人工智能导论论文范文
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第1篇
［关键词］人工智能；人才培养；AI技术人才
一国家对于高校人工智能教育的发展的重视
面对AI技术如火如荼地发展，我们国家对AI人才和人才培养都非常重视。2017年3月“人工智能”在政府工作报告中曾提及四次，指出要推动人工智能和实体经济深度融合。2017年7月20日国务院《新一代人工智能发展规划》[4]。《规划》指出完善人工智能领域学科布局，设立人工智能专业，推动人工智能领域一级学科建设，尽快在试点院校建立人工智能学院，增加人工智能相关学科方向的博士、硕士招生名额。鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式，重视人工智能与数学、计算机科学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合。加强产学研合作，鼓励高校、科研院所与企业等机构合作开展人工智能学科建设。
二企业对于人工智能人才的需求
市场上AI技术人才非常稀缺，据腾讯研究院联合boss直聘的《2017全球人工智能人才白皮书》[5]显示：目前，全球大约有30万人从事AI工作。截止到2017年10月，中国人工智能人才缺口至少在100万以上。2017年头10个月，AI人才需求量是2016年的近两倍，2015年的5.3倍之多，年复合增长率超200%。百度、腾讯、阿里巴巴、京东等互联网巨头都在挖掘AI人才，纷纷开出了高额的薪资。2017年薪资最高的十个职位中AI类岗位占到1/2，其中语音识别、NLP、机器学习等职位平均月薪资超过2.5万元。
三高校AI人才培养的思考
高校具有多学科、高层次人才集中的特点，具备计算机与多学科交叉融合的优越条件；且大部分学校都开设有数学、物理等基础学科，具备夯实数学理论基础的条件；且人员相对固定，便于沟通交流，具备共同开展AI课题，促进发展AI技术的人力条件。但是遗憾的是我国开设人工智能课程的高校较少，2018年只有33所高校设立了智能科学与技术专业[6]。面对AI发展的火爆，国家对于AI人才发展的重视以及企业对于AI人才的严重需求，高校作为人才培养的主要来源，是不是应该思考AI人才的培养呢？AI人才可以分为三类：拔尖人才，研究性人才和应用型人才，呈金字塔性。当下已经有一批名牌大学开展了AI方向拔尖人才的培养，如北京大学图灵班、中国科技大学人工智能技术学院、西安交通大学人工智能拔尖人才培养实验班，南京大学计划成立人工智能学院等。但是金字塔的底层、中层更需要庞大的AI技术人才，如应用开发人员、数据工程师、AI和机器学习工程师、AI系统架构师、AI产品经理等岗位的人才，同样值得重视。很多专家都表示AI人才需要数学基础好、专业理论全面、具备一些工程基础，且有自主学习的能力。本文从夯实数学基础、人工智能方向课程的建设、实践能力的培养、自主学习能力的培养四个方面阐述高校关于AI人才培养的一些思考。
1奠定扎实的数学基础
在学习AI技术时，几乎所有专家学者都提出需要扎实的数学功底，数学功底的厚重程度决定了在AI技术上走多远。高等院校计算机专业都开设有“高等数学”“线性代数”“概率论”等数学课程，但是课时、难易程度不足，学生对于数学不够重视，或者觉得晦涩难懂，学习效果并不十分理想，因此加强数学基础的工作刻不容缓。可以通过必修和选修等方式开设“数据分析”“统计机器学习”“凸优化”等课程；通过微课或者MOOC等方式巩固数学基础的学习；通过优秀科普读物，如《数学之美》《编程之美》等书籍的推荐阅读激发学生兴趣；通过开展校内学术讨论、数学竞赛等方式促进学生学习数据的动力，逐步达到夯实数据功底的目的。
2人工智能方向课程的建设
很多高校计算机专业课程中只开设有《人工智能》导论，有的甚至没有。智能科学与技术专业开设有“人工智能”“计算机视觉”“机器人学导论”“计算智能”这几门课程，但是在编程、算法等方面不足。那么AI技术人才应具备哪些专业能力呢？如何从专业角度培养AI技术人才呢？2018年1月CSDN了“AI技术人才成长路线图”[7]，通过专业路径和实战路径两方面介绍了AI技术人才需要具备的知识。需要具备Python、C++、Linux、CUDA编程知识，需要学习机器学习课程、掌握TensorFlow框架。该路线图中列出了机器学习算法工程师、数据科学家等10个岗位AI人才应具备专业知识和能力。微软公司也推出AI人才培养的10门免费课程，如“AI导论”“数据科学会用到的Python语言-导论”“AI领域运用的数学概要”“数据和分析所需要的道德与法律”“数据科学概要”“机器学习法则”“深度学习”“强化学习”“微软专案项目之人工智能”。同时在“文字和自然语言识别”“语音识别”“计算机视觉和图像识别”中选择其一。Google在人工智能学习网站开设有《MachineLearningCrashCourse（简称MLCC）》的免费课程[8]，由机器学习概念、机器学习工程、机器学习现实世界应用示例三个部分组成。Intel近期也了三门免费的AI课程，分别是“机器学习基础”“深度学习基础”和“TensorFlow基础”[9]。AndrewNg在Coursera上也推出了机器学习的课程，且用比较通俗的语言讲解机器学习中各个算法。最近在Deeplearn-ing.ai和Coursera平台又开设了5门深度学习课程[10]。综上所述，不同的研究机构都着眼于AI编程基础、AI算法、AI框架、AI实践这几个方面。那么高校也可以借鉴这些经验，通过三个阶段分层次的开展相应的课程。
3实践能力的培养
AI技术不能纸上谈兵，必须动手实践才能真正掌握，可以从以下几个方面着手培养学生的实践动手能力。（1）设计教学环节时多从工程应用的角度来介绍，激发学生的兴趣，培养学生解决问题的能力。要求学生新手编程编程实现模型，充分理解算法的含义和原理到实现的过程。（2）在掌握一定的机器学习知识后，鼓励学生尽早走进实验室，接触科研工作。可以从一些AI应用方向作为入手，使学生了解自己的兴趣点、培养科学研究能力。（3）鼓励学生参加算法比赛。目前有很多AI方向的竞赛，如Kaggle上的挑战赛，国内阿里天池大数据竞赛等。通过参加竞赛刺激学生学习AI的动力和热情，使得解决问题的能力和实践动手能力都会大幅度提高。（4）鼓励学生到工业界实习。很多专家都指出AI人才应该具备一定工程基础。确实，学术界往往追求算法的性能，而工业界更重视经济效益和解决问题的有效性。到企业学习可以快速了解行业发展的框架，掌握算法转化到产品的过程。
4自主学习能力的培养
AI技术发展速度很快，要求不断地学习才能跟上节奏。可以从以下几个方面来培养学生的自主学习能力。（1）平时教学中，可以给出一些小型的项目，让学生自己寻求解决的方案，并把它作为考试成绩的依据之一。（2）提供给学生免费的AI慕课资源，让学生更好的学习和巩固相关知识。（3）课外可以开展学术讨论或者通过社团等方式开展AI方向的研讨，交流，给学生一个学习的平台，让学生尝试选择自己感兴趣的方向。也可以介绍一些近期的AI会议内容，开阔学生的眼界，使其了解AI发展的动态。（4）鼓励高年级学生订阅Arxiv，关注机器学习的顶级会议，如ICML/NIPS等。通过研读论文，动手完成论文中的实验发现新问题；或者扩展感兴趣的论文的实验部分；或者尝试寻求论文中有价值的地方，找到自己的研究方向。
第2篇
>> 引入深度学习的人工智能类课程 中西合璧的人工智能课程双语教学模式 可调戏的人工智能 生活中的人工智能 不断超越的人工智能 逐渐靠近的人工智能 正在落地的人工智能 2035年的人工智能 航天类专业“人工智能”课程的教学探索 林业院校人工智能课程教学的思考 人工智能导论课程的兴趣教学法 人工智能概论课程的教学思考 “人工智能”课程教学的实践与探索 游戏开发应用中的“人工智能”课程教学方法探讨 人工智能的应用研究 人工智能的日常应用 人工智能的应用和发展 浅析电气自动化控制中的人工智能应用 分析继电保护中的人工智能技术及其应用 电气自动化控制中的人工智能应用分析 常见问题解答 当前所在位置：l)。在情境创设时,教师根据学生特点提出了多种应用需求,例如化妆品销售咨询等。学生利用该工具,兴趣盎然地开发了自己的小型专家系统,不仅理解了专家系统的特点、作用、运行方式等,还具有强烈的成就感。
2.2面向研究的情境创设
苏霍姆林斯基认为,研究型教学法应该充分体现学生的主体地位,激励、引导和帮助学生去主动发现问题、分析问题和解决问题,激发学生学习的内在兴趣和成就动机[4]。人工智能课程中包含了大量的前沿问题,研究型课题比比皆是,如何平衡这些研究课题与兴趣、实用的关系,是教学设计中重点考虑的内容。
下面以“规划”中的路径规划内容为例,详细分析以研究为导向的情境创设过程。表2给出了整个教学设计。
综合几次研究课题完成情况,班级中有1/3的学生通过广泛查阅资料和多次与教师讨论,提交了质量尚可的标准格式论文,并因此获得了学院的科研学分。除此之外,教师还组织这部分具备一定科研潜力的学生参加科研项目,进一步磨练科研技能,极大提高了学生的学习兴趣和能力。
3DBR驱动的教学过程
人工智能课程各单元内容相对独立,难以形成统一的联系,怎样验证各单元的学习效果?从提出问题到任务解决,每个单元的学习通常要跨越几节课甚至几周,怎样在此期间保持学生的兴趣和关注?
DBR是情境设计、实施、评价、再设计、理论形成等环节多次迭代循环的过程,柯林斯称之为“不断进步的修正”(Progressive Refinement),以检测设计的价值。因此,评价是教学过程中非常重要的一环。本课程教学主要做好两个环节,以驱动整个教学过程的推进。
1) 实践环节。
通常的实践环节是课程结束后固定时间的实际任务,而本课程的实践却贯穿整个教学过程,是单元教学、教师、学生之间的粘合剂。实践包括应用型实践和研究型实践,一般在每个单元教学开始,提出问题后,实践任务就被布置下去,例如前面所述的“黑白棋”、“路径规划算法研究”等。学生接受任务后,带着问题搜索解决途径,在此期间需要教师提供方法指导及答疑(既可固定时间,也可通过E-mail等形式)。及时地交流,特别是针对实际问题的交流,不仅有效率,而且便于教师及时调整教学设计。
2) 教学评价。
除了课程考核以外,每个教学单元结束时都有反馈和评价环节。评价方式包括单元测试、编写软件测试、研讨会等。具体采用何种形式,要根据前一阶段的反馈信息决定。这些来自学生反馈信息包括前一阶段学习的接受情况、兴趣点、其他课业繁忙情况等。在学期的不同时间点采用合适的评价方式,有助于加强学习刺激,总结和发现教学设计中的问题,及时调整。
通过上述两个环节的推动,精心设计的教学内容得以顺利实施并被学生欣然接受。2/3的学生在整个学期教学中都保持了积极的态度和充分的关注度,确实感受到人工智能的魅力,并能够从技术角度看待人工智能,消除了未学或初学时的神秘感。
4教学实施效果分析
1) 正效果分析。
中原工学院计算机学院作为普通工科院校,以培养实用型人才为主,人工智能并非主干课程,学生重视程度不足。两年来,经过教师与学生的共同努力,教学改革成果逐步体现。人工智能类学生人数从过去的5%上升到15%,科研论文数量从1%上升到20%。有20%的学生接触过或正在从事人工智能类项目的研究与开发,考研选择人工智能科目的学生比例从0上升到15%,考研成功人数占毕业生总人数的20%。
人工智能教学中采用的应用型与研究型情境创设,不仅促进了学生理解接受知识,而且锻炼提高了学生独立分析、解决问题及开发能力。学习也不再局限于课堂,而是拓展到图书馆、互联网等更广阔的空间。学生在学习期间保持了高度的关注,充分发挥了主动性和主体意识,为持续发展奠定了良好的基础。
2) 不足分析。
DBR的方法论能够促使教师在教学过程中不断完善教学设计,融合先进的教学理论及工具,逐步加深学习的理解和设计的提升,切实提高教学效果。然而,仍然存在一些DBR无法解决或完善的问题。具体表现在:
(1) 缺乏合适的教材。目前大多数教材的示例以解答式或推证式为主,设计型或实际项目案例较少。
(2) 投入时间限制。尽管上述教学设计和教学过程都经过精心准备与实施,但是要取得好的成效,还需要教师和学生都投入大量时间交流、研究或开发。而学生课业繁忙造成了实施的瓶颈。
这些不足制约了上述教学方法的实际实施效果,需要今后不断改进。
5小结
本文针对普通工科院校学生特点,将DBR研究成果应用于人工智能课程。教学效果表明,精心设计的应用型与研究型情境有助于维持学生长时间的关注度、主动性和兴趣;强调基于评价的修正使教学过程可调节,学生的学习效果更可靠。希望本文研究能够对人工智能教学及学生培养起到一定的参考作用,下一阶段的主要工作是进行适合的教材建设。
参考文献:
[1] 杨南昌. 基于设计的研究:正在兴起的学习研究新范式[J]. 中国电化教育,2007(5):6-10.
[2] 曾安,余永权,曾碧. 人工智能课程教学模式的探讨[J]. 江西教育学院学报:综合版,2006,27(6):40-43.
[3] 李鸣华. 案例教学法在高中人工智能课程中的运用研究[J]. 中国电化教育,2008(2):99-102.
[4] 杨种学. 研究型教学法在数据结构课程中的应用研究[J]. 计算机教育,2007(1):55-56.
DBR Utilized Teaching Method for Artificial Intelligence
WANG Lu, LU Xiao-xia
(School of Computer, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou 450007, China)
第3篇
Abstract： In view of the characteristics of artificial intelligence curriculum， including abstract content and complex algorithm， and the actual needs of undergraduate teaching， combined with teaching practice， this paper discusses and sums up the teaching reform and innovation of undergraduate artificial intelligence curriculum from the teaching system， teaching content， teaching methods and assessment methods.
P键词： 人工智能；创新；本科
Key words： artificial intelligence；innovation；undergraduate
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）22-0230-02
0 引言
人工智能是计算机科学的一个分支，是当前科学技术中正在迅速发展、新思想、新观点、新理论、新技术不断涌现的一个学科，其属于一门边缘学科，同时也是多个学科交叉而成的一门学科，包括语言学、哲学、心理学、神经生理学、系统论、信息论、控制论、计算机科学、数学等[1]。当前人工智能已经是很多高校计算机相关专业的必修课程，它是计算机科学与技术学科类各专业重要的基础课程，其教学内容主要包括自然语言理解、计算智能技术、问题求解和搜索算法、知识表示和推理机制、专家系统和机器学习等，国内外很多大学都意识到了其重要性，纷纷对其展开了教学和研究。人工智能课程包含多个学科，具有内容抽象、理论性强、知识点多等特点，且算法复杂，但是多数高校采用的教学方式仍是传统的课堂教学方式，即“教师讲、学生听”的教学模式，这种信息单向传输教学模式以教师为主体，学生只是在被动的接收知识；存在过分重视理论教学，忽视实践活动教学的问题，导致教育内容无法和社会接轨；人工智能教材理论性过强，学生在学习过程中常常感到枯燥乏味，进而对学习该课程失去热情[2]，久而久之，不仅人工智能课程的教学质量和效果无法达到预期，甚至学生还会产生厌学心理。针对人工智能课程中现有的各项问题，本文作者结合自身丰富人工智能教学实践经验，参考人工智能课程特点和教学目标，从多个方面探讨和总结了人工智能，包括教学内容、教材选择、教学方法和考核形式等。
1 教学内容优化与更新
人工智能是一门崭新的学科。开设本课程首先是确定教学内容。通常来讲，人工智能学科的内容包括两个部分，具体：一是知识表示和推理；二是人工智能的应用。前者是人工智能的重要基础，后者主要介绍了几种人工智能应用系统，包括自动规划和机器视觉、机器学习、专家系统等。另外，课程内容中还包括了一些人工智能应用的实例，将实践和理论紧密结合起来[3]。
随着时代的发展和科技的进步，人工智能学科也取得了较大发展。基于此，人工智能学科也应该与时俱进，更新人工智能教学大纲，进一步完善其教学内容。修订后的人工智能教学大纲将人工智能分成两个部分，即基础部分和扩展应用部分。前者包括计算智能、搜索原理、知识表示等，后者包括智能机器人、智能控制、多智能体、自然语言理解、自动规划、机器学习、知识工程等。
教学内容的选择和确定应综合考虑多项因素，不仅要重视基础知识，也应注意推陈出新，随着科技的进步做到与时俱进，同时教学内容应符合现实的需求，能够与社会接轨，将理论和实践紧密结合起来，只有这样人工智能课程的教学质量和效果才能事半功倍。
2 教学策略及教学方法的改革创新
由于人工智能课程具有算法复杂、内容抽象、理论性强、 知识点多的特点，传统的教学模式已经无法满足人工智能课程的需求，教师应探索更加有效的教学模式和方法，确保人工智能课程能够取得良好的教学质量和教学效果。具体的改革和创新人工智能课程的手段和方法主要包括以下几个方面：
2.1 激发学生的学习兴趣 无论是经验还是常识都在告诉我们每个人最好的老师就是兴趣，学生只有对某门学科存在兴趣，才会更加主动积极的学习该门课程，从而获得良好的教学效果。比如，作者在课程的一开始先播放了一段著名导演斯蒂文・斯皮尔伯格的《Artificial Intelligence》的相关片段，由这个电影学生知道了世上存在人工智能的机器人，学生们随着电影情节的发展而深深感动，与此同时教师让学生思考和谈论人工智能是什么？研究人工智能的意义在哪里？实践发现，在课堂中加入电影因素，能够大大提升学生们的注意力，让学生更加专注在教学任务中，有效提高了学生探索人工智能的积极性和主动性。此外，在教学中还可以用动画、视频、图片等手段将反映人工智能最新研究和应用的成果展示出来，让学生更直观的感受人工智能的奥妙，从而投入更多热情学习人工智能课程。
2.2 面向问题的案例教学法 案例教学法是一种以案例为基础、以能力培养为核心的一种教学方法[11]。针对学校学生特点，我们采取了以下几种教学形式实施案例教学。①讲解式案例教学：这种案例通过教师的讲解，帮助学生理解抽象的理论知识点。案例的呈现有两种基本形式：一是“案例―理论”，即先给出教学案例，然后再讲解理论知识；二是“理论―案例”，即教师先讲解理论知识，再给出教学案例；通过情境体验与案例剖析激发学生认知的兴趣，引导学生对将要学习的内容产生注意，有利于教师导入新课。②讨论式案例教学：在课程初期将学生分成若干学习小组，每小组3～4人；教师将提前设计好的一题多解的教学案例以及收集的相关资料分配给每个小组，要求学生在课余时间通过自学和组内讨论的方式给出问题的不同解决方案。③辩论式案例教学：在课程后期，采取专题辩论的方式对综合应用案例进行讨论，能有效地启发学生全方位地思考和探索问题的解决方法，加深学生对人工智能的理解。
2.3 个性化学习与因材施教 在开展课程教育过程中应注意对学生进行个性化教学，结合学生特点因材施教。比如，在日常教学中多观察学生情况，鼓励那些应对教学任务后仍存在余力的W生深入探索较深层次的课程及相关知识，同时友善面对学习较差的学生，分析其学习过程中面对的困难，有的放矢地采取应对措施，帮助其不断进步；在教学过程中让学生以读书报告的形式多多思考，鼓励学生发散性思考问题，鼓励优秀学生进行深一步的探讨，并且教师应帮助具有新颖思想或论点的学生将其智慧以科技论文和发表文章的形式转化为成果。
2.4 注重综合能力培养 在研究型教学中任务驱动是一种常用的教学方法，其中心导向是任务，学生在完成任务的同时也在吸收和掌握知识。通常来讲，该教学方法的步骤是：教师提出任务师生共同分析以得出完成任务的方法和步骤适当讲解或自学、协作学习完成任务交流和总结。”[3]该教学模式不仅有利于培养学生的创新能力和创新意识，还能够培养学生解决实际问题的能力，提高其综合实力。不仅如此，由于该教学模式通常是以小组协作的方式进行，教师给出研究范围，学生自愿结组并选择具体的题目，经过分析和讨论后以程序设计或者论文的形式协作完成研究。由此可知，学生是在以团队的力量解决问题，这十分考验学生的团队协作能力，对于学生团队合作精神的培养至关重要，且在完成任务的过程中学生需要查阅大量的资料，久而久之学生收集资料和创新能力势必会得到提升。
2.5 采用启发式教学 人工智能的很多问题都较为抽象，对学生理解力的要求较高，因此，在实际的教学过程中教师应有意识的就课程内容提出相关问题，让学生自己独立思考，鼓励学生提出自己的想法和解决方案。然后回归到课程上，对比分析教材上的解决方案和学生自己的解决方案，如此不仅培养了学生独立思考的能力，也增加了学生参与教学活动的意识，提高了学生的学习热情。比如，在讲到较为抽象的“遗传算法”时，先提出一个问题，即“遗传算法如何用于优化计算？”，然后从“达尔文的生物进化论”入手，讨论“遗传”、“变异”和“选择”作用，之后举例分析，启发学生思考“遗传”、“变异”和“选择”的实现，最后师生一起导出遗传算法用于优化计算的基本步骤。如此既完成了教授遗传算法的目的，也锻炼了学生逻辑思维的能力，教学效果良好[4]。
3 作业和考核方式的改革创新
过去的课程作业都是单一书面习题作业，发展至今，课程作业形式已经发生了变化，更加丰富多样，包括必须交给教师评阅的书面家庭作业和不必交给教师的课外思考题目、口头布置的思考题或阅读材料以及大型作业等。其中通过网络就可以完成上交作业，并且教师批阅作业后也可以通过网络返回给学生，实现了网络化。课程的考核方式较之以前也发生了较大变化，加强了平时思维能力的考核，更加注重学生实验能力和动手能力的培养，不再是绝对的一次考试定成绩，而是在总评成绩中加入30%的平时成绩，如此不仅减轻了学生的期末负担，也迫使学生更加重视平时的学习思考，有利于课程教学质量的提升。
4 结束语
本文是以提高教学质量为目标，结合教学实践，从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等方面对本科人工智能课程的教学改革进行了探讨，总结了该课程在教学和实践方面的一些教改举措。这些举措符合二十一世纪高校教学的要求，可以支持教师提高教学手段现代化的水平，同时更贴合学生的学习需求。作为该课程的授课教师应始终保持对教学内容的不断更新、教学方法的多样化，才能激发学生的学习兴趣，培养他们的思维创新和技术创新的能力，最终提高本课程的教学质量。从学生的反馈来看，作者所总结的教学实践具有明显的教学效果。但仍有许多方面做得不够，今后将继续在教学过程中不断总结成功的经验，吸取失败的教训。
参考文献：
[1]蔡自兴.人工智能及其应用[M].三版.北京：清华大学出版社，2007.
[2]谢榕，李霞.人工智能课程教学案例库建设及案例教学实践[J].计算机教育，2014（19）：92-97.
[3]蔡自兴，肖晓明，蒙祖强.树立精品意识搞好人工智能课程建设[J].中国大学教学，2004（1）：28-29.
第4篇
关键词：人工智能；案例式教学；兴趣引导教学法；问题驱动教学法
中图分类号： TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）03-0599-02
人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的综合性技术学科[1]，是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透、迅速发展且与人类生活密切相关的综合性新学科，其核心研究领域包括模式识别、自然语言处理、机器学习、数据挖掘、人工神经网络和专家系统等等[2]。
语言信息处理是语言学与计算机科学交叉形成的一门新型学科，其课程体系以语言学、计算机应用、应用数学和认知科学为主干，研究内容是自然语言的自动化信息处理技术，是人类语言活动中信息成分的发现、提取、存储、加工与传输[3]。目前该方向的主要应用领域包括机器翻译、文献检索、信息提取、自然语言的人机接口等。由此可见，为语言信息处理专业开设人工智能课程是必须的。该文针对“人工智能”课程自身特点和语言信息处理专业研究生培养目标，并结合笔者多年来的教学经验，分别从课程内容设定、教材选择、教学方法、考核方式等多个方面对该课程的教学改革进行了探索与研究。
1 以“精”“典”为基本要求的教学内容选择
“人工智能”课程的突出特点研究内容涉及面广而学时数较短（大部分高校的研究生专业安排的课程的时数在36到48学时之间）。因而授课时不能追求内容“大而全”，必须“精”，选择重点、核心基础知识进行学习，选择与专业方向最相关的“典”型应用领域进行重点详细介绍，使学生在有限的时间内学到最有用的知识。“人工智能”课程教学内容总体可以分为三大部分。
第一部分是基础理论知识，学习人工智能中知识的表示方式（谓词逻辑表示法、产生式知识表示法、框架表示法、语义网络表示法等）。语言信息处理专业学生本科专业背景不同（有文科，有理工科），所以该部分教学内容难点在于教学进度和难易程度的均衡。本部分内容可安排8～10学时。
第二部分是搜索与推理，对使用特定知识表示方式表达的知识和问题进行推导或搜索，得出相应结论或搜索结果。本部分安排10～12学时，重点在于启发式搜索。
第三部分是人工智能中的典型应用领域。对于该部分内容的选择要以学生专业为中心进行，选择与学生专业相关性较大的领域进行教学，以期能够有助于学生了解并掌握学术的主流发展趋势，从而能够更好地培养自身的科学素养和创新能力。本部分主要学习机器翻译、机器学习、自然语言处理、数据挖掘、多Agent系统等。本部分安排18～36学时。
2 选择“最合适”的教材
教材是教师教和学生学的主要凭借，教材的好坏在很大程度上决定了教师能否成功“教”与学生能否顺利“学”。教材的选择要以教学对象的特点和教学目标为依据，选择最合适的教材。在广泛研读目前比较热门的人工智能教材的基础上，结合教学目标和教学对象的特点，选则清华大学出版社出版﹑蔡自兴和徐光祐编著的《人工智能及其应用》（第4版）[1]作为教材。该教材总体也可以分为三部分：第一部分论述了人工智能的三大技术， 即知识表示；第二部分论述推理及搜索； 第三部分论述人工智能的主要应用领域，包括专家系统、机器学习、自动规划、分布式人工智能和自然语言理解等。与第三版本科生用书相比，增加了如本体论和非经典推理、决策树学习和增强学习、词法分析和语料库语言学等（非常适合笔者的教学对象）。
3 创新型人工智能课程教学方法
“人工智能”课程涉及的知识面广，既包括基础理论，也包括具体应用，即有抽象复杂的计算，也有繁杂的系统实现，为此，如何激发学生的学习兴趣并保持学生的学习兴趣是本课程教学的关键。此外，因为是研究生教学，所以更突出学生的主体地位，注重培养学生的学习兴趣、自主学习的意识和能力。为此，笔者主要采用了以下几种教学方法。
3.1 兴趣引导教学法
常言“兴趣是最好的老师”，如何培养学生对本门课程的学习兴趣，激发学生对本门课程的求知欲，是一门课程首要任务。
为了提高学生的学习兴趣，笔者在第一节课让学生观看美国科幻电影“机器人”的相关片断，通过机器人安德鲁非凡的创造能力、情感表达能力和自学习能力让学生更好地了解人工智能的目标、意义，激发学生探索人工智能的兴趣；在学习“博弈策略”及“极大极小分析法”时，笔者通过让学生来参与“一字棋”对决游戏说明博弈树的层次结构原理，通过“人机对弈”说明“α-β剪枝技术”引入的必要性；通过“啤酒与尿布”的故事说明数据挖掘技术在现实生活中的应用，让学生认识到人工智能并不是虚无抽象的学科，而与人们的生活息息相关，激发起学生用人工智能相关技术解决现实问题的兴趣。
3.2 问题驱动教学法
在讲授基础理论时，如“不确定性推理”、“数据挖掘”等这一类型内容抽象、算法复杂的知识时，采用了问题驱动式的教学方法。
教师首先提出与内容相关的若干问题，并为学生相关的资料或向学生提供找到问题的一些线索，让学生带着问题去思考、分析和讨论等方式来查找答案，主动获取知识，应用知识，教师在必须的时候还需给予一定的引导和帮助。如在讲授产生式知识表示法时，以“动物识别系统”问题原型，给出学生系统模型，让学生编写一个能够用来进行动物识别的应用程序。
此教学法很好地培养学生解决问题的能力，形成研究的态度，提高认知能力。
3.3 实践教学法
“实践是检验真理的唯一标准”。人工智能课程中，能够动手实践的知识一定要让实践。
在讲“专家系统”的构造步骤时，用“营养专家系统”为案例进行介绍，将该专家系统分解为一个个小的具体任务（如知识库构建、规则库的构建、界面设计等），并分配给不同的学生，学生按照专家系统的一般构造步骤去完成相应的任务，最终完成一个完善的系统，从而达到掌握专家系统构建的教学目标。
实践教学法可以提高学生分析、解决问题的能力和动手能力，并可以进一步加深对理论知识的理解。
3.4 案例教学法
案例教学法是将案例讨论的方法运用到课堂教学活动中去，教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过设置一个具体的案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，让学生在具体问题情境中积极思考、主动探索，以提高教与学的质量和效果，培养学生认识问题、分析问题和解决问题等综合能力的一种教学方法[4]。案例教学法中教师扮演设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与典型案例的讨论，重点掌握教学进程，引导学生思考，组织讨论研究，进行总结、归纳，同时教师也参与到学生共同研讨。不但可以发现自己的不足，也可以从学生那里可以了解到大量感性资料。该教学法有利于调动学生学习主动性，通过生动具体的案例介绍可以促进学生对知识的理解和实际应用。
人工智能授课中，对于产生式系统和自然语言理解系统的有关概念及系统构成技术，采用了案例教学法。
在介绍产生式系统时，我们以动物识别系统为案例进行介绍。案例教学通常可以分为3个步骤，即案例引入、案例分析和案例总结。案例引入过程介绍产生式的语法和语义、产生式系统的组成及工作原理后，通过屏幕演示动物识别系统的运行过程使得学生能够获得老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、信天翁七种动物的一些特征；案例分析阶段通过向学生展示使用Prolog编写的动物识别系统源程序，详细介绍设计思想以及实现过程。该过程是案例教学的关键，教师引导学生进行案例分析，之后由学生进行补充，师生共同讨论力求系统得以更完善；案例总结阶段由老师对学生的讨论情况进行总结，在总结讨论情况的基础上提出一些问题（例如如何进一步提高系统的效率？）。
在介绍自然语言理解系统时，以自然语言情报检索系统LUNAR[5]为例进行介绍。从LUNAR系统的词法分析、语义解释和问题回答三个阶段进行详细分析。经过案例引入、案例分析和案例总结三个阶段，使得学生对LUNAR系统的设计步骤、关键技术及设计思路有深入的了解。之后，要求学生写出案例分析书面过程，并完成课后作业“指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU”。
4 课程考核方式的改革
研究生教育以培养学生的能力和素质为主要目标。人工智能课程的考核方式也以此为目标，采用以考察理解应用为目的的论述题，或结课论文形式进行，同时注重平时考核。平时考核以学生查资料的能力、阅读相关文献即完成课后作业的情况为考核对象。
5 结束语
为了提高人工智能课的教学质量，根据课程及教学对象的特点，结合教学过程实际问题，采用了合适的教材，安排了合适的学时，在教学过程中综合各种教学方法的优点，并采用了适当的考核方式。教学结果表明，通过这些尝试，提高学生学习的兴趣和积极性，取得较好的教学效果，学生能够有意识地使用人工智能中的相关知识、思想来进行学术研究。
参考文献：
[1] 蔡自兴，徐光祐.人工智能及其应用——研究生用书[M]. 第3 版. 北京：清华大学出版社，2004.
[2] 廉师友.人工智能技术导论[M].西安：电子科技大学出版社， 2002.
第5篇
摘要：本文结合“计算机科学导论”课程双语教学的实践，探讨了双语教学在计算机本科生教学中四年不断线的必要性和意义，分析了对双语教学的效果怀疑的内在原因，提出了实施计算机双语教学不断线的课程体系。
关键词：双语教学；计算机科学导论；国际化；课程体系
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
近年来，双语教学在全国各高等院校开展得如火如荼，同时也积累了一定的经验。然而，我国高校双语教学的开展也存在着很多问题，甚至有些学校对双语教学的效果产生怀疑。本文结合“计算机科学导论”(以下简称“导论”)双语教学的实践，探讨构建计算机双语教学的课程体系的必要性和意义，提出构建计算机双语教学课程体系的设想。
2目前双语教学的三种模式
严武军将双语教学划分为简单渗透型、穿插型和全外语讲授型三种模式，但他并未研究教材和授课语言在双语教学中的作用。实践证明，合适的教材是双语教学实现最佳效果的一个重要因素。因此，我们根据教材和授课语言，将目前高校中的双语教学分为以下三种模式：
中文教材，英文课件，英文授课。这种模式类似于上述的简单渗透型。国内培养的教师容易采用这种双语教学模式，他们用英语和PowerPoint等软件做出课件，在讲课时注重概念的解释。但这种教学很难将目前国际上的学科进展和知识更新有机地结合起来。
英文教材，英文课件，中英文混合授课。这种模式类似于上述的穿插型模式。在英语国家有一定工作和学习经历的教师往往采用这种形式，使学生一步进入英语和汉语混合的教学环境，也弥补了现实中全英语授课学生听不懂的缺陷。但这种双语教学不利于学生用英语理解专业知识能力的有效提高。
英文教材，英文课件，英文授课。这种模式类似于上述的全外语讲授型双语教学模式。在英语国家学习和工作多年然后回国的学者容易采用这种双语教学模式，他们甚至将自己在国外使用的英文教材和讲稿直接应用到国内的双语教学中。在这种模式下，学生一步到位进入英语的教学环境，但由于中文在大学校园里占统治地位，学生遇到一点学习困难，听不懂、学不会，便会开始抱怨。这可能也是双语教学在有些高校难以为继的一个原因。
应该指出，不管是严武军的双语教学模式还是我们提出的模式都忽略了互联网上的信息资源对双语教学的影响。实际上，在“导论”的双语教学中，我们充分利用了互联网上的信息资源来制作英文课件，将国际上“导论”的有关最新进展有机地加入到课件和双语教学中，并深深体会到充分利用网络上的信息资源将真正缩短我们在教学上与英语国家的差距。
3双语教学的若干问题及探讨
首先，学生听不懂是一种正常现象，但学生必须听下去。实际上，双语教学课程的开设不仅要求教师更多地投入，对学生也有同样的要求。这种投入首先要求学生有充足的时间。大一属于从高中到大学的过渡阶段，一般所开课程相对较少，学生课余时间比较宽裕；同时这一时期学生考级、考研、就业的压力较小，相对于高年级学生有更多的精力可以投入到双语教学课程的学习之中。
另一突出的问题是双语教学因人而设，教学计划制定时并没有把双语教学纳入统一的系统发展中，虽然丁学钧等研究了计算机专业双语教学系统模式，并做了一定的实践。因此，在这种因人而设的双语教学中，学生不能系统地用双语学习计算机科学和技术学科的相关知识，高校也不能真正有效地建立双语教学的教师队伍。正是如此，近两年双语教学正在我们校级教学改革项目的申请中逐渐消失，这也可看作人们对双语教学效果怀疑的直接后果。同时，这也可看作是没有建立计算机双语教学体系的直接后果。
第三个突出的问题是原版教材和中文教材的关系。既然是双语，那么就应该合理地同时使用原版教材和中文教材，使二者互为辅助和补充。例如，在“导论”的双语教学中，我们以中文教材的内容体系作为选择英文教材和通过互联网选取国际上最新的教学资源的基础，参考了10本原版或影印版英文教材和1本中文教材。实际上，目前我国双语教学教材的建设还没有形成一个完整的体系，部分课程的教材还处于探索阶段。实践证明，没有完整的计算机双语教学的课程体系的建立，我国双语教学教材的建设也就很难形成一个完整的体系。
4构建计算机双语教学课程体系的必要性和重要性
改革开放以来，我国的计算机业得到了惊人的发展。但也不得不承认，计算机的技术和知识基本上来自以英文为载体的媒介(含书籍)，我们的教材基本上是对这些媒介内容的加工和处理。同时，计算机专业的本科生在学学英语时，很少接触大量的专业词汇。例如，我们的一些一年级计算机专业学生不知道“Object-oriented programming”，虽然他们已学了C++ 程序设计语言。而且，大部分编程软件都是用英语编写的，这给学生更好的利用软件带来一定的困难。因此，及时实施计算机双语教学，以便让学生直接学习当代以英文为载体的计算机技术和知识是必要的。
英语在计算机专业中的学习和应用是一个渐进过程，学生不可能通过一门课程的双语教学就能达到“能够阅读本课程所涉及的的专业知识与技能的英语文献资料，而且能够用英语口语和书面的形式，采用符合国际惯例的方式处理和交流与本课程有关的专业事务和信息”。从这一点来看，有必要建立计算机双语教学课程体系，将双语教学课程从一入学开始安排，然后每个学期逐渐展开，以形成一个初期打基础、间接动力推动到后期高层次、直接兴趣推动的连贯的、完善的双语教学体系。
张萍等老师对生物系和物理系实施的双语教学的调查表明，连续两个学期开设双语教学课程的学生的进步显著。赵艳红和邵定宏在探讨计算机专业课程双语教学时也注意到计算机专业双语教学应具有连贯性，贯穿于学生的整个受教育过程，并建议“可以有计划有选择地从大学一年级开始，每学期开设一到两门采用双语教学的专业基础课程。低年级双语教学的重点放在英文教材的使用上，逐步实行课堂中英文讲授。专业课鼓励教师学生采用英文教材，双语教学课程中逐步增加全英文讲授比例”。他们也建议程序的开发环境应是英文的操作界面，尽可能不使用汉化后的开发工具。
5建设计算机双语教学课程体系的构想
科学合理的双语教学课程体系是成功实施双语教学和培养“面向世界”人才的根本保障，也是建立一支高质量的双语教学师资队伍的必要条件，它还是建设双语教学教材完整体系的必要前提。因此，讨论如何科学合理的建设计算机双语教学课程体系对于发展我国高校的计算机双语教学是很有意义的。
一般来讲，科学合理的双语教学课程体系必须考虑其与计算机本专业其他课程的关联性和衔接性，同时又要避免学科内容的无效重复，不能像计算机专业外语那样。具体来说，计算机双语教学课程体系首先应贯彻教育部2001年《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》中关于双语教学的精神。这一文件颁布已七年了，计算机双语教学的课程应达到所开课程的10％。这意味着计算机双语教学课程体系至少包含4门计算机课程的双语教学，如果在计算机本科生的四年的教学计划中，每年能够至少开设一门计算机课程的双语教学，就基本上实现了“双语教学不断线”的思想。
目前大多计算机教学课程体系由公共必修课、专业必修课、专业选修课和公共选修课组成。因此，计算机专业双语教学课程体系应涵盖专业必修课和专业选修课。而且，双语教学课程应覆盖本科生大学四年的每个学年，我们的计算机双语课程教学体系至少应包括在一年级开设的“计算机科学导论”，在二年级开设的一门程序设计语言，例如“Java 程序设计”，在三年级开设的“软件工程”和在四年级开设的“人工智能”。其中两门是必修课，两门是选修课。
选择上述课程作为计算机教学课程体系的一部分，不仅吸收了国内同行的双语教学经验，而且基于下列考虑：
(1) 凡是国内教材与国外英文原版教材具有较高内容一致性的课程；或者，课程所用的国内教材基本上是国外英文原版教材的子集，均可较容易地用于双语教学。“Java程序设计”、“软件工程”和“人工智能”属于这种情况。
(2) “计算机科学导论”是计算机本科生一年级的入门性课程，计算机专业的双语教学应从这里开始。如果说计算机的学习应该“从娃娃开始”，那么计算机专业的双语教学应该从“导论”开始。
(3) 我们已成功地实施了“计算机科学导论”和“Java程序设计”的双语教学。本文的第一作者曾实施“人工智能”的双语教学。
我们还将实施“软件工程”的双语教学，因为“软件工程”双语教学的成功将有利于学生提高他们用双语直接了解掌握最新软件工程的原理、思想、技术和方法的能力，改善他们在软件开发中的合作和团队精神，促进我国软件工业的国际化。
同时，我们的计算机双语教学课程体系还包括“算法和数据结构”和“数据库系统原理”两门课程，使之达到“用双语授课课程课时达到该课程课时的50%以上”， 因此，我们的计算机双语教学课程体系就包括了高等学校计算机科学专业方向15门核心课程中的6门课程。
最后，我们将在本科生的四年级开设三门双语教学选修课程“电子商务”、“数据挖掘和数据仓库”和“Web智能和工程”，学生可选修其中一门。同时我们要求学生在做毕业论文时必须阅读和引用1～2本英文著作，2～3篇英文期刊论文，3～5篇国际会议论文集论文。这可看作是为学生将来用英语发表研究成果所做的必要训练。
6结束语
本文探讨了目前双语教学的三种模式，讨论与构建双语教学课程体系有关的若干问题，研究构建计算机双语教学的课程体系的必要性和重要性，并探讨了如何建设计算机双语教学的课程体系。建立完善的计算机双语教学的课程体系仍然是一个长期而困难的教育目标，也是一个巨大而复杂的教学系统工程，在实现这一目标的过程中，还有无数的问题等待解决。我们应加大引进所需原版教材的种类，更需建立一支能够实施计算机双语教学课程体系的高质量教师队伍。
7致谢
本文得到河北师范大学校第八批教学改革项目的部分支持。作者衷心感谢河北师范大学的支持。没有他们的支持和帮助，“计算机科学导论”的双语教学就不能在河北师范大学顺利实施。本文中的某些思想、方法和策略就不可能浮现。
参考文献
[1] 胡立源,卜荣欣. 计算机基础双语多媒体课件的制作[J]. 计算机教育,2007,(23):73-74.
[2] 严武军. 师范院校计算机人工智能双语双语教学的方案设计[J]. 计算机教育,2007,(23):93-95.
[3] 何明霞. 高校双语教学“羊群行为”分析与发展路径[J]. 中国高等教育,2007,(9):59-60.
[4] 张萍,陈继荭,何丽平. 以学生为本稳妥推进双语教学[J]. 中国大学教学,2007,(11):36-38.
[5] 赵艳红,邵定宏. 计算机专业课程双语教学探究[J]. 中国大学教学,2007,(8):25-26.
[6] 滕小瑛. 双语教学的探索和体会[J]. 中国大学教学,2005,(7):31-32.
[7] 翟中. 计算机科学导论[M]. 北京:清华大学出版社,2007.
[8] 王斌华. 中外比较:双语教育的界定、属性与目的[J]. 教育发展研究,2005,(11).
[9] 林永成. 高校双语教学的几点认识与思考[J]. 中山大学学报论丛,2007,27(8).
[10] 江爱华. 高校双语教学的背景、表象与对策[J]. 南京航空航天大学学报(社会科学版),2007,3,9(1).
[11] 陈肖慧等. 从学生对双语教学的反馈看双语教学[J]. 北京大学学报(哲学社会科学版),2007,(5).
[12] 董宇欣. 我国高校开展双语教学的实践与思考[J]. 北京大学学报(哲学社会科学版),2007,(5).
[13] 杨儒贵. 谈谈双语教学的课程和教材建设[J]. 北京大学学报(哲学社会科学版),2007,(5).
[14] 刘坤起,赵致琢著. 计算科学导论教学辅导[M]. 北京:科学出版社,2005.
第6篇
关键词:复杂工程问题;计算机科学与技术专业;课程设计
工程教育认证要求通过认证的工程专业不仅要深入理解和把握复杂工程问题，更要按照国际实质等效原则培养学生具有解决复杂工程问题的能力［1］。目前，针对计算机相关专业解决复杂工程问题能力培养的研究还处于探索阶段。许智宏等人认为可采用半开放式项目驱动教学方法达成目标［2］;尚凤军提出课程群建设面向复杂工程设计的方案［3］;黄永红等人认为可增设综合训练项目来达到培养目标［4］。刘秀平等人提出了分层实施方案，从知识、实践、设计的维度支撑了解决复杂工程问题的能力［5］。王宏宇等人提出了以学科竞赛主题为对象，遵循工程逻辑设计开发过程的课程建设改革方法［6］。许多研究成果对于分解落实解决复杂工程问题能力的培养缺乏深入探索，对于如何优化课程设计体系和内容来提高学生解决复杂工程问题的能力方面也缺乏深入研究。
1课程设计改革的意义
完备的实践教学体系主要包括课程实验、课程设计、实习、毕业设计(论文)等。通常，国内高校都将毕业设计(论文)环节作为实现解决复杂工程问题的重要载体。但近年来，毕业设计期间应聘、考研等挤占了学生很多时间和精力，设计内容往往弱化甚至忽略难以处理的学科交叉问题和非技术因素，且毕业设计往往采取一人一题，很难达到个人与团队的教学指标。课程实验往往随理论授课逐周分散进行，受学时限制以及学生知识掌握处于积累阶段等因素，一些深度型、探究型、综合型的实验往往很难开展。实习由于受到场地、经费、管理难度、企业技术保密等限制，往往缺乏理论指导下的实践。一些计算机类专业学生到实习单位后，只能接触一些前端页面或模块代码的机械性编写，无法接触软件或硬件的具体设计过程，有些专业实习甚至畸变为企业参观。《计算机类专业教学质量国家标准》要求计算机类专业学生4年的实验当量应不少于2万行代码。在课程设计方面，要求至少完成两个有一定规模和复杂度的系统的设计与开发。调研发现，实践教学体系中提高学生解决复杂工程问题的环节应保证时间的集中性，内容的规模和复杂度要达到国家标准中的要求，且应在理论的指导下开展，课程设计比较符合这一要求，应作为提升学生解决复杂工程问题能力培养的关键突破口。
2课程设计改革宗旨和研究方法
2.1课程设计改革宗旨
第一，以培养学生解决复杂工程问题能力为主线，突出工程技术应用能力的培养，强调自主学习和终身学习意识培养，全面提升学生的能力和素质。第二，使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案，在设计环节中体现创新意识，实现多方案分析与评价，从而全面提升实践教学效果。第三，使学生深入掌握工程原理，结合工程实践，体现综合运用，提升解决复杂工程问题的能力。第四，分解落实解决复杂工程问题能力的培养，课程设计的持续改进逆向推进课程体系的整体优化。第五，构建计算机专业完善的实践教学体系和课程群体系，建立各项实践教学活动的持续改进机制。
2.2基本研究方法
第一，调研法。采取调研问卷调查和访谈的方式，对目前已毕业学生、在校生(包括计算机类专业本科生、研究生)、教师(包括教学管理、教学一线、教辅等多层面)开展调研。同时走访和调研部分高校、IT企业和专业培训机构等。第二，逆向研究法。从实践入手，逆向优化专业类知识体系教学。第三，分析建模法。对调研数据、教学环节统计与考核数据、质量保证监控数据进行科学分析，借助人工智能手段进行建模优化。第四，螺旋优化、研以致用法。杜绝纸上谈兵，形成的专业课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、考核标准等)，直接实施于一线教学活动，并通过实施效果的反馈螺旋优化后续方案。
3课程设计改革实践
课程设计计划的实施要求指导教师明确课程设计对应于工程教育认证标准具体的毕业要求指标点，并要在课程设计过程中坚持实施。明晰课程设计对毕业要求指标点的支撑作用，为合理安排课程设计的内容明确了指导思想。本校计算机科学与技术专业培养方案以工程教育专业认证为背景，共设置11门课程设计。一类课程设计在前5学期开设，涉及专业类知识课程门数相对较少，具体包括以下7门课程设计:C语言程序设计课程设计、Java程序设计课程设计、数据结构与算法课程设计、数据库原理课程设计、计算机网络课程设计、C++程序设计课程设计、JavaEE编程技术课程设计。以上课程设计以语言开发为主，是培养学生计算思维、软件工程设计规范、计算机语言开发能力的基础。指导教师面向解决复杂工程问题培养，认真设定课程设计题目和内容。以学生为中心，强调基础性、技能性、应用性、工程性和创新性，采用问题驱动和求解渐进化方式不断提升学生解决复杂工程问题的能力。每门课程设计在具体实施中，指导教师始终探索课程设计如何解决承上(课程实验)启下(毕业设计和实习)，并不断思考和探索课程设计如何逆向优化专业类知识课程的教学活动。计算机科学与技术专业另一类课程设计在第6和第7学期设置，综合性较强(在某些高校或专业有时被称为“综合开发实训”或“综合训练项目”等，但通常拘泥于一种开发语言或技术)。综合类课程设计有4门:A.体系结构课程设计。专业类知识课程涉及体系结构、计算机组成原理、编译原理、汇编与接口技术、计算机网络等硬件类和系统类课程。B.操作系统课程设计。专业类知识课程涉及操作系统、Linux系统等系统软件类课程和部分高级语言类课程。C.软件开发综合课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Java、C、C++)、软件工程、数据结构与算法、数据库原理等软件开发类课程。D.Python与人工智能课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Python、Java、C、C++)、数据结构与算法、人工智能导论等课程。综合类课程设计涉及大量通识类知识和学科基础知识，具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题，体现问题和系统的规模、难度、复杂度、综合性。课程设计更强调培养学生的系统观，使学生能够站在系统的高度，以系统的视角去看问题，去适应错综复杂的应用场景，最终实现问题的系统化、科学化求解。“软件开发综合课程设计”综合了之前的.NET综合课程设计、Java综合课程设计等软件开发类课程设计。根据工程教育专业认证要求，这门课程设计并不拘泥于某一种语言或技术要求，要求学生能够针对复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具等设计开发一套软件系统，并通过对比得到有效结论。“Python与人工智能课程设计”以解决复杂工程问题入手，学生首先分析问题建立模型，然后给出解决方案和算法设计，通过Python语言及其扩展库编程实现系统，最后通过设计方案、模型、算法、开发语言等多个角度对比分析给出所设计系统的客观性评价。在2017版培养方案中该课程设计为“Python程序设计课程设计”，设计内容包含了软件开发、大数据、人工智能、深度学习等。2019版培养方案中，专业增设了1门48学时的人工智能导论理论课，Python程序设计和人工智能导论合并为1门2周的“Python与人工智能课程设计”。“体系结构课程设计”和“操作系统课程设计”是专业认真研究工程教育认证标准后于2019版人才培养方案中新设置的2门课程设计。在学时紧张的情况下，专业仍增设了这2门综合类课程设计，力图保证学生硬件系统、组成原理、体系结构、操作系统方面的综合设计能力培养质量，保证人才培养的系统性和专业性。课程设计具体实施过程中，指导教师以突破解决复杂工程问题能力培养为核心安排课程设计内容，使学生的能力培养达到工程教育认证标准的培养要求，反复思考和尝试解决以下关键问题:第一，课程设计内容重点覆盖了《华盛顿协议》7个特征中的哪些特征?课程设计的规模、难度、复杂度、综合性是否能满足工程教育认证背景下的解决复杂工程问题的要求?第二，课程设计中，如何运用深入的而不是浅显的工程原理，经过什么样的分析，而不是直接套用原理、公式来解决设计目标?第三，课程设计中学生在哪些理论指导下进行实践?加深对哪些原理的理解?第四，为了突出复杂工程问题的解决，与课程设计相关的一门或多门相关课程的讲授环节中，将对传统的授课方式、方法和内容采取哪些变化?与课程设计相关的理论知识讲授和基本实验环节能否为学生完成课程设计奠定扎实基础?第五，课程设计是否要引入混合式教学?如果引入，混合式教学将如何提高课程设计效果?第六，从以学生为中心的角度分析学生如何通过课程设计和相关理论的学习，实现从“学了”到“学会”再到“会应用”?第七，课程设计“能力培养”如何量化考核，“复杂度”如何评价?以产出为导向，如何建立持续的人才培养改进机制?通过指导教师的不断思考和改革尝试，使各门课程设计实现了设计理念的转变、从简单到综合的转变、从单一系统到增加对比分析、综合评价等突破常规的转变。
4课程设计改革效果
课程设计改革使计算机科学与技术专业逐步形成一套课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、形成性考核标准等)，并直接实施于现有教学活动。通过培训和专家辅导讲座等形式，指导教师深刻理解了工程教育认证的本质和内涵，改变了传统的课程设计理念。以复杂工程问题的提出和解决为课程设计核心，突出产出导向，精心设计课程设计题目，优化课程设计考核指标，建立了课程设计持续改进机制。课程设计改革在人才培养方面取得了切实效果。第一，以培养学生解决复杂工程问题能力为主线，突出工程技术应用能力的培养，增强了学生自主学习和终身学习意识培养，设计理念更符合学科发展趋势。第二，使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案，在设计环节中体现创新意识，养成了多方案分析、对比和评价的设计习惯。第三，使学生逐步掌握深入的工程原理，结合工程实践，综合运用，提升了解决复杂工程问题的能力。第四，以课程设计内容设置为突破口，逆向推进课程体系设置整体优化，使学生通过实践逆向推动理论课学习的兴趣和动力，学生的理论素质进一步提升。课程设计改革首先在省级一流本科专业“计算机科学与技术”专业实施，并推广至软件工程、数据科学与大数据技术、物联网工程三个计算机类本科专业。与信息技术密切且相关的电子商务、电子信息工程、机器人工程等专业也逐步开展了面向复杂工程问题能力培养的课程设计改革，取得了切实有效的实施效果。
5结语
截至2018年，计算机类专业已达3349个专业点，培养学生复杂工程问题的解决能力，是工程教育专业认证对工程类专业人才培养的核心要求，也是一流本科专业建设的核心目标之一。随着工程教育认证的普及开展，面向OBE理念，突出解决复杂工程问题能力培养的课程设计改革越发迫切和必要。只有不断改革，建立持续改进机制，才能不断优化计算机教育教学工作，为信息技术产业培养更多优秀人才，推动我国信息技术产业的蓬勃发展。
参考文献:
［1］林健.如何理解和解决复杂工程问题:基于《华盛顿协议》的界定和要求［J］．高等工程教育研究，2016，(05):17－26，38.
［2］许智宏，李妍，董永峰，等.半开放式项目驱动复杂工程问题能力培养实践［J］．计算机教育，2019，(02):37－40.
［3］尚凤军.面向复杂工程问题的计算机人才创新能力培养体系研究［J］．计算机教育，2016，(09):70－73.
［4］黄永红，蔡晓磊，刘国海，等.电气类专业“复杂工程问题”的理解与实践［J］．电气电子教学学报，2018，40(06):15－18，22.
［5］刘秀平，韩丽丽，胡新煜，等.基于工程教育专业认证的自动化专业复杂工程问题实践探索［J］．中国现代教育装备，2021，(21):67－69.
第7篇
关键词:算法设计与分析;教学研究;教学质量
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
“算法设计与分析”是计算机科学与技术学科的核心课程之一,受到越来越多的重视。对于一个计算机专业的学生,学好算法课是必要且是必须的。“算法设计与分析”这门课程的主要目的不仅是讲授计算领域中不同问题的标准算法,更重要的是分析其算法复杂度,并且在诸多可行算法中选择一种时间或者空间效率最高的方法。美国著名算法大师Donld Knuth认为“计算机科学就是算法的研究”,他主持设计的TeX排版系统被誉为是“不存在Bug的系统”,这是以大师严密的算法设计基础为保证的。前微软高级副总裁李开复博士认为“计算机科学实质是人工智能”,而人工智能则是模拟人类思维的一种算法科学。计算机算法的应用已经遍及人类社会的各个领域,包括计算机软硬件机器学习、电信及互联网、一般制造业、经济与金融业等。算法技术不仅在计算机领域,而且在其它理工及社会科学领域都有极其广泛的应用。任何问题的求解,都离不开一般性的算法设计原则,在笔者执教的学校,数学和信息安全两个非计算机专业已将该课程列为必修课程。因此,提高“算法设计与分析”课程教学水平有着极其深远的意义和重要的作用。
2教材选择
近年来,国内引进了一些优秀的国外教材,其中的《算法导论》是国际上被引用频率最高而且知名度也最高的专著,但是由于它篇幅过长,在国外多用于两个学期的教学课程,因此难以将该教材系统地用于学时有限的本科教学;《算法设计与分析》是美国工程院院士UIIman等三位大师合著的优秀教材,该书的目的是将算法领域的基础研究结果进行综合,重点在于对算法思想过程的理解,而不是算法的实现细节和具体的编程技巧。但是该书内容和习题难度都较大,因此更适合作为研究生教材。国内的专家王晓东和周培德所编写的教材也很优秀。这些教材都被我们重点推荐给学生作为参考书。
出于上述考虑,我们最终选择了沙特学者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法设计技巧与分析》作为教材,该书基本覆盖了传统算法设计的主要内容,此外还包含了概率算法和近似算法等一些基本内容,这些内容在传统教材中并不多见,是一些高端算法经常使用的方法。虽然该书不是欧美传统名校教材,但作者在南加州大学攻读获得硕士和博士学位,因此该书吸收了欧美优秀教材的风格,且文笔简洁流畅。该书的内容及习题难度适中,便于课堂教学及自学,是一本适合本科教学的好书。
如果一个本科生能够学好本教材,并在后面的硕士阶段,学好UIIman的《算法设计与分析》,之后再将《算法导论》学习好,则必将打下坚实的算法理论基础,为终身的职业生涯所受用。
3兴趣培养
本课程的教学对象是大学理工科三年级学生,要求他们不仅具备数学分析、概率及线性代数的基础,而且具备离散数学和数据结构等计算机专业基础知识。很多学生刚学过数据结构,翻开算法教材,有似曾相识的感觉。教材中确实有部分章节如数据结构,排序算法,图的遍历等取材于数据结构课程。因此会有些学生学习热情不高,认为是在学习重复的课程。
针对这一情况,首先我们会教育学生两课程的目的是不一样的。数据结构的目的是教会学生如果对现实世界中的事物及对其信息处理过程建立数据模型;而算法设计课程的重点是算法的效率问题,其主题是算法的空间和时间复杂度,主要论述如何运用算法技术改进已有一些算法的效率,或者对复杂问题进行求解。
近年来,计算机硬件和软件技术发展迅速,CPU、外存、内存的性能在持续提高,价格却大幅度下跌。因此有很多人认为,软件的效率已经不再重要了,只要提高计算机系统的配置就足够了。这种观点显然是错误的。
我们在第一节的绪论课中引用《算法导论》的例子,深入浅出地阐明了算法效率的重要性。设有两个排序算法:其一是插入排序,时间复杂度为c1 n*n, c1是一个不依赖于n的常数;其二是归并排序,时间复杂度为c2 nlog n,c2是一个不依赖于n的常数,一般情况下c1< c2。n是待排序数列的长度。对于这两个实质上属于不同数量级的算法,很多人并未真正感觉到log n比n优化多少,甚至当n较小时,插入排序比归并排序还要快速一些。但是我们必须认识到,当n逐渐增大到一定数值以后,无论c1比c2小多少,归并排序均比插入排序快速。在大规模数据集上排序结果的对比,则效果更为显著。假若在高性能计算机A(10亿指令/秒)上运行插入排序,而在低速计算机B(1千万指令/秒)上运行归并排序。此时硬件条件是机器A比机器B快了近100倍;软件先决条件是 c1值为2, c2值为50;数据集的规模n为100万。
计算得到:
机器A运行时间为2*(100万*100万)/10亿=2000秒
机器B运行时间为 50*100万*lg(100万)≈100秒
结果是惊人的,用了快100倍的机器处理相同的数据集,反而慢几乎20倍。如果数据集大10倍为1000万,那么机器A要算2.3天,机器B只要20分钟,这一差距是令人震惊的。
事实上,算法技术的发展没能跟上硬件的发展,其发展空间还很大,盲目崇尚硬件建设而忽视算法技术的观点是错误的。
在电信应用中,虽然硬件和软件技术发展很快,但是用户的需求更是呈爆炸式增长。一个国家网内就可能有成百万实时在线用户,每秒几十万次用户交互发生,夜间有成千万的话单记录要处理。当一台内存中存放近百万用户资料,则浪费16个字节就是浪费16M空间。如果记录的数据结构及处理算法设计不合理,则内存很容易不够用,大量工作任务会被抛弃。要在这样的平台软件上构建软件,必须对每个字节空间、每个计算机指令的使用优化到位。否则,即便有先进的计算机系统,一般的软件技术是无法承受高性能、高容量计算的需要的。算法技术能支持开发人员在软件设计阶段从理论层面保障系统的效率达到最优。
经首次引论性教学,绝大多数同学认识了算法课程重要性,明确了学习目的,获得了较好的教学效果。
4理论教学
课程教学组在教材内容上选择了以下内容:
(1) 算法分析基本概念,数学预备知识。这些都是本课程工具性方法。
(2) 堆和不相交理论。介绍了能有效实现优先队列的数据结构。
(3) 归纳法、分治、动态规划。介绍了计算机技术中十分重要的递归为主题的设计技术,递归要求能够将待解问题抽象为递推表达式,确定初试值和递推终止条件后就能将复杂问题化解为嵌套的简单问题。
(4) 贪心算法。介绍了如何求解最优化问题。
(5)NP完全问题。介绍不确定性图灵机在P时间内能解决的问题,这类论题对于培养学生将来思考问题复杂度是个导论。
(6) 回朔法。介绍有组织的穷尽搜索算法,对一些问题尤其是解空间很大的问题有效。我们介绍了3着色、8皇后等经典问题。
(7) 概率算法和近似算法。一般性介绍近20年来算法研究迅猛发展的领域,以扩展学生知识面,但不做考核要求。
其他内容如数据结构、图遍历等是数据结构和图论课的内容,本课程内不做讲解,供学生预习课程时选读;对于域指定问题的迭代改进和计算几何技术等高级课题,推荐学生根据兴趣自学。
近年,越来越多的国内高校主张双语教学。我们也有这样的规划,但是考虑课程有一定深度,三年级本科生英语运用还有限,为此达到最好的教学效果,在教学中先采用中文教学。但是我们鼓励学生同步阅读英文版教材,以更好地适应未来科研和国际化软件研发的需要。
5科研方法及实践能力培养
科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我国清华大学、中国科技大学等名校就对高年级学生讲授研究生课程,并进行导师制研教结合型教学,使得很多学生读研时就能取得优秀的成果。作者所执教的是重点工科院校,有很多有利的因素便于我们展开科研式教学:一是有超过60%的学生主观上有本科毕业后继续深造的愿望;二是学校有丰富的图书馆资源,能全文检索CNKI、硕博士论文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外优秀电子数据库。在教学中,作者也将在科研中读到的一些新颖实用且难度适中的论文摘录下来介绍给学生,并将自己研究生阶段的学习方法介绍给学生。除了阅读教材,我们还鼓励学生读一些高端的杂志,例如计算机学科领域的四大学报,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,从其中检索感兴趣的论题。读核心期刊有几点好处:这些刊物审稿严格,文章无论是学术性、前瞻性、理论正确性及写作水平都有保证;减少检索的开销。读者可以先在这些高水平杂志中找到自己感兴趣的主题后,再广泛检索与主题相关的其它刊物或会议文章。引导学有余力的本科生读高水平论文并不是过高要求,算法设计及数据结构教材中大部分章节内容其实也都是来源于前二十至五十年的国际知名算法学术期刊,其中选择ACM、IEEE及ISAM杂志内容的比例最高。现在的一些学术期刊中刊出的优秀算法,过几年就会被大量的引用或实际应用,也许再过十至二十年后就会被引入未来的教材之中。
我们认为,在本科高年级展开研究式教学对学生长远发展有好处。对打算深造的同学,可以潜移默化地引导他们思索自己未来的发展方向,有很多成功的学者就是在大学受到某门课程老师的影响而走上科研道路的。科学研究是一个漫长的过程,很多工科博士生学习到第三、四年后才开始发表一级论文,很多硕士生毕业前才急忙撰写可发表成果。而同时有些博士生入学两年就能取得丰硕的成果,很重要的因素是他们在本科高年级阶段就培养了研究型思维,为以后深造明确了方向并作好了理论准备。如果本科阶段就培养研究型学习方法,那么在日后深造过程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培养学生良好的研究习惯,正是我们教师要不断探索的论题。
重视理论而实践不足,是我国高校普遍存在的问题。
在国际上,知名的软件鲜有来自中国人的原创。所以我们要更加重视培养学生实践能力。
实验环节,我们布置了基本的排序、递归、贪心、回溯等论题的实验,鼓励学生用不同的编程语言实现,不仅仅是单纯的算法实现,最好能够编制出实用美观的界面,将算法更友好地呈现出来。无论以后的工作或者深造,目标是可应用或者可发表的成果,都需要研发者具有较高的实践能力。我们认为实践与理论教育是并重的。
6结束语
通过四年的教学实践,学生对此课程实践的参与度越来越高。通过教育方法的不断改进,学生的课程成绩也一届好于一届。更为重要的是,通过启发引导式教育,很多同学开始萌发研究型思维,课余经常向老师提问,有的问题有较高难度,老师都要回去研究资料才能解答。在来自本校新入学的硕士生中,不少同学反映受益于此课,有些同学读研究生后不久就在一级学报上发表了算法类论文,这也正是我们当初所期待的。我们教师仍然要不断提高自身科研水平,并将研究成果及方法引进课堂,提高教学效果和质量。
教学中,还发现一个现象,数学系的学生比计算机系的考试成绩要高一些。最简单的因素,是他们理论思维能力更强,如何因材施教,改进教学方法及增强工科学生学习本课程能力,是我们课程教学组今后要探索与研究的方向。
参考文献:
[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法设计技巧与分析[M]. 北京:清华大学出版社,2004.
第8篇
关键词： 地方高校 数学与应用数学 应用型人才培养
地方性高校肩负着为地方经济建设和社会发展培养应用型人才的重任，是我国大学的主要群体，其人才培养模式明显区别于重点大学的研究型人才培养模式.属于教学型的地方性高校，应以市场为导向，根据地方和行业人才的需求，根据学校自身的条件，形成有自己特色的应用型人才培养模式.邵阳学院数学与应用数学专业在传统数学教育专业的基础上，结合社会发展和高等教育改革的需要，在人才培养目标与模式的制定和实现等方面进行了一系列的探索和实践.
1.数学与应用数学专业现状分析
邵阳学院数学与应用数学专业最初的专业定位是为邵阳地区乃至湖南省中小学的基础数学教育培养合格的数学教师.然而，随着中小学教师队伍的日渐饱和与独生子女政策导致的初等教育学生生源减少，师范生的就业压力逐渐增大.此外，随着社会的不断进步和发展，用人单位对学生的综合素质提出了更高的要求.传统的数学教学模式落后，教育思维单一，教师创新意识不强，只重视数学理论知识的传授，忽略实践教学环节，导致学生的学习目标不明确，实践能力和解决问题能力较差，不能满足市场对应用型人才的需求.
2.制定与时俱进的人才培养目标和模式
2.1人才培养目标.
培养掌握数学科学的基本理论和基本方法，具有运用数学知识和使用计算机解决实际问题的能力；能在科技、教育、经济和金融等部门从事研究和教学工作，在生产、经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作，适应区域经济和社会发展需要的基础实、素质高、能力强、适应快的创新型和技能型的应用人才.
2.2人才培养模式.
基于培养目标定位，构建了“一个主体、两个辅助、三个方向、四种能力”的人才培养模式，即以数学类专业课程为主体，计算机科学技术和智能优化方法为两个辅助，分为数学教育、金融数学和考研深造三个培养方向，注重学生的专业能力、应用能力、科研能力和创新能力的发展.
3.人才培养模式的实践
3.1深化课程体系改革，创新课程教学模式.
根据专业定位和社会需求，对课程体系构建了“四个平台，四个模块”，四个平台是通识教育平台、学科教育平台、专业教育平台、实践教育平台；四个模块是专业基础课程模块、专业主干课程模块、专业选修课程模块和能力拓展课程模块.其中实践教育平台通过校内实验室和中小学校、企业、政府部门等实习实训基地培养学生的实践创新能力；专业基础和专业主干两个课程模块涵盖教育部数学与应用数学专业目录中规定的核心课程；专业选修课程模块分三个培养方向，数学教育方向开设中学数学教材教法、数学史、竞赛数学、中学数学课件制作等课程，金融数学方向开设运筹学、数学模型、最优化方法、金融学、保险精算等课程，考研深造方向开设泛函分析、拓扑学、数学分析选讲、高等代数选讲等课程；能力拓展课程模块开设MATLAB语言及其应用、面向对象程序设计、数据通讯与网络、人工智能等课程.
在创新课程教学模式方面，灵活运用多媒体等多种教学手段讲授基本理论知识；及时把教研成果和学科最新发展成果引入教学，使学生了解本学科国内外的发展动态，提升学生的学术素养；构建案例教学体系，实行案例分析、建模、优化求解的案例教学模式，结合课程实验和课程设计，培养学生的创新思维及分析问题和解决问题的能力；准备课件、案例库、试题库等网络资源，开展网络互动教学模式，有效调动学生的学习积极性，促进学生积极思考，巩固课堂所学知识.
3.2加强数学建模能力培养，提高学生综合素质.
通过多种渠道加强对学生数学建模能力的培养，首先在课程教学中引入案例教学模式，贯穿数学建模的思想方法，布置与建模有关的课程小论文，并鼓励有兴趣的学生加入教师的相关科研项目，激发他们的创造性思维；其次成立数学建模协会，定期进行培训和课外辅导答疑，将往届的数学建模竞赛题以作业的形式布置给学生完成，积极组织学生参加全国大学生数学建模大赛；最后是加强硬件建设，近年来，在学院的支持下，本专业配置了一个拥有120台电脑的专用机房，为师生上机训练和数学建模比赛提供了极大便利.
3.3突出实践教学，注重学生的师范技能培训.
通过课程实验、课程设计、数学建模竞赛、教师技能比武、参与教师科研项目、教育见习、实习、毕业实习等多种途径，培养学生的实践创新能力.建立包括邵阳市四中、六中、十中、十一中等学校在内的教育见习、实习基地及银行、企业、政府部门在内的毕业实习基地.在课程设置上，以学生的认知规律为基础，变单一的集中实习为循序渐进、形式多样的系列实习，具体安排如表一.
3.4加强学生毕业论文的指导，引导论文选题与社会实践相结合.
重视学生毕业论文的指导工作，严把两道关：选题关、开题关.加强毕业论文题目的应用型，可以将学生的毕业论文更多地和教师的应用型科研项目结合起来，使指导教师的指导更专业，学生科研的方向更明确；鼓励学生选择数学建模方向的题目或者将毕业论文和实习、社会实践等相结合.
4.结语
地方高校数学类应用型人才的培养，应结合自身特点和社会需求确立人才培养模式，将课程体系的优化、教学模式的改革和实践教学内容的组织贯穿于教学的每个环节，这样有利于培养适应地方和行业人才需求，服务于地方经济的应用技术型数学人才.
参考文献：
[1]马晓燕，国忠金，孙利.地方本科院校应用型人才分类培养模式的研究与实践――以泰山学院数学与应用数学专业为例[J].齐鲁师范学院学报，2014，29（6）：12-15.
第9篇
经历了2011、2012年在国外的预热，现在，上MOOC学习，已经成为中国高知人群的一种潮流。
MOOC全称Massive Open Online Course，中文通常译作“大规模网络公开课”。它的迅速兴起，曾被《纽约时报》评为2012年横跨IT和教育界的革命性事件。领军的三大MOOC平台是Coursera，Udacity和EdX。
这里有世界上最好大学的最好课程。和此前的网络公开课不同的是，它提供了一个完整的全球化学习社区。不仅有老师、讲解视频和课本，定期开课，还有讨论区、作业和论文。当学员达到一定要求，结课时会拿到证书。
MOOC热始于2011年，当时美国斯坦福大学的塞巴斯蒂安·特龙（Sebastian Thrun）教授把研究生课程《人工智能导论》上传到互联网上，吸引了世界各地16万余名学生修读，其中2万人后来完成了课程。特龙后来成为MOOC教育公司Udacity 的创始人兼CEO。
MOOC的注册学员一直有超过70%来自美国以外国家，其中60%来自非英国国家。在Coursera注册的1600万学生中，中国学员占4%，这个比例在美国之外仅次于巴西和印度。
Coursera来到中国之初，是在一些白领和大学生比较集中的社区网站凭口碑推广开来的。知乎、果壳、译言、豆瓣等社区，都有不少出于兴趣专门对其进行介绍的。最活跃的是果壳网上的MOOC学院。
Coursera成立于2012年，到现在为止，已经是全世界最大的MOOC平台，有500多门课程，合作伙伴包括美国、欧洲和亚洲最顶尖的大学，在中国包括北大、上海交大、香港科大和香港中文大学等。
除了内容精良，方便易得，只需简单注册就可参加外，MOOC的另一大优点是，它可以是完全免费的，尽管如果愿意，你可以支付一定的费用，拿到一个具有更强证明意义的签名证书。
事实上，这种每门课程约30到60美元的自愿签名认证费用也是Coursera目前的主要收入。签名证书于2013年4月开始实行，到10月份约有150万美元收入。据测算，这个收入基本可以覆盖Coursera的成本。
虽然作为一个赢利性组织，有种种商业考量，但包括Coursera在内的MOOC目前更多表现的是一种较为理想主义的知识共享精神。Cousera的国际推广专员伊莱表示，希望在网上提供的课程永远是免费的，“将大学内容和所有愿意学习者联系在一起，这是我们的社会使命”。
严格讲，MOOC并没有技术上的开创性，提供的主要是一种服务，而这种服务目前也仍在起步阶段，即模仿传统教学方式，把传统大学课程放在网络上进行。至于进一步与大学合作，为学员提供相关大学的正式学分，被认为是一个敏感话题—大学靠学分生存，如果通过如此低廉的成本可以拿到学分，学生为什么要支付大量金钱和时间成本到大学校园去学习？
第10篇
论文关键字：计算科学计算学科计算机语言计算机软件网络和病毒
论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。
引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。
<一>什么是计算科学和它的来历
计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。
随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。
<二>计算科学的发展
a、首先先介绍图灵机
图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。
b、计算机带动的计算学科
1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。
1、计算机语言
我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言ShortCode出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。
2、计算机系统和软件开发方法
现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型
3、计算机图形学
在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft。
4、计算机网络
随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。
<三>计算机学科的主线及发展方向
围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：
1、计算科学应用层
它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。
2、计算科学的专业基础层
它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。
3、计算科学的基础层
它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。
<四>计算机的网络的发展及网络安全
(1)计算机网络与病毒
一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。
通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。
因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。
我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。
(2)计算机病毒及它的防范措施：
计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。
<一>、病毒的入侵方式
1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。
2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。
3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。
4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。
<二>病毒攻击的防范的对策
1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。
2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。
3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。
4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。
很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。
第11篇
关键词 计算构建哲学
1 引言
计算学科的飞速发展，改变着人们的生活、工作、学习和交流方式。计算意味着什么？计算学科意味着什么？这些都成为哲学工作者和从事计算机研究、开发的人员必须面对的重大的元问题。建构计算学科根本问题的理论框架，形成计算学科的元理论――计算学科中的哲学问题就成为当务之急。“计算学科中的哲学问题”的提出是在计算机日益成为人们生活重要组成部分时，从哲学的层面对计算机文化现象与计算学科的重新定位和反思。
2 计算学科中的哲学问题提出的客观依据
2.1 计算学科的发展要求从哲学高度对计算学科进行理论阐释
计算学科包括算法理论、分析、设计、效率、实现和应用的系统的研究。全部计算学科的基本问题是，什么能（有效地）自动进行，什么不能（有效地）自动进行，它来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代后期。经过几十年的发展，计算学科业已形成了一个庞大的知识体系。主要体现在三大层面：
（1）计算学科的应用层。它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算、计算可视化、科学计算等计算机应用的各个方向。
（2）计算学科的专业基础层。它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学、计算机网络与通信技术、程序设计科学、计算机体系结构和电子计算机系统基础。
（3）计算学科的基础层。它包括计算的数学理论、高等逻辑等内容。
还有支撑这三个层面的理工科基础科目，包括物理学（主要是电子技术科学）和基础数学（含离散数学）等。
从计算学科这一庞大知识体系中不难发现，它欠缺计算学科中的哲学问题支撑。计算学科的进一步发展需要从哲学层面对计算学科中的根本问题、重大问题进行理论阐述、分析和评价。因而提出计算学科中的哲学问题就成为计算学科发展的必然趋势。
2.2 计算教育的现状催化计算学科中的哲学问题
ACM和IEEE/CS是美国在计算教育研究领域最有影响的组织。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》报告中，它不仅第一次规定了计算学科的定义，回答了计算学科中长期以来一直争论的一些问题，更重要的在于它为计算教育创建了一个“新的思想方法”（a new way of thinking），这种“新的思想方法”是对计算教育科学几十年来的概括和总结，也是美国ACM和IEEE/CS联合发表的《Computing Curricula 1991》报告（简称CC91）以及《Computing Curricula 2001》报告（简称CC2001）的基本指导思想，其实这种“新的思想方法”的实质就是计算学科中的哲学问题的内容。
在国内是结合我国的实际情况进行研究，以ACM和IEEE/CS的报告为依据进行分析研究的。中国计算机学会教育委员会和全国高等学校计算机教育研究会组织了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研讨活动，对CC2001进行跟踪研究，并分别推出中国“计算机学科教学计划1993”和《中国计算机科学与技术学科教程2002》，提出和完善了具有哲学性质的核心概念的思想。
然而，所有这一切关于计算学科的研究还停留在计算学科方法论层面，没有进一步站在哲学的高度，从新的视角，实现计算机和哲学的有机结合。
3 构建计算学科中哲学问题的现实意义
3.1 计算学科中的哲学问题有助于计算学科的发展
（1）计算学科中的哲学问题有助于确立正确的思想原则，把握正确的研究方向
计算学科中的哲学问题及其方法论是在科学哲学和一般科学技术方法论的指导下建立的，它直接面对和服务于计算学科的认识过程，使人们对计算学科的认识逻辑化、程序化、理性化和具体化，它有助于我们在计算学科的研究中确立正确的思想原则，把握正确的研究方向。
（2）计算学科中的哲学问题有助于计算学科的建设和人才培养
学科建设和培养高素质人才，是一个永恒的话题。计算学科中的哲学问题有助于解决这个问题。计算学科中的哲学问题从学科的核心概念、学科的形态、学科的根本问题、学科的方法等方面出发，深刻地揭示了计算学科的本质，提升对计算学科的认识，从而有助于计算学科的建设。计算学科中的哲学问题对培养计算专业人才也有重要作用。它可以提高抽象思维能力和逻辑思维能力，培养发现问题、解决问题的素质，掌握正确的思维方法，加速其成才。
3.2 计算学科中的哲学问题提供一种独特的研究领域和创新方法
（1）计算学科中的哲学问题代表一个独立的研究领域
计算方法、概念、工具和技术已经开发出来了，而且在许多哲学领域得到了应用，这才是它的迷人之所在。再就是以模型为基础的科学哲学、科学哲学的计算方法论等以阐释科学知识的方法论为目的的领域；最后还有成为当今社会的“显学”的计算伦理学、人工伦理学等哲学问题。
（2）计算学科中的哲学问题能为哲学话题提供一种创新的方法
计算正在改变着哲学家理解那些哲学基础和概念的方式，计算学科中的哲学问题也为哲学提供了令人难以置信的丰富观念，为哲学探究准备新颖的主题、方法和模式提供新的哲学范式，为传统的哲学活动带来了新的机遇和挑战。
4 构建计算学科中哲学问题的基本框架
4.1 计算学科中哲学问题的定义
计算学科中的哲学问题，是个很古老的话题，但在思想史上，成为独立的研究领域却是非常晚的事。计算学科中的哲学问题是从哲学高度对计算学科的重要问题、根本问题进行理论分析、阐释和评价的。它像数学哲学一样，是一种元理论方法。它具有哲学方法论的批判功能。因而计算学科中的哲学问题可以定义为批判性研究的哲学领域，它涉及到计算的概念、本质和基本原理以及对计算学科方法论的提炼和应用，目的是为计算学科的概念基础提供系统论证，从而建立新的理论框架。
4.2 计算学科中哲学问题的基本框架
它包括四个层次和七大方面。
（1）四个层次
①寻求统一计算理论，是计算学科中哲学问题研究纲领的“硬核”。其基本问题就是对计算本质进行反思；同时对计算学科的发展和应用进行分析、解释和评价，重点关注计算学科发展的未来走向。
②创新。其主要目的是为各种计算理论提供哲学方法。创新是计算学科中的哲学最具特色的，也是使计算学科中的哲学问题得以在哲学殿堂确立地位的关键所在。
③体系。利用计算的概念、方法、工具和技术来对传统和新的问题进行建模、阐释和提供解决方案，为上述创新目标的各个分支提炼理论分析框架。
④方法论。这一目标属于传统的科学哲学，它以创新为基础，对计算学科及其相关学科中的概念、方法和理论进行系统梳理，为其提供元理论分析框架。
（2）七大方面
计算学科中的哲学问题除四大层次外，还应包括以下七大方面。
①计算学科的本质探讨。包括：计算是不是一门学科？学科的本质是什么，学科的根本问题是什么？核心是什么？等等。
②计算学科的思维方式。使用计算机解决问题的过程基本上是模拟人类大脑解题的过程，因此有必要分析人类是如何解决问题的，以及在解决问题的过程中人类是如何进行思维活动的。
③计算学科的基本问题、重大问题和未来走向。基本问题是反映计算学科本质的，能对计算学科各分支领域中的核心问题所具有的共性进行高度概括。重大问题是计算学科中的重要的理论模型的瓶颈问题及其未来走向。
④计算学科的创新及其素质要求。计算学科的创新，就是要围绕计算学科的基本问题、重大问题、走向问题、热点问题以及阻障问题进行理性分析、深入探讨和哲学评价，以期推动计算学科的可持续发展。由此就提出对从事计算职业人员的素质要求的研究。
⑤计算学科的方法论分析。计算学科方法论是关于计算领域认识和实践过程中的一般方法的含义、性质、特点、内在联系和变化发展的系统研究。
⑥计算学科的价值原则、伦理原则。价值原则和伦理原则是指对从事计算职业的人员的价值观要求以及道德规范的研究。
⑦计算学科重大成果的哲学分析。如人工智能的哲学问题，现实世界与虚拟空间的哲学问题，语言与知识、信息与内容、形式语言和超文本理论的哲学问题等。
5 小结
计算学科中哲学问题的重点是计算学科的本质探讨，如寻求统一的计算理论，对计算本质的理论反思等。计算学科中的哲学问题的难点是创新，是利用计算的概念、方法、工具和技术来对传统和新的问题进行建模、阐释和提供解决方案，为上述创新目标的各个分支提炼理论分析框架以及计算学科发展中的重大问题的哲学分析等。（本文获“2005年全国青年教师计算机教育优秀论文评比”三等奖）
参考文献
1 Denning P J. Computing as a discipline. Communications of the ACM, 1989，32
2 Carl K Chang. Curricula 2001: Bringing the Future to the Classroom. Computer,1999，32
3 Tuning A M. Computing machinery and intelligence. Mind, 1950, Vol. LIX
4 Chungang. Theoretical Models of Whistleblowing: An Individual Perspective. Journal of Social Sciences, 1998
5刘钢.从信息的哲学问题到信息哲学.自然辩证法研究，2003，9
6刘钢.当代信息哲学的背景、内容与研究纲领.哲学动态，2002，9
7郝宁湘.计算哲学：21世纪科学哲学的新趋向.自然辩证法通讯，2003，6
8郝宁湘，郭贵春.量子计算机动摇了丘奇-图灵论了吗？.科学，2004，6
9郭贵春.科学技术哲学研究未来发展展望.自然辩证法研究，2002，5
10陈火旺等.中国计算机科学与技术学科教程.北京：清华大学出版社，2002，8
11赵致琢.关于计算机科学与技术认知问题的研究简报（Ⅰ,Ⅱ）.计算机研究与发展，2001，1
12赵致琢.计算科学导论.北京：科学出版社，2002，8
13董荣胜等.计算机科学与技术方法论.北京：人民邮电出版社，2002，9
14刘大椿.科学技术哲学导论.北京：中国人民大学出版社，2000，8
15范辉.打开计算学科知识殿堂之门.中国大学教学，2003，4
16范辉.计算机科学与技术方法论探索与实践.计算机科学，2003，5
17郭玉刚，范辉.论计算学科方法论的作用及构建. 山东工商学院学报，2004，3
第12篇
论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。
引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》 正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。
什么是计算科学和它的来历
计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。
随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。
计算科学的发展
a、首先先介绍图灵机
图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。
b、计算机带动的计算学科
1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。
1、计算机语言
我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言Short Code出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。
2、计算机系统和软件开发方法
现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型
3、计算机图形学
在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft 。
4、计算机网络
随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。
计算机学科的主线及发展方向
围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：
1、计算科学应用层
它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。
2、计算科学的专业基础层
它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。
3、计算科学的基础层
它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。
计算机的网络的发展及网络安全
(1)计算机网络与病毒
一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、 编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。
通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet 正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。
因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。
我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。
( 2 )计算机病毒及它的防范措施：
计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。
、病毒的入侵方式
1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。
2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。
3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。
4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。
病毒攻击的防范的对策
1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。
2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。
3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。
4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。
很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。
总结
在学了计算科学导论之后，让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样，在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅，也知道自己应该好好努力，争取在自己的专业领域上有所成就。
参考文献
1、《计算科学导论》（第三版），赵志琢著 ，科学出版社2004版
2、《计算机病毒分析与对抗》 傅建明 彭国军 张焕国编著武汉大学出版社2004版
3、《计算机应用于基础》（第三版） 丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版
4、《软件工程》 萨莫维尔 著 机械工业出版社
第13篇
教育技术学作为一个培养人才的专业领域要解决两个关键问题：其一是培养什么样的人才?这涉及到培养目标的定位问题；其二是怎样培养这些人才?这涉及到培养模式选择的问题。对这两个问题的回答最终都要落实到课程体系的建设上来。因为培养目标要落实为课程目标，培养目标的实现也就要落实到课程设置、课程实施以及课程评价等。我国教育技术学专业规范研究也指出教育技术学专业分类发展的重要任务之一是要“从微观层面上确定专业核心课程、专业基础课程和专业方向主干课程的结构与内容”。现行课程体系存在“教学内容相对陈旧、重复多”，“层次不分、课程结构不尽合理”，“缺乏灵活性与多样性，培养目标单一、适应面窄”等缺陷。当前，运用辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理重新审视课程体系继承、发展与创新的关系，在实现课程纵深化、学际化、微型化、多样化、个性化、本土化的同时，及时更新课程实质结构，优化课程形式结构，使课程体系既具有学科规范性，又能符合素质教育要求，让学生全面而个性化发展，具有一定的灵活性，是加强专业建设的必然时代要求。
一 在理论脉络中兼收并蓄，更新课程实质结构
纵观课程理论历史，其中最具代表性的理论有四种：(1)以博比特(Bobbitt，F)、查特斯(Charters，W.)、泰勒(TylerR.)为主要代表的“技术理性”(technical interest)课程理论，强调效率优先和对环境加以控制，在提出课程基本框架的同时，也提出了课程建设的普适性、划一性模式；(2)以布鲁纳(Bruner，J.)为主要代表的学术中心课程(discipline―centeredcurriculum)理论，将原来以直接经验为课程主要内容转变为专门化的学科知识，突出人的问题解决能力和探究精神培养，具有较强的专业性和结构性；(3)以施瓦布(Schwab J.)为主要代表的实践课程(practical curriculum)理论，强调教师、学生、教材、环境相互作用的情境认知，让课程重新回归实践，具有较强的灵活变通性；(4)以派纳(Pinar w.F.)为主要代表的概念重建主义(reconceptualist)课程理论，强调行动(action)与行动后的反思(reflection)，即“反思性实践”(praxis)，立足于个体自我意识的提升与存在经验的发展，或者对社会现实的不断批判而建构意义，让课程重新回归于理性。
目前，在教育技术界，对于学科的理论体系也有几种不同观点，其中著名的有：由南国农教授提出的“媒体中心”理论体系，它把现代教育媒体的研究和应用放在核心位置：“系统过程”理论体系则认为教育技术学是一个处理教学问题的综合的、有机的过程，该过程包括与人类学习有关的各种因素：“五领域”理论体系则认为教育技术是从设计、开发、利用、管理和评价五个方面全面研究学习过程和学习资源的理论与实践；“两层次”理论体系认为教育技术学的研究领域可以分为基础性探索和应用性探索两个层次，其中，基础性探索层次包括教学设计、创新性技术和哲学文化研究三方面的内容；应用性探索层次包括学校教育领域中的应用和学校以外的企业培训和终身教育中的应用两个方面，表明教育技术学研究重点开始向绩效方向发展。
理论体系后面蕴藏的是教育思想，每一种教育思想都能在一定程度与范围内指导课程体系建设，如李龙教授提出：教育技术学科的理论框架由本体论、核心论、过程论、资源论和绩效论五个部分组成。本体论论述教育技术学学科的定义与定位，研究的目的、任务、对象、领域和范畴以及学科基础、知识体系、研究方法、发展历史、价值观、方法论等；核心论主要论述教学设计和教育信息处理两方面的理论：过程论和资源论论述智能技术和媒体技术在优化学习过程和丰富学习资源方面的理论和方法；绩效论则从学科的课程开发、教学系统开发、媒体资源开发、绩效系统开发和标准的制定与实施等几个方面来进行研究。根据这一理论框架建立的课程体系如表：
理论具有前瞻性、引导性。每当一种新的理论体系出现时，我们有必要对其进行辩证分析，弄清楚其来龙去脉以及它可能在该专业领域中的积极影响，并据此对自己的课程体系做一番审视甚至调整。当前，各高校以传统媒体为核心的“学科中心论”类课程较多，反映教育技术研究领域最新理论成果的课程较少，有关学习理论、网络媒体和绩效论的课程还没有进入我国绝大多数的高校教育技术学专业的课程体系之中，课程门类没有及时更新，跟不上时展，而且各门课程还存在内容陈旧的现象。如：电子技术系列课程中较为陈旧的经典理论偏多，新技术知识含量偏少，涉及的往往是大量经典理论计算，很少囊括现代教育技术领域的典型应用案例。
二 在分化与整合中重构体系，优化形式结构
课程的形式结构是课程的外部存在形式，反映了课程的门类与数量，讲究课程类别的完整与互补，主要体现在是分科还是综合、是必修还是选修、是学科还是活动的差别上。从逻辑结构看，教育技术学的专业课程首先可以分成专业基础课与专业课两大层次。前者是学生学习该专业所必须掌握的基本概念、基本理论和基本技能；后者则是为形成该专业的实践应用能力而设置的学科理论和专业技能的课程。
教育技术学的专业基础课程有哪些呢?笔者认为，教育技术学的基础主要包括两个方面，一是智能技术基础，即思想方法基础，包括哲学基础、方法论基础、理论基础这三个部分：二是媒体技术基础(物化技术)，包括硬件基础、数据库技术、通讯技术和软件基础等。
在专业基础课之后的专业课应开设哪些呢?由于教育技术学的研究对象是“与教育相关的技术”，可以确定，教育技术学的专业课应该是教育理论与技术相结合而形成的学科，又可以分为二者相结合的专业理论、二者相结合的应用技术、二者相结合的实践应用三个层次，即专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程。在专业理论层次中，教育技术学导论、教学设计理论和教育传播学是基础。教育与传统媒体相结合的理论有教学媒体的理论与实践、教育电声系统、教育电视系统等；教育与计算机、网络等现代媒体相结合的理论有计算机辅助教育、信息技术与课程整合、绩效技术、远程教育理论、网络教育理论等。此外，还包括教育技术学研究方法等对教育技术学本身进行研究的理论。在技术应用层次中，主要课程有教育电视节目编制、电视节目制作技术、 多媒体技术应用、多媒体课件设计与制作、人工智能技术、数字文化艺术、以太网技术应用、绩效技术应用。在实践层次中，除了专业实习、教育实习、项目设计等综合实践外，还有电视广告创意与设计、电视节目制作实践、3D实践、动画制作、多媒体课件脚本设计、网络课程开发、教学资源库开发等。
目前，我国高校教育技术学专业课程设计中“照葫芦画瓢”现象屡见不鲜，层次不分、比例不当的问题也就在所难免。按学科的逻辑层次来分，大学课程的层次构成一般为公共课、专业基础课、专业课、跨学科课程。但目前我国高校的课程分层一般采用公共课、专业必修课、专业选修课的“三层楼”结构，一般先开公共课，然后开设专业必修课，最后开设专业选修课。这个结构存在的问题是：专业课内容层次不分，没有专业基础课模块，以至一些专业基础课与专业课次序不清，学习顺序紊乱。因为专业课中仅仅把必修与选修作为课程开设先后的分类标准，并不能很好地体现课程内容之间的继承与递进关系。又如在专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程中都应该有必修课与选修课之分。如果按必修先开、选修后开的顺序学习的话，有些技术应用类与实践类的必修课就会先于专业理论类的选修课，学习顺序就颠倒了。应该把以上顺序调整为“公共课一专业基础课一专业理论类课程一技术应用类课程一实践类课程一跨学科课程”。
另一方面，因为层次不分，也就不可能考虑到各个层次的比例问题，造成了各个层次的课程比例不合理，理论类课程过多，技术应用类与实践类课程偏少。教育部高等学校教育技术学专业教学指导委员会建议把教育技术学知识分为八类其中工具性知识6门、人文社会科学知识9门、自然科学知识5门、知识管理知识4门、传播学知识9门、计算机知识10门、电子技术知识6门、教育心理学知识7门，其中所列课程绝大多数为基础理论类课程，只有计算机及信息技术应用、软件工程、面向对象的编程与设计、网站建设与开发、多媒体技术、人工智能、数字图像处理、教育科学研究方法等少数几门课程属于技术应用或实践类课程。各校实际开设的专业课程也属于这种情况，第一个层次的理论性课程偏多，后两个层次由于受师资、设备等各种因素的制约，普遍比较薄弱，开设的课程门类少或即使开设也不能教到位，未能从整体上形成多元化、层次化相互渗透的课程体系。第一个层次空泛理论知识的堆砌导致泛而不精；技术应用类课程的不到位导致第一层次的理论无法消化，动手能力差，而这又导致学生缺乏创造、设计的能力，以致教育实习、专业实习、毕业论文等实践类课程难以落实到实践能力的锻炼上，常常只能流于形式。此外，专业基础课也存在数量少，涉及面太窄的问题，不能为学生将来发展提供个性化选择。针对以上问题，需要着力加强专业理论与专业技术应用类课程群整合，作增设学际化课程尝试；在实践类课程的建设可增设某些微型化课程，以适应学科一方面向纵深发展，另一方面又不断综合的技术发展趋势。
三 在共性中寻求个性，提升专业特色
对于多元化的社会实体，只有站在不同的角度，采取不同的方法，才能真实地把握实体的本质。“和而不同”应该成为一种思维方式与哲学信仰。在强调共同性、普遍性、统一性的同时，也应充分考虑个体性与差异性。
哪些课程应作为体现专业共性的必修课开设?哪些课程又应作为凸显专业特色、地域特色、促进学生个性化发展的选修课开设呢?我们可以参考“教指委”构建的课程体系，共五个模块：(1)学校平台课程：两课、大学英语、体育与健康、美育、军事理论、综合交叉、信息技术、跨院系任选。(2)专业主干课程：教育技术学导论、教学系统设计、学与教理论、媒体理论与实践、信息技术与课程整合、教育技术项目实践、教育技术学研究方法、远程教育基础；(3)专业基础课，包括三个模块：公共基础课模块，包括：高等数学、线性代数、概率统计、基础物理、基础物理实验；计算机基础模块有：离散数学、程序设计、数据结构；电子基础模块有：电路分析、数字电子技术、模拟电子技术和电子工艺实验等。(4)方向核心课程：包括在不同方向上计算机类、教育基本理论、设计类、数字媒体类、远程教育类等方面课程的组合。(5)专业任选课和实践课程：包括专业实习、毕业论文、基于项目与任务的活动等。建议以上课程体系总学分保持在150左右。
笔者作如下设想：如果按总学分150，必修课每门3学分，选修每门2学分算，按7：2：1的比例来设置必修课(公共必修课与专业必修课的比例为3：4)、限选课、任选课，则专业必修课必须开20门以上，专业限选课10门以上，任选课5门以上。具体安排如下：
(1)专业必修课分为专业基础课与专业课两部分，其中专业基础课又分为智能技术基础课与媒体技术基础课，专业课作为专业的主干课程又分为专业理论类、技术应用类、实践类三部分，保证三者各占一定比例；
(2)方向限选课体现分流培养、因材施教的原则，根据学生的兴趣、爱好，旨在培养某一方面的特长，为学生进行选修课学习做准备；
(3)专业任选课以拓展专业广度和深度，满足学生个性化需求、培养“一专多能”的高素质人才为目的，可以分“前沿发展”模块、“邻近学科”模块、“兴趣爱好”模块。一方面向新理论与新技术开放，把学科的最新发展成果作为任选课及时反应到课程之中，并全方位地向其他邻近学科扩散。同时，按照学生的需求开设个性化课程。这样在提高学生选课的自主权和自由度的同时，可以让学生紧跟时展，增强适应性，促进个性化发展；
(4)在专业基础课与专业课中增加选修课，增强课程灵活性与多样性，拓宽口径与适应性；
(5)必修课应控制在2年半左右学完，保证选修课有时间开设。
四 兼顾适应性与超越性，着眼于受教育者终身发展
目前在教育界，对于“是以适应性为主，还是以超越性为主”的问题的回答存在两种态度，一些人持超越论观点，一些人持适应论观点。前者认为，21世纪的科学技术文化会有重大发展变革，知识经济已见端倪，教育和课程改革要着眼于未来的发展需要，而后者则认为，课程教材要适应现实的要求，超越现实，脱离学生的实际，会遭到失败。
在专业课程建设中，专业基础课、教育理论与技术相结合而形成的专业理论课更多的是着眼于厚实基础，有利于学生终身学习与终身发展；而教育理论与技术相结合所形成技术应用课程以及后续的实践应用课程主要是形成动手能力，为学生就业做准备，让学生在走上工作岗位后有一技之长，甚至于具有一定的实践创新意识与能力。
其实，依笔者看来，就人的本质规定性而言，人，首先是一种自然存在物，要生存，但又并非一种一成不变的自然存在物，而是一种独特的超越性存在，不能不体现发展。既立足于现实而又超越现实，不断地将超越了现实的理想世界变成新的现实世界。适应和超越之间是对立统一的、相互依存的、相互转化的辩证关系。选择教学内容，既要考虑受教 育者的年龄特征和接受能力，同时又要促进受教育者的发展，不能延误受教育者的思维发展；既要从我国农业经济和工业经济相混合的现实出发，又要从已露端倪的未来知识经济的发展需要出发，把超越性和现实适应性合理结合起来，克服原来的学科中心、自成体系、彼此隔裂的课程设置方法，更多地采用跨学科和综合一体化的设计方法，按照常新教育、终身教育理念进行课程设计，构建新的课程体系，着重培养学生不断学习的兴趣，淬砺意志，健全人格，获得适应社会变化的综合能力与素养，未尝不是明智之举。五凸显人文精神教育，促进受教育者协调发展
第14篇
1.计算机本科专业教学改革趋势及其启示——兼谈华中科技大学计算机科学与技术学院的教改经验
2.计算机本科应用型人才专业能力培养
3.计算机本科专业科研实践学期的教学设计与评价
4.中美计算机本科教育的比较与思考
5.计算机本科专业的交互设计方向课程设置问题
6.计算机本科专业学生软件系统设计能力的培养与实践
7.财经类高等学校计算机本科专业人才培养模式的探索
8.地方本科院校计算机应用型人才培养模式探讨
9.计算机本科教育的实践教学模式研究
10.从硕士研究生入学统考看高校计算机本科专业基础课教学
11.应用型计算机本科中离散数学课程目标定位与课程改革的探讨
12.对综合性大学计算机本科专业培养目标的思考
13.贵州少数民族地区高校计算机本科专业考试评价体系的构建——以兴义民族师范学院为例
14.基于CDIO模式的计算机本科专业人才培养模式
15.关于计算机本科教育的思考
16.计算机本科专业学生学习现状调查与解决对策
17.面向计算机本科专业的嵌入式方向教学体系的研究
18.中国计算机本科专业发展战略研究报告
19.应用技术型本科课程体系改革刍议——计算机科学与技术／计算机网络应用专业
20.应用型计算机本科专业课程体系的研究
21.工科高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
22.校企合作培养计算机本科应用型人才的实践研究
23.财经类高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
24.计算机本科人才程序设计能力培养研究
25.计算机本科教育引入微软院校IT课程的思考
26.应用型计算机本科人才的数学素养培养研究
27.计算机本科专业人才培养方案改革的研究与探索
28.高校计算机本科专业C语言课程教改探析
29.应用型计算机本科教育课程体系的研究与探索
30.南洋理工大学计算机本科教育介绍
31.计算机本科双语教学中情感因素的作用
32.与学校学科特长相融合的计算机本科人才培养模式研究
33.以技术应用能力培养为核心的计算机本科教学模式探讨
34.计算机本科人才创新实践能力的培养
35.基于大类招生的地方普通大学计算机本科专业教学改革研究
36.试论我国计算机专业本科教育现状及发展
37.以合作教育提升计算机本科学生就业能力的思考
38.计算机本科应用型人才的培养在C语言程序设计中的体现
39.地方性应用型高校计算机本科专业课程体系设置研究
40.计算机本科专业软件实习工厂的构建研究
41.虚拟实验室环境下计算机本科专业应用型人才培养研究
42.计算机本科专业课程考核改革的现状与对策
43.普通高校计算机本科专业实践教学改革研究
44.计算机本科应用型人才培养模式研究
45.计算机专业本科教育改革的研究
46.计算机本科专业开设网络控制实验的研究
47.应用型计算机本科职业人才培养体系构建研究
48.地方高校计算机本科人才创新实践能力培养模式的探索
49.本科计算机教育中数理逻辑课程改革浅析
50.计算机本科专业人才培养方案的研究与实践
51.从校企合作的角度研究应用型计算机本科人才的培养模式
52.计算机本科毕业论文写作框架的设计
53.中美高校本科计算机教育之比较
54.应用型计算机类本科专业的教育与学生就业特征分析与对策——以江苏理工学院计算机类专业为例
55.与时俱进的计算机本科教育
56.计算机本科电子商务课程启发实践式教学方法
57.非计算机本科专业计算机程序设计课程的改革思考
58.工程应用型本科计算机教育模式与实践
59.地方院校计算机本科人才创新实践能力培养的一种有效模式
60.应用型本科高校计算机专业教材建设若干问题的研究
61.财经类高等学校计算机本科专业课程体系重构的探索
62.基于课程地图的计算机专业本科培养方案的制订
63.地方本科院校计算机类专业发展的思考
64.应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践
65.基于CDIO培养模式在计算机本科学生实践教学中的改革研究
66.计算机本科专业《人工智能》课程教学探讨
67.高校本科阶段计算机专业“3+1”人才培养模式探析——以江苏技术师范学院为例
68.我校计算机本科教学中的难点与对策
69.计算机本科专业软件实习工厂的实践与效果分析
70.将并行计算纳入本科教育 深化计算机学科创新人才培养
71.以评促建 提高计算机本科课程建设质量——以《计算机导论》课程为例
72.应用型本科计算机专业模块化教学课程体系建设的实践
73.新升本科院校计算机专业实践教学改革研究——以就业为导向
74.应用型本科高校《计算机网络》课程的教学改革探索
75.本科毕业论文实践中的计算机应用现状与指导
76.美国高校计算机工程本科课程设置特色分析
77.以竞赛为驱动的应用型本科高校计算机人才培养模式探究
78.应用型本科高校计算机网络实验室的建设
79.基于应用型人才培养的计算机本科专业实习实训管理模式研究
80.基于Web的虚拟仿真器在《计算机体系结构》本科教学中的应用
81.应用型本科计算机基础教学改革探索
82.计算机实践教学在新建本科院校中的应对策略
83.高职本科计算机专业人才培养模式构建
84.基于教学质量国家标准的本科计算机类专业应用型人才培养思考
85.应用型本科计算机网络教学平台构建研究
86.新建本科院校计算机基础教学评价体系研究
87.关于高校计算机课程体系改革及本科教学的思考
88.认知风格对英语阅读及写作的影响——以计算机本科二年级学生为例
89.计算机本科教育的“华尔兹”
90.本科计算机公共基础课程教学改革研究
91.高校计算机辅助审计本科教学探讨
92.应用型本科院校计算机实验教学改革探索
93.计算机应用型本科人才程序设计能力培养
94.地方本科高校计算机科学与技术专业应用型转型发展的思考——以新乡学院计算机与信息工程学院为例
95.计算机实践教学在新建本科院校中的应对策略
96.基于应用型人才培养为导向的计算机本科课程体系设置的探讨
97.应用型本科院校计算机课程双语教学探讨
98.应用型本科院校计算机导论课程教学方法研究
99.计算机专业本科毕业设计的探讨
100.应用型本科计算机图形学教学改革初探
101.一流计算机学科必须是一流本科教育
102.关于本科院校计算机教学中学生创新能力培养的几点认识
103.应用型本科计算机组成原理实验教学改革
104.非计算机专业本科学生计算机教学的研究
105.应用型本科院校计算机公共课程体系研究与实践
106.敏捷开发模式在本科计算机科学与技术专业教学中的应用探索
107.高职设置四年制技术本科的研究与探索——以长职院计算机网络技术专业为例
108.大学本科开设计算机视觉课程教学的探讨
109.应用型本科院校计算机专业双语教学中的“羊群效应”及规避策略——以《计算机科学导论》双语教学为例
110.教育转型视角下民办本科院校计算机课程多元化教学模式的研究与实践
111.计算机本科职业化教育引进与校企合作机制研究
112.应用性本科计算机专业设置与培养方案的改革
113.新建本科院校计算机实验教学中心建设初探
114.应用型本科涉农院校计算机教师能力提升研究与实践——以河南牧业经济学院为例
115.财经类本科院校中高职计算机专业师资队伍建设研究
116.新升本科院校计算机公共课面临的问题及对策
117.应用型IT人才培养下的计算机本科课程体系设置的研究
118.二类本科院校计算机专业人才培养的质量保证
119.就业导向下的本科院校计算机专业教育创新模式探索
120.新建本科院校公共计算机课程体系构建及实践
121.应用型本科土木专业计算机绘图教学实验
第15篇
关键词：空间信息与数字技术；海洋发展战略；专业定位；课程体系
0、引言
21世纪是海洋的世纪，不仅是人类全面认识、开发和保护海洋的世纪，更是培养高水平海洋科学人才的世纪。中国是一个具有漫长海岸线的发展中大国，随着世界经济逐步向海洋扩展，国内经济发展、科学研究的重点也逐渐面向海洋，朝着海洋大国的方向加速前进。海洋事业的建设对海洋资源开发与利用、国防与国家安全、海洋科学研究、海洋环境保护、海洋综合管理以及保证海洋经济可持续发展等方面具有十分重要的意义。随着3S技术（GIS、RS和GPS）的发展，传统的海洋科学发生了革命性的变化，如海洋卫星、各类浮标、海底观测网和沿海台站组成的全球海洋立体监测与数据获取系统等，使得海洋数据以海量、实时、动态、多类、多源等形式产生，这种变化要求空间信息技术与传统的海洋科学技术紧密结合，国内迫切需要面对海洋信息的各类专业人才。
空间信息与数字技术是运用计算机软件技术、通信技术，综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学，它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门学科为一体的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。2004年，武汉大学首先开设并招收空间信息与数字技术专业的本科生。上海海洋大学根据国家海洋事业发展的需要，立足于上海的区位优势，于2010年率先在上海市开设了“空间信息与数字技术”专业。由于该专业是教育部本科专业目录的特设专业，该专业并没有指导性的人才培养方案，因此各开办院校根据实际，结合服务国家、地方和行业的经济发展，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。上海海洋大学根据国家海洋大国发展战略和把学校建设成为一所海洋、水产、食品等学科优势明显，理、工、农、经、文、管等多学科协调发展，在国际上有重要影响的教学科研型高水平特色大学的办学目标，明确了基于海洋事业需求的“空间信息与数字技术”专业的定位，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。
1、专业定位与特色
虽然在上海海洋大学开设“空间信息与数字技术”专业之前，武汉大学、西安电子科技大学、成都理工大学、厦门理工学院、山东农业大学已开设了该专业，但在上海地区的高校还没有设置该专业，特别是具有面向数字海洋特色的空间信息与数字技术专业。21世纪是海洋世纪，海洋已成为国家及上海未来经济发展的重点领域和新的增长点，中华人民共和国《国家海洋事业发展规划纲要》中明确提出海洋信息是国家未来海洋建设的重点，是国家的重要战略需求。规划中从战略高度确定“推进海洋创新体系建设，提高海洋科技创新能力”“加强海洋科技平台建设，提高海洋科技基础能力”“加强海洋科技教育，培养海洋科技人才”。海洋信息学科是国家重要的战略需求，在数字海洋建设、国家海域使用动态监管系统建设、近海海洋综合调查与评价、国家海洋防灾减灾能力建设等重大海洋专项中有充分体现。海洋信息化是海洋战略的优先发展领域，上海在这一战略中具有非常重要地位，作为唯一国家级“数字海洋”示范区，其学科研究和人才需求巨大。
上海海洋大学在借鉴其他高校“空间信息与数字技术”专业建设基础上，本着坚持高起点、高质量、高水平的建设方针，按照“聚焦、错位、合作”的思路，构建一个具有海洋特色的空间信息与数字技术人才知识培养体系和平台，为上海及长三角地区培养海洋信息技术人才，为上海“国际金融中心”和“国际航运中心”的建设，为长三角地区海洋经济可持续发展提供人才和技术支撑。我们的专业定位为：面向国民经济各行业特别是海洋领域数字化建设需要，培养具有良好的科学素养和创新意识，有扎实的软件工程基础与复合知识结构，具备大型数字工程设计和管理能力，能够对海洋、城市、农业、社会、经济等各类信息进行数字化的处理、网络化的传输、可视化的表达、智能化的决策的复合型人才。
2、专业培养目标
根据专业定位和特色，学院制定了相应的专业培养目标：培养具有良好的科学素养、创新意识，具有信息管理基础、海洋信息技术理论基础、计算机科学和技术基础以及应用能力，较好地掌握信息系统分析与设计方法、海洋大数据处理技术、地理信息系统等方面的知识能力，能适应海洋信息管理和开发以及其他企业、科研单位等部门从事海量数据库、海量信息处理以及GIS系统分析、设计、开发和评价等方面的高级专门人才。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①掌握海洋信息技术以及大型数据库的基本理论、基本知识；②掌握海洋地理信息系统以及相关的分析方法、设计方法和实现技术；③具有信息的组织与分析、检索与查询、传播与开发利用的基本能力；④具有运用所学知识，综合分析和解决问题的基本能力；⑤了解本专业相关领域的发展动态；⑥掌握文献检索、资料查询及收集的基本方法，具有―定的科研和实际工作能力。
3、课程体系建设
课程体系是高校人才培养的主要载体，是教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁，课程体系设计的立足点在于人才培养目标的定位。结合学校“空间信息与数字技术”专业人才培养目标的定位，为使本专业能培养出掌握海洋空间信息技术和计算机技术的双向人才，从而拓宽毕业学生就业和继续深造的专业范围，综合考虑了地理信息系统、计算机科学和技术、信息管理和海洋科学专业的专业建设和课程体系建设，我们制定了本专业的课程体系。将所有课程分为以下4种素质培养环节课程，课程地图见图1-4。
专业素质培养理论教学环节课程包括：高等数学、大学物理、离散数学、数据库原理、数据结构、空间信息导论、数字工程的原理与方法、空间分析与应用、数字工程前沿技术、现代通信原理、程序设计语言A、网络与分布式计算、软件工程、人工智能、计算机图形学、遥感应用技术、地理信息系统、GPS原理与应用、海洋技术导论、海洋环境监测与评价、空间信息分析理论与方法、信息检索技术、电子商务与电子政务等课程。
综合素质培养实践教学环节课程包括：社会调查、C++课程设计、Java课程设计、空间信息应用基础、数据库课程设计、GIS系统开发实践，Oracle数据库实践、毕业设计和论文。
社会价值观及思想道德素质培养环节课程包括：基本原理概论、中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概括、思想道德修养与法律基础、人文与社会科学、自然与技术科学、名师讲堂、“名师导航”系列讲座。
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