計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

[中圖分類號] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）08-0017-03

一、前言

課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)中的重要組成部分，專業(yè)導(dǎo)論課往往在第一學(xué)年開設(shè)，是學(xué)生了解專業(yè)、建立專業(yè)概念和專業(yè)認(rèn)同的重要課程，對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和發(fā)展有著重要的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用。[1] [2] [3]

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、運(yùn)籌與控制、計(jì)算機(jī)及應(yīng)用等學(xué)科交叉而形成的專業(yè)，往往設(shè)置為理科專業(yè)。多種學(xué)科知識的交叉滲透，加上因?qū)I(yè)名稱的望文生義，使學(xué)生容易產(chǎn)生簡單的認(rèn)識――“信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的專業(yè)”。這樣籠統(tǒng)的認(rèn)識可能會導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為該專業(yè)“要么學(xué)數(shù)學(xué)，要么學(xué)計(jì)算機(jī)”，至于“怎么結(jié)合”搞不清，不重視專業(yè)的其他重要方面，甚至連信息與計(jì)算科學(xué)的專業(yè)特點(diǎn)和核心競爭力也模糊不清。

關(guān)于信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程體系建設(shè)的論述已有很多，然而關(guān)于該專業(yè)大導(dǎo)論課程的研究還不多見。針對上述存在的種種問題，本文認(rèn)為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)設(shè)置專業(yè)導(dǎo)論課程是極為必要的，而且在課程體系中應(yīng)作為獨(dú)立的重要一環(huán)。因?yàn)樽鳛樾畔⑴c計(jì)算科學(xué)（信計(jì)）專業(yè)的導(dǎo)論課程，需要回答的問題多且必要：信計(jì)專業(yè)培養(yǎng)什么樣的人才？什么是信計(jì)專業(yè)？信計(jì)的核心競爭力是什么？如何實(shí)現(xiàn)？信息處理、應(yīng)用開發(fā)中有哪些數(shù)學(xué)知識？信息挖掘、信息安全與算法設(shè)計(jì)的聯(lián)系如何？建模能力如何鑄就？計(jì)算分析能力怎樣打造？就業(yè)崗位對信計(jì)的現(xiàn)實(shí)要求有哪些？等等。

信計(jì)專業(yè)導(dǎo)論課的開設(shè)需要對信計(jì)專業(yè)的發(fā)展歷史，專業(yè)的研究應(yīng)用進(jìn)展和前沿有深入、廣泛的了解，通過精選教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容形成體系，以達(dá)到解決學(xué)生關(guān)切問題、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)思想、建立學(xué)生專業(yè)認(rèn)同、激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)過程中典型的教學(xué)案例對學(xué)習(xí)興趣的提高有明顯的促進(jìn)作用，在專業(yè)學(xué)習(xí)中能夠激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的興趣，促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)的理解，特別是有利于學(xué)生加深對專業(yè)的宏觀認(rèn)識以及對專業(yè)的一些具體方向的感性認(rèn)識。本文將結(jié)合教學(xué)典型案例深入剖析信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論教學(xué)中需要解決的問題。

二、信息與計(jì)算科學(xué)的直觀印象

信息與計(jì)算科學(xué)作為交叉學(xué)科，和其他一些專業(yè)的易混淆性，使得我們必須首先回答什么是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，更為緊要的是在大一階段應(yīng)該如何從直觀的角度來闡述它。我們知道，隨著現(xiàn)代信息計(jì)算科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上班考勤甚至上課考勤都有系列的產(chǎn)品可供選擇，常見的考勤機(jī)為指紋考勤機(jī)器――這是一個很典型的利用信息與計(jì)算科學(xué)知識和方法進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的產(chǎn)品。在教學(xué)中，類似的案例可以體現(xiàn)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)各學(xué)科之間的交叉滲透，為學(xué)生提供直觀的專業(yè)認(rèn)識印象，具體闡述如下。

1.利用該例闡述科技應(yīng)用開發(fā)中，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識的使用流程和涉及的課程知識。指紋考勤機(jī)首先要采集被識別人的指紋信息，并以此作為樣本；預(yù)處理后把樣本信息存儲為向量或數(shù)據(jù)，通過建立樣本的特征提取模型，進(jìn)行特征提取；之后輸入建立的識別模型，對待識別的指紋進(jìn)行計(jì)算識別；接下來是針對硬件的編程實(shí)現(xiàn)和測試，最后再植入匹配的設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)傳入后臺系統(tǒng)，完成系統(tǒng)測試，投入使用。由于建立特征提取模型和識別模型的方法很多，快速計(jì)算的方法選擇有所不同，這涉及信息與計(jì)算科學(xué)中許多數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和數(shù)學(xué)建模方法等。總的來說，考勤機(jī)的工作流程可以歸納為5步：（1）信息采集和預(yù)處理；（2）特征提取和識別模型；（3）識別、計(jì)算分析；（4）編程實(shí)現(xiàn)；（5）植入硬件。分別講述其中各個環(huán)節(jié)可涉及的專業(yè)課程：信息采集和預(yù)處理可涉及高等代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)等課程；特征提取和識別模型可涉及高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌優(yōu)化、數(shù)學(xué)建模等課程；識別、計(jì)算分析涉及高等代數(shù)、數(shù)學(xué)分析、運(yùn)籌優(yōu)化、數(shù)值分析等課程；編程實(shí)現(xiàn)可涉及程序設(shè)計(jì)語言、算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)測試，等等。這樣結(jié)合專業(yè)課程知識與應(yīng)用實(shí)例的詳細(xì)講解，易于讓學(xué)生了解信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識的應(yīng)用流程，使學(xué)生對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)知識有直觀的認(rèn)識。

2.利用該例闡述科技應(yīng)用開發(fā)中，信息與計(jì)算科學(xué)中各個學(xué)科的交叉滲透。如前所述，由于一個產(chǎn)品的開發(fā)可能涉及的知識點(diǎn)很多，可采取的模型方法也是多種多樣，這些知識之間的應(yīng)用就會有交叉。例如，特征提取、識別模型的建立有可能用到信息處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這時(shí)又需要考慮該模型是否能設(shè)計(jì)出快速的計(jì)算方法來滿足實(shí)際計(jì)算速度的要求；識別模型的實(shí)現(xiàn)最后需要計(jì)算機(jī)編程來完成，這又涉及合適的模型、快速的算法和良好的程序設(shè)計(jì)之間的協(xié)調(diào)融合。當(dāng)然，完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)還需要考慮到采集設(shè)備的精度、程序植入等其他學(xué)科的知識。這樣講解，學(xué)生就會對信息與計(jì)算科學(xué)知識的交叉有較為宏觀的認(rèn)識。

3.啟發(fā)學(xué)生對信息與計(jì)算科學(xué)中的相關(guān)問題進(jìn)行思考。

（1）指紋樣本信息采集是很微妙的事，如果當(dāng)采集一個樣本的次數(shù)太多，超出了很多人的承受范圍，比如一個手指的指紋采集超過了三次，這樣產(chǎn)品的便利性、應(yīng)用性和競爭力就值得懷疑了。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，我們很自然的認(rèn)為事不過三為好。那么，如何以最少的采集次數(shù)達(dá)到要求的識別效果？這就是值得考慮的問題。

（2）如何提高產(chǎn)品的識別效果（正確識別率），提升產(chǎn)品質(zhì)量，這除了與團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識相關(guān)以外，還與獲取知識的能力有很大關(guān)系。例如能不能利用已有的專業(yè)知識積累從現(xiàn)有的國內(nèi)文獻(xiàn)中獲取最新的技術(shù)信息，能不能利用國外的技術(shù)文獻(xiàn)，等等。這些都是由典型案例所延伸出的值得思考的問題。這些問題有利于開拓思路，使學(xué)生對將來的工作和研究研發(fā)空間充滿期待。

三、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心競爭力

信息與計(jì)算科學(xué)是由多個學(xué)科專業(yè)合并和綜合而來的，其重視基礎(chǔ)能力，培養(yǎng)能解決實(shí)際中信息與科學(xué)工程計(jì)算應(yīng)用問題的寬口徑專業(yè)人才。考慮到專業(yè)的名稱與計(jì)算機(jī)、信息工程等專業(yè)有相似之處，專業(yè)導(dǎo)論課程需要闡明該專業(yè)與其他專業(yè)，特別是一些計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)、信息工程專業(yè)和數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)之間的區(qū)別。因此，信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)課程的核心是什么？專業(yè)人才的核心競爭力是什么？這兩個問題是無法回避的。針對這些問題，除了上述案例，圖像（信息）的壓縮處理也是一個很直觀的例子。利用圖像壓縮，可以給學(xué)生展示壓縮編碼技術(shù)、壓縮的算法、軟件開發(fā)等，這涉及信息編碼、密碼學(xué)、算法設(shè)計(jì)能力、應(yīng)用開發(fā)能力等。結(jié)合這些案例，我們信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)并不是單純的涉及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程、建模能力、算法設(shè)計(jì)或者計(jì)算機(jī)科學(xué)其中的某一方面，它的核心競爭力在于“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與建模能力、計(jì)算分析與算法設(shè)計(jì)、程序語言與應(yīng)用開發(fā)”這三者的有機(jī)融合。單單講某個方面還不足以稱之為專業(yè)的核心競爭力。因?yàn)閷I(yè)人才的定位是解決信息與科學(xué)工程計(jì)算的應(yīng)用問題，這些實(shí)際問題本身與這三方面多有緊密的聯(lián)系，單強(qiáng)調(diào)某一方面或重視某一模塊容易和上述一些類似名稱的專業(yè)混淆。因而，與這三方面相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程有數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、解析幾何、微分方程、概率統(tǒng)計(jì)等；與這三方面相關(guān)的一些專業(yè)課程需要凝聚成為專業(yè)的核心課程，如數(shù)值分析、離散數(shù)學(xué)、程序語言、數(shù)學(xué)建模等。

四、信息處理、應(yīng)用開發(fā)中的數(shù)學(xué)知識

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的大一新生對就讀該專業(yè)充滿了憧憬。他們能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的老三樣（數(shù)分、高代、解幾）但看不到信息和計(jì)算的影子，看不出專業(yè)的特征和特色，這就需要專業(yè)導(dǎo)論課程加以引導(dǎo)。選取信息處理和應(yīng)用開發(fā)中的相關(guān)案例來闡述數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識在解決這些問題中的重要作用，可以使學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識與實(shí)際科學(xué)工程問題有直觀的印象，這對學(xué)生下決心打好基礎(chǔ)，投入前期課程學(xué)習(xí)有著重要的作用。如選擇圖像處理中的修補(bǔ)算法、游戲開發(fā)中憤怒的小鳥的技術(shù)含量為講述案例，則這些應(yīng)用案例就可結(jié)合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識來闡述。

1.圖像處理中的修補(bǔ)算法。圖形圖像的基本處理分析方法，如傅里葉分析可選擇進(jìn)行更為全面的介紹，介紹其在工程領(lǐng)域、數(shù)字信號處理、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這樣來看，大一開始學(xué)習(xí)的分析類課程作為專業(yè)的基礎(chǔ)課程確實(shí)是名符其實(shí)。圖像圖像處理的修補(bǔ)涉及優(yōu)化模型和優(yōu)化算法、算法的復(fù)雜性等，而這些基本的模型形式――在一定約束要求的前提下，求目標(biāo)函數(shù)的極小值，容易使學(xué)生對開始學(xué)的分析課程的導(dǎo)數(shù)與極值、矩陣等基本知識聯(lián)系起來。

2.憤怒的小鳥的技術(shù)含量。應(yīng)用開發(fā)形式多種多樣，游戲開發(fā)是一種有趣生動的開發(fā)過程，許多游戲開發(fā)又與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識有緊密聯(lián)系。因此，選取其中的典型案例進(jìn)行介紹，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識在應(yīng)用開發(fā)中作用的理解。如該例涉及的物體碰撞檢測和連續(xù)碰撞檢測與向量及運(yùn)算、旋轉(zhuǎn)矩陣、線性變換等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，可以由此進(jìn)一步介紹物體的移動、壁障和尋路等游戲開發(fā)中常見的智能化算法，這些都將和許多基礎(chǔ)知識緊密結(jié)合。

五、信息挖掘與算法設(shè)計(jì)

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)人才應(yīng)具有處理實(shí)際中信息與科學(xué)工程計(jì)算問題的能力。當(dāng)前大數(shù)據(jù)處理涉及的信息挖掘的相關(guān)內(nèi)容，與信計(jì)專業(yè)有天然的聯(lián)系，特別是挖掘目標(biāo)的設(shè)置、隱含信息的挖掘模型的建立和使用、模型的求解、算法性能分析等，與信息與計(jì)算科學(xué)中的計(jì)算能力、建模能力、程序設(shè)計(jì)等核心能力模塊要求相連。這方面的熱點(diǎn)案例很多，如可選阿里巴巴大數(shù)據(jù)競賽、2012年和2015年深圳杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模夏令營B題進(jìn)行展示，其中阿里巴巴大數(shù)據(jù)競賽可聯(lián)系到機(jī)器學(xué)習(xí)算法等。講述這些典型的熱點(diǎn)應(yīng)用案例，對學(xué)生了解專業(yè)課程和專業(yè)的內(nèi)涵有重要的指導(dǎo)作用。

綜上，通過梳理信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)導(dǎo)論教學(xué)中一些需要澄清的問題，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，從典型案例的視角對這些問題設(shè)置的必要性和解決方式進(jìn)行了分析和探討，剖析了這對于促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)內(nèi)涵的總體把握、了解專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、品味專業(yè)學(xué)習(xí)價(jià)值的有益作用。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 王曉暉.大學(xué)專業(yè)導(dǎo)論課開設(shè)的目標(biāo)探析[J].高教論壇，2013（12）：69-71.

[3] 王利眾，朱麗平.工科專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)研究――以“通信技術(shù)導(dǎo)論與導(dǎo)學(xué)”為例[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2015（9）：29-30.

[4] 許峰，方賢文，許志才.信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)教學(xué)體系的實(shí)踐與探索[J].高等理科教育，2007（4）：70-73.

[5] 龔日朝.“以特色取勝”建設(shè)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的新型思路與實(shí)踐[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2004（3）：12-15.

[6] 蘇麗卿，黃民海.對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的認(rèn)識與思考[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2008（6）：107-109.

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[8] 汪富泉.信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2013（18）：62-63.

篇（2）

0 引言

1989年，ACM攻關(guān)組提交了著名的“計(jì)算作為一門學(xué)科”報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程要培養(yǎng)學(xué)生面向科學(xué)的思維能力，是學(xué)生領(lǐng)會學(xué)科的力量，以及從事本學(xué)科工作的價(jià)值所在[1]。2001年，CC2001將計(jì)算機(jī)學(xué)科劃分為計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程、信息工程、信息技術(shù)五個分支[2]。2005年，CC2005進(jìn)一步指出，該課程的關(guān)鍵是課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，ACM和IEEE-CS分別為這五個分支學(xué)科設(shè)計(jì)了相對獨(dú)立的課程體系，要求“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[3]。2002年中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育委員會和全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會推出了《中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》（China Computing Curricula 2002，簡稱CCC2002），闡明了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的教育思想，對學(xué)科的定義、學(xué)科方法論、學(xué)科知識體系和內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃制定以及課程組織方法、畢業(yè)生應(yīng)具備的能力等方面做了系統(tǒng)全面設(shè)計(jì)，并將計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系結(jié)構(gòu)組織成知識領(lǐng)域、知識單元和知識點(diǎn)三個層次，其中知識領(lǐng)域是知識體系結(jié)構(gòu)的最高層次，共14個領(lǐng)域，下設(shè)132個知識單元[4]。

目前，我國國內(nèi)的學(xué)科分支及課程體系一直沿用CC2005和CCC2002，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”設(shè)計(jì)5個知識領(lǐng)域，涵蓋12個核心知識單元，分別是信息技術(shù)史、程序設(shè)計(jì)語言概論、軟件工具和環(huán)境、語言翻譯簡介、人機(jī)交互基礎(chǔ)、軟件演化、通信與網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的社會環(huán)境、職業(yè)責(zé)任和道德責(zé)任、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任、知識產(chǎn)權(quán)、隱私權(quán)和公民自由。

“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”是一門計(jì)算機(jī)專業(yè)的引導(dǎo)性課程，開設(shè)在學(xué)生第一學(xué)年的第一個學(xué)期。本課程教學(xué)目標(biāo)是：通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)表示方法學(xué)和數(shù)據(jù)加工表示方法等，最終對本專業(yè)各個學(xué)科的核心內(nèi)容、各個學(xué)科的關(guān)聯(lián)有全面、概要的認(rèn)識，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定入門的基礎(chǔ)。同時(shí)，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”該課程也是一次對學(xué)生具體而詳盡的專業(yè)思想教育，對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)具有啟蒙作用。因此，依托學(xué)科課程體系，對《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程進(jìn)行改革，優(yōu)化課程內(nèi)容、打造精英團(tuán)隊(duì)、改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維和實(shí)踐能力非常重要。

1 課程教學(xué)存在的問題

從計(jì)算機(jī)學(xué)科體系發(fā)展背景、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程大綱設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)際教學(xué)效果等方面分析，計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程建設(shè)主要存在以下問題。

1.1 課程意義認(rèn)識不足

隨著中學(xué)階段信息技術(shù)課程的普及，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)資源獲取日益增多的社會環(huán)境下，一些學(xué)生和教師對“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的地位認(rèn)識不足。學(xué)生將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程與“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程混為一談，在教學(xué)管理過程中，學(xué)生對大量的專業(yè)名詞感覺枯燥，理解困難，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，處于被動接受狀態(tài)，缺乏自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識。學(xué)生學(xué)完后感覺不到這門課程的意義，沒有起到為后續(xù)課程打基礎(chǔ)的作用。

1.2 教師對計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程內(nèi)容理解不夠，教學(xué)內(nèi)容簡單化

“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程信息量大，教師很難做到每個章節(jié)分配合理，重難點(diǎn)掌握恰當(dāng)，沒有潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，不能很好地幫助學(xué)生系統(tǒng)的認(rèn)識計(jì)算機(jī)學(xué)科體系結(jié)構(gòu)。教師在面臨繁多的學(xué)科體系要求下，很難貫徹執(zhí)行計(jì)算機(jī)學(xué)科體系的核心思想，在教學(xué)內(nèi)容上只是對核心內(nèi)容進(jìn)行簡化和壓縮，生搬硬套教學(xué)大綱，完成基本的教學(xué)要求。

1.3 教學(xué)方式陳舊

在信息化高速發(fā)展的環(huán)境下，學(xué)生習(xí)慣了依賴網(wǎng)絡(luò)、依賴手機(jī)電腦，這時(shí)，教師還采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只是簡單的將黑板的“人灌”簡單的改成了PPT的“電灌”，學(xué)生還是被動地接受，課堂氣氛沉悶，學(xué)生沒有激情，教學(xué)效果不理想。

2 課程改革的思路

2.1 依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)?gòu)建課程的教學(xué)大綱

計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。基于計(jì)算思維的教學(xué)，是指通過建立一種合適的體系，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，激勵、引導(dǎo)和幫助學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在課程教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的“探究”過程，在教學(xué)過程中運(yùn)用計(jì)算思維的方法獲取知識、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力、發(fā)展個性[5]。

2006年3月，美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM雜志上給出，并定義的計(jì)算思維（Computational Thinking）。周教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。2008年6月，ACM在網(wǎng)上公布的對CS2001（CC2001）進(jìn)行中期審查的報(bào)告（CS2001 Interim Review）（草案），開始將美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授倡導(dǎo)的“計(jì)算思維”與“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計(jì)算思維的本質(zhì)。根據(jù)ACM和IEEE-CS的要求，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心，為學(xué)生將來的大學(xué)課程打好基礎(chǔ)[6]。

“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”在課程大綱設(shè)計(jì)中，依托學(xué)科課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為向?qū)Вη笠試?yán)密的方式將學(xué)生引入計(jì)算學(xué)科各個富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中，為學(xué)生正確認(rèn)知計(jì)算學(xué)科提供方法，為學(xué)生今后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的課程做鋪墊。下面列出“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程教學(xué)大綱。如表1所示。

如表1所述，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱中包含了學(xué)科的宏大視野和學(xué)科各分支領(lǐng)域具有的共性的核心概念、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)科學(xué)方法、社會與問題，要求學(xué)生理解計(jì)算思維，認(rèn)識學(xué)科形態(tài)，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)。課程大綱體現(xiàn)了在不斷地提出問題、解決問題的過程中，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維進(jìn)行問題求解能力的訓(xùn)練以及邏輯思維能力的培養(yǎng)，結(jié)合專業(yè)特色，將計(jì)算思維應(yīng)用到各個專業(yè)問題的解決方法中去。

2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為目的改變教學(xué)表現(xiàn)形式

依據(jù)3.1中構(gòu)建的課程大綱，將“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的所有教學(xué)內(nèi)容分模塊以不同的課堂形式表現(xiàn)。下面列出分模塊的“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)表現(xiàn)形式。如表2所示。

2.3 打造可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)新型的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”需要解決的主要問題是讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展歷史，學(xué)科最新發(fā)展方向，職業(yè)基本行為規(guī)范和學(xué)科所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，因此需要教師能夠融會貫通的對“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識進(jìn)行系統(tǒng)的講解，并能夠跟蹤學(xué)科的科研動態(tài)，了解目前的重大科研成果，通過對前沿科學(xué)內(nèi)容的講解，開拓學(xué)生的視野。因此，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師必須教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”中所涉及的知識映射的單門課程需要有循環(huán)教學(xué)2-3遍的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能夠非常清楚后續(xù)各課程之間的銜接關(guān)系，準(zhǔn)確地把握各類課程的引導(dǎo)性內(nèi)容和重要性內(nèi)容，在教學(xué)過程中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)型專業(yè)人員擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人，以中、青年骨干教師為主體，形成由教授、副教授、講師、助教組成梯次合理的隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)中有教學(xué)效果優(yōu)秀、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的名師。

課程負(fù)責(zé)人熟悉各個教學(xué)環(huán)節(jié)教育改革趨勢，能夠協(xié)調(diào)和凝聚團(tuán)隊(duì)成員的力量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員在課程建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段或?qū)嶒?yàn)、實(shí)踐教學(xué)等方面的教育教學(xué)改革中取得成果。

“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教師團(tuán)隊(duì)的教師要求掌握各種課堂技巧，根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容特色，靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，用通俗易懂的語言描述繁雜的專業(yè)內(nèi)容，調(diào)動課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的興趣，讓學(xué)生正確認(rèn)識本門課程的重要性。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員要求具有創(chuàng)新性思維，在間教學(xué)過程中進(jìn)行專業(yè)學(xué)術(shù)探討與論爭、教學(xué)方法交流、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)溝通等，產(chǎn)生教學(xué)實(shí)踐改革的創(chuàng)新思考，并在教學(xué)實(shí)踐中逐漸實(shí)施，形成通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的創(chuàng)新精神來促進(jìn)課程發(fā)展和培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識教師的良性循環(huán)。

2.4 合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，創(chuàng)造交互式課堂

根據(jù)上文所描述的模塊化的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，在課堂教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，采用理論、實(shí)踐（2：1）的形式組織課堂教學(xué)。理論課堂以講解基本理論知識為重點(diǎn)，幫助學(xué)生運(yùn)用學(xué)科數(shù)學(xué)思想梳清整個學(xué)科脈絡(luò)，建立系統(tǒng)化的認(rèn)知模型。實(shí)踐課堂以“任務(wù)驅(qū)動”的形式組織教學(xué)，以團(tuán)隊(duì)小組的形式進(jìn)行考核。課堂教學(xué)方式是：①教師引導(dǎo)組長運(yùn)用關(guān)注點(diǎn)的計(jì)算思維指導(dǎo)組內(nèi)的分工，將一個復(fù)雜的題目演變成一系列的子模塊；②各組員定期交流各自完成的情況，對于過程中遇到的問題；③教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的方法進(jìn)行抽象、分析；④通過網(wǎng)絡(luò)等各種途徑進(jìn)行自主檢索、探究、思考、討論；⑤最終形成問題的求解思路；⑥在學(xué)生完成任務(wù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識的歸納和總結(jié)，并演示、講解和答辯相結(jié)合進(jìn)行總結(jié)評價(jià)，加深學(xué)生對知識體系的理解。通過這種課堂組織方式，激發(fā)學(xué)生的求知欲，改變學(xué)生由被動學(xué)習(xí)為主動獲取知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和學(xué)生對計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，不再單純地依賴授課老師去教授知識。而課堂和老師的角色則發(fā)生了變化。老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識。1/3的時(shí)間課程教學(xué)中，除去需要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)學(xué)科中的一些核心概念和學(xué)科形態(tài)外，如：計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在最新的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中的應(yīng)用問題，第三次數(shù)學(xué)危機(jī)，職業(yè)道德，計(jì)算機(jī)未來的形態(tài)等問題均可以采用“任務(wù)驅(qū)動”的形式授課。學(xué)生需要課前根據(jù)老師布置的范圍了解和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，形成小組總結(jié)性文字，老師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和課前學(xué)習(xí)效果組織課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算思維的方式構(gòu)建學(xué)科脈絡(luò)，拓展學(xué)科視野。

理論教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)了學(xué)對知識的理解，訓(xùn)練了學(xué)生的計(jì)算思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力。

3 小結(jié)

論文通過對“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程的課程大綱梳理、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)方法改革，在當(dāng)前“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”教學(xué)中注入了新的思路，體現(xiàn)了以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教育思想。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]The Join Task Force. Computing Curricula 2005. The Overview Report. A cooperative project of ACM， AIS， and IEEE-CS. Sept 2005[J].

篇（3）

0 引言

針對國內(nèi)外計(jì)算機(jī)教育發(fā)展的新動向，教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會聯(lián)合中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育專業(yè)委員會、全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會，特別就計(jì)算思維能力的培養(yǎng)問題形成幾點(diǎn)認(rèn)識。計(jì)算機(jī)專業(yè)教育應(yīng)該在計(jì)算思維能力培養(yǎng)中做出表率，將系統(tǒng)化計(jì)算思維能力的培養(yǎng)貫穿在計(jì)算機(jī)專業(yè)的教育中。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門先導(dǎo)必修課程，是作為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門專業(yè)課程，其主要作用可以歸納為“五導(dǎo)”：導(dǎo)知識、導(dǎo)方法、導(dǎo)思維、導(dǎo)意識和導(dǎo)職業(yè)。我們認(rèn)為“導(dǎo)思維”是首要的，也是最為核心的，同時(shí)也是最難做到的，“導(dǎo)思維”在引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的過程中，可以很好地、潛移默化地達(dá)到其他4項(xiàng)引導(dǎo)作用。

如何建立計(jì)算思維能力的培養(yǎng)要求、實(shí)施途徑、評測規(guī)范與方法一直是當(dāng)前計(jì)算機(jī)教育者從事計(jì)算思維研究的一項(xiàng)重要課題。我們結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年的經(jīng)驗(yàn)積累，依據(jù)計(jì)算思維的本質(zhì)和特征及計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的構(gòu)建目的，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念、教學(xué)方法及教學(xué)評價(jià)等方面探討如何在計(jì)算思維驅(qū)動下對計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程進(jìn)行一系列的改革和探索。

1 計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

計(jì)算思維（Computational Thinking），籠統(tǒng)地講，是指受過良好訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者面對問題所習(xí)慣采用的思維方法，體現(xiàn)為在過去半個多世紀(jì)以來成就計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)輝煌發(fā)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(nèi)涵在近年來發(fā)表的文獻(xiàn)資料中均有豐富論述。而有關(guān)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的構(gòu)建問題，在1989年ACM攻關(guān)組所提交的“計(jì)算作為一門學(xué)科”（Computing as a discipline）報(bào)告中認(rèn)為，該課程要培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)W科的思維能力，使學(xué)生領(lǐng)會學(xué)科的力量，以及從事本學(xué)科工作的價(jià)值所在。報(bào)告希望該課程能用類似于數(shù)學(xué)那樣嚴(yán)密的方式將學(xué)生引入到計(jì)算學(xué)科各個富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之中。

2008年6月在網(wǎng)上公布的ACM對CC2001（CS2001）進(jìn)行的中期審查報(bào)告（CS2001 Imerim Review）（草案）中，開始將美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授周以真（Jeannette M.wing）倡導(dǎo)的“計(jì)算思維”與計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計(jì)算思維的本質(zhì)。

綜上所述，計(jì)算機(jī)導(dǎo)論這門課程不是解決對計(jì)算機(jī)功能的工具性認(rèn)識問題，而是要對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)引導(dǎo)和思維引導(dǎo)，應(yīng)該以面向計(jì)算學(xué)科的思維能力，也即計(jì)算思維能力的培養(yǎng)為核心。學(xué)生如果有了良好的計(jì)算思維品質(zhì)，不管環(huán)境、知識需求如何變化，都可以靈活應(yīng)變，從而為今后的專業(yè)學(xué)習(xí)以及走上工作崗位打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 計(jì)算思維驅(qū)動下的課程改革

2.1 學(xué)目標(biāo)，靈活教學(xué)內(nèi)容

美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念去求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為。它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。計(jì)算思維一大特征是數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，其形式化基礎(chǔ)建筑于數(shù)學(xué)之上。計(jì)算機(jī)科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維，基本計(jì)算設(shè)備的限制迫使計(jì)算機(jī)學(xué)家必須計(jì)算性地思考，不能只是數(shù)學(xué)性地思考。所以計(jì)算思維的研究存在多維性，它緊密地同數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程結(jié)合在一起。另一方面，計(jì)算思維建立在計(jì)算過程的能力和限制之上，由人和機(jī)器去執(zhí)行，在求解問題時(shí)必須從人的認(rèn)知、心理、思維活動和學(xué)科發(fā)展角度去入手，故存在研究角度的多態(tài)性。

因此，計(jì)算思維多維、多態(tài)的復(fù)雜特征決定了計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程當(dāng)前培養(yǎng)方案的多樣性與差異性。當(dāng)今計(jì)算機(jī)的理論和技術(shù)發(fā)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地對新知識、新技術(shù)進(jìn)行跟進(jìn)。因此，我們主張教材為輔，“導(dǎo)思維”為主的原則，在統(tǒng)一的數(shù)學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下靈活課程的講授內(nèi)容，留給教師和學(xué)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(xué)生也不會因教科書而將概念固定化，更不會出現(xiàn)臨考抱“教材”的現(xiàn)象。

我們確定計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程的教學(xué)目標(biāo)是：在學(xué)生建立計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科知識體系框架的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力、洞察問題及解決問題的能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程、參與創(chuàng)新課題等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)內(nèi)容的劃分和安排上，由于課時(shí)有限，我們主張理論教學(xué)內(nèi)容在劃分上盡可能地簡單分明，前后知識可以很好地呼應(yīng)起來，這樣更有利于知識點(diǎn)的系統(tǒng)化，不會因?yàn)檎鹿?jié)龐雜、知識點(diǎn)太多而導(dǎo)致學(xué)生難于消化。為此將課程的講授內(nèi)容簡單劃分成3大部分：

（1）介紹計(jì)算學(xué)科各領(lǐng)域的發(fā)展史及前沿，揭示各主要領(lǐng)域的基本規(guī)律及相互之間的內(nèi)在聯(lián)系；認(rèn)識當(dāng)前社會和職業(yè)問題等。

（2）介紹計(jì)算機(jī)學(xué)科中的經(jīng)典科學(xué)問題，初步認(rèn)識和理解抽象、理論和設(shè)計(jì)3種學(xué)科形態(tài)。

（3）講解計(jì)算機(jī)學(xué)科中的核心概念（如算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序、軟件、硬件、信息表示等），探討研究學(xué)科中的數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)科學(xué)方法，培養(yǎng)計(jì)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(jié)合授課內(nèi)容和計(jì)算思維的培養(yǎng)目標(biāo)，隨時(shí)有針對性地調(diào)整和豐富自己的講授內(nèi)容。例如，講解計(jì)算機(jī)學(xué)科各領(lǐng)域的發(fā)展史時(shí)，通過引薦吳軍老師的《浪潮之巔》，讓學(xué)生對整個信息產(chǎn)業(yè)有個整體了解，明鑒信息技術(shù)之興衰和發(fā)展；而王偉老師的《計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿技術(shù)》則系統(tǒng)展示了計(jì)算機(jī)學(xué)科各領(lǐng)域中令人激動的前沿技術(shù)，揭示未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向，很好地體現(xiàn)了計(jì)算思維及其重要性。

2.2 主張自由文理教育，突顯學(xué)生主體

作為國家建設(shè)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(dú)立思考能力和良好的身體。技能是容易學(xué)的，但一個人的素養(yǎng)和教養(yǎng)不是一蹴而就就能培養(yǎng)的。大學(xué)教育的目的應(yīng)該在于培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，比如閱讀、寫作、計(jì)算思維，而不是一時(shí)的某項(xiàng)職業(yè)技能。如果學(xué)生進(jìn)入大學(xué)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(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)需從“學(xué)什么”（內(nèi)容）轉(zhuǎn)到“如何學(xué)”（過程），將“導(dǎo)思維”放置課程建設(shè)的首位。

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

在教學(xué)中，我們堅(jiān)持以學(xué)生為本，打破傳統(tǒng)的教師講學(xué)生聽的單向模式，在課堂上采用提問式教學(xué)，注意引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)；嚴(yán)格地遵循計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律，定期給出具有一定挑戰(zhàn)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(xué)習(xí)獲取知識的方法及分析問題的原則；利用平時(shí)的小論文，引導(dǎo)學(xué)生收集資料，增強(qiáng)自我學(xué)習(xí)的能力，建立抽象立體的概念；通過對科學(xué)大師的解讀沉淀一種學(xué)者的尊嚴(yán)和對真理的敬重和向往，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任心。

2.3 遵從螺旋式組織方式，提升學(xué)生思維

若將教學(xué)比作爬山，通常的教學(xué)習(xí)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(zhuǎn)，在相同的角度看到的風(fēng)景雖然都一樣，但每次繞回來時(shí)的高度不同，能看到的廣度和深度都不一樣。等到達(dá)山頂時(shí)學(xué)生不僅對山有具體認(rèn)知，也能掌握四周環(huán)境全面性的關(guān)聯(lián)知識。計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程幾乎涵蓋了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所有的理論、技術(shù)和研究課題，內(nèi)容太過廣泛，若前后不能很好地呼應(yīng)起來，學(xué)生往往會因孤立地學(xué)習(xí)太多的知識點(diǎn)而導(dǎo)致前面學(xué)的內(nèi)容到后面就忘記了，理解起來也相對困難。對于計(jì)算機(jī)科學(xué)這樣一個有機(jī)的、龐大的學(xué)科體系，教師應(yīng)該引發(fā)學(xué)生對計(jì)算機(jī)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的理解，精熟其基本原則、原理，以此產(chǎn)生類化的能力，而不是零碎概念、知識點(diǎn)的描述。

我們在課程實(shí)施中，遵循螺旋式課程的組織方式。首先結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和團(tuán)隊(duì)成員之間的合作討論對課程知識進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)化；然后從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展角度出發(fā)，沿認(rèn)知發(fā)展的動作表象、形象表象、符號表象3個階段來組織課程內(nèi)容。講授內(nèi)容如2.1節(jié)所述，知識點(diǎn)在組織安排上前后呼應(yīng)，螺旋式地?cái)U(kuò)展和加深，直至復(fù)雜、抽象的現(xiàn)代知識領(lǐng)域；最后在教學(xué)過程中我們采用合理的教學(xué)方式和緊密相連的學(xué)習(xí)節(jié)目來配合教學(xué)過程。比如教學(xué)中我們注重學(xué)習(xí)情境的安排，在講授算法時(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生感受其產(chǎn)生背景，摸索過程，走過什么道路，不同階段產(chǎn)生什么改變，將來的發(fā)展趨勢是什么，它還可以做什么改進(jìn)等。引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)活動，提供學(xué)生更多自行探索的機(jī)會，最終實(shí)現(xiàn)將“知識個人化”。為使學(xué)生站在同一角度看到更大的廣度和深度，我們主張采用團(tuán)隊(duì)教學(xué)制。計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域廣，學(xué)科交叉和滲透十分突出，而計(jì)算機(jī)學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的思維和視野，在不同的知識領(lǐng)域會組織邀請相應(yīng)有所“專”的教師來講授，這樣可以發(fā)揮團(tuán)隊(duì)互補(bǔ)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生全方位的指導(dǎo)，收到良好的人本教育的效果。

2.4 采用分級評價(jià)手段，有效監(jiān)管教學(xué)過程

計(jì)算思維能力的培養(yǎng)是一個長期的過程，學(xué)習(xí)和思維不是彼此獨(dú)立的，是緊密而互補(bǔ)地聯(lián)系在一起的。所以為了內(nèi)化學(xué)生的計(jì)算思維能力，我們必須有效監(jiān)管整個教學(xué)過程，對每個個體在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)做出正確評價(jià)，這樣才可以實(shí)施因材施教，兼顧那些因各種原因而落后的學(xué)生。

我們采用螺旋式教學(xué)法，非常注重引導(dǎo)學(xué)生課前進(jìn)行預(yù)習(xí)。在講授新內(nèi)容之前，我們要求學(xué)生課前收集相應(yīng)的材料加以了解，課堂上通過實(shí)施提問式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極討論，同時(shí)依據(jù)學(xué)生參與情況及時(shí)做出相應(yīng)的評價(jià)，對未準(zhǔn)備的學(xué)生要給予相應(yīng)懲罰，并在下次課中加重對其進(jìn)行考察。相應(yīng)地，在平時(shí)作業(yè)中我們不會布置常識性的題目，而是根據(jù)授課內(nèi)容布置一些能夠引發(fā)思考、對計(jì)算機(jī)學(xué)科整體認(rèn)知有幫助的題目，這樣就避免了作業(yè)抄襲的現(xiàn)象，增加了學(xué)生主動思考的機(jī)會，教師也可及時(shí)捕獲學(xué)生思維能力的變化，調(diào)整和改進(jìn)后續(xù)的講解內(nèi)容。

我們所采用的團(tuán)隊(duì)教學(xué)制為實(shí)施團(tuán)隊(duì)合作式學(xué)習(xí)提供了很好的平臺。在整個課程結(jié)束后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的每個成員會給出一些具有挑戰(zhàn)性和合作性的題目，學(xué)生根據(jù)自身對學(xué)科分支的理解和把握情況來挑選導(dǎo)師，在導(dǎo)師的牽頭引領(lǐng)下開展以小組為單位的研究型學(xué)習(xí)。學(xué)生最終需按照要求提交論文或報(bào)告，并在小組內(nèi)通過上臺演講的方式進(jìn)行答辯，最終以個人和小組的共同表現(xiàn)綜合給出評定。

篇（4）

1 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的定位與培養(yǎng)目標(biāo)

我國高等院校早期的計(jì)算機(jī)學(xué)科教育注重學(xué)術(shù)研究性教育，也就是我們所說的精英化教育。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，需要大量實(shí)踐能力強(qiáng)且上手快的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，高等院校本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教育，就需要改變傳統(tǒng)的教育思維，應(yīng)該研究培養(yǎng)體現(xiàn)職業(yè)特征的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式，我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以基礎(chǔ)適度、口徑適中、強(qiáng)化應(yīng)用、提升能力、注重特色的人才培養(yǎng)規(guī)格為要求，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。

我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，知識、能力、素質(zhì)相互協(xié)調(diào)，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，能從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的分析和維護(hù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理與維護(hù)，計(jì)算機(jī)硬件、嵌入式系統(tǒng)以及接口設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝與維修，獲得計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域工程師基本訓(xùn)練，具有安全意識、實(shí)踐能力、創(chuàng)業(yè)精神，適應(yīng)社會發(fā)展需求的應(yīng)用型高級專門人才。

2 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的原則

關(guān)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，是發(fā)展和建設(shè)專業(yè)所必需的。在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)過程中，需要以市場為導(dǎo)向、特色建設(shè)、創(chuàng)新的原則，對培養(yǎng)模式進(jìn)行深化，進(jìn)而達(dá)到教學(xué)改革與發(fā)展的需求。

2.1以市場為導(dǎo)向的原則

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已成為社會發(fā)展的原動力。計(jì)算機(jī)具有實(shí)用性的特點(diǎn)，注重專業(yè)與市場的對接，這樣才能更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)。面對多元化的經(jīng)濟(jì)市場，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式與市場相結(jié)合，以市場為導(dǎo)向，使得教學(xué)活動更具有針對性和職業(yè)性。基于市場需求，在專業(yè)課程的設(shè)計(jì)上，要具有實(shí)效性，以市場的需求面來確定教學(xué)的內(nèi)容面，這樣在培養(yǎng)方式和內(nèi)容上，有助于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2.2 專業(yè)建設(shè)的特色化原則

隨著高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的開設(shè)增多，其競爭性加強(qiáng)，社會對于其的要求也增加。因而，在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)中，關(guān)于特色專業(yè)的建設(shè)非常重要。專業(yè)建設(shè)的特色化，可以更好地體現(xiàn)應(yīng)用型，是高校學(xué)科建設(shè)的重要方面。在計(jì)算機(jī)專業(yè)的建設(shè)中，要體現(xiàn)學(xué)科的細(xì)化，教學(xué)方面進(jìn)行明確。諸如，運(yùn)行、系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)等相關(guān)技術(shù)的教學(xué)培養(yǎng)，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要方面，這點(diǎn)也是專業(yè)細(xì)化下，專業(yè)特色化建設(shè)的重要方面。

2.3教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新性原則

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展迅猛，其課程內(nèi)容具有技術(shù)新、變化快的特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容的多變性，在于教學(xué)主體未變，其相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新性發(fā)展。在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)中，關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新非常重要，教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，可以為專業(yè)培養(yǎng)提供多元化的平臺，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合性的培養(yǎng)模式。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，還需要體現(xiàn)市場的需求，在教學(xué)活動之中滲透職業(yè)教育，在掌握理論知識的同時(shí)提高實(shí)踐能力。這樣，學(xué)生的社會生存能力得到更好地培養(yǎng)，適合現(xiàn)代教學(xué)改革的需求。

3 理論課程體系的構(gòu)建

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)要實(shí)現(xiàn)其人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程是其采取的重要手段，即課程是專業(yè)教學(xué)的重要載體。課程體系是課程及進(jìn)程的總和，是同一專業(yè)不同課程門類按照門類順序排列，課程門類排列順序決定了學(xué)生通過學(xué)習(xí)將獲得怎樣的知識結(jié)構(gòu)。課程體系是教學(xué)理念的重要體現(xiàn)，是培養(yǎng)目標(biāo)的具體化和依托，它規(guī)定了培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)施的規(guī)劃方案。因此，構(gòu)建專業(yè)的課程體系是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，它關(guān)系到學(xué)生獲得哪些方面的知識和能力、如何強(qiáng)化應(yīng)用、怎樣體現(xiàn)專業(yè)特色。

3.1 通識教育課程

通識教育模塊分為必修模塊與選修模塊。必修模塊分為思想政治理論模塊、軍事理論模塊、公共體育模塊、公共外語模塊與數(shù)學(xué)模塊。它們是大學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)培養(yǎng)中的基礎(chǔ)部分。

通識部分選修模塊是根據(jù)當(dāng)代大學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)自我構(gòu)造的需要而設(shè)置的一系列課程，按課程的學(xué)科性質(zhì)將選修通積教育分為人文素質(zhì)模塊、自然科技模塊、經(jīng)濟(jì)管理模塊、藝體健康模塊等四大模塊，目的是提高學(xué)生的文化品位、審美情趣、身心健康、人文素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。

3.2 學(xué)科基礎(chǔ)課程

包括各相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能的課程，其目的是夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)。

具體課程包括計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、C程序設(shè)計(jì)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、電路與電子學(xué)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。具體分為以下兩個課程群：①數(shù)理基礎(chǔ)：線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)；②技術(shù)基礎(chǔ)：包括電路與電子學(xué)、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)等硬件基礎(chǔ)課程群和計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等軟件基礎(chǔ)課程群。

3.3 專業(yè)基礎(chǔ)課程

專業(yè)基礎(chǔ)模塊是按社會需求和專業(yè)學(xué)科發(fā)展需要所開設(shè)的反映人才知識結(jié)構(gòu)要求的若干門課程，主要包括該專業(yè)的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能的課程，其目的是夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)。分為軟件與硬件兩個課程群，包括必修和選修課程。

必修課程包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（C++）、匯編語言、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、編譯原理、數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、接口技術(shù)、軟件工程等。

選修課程包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)頁制作、JAVA程序設(shè)計(jì)、LINUX操作系統(tǒng)、JSP網(wǎng)絡(luò)編程和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

3.4 專業(yè)方向及專業(yè)前沿課程

專業(yè)方向及專業(yè)前沿課程是根據(jù)社會上實(shí)際的人才崗位群需求，在專業(yè)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上從深度上體現(xiàn)該專業(yè)內(nèi)涵和特色的一系列面向應(yīng)用的課程，主要是指與某一特定的工作或某一類職業(yè)相關(guān)的課程，目的是為學(xué)生進(jìn)一步擴(kuò)充和強(qiáng)化專業(yè)相關(guān)知識和技能，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向和嵌入式系統(tǒng)方向。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向包括必修課和選修課，其中必修課有.NET構(gòu)架及應(yīng)用和ASP.NET網(wǎng)絡(luò)編程兩門課程，選修課有J2EE技術(shù)、微機(jī)與外設(shè)維護(hù)維修技術(shù)、Delphi程序設(shè)計(jì)、多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理、ORACLE數(shù)據(jù)庫、電子商務(wù)概論和UML建模技術(shù)等課程。

嵌入式系統(tǒng)方向包括必修課和選修課，其中必修課有嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)和嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)兩門課程，選修課有單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式操作系統(tǒng)及其程序設(shè)計(jì)、嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)、移動設(shè)備軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)測試技術(shù)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及應(yīng)用、WinCE嵌入式軟件開發(fā)、嵌入式數(shù)據(jù)庫和通信網(wǎng)絡(luò)與總線技術(shù)。

4實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

4.1實(shí)踐課程體系的構(gòu)建

應(yīng)用型本科實(shí)踐課程教學(xué)體系應(yīng)包括普適基本技能層次、學(xué)科專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)層次、專業(yè)應(yīng)用與綜合技能實(shí)踐訓(xùn)練層次在內(nèi)的三層次實(shí)驗(yàn)課程體系。

1） 普適基本技能層次

普適基本技能層次開出預(yù)備性實(shí)驗(yàn)基本技能課程實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生盡早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，盡早轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，盡早增強(qiáng)工程意識。這方面設(shè)置有物理實(shí)驗(yàn)和認(rèn)識實(shí)習(xí)。

2） 學(xué)科專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)層次

學(xué)科專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)層次開出二級學(xué)科及其相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，通過基礎(chǔ)科學(xué)原理課程的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)規(guī)范的研究習(xí)慣，掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、裝置準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集和處理、結(jié)果分析和報(bào)告的方法。包括計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程的上機(jī)編程、電路與電子學(xué)和數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)兩門課程的硬件實(shí)驗(yàn)。

3） 專業(yè)應(yīng)用與綜合技能實(shí)踐訓(xùn)練層次

專業(yè)應(yīng)用與綜合技能實(shí)踐訓(xùn)練層次通過專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等綜合實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，廣泛開展校企合作，以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)為主，著力提升本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)能力和就業(yè)質(zhì)量。例如，本專業(yè)與工信部人才交流中心簽署了合作共建協(xié)議，實(shí)施藍(lán)橋計(jì)劃，聯(lián)合培養(yǎng)JAVA程序高級開發(fā)人才。與北京達(dá)內(nèi)科技有限公司合作培養(yǎng)C++程序設(shè)計(jì)高級開發(fā)人才。另外，與北京安卓易科技有限公司、京東翰林教育集團(tuán)、匯眾益智（北京）教育科技有限公司等共建校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，雙方教師共同指導(dǎo)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，取得良好效果，基本實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才與工作崗位的無縫對接。

4.2課外素質(zhì)拓展與創(chuàng)新實(shí)踐

課外素質(zhì)拓展與創(chuàng)新實(shí)踐為鼓勵學(xué)生參加課外科研創(chuàng)新、專業(yè)技能訓(xùn)練和社會實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，要求每個學(xué)生必須取得課外素質(zhì)和創(chuàng)新項(xiàng)目4個學(xué)分，此類學(xué)分單獨(dú)記載，超過的學(xué)分可以替代相應(yīng)選修課學(xué)分。

篇（5）

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1引言

“算法設(shè)計(jì)與分析”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,學(xué)好算法課是必要且是必須的。“算法設(shè)計(jì)與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計(jì)算領(lǐng)域中不同問題的標(biāo)準(zhǔn)算法,更重要的是分析其算法復(fù)雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時(shí)間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認(rèn)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)就是算法的研究”,他主持設(shè)計(jì)的TeX排版系統(tǒng)被譽(yù)為是“不存在Bug的系統(tǒng)”,這是以大師嚴(yán)密的算法設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為保證的。前微軟高級副總裁李開復(fù)博士認(rèn)為“計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)質(zhì)是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學(xué)。計(jì)算機(jī)算法的應(yīng)用已經(jīng)遍及人類社會的各個領(lǐng)域,包括計(jì)算機(jī)軟硬件機(jī)器學(xué)習(xí)、電信及互聯(lián)網(wǎng)、一般制造業(yè)、經(jīng)濟(jì)與金融業(yè)等。算法技術(shù)不僅在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,而且在其它理工及社會科學(xué)領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設(shè)計(jì)原則,在筆者執(zhí)教的學(xué)校,數(shù)學(xué)和信息安全兩個非計(jì)算機(jī)專業(yè)已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設(shè)計(jì)與分析”課程教學(xué)水平有著極其深遠(yuǎn)的意義和重要的作用。

2教材選擇

近年來,國內(nèi)引進(jìn)了一些優(yōu)秀的國外教材,其中的《算法導(dǎo)論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學(xué)期的教學(xué)課程,因此難以將該教材系統(tǒng)地用于學(xué)時(shí)有限的本科教學(xué);《算法設(shè)計(jì)與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優(yōu)秀教材,該書的目的是將算法領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究結(jié)果進(jìn)行綜合,重點(diǎn)在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和具體的編程技巧。但是該書內(nèi)容和習(xí)題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內(nèi)的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優(yōu)秀。這些教材都被我們重點(diǎn)推薦給學(xué)生作為參考書。

出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學(xué)者M(jìn).H.Alsuwaiyel所著的《算法設(shè)計(jì)技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統(tǒng)算法設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內(nèi)容,這些內(nèi)容在傳統(tǒng)教材中并不多見,是一些高端算法經(jīng)常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統(tǒng)名校教材,但作者在南加州大學(xué)攻讀獲得碩士和博士學(xué)位,因此該書吸收了歐美優(yōu)秀教材的風(fēng)格,且文筆簡潔流暢。該書的內(nèi)容及習(xí)題難度適中,便于課堂教學(xué)及自學(xué),是一本適合本科教學(xué)的好書。

如果一個本科生能夠?qū)W好本教材,并在后面的碩士階段,學(xué)好UIIman的《算法設(shè)計(jì)與分析》,之后再將《算法導(dǎo)論》學(xué)習(xí)好,則必將打下堅(jiān)實(shí)的算法理論基礎(chǔ),為終身的職業(yè)生涯所受用。

3興趣培養(yǎng)

本課程的教學(xué)對象是大學(xué)理工科三年級學(xué)生,要求他們不僅具備數(shù)學(xué)分析、概率及線性代數(shù)的基礎(chǔ),而且具備離散數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)知識。很多學(xué)生剛學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實(shí)有部分章節(jié)如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,圖的遍歷等取材于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程。因此會有些學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高,認(rèn)為是在學(xué)習(xí)重復(fù)的課程。

針對這一情況,首先我們會教育學(xué)生兩課程的目的是不一樣的。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的是教會學(xué)生如果對現(xiàn)實(shí)世界中的事物及對其信息處理過程建立數(shù)據(jù)模型;而算法設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時(shí)間復(fù)雜度,主要論述如何運(yùn)用算法技術(shù)改進(jìn)已有一些算法的效率,或者對復(fù)雜問題進(jìn)行求解。

近年來,計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)發(fā)展迅速,CPU、外存、內(nèi)存的性能在持續(xù)提高,價(jià)格卻大幅度下跌。因此有很多人認(rèn)為,軟件的效率已經(jīng)不再重要了,只要提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置就足夠了。這種觀點(diǎn)顯然是錯誤的。

我們在第一節(jié)的緒論課中引用《算法導(dǎo)論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設(shè)有兩個排序算法:其一是插入排序,時(shí)間復(fù)雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數(shù);其二是歸并排序,時(shí)間復(fù)雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數(shù),一般情況下c1< c2。n是待排序數(shù)列的長度。對于這兩個實(shí)質(zhì)上屬于不同數(shù)量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優(yōu)化多少,甚至當(dāng)n較小時(shí),插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認(rèn)識到,當(dāng)n逐漸增大到一定數(shù)值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上排序結(jié)果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計(jì)算機(jī)A(10億指令/秒)上運(yùn)行插入排序,而在低速計(jì)算機(jī)B(1千萬指令/秒)上運(yùn)行歸并排序。此時(shí)硬件條件是機(jī)器A比機(jī)器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數(shù)據(jù)集的規(guī)模n為100萬。

計(jì)算得到:

機(jī)器A運(yùn)行時(shí)間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒

機(jī)器B運(yùn)行時(shí)間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒

結(jié)果是驚人的,用了快100倍的機(jī)器處理相同的數(shù)據(jù)集,反而慢幾乎20倍。如果數(shù)據(jù)集大10倍為1000萬,那么機(jī)器A要算2.3天,機(jī)器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。

事實(shí)上,算法技術(shù)的發(fā)展沒能跟上硬件的發(fā)展,其發(fā)展空間還很大,盲目崇尚硬件建設(shè)而忽視算法技術(shù)的觀點(diǎn)是錯誤的。

在電信應(yīng)用中,雖然硬件和軟件技術(shù)發(fā)展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網(wǎng)內(nèi)就可能有成百萬實(shí)時(shí)在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發(fā)生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當(dāng)一臺內(nèi)存中存放近百萬用戶資料,則浪費(fèi)16個字節(jié)就是浪費(fèi)16M空間。如果記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及處理算法設(shè)計(jì)不合理,則內(nèi)存很容易不夠用,大量工作任務(wù)會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構(gòu)建軟件,必須對每個字節(jié)空間、每個計(jì)算機(jī)指令的使用優(yōu)化到位。否則,即便有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一般的軟件技術(shù)是無法承受高性能、高容量計(jì)算的需要的。算法技術(shù)能支持開發(fā)人員在軟件設(shè)計(jì)階段從理論層面保障系統(tǒng)的效率達(dá)到最優(yōu)。

經(jīng)首次引論性教學(xué),絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)識了算法課程重要性,明確了學(xué)習(xí)目的,獲得了較好的教學(xué)效果。

4理論教學(xué)

課程教學(xué)組在教材內(nèi)容上選擇了以下內(nèi)容:

(1) 算法分析基本概念,數(shù)學(xué)預(yù)備知識。這些都是本課程工具性方法。

(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(3) 歸納法、分治、動態(tài)規(guī)劃。介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)中十分重要的遞歸為主題的設(shè)計(jì)技術(shù),遞歸要求能夠?qū)⒋鈫栴}抽象為遞推表達(dá)式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復(fù)雜問題化解為嵌套的簡單問題。

(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優(yōu)化問題。

(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機(jī)在P時(shí)間內(nèi)能解決的問題,這類論題對于培養(yǎng)學(xué)生將來思考問題復(fù)雜度是個導(dǎo)論。

(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經(jīng)典問題。

(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發(fā)展的領(lǐng)域,以擴(kuò)展學(xué)生知識面,但不做考核要求。

其他內(nèi)容如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖遍歷等是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖論課的內(nèi)容,本課程內(nèi)不做講解,供學(xué)生預(yù)習(xí)課程時(shí)選讀;對于域指定問題的迭代改進(jìn)和計(jì)算幾何技術(shù)等高級課題,推薦學(xué)生根據(jù)興趣自學(xué)。

近年,越來越多的國內(nèi)高校主張雙語教學(xué)。我們也有這樣的規(guī)劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運(yùn)用還有限,為此達(dá)到最好的教學(xué)效果,在教學(xué)中先采用中文教學(xué)。但是我們鼓勵學(xué)生同步閱讀英文版教材,以更好地適應(yīng)未來科研和國際化軟件研發(fā)的需要。

5科研方法及實(shí)踐能力培養(yǎng)

科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學(xué)、中國科技大學(xué)等名校就對高年級學(xué)生講授研究生課程,并進(jìn)行導(dǎo)師制研教結(jié)合型教學(xué),使得很多學(xué)生讀研時(shí)就能取得優(yōu)秀的成果。作者所執(zhí)教的是重點(diǎn)工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學(xué):一是有超過60%的學(xué)生主觀上有本科畢業(yè)后繼續(xù)深造的愿望;二是學(xué)校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優(yōu)秀電子數(shù)據(jù)庫。在教學(xué)中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實(shí)用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學(xué)生,并將自己研究生階段的學(xué)習(xí)方法介紹給學(xué)生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學(xué)生讀一些高端的雜志,例如計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的四大學(xué)報(bào),ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點(diǎn)好處:這些刊物審稿嚴(yán)格,文章無論是學(xué)術(shù)性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關(guān)的其它刊物或會議文章。引導(dǎo)學(xué)有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材中大部分章節(jié)內(nèi)容其實(shí)也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學(xué)術(shù)期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內(nèi)容的比例最高。現(xiàn)在的一些學(xué)術(shù)期刊中刊出的優(yōu)秀算法,過幾年就會被大量的引用或?qū)嶋H應(yīng)用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。

我們認(rèn)為,在本科高年級展開研究式教學(xué)對學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展有好處。對打算深造的同學(xué),可以潛移默化地引導(dǎo)他們思索自己未來的發(fā)展方向,有很多成功的學(xué)者就是在大學(xué)受到某門課程老師的影響而走上科研道路的。科學(xué)研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學(xué)習(xí)到第三、四年后才開始發(fā)表一級論文,很多碩士生畢業(yè)前才急忙撰寫可發(fā)表成果。而同時(shí)有些博士生入學(xué)兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養(yǎng)了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準(zhǔn)備。如果本科階段就培養(yǎng)研究型學(xué)習(xí)方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養(yǎng)學(xué)生良好的研究習(xí)慣,正是我們教師要不斷探索的論題。

重視理論而實(shí)踐不足,是我國高校普遍存在的問題。

在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創(chuàng)。所以我們要更加重視培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實(shí)驗(yàn),鼓勵學(xué)生用不同的編程語言實(shí)現(xiàn),不僅僅是單純的算法實(shí)現(xiàn),最好能夠編制出實(shí)用美觀的界面,將算法更友好地呈現(xiàn)出來。無論以后的工作或者深造,目標(biāo)是可應(yīng)用或者可發(fā)表的成果,都需要研發(fā)者具有較高的實(shí)踐能力。我們認(rèn)為實(shí)踐與理論教育是并重的。

6結(jié)束語

通過四年的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對此課程實(shí)踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進(jìn),學(xué)生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發(fā)引導(dǎo)式教育,很多同學(xué)開始萌發(fā)研究型思維,課余經(jīng)常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學(xué)的碩士生中,不少同學(xué)反映受益于此課,有些同學(xué)讀研究生后不久就在一級學(xué)報(bào)上發(fā)表了算法類論文,這也正是我們當(dāng)初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進(jìn)課堂,提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

教學(xué)中,還發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,數(shù)學(xué)系的學(xué)生比計(jì)算機(jī)系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強(qiáng),如何因材施教,改進(jìn)教學(xué)方法及增強(qiáng)工科學(xué)生學(xué)習(xí)本課程能力,是我們課程教學(xué)組今后要探索與研究的方向。

參考文獻(xiàn):

篇（6）

1引言

隨著經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為我國招生規(guī)模最大，培養(yǎng)學(xué)生最多的專業(yè)之一，計(jì)算機(jī)專業(yè)不僅需要高層次的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和研究員，更多需要的是系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)理論、計(jì)算機(jī)軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)知識的應(yīng)用型人才，計(jì)算機(jī)專業(yè)教育應(yīng)以人才市場為的導(dǎo)向，融合在相關(guān)學(xué)科的知識，滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的對新型復(fù)合型人才的需求。在社會對計(jì)算機(jī)人才的需求呈現(xiàn)多元化的今天，對基礎(chǔ)扎實(shí)，具有過硬的技術(shù)背景，又有較強(qiáng)實(shí)踐能力和有較強(qiáng)市場意識的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才的需求旺盛。因此，從商科類院校的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，探索商科類院校的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)及特色，突出特色和優(yōu)勢，是值得認(rèn)真研究和需要亟待解決的問題。

2明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，滿足人才市場需求

國家信息化的發(fā)展步伐在加快，信息產(chǎn)業(yè)對人才的需求在進(jìn)一步增加，從人才就業(yè)形勢來看，一方面用人單位急需實(shí)踐能力強(qiáng)，學(xué)有所長的計(jì)算機(jī)人才，另一方面又存在計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生找不到理想工作的問題。究其原因，主要是計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)與用人單位的需求存在一定的距離。計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)該是熟練掌握計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)，精通計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)，能夠從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)；掌握計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)，具備計(jì)算機(jī)硬件或產(chǎn)品開發(fā)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(xué)生在某一個方面學(xué)有所長。商科類院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代商科特色，與經(jīng)濟(jì)、管理等學(xué)科結(jié)合，滲透和交叉，培養(yǎng)出特色鮮明并且有競爭優(yōu)勢的學(xué)生。

3培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)特色

商科類院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)要堅(jiān)持為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展服務(wù)。人才培養(yǎng)目標(biāo)可以確定為：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)理論、計(jì)算機(jī)軟硬件及網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用知識；基礎(chǔ)扎實(shí)，綜合素質(zhì)高，實(shí)踐能力強(qiáng)，具有市場意識和創(chuàng)新精神，能夠在企事業(yè)、政府部門、學(xué)校等單位從事計(jì)算機(jī)軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究、開發(fā)和管理等工作的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

商科類院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)，培養(yǎng)的是“應(yīng)用型”人才，通過自身已經(jīng)存在的商科人文環(huán)境，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)、分析與解決問題、開展創(chuàng)新活動的能力，使學(xué)生不僅有計(jì)算機(jī)軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用知識，又有經(jīng)濟(jì)和管理的知識背景，使學(xué)生既懂計(jì)算機(jī)技術(shù)，又懂得一些經(jīng)濟(jì)和管理方面的知識；當(dāng)然，培養(yǎng)出來的學(xué)生首先應(yīng)該符合計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格要求，學(xué)生學(xué)有所長；同時(shí)，和其他院校相比又應(yīng)具有商科知識背景，能夠在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域從事信息技術(shù)服務(wù)、技術(shù)管理和市場開拓工作。使學(xué)生既懂技術(shù)，又會經(jīng)營管理。

4商科特色的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

商科特色的應(yīng)用型人才培養(yǎng)是由教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、教學(xué)管理、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等多個方面共同作用來實(shí)現(xiàn)的。2006年9月，教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會編制了《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)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(yè)方向，即計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程以及信息技術(shù)。商科類院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)適合信息技術(shù)方向。

4.1課程體系的設(shè)置原則

在培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容安排時(shí)，即要注重基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能的培養(yǎng)，又要突出商科特色，還要注重實(shí)用技術(shù)與工程開發(fā)能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生首先應(yīng)該滿足人才培養(yǎng)規(guī)格要求，在計(jì)算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)方面有較扎實(shí)的基礎(chǔ)和較寬的知識面；學(xué)生要熟練掌握軟件編程技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和使用和計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)或產(chǎn)品的開發(fā)潛力，能夠解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題的能力；課程設(shè)置可以從計(jì)算機(jī)軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)三類課程入手，構(gòu)成課程體系和課程模塊。在商科特色的培養(yǎng)方面，要注重學(xué)生經(jīng)管、管理知識和理念的培育。通過教學(xué)計(jì)劃設(shè)置商科課程，讓學(xué)生了解企業(yè)經(jīng)營和管理的實(shí)際問題，通過講座或案例，讓學(xué)生了解現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營管理模式，通過成功IT企業(yè)的案例作為現(xiàn)實(shí)教材，使學(xué)生在經(jīng)營、管理和創(chuàng)業(yè)等方面能夠?qū)W以致用。通過實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生具有較強(qiáng)的解決問題能力，獲得一技之長，能夠結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，縮短企業(yè)對人才需求的距離。

4.1.1專業(yè)的核心課程設(shè)置

為了滿足計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格，在專業(yè)核心課程的設(shè)置方面要滿足人才培養(yǎng)規(guī)格的需要，開展與各有關(guān)課程配套的教學(xué)大綱、教材建設(shè)工作，把本學(xué)科領(lǐng)域前沿的優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果增加到教學(xué)內(nèi)容中去。如下表所示。

4.1.2商科特色的建設(shè)

商科類院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，在培養(yǎng)方案中要體現(xiàn)商科背景的培養(yǎng)。主要通過六個層次的教學(xué)實(shí)現(xiàn)，首先，在公共基礎(chǔ)課中開設(shè)經(jīng)濟(jì)學(xué)通論、管理學(xué)通論二門課程；第二，在人文科技選修課中，限制學(xué)生選修6個學(xué)分的經(jīng)濟(jì)管理類課程；第三，在專業(yè)選修課中開設(shè)財(cái)稅實(shí)務(wù)、項(xiàng)目分析與策劃、行業(yè)營銷、企業(yè)登記運(yùn)行等專題講座；第四，在獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，設(shè)置計(jì)算機(jī)市場調(diào)研、電子及計(jì)算機(jī)產(chǎn)品營銷實(shí)踐等實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)；第五，在專業(yè)課中，結(jié)合學(xué)科建設(shè)的優(yōu)勢，開設(shè)電子商務(wù)技術(shù)、信息管理等方面的課程；第六，鼓勵學(xué)生參加經(jīng)濟(jì)、管理類學(xué)術(shù)交流活動，輔修經(jīng)濟(jì)管理類第二專業(yè)；發(fā)揮商科類院校的特色。

4.1.3實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)通過課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立開課實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、第二課堂、創(chuàng)新學(xué)分設(shè)置等實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如計(jì)算機(jī)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)、C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)、大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)市場調(diào)研、電子及計(jì)算機(jī)產(chǎn)品營銷實(shí)踐、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、面向?qū)ο蟪绦蛘n程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)工程課程設(shè)計(jì)、軟件綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。實(shí)驗(yàn)場地可以建設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，建立軟件技術(shù)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地，如建立軟件技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，程序設(shè)計(jì)基地等。利用社會資源，建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地，滿足學(xué)生的實(shí)習(xí)、實(shí)踐需要。構(gòu)建立體的實(shí)踐教學(xué)體系。

5綜述

商科類院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特色，通過培養(yǎng)方案開設(shè)商科類課程、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、第二課堂、學(xué)術(shù)交流活動、輔修專業(yè)、開設(shè)計(jì)算機(jī)在經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用課程等方法，具體落實(shí)學(xué)生商科背景、經(jīng)濟(jì)管理的知識培育，發(fā)揮商科院校專業(yè)教學(xué)、科研優(yōu)勢。

通過建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，使學(xué)生盡早接觸社會，了解當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和生產(chǎn)實(shí)際需求；提高學(xué)生實(shí)踐能力。建立軟件技術(shù)創(chuàng)新校內(nèi)實(shí)習(xí)基地，鼓勵學(xué)生積極參加課外科技創(chuàng)新活動，形成良好的科技創(chuàng)新和專業(yè)學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)高水平的應(yīng)用型人才。組織學(xué)生參加“大學(xué)生程序設(shè)計(jì)大賽”，全國“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等活動，為學(xué)生提供更多的科技創(chuàng)新活動機(jī)會，提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的主動性和積極性，形成良好的科技創(chuàng)新和專業(yè)學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)專業(yè)建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)工作，培養(yǎng)出高水平的具有商科特色的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣宗禮，王志英，李曉明，孫吉貴，樊曉椏.構(gòu)建計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)公共核心課程[J].中國大學(xué)教學(xué)，2007，(11).

篇（7）

研究高端科學(xué)技術(shù)的人們，不僅要懂得電子計(jì)算機(jī)是如何工作的，而且還要知道它是如何制造出來的，要了解它從一個幾十噸重的龐然大物變成今天的筆記本電腦的演變過程；把它當(dāng)工具使用的人，則只要了解電子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識，學(xué)會編制程序的方法，就能得心應(yīng)手地開展自已應(yīng)用領(lǐng)域的工作，沒有必要去過問它是怎樣造出來的；把電腦當(dāng)作玩具者，則只要知道計(jì)算機(jī)的操作命令就行了。當(dāng)然興趣不一樣，玩的方法也就各有特色。科技產(chǎn)品、工具、玩具只是人們在各自使用范圍內(nèi)對計(jì)算機(jī)的不同理解，但它顯現(xiàn)出來的本質(zhì)仍然是一臺不折不扣的電子計(jì)算機(jī)。

鑒于電子計(jì)算機(jī)與人們是如此親密無間，電子計(jì)算機(jī)也就必然從高端科技演變成為人們的基礎(chǔ)知識。2006年3月，曾任美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)(CMU)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任，現(xiàn)任美國基金會(MSP)計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)與工程部(CISE)主任的周以真Jearmette M.Wing教授，在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威刊物《Communicatons of the ACM》上，首次提出了計(jì)算思維的觀念。計(jì)算思維這一觀念提出后，立即得到美國教育界的廣泛支持，并引起了歐洲的極大關(guān)注。2007年9月19日，歐洲科學(xué)界、工業(yè)界和政府的一些領(lǐng)導(dǎo)者還在布魯塞爾皇家科學(xué)院召開了一次名為“思維科學(xué)――歐洲的下一個政策挑戰(zhàn)”的會議。

在國內(nèi)，為了緊跟國際學(xué)術(shù)動態(tài)，推動教學(xué)理念的更新，全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會早在2003年10月31日，就在桂林電子工業(yè)學(xué)院主辦了全國“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方法論”專題學(xué)術(shù)研討會，在熱烈的討論中，也萌發(fā)了計(jì)算思維的理念。本次會議有來自全國百余所高校的150余位代表參會，還吸引了哲學(xué)界、物理學(xué)界的學(xué)者參加，討論中不僅有相同的觀點(diǎn)共識，也有對立的論點(diǎn)交鋒，會議開得熱烈、成功。大會收到論文100余篇，其中64篇由核心刊物《計(jì)算機(jī)科學(xué)》雜志專輯發(fā)表。

5年之后的2008年10月31日，全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會又在桂林電子科技大學(xué)召開了“計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”專題研討會，探討了科學(xué)思維與科學(xué)方法在計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)創(chuàng)新中的作用。來自全國80多所高校，包括70多位計(jì)算機(jī)學(xué)院院長、主管教學(xué)的副院長在內(nèi)的近百名專家出席了會議。在本次會議上，桂林電子科技大學(xué)董榮勝教授、武漢大學(xué)費(fèi)定舟教授、國防科大李婷婷博士、著名計(jì)算機(jī)教育家蘇運(yùn)霖教授、中國人民大學(xué)趙總寬教授等分別就有關(guān)計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、計(jì)算思維與計(jì)算機(jī)方法論、哲學(xué)思維、計(jì)算思維及科技創(chuàng)新、歷史上重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新中蘊(yùn)含的計(jì)算思維、中國古代科學(xué)中蘊(yùn)含的計(jì)算思維――算法化思想、計(jì)算思維在各學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用、計(jì)算思維在計(jì)算機(jī)學(xué)科各門課程中講授的經(jīng)驗(yàn)和體會等內(nèi)容作了大會報(bào)告，探討了在教學(xué)過程中如何以課程為載體講授面向?qū)W科的思維方法，以及這種講授對國家科學(xué)與教育事業(yè)發(fā)展的作用等。

這兩次會議的核心宗旨是期望促使我國計(jì)算機(jī)教育界的同行們要更新思維，盡快適應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生的根本性變革。

2008年6月29日至7月14日，中國國家科學(xué)基金委員會組織了計(jì)算機(jī)科學(xué)代表團(tuán)，訪問了美國的lO所大學(xué)和美國國家科學(xué)基金會。訪問成員對“計(jì)算思維”有了更強(qiáng)烈的感受：中國工程院院士、國家自然科學(xué)基金委員會副主任、清華大學(xué)孫家廣教授說：“最具有基礎(chǔ)性和長期性的思想是‘計(jì)算思維’。這也給中國計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的學(xué)科建設(shè)工作提供了很好的參考”。中國計(jì)算機(jī)學(xué)會理事、國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部二處(計(jì)算機(jī)學(xué)科)處長劉克教授說：“在大學(xué)中推進(jìn)‘計(jì)算思維’這一基本理念的教育與傳播工作也非常必要”。中國計(jì)算機(jī)學(xué)會高級會員、2007年中國計(jì)算機(jī)學(xué)會王選獎獲得者、中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員徐志偉總工程師說：“‘計(jì)算思維’就本人了解而言，這可能是近十年來最具有基礎(chǔ)性、長期性的學(xué)術(shù)思想。這個思想由美國國家科學(xué)基金會主管計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)與工程學(xué)部的副主任珍妮特?文(Jeannette Wing)博士提出。簡言之：計(jì)算思維是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維方式，就像識字、做算術(shù)一樣；任務(wù)是在2050年以前，讓地球上每一個公民都具備‘計(jì)算思維’能力。換句話說，以前要‘掃盲’，是掃‘文盲’，在21世紀(jì)，要掃‘計(jì)算機(jī)盲’。當(dāng)然，要做到這點(diǎn)，必須說清楚什么是計(jì)算思維。”他又說：“計(jì)算思維這一思想也部分地給出了初步理論，可用于解釋為什么美國正在發(fā)生各種學(xué)科、教育、科研活動和機(jī)構(gòu)變革的實(shí)踐。這也給中國計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的學(xué)科建設(shè)工作提供了一個很好的參考。這個思想還應(yīng)該更正面地理解，即計(jì)算思維的普及可以從科學(xué)界、研究界開始，給予科技人員一種新的視角和思維方式。”徐志偉總工程師最后總結(jié)說：“計(jì)算使人們能夠發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新CDI(Cyber Enabled Discovery and Innovation)，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的第一個美國國家科學(xué)基金會的重大計(jì)劃。它的目的是，通過計(jì)算思維的創(chuàng)新和進(jìn)步(包括概念、方法、模型、算法、工具和系統(tǒng)等)，對科學(xué)與工程領(lǐng)域產(chǎn)生新理解、新模式，創(chuàng)造革命性的研究成果。”

從以上這些論述來看，在2050年以前，要讓地球上每一個公民都具備“計(jì)算思維”能力，要掃“計(jì)算機(jī)盲”。因此，應(yīng)把計(jì)算思維看成是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維方式。國際上已經(jīng)在大聲疾呼了，我們中國的計(jì)算機(jī)教育工作者豈能坐視不理，我們應(yīng)該結(jié)合國情，奮起直追!

2010年7月19日至20日，北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京大學(xué)、中國科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)九所知名高校在西安交通大學(xué)舉辦了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”。教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計(jì)算思維能力培養(yǎng)研究”的報(bào)告，并主持了該專題的討論，各有關(guān)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)負(fù)責(zé)人 及骨干教師出席了大會。經(jīng)大會研究討論后就增強(qiáng)大學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。這是個好兆頭，作為全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會，我們在表示積極支持的前提下，還要力爭在促進(jìn)建立“計(jì)算思維”的觀念上作出貢獻(xiàn)。

那么，什么是計(jì)算思維?

周以真教授指出：“計(jì)算思維代表著一種普遍的認(rèn)識和一類普適的技能，每一個人，而不僅僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)家，都應(yīng)熱心于它的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。”他又說：“計(jì)算思維是每個人的基本技能，不僅僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)家。我們應(yīng)當(dāng)使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時(shí)不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)(Reading Writing and Arithmetic――3R)，還要學(xué)會計(jì)算思維。”

中國科學(xué)院計(jì)算所李國杰院士說：“計(jì)算思維運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為，它選擇合適的方式陳述一個問題、對一個問題的相關(guān)方面建模，并用最有效的辦法實(shí)現(xiàn)問題求解。”李國杰院士還認(rèn)為，計(jì)算機(jī)科學(xué)本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維和工程思維。然而，計(jì)算思維遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是為計(jì)算機(jī)編程，它是抽象的多個層次上的思維，與“讀寫能力”一樣，是人類的基本思維方式。他強(qiáng)調(diào)，“計(jì)算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。”他建議，在培養(yǎng)孩子們的解析能力時(shí)，不僅要求其學(xué)會閱讀、寫作和算術(shù)，還要學(xué)會計(jì)算思維。

因此，我們可以這樣來認(rèn)識計(jì)算思維：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念來進(jìn)行問題的求解、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及人類行為的理解等，它包括了涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動。計(jì)算思維是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維方式，就像閱讀、寫字、做算術(shù)一樣，成為人們最基礎(chǔ)、最普遍、最適用和不可缺少的基礎(chǔ)思維方式。

計(jì)算思維的普及可以從科學(xué)界、研究界開始做起，它能給科技人員一種新的視覺和思維方式。

在大學(xué)里推進(jìn)計(jì)算思維這一基本理念的教育和傳播工作是十分必要的，建議面向所有專業(yè)的大學(xué)新生開一門“怎么像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣思維”的課程。還應(yīng)當(dāng)讓沒有進(jìn)入大學(xué)之前的學(xué)生接觸計(jì)算的方法和模型。要培養(yǎng)具有“計(jì)算思維”能力的中國計(jì)算機(jī)本科大學(xué)生，就需要制定出具有“計(jì)算思維”能力特色的教學(xué)計(jì)劃。因此，對我國現(xiàn)行教學(xué)計(jì)劃的創(chuàng)新改革已經(jīng)到了刻不容緩的時(shí)候了。我國計(jì)算機(jī)教育界同行已經(jīng)在審時(shí)度勢地審定和修改現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃，發(fā)掘新特色，尋找新亮點(diǎn)。

在全民中有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行計(jì)算思維觀念的宣傳和普及工作，也應(yīng)當(dāng)提上議事日程。美國人已經(jīng)提出，在2050年以前，要讓地球上每一個公民都具備“計(jì)算思維”能力，要掃“計(jì)算機(jī)盲”。因此，應(yīng)該把計(jì)算思維看成是一種本質(zhì)的、所有人都必須具備的思維方式，激發(fā)人們對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域科學(xué)探索的興趣，使計(jì)算思維成為一種常識。周以真教授說，“我特別需要抓住尚未進(jìn)入大學(xué)之前的聽眾，包括教師、父母和學(xué)生，向他們傳送下面兩個信息：智力上的挑戰(zhàn)和引人入勝的科學(xué)問題依舊亟待理解和解決。這些問題的解答僅僅受限于我們自己的好奇心和創(chuàng)造力。”

結(jié)論應(yīng)當(dāng)是：當(dāng)計(jì)算思維面向所有的人，所有的地方，真正融入人類活動的整體，不再表現(xiàn)為一種顯式哲學(xué)的時(shí)候，計(jì)算思維就將成為一種現(xiàn)實(shí)。

綜上所述，不妨把計(jì)算思維看成是“基礎(chǔ)的回歸”，把學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)看成像學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)或英語一樣的基礎(chǔ)知識。主修數(shù)學(xué)或英語的人，可以從事各種各樣的職業(yè)。主修計(jì)算機(jī)科學(xué)的人，當(dāng)然也可以從事各種各樣的職業(yè)，比如，一個人在主修計(jì)算機(jī)科學(xué)以后，可以直接從事醫(yī)學(xué)、法律、商業(yè)、政治以及任何類型的科學(xué)和工程職業(yè)，甚至藝術(shù)工作。也就是說，在原來的數(shù)、理、化、天、生、物六大基礎(chǔ)學(xué)科的基礎(chǔ)上，加上計(jì)算機(jī)科學(xué)而成為七大基礎(chǔ)學(xué)科。

這里還要闡明幾個概念：

計(jì)算思維是概念化，而不是程序化。因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)不只是為計(jì)算機(jī)編制程序，而是要像計(jì)算機(jī)科學(xué)家那樣去思維，進(jìn)而要求在抽象的多個層次上思維。

計(jì)算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑。計(jì)算機(jī)的思維方式也決不是要人類像計(jì)算機(jī)那樣去思考。計(jì)算機(jī)的工作非常機(jī)械、枯燥、沉悶，人類則聰穎并富有想象力，是人類創(chuàng)造了計(jì)算機(jī)，給計(jì)算機(jī)賦以智能和激情。當(dāng)人類為自己配置了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，人類就能夠用自己的智慧來解決那些在計(jì)算時(shí)代之前不敢嘗試的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“只有想不到，沒有做不到”的境界。

計(jì)算思維是數(shù)學(xué)思維和工程思維的互補(bǔ)與融合，和所有學(xué)科的形式化基礎(chǔ)都是建筑在數(shù)學(xué)之上一樣，計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上也來源于數(shù)學(xué)思維。又由于人類建造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個能夠與實(shí)際世界互動的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上又來源于工程思維。由于基本的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到的限制，迫使計(jì)算機(jī)科學(xué)家必須進(jìn)行計(jì)算性思考，不能只是單純地進(jìn)行數(shù)學(xué)思考，而要開拓視野，用構(gòu)建虛擬世界的自由來使人類能夠設(shè)計(jì)出超物理世界的各種系統(tǒng)。

計(jì)算思維是人類的思想活動，不是人造的物品，它不只是以人類生產(chǎn)的軟件、硬件等人造物的物理形式到處呈現(xiàn)并時(shí)刻融入人們的生活，更重要的是，它是人類用以接近求解問題、管理日常生活、建立與他人交流和互動的計(jì)算概念。因此，不能把計(jì)算機(jī)科學(xué)只等同于為計(jì)算機(jī)編制程序，也不能把主修計(jì)算機(jī)科學(xué)局限于狹窄的就業(yè)范圍，更不能認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)研究已經(jīng)完成，只剩下工程實(shí)現(xiàn)的問題了。當(dāng)人們行動起來去改變這個領(lǐng)域的社會形象的時(shí)候，計(jì)算思維就是一個引導(dǎo)著計(jì)算機(jī)教育家、研究者和實(shí)踐者的宏大愿景了。

計(jì)算思維不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)家的思維，它已經(jīng)不局限于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)科學(xué)家對各種學(xué)科都產(chǎn)生了興趣。例如，他們堅(jiān)信生物學(xué)家能夠從計(jì)算思維中獲益，計(jì)算機(jī)科學(xué)也確實(shí)對生物科學(xué)作出極大貢獻(xiàn)，它不僅具有能夠從海量的序列數(shù)據(jù)中搜索尋找模式規(guī)律的本領(lǐng)，最終還能用體現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法(指計(jì)算抽象和方法)自身的功能方式來表示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，計(jì)算生物學(xué)正在改變著生物學(xué)家的思考方式。類似的，計(jì)算博弈理論正在改變著經(jīng)濟(jì)學(xué)家的思考方式：納米計(jì)算正在改變著化學(xué)家的思考方式；量子計(jì)算正在改變著物理學(xué)家的思考方式。當(dāng)然，計(jì)算思維不僅僅限于科學(xué)家，計(jì)算思維應(yīng)該成為每個人的技能組合成分。可以這樣認(rèn)為：普適計(jì)算之于今天就如計(jì)算思維之于明天。普適計(jì)算讓今天實(shí)現(xiàn)了昨天的夢想，而計(jì)算思維將是明天的現(xiàn)實(shí)。

計(jì)算思維是利用啟發(fā)式的推理尋求解答，它可以在不能確定的情況下進(jìn)行規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。實(shí)質(zhì)上就是搜索、搜索、再搜索。

計(jì)算思維是利用海量數(shù)據(jù)來加快計(jì)算，在時(shí)間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進(jìn)行權(quán)衡。我們來看一些日常生活中的事例：當(dāng)你的孩子早晨去上學(xué)時(shí)，他把當(dāng)天所需的東西放進(jìn)背包，這就是“預(yù)置和緩存”；當(dāng)有人弄丟了自己的物品，你建議他沿著走過的路線去尋找，這就叫“回推”；在什么時(shí)候停止長期租用的物品而為自己買一個呢?這就是“在線算法”；在超市付費(fèi)時(shí)，你應(yīng)當(dāng)去排哪一個隊(duì)呢?這就是“多服務(wù)器系統(tǒng)”的性能模型；為什么停電時(shí)你的電話仍然可以用呢?這就是“失敗的無關(guān)性”和“設(shè)計(jì)的冗余性。”當(dāng)計(jì)算思維真正滲透到每一個人的生活之中的時(shí)候，“預(yù)置和緩存”、“回推”、“在線算法”、“多服務(wù)器系統(tǒng)”、“失敗的無關(guān)性”和“設(shè)計(jì)的冗余性”等專業(yè)詞匯也就成為人們的日常語言了。

計(jì)算思維既然與人們的工作和生活如此密切相關(guān)，計(jì)算思維理所當(dāng)然地應(yīng)當(dāng)成為人類不可或缺的一種生存能力。當(dāng)今的信息社會已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)了，未來的社會一定更需要計(jì)算機(jī)來加速實(shí)現(xiàn)美好的愿景。從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究和計(jì)算機(jī)教育的同行們，我們有責(zé)任首先成為具有計(jì)算思維能力的先驅(qū)者和促進(jìn)者，大家首先要齊心協(xié)力地用計(jì)算思維的觀念和能力把自己武裝起來，再用自己的切身體會去培育更多的人們具有計(jì)算思維的觀念，再把計(jì)算思維的觀念提升到計(jì)算思維的能力。我堅(jiān)信：通過大家的共同努力，一定能把國際上流行的“2050年全世界的每一個公民都應(yīng)具有計(jì)算思維能力”的預(yù)言變成現(xiàn)實(shí)!

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篇（9）

一、計(jì)算思維與離散數(shù)學(xué)

根據(jù)周以真教授的定義，[1]計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念來求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為，包括了一系列廣泛的計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維方法。比如，在解釋一個看起來比較復(fù)雜的事物時(shí)，計(jì)算思維通常會采用約簡、轉(zhuǎn)化、仿真等思維方法；在處理復(fù)雜的問題時(shí)，通常會采用抽象以及分而治之的思維方法。計(jì)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(jìn)行建模，從而使問題易于理解和處理。周以真教授認(rèn)為一個人具備計(jì)算思維能力體現(xiàn)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(jì)算的；能夠?qū)τ?jì)算工具或技術(shù)與需要解決的問題之間的匹配程度進(jìn)行評估，能夠理解計(jì)算工具和技術(shù)所具備的能力以及其局限性；能夠識別出使用新的計(jì)算方法的機(jī)會；能夠在任何領(lǐng)域應(yīng)用諸如分而治之等計(jì)算策略。

離散數(shù)學(xué)作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，它所研究的對象是離散量的結(jié)構(gòu)以及相互間的關(guān)系，其內(nèi)容對后續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理、人工智能等計(jì)算機(jī)核心課程都具有非常重要的作用。通過學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué)，可以培養(yǎng)和提高學(xué)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(jì)算機(jī)科學(xué)最常用的思維方法，也可以說是計(jì)算思維的核心所在。因此，離散數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容所蘊(yùn)含的思維方法恰恰體現(xiàn)了計(jì)算思維，另一方面，也可以從計(jì)算思維所包括的思維方法角度重新審視和梳理離散數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，從培養(yǎng)計(jì)算思維和解決實(shí)際問題兩個角度展開教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面的研究，更好地進(jìn)行離散數(shù)學(xué)的教學(xué)，從根本上解決傳統(tǒng)離散數(shù)學(xué)教學(xué)中所面臨的問題。

二、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的離散數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革

在離散數(shù)學(xué)的教學(xué)中，講授的具體知識點(diǎn)基本都涵蓋了計(jì)算思維中其它基本概念和思維方法。比如數(shù)理邏輯部分就涵蓋了歸結(jié)推理、約簡等常用的思維方法，等價(jià)關(guān)系涵蓋了軟件測試中常用的樣本點(diǎn)選取的思維方法；代數(shù)結(jié)構(gòu)涵蓋了抽象的思維方法。為了更好地展開教學(xué)，針對離散數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了基本概念和思維方法的抽取，并在實(shí)際教學(xué)過程中將這些計(jì)算思維中的方法傳輸給學(xué)生。例如，在講解數(shù)理邏輯中的歸結(jié)推理方法后，將以偽代碼的形式表達(dá)其算法，并且鼓勵學(xué)生利用LISP語言完成命題邏輯的歸結(jié)推理算法。同時(shí)，在給出歸結(jié)推理算法后，對算法的復(fù)雜度、完備性、可終止性等問題進(jìn)行簡單論述，從而告知學(xué)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(xué)過程中整理出來的部分教學(xué)知識點(diǎn)與計(jì)算思維的對應(yīng)關(guān)系。限于篇幅，在此不一一闡述。

三、基于計(jì)算思維培養(yǎng)的離散數(shù)學(xué)教學(xué)手段改革

在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革的基礎(chǔ)上，采用何種有效的教學(xué)手段展開教學(xué)，是能否培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中，主要采用兩種方法：歸納學(xué)習(xí)法和案例驅(qū)動法。

所謂歸納學(xué)習(xí)法是通過歸納思維，形成 對知識的特點(diǎn)、中心、性質(zhì)的認(rèn)識、理解與運(yùn)用。在教學(xué)過程中，講解完具體的教學(xué)內(nèi)容后，都會將其蘊(yùn)含的計(jì)算思維方法進(jìn)行歸納總結(jié)，并利用其蘊(yùn)含的計(jì)算思維方法去解決一個實(shí)際生活中的問題，比如：在講解完代數(shù)系統(tǒng)部分的內(nèi)容后，其蘊(yùn)含的主要計(jì)算思維方法就是抽象，從而可以將有理數(shù)四則混合運(yùn)算、實(shí)數(shù)運(yùn)算和復(fù)數(shù)運(yùn)算等抽象為代數(shù)系統(tǒng)。然后，就可以引入面向?qū)ο蟪绦蛘Z言中的抽象概念，包括類、對象等，很好地將離散數(shù)學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生所熟悉的編程語言有效地結(jié)合起來。一方面，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，另一方面，學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的計(jì)算思維解釋現(xiàn)實(shí)問題。

歸納學(xué)習(xí)法是從教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，提煉計(jì)算思維，解決現(xiàn)實(shí)問題的過程。而案例驅(qū)動教學(xué)法則是根據(jù)現(xiàn)實(shí)問題，使用計(jì)算思維引出教學(xué)內(nèi)容的過程。在教學(xué)過程中，如果突兀地引入具體的教學(xué)內(nèi)容，而不對其應(yīng)用場景進(jìn)行闡述，大部分學(xué)生都會感覺無法理解。為此，引入了案例驅(qū)動教學(xué)法。例如，在介紹最短路徑算法時(shí)，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(guān)的因素去掉，進(jìn)而構(gòu)建出一個抽象圖的形式呈現(xiàn)出來的模型，自然地引入了最短路徑算法。同時(shí)在算法介紹過程中，可以對權(quán)值所表示的含義進(jìn)行解釋，既可以表示時(shí)間也可以表示路長，從而產(chǎn)生兩種不同的路徑。最后可以讓學(xué)生把這一問題推廣到軟件項(xiàng)目管理中關(guān)鍵路徑的處理，激發(fā)更深層次的思考。在講述歐拉圖的時(shí)候，可以類似地展開案例教學(xué)法。首先，給出著名的哥尼斯堡七橋問題，然后利用抽象的計(jì)算思維方法忽略橋的寬度、距離等無關(guān)的因素，從而對哥尼斯堡七橋問題進(jìn)行建模，自然地得出歐拉圖的定義。

四、結(jié)束語

作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，離散數(shù)學(xué)為計(jì)算思維能力的培養(yǎng)提供了一個很好的平臺，也為更好地展開離散數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的組織和教學(xué)方法的改革提供了思路。本文在分析離散數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和計(jì)算思維的內(nèi)在關(guān)系基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段兩個方面進(jìn)行了一定的探索，將計(jì)算思維的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合到離散數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中。從教學(xué)效果和學(xué)生反饋來說，都取得了顯著的成效。然而，在加強(qiáng)了計(jì)算思維的培養(yǎng)之后，還要求能夠應(yīng)用新的思維方法解決具體的專業(yè)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(shù)學(xué)的教學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要將計(jì)算思維的培養(yǎng)理念貫穿于各個專業(yè)課程的教學(xué)過程中。

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篇（10）

中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)17-4728-02

Discussion andResearch of Continuity Mode of Computer Professional English

XIAN Min, ZHOU Li-fen

(Qujing Normal University Computer Science and Engineering College, Qujing 655001, China)

Abstract: Computer professional English is one of the important courses in computer, which plays an important role in improving the computer science students to understand and absorb advanced knowledge in the computer field .Computer Professional English courses which has their specificity, combines computer technology, specialty English and public English. The traditional teaching model of education can not adapt to a new era of education. This paper combinated with the practice, discusses and researches the continuity mode of computer professional English and gives some suggestions and methods

Key words: computer professional English; continuity; teaching mode

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透和融入到人們的工作生活與學(xué)習(xí)中。以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的科技技術(shù)已經(jīng)對世界經(jīng)濟(jì),文化,軍事,教育,文化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)源于歐美國家,近幾年,我們國家的計(jì)算機(jī)科學(xué)也有一定的發(fā)展,但是由于最新的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)仍然來自于歐美國家。做為計(jì)算機(jī)專業(yè)人才,必須掌握最新的科學(xué)技術(shù),由于計(jì)算機(jī)技術(shù)具有更新較快等特點(diǎn),一般是一年半就要更新,硬件平均三年半就要提升一檔,這樣的發(fā)展速度也就決定了要及時(shí)從國外接受先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)知識[1]。由于受到語言環(huán)境的限制,如果將國外的最新的技術(shù)翻譯為中文,首先是時(shí)間較緩慢,另外由于翻譯以及計(jì)算機(jī)知識的固有特點(diǎn),引進(jìn)后的技術(shù)和文檔會影響技術(shù)的理解與應(yīng)用。于是,計(jì)算機(jī)專業(yè)英語教學(xué)成為解決此類問題的一個突破口。計(jì)算機(jī)專業(yè)英語模式的改革與研究會直接影響教學(xué)效果。

目前國內(nèi)的計(jì)算機(jī)專業(yè)英語課程開設(shè)在大三年級,大一大二主要學(xué)習(xí)公共英語,而且該課程是一門跨學(xué)科課程,它將計(jì)算機(jī)專業(yè)與英語有機(jī)地結(jié)合在一起,但又區(qū)別于某一具體的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程或者一般的英語語言課。正是由于該課程的特點(diǎn),計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的教學(xué)模式有探討與研究的趨勢和必要。保留傳統(tǒng)的模式的優(yōu)點(diǎn),借鑒新模式,聯(lián)系實(shí)際,讓計(jì)算機(jī)專業(yè)英語課程成為提高學(xué)生英語和專業(yè)課程的文化修養(yǎng)的重要途徑。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式與連貫性教學(xué)模式的區(qū)別

計(jì)算機(jī)專業(yè)英語包括英語科技文獻(xiàn)的特點(diǎn)與常見表達(dá)方式,計(jì)算機(jī)專業(yè)知識的英語表述,計(jì)算機(jī)主干學(xué)科和研究領(lǐng)域的概論。一般的大學(xué)教學(xué)采用啟發(fā)式教學(xué),在課堂中通過復(fù)習(xí)舊知識,學(xué)習(xí)新知識,對知識進(jìn)行評價(jià)這三個教學(xué)過程完成基本教學(xué)。并且一般的高校在大三進(jìn)行專業(yè)英語的教學(xué),通常只有一學(xué)期,這樣對整體提高學(xué)生對科技英語和專業(yè)英語的能力有限。因此在魏元春,陳偉等人在《計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的連貫性教學(xué)模式研究》中[2]提及到連貫性模式。受此啟發(fā),在計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的教學(xué)實(shí)踐中,對連貫性教學(xué)模式進(jìn)行探討與研究。

1.1 傳統(tǒng)的教學(xué)模式

傳統(tǒng)的專業(yè)英語教學(xué)模式不僅有時(shí)間短,因?yàn)橐话愣荚诖笕粚W(xué)期進(jìn)行,同時(shí)教師在課堂上一般采取課文教學(xué)模式。專業(yè)英語教材一般課后都有計(jì)算機(jī)專業(yè)詞匯,很多老師都花上不少的時(shí)間進(jìn)行單詞講解,然后才回到課文進(jìn)行課文講解,包括課文翻譯。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,學(xué)生感到課堂枯燥,老師為如何讓這門課程上得更生動和精彩感到困惑。學(xué)生因?yàn)橛写笠淮蠖挠⒄Z基礎(chǔ)了,如果再簡單地對專業(yè)英語用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行課堂教學(xué)則不合適。

1.2 連貫性教學(xué)模式

連貫性教學(xué)模式是指專業(yè)英語的教學(xué)需要貫穿在每個學(xué)生的整個大學(xué)過程中。連貫性教學(xué)模式旨在將專業(yè)英語的教學(xué)融入到學(xué)生的專業(yè)知識中。在此教學(xué)模式中,不是簡單的大三的一門專業(yè)課程,而是許多課程,教學(xué)方式的整體融合。

1.2.1 連貫性教學(xué)模式過程

在整個大學(xué)教學(xué)過程中,四個過程是相互連貫相互輔存,一環(huán)扣一環(huán)。在大一階段,著重打好公共英語的基礎(chǔ),但是一般公共英語的老師不會在課堂中引入專業(yè)英語詞匯。這就要求專業(yè)基礎(chǔ)課程老師在平常的教學(xué)中引入一些簡單的專業(yè)英語詞匯。例如在大一的《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程》中,會涉及到軟盤硬盤等詞匯,專業(yè)基礎(chǔ)課老師可以在此時(shí)引入floppy disk ,hard disk 簡單英語詞匯。同時(shí)對一詞多義的單詞進(jìn)行強(qiáng)調(diào),比如“block”單詞,即有“塊”的意思,也有“分程序”的意思。另外對專業(yè)英語中經(jīng)常涉及到的縮寫詞進(jìn)行引入。比如“CPU”,“AI”等詞匯。大二學(xué)生在上計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,增設(shè)專業(yè)英語課程,在這門課程中除了系統(tǒng)的介紹計(jì)算機(jī)專業(yè)詞匯,語法,特別是要強(qiáng)調(diào)科技英語。比如:Table and Graph, Document Conventions, Description and Listing ,Academic papers等,通過引入這些科技英語,讓學(xué)生知道科技英語的寫作與翻譯,在此階段,強(qiáng)調(diào)中英科技英語的互譯。大三學(xué)生即有了專業(yè)英語的基礎(chǔ)也有了專業(yè)知識的基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上,增設(shè)雙語課程,原滋原味地吸收英文計(jì)算機(jī)課程與相關(guān)文檔,對其能力的提高有個質(zhì)的飛躍。大四實(shí)踐階段,有了前面三年的積累,在這階段讓學(xué)生更多的接觸一些國外會議,國外文章,從畢業(yè)實(shí)踐到畢業(yè)答辯盡可能地用全英語進(jìn)行。

1.2.2 連貫性教學(xué)過程實(shí)踐方法

通過前面的分析,以及傳統(tǒng)模式和連貫性教學(xué)模式的互相比較,取雙方之優(yōu)點(diǎn),在具體的連貫性教學(xué)過程實(shí)踐中,把握教學(xué)指導(dǎo)思想,注重實(shí)用性,針對性,連貫性,在整個教學(xué)過程中從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識到質(zhì)的飛躍。

1) 科技英語

加強(qiáng)科技英語的認(rèn)識,在連貫?zāi)Ｊ街?不能忽視科技英語的重要作用,科技英語起到為學(xué)生打開世界之窗的作用,學(xué)生理解科技英語的知識點(diǎn)和寫作,才能看懂國外文章書籍,理解知識。

2) 加強(qiáng)學(xué)生中英互譯的能力

由于學(xué)生有公共英語的基礎(chǔ),對普通的中英互譯不感到困難,但是對于計(jì)算機(jī)英語本身固有的特性,它不僅是計(jì)算機(jī)詞匯與公共英語的融合,更多的是科技英語的滲透。由于其特殊性,所以要特別加強(qiáng)學(xué)生中英互譯的能力。

3) 教師能力的提高

連貫性教學(xué)模式不僅要求教師有較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識還要有深厚的英語功底,這樣才能在教學(xué)中潛移默化的把專業(yè)英語滲透給學(xué)生。學(xué)校應(yīng)多提供機(jī)會給教師進(jìn)修英語,提高口語表達(dá)的能力,同時(shí)也應(yīng)當(dāng)讓教師參加更多的計(jì)算機(jī)國際會議,了解最前沿知識。

4) 教學(xué)方法多樣性

教學(xué)方法是教學(xué)活動的靈魂,合理有效的靈活多變的教學(xué)方法能夠教好地組織教學(xué)活動,改善刻板的教學(xué)狀態(tài),取得良好的教學(xué)效果[3]。在專業(yè)英語教學(xué)中,不能簡單地通過詞匯介紹,導(dǎo)讀翻譯,總結(jié)內(nèi)容,布置作業(yè)等常規(guī)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。可以通過因材施教,課堂上講解中等難度的文章,針對學(xué)有能力的同學(xué)可以布置一些較高難度的文章進(jìn)行閱讀理解[4]。適當(dāng)?shù)匾攵嗝襟w教學(xué),在多媒體教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生如何查閱國外最新成果的文章[5]。

5) 學(xué)生思維能力的轉(zhuǎn)變

通過在課堂上引入中外科技論文進(jìn)行對比,讓學(xué)生比較中外科技論文寫作的區(qū)別與特點(diǎn)。英文科技論文一般是在文章中先給出推論或者結(jié)論,再一步步介紹原因。學(xué)生掌握這種思維方式后,無論是對寫科技論文還是閱讀外文文獻(xiàn)都有幫助。

6) 開設(shè)雙語課程

在適當(dāng)?shù)哪昙夐_設(shè)雙語課程,雙語課程是以中英文同時(shí)為講授語言,但是教材選用影印版國外文獻(xiàn)或原版文獻(xiàn)。通過雙語課程,讓學(xué)生不僅學(xué)到國外先進(jìn)的知識,因?yàn)檫@部分知識不需要翻譯,直接理解,不會產(chǎn)生歧義,同時(shí)學(xué)會西方思維,進(jìn)一步加深對科技文章的理解,最后學(xué)會自主式學(xué)習(xí)[6]。

2 結(jié)論

保持傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn),借鑒連貫性模式的新理論,在此基礎(chǔ)上,對大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)英語進(jìn)行新的教學(xué)模式的探討與研究。連貫性模式貫穿于大學(xué)四年,連續(xù)性很強(qiáng),需要學(xué)校制定相應(yīng)的教學(xué)大綱以促進(jìn)該模式更好地被執(zhí)行。該模式的實(shí)踐需要教師隊(duì)伍和學(xué)生隊(duì)伍的配合。本文分析了連貫性模式的過程,以及相應(yīng)過程中應(yīng)當(dāng)把握的教學(xué)重點(diǎn),并對教學(xué)實(shí)踐中的方法進(jìn)行研究與分析。該連貫性模式不僅為學(xué)生打下良好的英文文獻(xiàn)閱讀能力,也為有能力進(jìn)一步深造的同學(xué)提供了更好的平臺。

參考文獻(xiàn):

[1] 崔玉寶.談計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的學(xué)與教[J].華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,13(4):60-62.

[2] 魏元春,陳偉.計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的連貫性教學(xué)模式研究[J].科技信息,209(20):3-3,6.

[3] 姚越.淺談計(jì)算機(jī)專業(yè)英語的教學(xué)[J].福建電腦,2009(5):202.