發(fā)布時間：2023-09-03 14:57:07
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計算機科學與技術(shù)筆記樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：計算機;科學技術(shù);發(fā)展趨勢;企業(yè)發(fā)展
中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A
當前，計算機的應用趨于普及，在實際問題的解決中，人們對于計算機的運用越來越多，計算機開始成為一種支柱性力量，影響著社會生活的方方面面。同時，計算機應用的綜合化、專門化特點也逐漸凸顯，如智能化家用電器的應用，在很大程度上為人們的生活提供了便利，促進了某些經(jīng)濟政策的發(fā)展。此外，以使用人群不同需求為依據(jù)，各種筆記本、臺式機不斷誕生、更新及改造?？梢哉f，當下的計算機與技術(shù)發(fā)展是一個欣欣向榮的局面。
1 計算機科學技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
計算機科學技術(shù)的發(fā)展具有普遍性和深入發(fā)展性。科學技術(shù)促使了計算機技術(shù)成為當今社會的潛在生產(chǎn)力。一般來講，傳統(tǒng)的計算機從發(fā)展水平來看，已經(jīng)到了瓶頸階段，必須為之尋找一條新的發(fā)展路線。但是從普及的方面看，計算機又具有普遍性，因為當今社會的人民生活中，計算機技術(shù)已經(jīng)處在普遍應用的基礎(chǔ)上。在計算機技術(shù)被普遍應用的今天，它的專門性和綜合性也得到了激發(fā)。比如現(xiàn)在很多家庭的裝備都趨于智能化，用計算機的高智能技術(shù)取締了以往單一的控制技術(shù)，利用植入芯片的方法，將空間智能化，開燈、關(guān)燈、播放電視、訂餐甚至查詢事物都可以運用計算機技術(shù)來執(zhí)行，這樣大大順應了當今快節(jié)奏的生活方式，節(jié)省了人們的時間，合理利用計算機技術(shù)的專門性強化它的綜合性，更好的為人們的生活、工作帶來便利。計算機科學技術(shù)的發(fā)展具有突破性和深入性。隨著計算機技術(shù)的普及與發(fā)展，促使它的定位愈加明確，實現(xiàn)更快速的突破發(fā)展，并更加深入到人們生活的方方面面中去。計算機技術(shù)更是依照社會的需求創(chuàng)造出各種類型的電腦，并仍在不斷改進中，計算機技術(shù)將會深入到人們切實的工作生活中，創(chuàng)造出相對應的計算機產(chǎn)品，讓大家更加方便使用。
2 計算機科學技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢
2.1計算機科學技術(shù)向信息的智能化更加深層次的發(fā)展
在一定程度上，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為計算機系統(tǒng)的中心，在普及計算機功能上起著日趨重要的作用和影響。寬帶高速上網(wǎng)等服務是目前計算機的主要特性，各種不同的發(fā)展技術(shù)將在未來等到更好的發(fā)展體現(xiàn)。同時，人們可以在網(wǎng)上看到來自于世界方方面面的信息，并從中獲取我們自身想要得到的信息，極大的充實了人們的知識量、拓寬了人們視野。目前,人們利用計算機科學技術(shù)所提供的智能化服務，應用在家庭、企業(yè)等不同領(lǐng)域，促進了現(xiàn)代科技的發(fā)展，人文化、智能化在多方面得到了體現(xiàn)，促進了計算機想更高、更深入層次的發(fā)展進步。
2.2計算機科學技術(shù)日益普及、向多領(lǐng)域廣泛的發(fā)展
隨著社會的發(fā)展進步，人們對現(xiàn)代化生活方式的需要，計算機作為一種必不可少的工具進一步向社會滲透普及，計算機科學技術(shù)教育也在各種程度的教學領(lǐng)域紛紛得到實踐，各個階層要求掌握計算機科學技術(shù)知識也大幅增長，“無處不在的計算”發(fā)展趨勢不僅體現(xiàn)在國內(nèi)，在國外同樣日益普及，向多領(lǐng)域、多層次發(fā)展延伸。計算機科學技術(shù)存在于各種家庭電器中，現(xiàn)在的筆記本、電子書籍等更是計算機向多領(lǐng)域多層次發(fā)展普及的表現(xiàn)。不論是學生、上班族都可以根據(jù)手中的筆記本進行學習，查閱資料。即方便又快捷。它的發(fā)展普及適應了高效率、高節(jié)奏的城市生活發(fā)展。
2.3計算機的更新速度越來越快、性能品質(zhì)越來越高
目前，計算機的更新效率越來愈快，隨著科技的不斷進步，針對計算機科學技術(shù)在使用中日益暴露的弊端進行更新改造，并且更新改造的效率逐漸加快，比如，計算機的“并行處理”技術(shù)，程度越來愈高。目前世界上性能最高的計算機已經(jīng)采用上萬計算機并行的方式處理，Inter公司現(xiàn)擁有10億以上的晶體管微處理器，把計算機協(xié)調(diào)并行起來，高效的解決現(xiàn)實存在的技術(shù)問題。高性能、高品質(zhì)的更新技術(shù)日益發(fā)展實踐，促進了社會科學技術(shù)的進步。
3 計算機科學與技術(shù)的發(fā)展在企業(yè)發(fā)展中所起到的作用分析
企業(yè)的管理系統(tǒng)已經(jīng)成為了管理基本的功能之一，主要是指企業(yè)對其進行協(xié)調(diào)，盡最大可能擁有管理的工具和資源，建立起一個推廣、服務以及管理某一種觀念信息的渠道，以便能夠?qū)⑵浜蛦T工之間有效溝通進行實現(xiàn)，簡而言之就是要尋求一個企業(yè)信息的資源支配權(quán)利，進而能夠獲取一個超額效益這一種活動。
3.1 計算機科學與技術(shù)發(fā)展提升技術(shù)人員忠誠度增強和員工的溝通
近些年來，企業(yè)的管理系統(tǒng)活動中的員工已經(jīng)不再像過去傳統(tǒng)管理方案中被動的進行強勢管理信息和方案的接受，而是成為了企業(yè)管理過程中的主動人員，個性化的需求回歸使得企業(yè)的員工在心理上面要求自己必須要成為主動的一方，員工能夠在自己上網(wǎng)進行相關(guān)信息的搜尋。建立健全一個電子的建議箱進行收集，進行員工實時反饋信息的收集，建立起一個企業(yè)管理系統(tǒng)以及溝通、采購、服務以及設(shè)計的計算機渠道，比如說討論室以及在線的會議，只有這樣我們才能夠和企業(yè)的員工建立起一個長期合作這一種關(guān)系，對員工長期價值進行滿足，對員工的工作情況進行實時掌握，最終要在員工和企業(yè)之間結(jié)成一個長期的關(guān)系中，在這一個長期的關(guān)系里面獲取一定的效益和良好的口碑。
3.2計算機科學與技術(shù)發(fā)展提高企業(yè)管理效率加強企業(yè)管理調(diào)研
在計算機科學與技術(shù)跨越式發(fā)展的過程中，計算機必須要應用到企業(yè)管理系統(tǒng)之中去，由于員工所處社會環(huán)境、個性結(jié)構(gòu)以及自我形象都有很大的不同，企業(yè)所實施的管理服務針對目標人員也都各不相同，所以，在企業(yè)的管理系統(tǒng)模式里面，進行企業(yè)管理系統(tǒng)計劃制定要求我們必須要對客戶及員工的信息進行深入的分析，為企業(yè)管理方案里面的渠道、定價、服務以及管理策略制定提供一個堅實的基礎(chǔ)，在這里，企業(yè)的管理調(diào)研最為重要。將計算機網(wǎng)絡(luò)里面信息海量特點進行結(jié)合，要求我們必須要進行分類整理和歸納，以便能夠成為整個管理計劃良好執(zhí)行的根本依據(jù)，所以，進行企業(yè)的管理系統(tǒng)策略制定必須要進行客戶的考察和調(diào)研。
3.3計算機科學與技術(shù)的發(fā)展促使企業(yè)得到可持續(xù)的成長
由于經(jīng)濟全球化不斷膨脹，這也就使得現(xiàn)代的企業(yè)越來越多的面臨一個十分嚴峻的競爭形勢，在整個新的經(jīng)濟形勢下面，企業(yè)之間的競爭也越來越多的表現(xiàn)為企業(yè)之間的科學技術(shù)競爭，這就要求企業(yè)必須要擁有先進的計算機技術(shù)，對計算機科學進行深入研究，只有這樣才能夠使企業(yè)在競爭的過程中保持一個良好并且持續(xù)的發(fā)展。由于企業(yè)計算機科學技術(shù)的應用和發(fā)展本質(zhì)就體現(xiàn)在企業(yè)的核心價值觀念上面，企業(yè)能夠得到可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵就在于企業(yè)自身核心的價值觀念究竟能不能被企業(yè)的員工接受并且深入人心。
關(guān)鍵詞:教學方法;學習方法;學習興趣;計算機應用能力
1背景
近年來,我國高等教育取得了長足進步,無論是學校數(shù)量還是在校學生人數(shù),都有了很大增長。但隨著高校規(guī)模的不斷擴大,不少問題也隨之出現(xiàn),如學生素質(zhì)逐年下降、學生自學能力差、學習積極性不高、學習效率低等。教育部計算機科學與技術(shù)教學指導委員會計算機專業(yè)分委員會在2004年的《關(guān)于計算機人才需求的調(diào)研報告》中指出:計算機專業(yè)的學生仍處于應試教育模式中,實踐課程少,動手能力不強,導致學生畢業(yè)后競爭力不強。以教育部和高等院校為主的各級教育主管部門和教育單位對高校擴招后產(chǎn)生的新問題給與了廣泛關(guān)注[1-3]。從專業(yè)設(shè)置、課程體系到教學方法、教學手段,從理論課程內(nèi)容設(shè)置到實踐教學,各高校采取多種改革措施,以提高計算機專業(yè)學生的動手能力,增強學生的競爭力。
2003年初,教育部高等學校計算機科學與技術(shù)專業(yè)教學指導分委員會啟動了三項工作:研究計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略;制訂計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)規(guī)范;制訂計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)教育辦學評估方案。在“高等學校計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告”中,提出了以“專業(yè)方向分類”為核心思想的計算機專業(yè)發(fā)展建議。建議在計算機科學與技術(shù)專業(yè)名稱下,鼓勵不同的學校根據(jù)社會需求和自身實際情況,為學生提供不同人才培養(yǎng)類型的教學計劃和培養(yǎng)方案。將人才培養(yǎng)的規(guī)格歸納為下述的3種類型、4個專業(yè)方向:科學型(計算機科學專業(yè)方向)、工程型(包括計算機工程專業(yè)方向和軟件工程專業(yè)方向)、應用型(信息技術(shù)專業(yè)方向)。各高校也根據(jù)自己實際情況,進行了多種改革嘗試。
教學是高校的主要職能之一,也是培養(yǎng)學生知識和能力的核心環(huán)節(jié),無論是培養(yǎng)目標的細化,還是教學體系的調(diào)整,最后都要落實在實際的教學工作中。課程教學又是教學工作的重中之重,因此做好課程改革是整個教學改革的基石。如何提高教學效果、培養(yǎng)學生學習的興趣、增強學生的實際動手能力是眾多高校改革成功與否的關(guān)鍵。
本文以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程為例,重點探討如何改革教學方法以及如何培養(yǎng)學生掌握正確的學習方法,提高實際動手能力,滿足企業(yè)對計算機人才的要求。
2普通本科院校計算機專業(yè)學生現(xiàn)狀分析
隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大,普通本科院校學生的綜合素質(zhì)在不斷下降,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1) 基礎(chǔ)較差?，F(xiàn)在很多本科生的數(shù)理基礎(chǔ)較差,邏輯推理能力不強。
(2) 學習的積極性不高。由于大學學習環(huán)境較為寬松,大部分同學進入大學后放松了對自己的要求,沒有學習的熱情,有些同學課下沉迷于游戲、網(wǎng)絡(luò)或娛樂活動中。
(3) 沒有掌握良好的學習方法,學習效率低下。面對大學中開設(shè)的眾多課程,很多學生感覺無從下手。課堂上,教師往往采用多媒體授課,信息量大,很多同學已經(jīng)丟掉了課前預習、上課做筆記、課后復習的學習習慣,因此學習效果非常不理想。
(4) 學習興趣不強烈。有部分學生對計算機專業(yè)并不感興趣,感覺計算機專業(yè)課不但枯燥乏味,而且難以掌握。
3注重以學生為中心的多種教學方法的應用
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程旨在培養(yǎng)學生面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想,掌握面向?qū)ο蠓治?、面向?qū)ο笤O(shè)計以及面向?qū)ο蟪绦蜷_發(fā)的能力。通過讓學生學習程序設(shè)計的基本方法,培養(yǎng)學生對實際問題的分析、轉(zhuǎn)化能力和利用計算機解決實際問題的能力,提高學生的綜合素質(zhì)。
教學方法指教師和學生為了實現(xiàn)共同的教學目標,完成共同的教學任務,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。教師應該從普通本科院校計算機專業(yè)學生的實際情況出發(fā),在教學過程中,綜合采用多種教學方法和手段,以啟發(fā)式教學代替注入式教學,多采用一些以學生為中心的教學方法。
我校在探索如何培養(yǎng)學生的計算機應用能力方面已經(jīng)做了多年的嘗試。在計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)工程等課程中,將工程實例引入課堂,按“工程實例單元教學法”來組織教學,注重學生知識、能力和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)[4]。近年來,又將項目教學法逐步引入到面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、Web應用程序設(shè)計課程中,以軟件項目為載體,通過對項目的剖析,應用面向?qū)ο笏枷?培養(yǎng)學生需求分析、軟件設(shè)計、軟件開發(fā)等方面的能力。特別是在 Web應用程序設(shè)計課程教學過程中,通過“校園音樂吧”項目,將本課程相關(guān)的知識點和項目任務緊密的聯(lián)系在一起,學生可以在實現(xiàn)項目任務的同時,加深對知識點的掌握。為了培養(yǎng)學生的軟件設(shè)計能力和開發(fā)能力,我們還在本課程中融合了軟件工程、UML設(shè)計方面的知識,在實際教學過程中取得了不錯的效果[5]。
項目教學法是在建構(gòu)主義的指導下,以實際的工程項目為對象,先由教師對項目進行分解,并作適當?shù)氖痉?然后讓學生分組圍繞各自的工程項目進行討論、協(xié)作學習,最后以共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的的一種新教學方法[6]。項目教學法針對學生素質(zhì)普遍不高的情況,通過示范項目讓學生掌握最基礎(chǔ)的知識,并架起學習新知識的支點,然后運用知識遷移、協(xié)作討論來完成對知識的建構(gòu)。項目教學法在實際教學過程中被證明是一種非常適合當前普通本科院校計算機專業(yè)學生的教學方法。
4掌握正確的學習方法,形成良好的學習習慣,提高學習效率
學生的學習效果不僅僅取決于教師的教,更重要是學生自己的學。學生是學習的主體,是內(nèi)因;教師起主導作用,是外因。只有學生掌握了正確的學習方法,有了學習的興趣和動力,才有可能到達好的學習效果。
目前,高校的教學改革往往注重對教師的管理和改革,如對教學方法、教學手段、課程設(shè)置等方面的改革,忽視了對學生的管理和引導,導致了許多教學改革收效甚微。筆者認為,幫助學生掌握正確的學習方法,培養(yǎng)學生的學習興趣是提高學習效果的關(guān)鍵。
學習方法是指學習者為達到學習目的所采取的措施、手段及其運作程序的統(tǒng)稱。學習方法是學習者在長期學習的過程中形成和總結(jié)出來的,具有鮮明的目的性、系統(tǒng)性、適應性和個體間的差異性,沒有任何一種學習方法是萬能的。學習的內(nèi)容、性質(zhì)不同,與之相適應的學習方法也不同。比如預習的方法、聽課的方法、復習的方法、閱讀或運算的方法等都有其特定的適應性。同時由于每個學習者的智力及其人格特點不同,學習同一學科所采用的學習方法也不同。
好的學習方法不僅有助于提高學習效率和學習效果,而且有助于擴大知識面,增加學習者的知識儲備,以利于融會貫通,學以致用。古今中外的學者都十分重視學習方法的研究和總結(jié)。比如美國的一位心理學家認為,未來的文盲不是不能閱讀的人,而是沒有學會學習的人;法國的一位生理學家說過,良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運用天賦的才能,而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮;我國先哲很早就十分重視學習方法的傳授,主張“授之以魚,莫若授之以漁”。
學生進入大學后,學習環(huán)境發(fā)生了很大的變化,寬松的學習環(huán)境和眾多的課程使得很多學生一時難以適應,放棄了很多中學時代養(yǎng)成的好習慣。如很多同學已經(jīng)放棄了課堂做筆記的習慣,課下既不預習也不復習,有的學生上課也不能認真聽講,自然也就不可能學好。隨著課程的深入,知識越來越難,由于前面章節(jié)的知識掌握不牢固,導致后面的內(nèi)容聽不懂,漸漸的就失去了學習的興趣,直到放棄。
如果才能引導學生掌握正確的學習方法,養(yǎng)成好的學習習慣呢?以筆者授課的經(jīng)驗可以從以下幾個方面入手。
(1) 教師在授課過程中,應該和學生及時溝通,引導和幫助學生養(yǎng)成良好的學習習慣。現(xiàn)在絕大多數(shù)計算機專業(yè)課程都采用了多媒體授課,其好處是直觀形象、信息量大。但是存在“會看的看門道,不會看的看熱鬧”問題,大部分學生將精力集中于多媒體課件本身,不能啟動學生的積極思維,導致教學效果不甚理想,教師在授課時應該及時給予提醒哪些是要點、哪些是重點。
(2) 無論是聽課還是課下讀書,做筆記是一個非常好的學習習慣,可以將關(guān)鍵的知識點,或?qū)δ硞€問題的理解以及自己的疑惑整理在筆記上。在以后需要時,可以快速復習,把握要點,能有效地提高學習效率。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程中,筆記的內(nèi)容應該包括關(guān)鍵知識點、自己常犯的錯誤和解決辦法、某些調(diào)試技巧以及自己對某個問題的理解和總結(jié)等。計算機專業(yè)課程一般都強調(diào)實驗的重要性,教師可以在做實驗時,幫助或鼓勵學生將自己遇到的問題記在筆記上,為學生解決實際問題積累經(jīng)驗。
記好筆記后,要經(jīng)常翻閱。當你遇到一個問題時,首先應該回憶并查閱自己的筆記,看能否找到答案,其次為了鞏固知識,也應該經(jīng)常復習筆記,經(jīng)常翻閱和記憶這些內(nèi)容,可以大大提高自己的程序設(shè)計能力。
(3) 培養(yǎng)學生興趣。興趣是最好的老師。只有有了興趣,學習才有動力,才會變被動學習為主動學習,變消極學習為積極學習,才能發(fā)揮學生的主觀能動性,才能讓整個教與學的過程充滿生機與活力。
要培養(yǎng)計算機專業(yè)學生的學習興趣,應該讓學生較早地參與到教師的科研工作或?qū)嶋H項目開發(fā)中,并根據(jù)學生的實際情況分配一些具有一定難度的任務,要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成。一方面,給學生施加了壓力,另一方面,讓學生也在實戰(zhàn)中得到了鍛煉。如果經(jīng)過一段時間的努力,學生按時完成了規(guī)定的任務,可以樹立學生的自豪感和成就感,從而也培養(yǎng)了學生的學習興趣。
實際上,要選擇一個合適的項目任務是非常困難的,不但要考慮項目本身的特點,而且要考慮學生的實際能力。如果項目任務太重,學生不能按時完成,不但不能使學生感到有成就感,而且還有可能使學生失去學習的興趣,甚至放棄。
在實際教學過程,也可以鼓勵學生利用業(yè)余時間根據(jù)自己的興趣、愛好自由選擇項目,教師幫助指導、督查,這樣可以有效地將學生的學習興趣和主觀能動性調(diào)動起來。筆者在C#.NET程序設(shè)計課程教學過程中,就有不少同學利用業(yè)余時間完成了“我愛背單詞”、“貪吃蛇”等程序,效果非常好。
5學習習慣實驗
為了進一步調(diào)查和探索“做筆記”的學習習慣在程序設(shè)計課程中的作用,筆者以C#.NET程序設(shè)計課程為例,將48個同學分兩組,學號為奇數(shù)的同學為A組,學號為偶數(shù)的同學為B組。本課程共計96學時,其中每周一次理論課(3學時)和一次實驗課(3學時),共計16次理論課。
在前8周,要求A組的同學必須做筆記,B組同學可以自愿,每次實驗課都進行檢查和溝通。此外,按照學號順序,將A組同學每3人為一組,分為8組,分別稱為A1～A8。每次理論課開始的30分鐘,由其中一組推薦一名同學來講解教師指定的授課內(nèi)容,教師和學生可以隨時進行提問。在實驗課上遇到問題時,首先要求學生查閱自己的筆記,如果不能單獨解決,可以求助于其他同學或老師。在問題解決后,要求學生將問題、個人對問題的理解、解決方法都整理在筆記上。
在第8周實驗課上,筆者設(shè)計了一道綜合題目,該題目覆蓋了前面章節(jié)主要內(nèi)容,包含了筆者精心設(shè)計的10個錯誤,要求48名同學在30分鐘內(nèi)進行調(diào)試并最后提交程序結(jié)果。
假定每修改一個錯誤,得分為10分,總分為100分。A組和B組同學的平均成績,如圖1所示。由此可見,A組的同學成績較B組通常的平均成績高出了18.5分,在相同的教學條件和授課內(nèi)容下,如果學生勤于總結(jié)、積極主動,能有效提高分析問題和解決問題的能力,該能力可以直接轉(zhuǎn)化為學生的實際動手編程能力。
在后8周,與前8周一樣,要求B組的同學必須做筆記,而A組的同學則自愿,每次實驗課都進行檢查和溝通。也對B組同學進行相應分組,并且每次理論課都由B組中某個小組推選一名同學進行講解。
在16周的實驗課上,同樣設(shè)計了一道綜合設(shè)計題目,覆蓋了后8周理論課主要內(nèi)容,精心設(shè)計10個錯誤,要求48名同學在30分鐘內(nèi)進行調(diào)試并最后提交程序結(jié)果。
同樣,假定每修改一個錯誤,得分為10分,總分為100分。A組和B組同學的平均成績,如圖2所示。
由此可見,B組的同學的成績較前8周成績有了很大的提高,并且和A組同學的成績相比,本次的成績有了提高。而A組同學的成績較前8周的同學成績略有下降,經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),在A組同學中,有部分同學沒有將做筆記的習慣堅持下來,這應該是一個主要因素。
總之,良好的學習習慣,有助于學生積累實際經(jīng)驗、有助于培養(yǎng)學生學習的興趣、有助于提高學習效率。
6結(jié)語
要提高學生的計算機應用能力,就必須從教和學兩個方面入手。教師應以學生為中心,引導學生樹立良好的學習習慣,逐步培養(yǎng)學習興趣,充分發(fā)揮學生的自主性、主觀能動性,以進一步提高學習效果。
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Reform Teaching Methods and Learning Methods, Improve Students’ Computer Application Ability
SHAN Wei-feng, FENG Ji-lin, GAO Fang-ping
(Department of Disaster Information Engineering, Institute of Disaster Prevention Science and Technology, Sanhe 065201,China)
關(guān)鍵詞：計算機科學技術(shù)；發(fā)展；趨勢；綜合國力
中圖分類號：TP3
世界上第一臺電子計算機產(chǎn)生于1946年的美國，它叫“ENIAC”，這臺計算機是因為軍事目的而產(chǎn)生的。它體積龐大，耗電較大，使用并不方便。第二代電子計算機產(chǎn)生與人類研制出晶體管密切相關(guān)，這有效地縮小了它的體積，使用起來更加方便。1959年又出現(xiàn)了第三代的集成電路電子計算機，它的運算速度明顯的到了提升。七十年代是計算機發(fā)展的高速階段，1976年，美國制造出來了“克雷一號”，這讓計算機技術(shù)進入了第四個階段，計算機變得更小巧，更方便。而90年代以來，計算機更有向智能化發(fā)展的趨勢。
1 計算機科學技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀90年代以來，計算機科學技術(shù)主要呈現(xiàn)出兩種發(fā)展趨勢：一是它仍然在傳統(tǒng)領(lǐng)域如軍事、國防、科研等領(lǐng)域發(fā)揮自己的優(yōu)勢；二是它進入了千家萬戶，成為了人們生活中不可或缺的一部分。在這里簡要分析一下計算機科學技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。
1.1 計算機進入千家萬戶
現(xiàn)在，沒有人能夠否認計算機在人類社會中的重要作用，科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力的真理完美地體現(xiàn)在了計算機技術(shù)的發(fā)展上。計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使得人類生活的方方面面得到了改善，它儼然已經(jīng)深入到了社會生活的各個層面，并在各個層面都發(fā)揮著舉足輕重的作用。無論是政府機關(guān)，還是家庭個人都受益于計算機技術(shù)的普及，人們愈來愈看重利用計算機科學技術(shù)來解決實際社會生活中發(fā)生的各種問題。
1.2 計算機技術(shù)更加專門化
計算機技術(shù)的專門化是必然的趨勢，盡管計算機科學技術(shù)在不斷普及，然而因為計算機技術(shù)特有的高精尖特征使得他可以在一些特殊的領(lǐng)域發(fā)揮自己的功用。舉個簡單的例子即是：我們用的各式各樣的智能手機以及已經(jīng)智能化的家用電器，傳統(tǒng)的單機操作必然被更為簡潔和人性化的家庭網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)所代替，這極大地方便了人們的生活。還有，為了使得計算機技術(shù)適合政策和經(jīng)濟發(fā)展所需，它必然而且已經(jīng)在專門化的基礎(chǔ)上強化為系統(tǒng)的綜合功能，從而極好地適應了社會的發(fā)展需求。
1.3 計算機技術(shù)的突破性進展
隨著科技的不斷進步，計算機科學技術(shù)也有了很大的突破，這種突破性可以在兩個方面看到：一是微處理器的發(fā)展。微處理器能夠縮小處理器芯片內(nèi)的晶體管尺寸和線寬，因此它極大地提高了計算機的性能。通過利用改進的光刻技術(shù)，即用更短波長的曝光光源，經(jīng)掩膜曝光，將刻蝕在硅片上面的晶體管制作得更加精巧，以及將連接晶體管的導線制作得更加細小實現(xiàn)了縮小微處理器內(nèi)晶體管的尺寸和線寬。二是納米電子技術(shù)。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機向著微型化、智能化、高速化的方向發(fā)展，當前的電子元件已難以滿足這些高要求，在這樣的情況下，納米技術(shù)的誕生無疑是送來了福音，它代表著一種全新看待問題的方式，不僅僅是簡單的尺寸變小，納米技術(shù)無疑是革命性的技術(shù)。它的發(fā)展已經(jīng)有效地幫助計算機技術(shù)解決了集成度和處理速度的雙重制約問題。
2 計算機科學技術(shù)發(fā)展前景展望
2.1 計算機軟件技術(shù)不斷完善
計算機軟件技術(shù)的發(fā)展受到市場因素的影響很大，這一點完全不同于計算機硬件技術(shù)。程序語言是計算機軟件技術(shù)的最重要的組成部分之一，隨著網(wǎng)絡(luò)的興起和發(fā)展，各種各樣的語言都推出了網(wǎng)絡(luò)的新版本。以當前的現(xiàn)狀來看，計算機技術(shù)和工作技術(shù)的結(jié)合是計算機軟件技術(shù)發(fā)展的重要方向，它的發(fā)展能夠有效幫助人們處理現(xiàn)實工作中的任務，使得工作變得更有效率。
2.2 計算機科學技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢
計算機當前最主要的功能就是上網(wǎng)，所以我們可以說，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展儼然已經(jīng)成為了計算機技術(shù)發(fā)展的重心，它會直接影響到計算機功能的普及，可以設(shè)想，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必定會在未來的計算機技術(shù)中得到更好的體現(xiàn)。當代的人們都通過網(wǎng)絡(luò)獲取各個渠道的信息，并從這些信息中選取對自己有用的，從而達到自身的完善，拓展自己的視野。大眾能夠利用計算機的智能化解決生活中的種種問題，這既是一種技術(shù)的進步，也是文明的進步，計算機技術(shù)必然會向著更高和更為深入的層面發(fā)展。
2.3 計算機科學技術(shù)向多個領(lǐng)域全面發(fā)展
由于計算機科學技術(shù)的特性，使得它對方便人們生活起了重大的作用，計算機作為人們不可或缺的生活必需品而存在，它的工具性特征已經(jīng)深入了生活的方方面面，全面影響了當代人們的生活方式，社會各個階層的人對于計算機技術(shù)的要求都有不同程度的提升。計算機科學技術(shù)不僅在我國，在整個世界都已經(jīng)深入到了各個領(lǐng)域中去。如今的筆記本電腦隨處可見，它的確為方便人們生活立下了汗馬功勞，我們可以極為快捷地學習或查閱信息。
2.4 計算機科學技術(shù)的發(fā)展愈來愈快
計算機科學技術(shù)的發(fā)展有著越來越快的趨勢，其更新?lián)Q代的能力非其他行業(yè)所能相比。隨著它的快速發(fā)展，它所暴露出來的弊端也越多，于是，對這種弊端進行改造的速度也必須越來越快。而且，隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應用，計算機處理能力的不斷提高，新的業(yè)務和應用也不斷涌現(xiàn)。例如Inter公司已經(jīng)擁有了10億以上的晶體管微處理器，能夠?qū)⑺械挠嬎銠C協(xié)調(diào)并行起來，有效地解決現(xiàn)實生活中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題。
2.5 計算機科學技術(shù)在向環(huán)?；l(fā)展
隨著社會的發(fā)展，人們在使用計算機時對其相關(guān)的性能要求在不斷的提高，因此計算機的能耗也隨著變大。同時，由于人們的家庭生活在很多方面都離不開計算機，因此對于計算機的使用時間也比以前大大增多。為了減少計算機的耗電量，越來越多的計算機技術(shù)人員開始研究降低計算機能耗的方法，例如通過一種專門的PC通用設(shè)備提高計算機的工作效率，這樣可以使得低性能的計算機也能夠具備專業(yè)的功能，進而可以大大的降低計算機工作時產(chǎn)生的能耗?；蛘咭部梢钥紤]采用“量子”、“光子”等新構(gòu)架的計算機將硅構(gòu)架的計算機替換掉，降低計算機的能耗。同時在制作計算機的材質(zhì)方面也要盡可能的減少對不可回收材料的使用。
2.6 計算機技術(shù)在向人性化方向發(fā)展
現(xiàn)如今計算機已經(jīng)成為了人們不可或缺的使用工具，為了使計算機能夠更好的為人類服務，因此要加強使用者與計算機之間的交流。在這個背景下，只有將計算機技術(shù)的設(shè)計向人性化發(fā)展，才會提升人們使用計算機的興趣。因此，未來計算機在發(fā)展的過程中，應該注重人性化設(shè)計，使得人們在使用計算機的時候不僅能夠通過鍵盤控制，還能夠通過語音、眼睛等進行控制。同時，未來人們對計算機的使用也不需要學習專門的技術(shù)，使得人們在運用起來就如同使用一個普通的電器一樣簡單，無論老少都能夠簡便的對計算機進行操作。
計算機科學技術(shù)顯然已經(jīng)和大眾生活緊密關(guān)聯(lián)在了一起，計算機科學技術(shù)的發(fā)展能夠不斷地滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，這是計算機科學技術(shù)的歷史使命。相信未來的計算機科學技術(shù)的發(fā)展一定會令廣大人民獲益，令國家的綜合實力得到增強。
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（天津商業(yè)大學 信息工程學院，天津300134）
摘 要：分析目前高校嵌入式系統(tǒng)原理課程重理論輕項目應用實踐操作的教學方式，提出理論強化學習、實驗項目分析操作訓練、科研項目實訓和校企聯(lián)合訂單式培養(yǎng)四位一體的實踐教學模式。強調(diào)采用引導性筆記授課方式強化學生理論知識，單步引導學生實驗項目操作，結(jié)合綜合系統(tǒng)實例項目及企業(yè)需求訂單式針對性培養(yǎng)，可以鍛煉學生動手操作和實踐創(chuàng)新能力，以及在綜合性項目開發(fā)過程中的工程創(chuàng)新、團隊協(xié)作能力，從而解決理論教學與實踐相互脫節(jié)的問題。
關(guān)鍵詞 ：嵌入式系統(tǒng)課程；項目分析操作；科研實訓；訂單式培養(yǎng)
0 引 言
嵌入式系統(tǒng)是專業(yè)技術(shù)性、實踐性和綜合性都很強的學科領(lǐng)域，近年發(fā)展極為迅速，目前精通嵌入式系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的人才嚴重缺乏，學校培養(yǎng)的人才和企業(yè)實際需求嚴重脫節(jié)，使得嵌入式硬件和軟件研發(fā)工程師成為近年來較為熱門的職業(yè)之一。為縮小畢業(yè)生與用人單位實際需求間的差距，使高校的人才培養(yǎng)方向和培養(yǎng)目標更貼近現(xiàn)實，嵌入式系統(tǒng)的教學改革迫在眉睫。
1 授課方式及課程理論分析設(shè)置
嵌入式系統(tǒng)原理目前是通信工程和自動化專業(yè)的核心課程，也是計算機科學與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)的重要課程。嵌入式系統(tǒng)更新?lián)Q代快，學習難度大，難以形成系統(tǒng)性的知識體系[1-2]。同時嵌入式課程講授難度很大，它要求教師不僅具備一般的單片機開發(fā)系統(tǒng)的軟硬件知識，而且需要從事過嵌入式系統(tǒng)工程項目實際開發(fā)實踐，才能很好地講授該課程。
1.1 授課方式分析
嵌入式系統(tǒng)原理理論知識點多，覆蓋學科面廣，命令操作多，采用引導性筆記的授課方式強化學生的理論知識水平[3]。課堂上授課人數(shù)較多，授課教師營造學生積極參與的課堂氣氛，激發(fā)學生的課堂參與積極性。同時，改變以往將所有授課講義上課前給學生的做法，而是將引導性筆記提前給學生，引導性筆記包括本堂課內(nèi)容的信息提綱、基本概念、定理、公式關(guān)鍵環(huán)節(jié)、圖形圖表、最終結(jié)論觀點等，學生只需補充其中的細節(jié)內(nèi)容。學生邊記筆記邊理解重點內(nèi)容，注意力能夠相對集中在老師的授課重點，避免沒有經(jīng)過理解分析的簡單記錄，從而提高課堂的學習效率，使學生達到高強度的理論強化學習目的。天津商業(yè)大學嵌入式系統(tǒng)教學團隊緊緊圍繞ARM 架構(gòu)微處理器作為教學的理論和實驗主要對象，編寫了可作為引導性筆記的實驗教材《嵌入式系統(tǒng)原理開發(fā)與設(shè)計——基于SamsungS3C2410微處理器的設(shè)計與應用》。教學團隊采用課堂講授與實驗有機結(jié)合的教學模式，采用引導性筆記的授課方式，強化理論與應用實踐相結(jié)合，引導學生獨立思考，培養(yǎng)他們的學習興趣和學習積極性、主動性[4]。
1.2 課程理論分析設(shè)置
嵌入式系統(tǒng)課程是一門系統(tǒng)性強、軟硬件結(jié)合的綜合性課程，一般分為硬件開發(fā)方向和軟件開發(fā)方向，兩方向均要求學生能夠掌握嵌入式系統(tǒng)基本理論知識和簡單的嵌入式操作系統(tǒng)，具有嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)、設(shè)計、調(diào)試和維護的基本能力。通信工程專業(yè)和自動化專業(yè)的學生授課重點偏向于嵌入式硬件開發(fā)方向，而計算機科學與技術(shù)專業(yè)和軟件工程專業(yè)的學生則偏向于嵌入式軟件開發(fā)。根據(jù)不同專業(yè)的專業(yè)特點以及學生的興趣愛好和素質(zhì)，可以建立一套適合嵌入式系統(tǒng)教學的課程體系，將嵌入式系統(tǒng)課程體系概括為3個階段，第一階段為偏軟和偏硬方向的學生均要求學的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要有C語言程序設(shè)計、計算機組成原理、模擬電路和數(shù)字電路、匯編語言程序設(shè)計等基礎(chǔ)課程；第二階段為偏軟和偏硬方向的學生均要求學習，主要開設(shè)課程有Linux操作系統(tǒng)、WinCE操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)原理及應用、操作系統(tǒng)原理、計算機網(wǎng)絡(luò)等課程；第三階段為偏軟專業(yè)學生重點學習基于操作系統(tǒng)的開發(fā)課程，如QT圖形界面設(shè)計、C++程序設(shè)計等開發(fā)應用性強的人機界面軟件設(shè)計；偏硬專業(yè)學生重點學習嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳感器原理、PCB設(shè)計制作、Multisim和PADS等仿真設(shè)計類的課程[5-6]。
2 課程實驗項目實踐
嵌入式系統(tǒng)教學的實驗項目分為基礎(chǔ)類實驗項目和提高類實驗項目。基礎(chǔ)類實驗項目均要求學生掌握利用現(xiàn)有實驗設(shè)備理解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的原理和過程、掌握建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的開發(fā)方法和過程；提高類實驗項目主要是讓學生把所學本學科知識綜合起來，培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)綜合應用實際開發(fā)能力、軟硬件協(xié)同設(shè)計思想及解決開發(fā)過程遇到問題的能力[7-9]。
基礎(chǔ)類實驗項目包括：①基于ARM的匯編語言程序設(shè)計；②基于ARM的C語言程序設(shè)計；③基于ARM的I/O接口實驗；④基于ARM的中斷實驗；⑤基于ARM的UART實驗；⑥基于ARM的A/D接口實驗；⑦μCOSII的內(nèi)核在ARM處理器上的移植；⑧Linux實驗環(huán)境的搭建；⑨Boot loader引導程序?qū)嶒?；⑩Linux的移植、內(nèi)核、文件系統(tǒng)的生成與下載； WinCE中的控件編程； WinCE下的多線程編程； WinCE下文件操作與通信編程。
提高類實驗項目包括：①觸摸屏實驗；②音頻錄放實驗；③USB設(shè)備收發(fā)數(shù)據(jù)實驗；④基于μCOSII 的串口驅(qū)動編寫實驗；⑤基于μCOSII 的LCD 驅(qū)動編寫實驗；⑥基于Linux 的鍵盤驅(qū)動程序編寫；⑦基于Linux 的LCD 驅(qū)動程序編寫；⑧USB 播放mp3的實驗；⑨WinCE 系統(tǒng)定制；⑩WinCE 下的流接口驅(qū)動開發(fā)； WinCE 內(nèi)核調(diào)試。
其中提高類的實驗項目均為小系統(tǒng)設(shè)計，綜合性較強，有一定開發(fā)難度，授課教師在實驗項目分析操作中單步引導學生自己通過操作來尋求答案，讓學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，通過給學生分析項目需求、設(shè)計方法，進一步引導學生進行實例項目的學習。部分項目需要仿真測試的利用虛擬仿真軟件MATLAB、PROTEUS 和AD6.3等各種繪圖仿真軟件進行試驗仿真測試。虛擬仿真實驗可以提高學生實驗項目的正確率，操作的便捷性，降低設(shè)備的損壞率，強化學生的理論知識。提高類的實驗項目均是具體的實例展開教學，從而達到培養(yǎng)能力的目的，進而激發(fā)學生的學習興趣。信息技術(shù)綜合實驗教學中心現(xiàn)有達盛ARM860 教學實驗實訓平臺32 套(CPU 為SamsungS3C2410 處理器) 以及該平臺配套的硬件設(shè)備和軟件環(huán)境，結(jié)合2012版教學計劃，將課程實驗項目再設(shè)計為啟發(fā)型-綜合性-創(chuàng)新型實驗項目。學生3~4人為一個團隊，每人分工明確，完成項目的分析設(shè)計、編寫、調(diào)試代碼、功能演示，共同討論共同完成實驗項目。
3 科研項目培養(yǎng)結(jié)合企業(yè)訂單培養(yǎng)
在理論知識強化學習和必修的實驗項目后，很多學生認為學到的知識點相對零散，缺乏一條主線將各章的知識點結(jié)合起來，不能從全局角度整體看待問題，知識點得不到靈活運用。授課教師選取難度合適且有意義的綜合系統(tǒng)實例項目作為學生的課外拓展性教學補充[10]，這些軟硬協(xié)同設(shè)計的綜合系統(tǒng)實例項目盡量將各知識點貫通起來，增強學生對課程的整體把握。綜合系統(tǒng)實例項目來自于教師的縱向和橫向科研項目子課題、各類競賽項目、創(chuàng)新研究課題和企業(yè)的實際需求。
科研項目子課題、各類競賽項目開發(fā)設(shè)計過程中，3~5名學生組成項目應用開發(fā)興趣小組，共同完成項目的需求分析設(shè)計、功能實現(xiàn)和測試工作，便于學生理解各功能的實現(xiàn)原理，每個小組匯報該組項目的設(shè)計目的、實現(xiàn)原理、實現(xiàn)功能、開發(fā)調(diào)試及功能測試的過程，最后采取學生答辯、老師驗收的結(jié)題方式，達到鍛煉學生的團隊能力，協(xié)作能力及自學能力的目的，也可以使其他未做該項目的同學得到參考和借鑒。教師授課團隊在開發(fā)設(shè)計過程中提供必要的課外指導，各實驗教學中心和工程訓練中心提供相應的設(shè)備及開發(fā)平臺。目前，這種模式培養(yǎng)的學生已經(jīng)獲得全國大學生電子設(shè)計競賽、天津市大學生電子設(shè)計競賽、天津市大學生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計競賽、博創(chuàng)杯、合泰杯等多項大獎。
對于創(chuàng)新研究課題和企業(yè)的實際需求項目，對學生采用訂單式培養(yǎng)，要求學生有針對性地完成嵌入式系統(tǒng)的實際硬件電路設(shè)計、程序的編寫、調(diào)試環(huán)境搭建、各級功能的調(diào)試、系統(tǒng)的集成測試和文檔的編寫等環(huán)節(jié)，其中硬件電路設(shè)計和軟件編程需重點學習，通過項目需求分析、方案比較、資料歸納整理、系統(tǒng)方案定型、電路板級調(diào)試、軟件編程調(diào)試、系統(tǒng)功能測試、文檔編寫等全過程，完成一個標準的產(chǎn)品級的工程項目研發(fā)，鍛煉學生的工程項目研發(fā)和實際動手能力。在開發(fā)的不同階段，學校企業(yè)共同搭建平臺，學校提供必要設(shè)備和實驗室，企業(yè)提供部分研發(fā)平臺及資金支持，企業(yè)一線產(chǎn)品研發(fā)專家不定期到校內(nèi)和學生交流，學生近距離和企業(yè)嵌入式系統(tǒng)資深專家面對面探討問題，提高學生的工程項目經(jīng)驗、創(chuàng)新能力和實踐能力，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)，讓學生在實際項目研發(fā)環(huán)境中成長，也為日后的工作有針對性地積蓄經(jīng)驗和專業(yè)本領(lǐng)，提高學生就業(yè)率。這種教學模式實現(xiàn)了為企業(yè)量體裁衣式的培養(yǎng)，教師也達到對不同學生因材施教的目的。
4 結(jié) 語
嵌入式技術(shù)發(fā)展突飛猛進，市場實際需求變化無窮，系統(tǒng)的展開嵌入式系統(tǒng)教學內(nèi)容改革與實踐工作以適應市場需求，構(gòu)建理論強化學習、實驗項目分析操作訓練、科研項目實訓和校企聯(lián)合訂單式培養(yǎng)四位一體的實踐教學模式，形成專業(yè)技術(shù)應用能力與綜合實踐技能相結(jié)合的實踐教學體系。在教學內(nèi)容上，要將理論與實踐相結(jié)合，課堂教學和實驗項目操作訓練相結(jié)合，科研項目訓練和企業(yè)需求相結(jié)合，提高學生分析問題和解決問題的能力，加強學生工程系統(tǒng)掌控能力和創(chuàng)新能力。
筆者所在教學團隊積極主動拓寬教學方法視野，掌握先進科學的教學理念，優(yōu)化和完善教學方法，經(jīng)過多學期的實踐教學證明這種教學模式具有較好的可行性，提升了學生工程實踐能力，激發(fā)了學生的學習興趣，教學實踐效果也較符合實際應用。
基金項目：天津商業(yè)大學教改基金項目（2013XXJG-08）。
第一作者簡介：徐文超，男，實驗師，研究方向為模式識別和嵌入式技術(shù)， xuwenchao@tjcu.edu.cn。
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依個人之見，計算機依據(jù)用途可以分為三大類：第一類為高端技術(shù)應用，是科技工作者和大學計算機專業(yè)研究人員，通過不懈的研究創(chuàng)新，推出更新的科技成果產(chǎn)品；第二類是普通應用，人們把它作為一種高效率的工具，在工作和生活的各種應用環(huán)境中大量使用；第三類是玩具，在當今這個信息社會中，更為壯觀的是全球的人都把計算機當做一個高級的智能玩具，用來娛樂、游戲。
研究高端科學技術(shù)的人們，不僅要懂得電子計算機是如何工作的，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；把它當工具使用的人，則只要了解電子計算機的基礎(chǔ)知識，學會編制程序的方法，就能得心應手地開展自已應用領(lǐng)域的工作，沒有必要去過問它是怎樣造出來的；把電腦當作玩具者，則只要知道計算機的操作命令就行了。當然興趣不一樣，玩的方法也就各有特色?？萍籍a(chǎn)品、工具、玩具只是人們在各自使用范圍內(nèi)對計算機的不同理解，但它顯現(xiàn)出來的本質(zhì)仍然是一臺不折不扣的電子計算機。
鑒于電子計算機與人們是如此親密無間，電子計算機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(CMU)計算機科學系主任，現(xiàn)任美國基金會(MSP)計算機和信息科學與工程部(CISE)主任的周以真Jearmette M.Wing教授，在美國計算機權(quán)威刊物《Communicatons of the ACM》上，首次提出了計算思維的觀念。計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，歐洲科學界、工業(yè)界和政府的一些領(lǐng)導者還在布魯塞爾皇家科學院召開了一次名為“思維科學――歐洲的下一個政策挑戰(zhàn)”的會議。
在國內(nèi)，為了緊跟國際學術(shù)動態(tài)，推動教學理念的更新，全國高等學校計算機教育研究會早在2003年10月31日，就在桂林電子工業(yè)學院主辦了全國“計算機科學與技術(shù)方法論”專題學術(shù)研討會，在熱烈的討論中，也萌發(fā)了計算思維的理念。本次會議有來自全國百余所高校的150余位代表參會，還吸引了哲學界、物理學界的學者參加，討論中不僅有相同的觀點共識，也有對立的論點交鋒，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《計算機科學》雜志專輯發(fā)表。
5年之后的2008年10月31日，全國高等學校計算機教育研究會又在桂林電子科技大學召開了“計算思維與計算機導論”專題研討會，探討了科學思維與科學方法在計算機學科教學創(chuàng)新中的作用。來自全國80多所高校，包括70多位計算機學院院長、主管教學的副院長在內(nèi)的近百名專家出席了會議。在本次會議上，桂林電子科技大學董榮勝教授、武漢大學費定舟教授、國防科大李婷婷博士、著名計算機教育家蘇運霖教授、中國人民大學趙總寬教授等分別就有關(guān)計算思維與計算機導論、計算思維與計算機方法論、哲學思維、計算思維及科技創(chuàng)新、歷史上重大科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新中蘊含的計算思維、中國古代科學中蘊含的計算思維――算法化思想、計算思維在各學科領(lǐng)域的應用、計算思維在計算機學科各門課程中講授的經(jīng)驗和體會等內(nèi)容作了大會報告，探討了在教學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算機教育界的同行們要更新思維，盡快適應計算機科學領(lǐng)域發(fā)生的根本性變革。
2008年6月29日至7月14日，中國國家科學基金委員會組織了計算機科學代表團，訪問了美國的lO所大學和美國國家科學基金會。訪問成員對“計算思維”有了更強烈的感受：中國工程院院士、國家自然科學基金委員會副主任、清華大學孫家廣教授說：“最具有基礎(chǔ)性和長期性的思想是‘計算思維’。這也給中國計算機科學技術(shù)的學科建設(shè)工作提供了很好的參考”。中國計算機學會理事、國家自然科學基金委員會信息科學部二處(計算機學科)處長劉克教授說：“在大學中推進‘計算思維’這一基本理念的教育與傳播工作也非常必要”。中國計算機學會高級會員、2007年中國計算機學會王選獎獲得者、中國科學院計算技術(shù)研究所研究員徐志偉總工程師說：“‘計算思維’就本人了解而言，這可能是近十年來最具有基礎(chǔ)性、長期性的學術(shù)思想。這個思想由美國國家科學基金會主管計算機與信息科學與工程學部的副主任珍妮特?文(Jeannette Wing)博士提出。簡言之：計算思維是一種本質(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；任務是在2050年以前，讓地球上每一個公民都具備‘計算思維’能力。換句話說，以前要‘掃盲’，是掃‘文盲’，在21世紀，要掃‘計算機盲’。當然，要做到這點，必須說清楚什么是計算思維。”他又說：“計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)生各種學科、教育、科研活動和機構(gòu)變革的實踐。這也給中國計算機科學技術(shù)的學科建設(shè)工作提供了一個很好的參考。這個思想還應該更正面地理解，即計算思維的普及可以從科學界、研究界開始，給予科技人員一種新的視角和思維方式?！毙熘緜タ偣こ處熥詈罂偨Y(jié)說：“計算使人們能夠發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新CDI(Cyber Enabled Discovery and Innovation)，是實現(xiàn)計算思維的第一個美國國家科學基金會的重大計劃。它的目的是，通過計算思維的創(chuàng)新和進步(包括概念、方法、模型、算法、工具和系統(tǒng)等)，對科學與工程領(lǐng)域產(chǎn)生新理解、新模式，創(chuàng)造革命性的研究成果?！?/p>
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“計算思維”能力，要掃“計算機盲”。因此，應把計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，我們中國的計算機教育工作者豈能坐視不理，我們應該結(jié)合國情，奮起直追!
2010年7月19日至20日，北京大學、清華大學、浙江大學、復旦大學、上海交通大學、南京大學、中國科技大學、哈爾濱工業(yè)大學、西安交通大學九所知名高校在西安交通大學舉辦了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)課程研討會”。教育部高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學指導委員會主任陳國良院士親臨大會，作了“計算思維能力培養(yǎng)研究”的報告，并主持了該專題的討論，各有關(guān)高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學負責人 及骨干教師出席了大會。經(jīng)大會研究討論后就增強大學生計算思維能力的培養(yǎng)發(fā)表了“C9高校聯(lián)盟計算機基礎(chǔ)教學發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明”。這是個好兆頭，作為全國高等學校計算機教育研究會，我們在表示積極支持的前提下，還要力爭在促進建立“計算思維”的觀念上作出貢獻。
那么，什么是計算思維?
周以真教授指出：“計算思維代表著一種普遍的認識和一類普適的技能，每一個人，而不僅僅是計算機科學家，都應熱心于它的學習和應用?！彼终f：“計算思維是每個人的基本技能，不僅僅是計算機科學家。我們應當使每個孩子在培養(yǎng)解析能力時不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)(Reading Writing and Arithmetic――3R)，還要學會計算思維?！?/p>
中國科學院計算所李國杰院士說：“計算思維運用計算機科學的基礎(chǔ)概念求解問題、設(shè)計系統(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現(xiàn)問題求解?！崩顕茉菏窟€認為，計算機科學本質(zhì)上源自數(shù)學思維和工程思維。然而，計算思維遠遠不只是為計算機編程，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。他強調(diào)，“計算思維是每個人的基本技能，不僅僅屬于計算機科學家?！彼ㄗh，在培養(yǎng)孩子們的解析能力時，不僅要求其學會閱讀、寫作和算術(shù)，還要學會計算思維。
因此，我們可以這樣來認識計算思維：計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念來進行問題的求解、系統(tǒng)的設(shè)計以及人類行為的理解等，它包括了涵蓋計算機科學廣度的一系列思維活動。計算思維是一種本質(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。
計算思維的普及可以從科學界、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。
在大學里推進計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)的大學新生開一門“怎么像計算機科學家一樣思維”的課程。還應當讓沒有進入大學之前的學生接觸計算的方法和模型。要培養(yǎng)具有“計算思維”能力的中國計算機本科大學生，就需要制定出具有“計算思維”能力特色的教學計劃。因此，對我國現(xiàn)行教學計劃的創(chuàng)新改革已經(jīng)到了刻不容緩的時候了。我國計算機教育界同行已經(jīng)在審時度勢地審定和修改現(xiàn)行的教學計劃，發(fā)掘新特色，尋找新亮點。
在全民中有計劃、有步驟地進行計算思維觀念的宣傳和普及工作，也應當提上議事日程。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“計算思維”能力，要掃“計算機盲”。因此，應該把計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)人們對計算機領(lǐng)域科學探索的興趣，使計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入大學之前的聽眾，包括教師、父母和學生，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?！?/p>
結(jié)論應當是：當計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)為一種顯式哲學的時候，計算思維就將成為一種現(xiàn)實。
綜上所述，不妨把計算思維看成是“基礎(chǔ)的回歸”，把學習計算機科學看成像學習數(shù)學或英語一樣的基礎(chǔ)知識。主修數(shù)學或英語的人，可以從事各種各樣的職業(yè)。主修計算機科學的人，當然也可以從事各種各樣的職業(yè)，比如，一個人在主修計算機科學以后，可以直接從事醫(yī)學、法律、商業(yè)、政治以及任何類型的科學和工程職業(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)學科的基礎(chǔ)上，加上計算機科學而成為七大基礎(chǔ)學科。
這里還要闡明幾個概念：
計算思維是概念化，而不是程序化。因為計算機科學不只是為計算機編制程序，而是要像計算機科學家那樣去思維，進而要求在抽象的多個層次上思維。
計算思維是人的思維，是人類求解問題的一條途徑。計算機的思維方式也決不是要人類像計算機那樣去思考。計算機的工作非常機械、枯燥、沉悶，人類則聰穎并富有想象力，是人類創(chuàng)造了計算機，給計算機賦以智能和激情。當人類為自己配置了計算機系統(tǒng)，人類就能夠用自己的智慧來解決那些在計算時代之前不敢嘗試的問題，進而實現(xiàn)“只有想不到，沒有做不到”的境界。
計算思維是數(shù)學思維和工程思維的互補與融合，和所有學科的形式化基礎(chǔ)都是建筑在數(shù)學之上一樣，計算機科學在本質(zhì)上也來源于數(shù)學思維。又由于人類建造的計算機系統(tǒng)是一個能夠與實際世界互動的系統(tǒng)，計算機科學在本質(zhì)上又來源于工程思維。由于基本的計算機系統(tǒng)受到的限制，迫使計算機科學家必須進行計算性思考，不能只是單純地進行數(shù)學思考，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)計出超物理世界的各種系統(tǒng)。
計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算概念。因此，不能把計算機科學只等同于為計算機編制程序，也不能把主修計算機科學局限于狹窄的就業(yè)范圍，更不能認為計算機科學的基礎(chǔ)研究已經(jīng)完成，只剩下工程實現(xiàn)的問題了。當人們行動起來去改變這個領(lǐng)域的社會形象的時候，計算思維就是一個引導著計算機教育家、研究者和實踐者的宏大愿景了。
計算思維不僅是計算機科學家的思維，它已經(jīng)不局限于計算機領(lǐng)域，計算機科學家對各種學科都產(chǎn)生了興趣。例如，他們堅信生物學家能夠從計算思維中獲益，計算機科學也確實對生物科學作出極大貢獻，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)，計算生物學正在改變著生物學家的思考方式。類似的，計算博弈理論正在改變著經(jīng)濟學家的思考方式：納米計算正在改變著化學家的思考方式；量子計算正在改變著物理學家的思考方式。當然，計算思維不僅僅限于科學家，計算思維應該成為每個人的技能組合成分?？梢赃@樣認為：普適計算之于今天就如計算思維之于明天。普適計算讓今天實現(xiàn)了昨天的夢想，而計算思維將是明天的現(xiàn)實。
計算思維是利用啟發(fā)式的推理尋求解答，它可以在不能確定的情況下進行規(guī)劃、學習和調(diào)度。實質(zhì)上就是搜索、搜索、再搜索。
計算思維是利用海量數(shù)據(jù)來加快計算，在時間和空間之間，在處理能力和存儲容量之間進行權(quán)衡。我們來看一些日常生活中的事例：當你的孩子早晨去上學時，他把當天所需的東西放進背包，這就是“預置和緩存”；當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”；在超市付費時，你應當去排哪一個隊呢?這就是“多服務器系統(tǒng)”的性能模型；為什么停電時你的電話仍然可以用呢?這就是“失敗的無關(guān)性”和“設(shè)計的冗余性?！碑斢嬎闼季S真正滲透到每一個人的生活之中的時候，“預置和緩存”、“回推”、“在線算法”、“多服務器系統(tǒng)”、“失敗的無關(guān)性”和“設(shè)計的冗余性”等專業(yè)詞匯也就成為人們的日常語言了。
計算思維既然與人們的工作和生活如此密切相關(guān)，計算思維理所當然地應當成為人類不可或缺的一種生存能力。當今的信息社會已經(jīng)離不開計算機了，未來的社會一定更需要計算機來加速實現(xiàn)美好的愿景。從事計算機科學技術(shù)研究和計算機教育的同行們，我們有責任首先成為具有計算思維能力的先驅(qū)者和促進者，大家首先要齊心協(xié)力地用計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算思維的觀念，再把計算思維的觀念提升到計算思維的能力。我堅信：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具有計算思維能力”的預言變成現(xiàn)實!
參考文獻：
[1]Jeannette putational Thinking[J].Communications of the ACM，2006，49(3)：33－35.
關(guān)鍵詞：應用型本科；教學改革 ；教學效果
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）06-0305-02
前言
《計算機組成原理》是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是計算機學科的考研課程之一，在計算機專業(yè)的課程體系中有著十分重要的地位。計算機組成原理是我院信息技術(shù)系開設(shè)的課程，介于我院是培養(yǎng)應用型專門人才為主要任務的特點，即使學生能盡快地融入到實際工作的應用中。因此，該課程必須不斷地調(diào)整完善提高教學效果以適合實際需求。
一、《計算機組成原理》課堂教學效果的提高
1.培養(yǎng)目標的確立。中國各個高校都根據(jù)自己學校的特點研究制定了自己學校的人才培養(yǎng)目標。所培養(yǎng)出來的人才一般分為研究型、應用型、實用型三種類型。培養(yǎng)應用型人才的學校稱之為應用型學校，培養(yǎng)應用型人才的本科專業(yè)稱之為應用型本科。應用型人才將主要為社會承擔把科學理論和技術(shù)轉(zhuǎn)化為解決實際問題、服務生產(chǎn)的方法和方案的任務，其特點是學用結(jié)合、學做結(jié)合、學創(chuàng)結(jié)合。發(fā)展應用型本科教育是社會發(fā)展的要求建設(shè)新時期，實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化，科技是關(guān)鍵，教育是基礎(chǔ)。國內(nèi)大多數(shù)的本科院校確定了以培養(yǎng)應用型專門人才為主要任務，但是如何培養(yǎng)適合社會需求的應用型專業(yè)人才還處于摸索研究階段，因此以應用型人才培養(yǎng)為教學目標的普通高等學校，都必須積極進行應用型人才培養(yǎng)的教學研究與改革。
2.教學內(nèi)容的改革。傳統(tǒng)上，《計算機組成原理》是計算機及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，而《匯編語言》是計算機專業(yè)（本、專科）學生必備知識，其內(nèi)容往往體現(xiàn)在《匯編語言程序設(shè)計》或《微機原理與匯編語言程序設(shè)計》等課程中。以前，我院和許多院校一樣，將《計算機組成原理》單獨開設(shè)，另開設(shè)《匯編語言程序設(shè)計》或《微機原理與匯編語言程序設(shè)計》。一方面，《計算機組成原理》一直是一個比較難教、難學的課程，是一門內(nèi)容中技術(shù)性、工程性很強的課程。傳統(tǒng)的做法都是以教師課堂授課為主，學生被動地聽課，即主要通過教課方式向同學強行灌輸，教師往往按照教材的內(nèi)容一般性地講述原理，學生只是完成一些簡單的驗證性的教學實驗。課程內(nèi)容顯得抽象枯燥，學生學習后總感到有些朦朧，甚至于覺得本課程沒什么實用價值，沒有興趣學。而另一方面，匯編語言的學習和掌握與計算機的硬件組成與工作原理密切相關(guān)。因此，分設(shè)兩門課，一方面造成了部分內(nèi)容的重復講授，浪費了寶貴的學時， 另一方面給學生的學習造成了一定的困難。因此，在我院領(lǐng)導和教務處的大力支持下，自2006年開始，我系對這兩門課程進行了課程改革試驗，先是在《計算機組成原理》課中增加匯編語言的內(nèi)容，并逐步增加匯編語言的有關(guān)內(nèi)容，課程名改為《計算機組成原理與匯編語言》。經(jīng)過對幾屆學生的教學實踐，效果明顯。一是學時數(shù)顯著減少，二是充分利用了二者之間的有機聯(lián)系，學生對知識的理解程度和運用能力有所提高。
3.傳統(tǒng)的教學手段和多媒體教學手段相互補充。傳統(tǒng)的教學手段是板書，這種方式的缺點就是教師要花很多時間進行板書，學生看到的 是死板的黑底白字，其優(yōu)點是教師邊寫邊講，容易和學生形成互動，而學生在做筆記的過程中也能加深對所學內(nèi)容的理解，同時還能讓學生養(yǎng)成做筆記的良好習慣。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，絕大多數(shù)教師都利用多媒體課件進行教學，這種手段改善了傳統(tǒng)教學的不足，但同時也出現(xiàn)了一些弊端。有些教師上課時過分依賴幻燈片，講課時就照著課件念，速度一快，學生根本沒有思考的余地，也沒法做筆記，直接后果就是學生也過分依賴教師的課件，大部分同學上課不做筆記，上課也不好好聽講，就等著下課以后把課件拷貝回去看，大大降低了課堂教學的效果。為此，我們在教學時采用“課件+板書”的教學手段，大部分內(nèi)容在課件上出現(xiàn)，但細節(jié)部分在黑板上給予適當補充，而且課件內(nèi)容要保證重點突出，語言精練，這樣既能讓學生記下重點內(nèi)容，也能讓學生避開幻燈片的干擾，集中注意力聽教師的講解，提高課堂教學質(zhì)量。
二、《計算機組成原理》實驗課教學效果的提高
為體現(xiàn)“學生主體地位”和“參與式教學”等教育理念，從“計算機組成原理”開課開始我們就我院培養(yǎng)應用型人才的特點，加大了實驗課的比重，打破其他學校的慣例，按照1∶1的比例安排理論和實驗課，取得了很好的教學效果。我們重新整合的課程為《計算機組成原理與匯編語言》，增加了匯編程序部分的實驗。實驗部分繼而分成了計算機組成原理與匯編語言兩部分。
1.計算機組成原理實驗。目前高校計算機組成原理實驗方式主要有兩種：一種是利用固定結(jié)構(gòu)的實驗平臺，這些實驗平臺將 CPU 的各個組成部件全部做好，學生按要求連線、撥動相應輸入或控制開關(guān)來完成實驗；另 一種是應用 EDA 技術(shù)進行實驗。我院購買了計算機組成原理實驗箱，采用了第一種形式。這種固定結(jié)構(gòu)的實驗平臺可幫助學生深刻理解計算機主要部件的工作原理。首先，學生可以實際動手操作。其次，學生可以把理論知識與社會生產(chǎn)實踐相結(jié)合，在實際工作中得到鍛煉和提高，使學有所用。這樣，一方面，可以進一步深化學生對理論知識的理解和掌握；另一方面，可以培養(yǎng)學生的實際動手能力，提高學生的學習興趣，增強學生的創(chuàng)新意識。
2.匯編語言實驗匯編語言。實驗部分，采用上機編程的形式。通過實驗，使學生了解80x86計算機組織，掌握8086/8088指令系統(tǒng)和尋址方式，掌握匯編語言程序設(shè)計基本方法，能進行匯編語言程序的設(shè)計、調(diào)試。對計算機組成原理有了全方位的認識。實驗教學重點解決學生掌握硬件專業(yè)知識基礎(chǔ)、匯編語言基本設(shè)計方法和增加教學內(nèi)容實用性等三個方面。使學生通過對計算機各功能部件的邏輯組成、工作機制、程序設(shè)計的學習及實驗，建立完備的單臺計算機整機概念。使學生通過高性能計算機、新一代計算機等知識，進一步學習了解計算機廣泛采用的新技術(shù)、新工藝、最新研究成果和發(fā)展應用趨勢。使學生通過匯編語言程序設(shè)計的學習，了解所用計算機硬件及使用軟件擴大功能的實現(xiàn)方法，進一步真正理解計算機的基本組成原理以及工作過程。并為后繼課程及今后工作中解決實際問題，打下一個良好的基礎(chǔ)。使學生通過實驗課的學習，受到軟硬件實驗的初步訓練，實驗操作能力得到提高。掌握編程的基本方法，培養(yǎng)分析和解決問題的能力以及掌握使用計算機的基本技能。
三、考核方法及效果
為了進一步調(diào)動學生的積極性，把每次實驗的成績列入平時成績，最終納入期末成績，總成績＝30％平時成績 + 70％期末考試成績。使學生不僅僅注重最后一張卷子，而是更注重平時的學習與積累，注重自己真正學到了知識和技能。這種方式也得到了學生的認可。學生成績也有了大幅提高（見表1）。
四、加強課程認識，建立完整的課程體系
由于學生正處于學習階段，對計算機組成原理這門課程在整個專業(yè)課程體系以及該課程與其他課程之間的聯(lián)系沒有一個直觀、感性的認識，使得學生在思想上輕視了對這門課的學習。因此，上課時，教師首先應該明確本課程的地位和重要性，讓學生從思想上重視起來。通常，教師在教學時基本上都有這個環(huán)節(jié)，但大部分只是“簡單的、概括性的”說明，沒有詳細地探討該課程和其他課程的聯(lián)系，學生有種“知其然，而不知其所以然”的感覺。為了加強學生對課程重要性的認識，可以設(shè)置一些問題，通過對這些問題的思考，讓學生能深刻體會到本課程和其他課程的聯(lián)系，加深對該課程地位的感性認識。并且我對該課程群中的相關(guān)課程在教學內(nèi)容上做了一次大跨度的整合、更新，開設(shè)出《嵌入式系統(tǒng)》課程，使課程群中的課程更能反映出現(xiàn)代計算機的新發(fā)展。
結(jié)論
要提高應用型本科計算機組成原理課程教學效果，分析應用型計算機專業(yè)人才特點，量身定做教學方案，使用先進的教學手段，加之以科學的管理，是應用型計算機專業(yè)人才培養(yǎng)的有效途徑?？傊队嬎銠C組成原理》課程教育也應與時俱進，開拓創(chuàng)新，不斷地研究改進。課程一定要想方設(shè)法地吸引學生興趣，不斷改革教學內(nèi)容、方法及手段，采取多種途徑，提高教學效果是一個教育工作者永遠的目標和追求。
參考文獻：
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Abstract: The experiment course characteristics of software engineering are summarized systematically, the present condition and existing problem about the teaching of software engineering are expounded in detail，some reform ideas and methods on the teaching of software engineering are proposed, and advices and views about some common problems are given.
關(guān)鍵詞： 軟件工程；教學模式；改革與探索
Key words: software engineering；teaching mode；reform and research
0引言
隨著社會信息化的不斷發(fā)展和深入，一方面，各行各業(yè)對于計算機軟件人才的需求不斷擴大；另一方面，我國軟件人才狀況仍未擺脫長期以來形成的“缺口較大、結(jié)構(gòu)失衡、需求旺盛”的狀況，人才短缺與結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)狀并存。
人們開發(fā)優(yōu)質(zhì)軟件的能力大大落后于計算機硬件日新月異的進展和社會對計算機軟件不斷增長的需求，計算機工業(yè)發(fā)達國家在發(fā)展軟件的過程中曾經(jīng)走過不少彎路，這種狀況已經(jīng)嚴重妨礙了計算機技術(shù)的進步，許多國家至今仍然經(jīng)受著“軟件危機”的困擾。
為了擺脫軟件危機的困擾，為社會提供訓練有素的計算機軟件專業(yè)人才，軟件工程學迅速發(fā)展起來，它是一門研究軟件開發(fā)與維護的普遍原理和技術(shù)的工程學科，在當今的信息社會中占有重要的地位。它已經(jīng)成為計算機科學技術(shù)的一個重要分支，由最初的單學科方向發(fā)展成為的多學科交叉學科，它主要以計算機科學技術(shù)為基礎(chǔ)。進入新世紀，已經(jīng)成為一個異?；钴S的研究領(lǐng)域。
1《軟件工程》課程的特點
軟件工程學是一門發(fā)展迅速的新興學科，研究的范圍非常廣泛，包括技術(shù)方法、工具和管理等許多方面。目前軟件工程是一門實踐性很強的課程，它是指導計算機軟件開發(fā)與維護的一門綜合性課程，是計算機科學與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)教學計劃中一門重要的專業(yè)必修課，其教學成效直接影響學生畢業(yè)以后從事軟件開發(fā)工作的能力。所以，為了使學生具備作為軟件工程師所需的專業(yè)能力，使學生了解和掌握軟件工程開發(fā)的技術(shù)和方法，要為其從事計算機軟件開發(fā)和維護提供方法上的指導，嚴把這一課程的教學關(guān)。
軟件工程作為計算機專業(yè)的一門核心課程，它具有以下兩大特點。①知識的廣泛性、綜合性：由于涉及內(nèi)容太多、太寬，而且其本身還處在不斷的發(fā)展中，所以為了使學生了解到各種知識，我們還要將該課程涉及的計算機、經(jīng)濟學、管理學、工程學、市場學等多個領(lǐng)域的知識予以整理，要結(jié)合軟件開發(fā)實踐進行教學，使學生了解到各種知識的綜合應用。在擴大學生的知識面的同時，突出教學改革的重點。②理論的實踐性：軟件工程學具有很強的實踐性，它是根據(jù)人們開發(fā)軟件產(chǎn)品的經(jīng)驗總結(jié)出來的理論課程，軟件工程學的產(chǎn)生是為了擺脫“軟件危機”的困擾而誕生的，它是用理論來指導實踐開發(fā)，因此在學習過程中必須理論聯(lián)系實際。
軟件工程的主要教學目標就是使學生①鍛煉交流和溝通的能力，培養(yǎng)團隊合作精神；②培養(yǎng)實際開發(fā)能力；③在開發(fā)過程中應遵循的流程、準則、標準和規(guī)范，初步學會用工程化的方法開發(fā)軟件項目；④掌握軟件工程的基本概念、基本原理、實用的開發(fā)方法和技術(shù)。它也是計算機本科教育中唯一涉及到工程化管理和技術(shù)的課程
2《軟件工程》教學存在的問題
傳統(tǒng)的計算機教學模式與當前社會人才市場的需求遠遠不相適應，學生與產(chǎn)業(yè)界的需求往往存在較大的脫節(jié)，長期以來，存在著“什么都學過卻什么都不會”的尷尬局面，嚴重阻礙了我國IT企業(yè)的發(fā)展。盡管國內(nèi)高校軟件人才的培養(yǎng)數(shù)量日益攀升，但是實際培養(yǎng)的計算機人才卻遠遠達不到社會的要求，學生難以很快融入現(xiàn)代IT企業(yè)的運作。究其原因，最根本的還是因為計算機教學的現(xiàn)狀所至。隨著計算機技術(shù)和知識日新月異的發(fā)展，與之相應的計算機教育無論從觀念、內(nèi)容和方法上都相對滯后，軟件工程教學的現(xiàn)狀也是如此，存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1 課程的綜合性要求軟件的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，需要開發(fā)者有管理學、數(shù)學、經(jīng)濟學、計算機技術(shù)、系統(tǒng)工程等多方面知識和綜合能力，而學生前期課程主要是單一學科型的。
2.2 教學模式的選用軟件工程實際上就是一門研究如何將完善的科學與工程原理、先進高效的管理技術(shù)以及完整、規(guī)范的設(shè)計方法應用于經(jīng)濟地開發(fā)既可靠、又能在實際計算機上有效運行的軟件的一門工程學科，非常強調(diào)理論與實踐相結(jié)合。目前，國內(nèi)計算機軟件相關(guān)專業(yè)的教學基本還停留在傳統(tǒng)的理工科人才培養(yǎng)模式，基礎(chǔ)理論知識和針對個人動手能力的實驗構(gòu)成了教學的主體，普遍缺少對學生工程能力和職業(yè)素質(zhì)的訓練，同時也缺乏進行這些訓練所需的教學環(huán)境，習慣于傳統(tǒng)的教師講、學生聽、記筆記、背概念的教學方式，影響學生對理論知識的理解，更談不上學生軟件開發(fā)的綜合能力和軟件項目的管理能力的有目的培養(yǎng)。
2.3 教學過程中側(cè)重點目前，在軟件工程的教學中仍然存在將側(cè)重點放在詳細介紹傳統(tǒng)的生命周期方法學上，具體方法的介紹一般以面向過程的結(jié)構(gòu)化方法為重點。為了提高了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可修改性和可重用性，人們逐漸創(chuàng)造出的軟件工程的新途徑——面向?qū)ο蠓椒▽W，這種方法日益受到人們的重視，在軟件開發(fā)中廣泛應用。而我們在教學過程中對這一部分的介紹則比較表淺，在實踐教學環(huán)節(jié)也很少體現(xiàn)，這使得學生認為“軟件工程”這門課程學不至用，面對用面向?qū)ο蠓椒▽W來控制整個軟件開發(fā)過程時，感到不知所措，在畢業(yè)后直接進入工作崗位時，更是不會運用。
關(guān)鍵詞：多元整合課程模式；計算機應用技術(shù)；課程體系
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913(2007)18-0038-02
1引言
高職教育必須堅持以就業(yè)為導向，以技術(shù)能力的形成和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)為主線，加強實踐能力的培養(yǎng)，要實現(xiàn)這一目標，單一的課程模式顯然無法滿足高職教育實踐的要求，探索靈活實用的新型課程模式勢在必行，多元整合課程模式應運而生。
本文主要討論如何運用多元整合課程模式構(gòu)建計算機應用技術(shù)專業(yè)課程體系，并對實施過程和效果作了初步探討。
2構(gòu)建計算機應用技術(shù)專業(yè)課程體系的原則
專業(yè)的課程體系設(shè)置突出對學生“三個能力”的培養(yǎng)和訓練：一是IT技能應用的能力；二是外語及交流的能力；三是與社會融合的能力。使學生在畢業(yè)時真正達到所學即所用，所用即所學，達到與企業(yè)需求的“無縫連接”。
3計算機應用技術(shù)專業(yè)課程體系的組成
計算機應用技術(shù)專業(yè)學生素質(zhì)分為基本素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)，本專業(yè)人才培養(yǎng)框架如圖1所示。下面我們基于人才培養(yǎng)框架深入闡述課程體系。
3.1基本素質(zhì)
在基本素質(zhì)培養(yǎng)上重視學生的德、智、體、美全面發(fā)展，從外語能力、專業(yè)基礎(chǔ)知識、政治素養(yǎng)、人文素質(zhì)、軟件基礎(chǔ)知識與操作能力幾個方面提高學生的能力與素質(zhì)。
結(jié)合本專業(yè)特點進行必需的英語教學，將原來的大學英語課程調(diào)整為實用英語，根據(jù)就業(yè)需要有的放矢地選擇教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生閱讀英文軟件需求和設(shè)計規(guī)范的能力。
進行夠用的數(shù)學課程設(shè)置，將高等數(shù)學、線性代數(shù)、離散數(shù)學和概率論與數(shù)理統(tǒng)計四門課程的內(nèi)容進行取舍和整合，融合成一門課程“計算機數(shù)學基礎(chǔ)”。
在重視思想教育的同時，通過素質(zhì)修煉、溝通與演講、IT職業(yè)生涯規(guī)劃等公共課程幫助學生提高與社會的接觸能力，與他人的溝通和協(xié)作能力，培養(yǎng)學生形成良好的IT職業(yè)道德。
3.2職業(yè)素質(zhì)
計算機應用技術(shù)的職業(yè)素質(zhì)分為三個子模塊：計算機管理與應用模塊、圖形圖像編輯和處理模塊、網(wǎng)站設(shè)計與維護模塊。
計算機管理與應用模塊培養(yǎng)學生具備計算機軟硬件理論基礎(chǔ)，能夠?qū)τ嬎銠C的軟硬件進行管理和維護能力，能夠從事計算機設(shè)備和軟件管理和維護、安裝調(diào)試工作。
圖形圖像編輯和處理模塊讓學生熟練掌握圖形與圖像處理的各種知識和技能，能夠從事圖形設(shè)計、圖像制作、數(shù)碼視頻等工作。
網(wǎng)站設(shè)計與維護模塊讓學生掌握網(wǎng)站建設(shè)的基本原理，能夠運用網(wǎng)頁的設(shè)計和制作方法進行網(wǎng)站的規(guī)劃、建設(shè)、和維護。
根據(jù)每個模塊對職業(yè)技能的不同要求開設(shè)相應的課程，三個模塊互相補充，課程內(nèi)容多元整合，建立起以綜合技術(shù)能力為導向的高職課程，提高學生的職業(yè)技術(shù)能力。
(1) 理論教學體系
根據(jù)每個模塊對職業(yè)技能的不同要求開設(shè)相應的課程，實現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)的多元整合。專業(yè)課程體系分為必修課和選修課兩大部分。
1) 專業(yè)主干課程。主要有：“程序設(shè)計基礎(chǔ)(C語言)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(C語言)”、“數(shù)據(jù)庫原理與應用基礎(chǔ)”、“Internet與多媒體技術(shù)”、“計算機與網(wǎng)絡(luò)原理”、“操作系統(tǒng)與故障排除”、“PC機組裝與維護”、“Linux系統(tǒng)管理”、“平面設(shè)計技術(shù)”、“Java語言程序設(shè)計”、“Web開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)”。
將傳統(tǒng)的“計算機組成原理”與“計算機網(wǎng)絡(luò)原理”整合成一門課程“計算機與網(wǎng)絡(luò)原理”，介紹計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、處理器、I/O系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)體系與層次結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Internet與TCP/IP、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等等。在“操作系統(tǒng)與故障排除”課程中，除了操作系統(tǒng)原理的介紹外，融入HelpDesk的思路，增加常用應用程序故障排除的內(nèi)容，培養(yǎng)學生解決信息技術(shù)服務及網(wǎng)絡(luò)應用中所遇到的各種問題的能力，進一步增強課程的實用價值。
在講授內(nèi)容的深度和難度方面，采用模塊化的組合形式，靈活組織教學單元，保證理論夠用，并且為后續(xù)相關(guān)課程的學習提供良好的保障和基礎(chǔ)。
2) 選修課以及認證課。面向不同的職業(yè)崗位，設(shè)置選修課和認證課程。有面向計算機管理方向的課程“Windows網(wǎng)絡(luò)管理與應用”，有面向數(shù)據(jù)庫管理方向的課程“Oracle”和面向軟件測試崗位的課程“軟件測試技術(shù)”，有面向軟件開發(fā)崗位的課程“ (C#) ”、“VB”。
根據(jù)本專業(yè)的特點，設(shè)置了“MCSE認證”、“Adobe認證”兩門認證課程，讓學生畢業(yè)之前至少能通過一個職業(yè)資格認證，全面提高學生的綜合素質(zhì)和能力。
(2) 實踐教學體系
1) 實踐課程。在實踐教學中，增加了專業(yè)主干課程的實踐學時比例，充分發(fā)揮學生人手一臺筆記本的優(yōu)勢，使學生在學習理論的同時，能夠及時動手操作，以幫助理解和掌握。另外，還設(shè)置了一些實踐性非常強的課程，例如“Web項目實踐”課程，實施以學生為主體的“項目制”教學，讓學生運用學過的軟件開發(fā)技術(shù)架構(gòu)Web應用，使學生能夠及時將學過的理論知識應用到實際中去。學生可以根據(jù)各自的愛好和能力選擇開發(fā)技術(shù)，鼓勵學生個性化發(fā)展，教師承擔項目經(jīng)理的角色，控制和管理項目開發(fā)的流程和進度。
2) 實施“1321”教學模式。一學年安排成三個學期，兩個學期是基于案例的理論教學，一個學期的實踐性教學。計算機應用技術(shù)專業(yè)學生有兩個實踐學期，分別安排了概念實習和技能實習。概念實習安排了Office軟件應用、操作系統(tǒng)安裝、配置和基本維護的訓練。技能實習安排了圖形圖像的設(shè)計制作和網(wǎng)站構(gòu)建的技能訓練內(nèi)容。
3) 大學生創(chuàng)業(yè)中心。學院設(shè)立了SOVO (Students Office & Venture Office，大學生創(chuàng)業(yè)中心) ，把申請進駐中心的學生按照“虛擬公司”(Virtual Company) 的形式來組織，公司中設(shè)有“董事會”、VCEO負責組織、管理“虛擬公司”的運營，學生在虛擬公司中輪流擔任不同角色。學院用制度和有效的措施保證大學生創(chuàng)業(yè)的條件，保證學生具備較強的動手技能、創(chuàng)新的思維、廣闊的視野，讓學生體驗創(chuàng)業(yè)成功。
4) 畢業(yè)設(shè)計。給大三的學生安排了15周的畢業(yè)設(shè)計，學生對理論在實踐中的應用進行歸納、總結(jié)，達到升華理解，進一步培養(yǎng)學生的持續(xù)學習能力、工作能力和創(chuàng)新思維能力。
4實施效果與意義
從目前實施的情況和畢業(yè)生的反饋信息來看，課程體系的建設(shè)與改革工作取得初步成效。計算機應用技術(shù)專業(yè)已有三屆畢業(yè)生，就業(yè)率高達98.2%、96.15%和96.6%，充分說明本專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生符合市場需求。
