計算機科學的前沿技術精選(九篇)
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第1篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：卓越課程；計算機系統(tǒng)；計算思維
0 引言
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是適應我國工業(yè)化發(fā)展進程，培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強、適應我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的工程技術人才的重要舉措，是增強我國核心競爭力、建設創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇。同濟大學作為首批實施“卓越計劃”的高校，于2010年啟動“卓越課程行動計劃”，加強課程的內(nèi)涵建設，推動教學改革以取得突破性進展。
另一方面，計算思維（ComputationalThinking）作為一種教學理念，近年來在計算機基礎教育中受到關注。計算思維是指運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。當今社會已進入信息化時代，具備計算思維，能夠運用計算機技術和手段進行學習和工作、解決專業(yè)問題是高級人才必備的素質(zhì)。計算思維能力是與讀寫能力一樣的人類基本思維方式。
為了配合同濟大學實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”試點方案，提高骨干教師的業(yè)務素質(zhì)和教學水平，同濟大學于2011年開展計算機科學與技術卓越課程行動計劃，將計算思維融入“計算機系統(tǒng)級課程”的教學改革中，取得了良好的教學效果。
1 “計算機系統(tǒng)級課程”教學改革內(nèi)容
本次課程改革試點的核心內(nèi)容主要包括3個方面：一是課程授課方式改革；二是訓練（指各種類型的作業(yè)、結合課程的創(chuàng)新性實驗項目、綜合性和設計性實驗等）方式改革；三是考試方法改革。
課程授課方式改革要大力推行啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、小班制等教學方式。訓練方式改革除了傳授知識外，還要通過設計綜合性作業(yè)、結合課程的創(chuàng)新性項目以及其他形式多樣的綜合性訓練，將學生的綜合能力和人格培養(yǎng)落實到具體課程教學中?？荚嚪椒ǜ母镆龖嚱逃a(chǎn)生的不利影響，以學生綜合能力評價和人格養(yǎng)成作為核心，努力實現(xiàn)學生學習成績評價方式的多元化。同時，建立計算機系統(tǒng)級教學團隊，以團隊形式對課程進行設計，積極建設和落實包含課程授課方式、訓練方式、考試方法3大環(huán)節(jié)改革的具體方案。
“計算機系統(tǒng)級課程”教學改革項目在同濟大學軟件學院和電子與信息工程學院共建的“計算機系統(tǒng)結構”國家級精品課程建設的基礎之上，結合電子與信息工程學院在學科方向上的特色和優(yōu)勢，采取“兩級基礎深化、知識體系構建、實踐能力培養(yǎng)、前沿技術追蹤”4項措施，建立面向“卓越工程師”培養(yǎng)的計算機系統(tǒng)級課程教學體系。
1）兩級基礎深化。教師通過“計算機與信息安全導論”“計算機導論”和“計算機系統(tǒng)結構”課程，分別從廣度與深度兩個方面對學生進行全面的計算機學科基礎教學。“計算機與信息安全導論”和“計算機導論”旨在幫助初學者認清學科的輪廓，而“計算機系統(tǒng)結構”則為計算機學科高年級本科生提供完整的學科核心知識。
2）知識體系構建。教師以“虛擬化與云計算”“Web編程”和“計算機前沿技術概論”等課程為基礎，建立計算系統(tǒng)和網(wǎng)絡的知識體系框架，為強化計算機科學與技術學科的特色和建立完整的計算機系統(tǒng)學科知識體系規(guī)范打下基礎；同時還注重相關課程的交叉，如“計算機系統(tǒng)結構”與“操作系統(tǒng)原理”“編譯原理”在虛擬操作系統(tǒng)、編譯優(yōu)化等方面的結合，“計算機系統(tǒng)結構”與“虛擬化與云計算”在大規(guī)模并行處理系統(tǒng)下的融合等。
3）實踐能力培養(yǎng)。教師通過“計算機系統(tǒng)實驗”課程，將“計算機系統(tǒng)結構”“操作系統(tǒng)原理”與“編譯原理”等課程中關系極為密切的核心內(nèi)容以綜合實驗形式進行集成，如存儲結構及其管理、目標代碼生成及優(yōu)化、線程調(diào)度等。這樣既有利于消除孤立知識點，又加強了學生的綜合實踐能力訓練，為他們將來從事計算機系統(tǒng)開發(fā)工作打下堅實基礎。
4）前沿技術追蹤。教師通過“計算機前沿技術概論”課程追蹤國際計算機系統(tǒng)結構領域中的前沿問題與技術。
筆者提出的面向卓越工程師的計算機系統(tǒng)結構系列課程體系框架如圖1所示。該教改項目的實施將提高計算機系的辦學水平，加強對青年教師的培養(yǎng)力度，同時也有助于本科教學中多出科研成果。
該教改項目從理論與實踐2個方面展開，圍繞計算機系統(tǒng)主題，在課程體系建設上注重基礎、突出重點。特別是在實踐教學方面，除了在相應課程的實驗環(huán)節(jié)對學生進行訓練外，還將在專門的“計算機系統(tǒng)實驗”課程中進行有關計算機系統(tǒng)硬件和軟件2個方面的完整的集成實驗，通過數(shù)據(jù)采集和建模分析等手段驗證實驗結果的正確性和有效性。通過發(fā)現(xiàn)并解決實驗過程中遇到的各種問題，學生更加深刻地理解并扎實地掌握計算機學科的核心理論，同時提高了從理論到實踐的知識貫通能力和創(chuàng)新能力。
各門課程的教改內(nèi)容簡述如下。
1）計算機與信息安全導論。作為該教學體系的基礎課程，將突出建設計算機系統(tǒng)知識體系方面的基礎知識。主要教改內(nèi)容如下：
①選用《Computer Science：An Overview》作為該課程的雙語教材：
②每章核心內(nèi)容突出計算機系統(tǒng)方面的基礎知識；
③將計算機系統(tǒng)方面的基本知識從傳統(tǒng)計
算機導論內(nèi)容中自然引出；
④展開雙語教學，并建設精品課程。
2）計算機導論。作為該教學體系的基礎課程，將突出建設計算機系統(tǒng)知識體系方面的基礎知識。主要教改內(nèi)容如下：
①選用《Computer Science：An Overview》作為該課程的全英文教材；
②每章核心內(nèi)容突出計算機系統(tǒng)方面的基礎知識；
③加強計算思維方面的教學和實踐，將Python作為入門編程工具培養(yǎng)學生的實踐動手能力；
④展開全英文教學，并建設精品課程。
3）計算機前沿技術概論。作為全校的通識課程，適合各個年級的本科生，側(cè)重信息安全前沿，同時帶動整個教學體系前沿知識的探索。主要教改內(nèi)容如下：
①匯集計算機系統(tǒng)結構課程體系中各個分支領域的前沿思想與技術；
②為“計算機系統(tǒng)實驗”課程提供前沿的實驗內(nèi)容建議和素材；
③自行編寫課程講義與教材。
4）計算機系統(tǒng)實驗。該教學體系中的實驗課程建立在“計算機系統(tǒng)結構”“操作系統(tǒng)原理”“編譯原理”等課程的基礎之上，是整個教學體系中學生實踐能力培養(yǎng)的核心課程。主要教改內(nèi)容如下：
①建立計算機系統(tǒng)課程知識體系；
②建立實驗環(huán)境，設計豐富多樣的綜合實驗項目和開放性實驗項目；
③編寫實驗指導書。
5）虛擬化與云計算。該教學體系中的專業(yè)課程之一，介紹可信與安全系統(tǒng)體系結構的基本概念、基本原理和基本結構。主要教改內(nèi)容如下：
①建立課程知識體系；
②編寫教材。
6）Web編程。該教學體系中的專業(yè)課程之一。主要教改內(nèi)容如下：
①完善課程知識體系；
②建立實驗環(huán)境，設計實驗項目；
③編寫教材和實驗指導書。
2 教改特點
基于“計算機系統(tǒng)級課程”的計算機科學與技術卓越課程行動計劃具有如下特點和創(chuàng)新性。
1）將本系計算機學科優(yōu)勢、優(yōu)質(zhì)課程與“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的實施相結合是本系統(tǒng)級課程教改項目的特點之一；
2）開設“計算機系統(tǒng)實驗”課程作為計算機系統(tǒng)級課程教學體系的核心實驗平臺，加強學生的實踐能力培養(yǎng)是本系統(tǒng)級課程教改項目的特點之二；
3）本教改項目結合計算機新教學法，將計算思維教學方式在計算機系統(tǒng)級課程中進行實踐（“計算機系統(tǒng)實驗”和“計算機導論”課程中實施），加強學生的實踐創(chuàng)新能力是本系統(tǒng)級課程教改項目的特點之三；
4）本項目將工業(yè)界的最新技術介紹給本科生，為其提供畢業(yè)設計選題和到著名企業(yè)實習的機會是本系統(tǒng)級課程教改項目的特點之四；
5）本項目將可信與安全計算系列課程作為建設對象，點面結合帶動一批課程、實驗基礎設施和教師隊伍的建設是本系統(tǒng)級課程教改項目的特點之五。
3 教改成果
經(jīng)過兩個學期的建設，計算機系統(tǒng)級課程的教學改革取得如下成果。
3.1 教改立項方面
1）2012-2013年，教育部-IBM專業(yè)綜合改革項目建設課程“虛擬計算與云計算”；
2）2011-2012年，谷歌校企共建實用精品課程項目“Web編程技術”；
3）2011-2013年，同濟大學全英文課程建設項目“計算機導論”：
4）2011-2013年，同濟大學雙語課程建設項目“計算機與信息安全導論”；
5）2011-2012年，同濟大學電子與信息工程學院教學改革研究與建設項目“面向‘卓越工程師’培養(yǎng)的可信與安全計算課程教學體系建設”。
3.2課程建設方面
1）計算機系統(tǒng)結構。
該課程于2011年上半年被批準為同濟大學本科卓越課程（計算機科學與技術專業(yè)），同時作為計算機科學與技術系一軟件學院共建國家級精品課程。
2）計算機系統(tǒng)實驗。
計算機系和學院實驗中心已經(jīng)購買相關的實驗設備并完成實驗室建設；已經(jīng)開始組織2010級3位碩士研究生完成課程所涉及的5個實驗設計。
3）計算機與信息安全導論。
該課程成功申報同濟大學雙語建設課程，并于2011年9月開始實行雙語授課，同時完成了課程網(wǎng)站的建設。
4）計算機導論。
該課程成功申報同濟大學全英文建設課程，并于2011年9月開始實行雙語授課，同時完成了課程網(wǎng)站的建設。
5）計算機科學前沿技術導論。
該課程于2010年開設，目前已完成課程網(wǎng)站建設和《計算機科學前沿技術》教材的寫作。該教材獲得IBM大學合作項目書籍出版資助和同濟大學“十二五”規(guī)劃教材建設項目的資助。
6）Web編程技術。
該課程成功申報谷歌校企共建實用精品課程，并于2011年開設，同時完成了課程網(wǎng)站的建設。
7）虛擬計算與云計算。
該課程成功申報谷歌校企共建實用精品課程，并于2010年開設，同時完成了課程網(wǎng)站的建設。
3.3教材建設方面
1）《計算機科學前沿技術》教材已經(jīng)編寫完成，于2012年7月正式出版，并被列為同濟大學“十二五”規(guī)劃教材。
該教材是一本計算機科學的入門與提高教材，在力求保證學科廣度的同時，還兼顧主題的深度，同時特別強凋計算機科學的前沿性，既介紹計算機學科相關主題的來龍去脈，又引入國內(nèi)外最新和最熱門的前沿課題。該教材既涉及計算機傳統(tǒng)研究領域，如計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、人工智能等又涉及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球等新興熱門研究領域，重點講解這些最新計算技術在各個學科中的應用，既讓讀者對計算機新興技術有一個宏觀的把握，又通過各種案例分析指導讀者將計算機最新技術應用到相關專業(yè)和學科中。
2）同濟大學已與清華大學出版社簽約出版《虛擬化與云計算》教材，目前已完成部分書稿，預計2013年初出版。
第2篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：西部地區(qū)；地方高校；專業(yè)綜合改革；計算機科學與技術；人才培養(yǎng)；
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）02-0127-02
吉首大學是一所地處湖南西部地區(qū)的綜合性大學，學校地處湘西土家族苗族自治州首府吉首市，該地區(qū)是典型的“老、少、邊、山、庫、窮”地區(qū)，國家將該地區(qū)設為西部大開發(fā)、武陵山片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅先行先試地區(qū)，扶貧攻堅主戰(zhàn)場。信息技術作為當前國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的關鍵因素，培養(yǎng)符合該地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展急需的信息技術人才成為辦在該地區(qū)高校――吉首大學的重要使命，作為該校建設的計算機科學與技術專業(yè)則義不容辭的承擔著具體的工作責任[1-3]。本文以吉首大學計算機科學與技術專業(yè)綜合改革建設為例，介紹了該校計算機科學與技術專業(yè)實施專業(yè)綜合改革的具體做法。
教育部實施的專業(yè)綜合改革明確指出“開展專業(yè)綜合改革的專業(yè)，必須結合學校辦學定位和服務面向，明確培養(yǎng)目標和建設重點，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，自主設計建設方案，推進培養(yǎng)模式、師資隊伍、課程、教學方式、教學管理等環(huán)節(jié)的綜合改革”，根據(jù)這些要求結合吉首大學的辦學定位以及當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展對信息類人才需求的現(xiàn)狀[4-7]，學校對計算機科學與技術專業(yè)提出了 “一中心，一個目的，4方面”的專業(yè)綜合改革思路。一個中心就是以對接地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)為中心，一個目的就是以提升學生創(chuàng)新實踐能力為目的，圍繞上述“一中心，一個目”開展優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、打造“雙師”型師資隊伍、加強課程教學改革以及強化實踐教學體系等4個方面的專業(yè)建設工作。
1 強化人才培養(yǎng)的適應性，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要（2010-2020）》、教育部《關于大力推進教師教育課程改革的意見》（教師[2011]6號）、教育部等《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》（教思政[2012]1號）、教育部《關于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高[2012]4號）、《教育部、國家發(fā)展改革委、財政部關于深化教師教育改革的意見》（教師[2012]13號以國家相關教育方針、教育政策為指導，計算機科學與技術專業(yè)緊緊圍繞吉首大學創(chuàng)建有特色、高水平教學研究型大學的戰(zhàn)略目標，堅持“立德、立行，樹人、達人”的立人教育人才培養(yǎng)理念[8-9]，明確了“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的能力培養(yǎng)要求和“干得好，下得去，吃得苦，用得好”的人才培養(yǎng)特點，進行人才培養(yǎng)方案的整體設計。
1.1優(yōu)化課程體系架構
按照“平臺+模塊+課程群”的結構形式搭建課程體系，整個課程體系包括四個課程平臺：通識教育課程平_、學科基礎課程平臺、專業(yè)教育課程平臺和實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程平臺。每個平臺課程下面分若干模塊，模塊中可包括若干課程群。在通識教育課程平臺加入了專業(yè)導論、創(chuàng)業(yè)基礎等課程，并且除了基本的大學英語、體育、思想道德和中國近現(xiàn)代史以外，搭建了人文精神類、科學素養(yǎng)類、創(chuàng)新能力類以及藝術情趣類等四大模塊，根據(jù)這些模塊的特點設置了不同的課程；在學科基礎平臺中設置了數(shù)理基礎模塊、語言基礎課程模塊、硬件基礎課程模塊等，數(shù)理基礎模塊包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計以及離散數(shù)學等課程，語言基礎課程模塊包括高級語言程序設計、數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)等課程，硬件基礎課程模塊包括數(shù)字電子技術、計算機組成原理等課程；專業(yè)教育課程平臺我們分設了專業(yè)方向，包括：軟件設計與開發(fā)模塊、大數(shù)據(jù)模塊、移動開發(fā)模塊；同時為了強化學生對計算機前沿知識的了解擴充學生的知識領域，結合教師的科學研究的方向設置了選修模塊，模塊中包含計算機前沿技術講座、iOS開發(fā)、數(shù)字圖像處理、人工智能、信息安全以及機器人學等課程供不同層面感興趣的學生選擇。
1.2強化實踐教學模塊
針對計算機科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)實踐性強、應用性強的特點，優(yōu)化整體實踐教學體系：設置了課程實驗（實訓）環(huán)節(jié)、集中實踐教學環(huán)節(jié)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等3個環(huán)節(jié)。在課程（實訓）環(huán)節(jié)主要是根據(jù)實驗（實訓）教學大綱的要求完成課堂內(nèi)實驗（實訓）任務；在集中實踐教學環(huán)節(jié)主要包括課程設計、開放實訓、專業(yè)見習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等內(nèi)容；在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)，學生在學校認定的各類學科競賽、科學研究、發(fā)明創(chuàng)造、社會實踐等方面取得成果，可以用該成果申請和認定相應學分，。除此之外，按照整體設計，在每學期的最后兩周，設置了專門的實踐教學周，在該階段主要集中完成綜合性、設計性以及創(chuàng)新性實驗。
1.3 明確課程與能力培養(yǎng)關系
以往人才培養(yǎng)方案設計中，僅僅列出大學四年各個時間段，學生需要修讀的課程，但是這些課程到底與學生哪些能力的培養(yǎng)沒有明確的界定，導致學生總是不斷地問“學這門課有什么用”，教師在上課時也只注重課程的內(nèi)容而忽略了課程內(nèi)容背后知識能力培養(yǎng)，根據(jù)計算機科學與技術專業(yè)人才能力培養(yǎng)的要求，設置了專業(yè)培養(yǎng)學生的6大能力，并將這些能力與相應的課程對應，明確了課程與知識能力之間的關系，表1的數(shù)據(jù)展示了部分專業(yè)課程與學生專業(yè)能力的對應關系矩陣：
能力1：系統(tǒng)認知能力。掌握本學科的基本理論和核心概念、理解各類典型方法，能用專業(yè)知識認知常用的系統(tǒng)與應用。
能力2：計算思維能力。理解數(shù)據(jù)的邏輯結構和存儲結構；掌握算法設計技術和復雜性分析方法、程序設計的基本思想和方法；能采用形式化描述和抽象思維方法分析問題。
能力3：算法設計與分析能力。系統(tǒng)地掌握算法設計與分析的基本理論和基本方法，熟悉常用的算法并能程序?qū)崿F(xiàn)；了解各類算法的發(fā)展趨勢和典型應用。
能力4：系統(tǒng)設計與實現(xiàn)能力。系統(tǒng)地掌握軟硬件系統(tǒng)研發(fā)領域的理論和知識，能運用軟件工程、軟件項目管理等工程化方法進行系統(tǒng)的分析與設計，并在此基礎上應用編程技術、數(shù)據(jù)處理技術、網(wǎng)絡技術等相關技術實現(xiàn)系統(tǒng)。
能力5：新技術的適應與學習能力。了解本專業(yè)的最新發(fā)展態(tài)勢，能熟練運用信息技術手段獲取新知識；熟練地掌握英語，能閱讀本專業(yè)的相關外文資料，具有一定的國際視野和跨文化交流能力。
能力6：團隊協(xié)作能力。掌握團隊溝通技巧，具有良好的語言表達能力，工作主動 、愛崗敬業(yè)，做到寬容與合作，具備良好的 整體意識和全局觀念，獲得團隊的認可并得到團隊支持。
2 以提升教師實踐能力為目標，打造“雙師”型師資隊伍
目前計算機科學與技術專業(yè)教師在知識能力結構上普遍存在學歷高、理論功底深厚但是工程經(jīng)歷少和實戰(zhàn)經(jīng)驗不足的情況，這些情況已經(jīng)嚴重不能適應計算機科學與技術專業(yè)應用性創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。對此，在專業(yè)建設方面采取以下方式提升教師的實踐能力：
一是實施“請進來，走出去”制度，一方面通過讓教師參加行業(yè)、企業(yè)召開的專題技術會議、教師在企業(yè)掛職以及教師隨同學生一起見習、實習等方式，了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和視屏，熟悉并掌握自己本專業(yè)理論知識實際的業(yè)務技術流程和操作方式方法；另一方面，通過邀請企業(yè)工程師來校開展講座、交流、授課加強教師與企業(yè)的對接。
二是鼓勵教師通過項目合作、科技服務的方式解決企業(yè)實際工程問題。通過上述方式解決教師理論功底與實戰(zhàn)經(jīng)歷不對稱的問題。
3 以提升學生主動性為目的，強化“師生互動”加強課程教學改革
傳統(tǒng)的教學模式主要是老師講學生聽，學生與老師之間的互動主要是通過作業(yè)、實驗報告和考試進行交流，這種“以課程教學為中心”的傳統(tǒng)教學方式學生積極性不高、學習興趣不濃、課程教學效果也不明顯，為此加強課程教學改革的研究與實踐。
1）針對實踐性、應用性較強的課程采用“案例教法”。對枯燥的理論課程的教學，通過真實的案例來提高學生學習的興趣和主動性，如C語言課程、JAVA課程、數(shù)據(jù)結構、計算機網(wǎng)絡課程等，在課堂講授中要求教師將真實的項目穿插各門課程的知識點和內(nèi)容，通過實際環(huán)境和實際問題與理論問題的對接，消除學生對理論知識的陌生感。在授課方式方法上面，采取由教師課前提出問題，課堂上由學生講述和討論，教師進行點評的方式，強化學生在課程教學中的主導作用，提升教學效果。
2）針對不可及、不可觸、不直觀等課程內(nèi)容采取 “虛擬仿真教學”。比如在網(wǎng)絡攻擊防御課程、計算機圖形學、計算機網(wǎng)絡、模擬電路、數(shù)字電路、計算機原理等課程，通過虛擬仿真軟件重構這些課程中不可及、不直觀的課程內(nèi)容，讓課程內(nèi)容抽象直觀化，加深學生對課程技術層面的認識。
3）突出以實踐能力為目標的考核方式，強化教學效果。在以往的課程考核中注重學生基本理論、基本方法的測試，重點采取“理論考核”、“閉卷考試”等方式忽略了計算機科學與技術專業(yè)作為工科類專業(yè)實踐性強、“能力評價”要求高的特征，因此在考核方式上，重點考核學生對知識點的應用與綜合解決問題的能力，考核形式包括實驗實習報告、課程論文、課程設計、 文獻綜述、實驗操作、技能演示、說課等多種形式、模擬試教等。
4 對接需求，強化以能力培養(yǎng)為主線的實踐教學體系
國家實施的專業(yè)綜合改革明確了“強化實踐教學環(huán)節(jié)”的要求，在具體的實施中就必須結合人才培養(yǎng)要求，強化實踐教學比重，但是現(xiàn)實情況是，對于計算機科學與技術專業(yè)基本知識理論的掌握程度也很重要，如果簡單的通過壓縮課內(nèi)學時增加實踐學時的方法，勢必達不到人才培養(yǎng)的要求，基于上述現(xiàn)狀，對實驗課程體系中的實驗課程和實驗項目進行重構，合并其中重復冗余的內(nèi)容，保留相對獨立的內(nèi)容，增加反映學科前沿和產(chǎn)業(yè)技術前沿的內(nèi)容，按照“基礎理論驗證”、“綜合實驗實踐”、“設計性實驗”的思路，強調(diào)實驗課程的獨立性，使實踐課程體系體現(xiàn)以培養(yǎng)工程實踐能力為導向。同時在人才培養(yǎng)方式上采取校企聯(lián)動的“1.5+1.5+1”方式，即大學前一年半夯實學生學科基礎，第二個一年半完成專業(yè)課程學習，在學校和基地開展專業(yè)教學和專業(yè)技能培養(yǎng)；第四年完成專業(yè)方向課程學習，在基地企業(yè)突出工程實踐能力的綜合培養(yǎng)。
總之，教育部實施的專業(yè)綜合改革其中的工作要求是一項系統(tǒng)工程，作為西部高校――吉首大學，所開設的計算機科學與技術專業(yè)也必須結合學校的辦學實際和當?shù)貙嶋H情況綜合 、系統(tǒng)推進，這樣才能取得專業(yè)建設的效果。
參考文獻：
[1]龍先瓊.民族地區(qū)地方高校特色專業(yè)建設思考[J].民族高等教育研究，2009，20（2）：16-19.
[2]徐立清，錢國英，馬建榮.地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展中的專業(yè)綜合改革探索與實踐[J].2014（12）：53-57.
[3]徐曉飛.本科生院體制下計算機教育的改革與創(chuàng)新[J].中國大學教學，2012（4）：20-22.
[4]李建鋒，黎奇升，冷志明.西部民族地區(qū)地方高校專業(yè)綜合改革的探索與實踐――以吉首大學為例[J].吉首大學學報（自然科學版），2016，37（2）：78-81.
[5]李建鋒，丁雷，魯榮波，等.吉首大學信息類專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀及對策[J]. 吉首大學學報（自然科學版），2016，35（6）：86-88.
[6]魯榮波，李宗壽，賀宏遵，等.加快計算機硬件課程群實踐教學體系改革，提高學生實踐和創(chuàng)新能力[J].當代教育論壇，2011（2）：109-110.
[7]戰(zhàn)德臣，聶蘭順.計算思S與大學計算機課程改革的基本思路[J].中國大學教學，2013（4）：56-60.
第3篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：計算機科學與技術；卓越人才培養(yǎng)；課程群；校企合作協(xié)同育人；計算機軟件能力認證
0引言
2010年6月，教育部啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，這是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術人才［1-2］云南大學于1984年成立云南省內(nèi)高校第一個計算機科學系，經(jīng)過30多年建設，于2008年入選國家級特色專業(yè)建設項目，2016年入選云南省“重點產(chǎn)業(yè)”引領品牌專業(yè)，2017年入選云南省卓越工程師培養(yǎng)計劃，是云南省唯一的計算機類國家級特色專業(yè)和重點本科專業(yè)。目標是把該專業(yè)建設成為云南省計算機技術高層次專門人才培養(yǎng)的重要基地，為云南省相關高校的類似專業(yè)建設和改革起到示范和帶動作用。近年來，很多院校開始對計算機科學與技術專業(yè)卓越人才培養(yǎng)開展改革實踐，主要包括：東華大學黃利利等［3］構建了以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力為目標的計算機專業(yè)卓越工程師人才培養(yǎng)體系；長春工業(yè)大學于超等［4］針對獨立學院計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式與企業(yè)實際需求存在差距的問題，提出圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺建設的計算機專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式；山東理工大學姜桂洪等［5］通過分析卓越計劃的特點與主要內(nèi)容，結合計算機專業(yè)近年來的卓越計劃試點教學實踐，對實施卓越計劃的培養(yǎng)模式進行了探討；淮陰工學院趙建洋等［6］結合地方經(jīng)濟建設對計算機卓越人才需求，探索并實踐了拓展內(nèi)涵融合創(chuàng)業(yè)的計算機卓越人才培養(yǎng)新模式；山東理工大學趙光遠等［7］對計算機專業(yè)卓越人才培養(yǎng)的目標、培養(yǎng)方案、實踐基地建設、教學團隊建設、學生個性化培養(yǎng)機制等進行全面探索與實踐；桂林電子科技大學張凈等［8］以工程教育專業(yè)認證為載體，構建計算機卓越人才實踐教學管理體系；西安郵電大學王春梅等［9］通過優(yōu)化整合理論知識和課程，利用企業(yè)項目研發(fā)與管理經(jīng)驗等優(yōu)勢，將學生的理論與實踐充分結合起來，增強學生分析、解決工程實際問題的能力及創(chuàng)新意識；重慶理工大學劉小洋等［10］通過重構教學體系、構建STE協(xié)同創(chuàng)新團隊，深化校企合作、實施個性化定制培養(yǎng)等措施，著力提升學生的專業(yè)核心能力與工程實踐能力。但是，這些研究對計算機科學與技術卓越人才培養(yǎng)體系的建設還不太完善，改革還不夠系統(tǒng)，仍然有改進的空間。本文以培養(yǎng)計算機科學與技術專業(yè)個性化、行業(yè)化、標準化、創(chuàng)新化人才為目標，通過引入課程群分類培養(yǎng)、校企合作協(xié)同育人、計算機職業(yè)資格認證、校內(nèi)實習基地和創(chuàng)新基地建設為手段，進行計算機科學與技術卓越人才培養(yǎng)的實踐與探索，經(jīng)過不懈努力，在專業(yè)建設、人才培養(yǎng)上取得了明顯成效。
1卓越人才培養(yǎng)體系構建思路
卓越人才培養(yǎng)計劃具有3大特點：①行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；②學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才；③強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力［1］。對照卓越人才培養(yǎng)的基本要求，傳統(tǒng)的計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式存在以下需要解決的問題：①沒有實現(xiàn)學生的個性化培養(yǎng)。計算機專業(yè)知識體系繁多，畢業(yè)學生知識雜而不專，沒有給學生足夠的選擇權，培養(yǎng)的學生缺乏擅長的專業(yè)方向；②沒有緊密結合企業(yè)要求進行人才培養(yǎng)。由于計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，需要的知識日新月異，而高校所開課程較為陳舊，畢業(yè)學生不能滿足企業(yè)要求；③沒有實現(xiàn)學生的標準化培養(yǎng)。程序設計能力是計算機專業(yè)學生最重要的能力，但是培養(yǎng)中缺乏統(tǒng)一標準，部分畢業(yè)學生程序設計能力欠缺；④沒有更好地實施創(chuàng)新性培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學普遍存在以教師為中心、以課堂講授為主的“聽中學”現(xiàn)象，學生被動接受知識的狀態(tài)極不利于創(chuàng)新性培養(yǎng)。采取以下思路對卓越人才培養(yǎng)進行改革：①通過課程群建設，實現(xiàn)學生的個性化分類培養(yǎng)；②通過校企合作協(xié)同育人項目，行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，使學生成為行業(yè)認可人才；③開展中國計算機學會計算機軟件能力認證（CCFCSP）工作，按行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才，完善學生的標準化培養(yǎng)；④通過實習基地和創(chuàng)新基地建設，朝著以學生為中心、以學生主動實踐為主的“做中學”轉(zhuǎn)變，強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。
2卓越人才培養(yǎng)改革實踐
2.1通過課程群建設，實現(xiàn)學生個性化分類培養(yǎng)
2.1.1課程群設置
計算機科學與技術專業(yè)涵蓋的知識體系龐大，制定專業(yè)培養(yǎng)方案時，針對不同學生采取不同方式：①不同的就業(yè)單位和研究生研究方向要求學生精通的知識不一樣；②直接就業(yè)的學生需要偏應用性課程，考研學生需要偏理論性課程?；谝陨蟽牲c，在本科人才培養(yǎng)方案修訂時制定基于課程群分類的培養(yǎng)方案，專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系模塊。該培養(yǎng)方案課程體系模塊設置，以教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會編制的《高等學校計算機科學與技術專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》和國際計算機教育的課程體系IEEE/ACM2005為指導［11］。在特色課程群設置上，貫徹以科研促教學、科研反哺教學的思想，以學科特色優(yōu)勢研究中的數(shù)據(jù)工程與智能信息處理、圖形圖像處理與虛擬現(xiàn)實和高性能計算與移動互聯(lián)網(wǎng)3個學科方向，打造對應的3個課程群。筆者學校計算機專業(yè)教師在數(shù)據(jù)工程與智能信息處理、高性能計算與移動互聯(lián)網(wǎng)、圖形圖像處理與虛擬現(xiàn)實方面已具有一定實力，具有特色教學與科研隊伍。發(fā)揮學科優(yōu)勢，將科研成果融入教學過程，將科研工作與教學工作進行有機結合，打造具有特色的課程群［12］。圍繞課程群開展以下工作：（1）課程內(nèi)容調(diào)整。結合科研和工程教育認證，面向需求，調(diào)整課程內(nèi)容，進行適當?shù)脑鰟h，把課程群作為一個整體進行建設，在內(nèi)容上合理組織，以培養(yǎng)目標位驅(qū)動，讓學生廣泛積累專業(yè)方向上的知識和技能。（2）3組課程系列靈活交互強化，幫助學生構建某一計算機領域的獨特技能。在課程學習上，允許學生靈活調(diào)整，要求學生完成至少3個特色課程群中的1個。（3）緊跟學科前沿，聘請國內(nèi)外專家和高新技術企業(yè)中的技術人才、項目經(jīng)理等為學生開設新技術方面講座，具體講授案例分析。該培養(yǎng)方案設置既注重學生基本理論和基本技能培養(yǎng)，又讓學生在專業(yè)方向上有一技之長，并設立科研型和應用型兩類人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)個性化分類培養(yǎng)，體現(xiàn)了因材施教的教育理念。
2.1.2課程群個性化分類培養(yǎng)成效
經(jīng)過對計算機科學與技術專業(yè)學生個性化培養(yǎng)改革，取得以下成效：（1）就業(yè)率進一步提高，近3年就業(yè)率均達到98%以上。畢業(yè)后5年對畢業(yè)生就業(yè)單位回訪調(diào)查，滿意率達到85%以上。（2）報考研究生考研成功率超過70%，且研究生就讀學校檔次明顯提升，90%以上升學學生進入“985”高校就讀。
2.2校企合作協(xié)同育人
由于“雙師型”師資短缺，大多數(shù)高校工科教師缺乏企業(yè)實踐經(jīng)驗。卓越工程師培養(yǎng)計劃要求引入行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，強化培養(yǎng)學生的工程能力。本專業(yè)積極和著名IT企業(yè)合作，實施校企合作協(xié)同育人項目。選派年輕教師到企業(yè)參加培訓，獲得企業(yè)師資認證，積極把校外企業(yè)師資引入，讓行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，強化培養(yǎng)學生的工程能力，使之更好地符合企業(yè)要求。
2.2.1開展校企合作協(xié)同育人項目
鼓勵任課教師開展校企協(xié)同育人項目，先后獲準開展多項教育部校企協(xié)同育人項目和谷歌精品課項目，與華為、Google、Microsoft、Cisco、中興、達內(nèi)等國內(nèi)外知名企業(yè)展開良好合作，這些項目的開展為專業(yè)的協(xié)同育人起了良好的促進作用。
2.2.2加入國家信息技術新工科產(chǎn)學研聯(lián)盟
為獲得企業(yè)進一步支持，以計算機科學與技術專業(yè)為基礎，申請獲批成為國家信息技術新工科產(chǎn)學研聯(lián)盟成員；依托該聯(lián)盟，參與新工科研究與實踐項目申報，有關企業(yè)可參與本專業(yè)新工科研究與實踐項目，提供資源和支持，推進產(chǎn)學合作協(xié)同育人，拓展實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0版”。
2.2.3培養(yǎng)企業(yè)認證師資
近年來，本專業(yè)有5名教師獲得華為認證師資證書；3名教師獲得GoogleAndroid認證師資質(zhì)證書。這些通過認證的教師開設了華為計算機網(wǎng)絡、信息安全、GoogleAndroid移動開發(fā)課程6門。2019年2月底，華為的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、路由交換等認證課程已經(jīng)在本專業(yè)開設。經(jīng)過一周的持續(xù)學習，95%以上的學生通過了華為相關課程認證。另外，本專業(yè)聘請中國移動云南分公司、中國建設銀行云南省分行、云南日報報業(yè)集團等多家企事業(yè)單位計算機中心的企業(yè)兼職教師近20名，為學生開展實習實踐、企業(yè)前沿技術介紹等講座40余次，并邀請校外企業(yè)師資參與本專業(yè)人才培養(yǎng)方案、部門課程教學大綱的修訂工作，引入企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，強化培養(yǎng)學生工程能力。
2.3按行業(yè)標準培養(yǎng)人才，實現(xiàn)學生的標準化培養(yǎng)
2.3.1計算機軟件能力認證（CCFCSP）
中國計算機學會是國內(nèi)最權威、影響力最大的計算機行業(yè)學會，其主辦的計算機軟件能力認證（CCFCSP）是一種權威的計算機職業(yè)資格認證［13］。卓越工程師培養(yǎng)中，要求按行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才，而計算機專業(yè)學生最重要的能力是編程，計算機軟件能力認證（CCFCSP）能夠檢驗學生的實際編程能力。如果通過該認證，表明該學生達到了本專業(yè)培養(yǎng)的標準，有能力成為行業(yè)認可的工程師。云南大學與中國計算機學會在云南大學設立計算機軟件能力認證考點。經(jīng)過多次認證考試，認證平均分不斷提高，反映學生的程序設計能力得到明顯提高。
2.3.2把CSP認證嵌入人才培養(yǎng)方案
本專業(yè)在本科人才培養(yǎng)方案修訂中，已經(jīng)把計算機軟件能力認證作為本科生畢業(yè)的條件之一。在本專業(yè)培養(yǎng)方案的綜合實踐模塊中，增加了“程序設計能力測試”課程。該課程2學分，為實訓必修課程，要求學生的計算機軟件能力認證成績達到一定分數(shù)，或者通過全國計算機軟件水平任意一個級別的考試才能取得該學分。通過該舉措，可以培養(yǎng)學生具有一定水準的編程能力，能夠勝任軟件工程師工作，達到合格工程師標準。
2.3.3計算機軟件能力認證實施成效
計算機軟件能力認證實施后取得成效如下：（1）激發(fā)了學生編程興趣，各種程序設計競賽取得較好成績。認證實施后，本專業(yè)程序設計課程的期末成績有明顯提高，學生參加各種程序設計競賽的熱情高漲，先后獲得各類程序設計競賽省部級以上獎50余項。（2）促進學生就業(yè)。根據(jù)學生報名時提交的專業(yè)實習和工作意愿，60余名認證高分學生已經(jīng)收到百度、騰訊、阿里巴巴、滴滴出行等國內(nèi)著名IT企業(yè)的實習邀請，其中20余名學生已經(jīng)到這些公司參加實習。通過實習雙方相互了解，滿意后可與這些著名IT企業(yè)簽約。
2.4強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力
在長期的教學實踐中，普遍存在以教師為中心、以課堂講授為主、以理論考試成績?yōu)橹鞯摹奥犞袑W”現(xiàn)狀［14］。在卓越人才培養(yǎng)背景下，工程教學模式應轉(zhuǎn)向“以學生為中心”的教學模式，強調(diào)學生主動學習和主動實踐，進行理論與實踐一體的“做中學”。這就需要學生到企業(yè)、行業(yè)等部門進行實實在在的實踐，包括生產(chǎn)實習、頂崗實習等形式。
2.4.1實習基地和創(chuàng)新基地建設
學校與省內(nèi)大型國有企業(yè)和民營企業(yè)建立了7個校外實習實踐基地，引進社會資源，為學生實習實踐提供更多的平臺。本專業(yè)建設了大規(guī)模云桌面實驗室、創(chuàng)新基地、云計算實訓實驗室，并采購200余萬元的戴爾網(wǎng)絡存儲、服務器、手持三維激光掃描儀、圖形工作站、三維動作捕捉系統(tǒng)等軟硬件設備，極大改進了學生的實驗條件。
2.4.2建立實習基地和創(chuàng)新基地成效
（1）云桌面實驗室每年接待各種考試和實驗人員約8000人次，涉及考試10余種；云桌面實驗室占地300余平米，擁有200臺云終端。計算機軟件能力認證云南大學考點就設在新建的云桌面實驗室內(nèi)。另外，華為ICT大賽、實驗室安全知識考試、校紀校規(guī)考試、各種程序設計競賽等都在云桌面實驗室完成。（2）創(chuàng)新基地及校內(nèi)實習基地每年服務學生600余人次。創(chuàng)新基地及校內(nèi)實習基地占地200余平米，可同時容納80余人，企業(yè)到學校建立實習基地有了很好的條件。本專業(yè)50％以上的本科生建立了課題小組，共獲得國家級、省級、校級科研項目立項20余項，20余篇，獲得國家發(fā)明專利10余項，獲得各種科技競賽獎勵40余項。
第4篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：Web技術；課程體系；互聯(lián)網(wǎng)服務；Web應用服務
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
1Web技術課程
Web技術課程是指講授網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站建設的課程，主要講授網(wǎng)站的規(guī)劃、設計、開發(fā)等內(nèi)容，并深入講述Web的工作原理。Web技術課程的教學目標是使學生掌握網(wǎng)頁的設計、制作方法，了解網(wǎng)站規(guī)劃的一般方法，熟練掌握常用網(wǎng)站制作軟件的使用，能夠進行交互式網(wǎng)站的規(guī)劃與開發(fā)。該課程體系一般應包括以下幾門課程：“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”、“動態(tài)網(wǎng)站設計”、“數(shù)據(jù)庫原理與應用”、“Web數(shù)據(jù)庫”和“Web Service開發(fā)”。
2目前高校開設Web技術課程的現(xiàn)狀
2.1教學內(nèi)容落后，跟不上互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展
Web應用服務的快速發(fā)展，推動了Web技術的快速發(fā)展，Python、Ruby等敏捷開發(fā)技術的出現(xiàn)，極大地縮短了Web應用項目的開發(fā)周期；Flex的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的Web表現(xiàn)形式；Ajax技術的廣泛應用大大改善了用戶體驗。而目前大部分高校所開設的Web技術課程的教學內(nèi)容并不能很好地與目前Web技術的發(fā)展同步，這一點使我們的教育與市場的需求很難達到相互符合。
2.2Web服務理念較落后
Web 2.0的迅速發(fā)展推動了互聯(lián)網(wǎng)理念的不斷創(chuàng)新，BLOG、微博客、SNS、RSS、Wiki等新的互聯(lián)網(wǎng)應用形式的出現(xiàn)，極大地促進了互聯(lián)網(wǎng)應用服務理念的發(fā)展。目
前大部分高校開設的Web技術課程在其教學內(nèi)容及概念上很少涉及這些全新的互聯(lián)網(wǎng)應用形式及理念。
2.3在日常學習中暴露的問題較少
目前大部分高校Web技術課程的教學方式為教師在課堂上講授相關知識，學生在實驗課上對所學知識點進行練習。大部分情況下學生都是在對所學的某一知識點進行單一訓練。此種實驗課可以暴露學生在語法等基礎方面的問題，但是具體應用中一些容易出現(xiàn)的問題卻很難發(fā)現(xiàn)。
2.4學生很少具有開發(fā)完整項目的經(jīng)驗
在正常的授課過程中學生往往很少能夠參與到一個項目從需求分析到設計規(guī)劃，到具體開發(fā)，再到項目部署調(diào)試的全過程，這就會造成學生缺乏完整項目開發(fā)的經(jīng)驗，學生僅僅停留在對“實驗室項目”的學習上，而缺乏實際應用項目的開發(fā)經(jīng)驗，解決實際問題的能力很難得到提高。
3Web技術課程的教學實踐
我院從2005年起在計算機科學與技術專業(yè)開設Web技術課程，目的是使學生能夠掌握網(wǎng)頁設計、制作的方法，掌握網(wǎng)站規(guī)劃與建設的一般方法，能夠采用動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)語言并結合數(shù)據(jù)庫進行交互式網(wǎng)站和Web應用項目的開發(fā)，具有完整的項目開發(fā)經(jīng)驗；了解Ajax、RSS、Flex等Web發(fā)展的前沿技術，了解Web 2.0、微博客等全新的互聯(lián)網(wǎng)應用模式。
3.1課程體系介紹
下面對我校計算機科學與技術專業(yè)Web技術課程的具體開設情況分別加以介紹，其中重點介紹“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”、“動態(tài)網(wǎng)站設計”這兩門課程。
“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”：主要使學生掌握網(wǎng)頁設計與制作的常用軟件，掌握色彩理論、平面構成等網(wǎng)頁設計的一般原理，熟練掌握Html、CSS基礎語法并能夠使用兩者相結合進行靜態(tài)網(wǎng)站的開發(fā)，掌握網(wǎng)站的設計、規(guī)劃、制作、與維護等工作；了解Web標準的基本內(nèi)容，掌握依據(jù)標準進行網(wǎng)站建設開發(fā)的一般方法。
“動態(tài)網(wǎng)站設計”：我校目前采用ASP作為動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)語言進行講授，講授的主要內(nèi)容是ASP的基礎知識，Web服務器的安裝和配置以及創(chuàng)建ASP程序的方法，ASP的腳本語言VBScript，ASP的內(nèi)置對象Response、Request、Application、Session、Server，ASP的文件操作對象以及ASP的數(shù)據(jù)庫對象ADO等，并講授網(wǎng)站的性能優(yōu)化、安全性保障，Web的工作原理等內(nèi)容。目的是使學生掌握ASP語言，能夠采用ASP進行Web編程，開發(fā)交互式網(wǎng)站；通過開發(fā)動態(tài)網(wǎng)站，深入了解Web的工作原理，了解B/S體系結構下的Web應用項目開發(fā)；系統(tǒng)地掌握一個網(wǎng)站項目從需求分析到數(shù)據(jù)建模，到Web界面設計及編程，再到最后調(diào)試并等流程；同時在日常講課中引入互聯(lián)網(wǎng)應用的新技術、新理念。
“數(shù)據(jù)庫原理與應用”：本課程的任務是通過對數(shù)據(jù)庫的語言基礎、程序設計、系統(tǒng)開發(fā)等環(huán)節(jié)的學習，學會采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設計方法，最終掌握SQL Server 應用系統(tǒng)的開發(fā)技能，為以后的項目開發(fā)，奠定必要的理論基礎。
“Web數(shù)據(jù)庫”該課程主要使學生掌握Web開發(fā)技術與數(shù)據(jù)庫相結合開發(fā)應用系統(tǒng)的一般方法及具體應用。
“Web Service開發(fā)”：該課程為計算機科學與技術專業(yè)的專業(yè)課，并作為Web技術課程體系中的應用型課程，主要使學生掌握分布式、跨平臺的系統(tǒng)開發(fā)。
3.2核心課程教學大綱
我校在計算機科學與技術專業(yè)開設Web技術課程時，將“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”和“動態(tài)網(wǎng)站設計”這兩門課程作為核心課程，下面分別對其教學大綱加以介紹。
(1)“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”課程教學大綱
我校在計算機科學與技術專業(yè)開設的“網(wǎng)頁設計與網(wǎng)站規(guī)劃”課程共72學時，其中理論課時54學時，實驗課時18學時。課程教學大綱如下。
(2)“動態(tài)網(wǎng)站設計”課程教學大綱
我校在計算機科學與技術專業(yè)開設的“動態(tài)網(wǎng)站設計”課程共72學時，其中理論課時54學時，實驗課時18學時。課程教學大綱如下。
4目前存在的問題與今后努力方向
目前我校開設的Web技術課程中出現(xiàn)了一些問題，具體有如下幾點。
(1) 新技術涉及偏少；
(2)Web理念的涉及內(nèi)容相對較少；
(3) 師資力量相對較薄弱。
針對我校的培養(yǎng)目標及現(xiàn)狀，今后計劃在以下方面加以改進：
課程的擴充。針對目前的應用現(xiàn)狀，在Web技術課程體系中增加敏捷開發(fā)技術，如Ruby、Python、PHP等技術；并增加新技術的應用，如Ajax應用、Flex應用、WAP開發(fā)等。
增加講述Web理念的課程。
建立一個與時展保持同步的機制，使課程體系能夠與Web技術的發(fā)展及應用保持同步。
加強師資隊伍的建設。一方面通過內(nèi)部學習提高教師的教學能力；另一方面通過加強與校外企業(yè)的合作及參加相關培訓等提高教師的實力。
參考文獻：
[1] 翟萍. 對高等院校網(wǎng)頁制作課程的思考[J]. 科技資訊,2007,(14).
第5篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：實驗教學體系；教學改革；創(chuàng)新教育
中圖分類號：G424 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 22-0042-03
我校在計算機實驗教學改革過程中，參照國際通用的工程與技術評估條列(Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET)列出的工科大學生必須具備的11項能力要求，把國際國內(nèi)一流大學(如斯坦福、卡耐基?梅隆、伯克利以及清華大學等)的教學理念和成功經(jīng)驗融合到實驗教學體系之中，形成了有鮮明特色的多層次、立體化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。
1實驗教學存在的問題[1][2]
1) 實驗課依附理論課
這種實驗課的實驗大多為基礎型和簡單應用型實驗，為了驗證理論教學的內(nèi)容而設置，內(nèi)容相對單一且更新慢，學生僅僅為學分而學習，缺乏積極主動參與。
2) 實驗專業(yè)課程設置時間滯后
課程設置一般采用“階梯式”結構，即基礎課技術基礎課專業(yè)課專業(yè)方向課，致使學生學習專業(yè)課時間滯后。例如要學好計算機軟件，一種典型的課程設置觀點認為必須按微積分物理學電路理論模擬電路數(shù)字電路計算機硬件的順序設置課程。這樣幾乎所有的計算機軟件課程只能安排在三年級以后學習，使高年級階段很難有足夠的時間對學生實施工程項目式的創(chuàng)新教學活動。
3) 缺乏科研與工程實踐訓練
學生一般到最后一學期才有論文導師，本科學生直接參與科研項目的機會較少，難有足夠的時間對學生實施科研與工程實踐訓練，很難使學生形成良好的知識結構，更談不上激發(fā)學生的積極思維和創(chuàng)造力。
4) 層次性與體系性不足
實驗課程的設置缺乏層次性和體系性。實驗內(nèi)容完全一致、難度上沒有層次的實驗課對學習能力強的學生沒有激勵，潛能得不到挖掘，對較慢或散漫的學生沒有鞭策，他們的動手能力難得到提高。另外，實驗課程的設置缺乏體系，對學生綜合能力的提高缺乏系統(tǒng)訓練。
2實驗教學體系建設[3][4][5][6]
針對以上問題，我們認為實驗課程應以創(chuàng)新意識培養(yǎng)為先導、以學生能力培養(yǎng)為主線；以加強學生工程訓練能力和設計能力培養(yǎng)為核心，以多層次、結構化和開放式的實驗教學體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面化、教條化的實驗教學體系。形成了“實驗與理論結合、軟硬件并重、課內(nèi)外齊抓、涵蓋基礎型、應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型”的實驗內(nèi)容。規(guī)劃設計了一個涵蓋計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數(shù)字媒體和大型機五個方向并滿足基礎性、探索性和研究性實驗需求的實驗體系，實現(xiàn)了學生四年本科實驗不斷線的培養(yǎng)模式。在實驗內(nèi)容中，融入了計算機學科前沿技術以及教師的教學和科研的最新成果，注重與科研、工程、社會應用實踐密切聯(lián)系。實驗體系結構分為基礎教育實驗、學科基礎實驗和專業(yè)技能實驗三個層次。
(1) 基礎教育實驗平臺
面向低年級本科生，以本學科應掌握的物理和數(shù)學的公共基礎知識、基本原理的理解、驗證和基本實驗技能的訓練為主要實驗內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識，使學生掌握實驗研究的基本方法，提高學生的分析能力和創(chuàng)新能力?；A教育實驗主要包括物理實驗、數(shù)學實驗和數(shù)學建模。
(2) 學科基礎實驗平臺
面向高年級本科生，由本學科各個專業(yè)方向共性的、具有明顯學科特點的專業(yè)實驗內(nèi)容構成，基本反映了本學科一個合格的本科畢業(yè)生應具備的專業(yè)基礎性實踐能力和理論知識需求。學科基礎實驗主要包括電子基礎實驗(涵蓋電路分析基礎實驗、模擬電路基礎實驗、數(shù)字邏輯實驗、微機原理與接口實驗以及現(xiàn)代電子技術綜合實驗等)、離散數(shù)學實驗、程序設計基礎實驗、數(shù)據(jù)結構實驗、計算機操作系統(tǒng)實驗、計算機組成原理實驗、數(shù)據(jù)庫原理實驗、編譯原理實驗、計算機網(wǎng)絡基礎實驗、軟件工程實驗等。
(3) 專業(yè)技能實驗平臺
面向高年級本科生，具有明顯的專業(yè)方向特征，滿足本學科專業(yè)課程教學的實驗需要，同時重點培養(yǎng)本學科高年級本科生的專業(yè)實踐能力、綜合能力和研究創(chuàng)新能力。包括五個研究方向：計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數(shù)字媒體和大型機。
計算機科學與技術實驗平臺：主要包括計算機系統(tǒng)結構實驗、形式語言與自動機實驗、軟件開發(fā)環(huán)境實驗、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)及應用實驗和單片機及應用等實驗。
軟件工程實驗平臺：主要包括UML統(tǒng)一建模實驗、軟件測試技術實驗、軟件過程模型實驗、軟件體系架構實驗和現(xiàn)代軟件技術綜合設計等實驗。
信息安全實驗平臺：主要包括計算機系統(tǒng)與網(wǎng)絡安全實驗、網(wǎng)絡與系統(tǒng)攻擊實驗、網(wǎng)絡與系統(tǒng)防御實驗、網(wǎng)絡安全協(xié)議實驗和PKI技術等實驗。
數(shù)字媒體實驗平臺：主要包括計算機圖形學實驗、計算機動畫實驗、三維渲染技術實驗、多媒體技術實驗和數(shù)字媒體綜合設計等實驗。
大型機實驗平臺：主要包括大型機操作系統(tǒng)概論實驗、大型機體系結構實驗、COBOL程序設計實驗、交易中間件技術實驗和大型機系統(tǒng)綜合設計等實驗。
實驗教學分級分層、循序漸進，從基礎到綜合，再到設計與創(chuàng)新，要求學生完成一定的選修學分和創(chuàng)新學分。其中，基礎型實驗主要為應知應會等原理性實驗；應用型實驗主要介紹現(xiàn)代主流操作系統(tǒng)和流行的應用軟件，訓練學生在主流軟件平臺下的動手能力。同時，配合IBM公司大型主機操作系統(tǒng)認證培訓和考試，鼓勵學生參加專業(yè)認證培訓，并取得專業(yè)認證證書；綜合型實驗要求學生結合一門課程的多個知識點，甚至綜合多門相關課程，完成一個較為復雜的實驗任務，綜合型實驗是難度較大的實踐環(huán)節(jié)，通過案例復現(xiàn)和模塊替換實驗等，掌握技術實現(xiàn)和模塊設計的方法與技巧；設計型實驗與實際工程應用相結合，或者完成科研項目的某個模塊，這類實驗由指導教師給定設計目標和設計思路，由學生獨立完成；創(chuàng)新型則完全為開放式教學方式，由學生獨立或者與指導教師共同擬定設計題目和設計目標，并獨立完成。創(chuàng)新型實驗還包括由學生自由組隊參加國際國內(nèi)各級計算機硬件和軟件大賽。
3實驗教學內(nèi)容改革
計算機實驗教學的內(nèi)容要體現(xiàn)厚基礎，寬口徑，軟硬件并重，注重綜合技能訓練，以培養(yǎng)學生的設計和創(chuàng)新能力為核心的實驗教學指導思想。在實驗教學體系改革的基礎上，對實驗內(nèi)容和實驗項目進行調(diào)整和更新，主要調(diào)整的重點如下。
(1) 將開設的所有實驗分為三大類：課程實驗、專項實驗、創(chuàng)新實驗。除創(chuàng)新實驗外，每一類實驗又設計了從基礎型到綜合型再到創(chuàng)新型的不同層次的實驗項目。將課程實驗教學與理論課程教學有機結合，幫助學生掌握課程教學中需要實驗驗證和應用實踐的知識點，對輔助和強化課程教學起到了不可替代的效果。所有包含實驗學時的理論課程均有相應的課程實驗，如計算機操作系統(tǒng)、匯編語言程序設計、數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)結構等。專項實驗以學科建設和專項實驗室建設為平臺，將實際的工程項目、科研項目和科研成果中的關鍵技術抽取出來作為實驗項目，以達到培養(yǎng)學生科研、工程和應用實踐能力的目的。如網(wǎng)絡工程系列實驗、網(wǎng)絡安全綜合實驗、安全實驗室專項建設等。創(chuàng)新實驗以培養(yǎng)學生探索精神、科學思維、實踐能力、創(chuàng)新能力為核心，推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。創(chuàng)新實驗主要包括大型課程設計、各級各類競賽項目以及由學生自擬的科研項目組成。
(2) 在確?；A型、應用型實驗教學質(zhì)量的同
時，增加綜合型、設計型、創(chuàng)新型實驗的比例。除創(chuàng)新型實驗外，每個實驗項目都要求有詳細的實驗大綱和實驗指導書，大部分實驗項目還要求提供標準實驗報告、成果考核與驗收形式等。創(chuàng)新實驗則完全實行開放式管理(實驗項目開放、設備和環(huán)境開放，時間開放等)， 既可以由學生自發(fā)組隊，自主完成，也可以為學生指定指導老師，由學生和老師共同擬定題目，學生獨立完成。創(chuàng)新實驗的完成質(zhì)量可以通過鼓勵學生參加各級各類比賽或者要求提交實驗報告和實驗成果兩種形式得以保障。
(3) 壓縮陳舊的、重復的驗證性實驗，增加反映學科發(fā)展方向的新實驗和一些融研究、創(chuàng)新、實踐于一體的實驗項目。大部分實驗課程都設有必修實驗項目和選修實驗項目，學生可以根據(jù)自己的興趣和愛好自主選擇。
我校計算機實驗目前共開設本科實驗課程共60余門(含創(chuàng)新實驗類)，實驗項目共計290余項。按照“基礎型、應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型”的層次化實驗教學體系設置，各層次實驗項目統(tǒng)計如表1所示，各種類型實驗項目所占比例如圖1所示,其中綜合型、設計型和創(chuàng)新型實驗占所有實驗項目的81％。
4結束語
實驗教學是高等學校創(chuàng)新教育的一個重要環(huán)節(jié)，按照創(chuàng)新人才體系的標準，構筑新型的實驗教學體系，對實驗教學綜合考慮、合理安排，形成適應學科特點及自身系統(tǒng)性和科學性的、完整的體系，全面培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，使學生具有創(chuàng)新精神和實踐能力，達到培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才的目的[7]。
參考文獻
[1] 孫莉,朱國進. 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實踐[J]. 計算機教育,2006,(12).
[2] 蔣定福. 高校實驗教學存在的問題及其對策[J]. 中國教育技術裝備,2006,(11).
[3] 傅彥. 計算機專業(yè)主干課程建設與教學改革[J]. 電子科技大學學報(社科版),2002,(4).
[4] 傅彥. 21世紀計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)[J]. 高等教育研究電子學會教育分會年會論文集[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2002.
[5] 傅彥. 計算機學科發(fā)展與課程體系[J]. 計算機科學,2003,(10).
[6] 劉乃琦,吳躍. 做教育的基石信息化的翅膀―計算機專業(yè)教學體系的建立[J]. 電子高教研究,1996.
[7] 張玉平,秦惠潔,黃振寶. 高校實驗教學改革初探[J]. 鑄造設備研究,2004,(4).
作者簡介
侯孟書，博士，副教授，電子科技大學計算機實驗教學中心常務副主任，工程系主任。研究方向包括分布式存儲、P2P計算等。
傅彥，教授/博導，電子科技大學計算機科學與工程學院副院長，計算機實驗教學中心主任。研究方向包括數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡等。
聯(lián)系方式：侯孟書，四川成都電子科技大學計算機學院，610054
phone：13981900119
第6篇：計算機科學的前沿技術范文
由于每個教師所在的學校不同，學校所處的學術地位不同，個人所從事的學科方向不同，對計算機科學的整體認識以及對教育學的認識也不同，因此，對教學改革的意見很不一致。概括起來，大致可以分為兩種：一種意見認為，過去的教學計劃與方式主要是一種培養(yǎng)精英人才和科學家的方式，是以淘汰不可能成為科學家的大部分學生為代價的人才培養(yǎng)方式。其課程偏難、基礎理論知識所占的比重偏大、課程設置多年不變、教學內(nèi)容陳舊、與經(jīng)濟建設密切相關的應用性知識太少、實驗動手能力培養(yǎng)較差，這些都使畢業(yè)生與社會需要相脫節(jié)。另一種意見認為，計算機學科的發(fā)展正在日益深化，新方向、新知識層出不窮。如果按一級學科組織教學，其教學改革必須走內(nèi)涵發(fā)展的道路。教學的重點應該更注重對基礎理論知識和基本實驗技術的傳授，注重能力的培養(yǎng)。通過減少課程科目、學時數(shù)和適當增加課程的深度、難度，使學生獲取知識的方式從過去以聽課為主、自習為輔轉(zhuǎn)移到聽課與自習并重的方式上來，并通過將實驗課程單列的方式，強化實驗教學。以上意見分歧主要集中在四個方面：一是對計算機學科的基本認識和學科發(fā)展趨勢的整體把握；二是對數(shù)學和理論計算機科學基礎在計算機專業(yè)教學中的地位與作用的認識；三是對實驗教學在計算機專業(yè)教學中的地位與作用的認識；四是對教育的基本功能的再認識。
二大學計算機專業(yè)教學改革建議
如何更好地將書本理論與實際應用相結合，使學生理論基礎扎實、動手能力強，從而最大限度地提高創(chuàng)新能力、增強國際競爭力，本人通過長期研究與教學實踐總結出以下幾點：
第一，改善教學環(huán)境，網(wǎng)絡覆蓋整個校園，每一門課都有自己的網(wǎng)站。學生選課、通知、課程要求、課件資源、成績查詢等所有的信息都放在網(wǎng)上。任何一座教學樓內(nèi)除教學專用教室、實驗室及科研專用研究室之外，應該設有專門的學習區(qū)域。每個座位都有電源和網(wǎng)線，學生可以隨時隨地免費上網(wǎng)。所有教室都配備多媒體教學設備，所有的實驗室都是全天免費開放的，學生可以隨時去驗證自己的各種想法，這能在很大程度上提高學習的質(zhì)量和效果。
第二，高水平的師資隊伍建設。高水平的教師才能培養(yǎng)出高水平的學生，高校應重視師資隊伍的建設。站在講臺上的教師應該都具有博士學歷，這樣豐富的科研經(jīng)歷使他們對專業(yè)課程的駕馭游刃有余，并能及時將前沿技術介紹給學生。各院系的教授崗位經(jīng)常會由外籍知名學者任職，多舉辦學術講座。所有的授課教師都應該配備一定數(shù)量的助教，某些程序設計類課程還應該從高年級選拔出成績優(yōu)異的學生輔助助教工作。從教授到助教分工明確，職責清晰，工作嚴謹。
第三，豐富授課方式。高校計算機專業(yè)教學的授課方式應該多種多樣，既有傳統(tǒng)的板書教學，也有現(xiàn)代多媒體教學。大學應該重視基礎理論，在教學課程中間穿插眾多大大小小的考試、課堂測驗、課后回顧總結、家庭作業(yè)等。在此基礎上，學校對學生自主創(chuàng)新能力、實踐能力及科研素質(zhì)的培養(yǎng)應該更為重視，在開課之初主講教師應該要求4～5名學生組成一個討論小組，每周都會有一次討論。這種討論通常由助教主持，圍繞課程、實驗及一切有關該領域?qū)W生感興趣的話題進行，時間一般在90分鐘左右。除此之外，教師還應組織一些與該課程相關的課外活動，如參觀某些技術中心等。
第四，活躍課堂氛圍。高校計算機專業(yè)教學授課過程中，無論是學生還是教師都比較隨意，課堂氣氛輕松活躍。學生可以隨時舉手打斷教師授課進行提問，對于一個問題有時會有多個學生參與討論，應該培養(yǎng)大學生對問題“刨根問底”的意識。應該培養(yǎng)學生適應教師點到為止的教學思路，課堂上，教師應努力創(chuàng)造學生的參與機會，討論式教學能讓學生體驗到學習的樂趣，有利于提高學生分析問題、解決問題的能力。在教學上應該注重實踐。即使是課堂教學，只要條件允許，教師應帶著實物，通過投影機展示給學生。如果是小班教學，教師還應將實物傳遞給學生觀看。
第7篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：高性能計算；應用；中醫(yī)藥
中圖分類號：R-3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5707（2016）06-0010-03
Abstract： High performance computing （HPC）， as a new and important research tool， has been applied in many fields successfully. Application of HPC in the TCM field is still in the exploratory stage. HPC in the future may be innovatively applied in the field of genomics Chinese herbal medicine， virtual medicine screening of new TCM， TCM data mining and big data analytics， modeling and simulation and so on.
Key words： high performance computing （HPC）； application； TCM
高性能計算是計算機科學的一個分支，研究并行算法和開發(fā)相關軟件，致力于開發(fā)高性能計算機。高性能計算是世界各國競相發(fā)展的前沿技術，是體現(xiàn)一個國家綜合實力和科技競爭力的重要指標。
科學計算作為科研方法變革的產(chǎn)物，已經(jīng)發(fā)展成為與傳統(tǒng)的理論、實驗并駕齊驅(qū)的第三種科研方法，并且日益成為越來越重要的科研方法?？茖W計算方法的運用，是高性能計算應用的基礎和前提條件，而使高性能計算真正發(fā)揮作用主要取決于高性能計算的應用研究水平[1]。本文對于促進高性能計算未來在中醫(yī)藥領域的應用、豐富中醫(yī)藥信息學的研究內(nèi)容及由此產(chǎn)生的中醫(yī)藥科研方法的創(chuàng)新具有推動作用。
1 高性能計算應用概況
1.1 我國在高性能計算應用領域仍處于落后水平
在高性能計算的研發(fā)和應用領域美國一直處于世界領先水平，日本和歐洲國家緊隨其后長期位居世界先進行列。近年來，我國在高性能計算硬件的研發(fā)方面取得了突破性進展，通過自主創(chuàng)新逐步掌握了一批硬件研發(fā)的關鍵技術。中國國防科技大學研制的天河系列超級計算機連續(xù)多次在世界超級計算機排行榜中名列首位，標志著我國高性能計算的硬件研究水平目前已經(jīng)接近國際先進水平。但在應用軟件方面的發(fā)展嚴重滯后于硬件的發(fā)展水平，自主開發(fā)的高性能計算應用軟件嚴重匱乏，需要大量購買和引進國外開發(fā)的應用軟件，重要和關鍵部門的應用受制于人[2]。應用軟件是高性能計算應用的基礎，由于應用軟件研發(fā)水平的嚴重落后，目前我國在高性能計算應用領域仍處于落后水平。
1.2 國內(nèi)外高性能計算主要的應用領域
高性能計算作為嶄新和重要的科研工具，目前已經(jīng)在眾多的領域得到了成功應用，各種前沿科學研究、技術開發(fā)和工程設計都越來越多地使用了高性能計算，高性能計算已經(jīng)日益成為科技創(chuàng)新的重要力量。目前主要的應用領域包括氣象數(shù)值模擬與預報、地震預報、納米技術、生物醫(yī)學、環(huán)境科學、空間科學、材料科學、計算物理、計算化學、流體力學、地震三維成像、石油勘探、天體星系模擬、大氣與海洋模擬、固體地球模擬、工業(yè)設計、核武器研究、全球氣候模型、湍流分析、飛行動力學、海洋環(huán)流、流體力學和超導模型等[1]。在生物醫(yī)學領域的應用目前主要集中在人類基因組學、蛋白質(zhì)組學、藥物設計、分子動力學模擬等方面。
1.3 高性能計算應用的瓶頸
高性能計算雖然已經(jīng)在眾多領域得到了成功應用，但由于技術難度等的限制，仍然屬于高投入高產(chǎn)出的非普及型應用。目前制約高性能計算應用的主要問題包括軟件開發(fā)的技術難度非常大，系統(tǒng)使用成本過高，不僅體現(xiàn)在軟硬件購置費用昂貴，而且系統(tǒng)運行維護成本過高，大型系統(tǒng)的年電費需上千萬元[2]。比較高精尖的應用范圍、非常高的技術要求和過高的使用成本，這些都限制了高性能計算的廣泛應用。
2 高性能計算在中醫(yī)藥領域應用的可行性分析
2.1 高性能計算在領域應用的前提條件
高性能計算在領域應用的條件首先需要應用領域具有較高的科研水平，特別是能夠通過科學計算的方法建立相應的數(shù)學物理模型和應用軟件來解決實際問題，利用高性能計算才有可能促成應用領域研究水平的大幅度提高。通過對高性能計算應用領域的最高學術獎戈登獎獲獎項目的分析，這些獲獎的應用項目絕大多數(shù)都具有多學科交叉融合的背景，這反映了高性能計算的應用需要應用領域與計算機科學、數(shù)學等學科的跨學科合作[3]。隨著高性能計算的應用，近些年高性能計算與應用學科的交叉學科不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)生了計算化學、計算物理學、計算生物學等許多新興學科，這些交叉學科的產(chǎn)生標志著高性能計算在這些領域得到了高水平應用。
2.2 計算生物學的啟示
計算生物學是一門以生命科學中的現(xiàn)象和規(guī)律作為研究對象，以解決生物學問題為最終目標，通過模擬和仿真的方法對生物學問題進行定量和定性研究的新興學科。計算生物學與生物信息學比較，最大的不同之處在于生物信息學側(cè)重于生物信息的采集、存儲、處理和分析，而計算生物學側(cè)重于對生命現(xiàn)象進行研究、解決生物學問題[4]。目前計算生物學領域的研究主要集中在蛋白質(zhì)行為的模擬、藥物分子的篩選、基因測序等方面。
雖然目前中醫(yī)藥領域還不滿足高性能計算的應用條件，但通過借鑒計算生物學的研究方法，未來有可能在中醫(yī)藥領域開展具有創(chuàng)新性的高性能計算的應用研究。
3 高性能計算在中醫(yī)藥領域應用的展望
3.1 中藥植物藥的基因組學
基因組學是遺傳學的一個分支，研究生物基因組和如何利用基因，涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析，研究內(nèi)容包括以全基因組測序為目標的結構基因組學和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學?；蚪M學是高性能計算應用的一個重要方向，沒有高性能計算人類的基因組計劃就不可能實現(xiàn)，高性能計算已經(jīng)成為基因組學研究不可或缺的科研工具。隨著基因組學研究的深入、技術的成熟和成本的大幅度下降，使得基因組學的研究逐漸由人類的基因組學擴展到動物、植物等多個相近領域。利用高性能計算在基因組學方面成熟的應用軟件開展中藥植物藥的基因組學研究未來有可能是高性能計算在中醫(yī)藥領域的重要應用。
3.2 中藥新藥的虛擬藥物篩選
利用高性能計算進行虛擬藥物篩選目前已經(jīng)成為西藥新藥開發(fā)的一條嶄新和重要的途徑。新藥研發(fā)的核心工作之一是從大量的化合物樣品庫中發(fā)現(xiàn)有藥理活性的化合物，計算機虛擬篩選輔助新藥開發(fā)是利用統(tǒng)計學和分子模型化技術來指導新的先導結構的發(fā)現(xiàn)或設計，從而減少實驗室的工作量，縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。近年來對多靶點藥物的研究已經(jīng)成為國際上新藥開發(fā)的一個重要的研究熱點，中藥是天然的多靶點藥物，蘊含著巨大的新藥創(chuàng)制的潛力[5-6]。應用高性能計算開展中藥新藥的虛擬藥物篩選有可能成為中藥新藥開發(fā)的嶄新途徑。
3.3 中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。大數(shù)據(jù)分析是指對規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進行分析，目前世界各國對大數(shù)據(jù)分析技術高度重視，大數(shù)據(jù)被視為國家重要的戰(zhàn)略資源。數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析是高性能計算應用的重要領域之一。目前中醫(yī)藥領域的數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析主要集中在對方劑配伍規(guī)律、中醫(yī)證治規(guī)律等的研究，現(xiàn)有的研究水平還不能構成對高性能計算的迫切需求。隨著數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析在中醫(yī)藥領域應用水平的提高，數(shù)據(jù)研究的內(nèi)容、方法和結果的日趨豐富，隨著數(shù)據(jù)量的積累和研究方法復雜度的提高，中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析未來有可能成為高性能計算在中醫(yī)藥領域富有潛力的應用。
3.4 模擬與仿真
模擬與仿真是依靠計算機通過數(shù)值計算和圖像顯示的方法，對工程、物理、生物等各類問題進行研究。高性能計算不僅具有強大的計算功能，還可以模擬或代替由于受經(jīng)濟或者其他條件限制不能進行的實驗。2013年10月，哈佛大學教授Martin Karplus、斯坦福大學教授Michael Levitt和南加州大學教授Arieh Warshel因“為復雜化學系統(tǒng)創(chuàng)立了多尺度模型”而獲得諾貝爾獎，評委會聲明中稱這一成果意味著對于化學家來說計算機已經(jīng)成為同試管一樣重要的工具[1]。
計算機模擬方法在生命科學中已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。高性能計算應用領域的最高學術獎戈登獎獲獎項目“在20萬CPU核和異構體系結構上的千萬億次持續(xù)性能血流模擬”，該項目模擬了血液流動狀態(tài)，可以輔助血栓的早期病理學診斷及抗血栓藥物的研究。另一項獲獎項目“呼之欲出的貓：包含109規(guī)模神經(jīng)元、1013規(guī)模突觸的大腦皮質(zhì)模擬”，對神經(jīng)元和突觸規(guī)模與貓大腦相當?shù)拇竽X皮質(zhì)功能進行了模擬，并以此為基礎開展了認知計算的研究[3]。此外國內(nèi)外大量的高性能計算被用于分子動力學模擬，分子動力學模擬是一種數(shù)值模擬方法，通過將分子抽象為由化學鍵連接的質(zhì)點按照基于牛頓力學的數(shù)學模型迭代求解分子體系的行為。利用高性能計算進行分子動力學模擬已經(jīng)成為化學和生物學研究中與實驗手段相當?shù)臉藴恃芯糠绞絒7-8]。模擬和仿真技術在中醫(yī)藥研究中的應用未來有可能成為高性能計算在中醫(yī)藥領域創(chuàng)新性的應用。
4 小結
高性能計算的應用是使高性能計算真正發(fā)揮作用的軟實力，是高性能計算領域重要的研究內(nèi)容。高性能計算的應用需要多學科的交叉與合作，計算生物學的產(chǎn)生標志著高性能計算在生物醫(yī)學領域得到了成功應用。
高性能計算在中醫(yī)藥領域的應用目前還處于探索階段，尚不具備大規(guī)模應用的條件和基礎。未來有可能通過借鑒計算生物學的研究方法在中藥植物藥的基因組學、中藥新藥的虛擬藥物篩選、中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)分析、模擬與仿真等領域進行開創(chuàng)性的應用研究。高性能計算在中醫(yī)藥領域的應用將會對中醫(yī)藥科研方法的創(chuàng)新與發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。
參考文獻
[1] 顧蓓蓓，武虹，遲學斌，等.國內(nèi)外高性能計算應用發(fā)展概況分析[J].科研信息化技術與應用，2014，5（4）：82-91.
[2] 周興銘.高性能計算技術發(fā)展[J].自然雜志，2011，33（5）：249-254.
[3] 張理論，鄧小剛.戈登獎――分析與思考[J].計算機工程與科學， 2012，34（8）：44-52.
[4] 徐書華，金力.計算生物學[J].科學，2009，61（4）：34-37.
[5] 朱偉，羅頌平.治療輸卵管阻塞性不孕的中藥多靶活性成分計算機虛擬篩選[J].時珍國醫(yī)國藥，2012，23（6）：1531-1532.
[6] ，孫曉波.網(wǎng)絡藥理學：中醫(yī)藥現(xiàn)代化的新機遇[J].藥學學報，2012，47（6）：696-703.
第8篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：創(chuàng)新能力；數(shù)據(jù)庫；課程群；教學改革；立體化教學
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）12-0066-03
創(chuàng)新人才是創(chuàng)新型國家建設成敗的關鍵。高校作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)重要機構，要充分利用各種資源、轉(zhuǎn)變教育模式，才能培養(yǎng)和塑造出具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的人才，以滿足社會快速發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求。高校應優(yōu)化課程內(nèi)容，豐富學生知識儲備，將學生被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，將注重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貏?chuàng)新思維培養(yǎng)，從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力。
數(shù)據(jù)庫是計算機等專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，它貫穿計算機科學與技術、信息管理與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)各個層次，是信息系統(tǒng)的核心和基礎，目前占整個計算機應用的70%以上。但對數(shù)據(jù)庫相關課程教學現(xiàn)狀進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題[1]：①只注重單門課程完整性，課程間缺乏交叉融合，未將環(huán)環(huán)相扣教學內(nèi)容合理劃分、優(yōu)化整合，導致課程間教學合力不足、教學內(nèi)容重復、遺漏、銜接不暢等問題。②重理論，輕實驗，且實驗單一，設計性、綜合性實驗較少，實驗關聯(lián)度小，不利于學生創(chuàng)新思維和動手能力的培養(yǎng)。③實踐環(huán)節(jié)重不夠、呈現(xiàn)碎片化，特別是數(shù)據(jù)庫實踐教學體系中還未考慮云計算、大數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等應用需求，與社會需求嚴重脫節(jié)，造成學生缺乏實際分析解決問題能力。④教師授課各自為政，忽視溝通與交流，理論聯(lián)系實際不足，不利于學生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
針對上述問題，有必要從系統(tǒng)工程和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的視角著手，把數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容密切相關、相近、滲透、互補的多門課程進行重新規(guī)劃和優(yōu)化整合，形成結構合理、層次清晰，課程間相互連接、優(yōu)勢互補而又彼此獨立的連環(huán)式數(shù)據(jù)庫課程群體[1]，進而獲得具有整體優(yōu)勢、資源共享的有機整體，最終達到提高學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目的。本文依據(jù)教育理論與規(guī)律，結合我校實際情況，將數(shù)據(jù)庫相關課程統(tǒng)一規(guī)劃、相互協(xié)調(diào)，對如何構建數(shù)據(jù)庫課程體系推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)進行探討，以有效解決目前該課程體系建設存在的問題。
一、數(shù)據(jù)庫課程群建設原則與思路
明確數(shù)據(jù)庫課程群建設目標。針對計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)應用型人才培養(yǎng)目標及方案，審定數(shù)據(jù)庫類課程內(nèi)容之間的層遞性和關聯(lián)性，注重內(nèi)容間交叉融合，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點串聯(lián)或并聯(lián)成一個有機網(wǎng)絡，根據(jù)側(cè)重點不同重新分配學時，以綜合培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐技能。
數(shù)據(jù)庫課程群是個動態(tài)系統(tǒng)，要根據(jù)社會需求和專業(yè)發(fā)展動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)庫課程群體系，使其適合社會需要。
瞄準專業(yè)定位，以數(shù)據(jù)庫原理為核心，向外輻射至數(shù)據(jù)庫工具使用、數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)等方面的相關課程集合，主要包括數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)庫課程設計、大型數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫為基礎的軟件工程、Java程序設計、中間件技術、Web程序設計、MIS項目管理、畢業(yè)設計、企業(yè)生產(chǎn)實習、實訓和就業(yè)等，其重要任務為培養(yǎng)學生解決實際問題能力、協(xié)同創(chuàng)新能力等。
二、構建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系
以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群體系建設是以教師團隊合作為支撐，以提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為主線，以課程邏輯聯(lián)系為紐帶、規(guī)劃好課程群涵蓋的知識結構和框架體系，整合教學內(nèi)容，修訂教案，開發(fā)教學資源共享網(wǎng)絡平臺，將各課程知識點、相關理論、基礎實驗、綜合實驗和科研項目點、線、面有機聯(lián)系起來，建設具有集約化、系統(tǒng)開放化、成員團隊化、連環(huán)互動性（師生、師師、生生可實現(xiàn)連環(huán)互動）等特點的課程群體系。數(shù)據(jù)庫課程群建設是一個綜合性和系統(tǒng)性的問題，建設內(nèi)容繁多，但最重要有以下幾點：
1.數(shù)據(jù)庫課程群體系構建與劃分
基于計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)課程特點，結合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術背景下“厚基礎、寬口徑、重能力”應用型人才需求，研究以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的數(shù)據(jù)庫課程群中課程間的層次性、邏輯性、遞進性，注重技能培養(yǎng)，優(yōu)化課程設置、調(diào)整理論教學內(nèi)容和實踐教學內(nèi)容，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關課程的組合優(yōu)化，構建以創(chuàng)新能力為核心且適宜于應用型本科院校IT類人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)庫課程群體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫課程群體系中相關課程的優(yōu)化組合。以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，其數(shù)據(jù)庫課程群體系結構如圖1所示。
根據(jù)數(shù)據(jù)庫課程群體系構建與劃分原則，將數(shù)據(jù)庫課程群體系劃分為三個遞進式層次，即基礎理論層、綜合應用層、高級應用層，具體如下：
（1）基礎理論層。該層主要學習數(shù)據(jù)庫基本原理、基本操作以及MS SQL、My SQL等主流的關系型數(shù)據(jù)庫原理及操作，同時還要熟練掌握數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、備份與恢復，數(shù)據(jù)的增、刪、改、查、權限控制，存儲過程、觸發(fā)器、游標等數(shù)據(jù)庫基本操作和簡單數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)技能；理論和實踐課結束后，以1-3人為小組進行需求分析、數(shù)據(jù)庫設計、編程、測試和部署一個中小型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，以鞏固數(shù)據(jù)庫課程基礎理論知識，利用所學知識解決實際問題。
（2）綜合應用層。該層次主要學習Java、C#、、JSP等開發(fā)工具及項目開發(fā)流程，對具有一定復雜度的Web應用系統(tǒng)進行的設計與開發(fā)，而實驗教學以綜合性、設計性為主，主要讓學生熟練Web應用系統(tǒng)開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫應用實踐，強化培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)庫分析、設計和部署能力，最終使學生及其小團隊研制出有一定應用價值的綜合性Web應用系統(tǒng)[2]。
（3）高級應用層。該層次主要是通過生產(chǎn)實習（工程訓練），引導學生做一個貫通信息感知、數(shù)據(jù)可靠傳輸和應用服務等三個層次的中型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，擴展云計算、大數(shù)據(jù)處理等課程前沿理論與技術，加強學生對數(shù)據(jù)庫知識和技能的理解和熟練使用。
2.數(shù)據(jù)庫課程群教學內(nèi)容與教學方法改革
采用CDIO工程教育理念和立體化教學模式[3]，將傳統(tǒng)教學資源與新媒體技術相結合，注重夯實基礎理論，靈活運用綜合性知識，突出學生自主性、創(chuàng)造性學習及分析解決實際問題的能力。通過構建數(shù)據(jù)庫課程資源網(wǎng)絡平臺，提升課程共享性、開放性和普適性，優(yōu)化調(diào)整“教”、“學”、“做”的過程[4]，實現(xiàn)教學內(nèi)容的優(yōu)化、教學方法的立體化、教學手段的現(xiàn)代化[3]，具體方法及措施見圖2。
（1）始終貫徹“知行合一”的理論與實踐教學模式。在認真優(yōu)化計算機相關專業(yè)數(shù)據(jù)庫類課程理論與實踐教學內(nèi)容基礎上，采用CDIO工程教育倡У摹白鮒醒А焙汀盎于項目教育和學習”新型理論與實踐教學方法，將理論和實踐教學緊密結合，結合實際項目，由淺入深、循序漸進，設計合理的教學內(nèi)容，使學生在學中做，做中學，始終堅持“知行合一”的理論實踐教學模式，形成“理論一驗證一設計一綜合一實訓”多層次理論實踐教學模式[5-6]。通過把教師科研成果、計算機相關新技術及國內(nèi)外相關新實驗相融合，將實踐教學分為基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗、工程訓練四個層次[5-6]，并以設計性、實訓為主，突出學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)。
（2）創(chuàng)設典型的計算機系統(tǒng)應用案例。創(chuàng)設的計算機系統(tǒng)案例至少包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在的問題、用戶業(yè)務需求、系統(tǒng)分析、功能設計、編碼測試等部分，每個案例剖析和講授至少2學時，討論至少1學時，使優(yōu)選的教學案例不僅要體現(xiàn)專業(yè)特色，還要涵蓋教學知識點，這樣才能更好地激發(fā)學生學習積極性和主動性[4]。
（3）改進與完善授課手段，實現(xiàn)分層次、立體化教學。在深入研究CDIO工程教育理念的基礎上，通過多媒體、黑板、網(wǎng)絡信息、移動APP、微課等手段改進課程講授方式，集實際典型案例、學科前沿技術、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力及團隊協(xié)作能力等技術與素質(zhì)培養(yǎng)為一體，實現(xiàn)授課手段立體化，全方位提高學習者自身素質(zhì)、分析問題、解決問題的實際能力[2]。
（4）強化“交互”和學生參與，建立分組討論和成果匯報答辯機制。交互是數(shù)據(jù)庫課程教學環(huán)節(jié)中的重要因素，是師生間雙向交流促進學習的重要手段。在教學過程中，采用“授人以漁”的教學思路，設計交互式教學場景，使學生協(xié)同分工，多渠道檢索相關資料，撰寫專題研究報告，建立“交互式”或“分組式”討論和成果定期匯報答辯機制，共同創(chuàng)造創(chuàng)新氛圍，培育學生多向交流的積極性和自主探究問題的意識。上述措施有效增強了學生參與度，提升了學生學習興趣和認知度[4-5]。
（5）建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，加強多渠道線上線下師生交流與互動。借助Web和移動互聯(lián)網(wǎng)平臺，把課程組成員多年教學大綱、教學動畫、拆解的科研項目案例和精美課件等教學資料進行分類梳理、優(yōu)化和整合，建立數(shù)據(jù)庫課程群資源共享平臺，課程組成員通過E-mail、QQ群、微信群、移動APP、論壇等多渠道線上線下與學生交流互動，及時答疑學生存在的問題，提高數(shù)據(jù)庫課程群教學效果。
（6）行業(yè)技能競賽融入教學，以賽代練，以賽促教，激發(fā)學習興趣。密切跟蹤并介紹云計算、大數(shù)據(jù)、社會網(wǎng)絡分析、NoSQL等與數(shù)據(jù)庫相關最新前沿技術，開闊學生視野；指導學生積極參加“中國軟件杯”、“藍橋杯”、“挑戰(zhàn)杯”、“全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽”等競賽，及時修正和調(diào)整綜合性實踐項目或案例，合理布置項目任務，在多個教師綜合指導下，采用分組合作、討論、交流方式，確保小組項目有序開展。這種將行業(yè)技能競賽與實踐教學相結合的以賽代練模式，不僅使學生所學理論知識與技術直接與企業(yè)需求對接，還能大幅提高學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力，有效防止所學技術與行業(yè)需求脫節(jié)，為今后就業(yè)奠定項目研發(fā)經(jīng)驗和團隊協(xié)作能力。
3.加強數(shù)據(jù)庫教學團隊建設
教學團隊是數(shù)據(jù)庫課程群建設的主力軍和人力資源保障。在課程群負責人的帶領下，每個成員都要高屋建瓴，具有對數(shù)據(jù)庫課程群的教學內(nèi)容進行多層次和多角度融合優(yōu)化的能力。為此，可通過多次課程組研討、成員自身知識互補性學習、到兄弟院校走訪、專業(yè)技術培訓機構再教育等方式，加強數(shù)據(jù)庫教學團隊建設。只有施教者擁有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識，創(chuàng)設出具有一定創(chuàng)新思維的教學素材，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學生。
4.改革考核方式，注重階段性評價
改革傳統(tǒng)的考卷定“終身”考核方式，加強學習階段性評價，如在理論和實驗課堂上可通過回答問題、專題討論、作業(yè)質(zhì)量、計時完成實驗操作、前沿性技術總結、系統(tǒng)演示與答辯等措施加大平時考核比例，培養(yǎng)學生自主學習、創(chuàng)新意識等能力，使傳統(tǒng)的“要我學”填鴨式教學模式向“我要學和我要創(chuàng)業(yè)”等新模式轉(zhuǎn)變，引導學生注重平時知識積累，重視自學能力、創(chuàng)新思維等方面培養(yǎng)。此外，引入企業(yè)實習實訓評價、同行專家評價、教師評價、學生間互評等多種方式相結合的教與學效果評價機制，實現(xiàn)評價形式多元化和動態(tài)化，并根據(jù)評價結果，及時調(diào)整教學內(nèi)容、學生學習方向與方法等，提高教與學透明度、應用度，使教學目的更加明確，教學效果更好。
本文提出了創(chuàng)新型數(shù)據(jù)庫課程群建設體系，并從改革教學體系與教學方法、整合優(yōu)化教學內(nèi)容、教師團隊、完善考核方式等方面討論了數(shù)據(jù)庫課程群建設主要內(nèi)容，構建了多平臺、多手段、多層面漸進式理論和實踐教學模式，從系統(tǒng)工程的角度將數(shù)據(jù)庫課程群的各知識點串聯(lián)或并聯(lián)成一個有機網(wǎng)絡，克服了原數(shù)據(jù)庫課程教學的諸多不足，提高了學生實踐創(chuàng)新能力，為學生從事數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)奠定了一定基礎，為類似課程群教學改革起到示范和輻射作用。
參考文獻：
[1]劉雙印，徐龍琴.“數(shù)據(jù)庫原理及應用”教學改革探索與實踐[J].中國電力教育，2012（34）：56-58.
[2]徐龍琴，劉雙印.“教學做一體化”的C++程序設計教學改革研究[J].中國電力教育，2014（21）：24-25.
[3]劉閃.基于CDIO理念數(shù)據(jù)庫課程體系實踐教學改革研究[J].福建電腦，2013（11）：65-66.
[4]解迎剛，王志良.“物聯(lián)網(wǎng)與信息服務”立體化教學實踐[J].中國電力教育，2012（26）：78-80.
第9篇：計算機科學的前沿技術范文
關鍵詞：人才培養(yǎng)模式；“軟件工廠”教學模式；項目驅(qū)動
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）35-8473-02
當今世界IT技術廣泛應用于各行各業(yè)，計算機已經(jīng)成為日常生活中不可缺少的一部分。計算機科學與技術的高速發(fā)展使得相關專業(yè)的人才培養(yǎng)面臨巨大的挑戰(zhàn)，這樣就無形中對我們高等學校的教育模式提出了一個更高的要求。而人才培養(yǎng)的質(zhì)量是一所大學的辦學水平的衡量標準。探索適應社會經(jīng)濟發(fā)展需要的應用型人才培養(yǎng)模式，是學生個體發(fā)展的必然需要，是高等教育自身的特點和自身非均衡發(fā)展的必然結果，是我國社會經(jīng)濟現(xiàn)狀及其發(fā)展的必然要求，是高等教育大眾化及教育終身化、社會化發(fā)展總趨勢的要求，也是高等教育和高等學校自身發(fā)展的需要[1]。
1 當前人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
隨著社會需求，近幾年很多高校都建立了自己的計算機專業(yè)，大范圍的擴招使得計算機專業(yè)畢業(yè)生急速增長，但是卻面臨這樣一個尷尬的狀態(tài)：很多高校的計算機專業(yè)畢業(yè)生找不到適合的就業(yè)崗位，而大量用人單位又招不到符合需求的相關畢業(yè)生。很多用人單位在招聘時發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象：畢業(yè)生出具的成績單上理論科目十分豐富并且各門功課成績優(yōu)異，但是當問及有什么項目開發(fā)經(jīng)驗或者是否用所學習的語言（比如JAVA）開發(fā)過實際項目時，我們的畢業(yè)生通?；卮鸲际恰皼]有”。 動手能力差、無法將理論知識應用到實際操作中成了畢業(yè)生普遍的問題。產(chǎn)生實際就業(yè)市場需求和高校教育這種脫鉤的情況的一個重要的原因就是很多高校課程設置陳舊，學生學習的理論知識過多，實踐太少，當今計算機主流技術根本沒有進入學生的培養(yǎng)計劃之中，學生在大學中沒有學到社會需要的職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)技能，從而導致畢業(yè)生普遍缺乏應用能力，不能與社會需求相符合。
如何提高學生的應用能力，使其成為符合社會需求的應用型人才？這是擺在我們面前亟需解決的問題。
2 計算機應用型人才培養(yǎng)應以學生的需求為前提
計算機專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)目標就是培養(yǎng)具有計算機專業(yè)技能和信息技術實踐能力的應用型專門人才[2]。眾所周知，學生是教學的主體也是教學的核心，因此計算機應用型人才培養(yǎng)也應該以學生的實際需求為出發(fā)點，針對學生的問題進行分析和解決。由于計算機科學與技術是一個應用型學科，計算機專業(yè)的畢業(yè)生將來主要面向經(jīng)濟建設和生產(chǎn)一線，因此我們的培養(yǎng)應該以專業(yè)技術熟練的軟件和硬件生產(chǎn)、開發(fā)、維護工程師為最終目的。
隨著高校擴招，目前學校計算機專業(yè)的新生中有一部分同學在上大學之前很少接觸計算機，許多同學都缺乏自主學習的能力和抽象思維能力較弱，還有一些同學來自邊遠地區(qū)，知識面很窄。如果在大學教育中沒有幫助他們進行前途分析從而對自己進行適當?shù)亩ㄎ唬敲つ康陌凑諅鹘y(tǒng)的計劃進行培養(yǎng)的話，就會使得學生的學習沒有目標，只是一味的追求高分，缺乏實踐能力，從而和社會的需求脫鉤。因此，我院在計算機專業(yè)的新生入校時安排專業(yè)導師對學生進行簡單的專業(yè)介紹，包括專業(yè)開設的課程，專業(yè)學習中注意的問題，專業(yè)的就業(yè)情況等等，對學生的問題進行分析和解決，引導學生確定自己的需求，幫助學生初步定下自己的發(fā)展方向，這樣就能使得學生在后續(xù)的學習中按照自己的需求進行學習。
3 人才培養(yǎng)模式的研究與探索
3.1 扎實的專業(yè)基礎是關鍵
作為一個合格的計算機專業(yè)畢業(yè)生，應具備自己所學專業(yè)的最基本的專業(yè)能力，同時還應該有獨立分析問題，解決問題的能力，這樣扎實的專業(yè)基礎就顯得十分重要了。我院在新生入學后先對其進行2-3年（?？?年，本科3年）的基礎課程的教育（包括公共基礎和專業(yè)基礎），這樣為專業(yè)方向課程模塊提供有效支撐，為學生后續(xù)學習各專業(yè)方向 打下堅實的基礎。
3.2針對專業(yè)特點制定符合社會需求的專業(yè)培養(yǎng)計劃
我院以計算機軟件技術專業(yè)為實驗點，在進行2年基礎課程教育之后，就針對專業(yè)特點和實際需求制定對應的專業(yè)培養(yǎng)計劃，該培養(yǎng)計劃引入計算機主流技術，注重培養(yǎng)學生的實踐能力，使得學生在學校中能夠?qū)W到實用的專業(yè)知識，具備一定的專業(yè)技能。同時，為了使畢業(yè)班學生更加適應市場需求，從而提高就業(yè)率，通過對當前市場對計算機專業(yè)人才需求進行調(diào)研，結合就業(yè)和實用型人才培養(yǎng)的需要，針對軟件技術專業(yè)第五學期開設的計算機組成原理（任意選修）、Linux操作系統(tǒng)（專業(yè)基礎）以及Java EE、Java ME、軟件工程課程設計、程序設計實習等6門專業(yè)綜合課程，進行課程必要的改革，具體內(nèi)容如下：①理論課程集中7周時間完成授課；②集中10周的時間進行專業(yè)綜合課程的項目實踐和畢業(yè)設計。③將幾門相關專業(yè)綜合課程進行整合，按統(tǒng)一的項目進行教學實踐。④添加Web工程和基于構件的軟件開發(fā)方法的介紹，鼓勵學生以構件為思路進行“軟件工廠”過稱式的開發(fā)。
教學中我們利用成熟的案例來進行項目驅(qū)動式的學習，這樣不僅有利于學生加深專業(yè)內(nèi)容，還使其具備了一定的項目開發(fā)經(jīng)驗。畢業(yè)班的學生可以在根據(jù)自己的需要進行選擇，確定自己的畢業(yè)設計項目，提前進入設計狀態(tài)，增強社會適應能力。
3.3校企合作，激發(fā)學習興趣，提高教學效果
為了使畢業(yè)生能夠更好的得到企業(yè)認可，從而達到學生滿意就業(yè)，企業(yè)滿意用人的目的。我院采取校企合作，共同進行應用型軟件人才培養(yǎng)模式建設的方式。以企業(yè)崗位需求為依據(jù)制定培養(yǎng)方案，將企業(yè)成熟項目作為教學案例嵌入課程內(nèi)容，學習的同時參與項目開發(fā)，提高學習興趣和動手能力，培養(yǎng)軟件開發(fā)意識和團隊合作精神。通過校企合作，經(jīng)常聘請企業(yè)中有豐富項目開發(fā)經(jīng)驗的工程師來對學生講授現(xiàn)代軟件開發(fā)技術和一些項目實戰(zhàn)經(jīng)驗。這樣，不僅拓展了學生的視野，而且促進學生專業(yè)技能的提高，從而增加學生適應企業(yè)的能力。同時，為了使學生有更好的項目經(jīng)驗，我院利用寒暑假的時間，將部分學生選送到合作的企業(yè)中，進行項目實訓，實現(xiàn)學業(yè)與就業(yè)無縫連接。
3.4加強實踐教學，增強學生的實踐能力
實踐教學是計算機專業(yè)教學的一個重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段[3]。在傳統(tǒng)的教學過程中，往往只是在理論教學的同時配備少量的實驗教學，而且這種實驗教學很多都是對理論教學的內(nèi)容進行驗證，很少有真正設計性的實踐，這樣不利于提高學生分析問題、解決問題的能力，這也是我們的畢業(yè)生項目實踐能力缺乏的一個原因。我們知道計算機應用型人才的要求是：掌握一定的計算機理論知識，同時要具備對問題進行系統(tǒng)分析和解決的能力。當然，有很多人認為計算機就是編程，學好代碼怎么編就可以了，但實際上編程只占整個項目中很少的一小部分，重要的是程序設計和調(diào)試，設計和調(diào)試的過程不僅是理論和實踐的結合，而且能夠提高學生分析問題、解決問題的能力。
1）采用小學期制，集中進行設計類課程教學
針對機軟件專業(yè)的特點，對以往的教學計劃進行了改革，在該專業(yè)的最后一個學年的教學中引入了大量的課程設計類課程（例如：軟件工程課程設計，JAVA課程設計等等），促使學生把前面學習的理論知識應用到課程設計中，增加項目經(jīng)驗。同時，為了讓學生對項目開發(fā)有一個整體的概念，我們采用小學期制集中教學，在引導學生進行項目選擇之后，對其進行分組，鼓勵學生用“軟件工廠”的模式進行軟件產(chǎn)品線型的開發(fā)，讓學生在實踐中模擬流水線上的不同角色，培養(yǎng)新型的軟件技術人才。
2）編寫適用的計算機課程設計類教材
目前，由于已有相關配套教材較少，每次進行教材選訂的時候，很難選到適合的教材，對教學也很難做到規(guī)范化。近幾年，我院一批長期參與課程設計教學的教師們深入調(diào)研相關教材，認真分析總結，結合自己實際項目開發(fā)流程和相關開發(fā)經(jīng)驗，相互取長補短，初步形成了一系列適用的計算機課程設計類教材的雛形，從而更好的指導和規(guī)范相關的實踐教學，取得更好的教學效果。
3.5建立高素質(zhì)師資隊伍
教師是教學過程的主體，高質(zhì)量的教師隊伍是保障教學質(zhì)量，是實現(xiàn)工業(yè)化理念的前提【4】。對于很多新生本科院校來說，師資多數(shù)是從學校到學校，缺乏業(yè)界現(xiàn)場的工程實際經(jīng)驗，計算機教育理論脫離實際、專業(yè)教學的改革落后于計算機及軟件技術的發(fā)展，但這種知識的學習是不斷更新的。因此我校要求教師必須跟上技術的最新發(fā)展，在鼓勵教師向“雙師型”發(fā)展的同時讓青年教師去IT企業(yè)進修學習，參加IT行業(yè)開設的短期培訓，并且廣泛引進企業(yè)單位有豐富經(jīng)驗的軟件專家擔任兼職教師，來我院舉辦講座和指導學生實習和畢業(yè)設計，提高整體師資水平。
4 結論
計算機專業(yè)是實踐性極強的專業(yè)，有很大的發(fā)展前景，自然對應用型人才的需求不斷增加。這就要求高校的人才培養(yǎng)應符合企業(yè)需求，將前沿技術融入到專業(yè)建設中，改革傳統(tǒng)教學模式，提高師資水平。由于計算機應用型人才培養(yǎng)涉及的要素很多，涉及面也很廣，其培養(yǎng)模式呈現(xiàn)多樣性，這也給專業(yè)發(fā)展留下了很多新的問題。該文主要對計算機人才培養(yǎng)模式進行了一個初步的研究，以期望能對計算機應用型人才培養(yǎng)模式的改革和完善提供借鑒。
參考文獻：
[1] 肖曉麗，鄧江沙，陳川.計算機應用專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].湖南輕工業(yè)高等專科學校學報，2000，2（2）：100-104.
[2] 馬小軍，王育堅.計算機應用型人才培養(yǎng)與課程建設淺析[J].人才培養(yǎng)，2009（10）：9-11.
