时间：2023-09-18 17:32:56
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机科学与技术的理解，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】计算机科学；技术；认识
计算机科学与技术从诞生到现在，经历了无数次的突破：它最初的设计是单纯的来提高处理速度的高速计算器，到目前可以帮助人类解决大多数问题的智能机器，许多人继续研究对这一课题进行研究，使人们可以轻松享受由计算机带来的便利。
计算机科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论和自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代后期。计算机科学是用来研究计算机设计、制造及计算机信息获取、存储表示、处理控制等理论和技术的学科，是描述和变换信息的算法，包括其理论、分析、设计、实现和应用的系统研究。计算机科学是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从抽象的算法分析、形式化语法等，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和硬件等。
计算机技术是研究计算设备的科学技术，它的内容非常广泛，可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括：运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器（CPU）设计、流水线原理及其在CPU设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。
二、计算机科学与技术的发展
从1946年第一台计算机的出现算起，计算机的发展已有六十多年，计算机无论从运算速度、缩小性、降低成本或者开发上都得到了质的飞跃。
2.1“技术突破”型科技逐渐让位于“系统合成”型的科技
早期的三大发现（达尔文学说，能量转换，细胞学），在1925--1950年重大科技突破有40多件。而19世纪40年代至50年代则为原子能、计算机、空间技术等寥寥几项。50年代后这种技术突破是越来越少了，70年代至今，我们人类似乎在循环一个周期，我们将从前的科学原理及技术挖出挖深，并且把他们有机的结合在一起，从而形成新的技术。就好像计算机基本原理虽然有了极大的发展，但论起基础仍然没有离开100年前关于程序与存储的设想。而阿波罗宇宙飞船技术，当中没有任何一项是新的突破，而是把原有的理论加以结合组织，并且排列有条不紊准确无误，通过实践得来。
从1904年发明电子管到1946年成功造出第一台计算机，耗时42年。而从发明半导体晶体管到造出半导体计算机，仅为10年左右。微电子精细加工技术到集成电路计算机只用了2年不到的时间。超微细加工技术到第四代计算机的创造，可以说是同步突破的。“技术突破”型科技逐步让位“系统合成”型科技。
2.2向经济、社会文化、商业流通等各方面渗透
科学是绝对的第一生产力，从前是，现在也是。计算机科学与技术作为现代社会中的潜在生产力，具有举足轻重的地位，随着科研工作投入的资金越来越多，工作的规模越来越大，难度和代价也随之加大，为求经济和社会活动能顺利适应科学技术的发展，电子科技的广泛应用势在必行。
2.3强化综合性和专业化
从认识客观世界到改造客观世界，形成的专业化与综合性这样一对矛盾体。一方面要求深入客观世界，要求科学技术分工仔细，而另一方面为了适应国家政策和经济，又必须把细分的专业加以整合，毕竟许多工作单靠一方面专业是无法解决的。强化综合性和专业化，正因为此，电子科技渗透国民生活才不致造成极大的困扰或混乱。
三、计算机科学与技术的发展前景
当今计算机科学发展趋势，可以把它分为三维考虑。一维是向"高"的方向。性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。像前几年我们使用的都是286、386、主频只有几十兆。到现在出现了奔腾4微处理器，主频达到2GHz以上。而且计算机向高的方面发展不仅是芯片频率的提高，而且是计算机整体性能的提高。二维是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，以至于像“没有计算机一样”。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。三维是向"深"度方向发展，即向信息的智能化发展。目前计算机"思维"的方式与人类思维方式有很大区别，人机之间的间隔还不小。人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道，计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着Internet的普及，普通老百姓使用计算机的需求日益增长，这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。
计算机技术则面临着一系列新的重大变革。诺伊曼体制的简单硬件与专门逻辑已不能适应软件日趋复杂、课题日益繁杂庞大的趋势，要求创造服从于软件需要和课题自然逻辑的新体制。并行、联想、专用功能化以及硬件、固件、软件相复合，是新体制的重要实现方法。计算机将由信息处理、数据处理过渡到知识处理，知识库将取代数据库。自然语言、模式、图像、手写体等进行人-机会话将是输入输出的主要形式，使人-机关系达到高级的程度。砷化镓器件将取代硅器件。
二十一世纪已经进入了信息社会，席卷全球的信息科技给人类生产和生活方式带来了深刻的变革。信息产业作为知识密集、技术密集的产业，其快速发展的关键是有一大批从事IT技术创新的人才。而计算机科学与技术的专业培养目标就适应社会现代化建设需要，德智体全面发展、基础扎实、知识面宽、能力强、素质高具有创新精神，系统掌握计算机硬件、软件的基本理论与应用基本技能，具有较强的实践能力，能在企事业单位、政府机关、行政管理部门从事计算机技术研究和应用，硬件、软件和网络技术的开发，是计算机管理和维护的应用型专门技术人才，故具有良好的发展前景。
四、结束语
随着计算机的不断更新换代，计算机科学与技术这门专业已经成为社会主流，计算机科学的发展前景广泛，有着巨大的的发展空间。但是，我们也应该注意到这门学科发展的困难与局限性。在今后的发展过程中，计算机科学仍将面临着结构过于复杂、智能化解决难等问题，这些将是我们在今后的专业学习中需要主要思考的问题。
参考文献
[1]自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子学文摘，2008（01）.
学生在专业思想上到底有哪些疑虑呢？概括起来大致如下：1.学了这个专业毕业后有出息吗？就业状况怎么样？或者说明白点，能给我带来多少财富。2.有的学生来学计算机，是因为计算机好玩，所以报了计算机专业。有的学生，无可奈何，没有报计算机专业，却被录到计算机专业来了。3.有的学生把自己与非计算机专业的学生学习计算机的目标混同起来，忘记自己是计算机专业的学生。4.有的学生对计算机了解得很肤浅，认为计算机不就是那点事吗：打字、上网、玩游戏、学个软件操作和使用。这些问题集中起来就是对计算机了解很肤浅，或者说还根本不了解计算机。《计算机科学概论》课程回答的第一个问题正好可以消除学生专业思想问题的疑虑。计算机是什么？计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统，是国防科研、国计民生中协助人们工作、学习的应用十分普遍的现代化工具。计算机是一种工具，但不是一种普通的工具。
设计和改进这种工具，需要有高深的专门知识。这种工具的低级使用，只需对计算机的知识有一点了解；但高级使用，就需要高深的知识。计算机科学与技术专业的学生，有的要去研究如何设计与改进计算机，有的需要从事应用计算机完成高级的复杂的任务。从这里我们可以得出以下结论：1.计算机是工具，国防科研、国计民生不可缺少的高级工具，学习关于它的科学，是国家的需要，有出息，有业可就，只要有创造就会产生无限财富。2.计算机不是玩具。现在计算机上的确有不少娱乐游戏，其用途既丰富人们的生活，又寓教于乐。它是一种产业，需要有专人开发的。学习计算机不是学习如何玩计算机游戏，而是学习如何开发计算机游戏产业。3.计算机科学与技术专业的学生不仅能使用计算机，更重要的是能设计和改进计算机硬件，以及开发计算机软件。因此学习计算机专业就不是打字、上网、玩游戏、学个软件操作和使用。也不要忘记自己的身份，把自己混同于非计算机专业学生，只学习使用计算机，而不学习设计和开发计算机。4.学习计算机专业非本人所报志愿，其实这并不是一个严重的或本质的问题。因为就新生来说，现有的知识架构是开放的，在专业上是未成型的，因此是可塑的，是可任意专业化的。所以不要耿耿于怀，只要认真学习，全身心投入，就会发现原来计算机是这样好的一个专业，愿意一辈子献身于这个专业。在课堂教学中，针对学生对计算机的模糊认识进行讲解，使学生明确计算机是什么，计算机能做什么，怎样才能使计算机把事情做得更好，最终明确树立作为计算机科学与技术专业的学生的学习目标，消除专业思想上的疑虑。
二、扣住算法主线教学，转变学习方法
学习方法的转变是大学学习能否进入正常状态的一个极其关键的问题。进入大学学习，如何学习，大多数学生没有充分的思想准备。学生习惯于中学的学习环境和学习方法。目前中学学习环境节奏很紧张，竞争很激烈；而学习的方法基本上是死记呆背。一进入大学，感到大学的学习环境比较宽松，例如课程不那么紧，自习的时间多，而课后作业少。因此不少学生进入大学后就大有松一口气的想法，觉得再也不要受高考升学竞争的约束了。表现出来就是上课不认真，下课玩个够。在学习方法上，还是老一套，死记呆背。由于放松学习，也不去死记呆背，甚至干脆把学习放在一边。实际上，中学的学习方法是很不适应大学学习的需要。说严重一点，目前中学的学习方法可以概括为死记呆背，囫囵吞枣。其实，学生的学习方法与教师的教学方法是分不开的。具体来说，如果一门课程的教学主线不清楚，教学过程也就不能扣着这个主线来展开，内容也就显得凌乱无序，以致学习起来就只能死记呆背，囫囵吞枣。这告诉我们，每教一门课程，首先就要找到主线，然后扣着主线来展开，步步为营，一环扣一环，课程讲起来就不觉得凌乱无序，听起来就不觉得枯燥无味。
如何通过《计算机科学概论》这门课程来促进学生转变学习方法，首先要从教学方法入手。这就是这门课程阐述的第二个问题。计算机科学是什么样的科学？怎样才能学好计算机科学？从本质上讲，计算机科学就是一门算法的科学。什么是算法？简单地说，算法是一系列的步骤，规定如何完成一项任务。严格地说，算法是定义一个可终止过程的一组有序的、无歧义的、可执行的步骤的集合。程序是算法的表示，计算机是靠执行程序来完成任务的。因此即使是最好的计算机硬件设备，如果没有算法计算机就寸步难行。可见，算法是《计算机科学概论》课程的主线，教学内容围绕着它来展开。要使学生牢固确立这个观念，解决任何任务之前必须尽全力找出最好的算法。其实，不只是要求计算机来完成任务时是这样，就是完成任何一项工作、解决任何一个问题来说，都需要研究解决的方法，在此基础上才能做出周密的计划付诸实施。这样，才不会在没有弄清问题，确定算法之前，就盲目动手编程，浪费时间和空间，浪费精力和资源，事倍功半，甚至可能做出任务不能或很难解决的错误的结论。在动手解决任务之前，一定要找出可行的算法，只有这样才能成为一个头脑清醒的计算机科学与技术工作者。
扣住算法的主线，许多问题就比较清楚了。计算机能不能解决一个任务，首先就看有没有解决这个任务的算法。但算法表示为程序，才有可能被计算机执行，因此有了算法就看能不能把算法表示为程序。程序的执行是由计算机硬件来完成的，因此有了程序就看有没有相应的计算机硬件来执行。每前进一步就会要学习很多知识，这些知识不是孤立的，它们相互关联，不能死记呆背。因为在相互关联的链条中，如果一个环节没学好，那后面的就悬空了，不能理解。所以在学习中不仅要弄清问题本身，还要弄清来龙去脉，就是说细节和框架同等重要。对于这种情况，死记呆背是行不通的，只能是在理解的基础上记忆。这样由算法这个主线就会引出了一系列的问题，形成一棵枝叶繁茂的知识树。将这个思想贯穿于整个教学过程，处处有来龙去脉，计算机科学的知识就是活的知识，不深入理解，囫囵吞枣是不能全面掌握知识的。这样在教学过程中，要引导要迫使学生不断地问是什么、为什么，形成不断生长的知识树。再进一步，加上知识树的左右关联就成了一个不断扩大的知识的网络，一个富有生气的知识空间。学生在学习过程中也就自觉养成了自主学习的习惯，再也不觉得学习枯燥无味，越来越感到学习的乐趣。
在教学过程中，扣住算法是学习计算机科学的主线，引导学生不断地去深入思考问题，逐渐养成思考先于记忆，即理解的基础上记忆的良好学习方法，也就是在解决问题时，总是要问是什么、为什么、怎么做的学习方法。还有，扣住算法是按主线进行教学，也进一步解决了专业思想的一个疑虑。例如，有的学生听说计算机专业的学生必须学会编程，就产生恐惧心理。如果明白了上面讲的道理，就不会恐惧了。因为学计算机专业的学生，如果不会编程就不是一个合格的计算机专业的学生。解决问题需要算法，程序是算法的表示，而计算机靠执行程序才能解决问题。如果不会编程，尽管你有很好的解决问题的方法，也是一句空话。说到底，是做计算机的奴隶，被计算机牵着鼻子走，还是做计算机的主人，驱使计算机造福人类。
三、展开算法主线教学，了解学习内容
对学习内容不了解也是新生对大学四年学习心中没有底，使他们产生种种想法和疑虑，例如：1.学习计算机就是学习软件的操作和使用。2.学习计算机就是学习计算机语言和编写程序。当然上面的两种想法，不能说不正确，只是由于对计算机科学的内容知之甚少，把问题想得太简单。其实第一个想法是讲学习计算机的应用，这当然是学习计算机科学与技术的内容之一，但不是全部。计算机的应用的范围是很广的，例如各种过程的计算机自动控制、网络通信、人工智能、机器人和云计算等。第二个想法是讲学习计算机软件的开发，这当然是学计算机科学与技术的重点内容。对我们的学生来说，这是学习的重点。计算机的软件的开发，内容也很广，例如程序设计语言、信息管理、软件工程、数据库、计算机辅助设计、计算机网络等。实际上计算机科学与技术的内容还远不止这些。例如计算机硬件的设计、人工智能研究、新一代计算机——智能计算机的研究和计算理论的研究等等。本文仅就大学期间计算机科学与技术专业学生学习计算机科学与技术主要学习内容进行讨论。从本质上讲，计算机科学就是一门算法的科学，现在就围绕着算法来展开。有很多问题要解决，就要有很多相应的算法；有很多算法要表示为程序，就要研究程序设计语言；有很多程序要计算机执行，就要研究怎样来组织计算机工作，就是说要研究操作系统。这里讲的都是计算机的软件系统。
程序是由计算机来执行的，因此必须研究计算机硬件的组织结构。程序是一系列指令的有序集合，计算机执行程序，就是执行指令。那计算机是如何执行指令的？指令就是操控数据，计算机对数据是如何进行操控和存储的。现代计算机的发展，不只是单台计算机在工作，那么几台计算机如何连接成网络和进行工作，因此需要研究网络原理和应用。
关键词：信息安全技术；知识点；教学实践；计算机科学与技术；网络工程；软件工程
中图分类号：G64 文献标识码：B
1引言
计算机网络和通信的融合是促进信息化社会发展的最活跃的因素之一。计算机与信息技术的发展为其他高新技术产业的发展起到十分重要的带动和示范作用。计算机与信息技术的发展和应用离不开信息的安全，信息安全是构建整个社会信息化的根本保证。只有实现了信息的安全，才能确保电子政务、电子商务、网络科研、网络银行、远程教育、远程医疗等计算机网络信息系统的正常运行、真正造福于人类。
目前，国际上不少大学开设了信息安全学科专业或者信息安全相关课程[1~3]，国内则已有几十所高校开办有信息安全本科专业，为国家和社会培养了一批掌握信息安全理论与技术的专门人才，这些信息安全专业毕业生的数量与社会的需求仍存在较大差距。另一方面，国家对于开设信息安全专业有许多规定和要求，并不是什么学校都可以开办该专业的。此外，几乎所有高校均举办有计算机科学与技术专业或者网络工程专业或者软件工程专业或者其他相近专业，而且在实际工作中，无论是过去、现在还是将来，许多计算机应用系统、网络信息系统、软件系统都是由计算机科学与技术、网络工程和软件工程专业的毕业生设计、开发的。我们知道，只有从系统设计伊始就考虑信息安全需求与信息安全技术运用，才有可能使得开发出的信息系统是稳定可靠和安全实用的。因此，探讨计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科信息安全技术知识点及其教学方法，培养学生的信息安全意识，训练学生运用所学的信息安全技术知识去设计、开发安全可靠的计算机网络信息系统、软件系统和数据库应用系统等，是这些专业本科教学改革与实践的一项重要的现实任务。
2各专业本科教学的信息安全技术知识点
结合信息安全学科发展趋势[4]，我们认为计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业的本科生，应当学习如下信息安全技术知识点并逐步加以运用。
(1) 信息安全基本概念
信息安全研究范畴，信息安全系统，信息安全体系结构，信息安全模型，信息安全管理、信息安全标准与法规。
(2) 计算机设备与芯片安全
(3) 密码技术
DES对称密码，RSA公钥密码，ECC椭圆曲线密码，量子密码，密钥管理与密钥恢复技术，公钥基础设施PKI，基于口令、智能卡和生物信息的身份认证机制，基于私钥和公钥密码体制的信息认证技术，Kerberos认证系统与X.509标准；安全单向HASH算法，数字签名技术与标准；信息隐藏与数字水印技术。
(4) 数据库安全
数据库加解密技术，数据库系统访问控制技术。
(5) 操作系统安全
操作系统安全机制，Windows操作系统安全，Unix操作系统安全，Linux操作系统安全，Solaris操作系统安全。
(6) 计算机网络系统安全
计算机病毒及其防治技术，网络协议TCP/IP、HTTP的安全，电子邮件系统安全，网络互连设备安全，安全电子商务协议，入侵检测技术。
(7) 应用程序安全与可信软件技术
应用程序安全，软件可靠性，软件质量预测，可信软件测试，可信软件开发与维护控制。
3各专业本科信息安全技术知识教学实施方法
在计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科教学计划中，独立地开设六、七门课程来讲授前述所列的信息安全技术知识点，将占用较多学时，显然是不现实的；而且如果这样做的话，这三个专业几乎演变成信息安全专业了。我们认为，计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科信息安全技术知识的教学既要有一定的宽度和深度以最大程度地获得更好的教学效果，又要体现出与信息安全专业本科教学的区别。
在计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科实施信息安全技术知识点的教学，一种做法是单独开设一门“信息安全技术”课程，将前述知识点集中讲授。这样做的优点是，通过该课程的学习，学生们可以在短时间内对信息安全技术知识获得整体的了解与认识。但是，前述所列的信息安全技术知识点与计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业其他课程的内容联系十分紧密，真正理解这些知识点并加以运用需要学生具有相关的专业课程背景知识(例如，理解关系数据库加密的特征与过程必须具有关系数据库理论与技术方面的知识)。因此，如果在开设相关专业课程之后再独立开设“信息安全技术”课程，那么由于课时安排受限的关系以及授课教师专长有所不同，在授课过程中将信息安全技术各知识点与学科专业其他课程联系以及将信息安全技术知识应用于实际问题的设计与求解的阐述可能就不够深入；另一方面，如果在低年级就开设“信息安全技术”课程，那么学生们由于缺乏学科专业知识的支撑，一时半会难以理解授课内容。
为了解决上述矛盾，我们建议的实施方法是，首先聘请在计算机与信息安全学科具有较高学术造诣和丰富教学实践经验的教授在大学低年级为学生开设“信息安全讲座”，以使得学生们对信息安全技术有一个概括性的认识；然后，融合信息安全技术知识的传授贯穿于计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科教学的全过程，将有关信息安全技术知识点的讲授有机地集成到相关专业课程的教学实践过程中，如下表所示。
在计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科相关课程实施我们提出的这种信息安全技术知识教学方法对专业课程任课教师来说既是必要的又是可行的，例如“数据库系统”课程的任课教师除了具备坚实的数据库系统理论和技术知识之外，也应当比较熟悉数据库加解密和数据库系统访问控制技术(这些其实也是数据库系统课程的一部分内容)，这样讲授如何将数据库安全技术知识应用到数据库应用系统的设计与开发中就是一件很自然的事情。
4结束语
进入21世纪以来，高等院校除了开办信息安全本科专业批量培养信息安全技术专门人才之外，在计算机科学与技术、网络工程、软件工程等信息类专业本科教学中讲述信息安全技术知识也已经成为共识，虽然各校讲授信息安全技术知识点内容的多少、深浅以及侧重点有所不同，实施教学方法也各有秋千。
我们提出的计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科信息安全技术知识点及其教学方法已在广西大学实施多年，取得了良好的效果，具体表现为这些专业不少学生的本科毕业设计课题就是信息安全技术方面的、毕业受聘的工作岗位是直接从事信息安全技术开发与维护工作，也有相当的本科毕业生考上了信息安全技术专业方向的研究生。
本文结合信息安全学科发展趋势和自身的教学实践，探讨了计算机科学与技术、网络工程、软件工程专业本科的信息安全技术知识点以及教学实施方法，期望它能起到抛砖引玉的作用。
参考文献
[1] Erik Hjelmas, Pstephen D. Wolthusen. Full-spectrum information security education: integrating B.Sc., M.Sc., and Ph.D. programs. Proceedings of the 3rd annual conference on information security curriculum development, New York: ACM Press, 2006:5-12.
[2] Matt Bishop. Education in information security. IEEE Concurrency, 2000,8(4):4-8.
关键词：计算；计算学科；计算机科学思维；计算思维；计算机思维
随着计算机科学技术的发展，计算领域已成为一个极其活跃的领域，计算学科也成为一门范围极为宽广的学科[1]。在此发展过程中产生的种种现象，在很大程度上改变了人们对世界的认识，有力地刺激了人文科学的发展，人们对认知科学的研究就是“以电子计算机的产生发展为物质、技术基础，以计算机与人脑相类比为前提的[2]”。我国著名科学家钱学森院士从近三十年电子计算机发展引起的新技术革命，两千多年逻辑学发展的经验教训，作为符号处理系统的计算机在智能方面存在的严重缺陷，尤其是人们在高级抽象思维领域，如辩证思维、形象思维、创造性思维尚缺乏研究等方面，对认知科学的发展进行了科学的分析。同时结合我国科学技术发展的现状和特点，提出了“思维学”的理念，给出了“思维科学”的研究框架、研究方向与基本道路，并在随后的一系列工作中进一步充实和完善了思维科学的理论与思想体系[3]。他指出：“现代科学技术的实践，正预示着更重大的变革――思维科学的出现。”“引出这项变革的是电子计算机”。而“推动思维科学研究的是计算机技术革命的需要[4]”。在钱学森的倡导下，自上世纪80年代起，面向新技术革命的思维科学研究愈来愈受到国内有关专家学者的关注与重视。
在计算机科学与技术领域，随着美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)组成的联合攻关组于1988年底提交了“作为学科的计算科学”的报告[5]，计算学科的“存在性”得以证明。随后，CC1991报告和CC2001报告等相继出台，从学科的角度诠释了计算科学的内涵与外延，为计算学科建立了现代课程体系。在计算学科课程体系的本土化进程中，我国相关领域的专家学者们付出了艰辛努力，并取得实质性成果，于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(China Computing Curricula 2002，简称CCC2002)[6]。在CC2002教程的引导下，针对计算机科学与技术学科教育方面的诸多问题，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大工作者进行了广泛而有益的探讨[7-10]，大大丰富了计算学科课程体系建设的内容。在计算学科课程教育改革的进程中，如何培养既能熟练掌握计算机科学的知识与技能，又具有计算机科学学科意识和素养的人才问题，逐步成为人们关注的主要方面。
基金项目：本文受江苏省教育厅指导性计划项目“计算机思想史研究”(03KJD520028)及江苏科技大学高教项目“计算思维与创新教育”(GJKTY2009025)资助。
作者简介：张晓如(1963-)，女，教授，学士，研究方向为计算机应用教育、数据库；张再跃(1961-)，男，教授，博士，研究方向为可计算性理论与知识工程。
一个人的实践与创新能力与思维方式密切相关，与其他学科领域的科学家和工程技术人员等相比，计算机学科的专家学者们在思考问题、分析问题和解决问题方面也应有其独特的地方。正如计算大师Dijkstra所言：“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响我们的思维能力[11]。”因此，当计算机与人们的生活联系越来越趋密切的形势下，研究与之相关的人类思维活动与思维方式便成为现代思维学科领域中一个十分重要的课题。我们不妨称此种思维为面向计算学科的思维。显然，面向计算学科的思维除了具有一般思维的特点外，还具有其自身的特性，而后者则是从事计算机科学研究的人员和计算机教育工作者们更为关心的。究竟什么是面向计算科学的思维？它的特点是什么？对面向计算学科的思维研究对计算学科的发展会产生哪些积极作用？这种思维能力是可以培养的吗？又如何培养呢？我们现行的计算机课程教学内容结构会因此而有所改变吗？
1面向计算学科的思维
国内最早面向计算学科思维的研究文章是收集在2000年全国高等师范院校计算机教育研究会年会论文集上笔者的《谈谈计算机思维》[12]一文。当时的“计算机思维”意为“计算机科学思维”(Computer Science Thinking)，在随后关于面向计算科学的思维研究中，相继出现了“计算思维”(Computational Thinking)[13-14]与广义“计算机思维”(Computing Thinking)[21]等概念。这些概念虽然与“计算机”有关，但它们有一个共同特点，即它们都是关于人的思维。
1.1计算思维与计算机思维
“计算思维”的思考和研究在国内受到更多专家学者的关注与重视，要归功于全国高等学校计算机教育研究会于2008年10月31日至11月2日在桂林召开的一次专题学术研讨会，会议的主题是“探讨在教学过程中，如何以课程为载体讲授面向学科的思维方法，共同促进国家科学与教育事业的进步”。会议从8各方面征集论文，无不涉及“计算思维”。在会议提供的资料中，美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授2006年3月发表在美国计算机权威杂志ACM会刊上的文章《计算思维》(Computational Thinking)[13-14]和王飞跃2007年3月发表在中国计算机学会通讯的文章《从计算思维到计算文化》[11]位居榜首。其中，王飞跃教授从计算机文化发展的高度对“计算思维”概念的提出和“计算思维”的研究与发展对计算科学的进步产生的深远影响给出了充分肯定。王飞跃教授在提及国内对“计算思维”研究和计算文化与计算思维联系方面的状况时指出，“在中文里，计算思维不是一个新名词，常被朦朦胧胧地使用，却一直没有被提到周教授所描述的高度广度，那样的新颖、明确、系统”。这一陈述虽然有一定的道理，但不完全正确。“计算思维”从命名的角度可以如是说，但就其作为面向计算机科学思维的概念与特征而言，无论从高度讲，还是从广度说，周以真教授的描述确有“新颖”之处，但在“明确”和“系统”方面，同本文作者在上世纪90年代末就提出的“计算机思维”的概念在主要方面是基本一致的，并可形成互补。特别指出的是，《谈谈计算机思维》在谈到计算机文化与计算机思维相互之间的联系时指出，“随着计算机科学的发展，‘计算机’已不再是一个单纯的计算工具的代名词，而是信息时代高新技术的象征。可以这样说，‘计算机’作为一种文化，已渗透到社会发展的各个领域，而使得生活在这一时期的人们的思维活动中或多或少地与‘计算机’这一概念相联系，研究与之相关的思维活动与思维方式，便成为现代思维科学领域中一个十分重要的课题[12]”。在此，我们可以把有关“计算思维”特征的陈述同有关“计算机思维”的陈述作一比较。
周以真教授在对计算思维的描述中首先指出，“计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家”，这一观点与《谈谈计算机思维》一文中提出的“计算机思维具有广泛性。计算机思维已不仅仅是计算机科学家所应具有的思维，而应是全民族所必须的”的观点是完全一致的。并且文中还强调，“只有这样，计算机科学的发展才能具有广泛的社会基础，才能使计算机科学真正服务于社会”。在总结计算思维的特征时，周以真教授从6个方面，以“是”与“不是”的对立统一作了阐述。
为了更好地挖掘计算机思维的内涵，更加清楚地了解与把握计算机思维与其他学科思维方式的联系与区别，我们对计算科学发展的过程进行了初步考察，提出了“计算科学思想史”研究的基本思想，并对计算科学思想史研究的特点、研究内容、研究方法进行了分析探讨[16]。同时结合现代计算机课程教育，提出了基于知识背景的计算机课程教学改革的基本构想[19]。我们深信，无论是对计算机思维的研究，还是对计算科学思想史的研究，都会对计算机教育的实践与发展产生重要影响。
2 “计算思维”研究现状
无论叫计算思维，还是称计算机思维，关键是要解决问题，即“如何让人们学会像计算机科学家一样去思考”。从总体看，计算思维的研究应包含计算思维研究的内涵和计算思维推广与应用的外延两个方面。周以真在给出“计算思维”概念后，进一步探讨了计算思维的本质，并指出计算思维将在各种行为方面影响每个人，这一点对我们的社会教育提出挑战，特别是少儿教育。在关于计算的思考中，我们需要理解不同类型的3个方面：科学、技术与社会。飞速发展的技术进步和巨大的社会需求迫使我们重新思考计算科学最基本的问题[20]。从周以真教授多次关于计算思维的论述中可以看出，其“计算思维”的概念是面向社会、面向教育和面向大众的。这也许是一种策略，为了能让更多的人关注并思考“计算思维”的问题，并将思考的结果应用于计算科学实践，以此促进计算科学的普及和发展。在对“计算思维”的深入研究过程中，郭喜凤教授等从工程化的角度对“计算思维”的内涵进行剖析[20]，以周以真面向大众的计算思维为基础，根据计算机科学与技术中的理论、技术、工程、工具、服务和应用等几个不同层面的思维特点，阐述了计算思维的工程化思想，将计算思维的概念加以推广并提出了计算机思维(Computing Thinking)工程化的层次结构，丰富了计算思维的研究内涵。董荣胜和古天龙教授从计算机科学与技术方法论的角度对计算思维研究的外延进行分析。“计算机科学与技术方法论是对计算领域认识和实践过程中一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问。计算机科学与技术方法论是认知计算学科的方法和工具，也是计算学科认知领域的理论体系[21]”。在关于计算思维和计算机科学与技术方法论之间关系的论述中，董荣胜和古天龙教授在周以真教授工作的基础上，对计算思维的特征进一步加以阐述，从抽象与自动化两个方面，以具体的实例刻画了计算思维的本质，并介绍了国外关于计算思维研究的进展情况。在谈到计算思维与计算机方法论关系时，他们指出，“尽管计算思维与计算机方法论有着各自的研究内容与特色，但是，显而易见，它们的互补性很强，可以相互促进”。“计算机方法论可以对计算思维研究方面取得的成果进行再研究和吸收，最终丰富计算机方法论的内容；反过来，计算思维能力的培养也可以通过计算机方法论的学习得到更大的提高[22]”。这不是一个一般概念的问题，我们认为是计算思维研究的一个技术路线问题，只有把计算思维的研究同计算机科学与技术方法论有机地结合起来，计算思维才具有实际的意义和价值，计算机科学与技术的方法才能够获得进步。
3 “计算思维”研究内容
不管是周教授的计算思维(Computational Thinking)，或是郭教授的计算机思维(Computing Thinking)，还是计算机科学思维(Computer Science Thinking)，它们都有一个共同面向，即都是面向计算学科的思维；都有一个共同的出发点，即研究和探索面向计算学科的思维规律；都有一个共同的目标，即引导人们在解决有关计算学科及其应用领域问题时，能够运用正确的思维方法。计算学科是关于“计算”的学问，因此，计算思维的研究势必围绕解决所谓“计算问题”而展开。
3.1计算思维研究的基本问题
何谓计算思维？《谈谈计算机思维》一文对计算机思维的内容进行了概括，即人们有意识地将计算机用于生产、生活等各个领域的认识活动以及人们解决计算机问题的认识过程。一方面，它是指一种形式，这种形式表现为人们认识具体的计算机科学，或是应用计算机科学于其他科学、技术的过程中的辩证思维；另一方面，它是由计算机科学本身的特点及计算机作为认识世界的工具所决定的，它同样受到一般思维方式的限制[12]。周教授则将计算思维归纳为运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[13]。董教授等则从方法论的角度将计算思维定义为运用计算机科学的思想与方法进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[22]。
摘 要： 小学计算机科学与信息技术任课教师需要转变传统的教育教学观念，引导学生课外探究新知识，把以计算机信息技术教学为主的实践活动与教育教学改革结合起来，摆脱传统教学模式的影响，不再受教学时间的限制和教学空间的束缚，这样既有利于激发学生的学习兴趣，又能培养学生的探索精神和实践能力，增强学生的创新意识。
关键词： 计算机信息技术 课程教学 教学质量
一、在计算机信息技术课程教学中培养学习兴趣
由于小学生的年龄特点等因素，教师如果能够有效激发学生的学习兴趣，就相当于为成功教学铺平了道路，是非常关键的问题。计算机科学与技术教学因为其实践性较强，是比较受学生欢迎的，能够有效激发他们的学习兴趣。教师应该针对小学生的心理特点，利用计算机技术为小学生创设生活化的教学情境，把趣味性较强的动态视听感觉和多彩的画面引入课题，进一步激发小学生的浓厚兴趣。在信息技术课程中安排的学习活动，往往是学生比较感兴趣的，这也是他们乐于学习的主要动因。有关研究资料表明，孩子们的兴趣和学习动机不是与生俱来的，而主要是靠后天培养起来的，教师如果常常通过新颖事物满足学生的好奇心，计算机科学技术的教学与实践就能使这些因素得到进一步优化，更有利于激发小学生的学习兴趣。教师在传统教学中只能靠课堂上有限的时间传递知识，而计算机可以拓宽时空范围帮助学生获取更多的知识，满足学生的好奇心和求知欲。教师可以引导学生利用课堂上所学到的学习方法在课外借助于计算机进行实践练习。另外，在课堂教学中，教师不可能对学生感兴趣的所有问题都进行详细讲解，而应该引导学生借助于计算机在课外做进一步探究，使信息技术实践活动突破教学时间的限制和教学空间的束缚。这样既有利于扩大学生探究疑问获取新知识的范围，激发学生兴趣，又能培养学生的实践能力。利用计算机信息技术为小学生进行形象生动的演示，有利于增强学生的识记能力，很容易吸引学生的注意力，并能够有效激发学生的各种兴趣。
二、在计算机信息技术教学中强化应用意识
学以致用的理念对计算机信息技术教学最有效，一切丰富复杂的知识只有在实践应用过程中才能得到有效巩固。一个具有很强应用意识的人，不因循守旧，善于从实践中总结规律，对已取得的成绩，不满足，不陶醉，能透过成绩找差距、挖隐患。现代职场要求每一位优秀的工作人员都具有良好的计算机操作能力，并且能够善于正确处理一些随机、突发事件。在教学实践中，应用意识较强的教师，在教学实践过程中遇事沉着、冷静，处理事情果断、准确，而不是紧张和莽撞从事，在发现客观条件发生变化，且按照预定的教学方法、方式难以实现时，能够急中生智，临场作出新的方案，较好地完成计算机科学与技术课程教学任务。这种应用意识可通过加强实践逐步提高，在信息技术教学实践中努力解决问题和克服困难的过程，本身就是增强应用意识的过程。教育学生在今后的工作、学习和日常生活中，要注意多做自我检查、自我监督、自我鼓励，注意改变不良习惯，也有助于培养良好的应用意识。
三、在计算机信息技术课程教学中培养探索精神
随着时代的变迁和社会的进步，各种先进的教育科技手段也在不断地更新和逐步完善。经过近年来的实践摸索，在电化教育研究的基础上，我对计算机辅助教育教学有了一定的看法和认识。运用计算机信息技术把抽象的科学概念实施形象化演示，并且进行动态化的直观教学观摩，更进一步加深学生的印象，有利于增强学生对知识的理解和记忆效果。教师是教学工作的组织者和指导者，在计算机科学与技术课程教学实践中激发学生的探索精神，增强学生的主体意识，提倡自主合作自愿学习的风气，鼓励学生积极主动参与计算机课程教学实践全过程，以科学探索精神参与教育教学改革过程中，坚决摒弃传统教学中的教师严肃讲课与学生认真听讲的固有模式，培养学生的参与能力和探究意识，激发学生的创新思维潜能，组织新型的以科学探究为主的民主和谐而且开放的课堂教学秩序，激发学生主动学习和积极探索的激情与欲望。教师要精心选择教学材料，为学生营造良好的学习氛围，鼓励学生不局限于从书本上获取知识，要拓宽通过信息资源获取知识的渠道。在课外书籍或与老师和同学的交流过程中可以获取相关知识，有利于培养学生的探索兴趣，让学生在相互探讨交流过程中积极探索，从而提高学生的应用能力。
四、在计算机信息技术课程教学改革中强化教学效果
逐步改善计算机科学与技术课程的教学方法与手段，注重启发式教学方法，注重学生思考方式、分析思路与方法的传授，培养学生自主学习能力。推广使用案例教学、举例教学、实践演练等教学方法，培养学生的学习兴趣和分析解决问题的能力。逐步改善条件，应用多媒体教学技术优化教学效果。大力推进按学期进行学生评教，进一步优化专业人才培养模式，完善专业课程体系，改善课程教学方法与手段，注重启发式教学方法，注重学生思考方式、分析思路与方法的传授，培养学生自主学习能力。在计算机科学与技术教学中，老师要注重与学生参与共同实践并且要加强实践交流，常常首先把微笑带进课堂，让学生紧张的心理得到放松；对学生的进步要及时给予热情的鼓励，真正做到寓教于乐，让学生开心愉快地学习。通过计算机的实践运用，教师可以为学生创设有利于探索活动的最佳教学情境，充分调动学生的积极性，有效提高学习兴趣，重点培养学生应用计算机解决问题的能力，使孩子们在愉快的教学活动中积极主动地掌握新知识，并且能最大限度地发挥自身潜在优势，增强利用计算机学好其他各科的信心和决心。
做好小学计算机科学与信息技术教学工作的关键是，及时保持师生之间的沟通，做好信息交流，同时要特别注意计算机信息技术的安全意识教育。信息技术在带来方便的同时，也会有一定的负面影响。尤其是正在成长的小学生应该协同教师做好计算机信息技术应用方面的安全教育教学工作，在安全顺利的情况下提高信息技术的服务质量。
关键词:计算机科学与技术;研究生教育;创新能力;培养模式
根据2002―2010年我国学位与研究生教育发展的总体目标,到2010年,全国在校研究生总数将达到硕士生120万,博士生15万,中国将成为名副其实的研究生教育大国[1-2]。国家的信息化进程,带动了对计算机技术应用人才的需求,计算机技术应用人才需求量每年增加100万[3]。
研究生教育是我国培养高层次人才的主要途径,已成为我国社会发展和经济建设的人才资源库,而研究生创新能力的培养已成为计算机技术人才教育的核心所在。针对浙江省区域经济的创新驱动和产业集聚等特征,近年来,浙江工业大学计算机科学与技术学院与机械工程学院进行了研究生联合指导培养方式的探索,依托浙江区域经济产学研合作,与中国科学院遥感研究所、地理研究所、美国辛辛那提大学、比利时鲁汶工程技术学院、瑞典布莱金厄工学院、IBM公司、杭州国家软件基地、杭州国家动画基地、杭州国家数字娱乐产业基地、公安部第三研究所等在科研和联合培养研究生方面开展合作,结合计算机专业研究生培养的特点,提出了研究生创新能力的培养理念,进行了研究生创新能力教育模式实践探索,把提高研究生教育质量放在首位,努力培养能够引领、推动浙江乃至全国经济和社会发展的计算机技术精英人才。
1创新意识与创新思维
常顺英研究员将研究生的创造性定义为:能够产生独特的、现实的、有社会价值产品的多种能力与优良人格特征的整合[4]。它包括研究者的创新意识、创造性思维、创造性想象、创造性人格等,其中创造性思维是创造性的核心因素。没有创造性思维就产生不了创造性活动,更谈不上创造性成果,所以创造性的培养,关键在于创新意识,创造性思维的培养。
创新思维是为解决实践问题而进行的具有社会价值的新颖而独特的思维活动。或者说,创新思维是以新颖独特的方式对已有信息进行加工、改造、重组从而获得有效创意的思维活动和方法,是一种不同于他人的批判性思维方式。研究生有了创新意识,才能抓住创新机会,启动创新思维。在培养研究生创新思维过程中,还应注重独立性思维品质的训练,如爱因斯坦所言:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,却需要有创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。”可见,在科技研究活动中,研究生要敢于怀疑,敢于提出研究问题及解决问题的方法。
2计算机科学与技术专业研究生教育
2.1计算机科学与技术专业设置
浙江工业大学计算机科学与技术专业以培养德智体全面发展,具有坚实的计算机科学与技术的基础理论、知识全面的计算机高级应用型人才为培养目标[5]。主要研究方向有软件开发环境与软件中间件技术,多媒体技术与虚拟现实,电子商务技术,智能技术与应用及制造业信息化。研究生通过专业学习,具备计算机硬件、软件和应用技术的专门知识,深入了解计算机领域的研究现状和发展趋势,具有独立从事科学研究、工程技术开发的能力,有严谨求实的科学态度和创新精神,能够研究和解决与本学科有关的科学和技术问题。
2.2研究生创新能力的现状
计算机科学与技术专业在读研究生生源主要为应届生。应届生是从学校到学校,大多数人较少直接参加科研实践,缺乏生产和科研实践经验,研究目标不明确,不具备独立从事科研工作的能力,更谈不上创新能力。很多研究生还是用本科阶段的学习方法,习惯于接受、掌握现有的知识和在固定的框架中思考问题,缺乏独立思考能力和创新思维。
导致研究生创新能力低下的原因是多方面的。首先,中国传统应试教育影响研究生创新能力教育。在教学和科研过程中,往往显示出因循守旧的保守思想,喜欢以既定的、现存的规则来解释新的现象,而不擅长通过新的现象来思考原有规则存在的不合理性,并且通过思考与实践来它。其次,研究生教育阶段学科专业狭窄,学科之间的交流、渗透很少,出现所谓的“隔行如隔山”。其结果往往限制了学生的视野,缩小了研究生想象的空间和相互借鉴的机会。再次,研究生教育对研究生个性释放的诱导不足,从培养方案到教学方法和科研过程,研究生能独立从事研究的机会不多,这必然会束缚研究生创新能力的发展。因此,对研究生创新能力的培养成为迫在眉睫的任务。
3研究生创新能力培养模式
研究生创新能力的培养是一个系统工程。培养研究生的科研创新能力需要一个合理的培养过程。计算机科学与技术专业根据专业特点,主要从培养计划、课堂教学、专题研讨、企业实践、跨学科研究生指导进行研究生创新能力培养模式的探索。
3.1个性化培养计划
在研究生的培养过程中,需要一个多样的、有利于学术个性成长的环境。个性化的培养计划是研究生创新能力培养的有利保障。个性化的培养计划是导师与研究生共同制定的,每个学生都有自己的教学计划。计算机科学与技术专业在课程设置上,设置了必修课和选修课,在教学大纲上列出多部相关教材及学科前沿著作等,使研究生和导师在教学计划的制定上有更多的选择余地,制定出更加适合自己的培养计划。同时针对没有工作经历的研究生,可设置企业实践必修环节,研究生利用假期时间完成。导师在指导研究生的过程中,既要对个性化研究生培养计划的实施进行监督、检查,更加重要的是要对学生进行引导,发现并培养学生的创新能力。
研究生个性培养计划中,第一学年主要完成相关课程必修学位课和选修课的理论学习,学会创新科学思维及方法。第二学年是关键的一年,主在通过大量文献阅读、企业实践、广泛收集资料,熟悉本专业领域的国内外研究动态;在导师指导下,拟定研究课题,进行课题的研究工作。在这一年中,专业导师团队要负责严格的选题把关和中期考核筛选。中期筛选考核包括学位课和选修课学分及科研实践能力是否达标,学位论文的选题是否具有原始创新性等,合格者进入第三学年的学位论文研究工作,不合格者要终止学习可肄业处理。学位论文研究阶段是培养研究生创新能力的关键阶段。
3.2研讨性教学过程
笔者作为博士生和访问学者在香港城市大学、香港浸会大学、德国汉堡大学等国际性较强的高校进行学习和交流,期间主讲了计算机三维视觉,指导了多门智能技术相关课程,也旁听了国外教授主讲的人工智能等研究生课程,发现许多专业课程没有统一的教材,但有大量的参考书目。学生上课前必须先浏览该课程的课程网站,了解上课内容和下载相关资料。课堂上,主讲教授经常先以一个典型案例(常为最新的研究论文)说明知识点,再留出时间与学生讨论,学生基本上是带着问题来,再带着新问题跑图书馆或上网学习。这种教学方法针对案例问题展开学习与讨论,着眼于发展研究生的创造力以及解决问题的能力,使学生在讨论中获得知识,创造性地提出新的解决问题的办法。这种研讨会形式的教学过程给了我们启示,为了培养研究生创新能力,我们导师把培养学生的创新意识和创新能力作为课堂教学的主旨,删除部分内容陈旧的研究生课程,引进反映学科新技术、新成果,反映专业领域热点和研究进展的教学内容。课堂教学不仅注重启发研究生思维,引导研究生积极思考,参与讨论,还要求研究生就自己感兴趣的课题进行自我课堂教学,学生当老师,充分调动学生的研究热情。同时根据课程特点,增加自主设计的实验课程。这种创造性教学活动,不仅营造宽松的学术研讨氛围,而且使学生们在良好的学术氛围中,互相学习,共同提高。几年来的教学实践表明,这种教学方式能够发挥学生的主动性,激发其创新性思维,培养学生的创新精神和实践研究能力,强化学生创新意识及创新能力的培养。
3.3多样化专题讨论
计算机科学与技术专业研究生多来自不同专业,如机械制造、自动化控制。在研究生学习阶段,在对本专业,本领域内的理论全面掌握的基础上,引入计算机科学技术进行专业研究。对每一位研究生而言,其他同学的研究都是新的研究领域。为此,结合本学科的研究方向,学科定期组织专题讲座会。专题讨论会相当于为学生提供一个交流平台,来自不同专业的研究生在这一平台内分享学习成果、探讨问题、分享学习资源,营造良好活跃的学习气氛。研究生经过独立思考后提出的创新课题是否具有创新性和可行性,在讨论会中提出来,导师和同学一起研究讨论。一方面加深研究生对课题的理解认识,另一方面从不同角度审视和思考问题,提高学生研究问题和解决问题的能力。
3.4企业实践选题
随着科学技术的进步,计算机应用已经渗透到各行各业,这为计算机科学与技术专业研究生提供了大量企业实践平台。低年级研究生利用假期到软件公司、企业工作实习,将理论学习应用到实践,同时通过实践,了解目前技术瓶颈,从中提炼出研究课题。学生所选的课题为公司企业研发实践中存在的实际问题,学生通过到企业实践,不仅可以培养独立工作能力、分析解决问题能力、创新能力,而且又可以解决企业运作过程中的实际问题。所培养的研究生具有独特的创新工作能力和团队合作精神,深受企业欢迎,有的研究生毕业后就留在公司工作,实现了学习与工作的无缝连接。经过几年的实践,我校建立了一批稳定的研究生实践基地。
3.5研究生导师团队
研究生导师在研究生培养全过程中始终处于主导地位,导师个人的学术水平、研究能力对其研究生的创新能力培养起着至关重要的作用。为了适应新兴学科、交叉学科研究生创新能力的培养,在实践中,我们以导师团队方式指导学生。团队中的导师来自不同学科,有不同的学术研究背景,主要导师都有国外留学或访问研究的经历,有着丰富的研究生指导经验。
导师团队内的研究生如有学术上的问题,可以咨询导师团队的其他导师,寻求问题的研究方案,团队导师对学生的研究问题给予必要的指导。导师团队定期交流,讨论研究生学习进展,交换指导意见。导师以团队方式指导研究生,是一种集体意识和团队合作精神的体现,能够准确把握学科发展的脉络。这种方式,一方面避免导师个人学术水平、知识面、时间安排等方面的局限性,影响研究生创新能力的培养;另一方面,充分发挥团队合作精神,准确把握学科发展的前沿动态,拓宽研究生创新思维,让研究生更加主动关注其他领域的知识创新,为科研创新奠定基础。
4结语
本文结合国内外学校在相关研究生培养方面的特点和优势,分析了计算机科学与技术专业学生的培养方法,进行研究生创新能力培养模式的实践探索。在内容上,主要从培养计划、课堂教学、专题研讨、企业实践和研究生导师队伍建设等方面进行了探讨。
创新才能进步｡我国的学生在总体上基础扎实,但创新能力较弱;计划内的课程成绩较好,但主动研究的积极性不高。研究生作为我国从事科学技术研究的最具活力的人才队伍,所具有的实际创新意识和创新能力,事关国家和民族在今后国际上的兴衰和地位｡高校的教育工作者应该对研究生创新能力的培养引起高度重视并投入相应的精力,切实做好研究生创新能力培养工作。
参考文献:
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[2] 陈子辰,许为民,林伟连,等. 新世纪研究生素质教育研究[G]//谢桂华. 学位与研究生教育研究新进展. 北京:高等教育出版社,2006(6):170-189.
[3] 刘学民. 加大创新力度 再创学科辉煌:关于高等院校计算机学科专业设置及创新改革的研究[C]. 第二届中国计算机教育与发展学术研讨会,2008:116-118.
[4] 常顺英,林彤. 研究生创新意识和创新能力的培养[J]. 北京理工大学学报:社会科学版,2006(10):106-109.
[5] 2009 年计算机科学与技术专业全日制专业学位培养方案[EB/OL]. [2009-09-11]. / articleContent.do?articleId=459.
Research and Practice for Development of Postgraduate Innovation Ability
CHEN Sheng-yong1, YAO Chun-yan2, XU Xin-li1, WANG Ming-huan2, PENG Wei2
(1.College of Computer Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China;
2.College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)
1计算机工程型人才的培养方式
1.1建设实习基地，提高学生的实践能力。想要科学合理的提高学生的实践能力，就应当让学生与企业有直接接触的机会，因此，学校应当积极的与当地的企业合作，将专业设立在生产实践中。学校在实践的过程中要对自身的教学模式进行转变，参照当今人才市场的需求对学生的实践能力进行培养。例如，苏州的学校与罗技、摩托罗拉以及AMD等企业合作，建立了计算机科学与技术专业的实训基地，并与某股份公司合作在工程学院成立了软件工程学院实训室。学校在实践中教学，学生在实践中再次学习，能够显著提高计算机科学与技术专业学生的实践能力。在实践教学的过程中，可将实训分为几个阶段，使学生有适应的过程。首先是让学生认识实习，每周抽出一天的时间让学生了解企业的运作形式以及企业的发展方向等。其次是开展暑假社会实践，让学生利用暑假的时间深入到企业内部去学习，参加企业一些小项目的开发，使学生的知识的得到巩固。最后是毕业实习，让学生在企业中实习一周，使学生的综合能力得到提升。
1.2适应计算机科学行业的需求，制定相关的培训方案。随着我国计算机科学（computerscience）的飞速发展，目前国内的体制也发生了较大变革，人才的需求量持续上升。针对目前许多学校的学生不能与市场接轨的情况，一些学校与当地的企业相结合，成立了计算机科学专业的就业指导团，为当地的学生提供帮助与指导。且计算机科学专业的就业指导团还不定期的为计算机专业的学生提供知识讲座，为学生解决困难。计算机科学专业的就业指导团不仅为学生解决困难，同时也成为了学校与企业沟通的桥梁，更好的实现计算机专业人才的培养。
1.3建设一体化工程实践管理平台。为了保证学生参加工程实践以及对企业的项目进行管理，一些学校设计了计算机专业工程实践管理平台，平台是由几个模块组成的：项目管理模块，主要是为学生提供平台下完整的资料以及管理等；课程与时间项目对接模块，教师可通过模块将教学任务与实践课题进行；开发实验室管理模块，主要是为校内的实践提供场地以及相关设备的预约以及管理；校外实践基地管理模块，主要内容是为学生提供校外的实习项目，且对这些项目进行管理等。上述这些模块为学校的实践教学提供了良好的支持，在保证学生实践能力的同时，还能够保证企业的经济效益。
1.4创立新型的实践教学模式。创立新型的实践教学模式主要是改变传统的实验课程中，实验手段通常是测试技术，对于目前较为先进的技术运用不到位、实验虽然多，但是真正反映出目前先进科学技术的少、验证性的实验多而创新性的实验项目较少等情况，创立新型的、开放性的实践教学模式。在具体实施过程中，可以将原有的固定实践时间转变为灵活的实践时间，将原本固定的实践项目转变为自主设计的实践项目。按照计算机学科与技术的展业特点，将实验分为信息安全实验室、计算机硬件基础实验室、数据库实验室、计算机软件基础实验室以及计算机多媒体技术实验室等，针对学生的特点分配不同的实验室，使学生的特长都能够得到发挥。
1.5对教学模式进行改革。按照当今人才需求的情况，在加强理论建设的同时，要对实践环节进行改革。对于教学内容的选择来说，应当跟上时代的潮流，将陈旧的理论淘汰，对一些跟不上时代潮流的技术以及课程理论进行更新，使用当前先进的计算机专业技术以及相关理论。教学形式上可以采取软件和硬件相结合的形式进行时，教师的讲课的过程中可采用归纳、演示以及讲解的方法，增强学生对于知识的理解程度，且对于学生分析问题的能力也是一种帮助。教师在教学过程中要对学生的能力进行考核，除了对理论的知识进行考核外，还应当测试学生的动手能力，使学生在掌握了基本理论知识外，专业技能也得到了提升。此外，还应当适当的融入新的网络资源，培养学生主动学习的能力，提升教学质量。
1.6对教师的素质进行培养。工程型的应用人才想要在课程结束时持续提升自己的专业技能水平，那么就必须加强computerscience的基础理论水平的培养。许多教师在教学过程中都存在一定的弊端，一些教师理论知识讲授的非常充分，但没有结合实践进行教学，还有一些教师让学生充分的实践，但是对于理论知识的讲授又没有做到位。这两种形式都会导致学生的知识产生断层，出现发展不平衡的情况。为了更好的适应我国信息化的需求，培养符合人才市场需求的计算机人才，学校应当加强对计算机科学与技术专业教师的管理。学校现有的计算机科学与技术专业的教师基本上都是硕士或者博士，理论知识非常充足，但是相关的操作能力较弱，这对于学生的培养是非常不利的。因此，学校应当到社会中寻找专业技能过硬且理论知识充足的人才来对学生的综合能力进行培养。还可通过省教育厅的科技特派员制度，调用经验丰富的人才，使他们利用自己的专业技能培养学生。除此之外，将学校年轻的教师派往当地企业中接受锻炼也是很好的方法，这样能够使教师的专业技能得到提升，还能够在工作过程中发现自身问题，提升自己的综合能力。
2结语
通过学校的教育，学生的实践能力以及创新能力都能够得到培养，这是实现学生与社会对接的最重要的手段。在信息化的背景下，计算机专业教育的发展起到了非常重要的作用，学校与企业相结合的形式能够为学生提供良好的实践机会，使学生的综合能力得到提升，更好的符合当今社会的需求。
作者：孙黎单位：山东女子学院信息技术学院
关键词:应用型学科;培养目标;人才特征;课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
在本文中,将计算机科学与技术专业(应用型)学科简称为计算机应用型学科。
1.1计算机应用型学科产生背景
随着计算机科学与技术的发展,社会对计算机人才的需求发生了巨大变化,凸显了职业特征的计算机应用型学科异军突起,迅速发展,倍受关注。
1.1.1当前计算机学科特点
计算机学科呈现学科内涵宽泛化、分支相对独立化、社会需求多样化、专业规模巨大化和计算教育大众化的特点。
(1) 学科内涵宽泛化
当今社会趋向于信息化,计算机专业显现动态和泛化的特性。动态是指知识体膨胀快,内容更新快。泛化是指大众化。
(2) 分支相对独立化
计算机科学与技术专业分解为更多的、更具体的分支。教育部本科招生目录中的与计算机相关的专业有:计算机科学与技术、软件工程、计算机软件、网络工程、信息安全、电子商务、信息与计算科学、智能科学与技术等。
(3) 社会需求多样化
对计算机专业本科人才需求与信息化的目标和进程密切相关,学科的发展与应用的宽泛化导致人才需求的多样化,计算机市场很大程度上决定了计算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体要求。
陈明老师
(4) 专业规模巨大化
计算机科学与技术是信息化的核心技术,信息化建设需要大量人才,计算机专业是规模最大的专业,高校专业点最多771个(2005年);学生数最多44万(2005年);计算机专业是情况最复杂的专业;学科涵盖面和应用面宽、应用层次跨度大;办学条件差异大;学生素质跨度最大。
(5) 计算机教育大众化
计算机教育已由精英教育转化为大众化阶段。这是学科发展的必然。
1.1.2教育定位
传统的研究型计算机学科是以学术教育为基础,以培养计算机精英为目的的计算机教育,但是,随着知识经济的产生与发展,科技迅速发展的需要,社会和行业对计算机高等教育人才需求迅速增大,尤其需要大量的计算机应用型人才。因此,计算机教育的定位发生了巨大分化,出现了以应用教育为基础的计算机应用型学科。
1.1.3培养目标
计算机教育要面向市场和面向应用,以市场所需为导向的计算机教育是计算机应用型学科发展的推动力。不仅在人才的规模上增加巨大,而且培养目标也发生了根本的变化。强调对学生的知识、技能和适应力的培养。
1.1.4计算机学科
人类经过几十年的研究与探索,致使现代的计算机系统功能强大、应用广泛,效果显著,对人类社会的发展做出了卓越的贡献。应用是推动计算机学科发展的源动力。社会的发展需要大量的计算机应用型人才,研究和实施计算机应用型人才培养势在必行。
1.1.5计算机企业
计算机企业已成为朝阳企业,软件公司、网络公司等IT企业需要大量的具有专门计算机技能的人才,因此,大学的单一的计算机精英型教育培养的人才已不能满足实际需要,计算机应用型教育应运而生。
1.2计算机精英化教育与大众化教育
美国高等教育社会学家马丁•特罗在1973年提出高等教育从精英化向大众化过渡是历史的必然。并定义入学率在15%以下水平时是一种精英化教育;当入学率达15%水平时是一种大众化教育;当入学率达到50 %水平时高等教育走向普及化。
在高等教育大众化阶段,呈现多元性,仅精英化的高等教育评价标准不能描述出现的各种类型的高等教育。
在科学研究成果上,从精英向大众过渡的主要表现为理论研究向应用研究的转向。
计算机科学与技术专业已成为我国高等教育本科中最大的专业,在校生已达到40余万人,已进入大众化教育发展阶段。
1.3计算机应用型学科的职业性
1.3.1加强与企业合作
在知识经济的影响下,知识的生产、流通、交易和培养具有核心知识的人才已上升到国家发展战略的高度,加强了学校与管理部门、行业、企业的联系和合作。
很多大型公司与企业将部分业务外包给高校,甚至在高校设置研究中心和开发机构;学校通过与企业的合作了解最新的业界动态、政策、技术和用人需求等,并通过分析这些信息来制定更有利于学生就业的教学计划或课程体系。
1.3.2课程设置
为了满足企业的需求,大学需要提供企业和行业急需的技术人才,这些人才从事计算机职业的工作,所以部分课程设置显现职业性。
1.3.3教学模式
教学模式呈现了职业性。在培养面向知识应用和全面能力方面,出现了多种职业性教学模式。例如:网络工程师、软件工程师、动画设计与制造、硬件工程师等教学模式。
1.4社会需求与培养定位
目前,针对社会的需求,计算机人才规格可分为下述三类。
1.4.1科学型
为了国家根本利益,培养从事基础理论与核心技术的研究的科学型人才。主要从事以知识创新为基本使命,研究如何发现规律,什么能够被有效地自动计算等。
1.4.2工程型
为大部分IT企业,培养从事开发满足国家需求的产品的工程型人才。主要注重基本理论和原理的综合应用,不仅要考虑系统的性能,还要考虑建造系统的代价以及可能带来的副作用;可以是以硬件为主的系统,也可以是软件系统(应用软件、系统软件)。研究如何构建系统、如何低成本和高效地实现自动计算等。
1.4.3应用型
为企事业、国家信息系统的建设与运行(主流需求)培养信息化技术型人才。本类型人才能承当信息化建设的核心任务,掌握各种计算机软/硬件系统的功能和性能,善于系统的集成和配置,有能力管理和维护复杂信息系统的运行。研究如何实现服务,如何方便有效地利用系统进行计算等。
2培养目标与人才特征
培养目标是人才培养的基本出发点,是人才培养的抽象描述。计算机应用型教育已成为计算机教育体系中极重要的组成部分。研究计算机应用型人才的培养目标有重要意义。
2.1培养目标
2.1.1培养目标的概念
培养目标是根据教育目的,对教育活动的预期结果的描述,也是对各类各级学校的具体培养要求,培养目标是教育理论研究和实践活动过程的的基石。培养目标决定了教育规范、教育质量和教育评价体系。
2.1.2培养目标的重要性
培养目标决定了培养人才类型的问题,只有在培养目标明确之后,才能进入到具体的教育活动,包括培养方式、教育方法、规格、标准,教学资源配置、师资队伍、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、教学管理制度、教学质量评估等。
2.1.3知识、能力和素质
知识、能力和素质是培养目标的三个基本要素。知识处于基础地位,而能力和素质位于其上;知识可以转化为素质和能力;能力对知识具有反作用,促进知识的不断增加。
知识可分为人文知识、社科知识、自然知识、工具知识和专业知识;能力分为研究能力、学习能力、创新能力、实践能力和适应能力;素质分为思想素质、文化素质、身体素质、专业素质和心理素质等。
计算机应用型学科培养目标可以用知识、能力和素质描述如下:计算机应用型学科是培养具有计算机专业知识、能力、综合素质及德、智、体、美全面发展,面向生产、建设、管理和服务第1线高级的计算机应用型专门人才。计算机应用型学科培养目标主要包括人才培养类型和人才的特征两方面,
2.2计算机应用型人才特征
基于知识、能力、素质三方面的考虑,计算机应用型人才特征如下所述。
2.2.1知识
知识是基础、载体和表现形式,从根本上影响着能力和素质。能力和素质的培养必须通过具体的知识传授来实现,能力和素质也必须通过知识来表现。计算机应用型人才的知识主要分为素质性知识和专业性知识两部分,素质性知识指人类、社会、自然发展及其规律的基本知识和基本理论;专业性知识指计算机学科的理论知识、经验性知识和工作过程性知识。
2.2.2能力
能力是核心,是人才特征的最突出的表现。计算机学科人才应具备计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力(系统的认知、设计、开发、应用能力)。学习知识的目的是为了获得能力和不断地提升能力。计算机应用型人才的能力主要包括应用能力(专业能力)和关键能力。
(1) 应用能力
应用能力主要是指用计算机科学与技术专业知识解决实际专业问题的能力。
(2) 关键能力
关键能力是指跨职业能力,并不是具体的计算机专业能力和职业技能,而是对不同职业的适应能力,也就是即便当职业发生变更时,这些能力依然在从业者身上起作用。计算机应用型本科人才所应具备的三种关键能力是:学习能力、工作能力、创新能力。
(3) 能力和知识之间的关系
应用能力的培养需要计算机专业知识的支撑,并且在培养过程中还应该使学生得到更多与应用能力相关的学科性知识、经验性知识和工作过程性知识。理论与实践相结合可提高应用能力。
2.2.3素质
计算机应用型人才的应用能力与责任心、道德感、心理素质、意志品质等密切相关,并直接影响工作的效果与质量。因此,计算机应用型学科要避免重专业知识和能力、轻视非专业基本素质,在培养目标上,必须将素质作为重要组成部分之一,科学地构建素质内涵,并在培养过程中得到实现。
而基本素质是指具有良好的公民道德和职业道德,具有合格的政治思想素养,遵守计算机法规和法律,具有人文、科学素养和良好的职业素质等。计算机应用型学科人才素质主要是指工作的基本素质,要求在从业中必须具备责任意识;能够对自己职责范围内的工作认真负责地完成。
基本素质主要决定于校风、学风、人才培养方式、相应课程设计和实施以及教育教学思想。
2.3中国工程教育专业认证
中国工程教育专业认证的8点要求如下。从中可以看出基于知识、能力和素质的关系和特征。
(1) 人文素质、社会责任感和职业道德:具有较好的人文社会科学素养、较强的社会)责任感和良好的工程职业道德。
(2) 数学、自然科学、经济管理知识:具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识以及一定的经济管理知识。
(3) 专业理论、知识、实验技能、工程实践等专业知识与能力:具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力。掌握必要的工程基础知识以及本专业的基本理论、基本知识;受到本专业实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。
(4) 文献与资料获取:掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。
(5) 专业相关法律法规、认识工程对于客观世界和社会的影响:了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发的法律、法规,熟悉环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响。
(6) 组织管理、交往能力以及团队能力:具有一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。
(7) 终身学习能力:具有对终身学习的正确认识和学习能力,具有适应发展的能力。
(8) 国际视野、交流、竞争与合作能力:具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。
3计算机应用型学科的课程模式
课程是载体、是实现培养目标的重要手段。教育理念的实现必须借助于课程来完成。教育类型和教育层次的划分实质上是课程内容和课程性质的划分。因此,计算机应用型学科培养目标的实现关键在于课程体系的构建,即课程内容和课程性质的确定。
课程是教学科目和有计划的教学活动,课程的范围主要是指计算机学科的知识结构和知识内容。在知识体系中,要明确划分各种科目,系统地选择和设计学习内容,促使学生在计算机学科的各种能力上迅速地获得提高和发展。
3.1课程模式
模式是指某种事物的标准形式。课程模式是根据某种思想和理论,选择和组织教学内容、教学方法、教学管理手段以及制定教学评价原则而形成的一种形式系统。简而言之,课程模式就是基于教育理论的、具有特定功能和结构的课程体系,一方面要规定课程的组成要素及其各个要素之间的相互关系,另一方面又要建立具有特定功能的结构。
3.1.1课程模式的特点
(1) 典型性
课程模式具有特征方面的典型性和功能方面的代表性;
(2) 抽象性
课程模式提供了一种理论模型或图示的抽象;
(3) 规范性
课程模式规定了一系列的课程构建的约束和原则。
3.1.2计算机应用型学科课程模式含义
计算机应用型学科的培养目标是为经济建设培养具有计算机专业知识、应用能力和综合素质的计算机专门人才。实现这一培养目标,课程模式包含以下三层含义。
(1) 在课程研究中获得的典型成果;
(2) 课程的组成要素和实施环节等关系的描述;
(3) 课程开发和组织及实施的基本原则。
3.2计算机应用型学科课程模式构建原则
3.2.1社会需求
计算机应用型学科是为经济服务、并根据市场的需求来设置课程,具有明显的职业性特征。应用型学科课程模式的构建,首先要对实际需要进行分析,将工作分解为多项工作任务,并确定完成各项工作任务所需要的能力,在能力分解的基础上,以能力与知识的对应关系,将课程内容进行归类、整合、安排,进而形成应用能力培养的课程模式。
3.2.2能力培养
应用型学科的课程模式是以培养应用型人才的应用能力为核心,将能力培养体现在课程模式的各环节中。在课程模式的授课方式上,更侧重于从做中学,强调实践教学环节的作用,尤其是一些综合性的实践环节,产、学、研合作教育是实现应用能力培养的基本方式。
3.2.3学科知识
计算机应用型学科的课程模式以学科知识为基础,这些学科知识能够满足应用型人才所需的技术和技能的要求,应用型人才具有较宽的知识面和比较扎实的基础理论及获取新知识和技术的能力。在设计学科知识体系时需要考虑应用型人才职业性的需要及特点。
3.2.4过程性知识
计算机应用型学科的课程模式应具有系统性、完整性并达到计算机本科水平的理论课程,但这些理论课程与研究型培养规划与设计能力的理论课程不同,要求具备在工作现场实施计算机系统及应用的设计和方案而必需的过程性知识。计算机应用型人才在工作现场必须具备解决实际问题的能力,这就要求理论课程是以计算机专业的工作过程性知识为重点,培养学生在实际的工作中如何做和如何做得更好。
3.2.5素质教育
随着科学技术的飞速发展,工作环境呈现复杂化和多变化,变换工作的机遇大大增加,必须培养具有较高的素质和较强的应变能力的人才。另外,技术的更新往往表明一个全新领域的出现,而不是在原有基础上的局部改进。这就要求计算机应用型人才具备可持续发展的潜力,能够学会学习,掌握知识的知识,体现知识的知识才是力量的哲理,进而适应社会发展的需要。
3.3计算机应用型学科课程类型
计算机应用型学科课程类型有以下几种。
(1) 通用课程
通用课程指通识教育课程,主要由一些素质类课程和工具类课程所组成,主要是培养计算机应用学科的人才应该具备的基本素质和基本能力。素质类课程主要是指政治类课程、人文素质类课程、体育类课程等;工具类课程主要是指外语类课程等。
(2) 基础课程
① 数学基础:高等数学、线性代数。
② 物理基础:力学、电磁学和物理。
③ 程序设计基础:计算机导论、C语言程序设计与实习、数据结构与实习。
④ 电子学基础:电路基础和电路基础实验。
(3) 专业核心课程
专业核心课程又称为专业基础课程,主要是由专业原理性知识构成的课程。专业核心课程主要由四个课程群组成,简述如下。
① 软件基础课程群:编译技术、编译技术实习、操作系统原理、操作系统原理实习、程序设计语言原理。
② 硬件基础课程群:数字逻辑设计、数字逻辑设计实验、计算机组成原理、计算机组成原理实验、计算机体系结构、计算机体系结构实验。
③ 理论基础课程群:离散数学、数理逻辑、概率统计、算法设计与分析。
④ 智能基础课程群:人工智能导论、神经网络模型等。
(4) 专业选修课程
主要包括下述课程群:软件工程、计算机网络、程序设计、数据管理、数字媒体技术、自然语言处理、计算机体系结构等。
(5) 应用课程
面向应用课程主要是指与某一特定的工作或某一类职业相关的课程,用来培养学生解决实际问题的能力。例如,网络工程师方向的计算机网络工程课程,软件工程师方向的软件测试技术、UML教程和信息化技术方向的SQL Server、Oracle等课程。
(6) 实验课程
课程实验是针对课程相关知识点设置的实践教学活动,是课程教学的重要组成部分,对加深理论理解起着重要作用。课程实验主要包括验证性实验和设计性实验。
课程实验是侧重于课程中某一局部内容开展的实践性教学过程,一门课程由多个实验组成,验证性实验是通过实验来验证理论知识,而设计性实验是运用学过的知识来求解问题,设计性实验是实验课程的主体。
(7) 实践课程
将课程设计、专业实习和毕业设计归为实践课程。课程设计是指与课程相关的实践环节,具有综合性和设计性。课程设计可以以一门课程为主,也可是多门课程的综合。
专业实习能够使学生直接接触专业的生产实践活动,让学生在真实的工作环境中,综合而创造性地运用所学的知识和技能来完成具体的工作任务。应该选择IT企业和大型研究机构作为专业实习的单位。
毕业设计能够使学生以适当的课题研究为背景,进行科学研究,接受科学研究的全过程的训练。
3.4计算机应用型学科课程体系
计算机应用型学科课程体系由五个平台组成:公共基础课程平台、专业基础课程平台、专业选修课程平台、应用能力课程平台和基本素质课程平台。
3.4.1公共基础课程平台
公共基础课程平台包括较宽广的基础课程,主要包括数学基础、物理基础、程序设计基础和电子学基础。
3.4.2专业基础课程平台
专业基础课程平台是依据计算机学科来设置课程,侧重于培养专业基础理论。专业基础课程平台主要包括专业核心课程和专业实验课程。专业核心课程主要涉及计算机学科的基础理论,提供必要的理论基础、培养学生面向工作的应用能力和解决某些实际应用问题打下坚实理论基础。
专业基础课程平台主要包括软件基础课程群、硬件基础课程群、理论基础课程群等。
3.4.3专业选修课程平台
计算机应用型人才在知识结构上应具有知识面宽,基础扎实,应用性强的特点。因此,专业选修基础平台课程的内容应该根据应用型人才的工作和职业的需要来加强课程内容的整合,突出理论教学的应用性,主要有专业选修课程组成。总体来说,专业选修基础平台的课程内容应该具有学科知识覆盖面宽;理论深度适度降低;并能不断把最新的与应用有关的学科知识加入到课程内容中,使用的案例应该结合实际不断更新;学科知识的传授要有应用的针对性。
专业选修课程平台主要由软件工程、计算机网络、程序设计、数据管理、数字媒体技术、自然语言处理、计算机体系结构等课程群组成。
3.4.4应用能力课程平台
应用能力课程平台根据计算机行业的用人需求来构建、培养应用型专业人才所需要的应用能力,按照能力的要求设置职业课程和实践课程。应用能力课程平台是应用课程的集合,可以按照未来职业工作的不同来设置专业方向课程,应用能力课程平台课程侧重于特定的职业能力的培养。理论课程主要包括与应用能力培养相关的课程,而且尤其重视经验性知识在理论课中的体现。应用能力课程平台还应设置综合性、任务性训练和综合项目实习等工作过程性实践教学环节。因为应用能力课程平台与职业工作直接相关,所以应该把职业工作要求作为课程开发的基础,从行业向教育内部辐射,从事课程开发的人员应该由计算机企业代表和教师共同组成,这样才能保证课程的设置符合需要,有较强的针对性和实用性。
应用能力课程平台强调传授过程性知识,课程的编排遵循做中学的教育理念,是以工作过程为基点,实现理论
知识与实践的融合。在应用能力课程平台中,对相关知识的掌握和技能的培养,可以由简单到复杂,由易到难同步进行,并体现出关键能力培养。
3.4.5基本素质平台
基本素质课程平台侧重于基本素质和职业道德的培养,以职业素质、职业道德的培养为目标。基本素质课程主要是指通用课程,包括英语、政治理论课、德育和体育等本科教育的必修课程,侧重培养应具备的基本素质。职业素质和职业道德的培养也是基本素质课程平台的另一部分任务,但职业素质和职业道德的培养不能单由基本素质课程完成。“两课”应该成为培养职业素质和职业道德的主要环节。基本素质平台课程涉及自然科学、人文、社科等多个学科门类;课程不是职业教育或专业教育,而是提高基本素质的普通教育。
4结束语
“他山之石,可以攻玉”,我们应学习和应用各种有关计算机应用型人才培养的先进理念和方法,探索计算机应用型人才培养之路。计算机科学与技术学科具有两种品格,其一是工具品格,其二是文化品格。工具品格对应于应用,而文化品格对应于学科。计算机应用是将理论应用到实际中去的演绎过程,而计算机科学是从应用到理论的归纳过程。计算机科学与技术人才分为研究型、工程型和应用型,而且应用型人才数量巨大、涉及范围广,规格分类培养势在必行,意义深远而重大。在课程设置研究中,必须贯彻按知识点教学,并逐步走向按能力培养的道路。
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关键词：数值分析；教学方法；实践
作者简介：黄文芝（1978-），女，湖北武汉人，武汉工程大学计算机科学与工程学院，讲师；张蕾（1982-），女，湖北武汉人，武汉工程大学计算机科学与工程学院，讲师。（湖北 武汉 430073）
基金项目：本文系武汉工程大学青年科学基金项目（项目编号：Q201107）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）05-0039-02
“数值分析”也称计算方法，它与计算工具发展密切相关。计算方法是数学的一个组成部分，很多方法都与当时的数学家名字相联系，如牛顿插值公式，方程求根的牛顿法，解线性方程组的高斯消去法，多项式求值的秦九韶算法，计算积分的辛普森公式等，这表明计算方法就是数学的一部分，它没有形成单独的学科分支。而计算机出现以后，计算方法迅速发展并形成数学科学的一个独立分支――计算数学。这说明了计算方法与计算机的密切联系，以及在计算机研究领域的重要性。并且数值分析在计算机相关领域应用比较广泛，比如在数学建模中，在图像处理中，在信号处理中等都会用到数值分析中相关的一些知识。这些都说明“数值分析”是计算机专业学生的一门核心专业基础课程。
“数值分析”课程的教学内容主要包括三部分，一部分是插值拟合，一部分是方程和方程组求解，另外一部分是常微分方程初值问题数值解。而数值积分也是在插值的基础进行，故笔者把它归为插值拟合部分。这些内容看上去都是以前学过的知识，积分是在高等数学里学过的，而方程和方程组求解更是中学就重点讲解过的知识，学生刚开始接触这门课的时候会和以前所学的纯数学学习的思想结合起来。通过“数值分析”课程的教学，培养学生用计算机解决问题的能力，并且为后续阶段的专业课程打下基础。
笔者是计算机科学与技术专业的一名老师，使用的教材是清华大学出版的李庆扬等编的《数值分析》，本文就当前“数值分析”课程在计算机科学与技术专业教学中存在的一些问题和教学方法、教学模式等方面进行讨论，其目的在于改进教学方法和手段，提高学生兴趣和教学效果。
一、“数值分析”课程教学中存在的问题
1.数学理论强，公式繁多冗长，学生学习兴趣不高
“数值分析”是数学的一部分，具有与其他数学课程一样的理论性强的特点，但“数值分析”又还有一些和以往学生所学各类数学课程不同的特点。首先，“数值分析”研究的是计算算法，用计算机来解决问题，以前学生学习数学课程大都是从理论学习到作业联系，涉及的知识逻辑推理的特性比较强，并且以往研究的大多数都是连续的，这种研究对象的差异使得学生不能很快接受，思想不能很快转变过来。其次，“数值分析”比以往所学的数学课程的公式更加繁多，更加冗长，比如解线性方程组，如果用以前的知识，学生都会解，但现在解线性方程组不仅仅是要得出结果，更重要的是解线性方程组的算法以及它的实现，这就涉及到至少4个公式，而我们要弄清楚了这些公式的来历才能通过编程实现这个算法，这也是学生不感兴趣的主要原因。
另外，由于学生对数学课程以及对数学公式的害怕，对“数值分析”这门课程的重要性认识不足，当学生学习遇到困难时，容易失去学习兴趣，从而放弃学习。虽然“数值分析”是计算机科学与技术专业的基础课，是大多数课程的基础，但学生还不能理会到“数值分析”这门课程对以后课程的重要性，对于大三的学生来说他们现在所学的课程还没能很好地得到应用，而对他们比较实际的用处――找工作也没有显现出比较重要的作用，因而学生会在潜意识里无视这门课，在课程学习遇到困难的情况下，他们往往会选择放弃学习。
2.知识点多，信息量大，掌握困难
这门课的知识点比较多，信息量比较大，对于理学的学生来说该课程学时比较多，但笔者承担的“数值分析”课程的学时是48学时，并且完全是讲授部分，然而相对于课程所包含的大量内容，这些学时数远远不够，比如函数逼近与快速傅里叶变换，它涉及到范数，赋范线性空间，欧氏空间，三角插值等许多概念，想让学生在规定的学时数内真正掌握这些概念比较困难，尤其是对计算机科学专业的学生而言。因为理学院的学生学过实变函数、泛函分析，所以理解这些概念就略显容易些。
3.重理论，轻实践
当前“数值分析”课程教学过程中，仍然存在理论与实践脱离的现象，虽然这门课实践比较重要，但鉴于课时的安排，大多数教师只能按书本知识来讲，学生听，学生没理解理论的用处，没能立刻就在实践中体现出来，因此使得很多学生只是为了考试而学习，为了学习而学习，不知道它的作用，考完就还给老师。这样他们也只获得了知识的皮毛，而没有抓住知识的精髓和实质。
二、“数值分析”课程教学方法浅谈
1.强调课程的重要性，提高学生的学习兴趣
为了让学生正确对待这门课，应该让学生充分认识到“数值分析”课程在计算机科学与技术专业中的重要性。在组织教学的过程中，可以安排一些有实践经验的学生介绍经验（这样学生更好理解，更容易相信，更实际），联系具体的研究方向，给出简单的例子，论述“数值分析”在计算机科学与技术专业方向中的应用，让学生切实感受到“数值分析”课程是后续课程学习的基础，应用比较广泛。另外，在教学中教师还必须联系实际，在课程中穿插一些有实际应用意义的例子，比如现在很多数学建模就用到“数值分析”的内容，可以就里面简单的例子引用一个。这样让学生了解到“数值分析”不是空洞抽象的理论，而是能够解决实际问题的工具，通过这些方法，使学生逐步树立“数值分析”比较有用，应该学好“数值分析”课程的观念。
然而仅有应该学好该课程的观念还不够，还应该从各个方面提高学生学习的兴趣，兴趣是最好的老师，只有有了兴趣，学生才会真正自主去学习，而不是被动的，为了考试而学习。如何让枯燥的课程变得生动有趣是值得研究的问题。在实际教学过程中，可以采用学生自己讲解，学生之间互相提问等方法，另外也可以编一些小程序，演示计算机解题的过程，这样让学生体会到虽然计算机的功能比较强大，还是需要人脑来控制，灵魂还是人。这样能使学生在整个课题中能主动思考，而不是被动接收。
2.合理取舍教学内容，把握全局，突出重点
“数值分析”课程所涉及的内容非常丰富，但现在课时有限，因此合理取舍教学内容非常重要，应该在有限的学时内，让学生掌握比较重要的理论方法，比如根据学生专业的特点，可以将主要的教学时间安排在讲解误差分析，插值，数值积分，方程和方程组的解法上面。在矩阵特征值计算方面，有时间的条件下可以简单介绍思想方法，而对于常微分方程初值问题的数值解可以舍去，因为本专业的学生没有学常微分方程，所以对常微分方程初值问题的数值解会无法理解。
3.合理使用多种教学方法和手段
传统的“黑板+粉笔”的教学模式对数学课程的教学非常重要，通过板书学生可以了解教师处理问题的思维过程，然而鉴于“数值分析”的特点，又不能完全用传统的教学模式，因为“数值分析”课程中有大量的矩阵和公式，如果单纯使用“黑板+粉笔”，黑板无法板书完整，如果擦掉原先板书的内容又无法把前后联系起来讲解，而使用多媒体就可以解决这一问题。另外，有条件的学校可以把上课安排到有投影的机房，在讲解算法时教师可以演示一些程序，学生学起来就不会觉得完全是在听数学课了。因为是计算机专业的学生，这样和他们的联系更紧密些，他们也可以通过编程来实现算法。
4.强调理论联系实践，培养解决问题的能力
“数值分析”这门课重点讲授的是算法，而学生如果没有很好的实践，对这些算法的应用只能停留在死记硬背上，这不是学习的目的。本来计算机专业也应该突出学生的动手能力，所以对讲授的每个算法都应尽可能让学生编程来实现，这样一来可以巩固学生学到的知识，二来也可以让学生明白这门课不是单纯的数学课，而是和实际联系比较紧密的一门课。当然要实现每个算法都编程，在所授课的学时内是无法完成的，这样就要鼓励学生自己主动去编程，可以采取一些奖励的措施，比如对编程完成比较好的学生可以适当提高平时成绩等。学生自己主动的学习有利于提高其学习兴趣，开发学生智力，培养学生解决问题的能力，从而提高学生的综合素质。
三、总结
随着计算机的广泛应用，“数值分析”课程作为计算机科学与技术的一门专业基础课程，在学生学习和工作中越来越重要，因此“数值分析”课程教学也应该不断更新知识结构，丰富教学内容，改进教学手段，以提高学生学习兴趣，提高教学质量，培养学习的能力，从而为后续课程的学习和将来的工作打下坚实的基础。
参考文献：
[1]李庆扬,王能超,易大义.数值分析[M].北京:清华大学出版社,2009.
关键词：计算机；创新人才；培养模式；探索；实践
文章编号：1672-5913（2013）18-0016-04
中图分类号：G642
0 引言
针对创新及创新人才的培养，美国制定了著名的“2061”计划，旨在用一代人的时间根本改变美国的教育体制，造就新一代具有高度科学素养的国民。培养创新人才，是时展和社会进步对高等教育提出的新要求，然而，长期以来，我国的高等教育却一直把学习已有的工业文明成果作为大学生培养的首要目标，注重知识的传授，把教学过程理解为知识的积累过程，对大学生的评价立足于掌握知识的多少，而忽视了学生潜能、创新能力和实践能力的培养。
中央教育科学研究所于1998年提出“创新教育”的理念，有力推动了教育改革。创新型人才的培养离不开课内理论知识的传授，更离不开课外严格的科研、实践能力训练。实践证明，开展大学生科研能力训练计划是改革本科生教学模式的重要举措，是培养和提高学生科研创新能力的重要举措。
产学研合作是我国国家创新体系的基本组成部分，它体现了科技与经济结合的普遍规律，是当代各国发挥科技第一生产力作用的基本途径。政府导向与市场推动形成产学研合作在运行中的良性机制，已成为各国科技与经济政策的基本内容。产学研合作教育是国际公认的培养创新人才的最佳教育途径，也是世界经济一体化进程对加快人才培养的要求，顺应了世界高等教育改革的潮流。
从20世纪80年代后期开始，我国计算机人才培养经历了一个从到低谷的过程。在阶段，几乎每一所高等学校都开设了计算机专业。目前，计算机专业是全国各类专业中人数最多的专业，计算机专业由于其发展十分迅猛的特点，被学生和家长视为“艰苦难学专业”，同时由于其他非计算机专业的计算机应用水平也在迅速提高，计算机专业人才培养面临极其艰巨的挑战，如何加强计算机专业人才培养，提高计算机专业学生的创新意识和实践能力，成为势在必行的迫切需求。针对目前计算机科学与技术专业普遍存在着专业优势下降、社会认可度下滑、创新能力不够明显等问题，从特色课程体系、产学研合作、实践环节和国际合作4个方面进了改革与创新，笔者提出了一种新的计算机创新人才培养模式，并探讨和总结了在创新人才培养方面的一些实践和经验。
1 新的计算机创新人才培养模型
以华南理工大学计算机科学与技术专业“全英创新班”为对象，从全英课程体系、产学研合作、实践环节改革和国际合作4个方面，提出了一个新的计算机创新人才培养模型，如图1所示。
1.1 全英课程体系
计算机类全英创新班（含本硕博连读创新班和联合班）通过高考招收优秀学生，所有必修课程聘请具有国外留学背景的教师（或直接从国外聘请教师）采用全英语方式进行教学，旨在培养基础扎实、知识面宽、德智体全面发展，且具有研究创新能力和国际视野的计算机科学与技术高级研究型人才（硕士或博士）。
表1给出了计算机科学与技术专业全英创新班的课程体系。该体系综合考虑了CC2005和国内外著名大学的培养方案，通过数学分析、离散数学、概率论和线性代数的学习，加强学生的数学基础，大学一年级开设计算机科学概论、IT前沿技术、新生研讨课，使学生对计算机科学与技术的发展有一个初步的了解，数字系统创意设计的设置培养学生对计算机科学的兴趣和创新意识。
该培养体系除了传统的计算机基础课程外，还开设了IBM模块课程、Google模块课程等国际著名企业模块课程，使学生的知识结构与计算机最新技术同步。
1.2 实践环节
华南理工大学计算机科学与技术专业本科生实践能力培养包括课程实验、大作业和课程设计、三年级优秀本科生进入教授科研团队进行科研或工程项目训练、学校教务处资助的学生研究计划、校团委支持的百步梯计划、各类科技竞赛、通过各类著名企业俱乐部（IBM俱乐部、Microsoft俱乐部、腾讯创新俱乐部、Java俱乐部、视觉艺术俱乐部、人工智能俱乐部、网络专家俱乐部）开展丰富多彩的课外科技活动、毕业实习和毕业设计等环节构成学生实践能力培养链，如图2所示。
（1）三年级优秀本科生进团队：从大三开始，对班级排名在前40%的学生，实行导师负责制，让学生跟导师从事科研工作，与大四毕业设计捆绑。
（2）毕业实习改革：根据本科生对毕业实习提出的意见，满足本科生在找工作时需要有项目经验的需求，提高学生的实践能力，学院将本科毕业实习时间提前到暑假开始，加上9月、10月2个月，毕业实习时间大约为期4个月，并将优秀本科生进入团队实验室与毕业实习联系起来。本项工作从2008年7月已经开始实施。
（3）ACM竞教结合改革：继续推进“高级语言程序设计”ACM竞教结合改革；继续推进“数据结构”ACM竞教结合；新增“算法设计与分析”ACM竞教结合试点；2011年起在这些课程的期末考试中增加了“机试”部分，随后的下一个学期“机试”部分比例已达到50%，这些改革大大地提高了学生的动手能力。
1.3 产学研合作
（1）实习基地建设：2011年在前期实习基地的基础上，又分别与TCL通讯控股有限公司、华软集团合作建立了2个校内实习基地。目前学院分别与Google、Oracle、IBM、腾讯、TCL、阿里巴巴、广州移动、金山等25家公司建立了校外实习基地，组织大四本科生到企业实习4个月。2009年以来，本科生有近50%的学生到校外企业实习，其他保研和考研的学生大约占30%，剩下的学生在校内实习。学生可以通过到这些实习基地参与实际科研和工程活动，在实战中增强自身的科研和工程能力。实践表明，实习工作取得非常丰硕的成果。
（2）企业模块课程：学院还积极与Google、IBM、EMC等国际著名公司合作，并开设了“IBM模块课程”4门、“Google模块课程”3门、“Atmenl模块课程”1门和“EMC模块课程”1门。
（3）校企共建实验室：通过企业捐赠，分别建设“Google Androdi移动计算实验室”“三星移动计算实验室”“Atmel嵌入式系统实验室”，改善了本科生实验条件。学院接收企业捐赠共建实验室的条件是捐赠的套数要足够多，捐赠设备能够真正地用于本科生实验。
（4）腾讯创新班：2011年选送21名学生参加第二届“华工腾讯创新班”。在此基础上，2011年华南理工大学等7所知名高校携手腾讯建立合作开放平台，反响巨大。
1.4 国际合作
产学研合作是培养创新人才的必然趋势。产学研合作以人才培养为中心，在教学过程中突出学生的主体地位，让学生直接面向社会实践和科研创新，培养学生的知识应用能力和创造能力。学校与企业的结合充分调动了地方、部门和企业参与办学的积极性。这样一来，学校与企业双方就会把智力投资和人才使用效益统一起来并达到一致，这将更有效地培养出高质量的人才，同时也能促进对高等学校管理体制的改革。华南理工大学计算机科学与工程学院具体的产学研合作情况为：
华南理工大学计算机科学与工程学院计算机科学与技术专业先后与新加坡国立大学、香港浸会大学、纽约科技大学、法国南特大学、法国Cnam大学等高校建立了教学科研合作，合作形式包括推荐优秀本科生到国外攻读博士学位、互派教师访问、互派研究生、教材合作、共享双方教学方法以及科研合作等方面。为计算机教育国际化创造了条件。2011年选送了近50人分别到新加坡国立大学、香港浸会大学、香港科技大学、美国阿肯色大学、法国Cnam大学、美国纽约大学Poly分校等国外高校攻读博士学位或短期访问。表2给出了具体的合作学校、合作内容及毕业后应该获取的学位。
（1）聘请外教：2010年聘请美国德克萨斯州立大学Ted教授承担嵌入式系统、高级语言程序设计课程教学；2011年和2012年聘请香港科技大学Rymoll教授承担数据库课程教学；2012年聘请法国Nicolas Sicard教授给2011级创新班学生讲授高级语言程序设计课程；2012年聘请法国Pierre-Andr6 Galmes教授给2010级创新班学生讲授计算机组成与体系结构课程；2012年6月聘请IEEE院士意大利Fabio Roli教授为学生讲授人工智能课程。
（2）校内国际氛围培养：学院还开设计算机留学生班，通过定期开展“爱无国界融合互助”活动，创新班学生帮助留学生提高专业水平，留学生帮助创新班学生提高英语口语水平，真正达到互助双赢。
2 新的计算机创新人才培养模型的成效
华南理工大学计算机科学与工程学院从2010年开设创新班以来，取得一定的成效。下面通过学生英语水平考试、、竞赛获奖、出国学习等方面加以验证。
（1）学生英语水平考试：2010创新班、201G联合班、2011创新班、2011联合班学生CET4和CET6考试情况见表3。
（2）：2011年共18篇，2010级创新班和联合班4篇，2009联合班9篇。部分学生代表作见表4。
（3）竞赛获奖：2010创新班、2010联合班学生竞赛获奖个数情况见表5。
（4）出国学习：2012年至今，学院联合班和创新班共计派出出国学习的学生近百人，其中美国阿肯色大学一个学期（2010联合班）1人；香港中文大学（2010创新班和联合班）2人；法国Cnam大学暑期游学（2010创新班和联合班）26人；国际（美国）硬件竞赛（2010联合班）2人；香港浸会大学暑期科研实践（2009联合班）5人；香港浸会大学攻读博士（2009联合班）2人；香港4所大学访问2010创新班联合班学生55人。
3 结语
两年多的实践表明：进行创新班模式的人才培养方式是有效的，学生的英语水平、国际视野、科研能力和创新意识得到了很大的提高，对计算机创新人才的培养具有一定的示范和推广作用。今后还需进一步加大改革力度，培养具有国际视野和创新能力的计算机科学与技术高级专门人才。
参考文献：
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[5]宋之帅，田合雷，盛义保，产学研合作培养研究生创新人才的研究与实践[J]，中国电力教育，2012（34）：17-18
关键词：软件工程；学科定位；人才培养；校企联合；CDIO
0 引言
2012年是国家示范性软件学院成立的第11年，笔者参加了当年12月份在广州华南理工大学举办的“第一届高等学校软件工程人才培养高峰论坛”，聆听了10余场专家、教授的精彩报告，产生了强烈的共鸣。结合笔者有关软件工程人才培养的调研结果，对新形势下怎样开办软件工程专业、进行软件工程人才培养作了一些分析和思考。
1 软件工程和计算机科学与技术的专业定位
国内绝大多数高校都是先组建计算机学院，再组建软件学院；先办计算机科学与技术专业，再办软件工程专业。在这样的模式下，软件学院便成为了第二个计算机学院，软件工程专业也成为计算机科学与技术专业的一个简易型、应用型子集；而软件学院的师资与计算机学院的师资出现较强的同质化现象，几乎没有自身的特色。作为一级学科的软件工程，必须要从专业建设的定位开始抓起，进行科学定位和合理规划，才能搞好学科建设。
1.1 软件工程学科的出现
文献研究表明，在1990年以前，计算科学通常分为3个研究领域，即硬件领域（Hardware）、软件领域（Software）和商务领域（Business）。硬件领域中电子工程（EE）和计算机工程（CE）作为一个整体进行研究，软件领域的研究称为计算机科学（CS），而商务领域则主要研究信息系统（Is）。1990年以后，计算科学得到较大发展，3个研究领域分出了更多的研究方向，且存在交叉融合。其中硬件领域分为电子工程和计算机工程，软件领域包括计算机工程、计算机科学和软件工程（sE）；商务领域发展成为组织需求领域，分为信息系统和信息技术（IT）。其关系结构如图1所示。
从图1可以看出，软件工程已发展成为与计算机科学地位相当的独立的新学科，成为计算科学的重要组成部分。国家教育部于2011年将软件工程和计算机科学与技术确立为两个独立的一级学科，这既反映了社会发展的重大需求，也为学科发展指明了方向，要求我们必须尽快行动起来，调整师资结构，走差异化发展道路，站在大信息学科整体的高度构思和调整学科布局，以满足未来社会对软件工程的教学和科研需要。
1.2 软件工程的内涵
软件工程是运用计算机科学的理论和技术，并辅以工程管理的原则和方法，按预算和进度满足用户要求的软件产品的定义、开发、部署和维护的工程或以之为研究对象的学科。由此可见，软件工程既具有工程与科学的特性，又具有工程教育与科学教育的属性。要正确处理好软件工程专业与计算机科学与技术专业的关系，必须准确、全面地理解软件工程中工程教育的属性和科学教育的属性。
软件工程的科学教育属性是研究人们对人类的意识、智慧进行科学理解的原则和方法，以及运用软件本质特性解决现实问题的能力，是软件工程的基础研究。软件工程的工程教育属性是指综合运用数学、计算机科学、经济学、管理学等学科的基本原理，借鉴传统工程的原则和方法来创建软件，以达到提高质量、降低成本的目标；是对软件工程技术、工程管理和服务的研究，特别注重多学科综合、重视实践训练。
1.3 CS和SE在计算问题空间中的定位
CC2005（2005版计算课程）研究计算问题在EE、CE、CS、SE、IT、Is中的分布时，采用问题空间的形式对研究重点以图形方式作了概要性描述，其中CS和SE的问题空间如图2所示。
图2（a）为计算机科学研究的问题空间，图2（b）为软件工程研究的问题空间。从两幅图对比可以看出，CS和sE的问题空间有较多的不同之处。
（1）CS和SE的研究内容包括软件基础设施、软件方法、软件技术、应用技术和少量信息系统的内容，但CS还涉及少量的计算机硬件、计算机体系结构的内容。
（2）CS特别关注原理探讨和创新性研究，对应用、部署和配置实施几乎没有关注。
（3）SE对研究内容从原理到应用实施都有关注，且呈现两端小，中间大的格局；相对于CS来说，SE在原理和创新性研究方面少一些，更加注重在理解掌握了基本原理后，如何更好地开展应用实施。
从以上分析可以看出，SE绝不是CS的一个子集，而是一个独立的学科，教育部将sE确立为一级学科是完全必要和正确的。
1.4 CS和SE部分学位课程权重对比
CC2005针对CS和SE的特点，分别在计算主题和非计算主题两个方面对CS和SE的学位课程权重给出了指导性意见，力求两个学科能够合理分工，做到有所为有所不为。笔者根据CC2005筛选了与CS和SE有关的部分知识域权重进行对照分析，最小权重值为0，最大权重值为5，如表1—2所示。
表1中的数据显示CS和SE在计算主题各知识域的差异如下。
（1）CS对人工智能（AI）有较高的要求，最小权重为2，最大权重5；而SE最大权重为O，即根本不作要求。
（2）SE对软件的工程基础（EngineeringFoundations for SW）和软件的工程经济学（Engineering Economics for SW）要求较高，最大权重分别为5和3。
（3）CS对电子商务不作要求，而SE在该知识域最大权重可为3。
（4）在软件验证、软件有效性、软件过程和软件质量方面，SE的权重较高，最大权重为5；而CS要求较低，最大权重仅为2。
表2中的数据显示，SE必须在项目管理、风险管理知识域方面设置更多的理论和实践课程，把学生培养成为能驾驭项目管理的工程型人才。
为了实现软件工程一级学科的独立良性发展，我们在设置专业课程时应充分研究表1和表2所列各知识域及其建议权重，结合学校和学生的实际情况，合理安排教学内容，重应用设计，走与计算机科学与技术专业差异化发展的道路，全而提高学科建设质量，为国家软件产业输送合格人才。
2 改革软件工程专业师资队伍建设标准
目前，高校在师资队伍建设方面，多以高学历、高职称的比例来衡量教师队伍水平的高低，因而，搞师资队伍建设，就简化成提升学历和晋升职称两个抓手。时至今日，高校中大部分教师都具有博士、硕士学位，他们虽然有较强的学术能力，但是专业实践知识和工程实践经验却相对缺乏，与软件工程专业对教师素质的要求有较大差距。与此同时，教师们普遍存在过于专注学术研究而不太注重工程经验积累，技术和实践能力不足，这很难适应培养软件工程实践型人才的需要。此外，由于高校评价教师的标准侧重于教师的理论水平和论文数量，这就无形中引导着教师队伍建设向学术型方向发展，而忽视了工程实践水平的提高。这些都成为培养高素质软件工程人才的瓶颈，必须加以克服。
要建设好适应软件工程专业人才培养需要的师资队伍，学校必须逐步改革工程类学科任课教师的评价方法，评价标准向工程技术能力和产学合作能力转变，优先聘用有软件企业工作经验的教师，并且优先考虑有软件企业工作经历的优秀教师晋升；选送一线教师、青年教师到软件企业挂职工作，参与项目研发，以便掌握行业动态及最新的前沿技术；形成“走出去、请进来”的“开放式”师资队伍建设机制，建设一支能满足软件工程人才培养需求的高水平的工程教育专兼职师资队伍。
3 走校企联合培养的道路
笔者在近几年分管学生就业工作过程中，与用人单位交流较多，比较关注学生就业后的反馈信息，常常会听到用人单位这样的意见：大学生到了单位之后，要经过1年左右的再培养才能真正胜任岗位的需求；而大学生本人也认为，在工作单位中1年所学的知识比大学4年学的还多.即4
针对学生提出4
高校在人才培养中，必须认真考虑社会的需求，重视社会的诉求，因为这些诉求和看法本身都有合理的成分。作为高校教育工作者，我们应该正确面对。当下社会对软件工程专业人才培养的诉求，归结起来就是高校要提高学生的工程实践能力，做到学以致用。那么，怎样培养学生的工程实践能力呢？我们从以下几方面展开论述。
3.1 引入CDIO工程教育模式
麻省理工学院等4所大学，在研究欧美20多年来工程教育改革方面所作的努力和尝试后，通过近几年的探索和实践，创立了CDIO工程教育模式。CDIO是构思（concelve）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）的缩写。这种教育模式系统地提出了能力培养、实施指导、实施过程和结果检验的12条标准，具有很强的可操作性。2010年6月，国家教育部基于CDIO教学模式，提出了卓越工程师教育培养计划，明确指出拥有大量高素质的工程技术人才已成为体现一个国家核心竞争力的重要因素。
长期以来，中国高校受科学主导工程思想的影响，都是以学科为主导，在一定程度上削弱了学生工程实践能力的发展；而软件工程教育与软件产业界脱节更为严重，不同层次、不同类型学校的培养目标大同小异。大学生毕业后不能适应企业需求，主要原因就是工业界所注重的团队合作、创新能力、学习能力等工程素质未能在学校得到有效培养和形成。将CDIO工程教育模式在软件工程人才培养中加以灵活运用，可以强化对学生工程实践能力的培养，提高学生实践动手能力。
3.2 提高企业在软件工程人才培养中的地位和作用
对学生开展工程实践能力培养，最好是在真实的技术环境中进行，而高校缺乏的正是这种真实的技术环境，因此，在软件工程人才培养中，必须创建高校与软件企业联合培养人才的新机制。近些年，很多高校在校企合作实践中发现，企业往往考虑到效益和核心竞争力等因素，对高校的回应并不热烈，仅限于为高校提供一时之需，并未从战略高度进行全盘合作。企业在人才培养中没有发挥主体作用，无法实现可持续、稳定的校企合作。
要让企业真正积极主动参与进来，必须让企业在合作中得到益处，实现高校、学生、企业=：方共赢的局面。三方共赢指的是高校完成既定软件工程人才培养目标，得到国家和社会的认可，取得社会效益；学生学到真本事，具备扎实的理论基础和良好的工程实践能力，为职业生涯和人生成功奠定基础；企业在合作中得到直接经济利益和间接经济效益。在这三方中，企业是一个新的成员，其地位和角色必须有所转变。高校要改变企业仅仅是单纯用人单位的过时观点，要让企业也成为人才培养的主体，提高企业在软件工程人才培养中的地位。高校要和企业开展深度合作，共同制定人才培养方案，企业提出自己需要的培养标准，学校则设立相应的课程和实施方案，企业接收学生进行实践性学习并全程辅导培养他们融入企业。只有这样，校企合作才能得到持续、稳定和良性发展。
3.3 切实开展3+1教育模式
校企合作开展实训是学生获得实践能力和职业能力的最主要和最直接的方法和手段，与企业密切合作的实训是目前弥补学生就业过程中各种不足的有效方法，很多高校在这方面作了很好的尝试与实践。
校企合作培养软件工程专业人才，可采用3+1的教育模式，即在高校学习3年，在软件企业学习1年。在高校学习期间，学校要改革课程体系和教学内容，重点强化实践能力和创新能力培养；在企业学习期间，让学生积极参与企业项目开发，让他们学习企业先进技术，感受企业先进文化，积累实战工作经验，完成毕业设计工作。
关键词：智能科学与技术；交叉学科；相关学科
我国智能科学与技术本科专业（简称智能专业）已经历了10年的发展历程，而且越来越多的高校经教育部批准，加入智能领域的人才培养行列中，对智能专业的教育教学已有一定的实践经验与成果。如今，社会已经步入信息智能化时代，如何更好地适应智能化社会的人才需求，应在已有基础上对智能专业及相关学科的发展作进一步探讨。
1 智能专业的发展基础
人类社会从农业社会、.工业社会到信息社会，发展到今天，在越来越多的领域，人工智能工具都能够根据不断出现的新情况来调整自身的规则系统，需要人工的产业也越来越少，但却苦于信息与机器无智能的问题，因此有了以信息智能化和机器智能化为目标的智能科学与技术研究领域的出现。我国也非常重视其发展，在国家863项目指南中，智能化人机交互与中文处理平台已被列为计算机软硬件主题的重点项目，并将智能机器人纳入863计划长期支持的重要领域；国家中长期科技发展规划纲要（2006—2020年）强调发展认知科学、智能交通管理系统、智能信息处理技术、智能感知技术、智能服务机器人等智能科学技术。智能科学与技术将在未来国家科技发展规划和重大科研课题中扮演重要角色，也将成为智慧地球、智慧城市和智慧生活的引导者。我国智能科学技术教育已走出了一条星光大道，争取在我国学位体系结构中增设智能科学与技术博士和硕士学位授权一级学科，同时把我国智能科学与技术本科专业建设和人才培养推向一个更高的阶段。
近年来，信息领域学科的热门专业也开始面临不同程度的就业压力，作为信息领域的一支新生力量，智能专业便成为高等学校进行专业结构调整的着眼点。继2003年北京大学首个提出并成立智能专业后，众多高校把握先机，申请并建设了智能专业。
智能科学与技术本科专业是一门融合了电气、计算机、传感、通讯、控制等众多学科领域，多学科相互合作、相互研究的跨学科专业。它涉及机器人技术、微机电系统、以新一代网络计算为基础的智能系统，以及与国民经济、工业生产及日常生活密切相关的各类智能技术与系统等。
经调研，大部分高校的智能专业是基于自动化、通信与电子系统、计算机科学与技术、电气工程、人工智能、机器视觉、数据挖掘、信息检索及知识工程等领域发展而来，并且具有雄厚的师资力量，为智能科学与技术未来的发展做好了充足的准备。部分高校智能科学与技术专业的师资队伍所属学科的比例如图1所示。
2 智能科学与技术专业学生的继续深造方向
智能科学与技术专业涉及非常多的专业领域，就其中的一个领域而言，就可以进行更深一步的研究，成为其继续深造学科，例如智能专业本科后可以从事控制工程与科学、计算机科学与技术、智能科学与技术等学科，本文只列举其中几个例子。
2.1 控制科学与工程
控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。
经调研，以湖南科技大学为例，该学科特色研究工作主要体现在群机器人协作控制技术、故障智能诊断方法研究与应用、非线性系统分析与综合、煤矿安全监控系统应用技术等方面：其中群机器人协作控制技术借鉴昆虫的群智能行为，利用人工智能等技术使多个个体机器人完成一系列合作任务，面对未知环境搜索定位等复杂任务；故障智能诊断方法研究与应用运用智能检测、智能故障诊断、传感器融合等技术研制大型机电设备与其复杂的运动控制及诊断系统，该研究成果已成功应用于“机车走行部在线故障诊断系统”。群智能、智能检测、故障诊断等技术的运用证明了智能科学与技术在此学科中起到重要的作用。
以北京信息科技大学为例，智能科学与技术系的4位教授分别在控制科学与工程学科的控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、导航制导与控制二级学科指导研究生，从事的相关研究为专家系统、智能检测系统、服务机器人、智能系统与智能导航。以其导航制导与控制二级学科为例，现设方向1——自主导航与控制，方向2——惯性仪表与惯性基组合系统，方向3——微/纳机械传感器，方向4——多自由度电动伺服定位技术。方向1在研究机器学习在导航与控制中的应用、智能伺服技术、新概念飞行器等方面，方向2在信息融合与估计理论、多模组合导航技术、新型机器人的自然感知和运动机理、自主式初始对准等方面，方向3在研究性能稳定可靠、敏感灵敏度高和准数字输出的声表面波惯性传感器方面，方向4在研究基于模型和基于数据驱动的无模型自适应控制方法方面，都离不开智能理论与方法，并促进智能理论与方法的发展。
2.2 计算机科学与技术
计算机科学与技术学科主要是围绕计算机的设计与制造，以及信息获取、标识、存储、处理、传输和利用等领域方向，下设计算机应用和计算机软件与理论两个二级学科，其中包括智能信息处理、人工智能与嵌入式系统等方向。信息时代的信息处理要求更高，当前信息处理技术逐渐向智能化方向转变，以图像、视频、音频等多媒体信息为研究对象，从信息的载体到信息处理的各个环节，都模拟人的智能来处理这些信息。人工智能学科与认知科学的结合，会进一步促进人类的自我了解和控制能力的发挥。目前，我国自主开发的“特定图像内容监控系统”已通过上海移动公司的实地测试。通过研究具有认知机制的智能信息处理理论与方法，探索认知的机制，建立可实现的计算模型并发展应用，可以带来未来信息处理技术突破性的发展。
2.3 智能科学与技术
经调研，以厦门大学为例，智能科学与技术作为硕士点一级学科包括认知逻辑学、计算语言学、智能计算方法、艺术认知与计算、脑高级功能成像这5个研究方向。其重点科研平台之一的“智能信息技术福建省高等学校重点实验室”的主要研究方向有中文信息处理、中医信息处理、数字化中国人器官建模仿真及其临床应用。在中医信息处理中，主要围绕着如何构建信息化中医诊断的智能方法体系展开研究，涉及中医诊断认知逻辑、中医智能专家系统的构成技术、中医海量知识的数据挖掘技术、中医四诊信息的获取与分析技术、实用中医信息系统的开发等。此方向的研究可赋予计算机以人的智能，从而实现对病人的症状诊断与治疗。除此之外，智能机器人也是学习智能科学与技术的一个良好平台，为了更好地学习智能，研究机器拟人化，FIRA世界杯于1995年被提出，其远景目标之一是使机器人足球队战胜人类足球队。此平台大大拓宽了人工智能技术的应用领域。
3 智能科学与技术专业培养方案与专业发展前景分析
从智能专业的发展基础分析可知，智能科学与技术专业是一个紧跟时代潮流的专业，涉及的知识面和学科领域非常广。但是，智能专业作为一个全国普通高等学校本科专业，有其不同于其他专业的知识内核。中国人工智能学会教育工作委员会提出智能专业培养方案的核心课程应有：智能科学与技术导论、智能数学基础、脑与认知科学基础和机器智能，这是各高校智能专业培养方案的共性部分，是基础模块。其他基础模块、专业特色模块，目前阶段应在各高校智能专业建立和发展的专业学科基础上设置，例如，侧重控制系统的、侧重计算机软件的、侧重知识工程的等。智能专业再发展一段时期后，各高校的智能专业的共性部分应越来越多，个性部分也越来越独立于源头专业，例如，独立于计算机科学与技术专业、自动化专业、电子工程专业等。这样，在智能专业上层自然就形成智能学科，从而独立于计算机科学与技术学科。这是专业发展的必然结果。
另一方面，专业的良性发展离不开社会的就业或创业需求。智能专业的本科生，需要了解掌握计算机、电子、控制等各领域的知识和技术，而且在本科生4年课程的教学中融入相关学科的前沿知识，这使得在这个专业学习的学生不仅可以拥有较为广阔的知识面，对专业知识的理解也有一定深度。可以说这样一个既有广度又有深度的专业具有广阔的就业前景。社会中也有新生的行业，近些年来，有关智能系统开发的公司相继出现，涉及机器人、交通、楼宇、信息系统等多方向的智能系统开发，为本科毕业生创造了更恰当更明确的就业方向与途径。
