動和學科發展角度去入手，故存在研究角度的多態性。

因此，計算思維多維、多態的復雜特征決定了計算機導論課程當前培養方案的多樣性與差異性。當今計算機的理論和技術發展太快，新的知識大約每兩年就會增長一倍，教材根本無法實現實時地對新知識、新技術進行跟進。因此，我們主張教材為輔，“導思維”為主的原則，在統一的數學目標指導下靈活課程的講授內容，留給教師和學生最大的思考空間。沒有了教材的“束縛”，教師有了更多的掌控空間，學生也不會因教科書而將概念固定化，更不會出現臨考抱“教材”的現象。

我們確定計算機導論課程的教學目標是：在學生建立計算機專業學科知識體系框架的同時激發學生的學習興趣及學習的主動性，培養學生的計算思維能力、洞察問題及解決問題的能力，為后續學習相關專業課程、參與創新課題等打下堅實的基礎。在教學內容的劃分和安排上，由于課時有限，我們主張理論教學內容在劃分上盡可能地簡單分明，前后知識可以很好地呼應起來，這樣更有利于知識點的系統化，不會因為章節龐雜、知識點太多而導致學生難于消化。為此將課程的講授內容簡單劃分成3大部分：

（1）介紹計算學科各領域的發展史及前沿，揭示各主要領域的基本規律及相互之間的內在聯系；認識當前社會和職業問題等。

（2）介紹計算機學科中的經典科學問題，初步認識和理解抽象、理論和設計3種學科形態。

（3）講解計算機學科中的核心概念（如算法、數據結構、程序、軟件、硬件、信息表示等），探討研究學科中的數學方法和系統科學方法，培養計算思維能力。

在講授過程中，我們借助精心制作的多媒體課件，結合授課內容和計算思維的培養目標，隨時有針對性地調整和豐富自己的講授內容。例如，講解計算機學科各領域的發展史時，通過引薦吳軍老師的《浪潮之巔》，讓學生對整個信息產業有個整體了解，明鑒信息技術之興衰和發展；而王偉老師的《計算機科學前沿技術》則系統展示了計算機學科各領域中令人激動的前沿技術，揭示未來計算機的發展方向，很好地體現了計算思維及其重要性。

2.2 主張自由文理教育，突顯學生主體

作為國家建設未來的棟梁，需要的不是僅有技能的人才，重要的是有思想、精神、獨立思考能力和良好的身體。技能是容易學的，但一個人的素養和教養不是一蹴而就就能培養的。大學教育的目的應該在于培養學生終身學習的能力，比如閱讀、寫作、計算思維，而不是一時的某項職業技能。如果學生進入大學僅是為了將來的飯碗，那必然會羈絆他的頭腦，抑制他的求知欲。所以大學的專業學習需從“學什么”（內容）轉到“如何學”（過程），將“導思維”放置課程建設的首位。

我們主張自由文理（Liberal Arts）的教學理念，力爭引導一種自由的環境，激起學生主動學習的欲望，成為真正熱愛學習的人，即在沒有外界利益驅使下仍然在學習的人。對于自由的學生，他們的時間，他們的大腦和心靈在學習的時刻才真正受他們自己所支配，這樣的學習過程才可能專注且快樂。

在教學中，我們堅持以學生為本，打破傳統的教師講學生聽的單向模式，在課堂上采用提問式教學，注意引發學生學習的動機；嚴格地遵循計算機學科的發展規律，定期給出具有一定挑戰性的課題，通過分組合作的方式，以師生間討論、辯論的形式，自律地學習獲取知識的方法及分析問題的原則；利用平時的小論文，引導學生收集資料，增強自我學習的能力，建立抽象立體的概念；通過對科學大師的解讀沉淀一種學者的尊嚴和對真理的敬重和向往，培養學生的社會責任心。

2.3 遵從螺旋式組織方式，提升學生思維

若將教學比作爬山，通常的教學習慣是一口氣從山下直線攻頂，而布魯納在《教育過程》中所提出的螺旋式課程（Spiral curriculum）則是繞著山轉，在相同的角度看到的風景雖然都一樣，但每次繞回來時的高度不同，能看到的廣度和深度都不一樣。等到達山頂時學生不僅對山有具體認知，也能掌握四周環境全面性的關聯知識。計算機導論課程幾乎涵蓋了計算機領域所有的理論、技術和研究課題，內容太過廣泛，若前后不能很好地呼應起來，學生往往會因孤立地學習太多的知識點而導致前面學的內容到后面就忘記了，理解起來也相對困難。對于計算機科學這樣一個有機的、龐大的學科體系，教師應該引發學生對計算機學科知識結構的理解，精熟其基本原則、原理，以此產生類化的能力，而不是零碎概念、知識點的描述。

我們在課程實施中，遵循螺旋式課程的組織方式。首先結合教學團隊多年的教學經驗和團隊成員之間的合作討論對課程知識進行合理的結構化；然后從學生認知發展角度出發，沿認知發展的動作表象、形象表象、符號表象3個階段來組織課程內容。講授內容如2.1節所述，知識點在組織安排上前后呼應，螺旋式地擴展和加深，直至復雜、抽象的現代知識領域；最后在教學過程中我們采用合理的教學方式和緊密相連的學習節目來配合教學過程。比如教學中我們注重學習情境的安排，在講授算法時，注重引導學生感受其產生背景，摸索過程，走過什么道路，不同階段產生什么改變，將來的發展趨勢是什么，它還可以做什么改進等。引導學生主動參與學習活動，提供學生更多自行探索的機會，最終實現將“知識個人化”。為使學生站在同一角度看到更大的廣度和深度，我們主張采用團隊教學制。計算機學科發展迅速，應用領域廣，學科交叉和滲透十分突出，而計算機學科教師掌握和積累知識的廣度是有限的，往往限于個別研究方向，為了提高學生的學習興趣，拓展學生的思維和視野，在不同的知識領域會組織邀請相應有所“專”的教師來講授，這樣可以發揮團隊互補優勢，實現對學生全方位的指導，收到良好的人本教育的效果。

2.4 采用分級評價手段，有效監管教學過程

計算思維能力的培養是一個長期的過程，學習和思維不是彼此獨立的，是緊密而互補地聯系在一起的。所以為了內化學生的計算思維能力，我們必須有效監管整個教學過程，對每個個體在不同的教學環節中的表現做出正確評價，這樣才可以實施因材施教，兼顧那些因各種原因而落后的學生。

我們采用螺旋式教學法，非常注重引導學生課前進行預習。在講授新內容之前，我們要求學生課前收集相應的材料加以了解，課堂上通過實施提問式教學，引導學生積極討論，同時依據學生參與情況及時做出相應的評價，對未準備的學生要給予相應懲罰，并在下次課中加重對其進行考察。相應地，在平時作業中我們不會布置常識性的題目，而是根據授課內容布置一些能夠引發思考、對計算機學科整體認知有幫助的題目，這樣就避免了作業抄襲的現象，增加了學生主動思考的機會，教師也可及時捕獲學生思維能力的變化，調整和改進后續的講解內容。

我們所采用的團隊教學制為實施團隊合作式學習提供了很好的平臺。在整個課程結束后，教學團隊中的每個成員會給出一些具有挑戰性和合作性的題目，學生根據自身對學科分支的理解和把握情況來挑選導師，在導師的牽頭引領下開展以小組為單位的研究型學習。學生最終需按照要求提交論文或報告，并在小組內通過上臺演講的方式進行答辯，最終以個人和小組的共同表現綜合給出評定。

篇4

1 什么是計算思維

美國卡內基?梅隆大學周以真教授指出[1]：計算思維是運用計算機科學的基本概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。

計算思維首先是計算學科所特有的一種思維方式，其次計算思維已經成為各個學科共同的思維方式，已經成為與理論思維和實驗思維并列的第三種科學思維方式，最后也是最重要的一點是，計算思維正在成為當今社會中一種重要的一般思維方式，正在成為人們生活智慧的重要組成。

2 計算思維研究現狀

嚴格說來，最早提出“計算思維”概念的是麻省理工學院（MIT）的Seymour Papert教授[2]，他在這篇并非以“計算思維”為核心的著述中卻無意中首次給出了“計算思維”的一些基本概念，為后來者的研究奠定了一個“計算思維”雛形。國內學者如張曉如等[3]在20世紀90年代末也提出了“計算機思維”的概念，其內涵和隨后周教授等提出的思想在主要方面基本一致，并可形成互補，他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。但是國內外比較公認的最早系統提出“計算思維”的還是周以真教授[1]，她認為計算思維不僅僅屬于計算機科學家，它應當是每個人的基本技能。在培養孩子們的解析能力時，我們不僅要求他們掌握基本的閱讀、寫作和算術（Reading，writing，and arithmetic，簡稱3R），并且還應該要求他們學會基本的計算思維。

隨后桂林電子科技大學董榮勝教授在2008年全國“計算思維與計算機導論”專題學術研討會上[4]所作的主題報告分別介紹了以“計算思維”和“學科思想與方法”為基礎的兩類“計算機導論”課程，給出了兩類“計算機導論”課程的講授提綱，指出了它們的不同點以及課程講授本質上的一致性。朱亞宗教授[5]站在人文歷史的基礎之上，把計算思維歸類為三大科學思維（實驗思維、理論思維、計算思維）之一。電子科技大學的陳文宇等[6]指出了計算思維能力是形式化描述和抽象思維能力以及邏輯思維方法，在計算科學和思維兩方面說明了這樣的一種思維能力，思維能力是主體，核心是如何讓思維具有計算特征。

可以說計算思維成為當前國際上被計算機科學界和教育界廣泛關注的一個重要課題。美國計算機協會（ACM）2008年在網上公布對CC2001（CS2001）進行的中期審查報告（CS2001 Interim Review）（草案）中，就明確將“計算思維”與“計算機導論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計算思維的本質。計算思維還直接促成美國國家科學基金會（NSF）重大基金資助計劃CDI（Cyber-Enabled Discovery and Innovation，Cyber能夠實現的科學發現與技術創新）的產生，CDI計劃旨在使用計算思維（特別是在該領域產生的新思想、新方法）促進美國自然科學和工程技術領域產生革命性的成果。

3 計算思維作為一般思維方式的特征

著名的認知心理學家 Newell和 Simon（1972）把思維看作是個體在問題空間中進行搜索的過程。這是信息加工心理學背景下的思維定義，有明顯的“系列加工”印記。在Newell和Simon看來，問題解決者會在問題情境中對問題進行心理表征，而這一心理表征會構建起一幅問題狀態及其轉換的心理圖景，這一圖景既是符號性的，又具有一定的空間延展性，然后，問題解決者就會在心里對這一圖景進行路徑搜索，直到將問題起始狀態與目標狀態聯結起來，問題即得以解決。系統論是研究系統的一般模式、結構和規律的學問，它研究各種系統的共同特征，用數學方法定量地描述其功能，尋求并確立適用于一切系統的原理、原則和數學模型。Gerald M.Weinberg在《系統化思維導論》中表述系統化思維：“這種思維先于專門的學科知識的存在而存在――有時繞過專門的學科知識，有時又把專門的學科知識綜合起來。我們把這種思維和教育方法稱為一般系統論的方法。”

系統論的基本思想方法，就是把所研究和處理的對象，當作一個系統，分析系統的結構和功能，研究系統、要素、環境三者的相互關系和變動的規律性。要素重要，要素之間的關聯（系統結構）更重要；系統重要，系統與環境的關系也重要。可以說，系統論首先是一種世界觀，世界是成系統的，整體性、動態性；其次是一種方法論，其具有結構性、綜合性。

計算思維所涉及到的所有主體可以說都是一個復雜系統，所有從主體到客體的活動過程實質上就是一個復雜系統的運動過程。所以說，計算思維首先是一種系統思維，具有系統思維的系統化特征。例如，在計算機文本分類領域，一個典型的計算思維過程如下所示。

例句1：請將軍用毛毯蓋在受傷的士兵身上。

由于漢語沒有分詞標記，詞與詞之間的界限不清，幾個詞語不同，詞長不等，意義不同的句法結構可以共用字面統一而詞面不統一的文字形式，例句1根據不同的切詞結構可以得到：

A.請/將軍/用毛毯蓋在受傷的士兵身上。

B.請/將/軍用毛毯/蓋在受傷的士兵身上。

我們容易發現語義上的混亂，實際上這是計算機進行詞法分析的結果。起初，我們認為這種分類只涉及到了詞法問題，但實際情況更為復雜。我們不知道自己的大腦中是如何在不同的解釋中進行選擇的，甚至有時候我們發現了某些含混的解釋，卻不知道還有更多種可能的歧義深藏其中。計算機在對上面的句子進行詞法分析的時候揭示了隱藏的假設，要想選擇文法通順的句子，首先必須懂得怎樣認識句子，要讓計算機明白無誤的理解這些選擇。因此，我們會把對一個句子的理解堆積起來：語義規則堆在語法規則之上，語法規則又堆積在詞法規則上，我們必須強迫自己采用系統化的方法去理解一個簡單的句子。

因此，計算思維具有系統化特征。

4 結語

思無定法。計算思維教育問題已經引起廣大計算機教育者的關注，國內外不少學者對其都進行了深入研究和探討，并且找到了行之有效的方法。本文的目的是培養大學計算機基礎教學中計算思維的形成、升華以及實用化。筆者在后續的研究中將結合大學計算機基礎課程的教學改革，深入探討當代大學生創新精神和創新能力的培養，以計算思維的培養為核心構建課程模型和體系。

參考文獻

[1] Wing J putational Thinking[J].Communications of the ACM，2006， 49（3）.

[2] Seymour Papert.An Exploration in the Space of Mathematics Educations[J].International Journal of Computers for Mathematical Learning，1996，1（1）：95-123.

[3] 張曉如，張再躍，陳凌.談談計算機思維[J].計算機科學，2000，27（增刊1）：107-109.

篇5

經過近140年的發展，伊利諾依大學已經是全美國最好的大學之一，位居全美公立大學的前五位。該校擁有僅次于哈佛大學和耶魯大學的美國第三大大學圖書館，圖書資料達一千七百多萬冊。此外，學校還有自然史博物館、世界傳統文化博物館以及一個美術館和一個表演藝術中心。該校能提供一百五十多個專業方向領域的四千多門課程，每年授予一萬五千多個學位，其中每年授予的博士學位獲得者人數穩居全美前五名。目前，該校擁有近兩千名教授和四萬余名學生。其中，學生由近三萬名大學生和一萬一千余名研究生組成，含外國留學生近五千名。

伊利諾伊大學以理工科尤稱翹楚，穩居全美大學排名前六位。進一步講，有十余個本科專業位列全美前二十五名，其中會計學、材料學、農業工程、土木工程、環境工程、計算機科學、核工程、機械工程等并位居前五位；有超過六十多個研究生專業位列全美前三十名，其中圖書館學、土木工程、材料學、微生物學、計算機科學、計算機工程、無機化學、分析化學、冷凝物質、邏輯學、數論等并高居前五位。該校共有11位教師及校友榮獲過諾貝爾獎，18位教師及校友榮獲過普利策獎。其中，該校教授巴丁因發明晶體管和提出低溫超導理論而成為歷史上在同一領域(固體物理學)兩次獲得諾貝爾物理學獎的第一人。另外，尼龍的發明者卡羅瑟斯、集成電路的發明者杰克科勒比、第78屆奧斯卡金像獎最佳導演獲得者李安等均為該校畢業生，我國前著名科學家竺可楨早年也曾在該校攻讀農學。

非常幸運和特別值得一提的是，此番留學團隊組成成員的研究興趣或主攻方向均屬伊利諾伊大學的優勢學科方向，這為各位老師的學習和提高創造了非常重要的基礎和前提條件，同時也從側面反映了國家教育部留學基金委的工作非常到位和值得肯定。

2計算機學科課程設置的比較

我是北京交通大學計算機學院的一名專業基礎課程任課教師，主要講授本科“操作系統”和研究生“安全操作系統”，有幸被分派到久負盛名的伊利諾伊大學計算機科學系進行訪問學習。網絡神童馬克?安德森曾在那里設計了互聯網瀏覽器軟件Mosaic及Netscape，著名的微軟IE瀏覽器至今還是構建在Mosaic的基礎上。留學期間和回國后，我曾對伊利諾伊大學計算機學科課程設置進行了較為粗淺的分析和對比性研究。

伊利諾伊大學計算機科學系可提供三種不同的大學學位教育(即工學院的計算機科學專業理學學士以及文理學院的數學與計算機科學理學學士、統計學與計算機科學理學學士)、五年制本碩連讀學位教育、輔修計算機科學專業學位教育及軟件工程學歷證書。本科學位教育主要由校院教學要求和專業教學要求兩部分構成。前述計算機科學專業理學學士、數學與計算機科學理學學士、統計學與計算機科學理學學士的主要區別就在于學院要求和專業要求的不同。例如，工學院要求物理與化學，而文理學院則不要求，同時兩個學院的一般教學要求也略微有所不同。不同專業間的教學要求區別在于數學與計算機科學專業要求多上三門不同的數學類課程，同時又比計算機科學專業少上五門計算機科學類課程。統計學與計算機科學專業和數學與計算機科學專業的要求大致相同，只是用統計學類課程替代了某些數學類課程。對于三個專業來講，有15門數學類或計算機科學類課程是相同的，所以共性大于不同。需要指出的是，計算機科學類課程由計算機科學系負責開設和講授，課號、名稱及要求完全一致。這和國內的大學是不一樣的，至少北京交通大學是如此：和計算機專業較為相似的理學院的信息與計算科學專業的某些計算機類核心課程(如“操作系統”)的要求和講授就與計算機學院無關。此外，國內大學本科培養方案則由通識教育、學科門類教育、自主教育三部分教學要求構成，它們與伊利諾伊大學的學院級或專業級教學要求間的對應關系并不明晰。其中，通識教育由綜合基礎和基本技能組成，為面向全校本科生的公共要求(伊利諾伊大學在這點上似乎不太明確或較弱)；學科門類教育由學科門類基礎課程、大類專業基礎課程和專業課程構成；自主教育包括全校通識教育與各學科門類教育課程與實踐、系列講座、競賽、證書、科研論文、自主和開放實驗、就業實踐、科研實踐等，是我國高校為加強實踐環節和推動就業競爭力而引入的具有中國特色的課程學分組成，國外自然無等同物。

具體以計算機科學專業培養方案為例對比來講，伊利諾伊大學總共要求128學分，含學院級要求39-51學分、專業要求76-85學分(參表1所示)；北京交通大學總學分要求為190學分，含通識教育必修40學分和選修20學分、學科門類教育必修97.5學分和選修22.5學分以及自主教育選修10學分(參表2所示)。后者比前者高出62學分，主要包括必修類的英語16學分(國外對外語的要求為0-12學分，注意其并未指定特定語種)、選修類的自主教育10學分。國內通識教育綜合基礎部分(必修22學分、選修14學分)近似等同于國外的人文社會科學類課程(18學分)，但多出18學分的教學要求。另外，國外大學專門設立寫作課程(含4學分寫作I、3學分高級寫作)來傳授和培養學生的寫作技巧與能力，國內大學則主要通過畢業設計環節的論文寫作(畢業設計共16學分)來達到相同的目標。國外大學把普通化學I和普通化學實驗I(共計4小學分)作為工科專業的公共基本要求，而國內大學如計算機科學專業在內的工科專業則可以不選修化學類課程；同時，國內大學設定數學、物理類課程同為學科門類基礎課程，而國外大學則把其中的微積分、概率論或統計學作為計算機科學專業的專業要求。

表1 伊利諾伊大學計算機科學本科專業培養方案

注：表中大類專業基礎理論與實踐(必修)主要包括計算機科學技術導論、電子技術類課程(電路分析基礎3學分、模擬電子技術3學分、模擬電子技術實驗1學分、數字電子技術3學分、數字電子技術實驗1學分)、計算機數學類課程(離散數學8學分)、計算機軟件類課程(數據結構4學分、高級語言程序設計4學分、操作系統4學分，編譯原理3學分)、計算機硬件類課程(計算機體系結構2學分、計算機組成原理3學分、計算機組成原理實驗1學分)等；專業主修(必修)課程主要包括數據庫系統原理、接口技術、計算機網絡原理、接口技術實驗、計算機網絡原理實驗、畢業設計等。專業特色課程(選修)則劃分為四個方向給出可選課程：1、計算機軟件類(軟件測試、統一建模語言、高性能計算導論、軟件工程、Web程序設計、Unix/Linux環境下程序設計、XML程序設計、軟件類綜合實踐)；2、計算機硬件類(計算機控制技術、硬件類綜合實踐)；3、計算機網絡類(計算機安全保密、網絡安全與管理)；4、計算機應用技術類(人工智能、人機交互技術、計算機輔助造型與動畫設計、數字圖像處理)。

伊利諾伊大學要求學生學習和掌握數字計算機的理論、設計和應用的廣博深厚的知識。前兩年主要學習數學與物理以及入門性計算機科學基本原理。第三年完成基本的計算機科學課程，并要求選修和拓展學生的理論基礎。第四年鼓勵學生就自己感興趣的方向和課題進行學習和深入的理解(均為選修課)。進一步說，國外大學計算機科學專業關于計算機專業特色課程的公共要求簡單明晰，僅包括計算機科學導論、數據結構與軟件原理、計算機體系結構I/II、系統編程、大程序設計項目、計算理論入門，等，而多達24-27學分允許學生可按計算機科學、科學計算(計算機科學與工程)、數學三大方向分軌選課(參表3所示)；而其中在計算機科學方向并給出系統、數據庫、圖形學、人機交互、編程語言、人工智能、信息安全、網絡等八個子方向，在科學計算方向上并給出航空宇宙工程、應用數學、天文學、大氣科學、生物學、生物醫學儀器、生物分子工程、化學工程、化學、控制、電子工程、工程機械學、環境工程學、遺傳學、地質學、制造工程、材料科學、機械工程、建模與仿真、神經系統科學、原子工程、運籌學、優化、物理學、等離子工程、心理學、放射學工程、機器人學、信號與圖像處理、統計學、結構工程等三十多個子方向上給出細化且較為明確的各6-分的選課指導和教學要求。

表3 伊利諾伊大學計算機科學專業按方向分軌選課

相比較之下，國內大學計算機專業設立的公共特色專業課程則較多，有時即便劃分出一些方向，要么方向太大，要么選課思路和教學要求不太明確。

3教學科研、學生素質培養及其他

在伊利諾伊大學，我主要選擇了三門與我在國內所授課程及研究方向關系密切的計算機科學專業課程(包括CS 423 Operating System Design“操作系統設計”，CS 523 Advanced Operating Systems“高級操作系統”和CS498DM Software Testing“軟件測試”)進行旁聽學習。

從專業課程教學內容組織安排及教學環節課堂組織可以看出，國外大學始終貫徹教學過程以“學生”為主體的宗旨和理念，強調學生的自主學習，要求學生在課前完成充分的預習準備、課后完成復習思考或上機作業，否則課堂根本就是聽天書，學不會是學生自己的事情且歸因于其自身的問題)；授課教師在課堂上主要扮演組織者的角色，引領學生在操作系統設計概念原理或軟件測試基本理論與技術的知識海洋中暢游，或快速前行或停下來慢慢品嘗，或提出問題讓學生分組討論和自己給出答案，或啟發式般把教學話題引向研究前沿進而開闊學生的課程視野和激發學生的學習興趣與熱情。相比較之下，國內課程教學則把更多的責任賦予教師，要求教師關于課程教學內容組織的科學性并深入淺出地講清楚、講徹底，對學生的要求不是非常強調。

同時，國外大學授課教師關于課堂組織的自主性更為靈活多樣。其間，軟件測試授課教師并邀請了知名計算機軟件開發公司的資深測試師就軟件測試的公司組織運作方式和軟件測試技術及實用技巧，使學生實現了與社會公司及實用技術的零距離接觸；操作系統設計授課教師并委托她的兩個研究生分別就他們當前所作科研課題項目階段成果的主題報告，使學生對操作系統領域的研究前沿及自己將來可以利用本門課程所學知識在實業界有所作為的方向有了感性和更為明確的認識；高級操作系統授課教師更是針對研究生授課對象、采取自己在課程前后把關、指定不同主題和分發文獻資料由所有學生依次輪流課堂匯報的形式，既完成了課程內容的深度挖掘拓展及學生關于課程內容全面掌握的教學任務，又培養了學生的自主學習意識和鍛煉了學生的自主學習能力，還提高了學生的科研文獻閱讀水平、科研調研能力和演講報告能力。另外，我還在伊利諾伊大學強化英語學院參加了教學術語與教育學(Professional Language and Pedagogy, 簡稱PLP)和美國文化與交流( American Culture and Communication, 簡稱ACC)等兩門課程的學習，其課堂組織形式和授課方式則更為多樣化，或讓學生自己走上講臺實踐和體驗課堂講授和組織技巧，或實地參觀訪問當地圖書館、校園問路、到餐館點菜用餐、到咖啡屋品嘗咖啡，甚至安排了與當地居民配對、每周定時交流談話一次的環節，這對于日益國際化的國內大學的語言教學的開展無疑具有非常重要的借鑒作用。

從課程評分環節而言，國外課程強調實踐環節并以較高權重計入課程最終成績，鼓勵分組協作但應通過團隊演講或逐個交流等來細化組員得分等級，課程最終成績由期中考試成績、平時成績(考勤與平時作業)、實踐環節成績和期終考試成績綜合構成從而避免單純依靠期終考試成績計分機制可能造成的期末突擊風與無法真正掌握知識等弊端，其中平時成績、實踐環節得分和期中成績的計算充分利用和信任研究生助教，當然，從另一方面講也起到了培養研究生工作態度和能力的效應。國內大學特別是計算機專業關于課程實踐環節的教學要求也在逐步增強，但課程成績更多地取決于期末成績，大多數課程不在設立期中考試(這在一定程度上可歸因于近年來一直不斷擴招的客觀現實及由此引發的龐大工作量、教學資源等條件的限制)，學生當中抱有憑借期末突擊過關心態的現象較為普遍，對教學質量和教學效果的負面影響不可忽視。

當然，這并不是說國外大學不重視課堂教學質量；相反，國外大學對課堂教學和成績考評的重視程度較之國內大學有過之而無不及(只不過其更遵循“學生”作為主體的客觀教學規律并據此開展課堂教學活動而已)，這從其在各門課程最后一節課給學生分發和要求填寫課堂教學評價表、學年末由學生自主推選產生“我最敬愛的老師”以及學校專門常設有考卷測評研究機構等可見一斑。國內也有類似的課堂教學評測手段，只不過基于校園網在網上展開而已，同課堂分發為聽課者有份的評價機制相比，網上硬行要求每一位同學參與測評的方法存在部分不聽課同學隨意評價的問題。

另外，我覺得伊利諾伊大學同一專業課程(主要指本科高年級專業課程，如CS 423和CS498DM)在本科生和研究生之間打通的做法非常值得借鑒。一方面，研究生本來就存在跨專業報考和錄取的現實，自然而然地某些專業課程需要補修；另一方面，即便是本科和研究生讀的是同一專業，也可能由于興趣或研究方向的改變而使得需要選修某些本科階段就曾開過但不曾選修的專業課程。況且，國內為研究生和本科生開設的同一類型課程的教學內容往往也是大同小異，只是掌握深度和難度有所區別而已；而從實際技能與水平而言，本科高年級學生與課程學習階段的研究生本來就沒有什么大的區別。如果專業課程在本科和研究生之間打通，則可以節省教學資源并便于統一專業課程體系與教學安排。至于相關專業課程的本科與研究生要求的區別對待，則可采取補充針對研究生的課程要求、增強研究生實踐動手環節或論文演講環節等措施。同樣地，碩士研究生和博士研究生的專業課程(如CS523)同樣可以打通。

如前所述，伊利諾伊大學的科研實力是非常強的，科研氛圍自然也非常濃厚。另外，從整個校園、工學院乃至計算機科學系層出不窮、從不間斷的各種類型的學術報告、研討會或研討班，大廳或樓道里相關單位最新科研成果的展示、科研項目或相關人員的獲獎快報以及包括微軟研究院、谷歌、摩根斯坦利等參與的主題活動日與信息技術講座中也驗證和說明了這一點。

現今美國社會有其好的一面，也有其不好的一面，我們在改革開放的過程中應該學習其好的地方，但同時必須堅持自己好的方面。換句話說，應該在堅持自己的好的方面的基礎上吸收世界文化的精髓，而非完全拋棄自我和全盤吸收他國的無論精華還是糟粕。我國從古至今一直賦予教育機構道德教育的責任，這是非常重要和必要的，應予堅持、加強。“十年樹木，百年樹人”，無論家庭，學校還是社會，要關注青少年的道德教育，付出再大也不為過。

另外，我們還利用春假參觀了著名的哈佛大學和麻省理工學院，給我的深刻影響是哈佛校園(建設)非常一般，草坪光禿禿的居多，難道真的是老牌名校不在乎這些？不過，其諾貝爾獲獎者人數又是非常之多。果真是“山不在高，有仙則靈；水不在深，有龍則靈”吧！國內高校是否應該由此得到啟發，把本不富足的經費優先用于人才引進和真正的科研資助上，而非老是富麗堂皇的表象第一。

三月份的一個周末，伊利諾伊大學曾舉辦了一場規模龐大、全校各單位甚至外聯單位一并參與、面向全社會(老少與年輕人皆有“節目”可看)的學術活動節，展示了該校相關的科研學術成果、學生科技成果及與日常生活緊密相關的科普演示實驗等，活動節全體總動員和面向社會開放的舉措值得國內高校借鑒，這其實是拉近市民與高校距離，并向社會宣傳學校的一次大好機會。

參考文獻

篇6

隨著經濟和信息技術的發展，計算機科學與技術專業已經發展成為我國招生規模最大，培養學生最多的專業之一，計算機專業不僅需要高層次的計算機科學家和研究員，更多需要的是系統掌握計算機科學理論、計算機軟、硬件及網絡知識的應用型人才，計算機專業教育應以人才市場為的導向，融合在相關學科的知識，滿足經濟社會發展的對新型復合型人才的需求。在社會對計算機人才的需求呈現多元化的今天，對基礎扎實，具有過硬的技術背景，又有較強實踐能力和有較強市場意識的應用型計算機人才的需求旺盛。因此，從商科類院校的實際特點出發，探索商科類院校的計算機科學與技術專業人才培養及特色，突出特色和優勢，是值得認真研究和需要亟待解決的問題。

2明確人才培養目標，滿足人才市場需求

國家信息化的發展步伐在加快，信息產業對人才的需求在進一步增加，從人才就業形勢來看，一方面用人單位急需實踐能力強，學有所長的計算機人才，另一方面又存在計算機專業的畢業生找不到理想工作的問題。究其原因，主要是計算機專業畢業生的知識結構與用人單位的需求存在一定的距離。計算機專業培養的人才應該是熟練掌握計算機軟件開發技術，精通計算機程序設計；掌握計算機網絡軟硬件技術，能夠從事計算機網絡應用技術開發和網絡編程技術；掌握計算機硬件技術基礎，具備計算機硬件或產品開發的潛力；并且通過對上述三個方面知識的選修課程模塊使學生在某一個方面學有所長。商科類院校計算機科學與技術專業應該結合現代商科特色，與經濟、管理等學科結合，滲透和交叉，培養出特色鮮明并且有競爭優勢的學生。

3培養目標與專業特色

商科類院校計算機科學與技術專業要堅持為經濟建設和社會發展服務。人才培養目標可以確定為：本專業培養德、智、體、美全面發展，系統掌握計算機科學理論、計算機軟硬件及網絡理論及應用知識；基礎扎實，綜合素質高，實踐能力強，具有市場意識和創新精神，能夠在企事業、政府部門、學校等單位從事計算機軟件、硬件、網絡系統的研究、開發和管理等工作的應用型高級技術人才。

商科類院校的計算機專業，培養的是“應用型”人才，通過自身已經存在的商科人文環境，著重培養學生的學習、分析與解決問題、開展創新活動的能力，使學生不僅有計算機軟、硬件及網絡應用知識，又有經濟和管理的知識背景，使學生既懂計算機技術，又懂得一些經濟和管理方面的知識；當然，培養出來的學生首先應該符合計算機專業人才培養規格要求，學生學有所長；同時，和其他院校相比又應具有商科知識背景，能夠在相關專業領域從事信息技術服務、技術管理和市場開拓工作。使學生既懂技術，又會經營管理。

4商科特色的應用型計算機人才培養目標的實現

商科特色的應用型人才培養是由教師教學、學生學習、培養目標、培養模式、教學管理、教學計劃、教學內容、教學方法、教學手段等多個方面共同作用來實現的。2006年9月，教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制了《高等學校計算機科學與技術專業戰略研究報告暨專業規范（試行）》，由高等教育出版社出版，其中提出了4個參考的專業方向，即計算機科學、計算機工程、軟件工程以及信息技術。商科類院校計算機科學與技術專業適合信息技術方向。

4.1課程體系的設置原則

在培養方案和教學內容安排時，即要注重基礎理論、基本知識、基本技能的培養，又要突出商科特色，還要注重實用技術與工程開發能力的培養。計算機科學與技術專業培養的學生首先應該滿足人才培養規格要求，在計算機軟硬件和網絡方面有較扎實的基礎和較寬的知識面；學生要熟練掌握軟件編程技術、計算機網絡及網絡設備的配置和使用和計算機硬件系統或產品的開發潛力，能夠解決生產、生活中的實際問題的能力；課程設置可以從計算機軟、硬件及網絡三類課程入手，構成課程體系和課程模塊。在商科特色的培養方面，要注重學生經管、管理知識和理念的培育。通過教學計劃設置商科課程，讓學生了解企業經營和管理的實際問題，通過講座或案例，讓學生了解現代企業經營管理模式，通過成功IT企業的案例作為現實教材，使學生在經營、管理和創業等方面能夠學以致用。通過實踐教學使學生具有較強的解決問題能力，獲得一技之長，能夠結合企業的實際情況，解決生產中的實際問題，縮短企業對人才需求的距離。

4.1.1專業的核心課程設置

為了滿足計算機科學與技術專業人才培養規格，在專業核心課程的設置方面要滿足人才培養規格的需要，開展與各有關課程配套的教學大綱、教材建設工作，把本學科領域前沿的優秀學術成果增加到教學內容中去。如下表所示。

4.1.2商科特色的建設

商科類院校計算機科學與技術專業，在培養方案中要體現商科背景的培養。主要通過六個層次的教學實現，首先，在公共基礎課中開設經濟學通論、管理學通論二門課程；第二，在人文科技選修課中，限制學生選修6個學分的經濟管理類課程；第三，在專業選修課中開設財稅實務、項目分析與策劃、行業營銷、企業登記運行等專題講座；第四，在獨立實踐教學環節中，設置計算機市場調研、電子及計算機產品營銷實踐等實習環節；第五，在專業課中，結合學科建設的優勢，開設電子商務技術、信息管理等方面的課程；第六，鼓勵學生參加經濟、管理類學術交流活動，輔修經濟管理類第二專業；發揮商科類院校的特色。

4.1.3實踐教學體系建設

實踐教學通過課程內實驗、獨立開課實驗、實習、課程設計、畢業設計、第二課堂、創新學分設置等實現。獨立的實踐教學環節，如計算機導論實驗、C語言程序設計實驗、大學物理實驗、面向對象程序設計實驗、計算機網絡工程實驗、大型數據庫系統實驗、計算機市場調研、電子及計算機產品營銷實踐、專業實習、畢業實習、面向對象程序課程設計、數據結構課程設計、網絡工程課程設計、軟件綜合課程設計、畢業設計等。實驗場地可以建設計算機專業軟件和計算機網絡實驗室，建立軟件技術校內實習基地，如建立軟件技術創新實驗室，程序設計基地等。利用社會資源，建設校外實習基地，滿足學生的實習、實踐需要。構建立體的實踐教學體系。

5綜述

商科類院校計算機科學與技術專業特色，通過培養方案開設商科類課程、實踐教學環節、第二課堂、學術交流活動、輔修專業、開設計算機在經濟管理學科領域的應用課程等方法，具體落實學生商科背景、經濟管理的知識培育，發揮商科院校專業教學、科研優勢。

通過建立穩定的校外實習基地，使學生盡早接觸社會，了解當地經濟建設和生產實際需求；提高學生實踐能力。建立軟件技術創新校內實習基地，鼓勵學生積極參加課外科技創新活動，形成良好的科技創新和專業學習氛圍，培養高水平的應用型人才。組織學生參加“大學生程序設計大賽”，全國“挑戰杯”課外學術科技作品競賽等活動，為學生提供更多的科技創新活動機會，提高學生專業學習的主動性和積極性，形成良好的科技創新和專業學習氛圍，促進專業建設和實踐教學工作，培養出高水平的具有商科特色的應用型高級技術人才。

參考文獻

[1]蔣宗禮，王志英，李曉明，孫吉貴，樊曉椏.構建計算機科學與技術專業公共核心課程[J].中國大學教學，2007，(11).

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經過十幾年的發展，目前我國已有幾十所高校相繼設立了智能科學與技術專業。作為國家民委直屬的民族高校，為順應學科交叉和未來技術發展的趨勢，中南民族大學計算機科學學院近年來申請并設立了智能科學與技術本科專業。在對智能專業新生培養的過程中，教學團隊借鑒其他高校先進經驗并結合計算機科學學院現狀，針對智能科學與技術專業學生的特點，探索和嘗試一種多元化專業啟蒙教育模式，其目標是通過對大一學生進行專業啟蒙教育調動學生學習專業的主觀能動性，激發學生研究專業知識的興趣，幫助學生認清自己的優勢與不足，制訂出適合自己的專業學習規劃和職業規劃。

我國的傳統教育一向重視啟蒙教育，宋代朱熹就曾著有《易學啟蒙》一書。啟蒙是教育永恒的使命，針對個人的啟蒙通常是教育活動的主要形式。專業啟蒙教育是大學專業教育的起步，對學生的專業學習及職業發展具有基礎性意義。

1 專業啟蒙教育的現狀’

當前一種較普遍的觀點認為專業啟蒙教育就是對新生進行“專業百科知識”的啟蒙，通過專業導論課程教學實現。傳統專業導論課程的教學一般可以分為專業概況介紹、專業培養體系與學習目標講解、學習方法與興趣培養、該專業的社會需求和就業前景等4個部分。與其他許多理工科專業一樣，智能科學與技術專業的教學計劃中也會有在第一學期開設智能科學與技術導論課程，但由于智能專業具有交叉性、綜合性并且受到傳統教學體系等諸多因素的影響，智能專業導論課在實際課堂講授過程中遇到一些困難。例如，由于受教學計劃制訂規則的限制，包括平均的周學時數、學分數以及專業課程前后銜接等，教師在學生大學4年的第1學期甚至第1學年很難安排其他專業課教學。

根據筆者對一些開設智能科學與技術專業院校的教學計劃和大綱的調研情況看，許多學校和中南民族大學計算機科學學院目前的情況相似，在第一學期安排的專業課是C語言程序設計，在第二學期安排數字邏輯和（或）C++程序設計等專業基礎課。這就導致在智能專業第一學年中，智能科學與技術導論課“獨挑”專業啟蒙教育重擔的結果，可能出現的問題主要體現在以下幾個方面。

1.1 專業的“點、線、面”難以顧全

1）有限的課時數與豐富的內容難以匹配。

智能科學與技術專業集計算機軟硬件、自動控制、網絡等現代科技于一身，是一門多學科交叉的綜合性學科，因此其內容之豐富、難度之深、應用面之廣可想而知，而導論課能安排的學時很有限。這使得教師在上導論課時很難兼顧知識面與知識深度，要想完整并系統地在新生面前展現該專業的前沿性內容非常困難；許多學生聽完導論課后難以從宏觀角度理解和認識智能專業，常常會產生“霧里看花”、不知所云的感覺。

2）專業導論課與專業理論課銜接不緊密。

萬事開頭難。大一新生由于知識結構不完整并缺乏認知能力，難以從整體上把握學科形態，對導論所涉及知識的理解和掌握程度有限，然而等到高年級再接觸大量專業課時，學生已基本忘記了入學時學習的導論課基本內容。由于缺乏對該專業的宏觀把握，學生在后來的專業課學習中常常是孤立地學習某一門專業知識，很少會主動并且有意識地將相關課程聯系起來學習。這就妨礙了學生綜合運用所學知識能力的提高，不利于學生發散性和創造性思維的養成。

1.2 學生普遍缺乏對未來的規劃

1）對專業產生片面性認識。

按照現行的教學計劃安排，智能專業的新生多半從計算機類課程開始進行專業課學習。專業啟蒙教育中也特別強調計算機技術的重要性，再加上新生易受“先入為主”效應的影響，一些學生在和筆者座談時就流露出只要學好計算機課程，掌握幾門編程語言，今后就能夠勝任智能系統開發設計工作的想法，這種想法在以技術至上為學習理念的學生中很具有代表性。

2）對專業的學習興趣難以維持。

教師在上導論課時都會精心準備一些課件和素材，以便新生一開始就能產生對該專業知識的好奇，但隨著時間的推移并且較長時間沒有深入到專業學習與研究中，很多學生對該專業的學習興趣下降，有的甚至將興趣轉向其他專業。筆者在跟蹤抽樣走訪中發現有一些學生已流露出厭學情緒和轉專業的想法，對自己的未來也缺乏規劃。

1.3 專業認知度與相互溝通能力有待提高

通過對計算機科學學院2012級智能專業新生進行走訪和座談，筆者了解到很多學生特別是來自于民族地區的學生在上大學前很少或者根本沒聽說過這個專業，許多學生的專業志向是家長或教師幫忙填的，還有相當一部分是專業調劑。這就造成整個年級中，第一志愿報考智能科學與技術專業的學生比例低于50%，也就是說有一半以上的新生是“被智能”。

就民族院校自身而言，少數民族學生的比例超過漢族學生，有較多的學生來自土家、壯、苗、回、畬、朝鮮等民族，即使是漢族學生，他們也多半來自于各地的自治縣或自治鄉，因此這些學生除了具有一般大學新生的特質，如由于在初高中階段一心準備高考，而缺乏對社會的了解，對所報考的專業知之甚少外，還受到基礎弱、底子薄、知識面窄、見識不多、思維不夠活躍、羞于表達、漢語表達能力較弱等因素的困擾。這就勢必導致一些學生對智能專業的認知度低，對即將開始的專業知識學習也沒有準備，興趣不高，得過且過，與教師間的相互交流也存在一定障礙。

2 多元化專業啟蒙教育模式與實施步驟

在對計算機科學學院當前專業素質教育存在的問題進行探討后，筆者認為從大一開始就應采用多元化的策略開展智能專業啟蒙教育，著手培養學生對學科的認知感，在學習方法和創新思維上給予啟蒙和引導，幫助學生形成自己的專業視角和學科分析架構，為今后專業學習打下良好基礎。

2.1 制訂教改計劃。促進專業啟蒙教育

剛入學的新生對于學校的學習和生活環境比較陌生，加上不同民族學生在生活習慣、風俗、待人接物觀念上有差異，新生之間渴望相互交流對新學校和新專業的看法，但苦于交流渠道的欠缺。根據以往的觀察發現，能否有效地融入班級和團隊，是影響學生未來專業學習的一個非常重要的因素，因此筆者在新生專業啟蒙教育中將如何解決學生與人溝通的問題放在第一位考慮。只有先解決了學生思想和交流方面的問題，才能為他們解開心鎖，為專業學習營造一個良好的氛圍。

從2012級智能科學專業的學生進校開始，我們就在新生中開展放飛夢想的“云帆計劃”。選派優秀專業課教師擔任智能科學各小班的班主任。各班主任從新生踏入大學校門的那天起，就從各民族學生自身的特點人手，通過定期個別談話、班委會、各民族學生宣介會、專業學習規劃討論會等形式有計劃、有目的地幫助他們增進彼此了解，加深其對智能專業的認識，引導和強化班級學風建設。這種目的明確、有計劃性的活動形式極大地提升了班級凝聚力，使得班上新生之間的關系更加融洽，同時為后續科研興趣小組和學科研討小組活動的順利推進奠定基礎。

2.2 建立專業教師輔導訪談制

為了進一步提高學生對智能專業的認知和學習興趣，智能專業教學團隊作為輔導教師組織了多次師生訪談。在訪談過程中學生提出很多他們關心的問題，如大學課程學習和高中課程學習有什么不同？與同班同學和同寢室同學間的關系該如何處理？C語言學習的重要性體現在哪些方面？除了專業書籍之外，還有哪些書籍是學生在大學階段需要了解的？考研和找工作的關系該如何處理？機器人與智能專業有何關系？智能專業畢業生的就業趨勢怎樣？少數民族學生如何學好智能科學與技術專業課？

針對這些問題，輔導教師不是只進行簡單的說教，而是本著“授人以魚不如授人以漁”的教育宗旨，盡量從客觀、專業的角度闡述自己的觀點和看法，通過介紹案例、科技信息動態及教師自我學習的親身體會，引導學生就自身關心的問題進行思考和探索。此外，教師還特別提出學生要學會根據自身的情況對前人的成功經驗有所取舍，批判地繼承前人的觀點，力求探索出一條適合各民族學生的求學成長道路。

2.3 改進教學模式

在師生間關系更為融洽的基礎上，筆者采用“縱、橫”結合的方式進行新生專業啟蒙教育。“縱向”方面主要是從課程配套與銜接上進行改革嘗試，以智能專業導論課為專業啟蒙先導，以各專業骨干課程的宣介為后繼，讓新生既了解將要學習的內容，又在第一時間找到和認識相關教師，為其早日進入專業學習作好鋪墊。

“橫向”則是將課堂教學與對學生的平時管理相結合，營造出思想與專業教育相互結合和相互促進的教育氛圍，在學生的感性世界和理性世界之間搭好橋梁。具體做法有：為了激發學生的學習興趣，該教學團隊抓住智能科學與技術導論課開設的時機，摒棄一貫的說教方式，在導論課教學中引人技術宣講會、專題報告會、教學實踐環節，請不同研究方向的教師就各自研究領域的研究動態和應用前景介紹前沿技術和最新動態，讓學生既感到智能的有趣，又了解智能專業的一些重點和難點。

另外，我們還在課余時間通過組織新生參觀開放實驗室和教師研究室、與課題組中的研究生座談、鼓勵新生與高年級優秀學生組成同民族和同鄉學習互助組等活動，讓學生在腦海中初步建立起知識、技術、專業和學科間的聯系。同時，從大一開始就安排新生參加大學生電子設計比賽、大學生創新比賽、機器人設計比賽等一系列學科競賽，激發學生的好奇心和求知欲，幫助他們逐步了解智能專業學習和研究的基本方法。

2.4 組建興趣小組，實現自我引導

在發揮學生自主積極學習的諸多因素中，興趣愛好尤為關鍵。為了使得興趣成為促進學生進一步學習的直接推動力，從新生入學之初，筆者就有意識地引導和協助新生自發組成興趣小組，以小組為單位參與各類學科競賽和班級活動。最初的分組情況表明新生在早期更傾向于以寢室為單位參與各類活動，如在專業規劃演講比賽、電工實習、競賽科目選擇等班級活動中，學生更多地以寢室為單位進行分組，原因在于同一個寢室學生的作息時間比較一致，方便大家統一行動。

然而，隨著學習的深入，寢室的界限漸漸模糊，將學生聯合在一起的更多的是共同興趣和愛好。這種方式建立起來的關系更加牢固，并且在這樣的興趣小組中每個學生的分工更加明確，團隊中的每個成員都希望能為小組作出貢獻，因而更能激發出學生的創作靈感，提高學習積極性。這一點在后續開展的機器人創新比賽中得到了很好的證明，如2012級智能專業的學生通過聯合、分工、協作，利用課余時間完成了選題、分析、搭建構型、軟件編程、報告撰寫、視頻拍攝上傳等流程，最終順利地完成了預定任務，向組委會提交自己的設計作品。通過興趣小組的成功運作，各個興趣小組已開始成為優秀學生專業啟蒙教育的宣傳站，成為吸引新生鉆研科學知識的“吸鐵石”。

2.5 設立多層次考評模式

傳統的考評體系主要偏重于學生的卷面考試成績，這種考評模式過于片面，不利于創新型學生的發展。為了適應當今社會對復合型、創新型人才的需求，結合智能科學與技術的多學科交叉性、融合性、綜合性很高的學科特點，我們在專業啟蒙教育別注重綜合考評體系的建立。

我們將專業導論課的考評分為多個層次：（1）卷面考試。期末考試仍然采用書面形式，注重對學生掌握基本概念和基礎內容情況的考查。（2）討論報告。針對導論課教學內容，組織學生進行專業知識認知的專題討論會，學生以小組為單位進行選題、資料查閱、PPT制作和小論文撰寫，最后進行答辯討論，從而訓練和培養新生分析問題、邏輯推理、書面及口頭表達的能力。（3）實踐環節。教學實踐環節會讓新生實際動手制作小型簡易的微控制裝置，增強感性認識，鍛煉動手能力。

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計算學科的飛速發展，改變著人們的生活、工作、學習和交流方式。計算意味著什么？計算學科意味著什么？這些都成為哲學工作者和從事計算機研究、開發的人員必須面對的重大的元問題。建構計算學科根本問題的理論框架，形成計算學科的元理論――計算學科中的哲學問題就成為當務之急。“計算學科中的哲學問題”的提出是在計算機日益成為人們生活重要組成部分時，從哲學的層面對計算機文化現象與計算學科的重新定位和反思。

2 計算學科中的哲學問題提出的客觀依據

2.1 計算學科的發展要求從哲學高度對計算學科進行理論闡釋

計算學科包括算法理論、分析、設計、效率、實現和應用的系統的研究。全部計算學科的基本問題是，什么能（有效地）自動進行，什么不能（有效地）自動進行，它來源于對數理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機器的研究，形成于20世紀30年代后期。經過幾十年的發展，計算學科業已形成了一個龐大的知識體系。主要體現在三大層面：

（1）計算學科的應用層。它包括人工智能應用與系統，信息、管理與決策系統，移動計算、計算可視化、科學計算等計算機應用的各個方向。

（2）計算學科的專業基礎層。它是為應用層提供技術和環境的一個層面，包括軟件開發方法學、計算機網絡與通信技術、程序設計科學、計算機體系結構和電子計算機系統基礎。

（3）計算學科的基礎層。它包括計算的數學理論、高等邏輯等內容。

還有支撐這三個層面的理工科基礎科目，包括物理學（主要是電子技術科學）和基礎數學（含離散數學）等。

從計算學科這一龐大知識體系中不難發現，它欠缺計算學科中的哲學問題支撐。計算學科的進一步發展需要從哲學層面對計算學科中的根本問題、重大問題進行理論闡述、分析和評價。因而提出計算學科中的哲學問題就成為計算學科發展的必然趨勢。

2.2 計算教育的現狀催化計算學科中的哲學問題

ACM和IEEE/CS是美國在計算教育研究領域最有影響的組織。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》報告中，它不僅第一次規定了計算學科的定義，回答了計算學科中長期以來一直爭論的一些問題，更重要的在于它為計算教育創建了一個“新的思想方法”（a new way of thinking），這種“新的思想方法”是對計算教育科學幾十年來的概括和總結，也是美國ACM和IEEE/CS聯合發表的《Computing Curricula 1991》報告（簡稱CC91）以及《Computing Curricula 2001》報告（簡稱CC2001）的基本指導思想，其實這種“新的思想方法”的實質就是計算學科中的哲學問題的內容。

在國內是結合我國的實際情況進行研究，以ACM和IEEE/CS的報告為依據進行分析研究的。中國計算機學會教育委員會和全國高等學校計算機教育研究會組織了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研討活動，對CC2001進行跟蹤研究，并分別推出中國“計算機學科教學計劃1993”和《中國計算機科學與技術學科教程2002》，提出和完善了具有哲學性質的核心概念的思想。

然而，所有這一切關于計算學科的研究還停留在計算學科方法論層面，沒有進一步站在哲學的高度，從新的視角，實現計算機和哲學的有機結合。

3 構建計算學科中哲學問題的現實意義

3.1 計算學科中的哲學問題有助于計算學科的發展

（1）計算學科中的哲學問題有助于確立正確的思想原則，把握正確的研究方向

計算學科中的哲學問題及其方法論是在科學哲學和一般科學技術方法論的指導下建立的，它直接面對和服務于計算學科的認識過程，使人們對計算學科的認識邏輯化、程序化、理性化和具體化，它有助于我們在計算學科的研究中確立正確的思想原則，把握正確的研究方向。

（2）計算學科中的哲學問題有助于計算學科的建設和人才培養

學科建設和培養高素質人才，是一個永恒的話題。計算學科中的哲學問題有助于解決這個問題。計算學科中的哲學問題從學科的核心概念、學科的形態、學科的根本問題、學科的方法等方面出發，深刻地揭示了計算學科的本質，提升對計算學科的認識，從而有助于計算學科的建設。計算學科中的哲學問題對培養計算專業人才也有重要作用。它可以提高抽象思維能力和邏輯思維能力，培養發現問題、解決問題的素質，掌握正確的思維方法，加速其成才。

3.2 計算學科中的哲學問題提供一種獨特的研究領域和創新方法

（1）計算學科中的哲學問題代表一個獨立的研究領域

計算方法、概念、工具和技術已經開發出來了，而且在許多哲學領域得到了應用，這才是它的迷人之所在。再就是以模型為基礎的科學哲學、科學哲學的計算方法論等以闡釋科學知識的方法論為目的的領域；最后還有成為當今社會的“顯學”的計算倫理學、人工倫理學等哲學問題。

（2）計算學科中的哲學問題能為哲學話題提供一種創新的方法

計算正在改變著哲學家理解那些哲學基礎和概念的方式，計算學科中的哲學問題也為哲學提供了令人難以置信的豐富觀念，為哲學探究準備新穎的主題、方法和模式提供新的哲學范式，為傳統的哲學活動帶來了新的機遇和挑戰。

4 構建計算學科中哲學問題的基本框架

4.1 計算學科中哲學問題的定義

計算學科中的哲學問題，是個很古老的話題，但在思想史上，成為獨立的研究領域卻是非常晚的事。計算學科中的哲學問題是從哲學高度對計算學科的重要問題、根本問題進行理論分析、闡釋和評價的。它像數學哲學一樣，是一種元理論方法。它具有哲學方法論的批判功能。因而計算學科中的哲學問題可以定義為批判性研究的哲學領域，它涉及到計算的概念、本質和基本原理以及對計算學科方法論的提煉和應用，目的是為計算學科的概念基礎提供系統論證，從而建立新的理論框架。

4.2 計算學科中哲學問題的基本框架

它包括四個層次和七大方面。

（1）四個層次

①尋求統一計算理論，是計算學科中哲學問題研究綱領的“硬核”。其基本問題就是對計算本質進行反思；同時對計算學科的發展和應用進行分析、解釋和評價，重點關注計算學科發展的未來走向。

②創新。其主要目的是為各種計算理論提供哲學方法。創新是計算學科中的哲學最具特色的，也是使計算學科中的哲學問題得以在哲學殿堂確立地位的關鍵所在。

③體系。利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架。

④方法論。這一目標屬于傳統的科學哲學，它以創新為基礎，對計算學科及其相關學科中的概念、方法和理論進行系統梳理，為其提供元理論分析框架。

（2）七大方面

計算學科中的哲學問題除四大層次外，還應包括以下七大方面。

①計算學科的本質探討。包括：計算是不是一門學科？學科的本質是什么，學科的根本問題是什么？核心是什么？等等。

②計算學科的思維方式。使用計算機解決問題的過程基本上是模擬人類大腦解題的過程，因此有必要分析人類是如何解決問題的，以及在解決問題的過程中人類是如何進行思維活動的。

③計算學科的基本問題、重大問題和未來走向。基本問題是反映計算學科本質的，能對計算學科各分支領域中的核心問題所具有的共性進行高度概括。重大問題是計算學科中的重要的理論模型的瓶頸問題及其未來走向。

④計算學科的創新及其素質要求。計算學科的創新，就是要圍繞計算學科的基本問題、重大問題、走向問題、熱點問題以及阻障問題進行理性分析、深入探討和哲學評價，以期推動計算學科的可持續發展。由此就提出對從事計算職業人員的素質要求的研究。

⑤計算學科的方法論分析。計算學科方法論是關于計算領域認識和實踐過程中的一般方法的含義、性質、特點、內在聯系和變化發展的系統研究。

⑥計算學科的價值原則、倫理原則。價值原則和倫理原則是指對從事計算職業的人員的價值觀要求以及道德規范的研究。

⑦計算學科重大成果的哲學分析。如人工智能的哲學問題，現實世界與虛擬空間的哲學問題，語言與知識、信息與內容、形式語言和超文本理論的哲學問題等。

5 小結

計算學科中哲學問題的重點是計算學科的本質探討，如尋求統一的計算理論，對計算本質的理論反思等。計算學科中的哲學問題的難點是創新，是利用計算的概念、方法、工具和技術來對傳統和新的問題進行建模、闡釋和提供解決方案，為上述創新目標的各個分支提煉理論分析框架以及計算學科發展中的重大問題的哲學分析等。（本文獲“2005年全國青年教師計算機教育優秀論文評比”三等獎）

參考文獻

1 Denning P J. Computing as a discipline. Communications of the ACM, 1989，32

2 Carl K Chang. Curricula 2001: Bringing the Future to the Classroom. Computer,1999，32

3 Tuning A M. Computing machinery and intelligence. Mind, 1950, Vol. LIX

4 Chungang. Theoretical Models of Whistleblowing: An Individual Perspective. Journal of Social Sciences, 1998

5劉鋼.從信息的哲學問題到信息哲學.自然辯證法研究，2003，9

6劉鋼.當代信息哲學的背景、內容與研究綱領.哲學動態，2002，9

7郝寧湘.計算哲學：21世紀科學哲學的新趨向.自然辯證法通訊，2003，6

8郝寧湘，郭貴春.量子計算機動搖了丘奇-圖靈論了嗎？.科學，2004，6

9郭貴春.科學技術哲學研究未來發展展望.自然辯證法研究，2002，5

10陳火旺等.中國計算機科學與技術學科教程.北京：清華大學出版社，2002，8

11趙致琢.關于計算機科學與技術認知問題的研究簡報（Ⅰ,Ⅱ）.計算機研究與發展，2001，1

12趙致琢.計算科學導論.北京：科學出版社，2002，8

13董榮勝等.計算機科學與技術方法論.北京：人民郵電出版社，2002，9

14劉大椿.科學技術哲學導論.北京：中國人民大學出版社，2000，8

15范輝.打開計算學科知識殿堂之門.中國大學教學，2003，4

16范輝.計算機科學與技術方法論探索與實踐.計算機科學，2003，5

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根據周以真教授的定義，[1]計算思維是運用計算機科學的基本概念來求解問題、設計系統和理解人類行為，包括了一系列廣泛的計算機科學的思維方法。比如，在解釋一個看起來比較復雜的事物時，計算思維通常會采用約簡、轉化、仿真等思維方法；在處理復雜的問題時，通常會采用抽象以及分而治之的思維方法。計算思維采用多視角、最適合的表示方式來表述一個問題，或者對問題的某個特定方面進行建模，從而使問題易于理解和處理。周以真教授認為一個人具備計算思維能力體現在如下幾個方面：給定一個問題，能夠理解其哪些方面是可以計算的；能夠對計算工具或技術與需要解決的問題之間的匹配程度進行評估，能夠理解計算工具和技術所具備的能力以及其局限性；能夠識別出使用新的計算方法的機會；能夠在任何領域應用諸如分而治之等計算策略。

離散數學作為計算機相關專業的一門重要基礎課，它所研究的對象是離散量的結構以及相互間的關系，其內容對后續的數據結構、編譯原理、數據庫原理、人工智能等計算機核心課程都具有非常重要的作用。通過學習離散數學，可以培養和提高學生的抽象思維和邏輯推理能力。而抽象思維和邏輯推理恰恰是計算機科學最常用的思維方法，也可以說是計算思維的核心所在。因此，離散數學教學內容所蘊含的思維方法恰恰體現了計算思維，另一方面，也可以從計算思維所包括的思維方法角度重新審視和梳理離散數學的教學內容，從培養計算思維和解決實際問題兩個角度展開教學內容和教學方法方面的研究，更好地進行離散數學的教學，從根本上解決傳統離散數學教學中所面臨的問題。

二、基于計算思維培養的離散數學教學內容改革

在離散數學的教學中，講授的具體知識點基本都涵蓋了計算思維中其它基本概念和思維方法。比如數理邏輯部分就涵蓋了歸結推理、約簡等常用的思維方法，等價關系涵蓋了軟件測試中常用的樣本點選取的思維方法；代數結構涵蓋了抽象的思維方法。為了更好地展開教學，針對離散數學的教學內容進行了基本概念和思維方法的抽取，并在實際教學過程中將這些計算思維中的方法傳輸給學生。例如，在講解數理邏輯中的歸結推理方法后，將以偽代碼的形式表達其算法，并且鼓勵學生利用LISP語言完成命題邏輯的歸結推理算法。同時，在給出歸結推理算法后，對算法的復雜度、完備性、可終止性等問題進行簡單論述，從而告知學生謂詞邏輯本身是不可判定的。下面兩個表格（見表1、表2）列出了在教學過程中整理出來的部分教學知識點與計算思維的對應關系。限于篇幅，在此不一一闡述。

三、基于計算思維培養的離散數學教學手段改革

在對教學內容進行改革的基礎上，采用何種有效的教學手段展開教學，是能否培養學生計算思維能力的關鍵。在教學過程中，主要采用兩種方法：歸納學習法和案例驅動法。

所謂歸納學習法是通過歸納思維，形成 對知識的特點、中心、性質的認識、理解與運用。在教學過程中，講解完具體的教學內容后，都會將其蘊含的計算思維方法進行歸納總結，并利用其蘊含的計算思維方法去解決一個實際生活中的問題，比如：在講解完代數系統部分的內容后，其蘊含的主要計算思維方法就是抽象，從而可以將有理數四則混合運算、實數運算和復數運算等抽象為代數系統。然后，就可以引入面向對象程序語言中的抽象概念，包括類、對象等，很好地將離散數學中的教學內容與學生所熟悉的編程語言有效地結合起來。一方面，加深學生對教學內容的理解，另一方面，學生能夠靈活運用所學的計算思維解釋現實問題。

歸納學習法是從教學內容出發，提煉計算思維，解決現實問題的過程。而案例驅動教學法則是根據現實問題，使用計算思維引出教學內容的過程。在教學過程中，如果突兀地引入具體的教學內容，而不對其應用場景進行闡述，大部分學生都會感覺無法理解。為此，引入了案例驅動教學法。例如，在介紹最短路徑算法時，一般先引入旅行商問題，然后利用抽象的思維方法將一些無關的因素去掉，進而構建出一個抽象圖的形式呈現出來的模型，自然地引入了最短路徑算法。同時在算法介紹過程中，可以對權值所表示的含義進行解釋，既可以表示時間也可以表示路長，從而產生兩種不同的路徑。最后可以讓學生把這一問題推廣到軟件項目管理中關鍵路徑的處理，激發更深層次的思考。在講述歐拉圖的時候，可以類似地展開案例教學法。首先，給出著名的哥尼斯堡七橋問題，然后利用抽象的計算思維方法忽略橋的寬度、距離等無關的因素，從而對哥尼斯堡七橋問題進行建模，自然地得出歐拉圖的定義。

四、結束語

作為計算機相關專業的核心基礎課程，離散數學為計算思維能力的培養提供了一個很好的平臺，也為更好地展開離散數學教學內容的組織和教學方法的改革提供了思路。本文在分析離散數學教學內容和計算思維的內在關系基礎上，從教學內容和教學手段兩個方面進行了一定的探索，將計算思維的培養有機地結合到離散數學的教學過程中。從教學效果和學生反饋來說，都取得了顯著的成效。然而，在加強了計算思維的培養之后，還要求能夠應用新的思維方法解決具體的專業問題，能夠推陳出新，提出新的思維方法。這些方面僅僅依靠離散數學的教學還遠遠不夠，需要將計算思維的培養理念貫穿于各個專業課程的教學過程中。

參考文獻：

.Communications of ACM，2006，49 （3）：33-35.

[2]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007，3（11）.

[3]李國杰.計算思維不僅僅屬于計算機科學家[N].大眾科技報，2009-08-02（B01）.

[4]孫家廣.計算機科學的變革[J].中國計算機學會通訊，2009，2.

篇10

近年來，在經濟全球化趨勢的推動下，中國軟件服務外包從無到有，不斷壯大，并且服務對象涉及歐美、日、韓、印度等國家和地區。但在發展的同時仍然存在不少問題，最主要的是人力資源結構不合理，主要呈現“金字塔”形狀，其中具備綜合能力及較強應用能力的軟件人才［1］和中間技術人才比較匱乏，而處于金字塔底端、對技術要求不高的低端普通軟件人才數量過多。

為推動服務外包產業的發展，我國推動實施了“千百十工程”和相應的人才培訓計劃，鼓勵軟件服務外包企業新增大學生就業崗位的各類人才培訓項目。但是僅僅依靠軟件服務外包企業解決軟件服務外包人才匱乏的問題遠遠是不夠的，需要將軟件服務外包企業與高校緊密地聯系起來，制定系統的符合軟件服務外包人才的培養體系。

二、現有課程體系的特點和不足

1.現有課程體系的特點。

軟件服務外包人才培養的一個重要方面是課程體系的構建，培養的是學生的應用能力，這一培養目標與應用型本科計算機科學與技術專業人才的培養是一致的，由于目前尚未有軟件服務外包專業，大部分高校將軟件服務外包納入到計算機科學與技術專業中，作為其中一個專業方向，在制訂軟件服務外包人才培養方案時，一般采用“基礎+專業+實踐”的培養方式［2］；在制訂教學計劃時，體現“加強基礎、突出核心、注重實踐、整體優化”的原則，強調應用能力的培養。主要包括如下幾個層次［3］。

（1）公共基礎課模塊。公共課模塊屬于必修課，是培養學生良好的政治思想素質、辯證思維能力和外語應用能力，為創新思維和能力提供廣闊的空間。該層次開設的主要課程有：基本原理、思想道德修養和法律基礎、高等數學、大學英語、計算機文化基礎、體育與健康等。

（2）學科、專業基礎課模塊。學科基礎課模塊也是必修課，是計算機科學與技術專業的科學技術平臺，為專業課的開展提供堅實的基礎。該層次開設的主要課程有：計算機導論、程序設計基礎、Web編程基礎、模擬電路與數字電路、計算機組成原理、數據結構與算法、操作系統、編譯原理等。

（3）專業課模塊。專業課模塊又分為專業基礎課和專業方向課，專業基礎課主要有：xml編程基礎、數據庫原理、計算機網絡、軟件工程等。專業方向課主要有：Java程序設計、面向對象與UML、網絡編程、分布式計算、C#程序設計、C++程序設計、嵌入式系統與設計等。

（4）實踐教學項目。計算機科學與技術專業是一個實踐性很強的專業，因此實踐教學項目在該專業中顯得尤為重要，它包括從課程實踐到專業實踐的各個方面。具體體現在：課程綜合設計、社會實踐、畢業實習、畢業論文等方面。

2.現有課程體系的不足。

應該肯定的是，現有的計科專業的課程體系教學改革已經取得了顯著的成績，學生的知識點扎實，理論基礎厚實。但大多數高校只是簡單地將計科專業整個課程培養方案移植到軟件服務外包專業，存在如下問題。

（1）專業模塊課較多。縱觀計科專業整個培養方案，專業模塊類課程較多，甚至有些課程開設在大學第七學期，而軟件服務外包專業不僅僅是學校單方面的培養，還需要與軟件服務外包企業開展務實的校企合作，讓學生真正融入到企業中。

（2）核心課程不明確。計科專業方向較多，因此必然存在專業核心課程不明確的特點，而軟件服務外包專業方向性較強，因此如果核心課程不清晰，學生缺乏足夠的專業核心技能訓練，學生走向社會后就難以適應專業的要求。

3.教學實踐存在的問題。

（1）專業課之間的銜接不緊密。在教學中發現很多學生對某一門課程的知識點掌握得非常扎實，但是往往到了后面學期新的專業課開課時，很容易遺忘先前所學的知識點，一是現有的考核方式還是以筆試考核為主，不注重平時知識的積累。二是新舊課程之間時間較長，根據記憶規律，學生在新課程開設前前一課程知識點遺忘比例高達60%—80%。

（2）專業知識點的銜接不夠緊密。在日常教學中發現，由于專業的特殊性，學生在開始高年級的專業課學習時往往會產生陌生感和恐懼感，而造成這一原因的主要是在專業課程體系實施過程中沒有體現專業“預熱”功能，也就是在課程實施過程中只專注于本課程的知識點，而不會對課程體系中的后續課程知識點做擴展性準備。

三、構建以應用能力為主線的軟件服務外包課程體系

通過對軟件服務外包企業人才需求調研發現，由于服務外包領域的多樣性，以及該行業的高速發展，軟件服務外包與其他行業相比有著顯著的不同，對外包人才的技能和素質要求有其行業自身的特征［4］。

為了更好地從專業自身和培養學生的角度出發，緊密銜接軟件服務外包專業中各種專業能力和要求，本文以JAVA軟件服務外包為出發點，提出以應用能力為主線，制訂符合JAVA軟件服務外包的培養方案，并從以下幾個方面構建JAVA軟件服務外包專業方向課程體系。

1.確立以應用能力為主的JAVA軟件服務外包課程體系。

根據JAVA軟件服務外包企業的需求和軟件服務外包培養方案的特點，本次改革主要以計科專業培養方案為藍本，并在此基礎上對專業基礎課程和專業課程進行必要的“瘦身”，也就是將計算機導論、JAVA程序設計基礎、Web編程基礎、Linux操作系統管理、計算機系統基礎、數據結構與算法作為軟件服務外包方向專業基礎課程。同時將JAVA面向對象編程、服務外包導論、JAVAWEB應用開發、J2EE架構與應用開發、軟件自動化測試與開發、跨國軟件項目管理等課程引入到軟件服務外包方向中，與xml編程基礎、面向對象與UML、數據庫原理、專業英語軟件工程等課程構成此方向的專業課程。同時在專業拓展課中增加語言模塊類的如基礎日語、專業日語等課程學習。

2.基于程序設計能力的核心課程群設計。

JAVA軟件服務外包專業的核心能力是程序設計能力和項目管理能力，針對JAVA軟件服務外包專業方向性較強［5］的特點，在構建課程體系時緊緊抓住《JAVA程序設計基礎》、《JAVA面向對象編程》、《JAVAWeb應用開發》、《J2EE架構與應用開發》、《軟件自動化測試與開發》作為JAVA方向的核心課程，并根據軟件服務外包的特點，在核心課程群中配備與核心課程緊密相關的課程，分別是《WEB編程基礎》、《數據庫設計》、《數據結構與算法（JAVA）》。根據培養計劃的安排，從第六個學期開始，學生進入相關外包企業開展軟件服務外包專業學生的項目實踐。核心課程群的安排表1所示：

3.完善課程實施方案，加強專業課知識點的緊密聯系。

在課程實施過程中，將原先忽視的知識點銜接處緊密銜接在一起，如在《JAVA面向對象編程》中將面向對象類與抽象類、類與接口之間的關系進一步通過案例的方式進行闡述，使學生在后續的課程中能更好地理解這些知識點之間的關系，從而為后面的實踐打下基礎。同時在前序課程的教學實施過程中注重后續課程知識點的鋪墊，如在軟件服務外包中《JAVA程序設計基礎》和《JAVA面向對象編程》是專業基礎課，后續課程包括《JAVAWeb應用開發》、《J2EE架構與應用開發》，等等，因此在教學實施過程中除了基本的面向對象知識、多線程等高級技術外，還應該在這些知識點的實踐環節中加入后續課程的一些相關知識點，使學生在后續課程學習時能夠更加容易地融入到新課程中。

4.結語

大力發展軟件服務外包是全球經濟發展的大趨勢，針對軟件服務外包行業人才匱乏的現狀，本文從JAVA軟件服務外包人才培養的課程體系出發，針對現有課程體系的特點和不足，提出了適合JAVA方向的軟件服務外包課程體系，為學生提供良好的學習環境，并為后續打下堅實的基礎。

參考文獻：

［1］杜小丹，葉安勝，李焰，劉永紅.高素質應用型軟件服務外包人才培養模式探索［J］.計算機教育，2010，（14）：34-36.

［4］袁暋，王曉峰，檀明等.軟件服務外包應用型人才能力培養方案［J］.計算機教育，2012，（1）：60-64.

［5］鄭小蓉，陳戈.開展軟件外包服務促進課程體系的重新構建［J］.中國成人教育，2010，（1）：149-150.

篇11

1網絡工程專業實踐環節建設思路

根據《規范》的相關要求,結合我校的辦學指導思想,我院將網絡工程專業的學生的培養目標基本定位在“信息技術”型人才,需要考慮基本理論和原理的綜合應用,特別是要側重實踐和工程化。但同時網絡工程專業又是計算機科學與技術、通信通訊相關的交叉、邊緣專業,網絡工程專業的學生應該同時具備計算機科學與技術、通信技術的基本知識和網絡工程專業的工程技能,使得畢業生就業可以從網絡系統的規劃設計、建設、管理和維護、網絡安全系統的設計、軟件開發、網絡應用等幾個層面進行,從而為學生將來進一步深造打下堅實基礎(即學科基礎課程應涵蓋碩士生入學考試大綱所要求的全部內容)。

本專業培養計劃由通識課、學科基礎與專業基礎平臺課、專業課(包括必修課、方向選修課及專業任選課)等組成,因此實踐教學體系應做到基礎實踐教學、專業實踐教學、綜合實踐教學“三個層面”的有機結合。應結合專業特點與社會需求,認真研究并改革實驗教學的內容、方法和手段,增加綜合性、設計性和創新性實驗的比例;改革課程設計、畢業設計(論文)模式,加大與生產、科研、社會實際結合的力度;改革實習、社會實踐環節的設置,加強校企合作,鼓勵學生走出校門,融入社會;積極鼓勵學生參加各種科技競賽活動和相關社團活動。

總之,實踐教學體系是學校教學的一個重要組成部分,是課堂教學的補充和延伸,也是學生將所學理論知識與實踐相結合的一個重要手段和必不可少的重要過程。

2網絡工程專業實踐體系的具體內容

從學科平臺角度來看,網絡工程專業實踐課程體系主要包括以下兩大部分(如圖1所示)。

(1) 學科實踐技能。包括:

學科基礎實驗及課程設計――幫助學生完成基本的學科實踐技能,涉及到的課程主要包括計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、C++面向對象程序設計等。

一級學科平臺實驗及課程設計――幫助學生完成作為計算機科學與技術一級學科的學生所必備的實踐技能,本部分同本學科的其他專業(包括計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程等專業,以下簡稱3個專業)的學生掌握的內容基本相同,設置中同時考慮實驗和課程設計,某些課程還同時設有實驗和課程設計環節。涉及課程有計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、數據庫系統概論、軟件工程等。

(2) 專業實踐技能。包括:專業平臺實驗及課程設計――針對網絡工程專業的特點,體系上分為網絡規劃與設計、網絡管理與維護、網絡信息安全、電子商務、網絡程序設計等幾塊。

從課程形式形式上來看,可劃分為以下幾個系列(如圖2所示)。

(1) 實驗系列(以下課程均包含實驗內容):計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、計算機組成原理、C++面向對象程序設計、操作系統、計算機網絡、網絡管理、網絡程序設計、網絡信息安全技術、Web系統與技術、網絡系統設計與規劃、數據庫系統概論、軟件工程、網站規劃與實現、電子商務、J2EE企業級開發技術、網絡互聯技術、Intranet組建與管理、計算機網絡協議分析。

(2) 課程設計系列:計算機程序設計(C)課程設計、數據結構課程設計、C++面向對象課程設計、數據庫系統課程設計、操作系統課程設計。

(3) 實習:認識實習、生產實習(包括校園網維護實習、網絡施工實習等)、畢業實習。

(4) 實訓:專業方向綜合實訓、網絡應用實訓。

(5) 認證培訓:包括CCNA、CCNP、網絡安全認證等(可選)。

(6) 畢業設計:對大學四年所學知識的綜合應用,同時也為今后工作作好準備。

在課程與學時數上,以學科基礎建立學科基礎平臺課,以專業核心課和專業方向設立專業課,并輔以選修課作為專業課程的補充。根據“基本技能初步綜合技能高級綜合技能創新技能”的梯度模式,設置課內實驗、課程設計、實訓,外加認識實習、專業實習、畢業設計,同時全程一直設有開放實驗。其中,必修與選修學時占總學時的19%,加上公共基礎課與學科基礎課中的實踐學時,約占總學時的21%。

在課程性質上,屬于核心或主流技術領域的教學內容,采用必修課;屬于新興技術領域的內容,采用選修課;屬于能力外延擴展或深度提高的教學內容,采用課外的開放實驗。

3網絡工程專業實踐體系的建設與管理

3.1實驗室建設

我院原有計算機硬件實驗室、組成原理實驗室、軟件機房,在此基礎上,我們又新建了網絡實驗室,綜合布線實訓室正在組建中。

3.1.1網絡實驗室

網絡實驗室有4組網絡工程實驗的設備,每組由4臺路由器4臺交換機和8個計算機組成,每組4人,總共每次可容納32名學生。實驗室還配置了實驗管理平臺,學生通過訪問控制管理服務器可實現對網絡設備的實驗配置,實現在多個網絡實驗設備之間的平滑切換。教師可通過訪問控制管理服務器對每個試驗組進行方便、快捷的監控和管理,無須手工線纜插拔,以保證設備端口的使用壽命。

網絡實驗室承擔的教學任務有計算機網絡原理、網絡管理、網絡系統設計與規劃、網絡互聯技術、網絡信息安全技術、計算機網絡協議分析、網絡程序設計、Intranet組建與管理等課程及課程設計、網絡工程實訓、網絡應用實訓、開放實驗室、畢業設計等。

3.1.2綜合布線實訓室

綜合布線實訓室主要承擔網絡布線、網絡測試、工程實習實訓等課程的學習。綜合網絡布線是網絡工程教學的一部分,是必須通過實踐環節才能夠真正掌握的教學環節。“網絡工程實訓”、“網絡施工實習”等環節就在本實驗室完成。

網絡綜合布線實訓室建設的目的不僅僅是為了讓學生掌握簡單的工具使用,更重要的是通過“課堂教學+實訓鍛煉”培養學生按規范進行預算、設計、施工、測試、竣工等工程設計的習慣。學生只有養成了按標準進行工程實施的習慣,才能在激烈的競爭中立于不敗之地!

3.2實踐基地建設

目前我們已經和學校網絡中心合作,以校園網和網絡中心為實習基地,開展校園網絡的維護、管理和應用工作。同時我校正在進行新校區的建設,其網絡建設工程也是相當繁重的,我院正在與校方協商,讓學生參與到校園網的建設當中。我們還與青島本地較大的網絡公司建立了良好聯系,定期介紹學生到他們那里實習。

3.3實訓基地建設

我院主要與青島軟件產業園建立了實訓基地協議,學生在那里主要進行網絡應用、網絡程序開發等方面的實訓。目前已完成了多批次的實訓任務,并取得了良好的效果。

3.4資格認證

目前,國內計算機方面的資格認證較以前有了很大的改革,大大增加了對實踐能力的考核。因此引導學生有針對性的參加一些資格認證方面的培訓,可以提高同學們的動手、動腦能力,在提高實踐能力的同時又可獲得某一方面的資格證書,為將來走上社會提供一個更好的機會。

3.5師資隊伍建設

如果網絡工程專業的教師工程實踐經驗較少,或者工程能力較弱,那么學生的培養就無從談起。因此必須加強師資隊伍建設,我們主要采取了以下措施。

(1) 加大培訓力度。為了鍛煉教師的實踐動手能力,我們派教師到水平較高的高校參加某些課程的培訓,派教師參加企業的專向培訓,還鼓勵教師參加在全國召開的與網絡工程有關的各種會議或培訓。目前部分教師獲得了CCNA、國家網絡安全工程師等資格認證。

(2) 科研融入教學。鼓勵教師將科研融入教學,讓學生能緊跟社會的發展和學科的前沿。網絡工程專業教研室組建了“網絡安全技術”、“網絡規劃與設計”和“無線自組網技術”等科研小組,便于集中精力從事專門領域的研究工作,促進教學。

(3) 加強“雙師型”師資的培養。我們認為“雙師型”教師就是教師既能從事理論教學,也能從事實踐教學;既能擔任教師,也能擔任專業技術人員。即“雙師型”教師應同時擁有“教師資格證書”和“專業技術職務證書”。

在平常的教學過程中,讓教師積極參加縱向、橫向項目的申請和開發研制。專業教師要積極承擔實踐教學任務,在指導課程設計、畢業設計和實訓教學中,要結合實際,真題真做,提高教師的專業實踐能力和技術開發能力。同時安排專業教師到青島市軟件產業園進行定期實訓,并鼓勵教師參加各種專業技術培訓,考取專業技術職務證書。

3.6開放實驗室措施

課堂上的學時畢竟有限,老師不可能在課堂上將所有的實踐環節全部照顧到,同時,不同學生的理解能力也不同,因此有部分學生在課堂上往往完不成相關的實踐環節。為兼顧好、差兩類學生,給學生創造一個良好的實驗環境,“網絡實驗室”和“網絡布線實驗室”以開放實驗室的形式向計算機學院的所有學生免費全天開放。只要學生有學習的興趣,我們就提供實驗環境。

4網絡工程專業實踐環節特點

本實踐體系主要有以下特點。

(1) 本專業的辦學理念為注重理論、強調實踐,突出能力,面向社會 ,采用“理論+實驗+實戰(實訓)+綜合設計”等多級強化教學模式。

(2) 充分利用校內,最大化利用校外資源。充分發揮實驗設備、實驗室的潛能,選取盡可能多的課程在實驗室教學。和學校網絡中心合作,以校園網和網絡中心為實習基地,開展校園網絡(主要是學生宿舍)的維護、管理和應用開發工作。與青島軟件產業園等實習、實踐基地聯合,實現基礎理論、專業知識與工程實踐應用密切結合。

(3) 最大化利用課堂外時間與資源。由于網絡工程專業的工程特性,要取得很好的成效難度更大。應用層次學生的實踐能力培養僅僅靠計劃學時內的實驗、課程設計等環節是遠遠不夠的,學生必須在課堂外花更多的時間進行編程能力、實踐能力的訓練。為此我們通過一系列的教學改革和環節設置,給學生提供具體的任務要求和必要的條件,例如開放專業實驗室、建立科技活動室等方式給學生提供更多的條件。

(4) 分階段漸進式教學。實踐教學分三個階段。第一階段為基本技能實踐,第二階段為專業技能實踐,第三階段為校內外工程化訓練階段。這三個階段的劃分體現了不同時期學生的特點和教學要求,遵循由易到難、由認識到應用、步步推進的原則。最后所有學生通過畢業設計環節完成對大學期間所學知識(理論+實踐)的總體檢測和評估。

(5) 層次化、模塊化教學。從學科基礎、專業平臺、專業方向、專業選修等層次、模塊組織實踐體系的教學。每門課程的實驗部分都包括基礎性實驗、驗證性實驗和綜合性、創新性實驗,同時對于有重要實踐要求的課程采用實驗與課設兼顧的方式。為鍛煉學生綜合運用知識的能力,我們特意設計了一個綜合課程設計,它涉及的課程包括計算機網絡原理、網絡管理、網絡安全、網絡程序設計等。對于每一個專業方向(主要包括網絡應用、網絡工程、無線網絡等),我們都設計了一個5周的綜合設計。這樣可以使我們的畢業生在今后能夠根據不同類型用戶的需要,可從事網絡工程的規劃、設計、開發;開發基于網絡的計算機軟件;從事信息網絡安全工程的設計和維護等。

5總結

目前我們已在實踐體系的建設中取得了一些成果,針對網絡工程專業實踐性強的特點,構建了由實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計等環節具體體現的實踐教學體系,并建設了相關的實驗室和基地,提出并實施了有關的執行和管理措施,取得了較好的效果。在以后的教學實踐與改革中,我們將從以下幾個方面加強實踐教學:(1)繼續組建新的實驗室,如信息安全、協議分析等實驗室;(2)選取部分實驗教學比重較大的課程進行一體化教學,即將實驗室作為課堂,邊講邊練,講練結合,提高教學效果;(3)進一步加強實驗教學管理,提高實驗教學的效率和質量。

參考文獻:

[1] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 計算機科學與技術本科專業規范[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[2] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 計算機科學與技術專業公共核心知識體系與課程[M]. 北京:高等教育出版社,2007.

[3] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 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.

[3] 施曉秋. 應用型人才培養的網絡工程實踐課程體系構建[J]. 中國大學教育,2008(12):35-37.

[5] 肖鋒,唐俊勇,容曉峰. 網絡工程專業實踐教學體系的探索與實踐[J]. 計算機教育,2008(12):180-182.

[6] 吳怡,蔡堅勇,洪親. 論網絡工程專業實踐環節教學體系及改革方案[J]. 電氣電子教學學報,2007,29(3):87-92.

Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering

LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu

篇12

文章編號：1672-5913 (2007) 24-0062-03

1引言

“離散數學課程”是介紹“離散數學”各分支的基本概念、基本理論和基本研究方法、研究工具的基礎課程，現已成為計算機科學與技術專業的核心基礎課程，IEEE&ACM的CC2001教程更是以十分顯著的方式強調了這一點。離散數學課程所涉及的概念、方法和理論，大量地應用在"數字電路"、"編譯原理"、"數據結構"、"操作系統"、"數據庫系統"、"算法的分析與設計"、"軟件工程"、"人工智能"、"多媒體技術"、"計算機網絡"等專業課程以及"信息管理"、"信號處理"、"模式識別"、"數據加密"等相關課程中；它所提供的訓練，十分有益于學生概括抽象能力、邏輯思維能力、歸納構造能力的提高，十分有益于學生嚴謹、完整、規范的科學態度的培養。這些能力與態度是一切軟、硬件計算機科學工作者所不可缺少的。離散數學課程所傳授的思想和方法，廣泛地體現在計算機科學技術及相關專業的諸領域，從科學計算到信息處理，從理論計算機科學到計算機應用技術，從計算機軟件到計算機硬件，從人工智能到分布式系統，無不與離散數學密切相關。

2離散數學的教學內容

由于計算機無論多么先進，都只能處理有限的離散數據，正因為如此，才使得離散數學和計算機有了莫大的聯系。那么，是不是所有研究離散結構的數學都歸于離散數學呢？基于各種原因，許多具有離散結構的數學，并不一定屬于離散數學。離散數學可以說是和計算機一起發展起來的學科，是一門新興的學科，對于究竟什么屬于離散數學，人們也沒有完全一致的看法。如同我們的教材，把數理邏輯、集合論、群論、圖論都歸為離散數學。另外，不少學者把組合學、計數、排列也歸為離散數學。其實，數學本一家，精確劃分沒有必要。但我認為，離散數學的核心應是組合數學和圖論。只可惜，我們的教材中幾乎沒有組合數學，這一點，實在是一大缺憾。

離散數學包括的教學內容，對每一個從事計算機技術的人都要求掌握和了解。因為在形式證明、驗證、密碼學的研究與學習中要有理解形式證明的能力；圖論的概念被用于計算機網絡、操作系統和程序設計語言的編譯系統等領域；集合論的概念、關系代數等在軟件工程和數據庫中也會用到。總之，為了適應計算技術的要求及將來的發展，學生需要對離散結構有比較深入的理解。

3離散數學的教學方法

離散數學作為一門計算機專業的核心基礎課，往往開設的比較早，所以很多同學在學習這門課的時侯還缺乏對其價值的認識。再加上對數學的敏感性，所以很排斥它。如何教好這門課，除了讓學生對這些內容感興趣外，還要讓他們對其在計算機中的應用有些感性認識。因此，在介紹離散數學的每一分支時，都要分三步走：

第一，先要了解這一分支的悠久歷史；

第二，學習它的基本概念、基本理論和基本研究方法；

第三，了解它在計算機科學中的應用。

(1) 各分支的悠久歷史

數學推理與邏輯之間，有著密切的聯系，早在兩千多年前的古希臘，就有了邏輯學的萌芽。不過那時的邏輯稱為古典邏輯，屬于哲學的范疇。數理邏輯誕生于十九世紀中葉，源于古典邏輯。

群論誕生于十九世紀二十年代，由法國天才數學家伽羅華創立。有趣的是，他創立群論的目的是為了解決高次方程求根問題，如果他知道群論與現代的計算機學科聯系如此緊密，一定會驚嘆不已。

圖論最早起源于一些數學游戲，相信對數學感興趣的同學一定都聽說過哥尼斯堡的七橋問題。圖論與幾何不同，幾何討論圖的長短大小，而圖論是討論圖的邊和頂點之間的位置關系，正因為如此，萊布尼茲把她稱為“位置幾何學”。圖論的問題非常有趣，往往答案很簡單，但卻非常非常難以想到。尤其是其分支拓撲學，更是如此。你知道九聯環也是圖論問題嗎？

集合論起源于十六世紀末期，開始是為了追尋微積分的堅實基礎，后來，德國的數學家康托教授發表了一系列有關集合論的文章，奠定了集合論的基礎，集合論也從此發展起來。現在，集合論已經滲透到泛函、概率、函數論等各門學科。

(2) 各分支的基本概念、基本理論和基本研究方法

數理邏輯又名符號邏輯，是一門用數學方法研究推理過程的科學。主要目的在于探索出一套完整的規則，按照這些規則，就可以確定任何特定論證是否有效。這些規則，通常稱為推理規則。在邏輯學中，與其說注重的是論證本身，不如說注重的是論證形式。

集合論主要研究了集合的基本概念和運算，關系的基本概念以及全序、偏序等概念，函數的定義與性質。重點研究了關系矩陣和關系圖的表示，關系的性質及判別方法；復合關系和逆關系的概念及其求法，關系的自反、對稱、傳遞閉包的概念及其求法；等價關系的判定與相關等價類的求法、偏序關系的判定以及哈斯圖的表示法。

代數系統部分需要了解代數系統以及同態、同構的概念，掌握代數系統運算的性質及各種特殊元素，幾種特殊代數系統的判定及其性質和簡單運算。

圖論部分了解有關圖的基本概念、圖的同構，掌握圖的表示方法，歐拉圖及哈密頓圖的判別方法，最小生成樹的求解方法。

(3) 各分支在計算機科學中的應用

數理邏輯的學習，可以在形式證明、驗證、密碼學的研究與學習中增強理解形式證明的能力；用關系代數、謂詞邏輯研究數據庫等。

集合論的概念、關系代數等在軟件工程和數據庫中也會用到。

圖論的概念被用于計算機網絡、操作系統和程序設計語言的編譯系統等領域；近期，還研究用圖論研究數據結構、操作系統的結構和死鎖問題。

在計算機發展初期，利用命題邏輯，布爾代數理論研究開關電路，從而建立起一門完整的數字邏輯理論，對計算機的邏輯設計起了很大作用。在近期，利用代數結構研究編碼理論，利用謂詞邏輯研究程序正確性問題，利用能行性理論(如遞歸函數論)研究計算機中的可計算性理論。

4離散數學的學習

作為計算機系的一門課程，離散數學有與其它課程相通相似的部分，當然也有它自身的特點，現在我們就這門課的特點做一個簡要的分析。

(1) 定義和定理多

離散數學是建立在大量定義上面的邏輯推理學科。因而對概念的理解是我們學習這門學科的核心。在這些概念的基礎上，特別要注意概念之間的聯系，而描述這些聯系的實體則是大量的定理和性質。

離散數學的定義主要分布在集合論的關系和函數部分，還有代數系統的群、環、域、格和布爾代數中。一定要很好地識記和理解。

(2) 方法性強

離散數學的證明題中，方法性是非常強的，如果知道一道題用怎樣的方法證明，很輕易就可以證出來，反之則事倍功半。所以在平常復習中，要善于總結，那么遇到比較陌生的題也可以游刃有余了。

(3) 有窮性

由于離散數學較為“呆板”，出新題比較困難，不管什么考試，許多題目是陳題，或者稍作變化得來的。“熟讀唐詩三百首，不會做詩也會吟。”因此，要學好離散數學，就應該在平時多做些題目，強化對知識的理解。

5 結束語

以上是我關于離散數學這門課的一點教學心得，幾輪的教學下來，我深深覺得我們要注意培養學生掌握獲取知識、科學研究和發現新知識三種方法。在傳授知識的過程中，要教會學生學習的方法和研究問題的方法，同時還要通過課內課外的各種教學活動來提高學生的能力，培養學生的素質。關于離散數學這門課程，可以讓學生完成離散數學在計算機科學中的應用的相關論文，內容選擇

• 可以是下列應用介紹之一:

C 群與編碼.

C 鴿籠原理(pigeonhole principle)

C 傳遞閉包和Warshall 算法

C 布爾代數和電路設計

C 圖和運輸網

C 半群與機器簡化

C 使用數論理論解釋公共密鑰技術(public key cryptography)

• 可以是離散數學難題, 如: 較難的思考題的解答

• 可以是與離散數學有關的趣味問題的考察

• 可以是任何您高興研究的離散數學相關問題

這樣，才能將僵化的知識與實踐結合起來，才能激發學生的創造力，從而使學生真正認識到它的重要意義。

Talk About Discrete mathematical Teach And Study

Abstract: This paper discusses the important of Discrete Mathematics mainly from there aspects: teaching methods

teaching content and how to study. Based on this, Author proposes combine knowledge and ability, stimulating students' interest in learning and improves student’s creativity.

Keyboard:Discrete mathematics, base, study

參考文獻

[1] 徐潔磐，惠永濤編著. 離散數學及其在計算機中的應用[M]. 北京：人民郵電出版社，1988.

[2] 徐潔磐. 離散數學導論[M]. 北京：人民教育出版社，1982.

篇13

目前大學計算機基礎課程是北京航空航天大學的精品課程。該課程主要分為兩個層次：第一層次，課程主要以“案例驅動、問題驅動、任務驅動”的模式授課，采用課堂教學與課后作業、上機操作相結合的教學方式；第二層次，每門子課程單獨以講座的形式授課。該課程嘗試引入計算思維的思想，盡量按照問題求解的模式組織教學內容和實施教學。目前這種教學方式取得了不錯的教學效果，但由于計算機內部的工作過程不直觀，相關概念比較抽象，學生感覺理論知識枯燥無味，有些學生不能獨立完成作業，還存在互相抄襲作業的現象，部分學生還認為計算機基礎課程就是學習Office工具的課程，為此筆者通過以下教學方法的改革，提高教學質量，達到更好的教學效果。大學計算機基礎是一門先導課、基礎課，要通過這門課程培養學生的科研興趣，培養學生的計算思維方式，這也和我們研究型大學的理念一致，并且在教學過程中要充分發揮多媒體工具和教學網站的輔助作用。

1 在教學中引入人文關懷和科學研究的方法

1.1 人文關懷

在學生的學習過程中引導學生關心自己的發展，關注社會和環境中存在的問題，并對自己和社會進行思考，主要通過課后作業和實驗教學體現。例如，學生做Word圖文混排實驗時，要求學生用圖文并茂的形式來介紹自己，在展現自己的過程中學習使用Word進行排版；做應用Word進行論文高效排版實驗時，要求學生用論文的形式闡述自己的中國夢或者撰寫某項班級活動的策劃方案；做PowerPoint實驗時，讓學生就某個環境問題進行演講；在做Photoshop實驗時，讓學生設計出10年后的自己并要求有場景。這樣的實驗可以引導學生及早規劃自己的未來，關心社會的發展。

1.2 培養學生的科研素養

我們的教學理念是通過基礎課培養學生的科研素養，將科研方法融入教學活動中，向學生傳授科研理念、科研文化、科研價值，使學生了解科技最新發展和學術前沿動態，激發科研興趣，啟迪科研思維，培養科研道德，提升學生科學研究和科技創新的能力。在教學過程中，通過課后作業和實驗教學來引導學生進行獨立思考，對閱讀的文獻進行對比，通過數學建模解決實際問題，對一些問題進行社會調查并得出結論。課后作業如下：如果第一臺計算機是你設計的，闡述設計過程。怎樣把宿舍的計算機組成一個局域網？怎樣使你的計算機安全地暢游在互聯網上，闡述多媒體技術的發展過程中存在的問題。這些問題都要求學生進行獨立的思考，查閱大量的文獻并對文獻進行分析和對比，得出有價值的結論。課后大作業要求學生采用數學建模的方式解決生活中的問題，數據可以是物理實驗中的數據，可以是北京的交通流量，也可以是學生的上課情況等，對這些數據進行分析后，建立起一定的模型并得出有價值的結論。

1.3 將計算思維方法融入教學各個環節

2006年，美國卡內基?梅隆大學周以真教授提出計算思維是運用計算機科學的基礎概念來求解問題、設計系統和理解人類行為的科學方法。它通過選擇合適的方式陳述一個問題，對問題的相關方面進行建模并用最有效的辦法實現問題的求解。計算思維強調問題求解的操作過程和機器實現，是一種人機共存的思維。2011年，國際教育技術協會（ISTE）和計算機科學教師協會（CSTA）給計算思維下了一個操作性的定義，即計算思維是一個問題解決的過程，該過程包括：①提出問題并能夠利用計算機和其他工具幫助解決該問題；②符合邏輯地組織和分析數據；③通過抽象（如模型、仿真等）再現數據；④通過算法（一系列有序的步驟）支持自動化的解決方案；⑤識別、分析和實施可能的解決方案，并整合這些最有效的方案和資源；⑥將該問題的求解過程進行推廣并移植到更廣泛的應用中。這種表述和該課程的數學建模過程一致。在教學過程中引導學生像計算機那樣處理問題，就是處理問題的自動化。把實際問題進行抽象，抽象出一個模型，通過簡單的編程用計算機進行解決。對一個問題的解決盡量減少復雜的手工過程，盡可能地通過計算機解決，例如，需要建立大量的文件夾，或處理某些數據，使用Excel就可以解決。

2 采用類比的教學方法

計算機方面的理論知識比較抽象，不好理解。例如，在講到二進制、八進制和十六進制時，部分學生感覺不好理解，因為在日常的，li活中不經常接觸此類進制，計數和運算多采用十進制。并且學生不理解為什么需要這些進制。我們可以采用類比的方式進行授課，如生活中的星期是七進制，7天就是1周；12個月就是1年，月份就是采用十二進制；60秒就是1分鐘，采用的是六十進制。計算機內部可以識別的是二進制的數據，人們為了閱讀的習慣把3位二進制數用1位八進制數表示，把4位二進制的數用1位十六進制的數表示，是為了閱讀的方便，通過類比，學生就比較容易接受和理解進制的概念，

在講到操作系統中的進程和線程時，進程是具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位；線程是進程的一個實體，是CPU調度和分派的基本單位，它是比進程更小的、能獨立運行的基本單位，學生也感覺不易理解。如果采用對比的方式，把進程比作公司，把線程比作公司的員工，公司擁有資金等資源，而進樣是資源分配的基本單位，員工要開展工作，需要向公司申請經費，而線程若想正確執行，也需要有足夠的資源，一個公司的業務開展，至少需要一個員工的工作等，這樣學生就豁然開朗了。

3 充分發揮多媒體教學工具的作用

3.1 采用動畫演示抽象的工作原理

在2013年5月北京地區舉辦的計算機算機教學交流活動中，我們深刻地認識到動畫在教學過程中的重要作用，采用幻燈片的動畫功能展示計算機的工作原理比較直觀。例如，計算機指令的執行過程比較復雜，初次接觸的學生不易理解，用幻燈片的動畫演示指令的取指、解碼、取操作數、在操作數的過程，學生很直觀地理解了數據是從哪里取出，計算后又放到了哪里去，也通過比較形象的方式理解了數據通路的概念。

3.2 發揮教學網站的輔助作用

1）構建知識結構圖。

計算機基礎課程的知識不是特別深奧，但是涉及的內容比較廣泛，章節之間關聯性不強，可以通過教學網站中的知識結構圖，使學生掌握各章節知識點之間的關系，這樣學生容易建立起一個完整的知識體系。

2）作業互評。

針對學生作業有抄襲的現狀，有些課程采用反抄襲系統，可以有效地避免此類問題，但是這種方法不能使學生看到好的作業是什么樣的。我們的做法是以小班為單位上傳作業，對于學生上傳的作業，小班內的學生可以互相評價學生之間的作業，發表自己的評論，可以進行投票。這是一個互相學習的過程，也是一個作業公開的過程，每個學生都可以看到別人的作業，如有抄襲行為，會曝光在全班學生面前，從客觀上杜絕了抄襲的現象。

3）作業情況統計和分析。

作業在學生之間可以互評，另一方面助教也可以評價學生的作業。助教把學生作業中存在的問題，通過簡單的方式錄入網站中，通過網站的統計和分析功能，用餅圖或柱狀圖的形式展現學生對某些知識點的掌握情況、學生作業的問題主要集中在哪里，方便教師及時發現教學中存在的問題。

4 多樣化的考核方式

該課程的考核包括課堂作業、實驗作業、期末考試和大作業，其中課堂作業占25%，實驗作業占35%，期末考試占20%，大作業占20%。課堂作業有隨堂小測驗，主要用來了解學生對課堂講課內容的掌握情況，還有開放式的課后作業，需要學生查閱大量的資料，進行獨立的思考，寫出小論文；對于實驗作業，要考慮學生之間的互評情況、助教的評分以及教師的抽查3個方面的情況；期末考試是上機考試，考查學生對一些知識點的掌握情況；大作業是數學建模，要求學生撰寫論文。這樣通過多樣化的考核方式全面地評估教學效果。

5 結語

對教學過程的改革沒有止境，我們還需針對學生的實際情況及時調整教學方法，找到最適合學生接受和理解的教學方法，不斷學習新的教學理念，采用先進的教學輔助工具，提高數學質量。

參考文獻：

[1]艾明晶，吳秀娟，李瑩，等.大學計算機基礎[M].2版.北京：清華大學出版社，2013：1-5.

[2]何秀青，何聚厚.計算機導論課程中計算思維能力培養研究[J].計算機教育，2012（15）：69-73.

[3]管會生，楊建磊.從中國“古算”到“圖靈機”看不同歷史時期“計算思維”的演變[J].計算機教育，2012（11）：120-125.

[4]易勝秋，彭國星，劉強.大學計算機基礎課教學改革的研究[J].企業科技與發展。2012（19）：65-67.

[5]xupeisen112?算法第7課時：進位制[EB/OL].（2012-08-05）[2013-07-19].http：∥/view/b53f5036b90d6c85ec3ac630. html.

[6]dandycheung?線程和進程的關系之比喻[EB/OL].（2011-06-28）[2013-07-19].http：∥/dandycheung/article/ details/6573643.