计算机科学的前沿技术精选(九篇)

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第1篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：卓越课程；计算机系统；计算思维

0 引言

“卓越工程师培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是适应我国工业化发展进程，培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择。同济大学作为首批实施“卓越计划”的高校，于2010年启动“卓越课程行动计划”，加强课程的内涵建设，推动教学改革以取得突破性进展。

另一方面，计算思维（ComputationalThinking）作为一种教学理念，近年来在计算机基础教育中受到关注。计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。当今社会已进入信息化时代，具备计算思维，能够运用计算机技术和手段进行学习和工作、解决专业问题是高级人才必备的素质。计算思维能力是与读写能力一样的人类基本思维方式。

为了配合同济大学实施“卓越工程师培养计划”试点方案，提高骨干教师的业务素质和教学水平，同济大学于2011年开展计算机科学与技术卓越课程行动计划，将计算思维融入“计算机系统级课程”的教学改革中，取得了良好的教学效果。

1 “计算机系统级课程”教学改革内容

本次课程改革试点的核心内容主要包括3个方面：一是课程授课方式改革；二是训练（指各种类型的作业、结合课程的创新性实验项目、综合性和设计性实验等）方式改革；三是考试方法改革。

课程授课方式改革要大力推行启发式、探究式、讨论式、参与式、小班制等教学方式。训练方式改革除了传授知识外，还要通过设计综合性作业、结合课程的创新性项目以及其他形式多样的综合性训练，将学生的综合能力和人格培养落实到具体课程教学中。考试方法改革要消除应试教育产生的不利影响，以学生综合能力评价和人格养成作为核心，努力实现学生学习成绩评价方式的多元化。同时，建立计算机系统级教学团队，以团队形式对课程进行设计，积极建设和落实包含课程授课方式、训练方式、考试方法3大环节改革的具体方案。

“计算机系统级课程”教学改革项目在同济大学软件学院和电子与信息工程学院共建的“计算机系统结构”国家级精品课程建设的基础之上，结合电子与信息工程学院在学科方向上的特色和优势，采取“两级基础深化、知识体系构建、实践能力培养、前沿技术追踪”4项措施，建立面向“卓越工程师”培养的计算机系统级课程教学体系。

1）两级基础深化。教师通过“计算机与信息安全导论”“计算机导论”和“计算机系统结构”课程，分别从广度与深度两个方面对学生进行全面的计算机学科基础教学。“计算机与信息安全导论”和“计算机导论”旨在帮助初学者认清学科的轮廓，而“计算机系统结构”则为计算机学科高年级本科生提供完整的学科核心知识。

2）知识体系构建。教师以“虚拟化与云计算”“Web编程”和“计算机前沿技术概论”等课程为基础，建立计算系统和网络的知识体系框架，为强化计算机科学与技术学科的特色和建立完整的计算机系统学科知识体系规范打下基础；同时还注重相关课程的交叉，如“计算机系统结构”与“操作系统原理”“编译原理”在虚拟操作系统、编译优化等方面的结合，“计算机系统结构”与“虚拟化与云计算”在大规模并行处理系统下的融合等。

3）实践能力培养。教师通过“计算机系统实验”课程，将“计算机系统结构”“操作系统原理”与“编译原理”等课程中关系极为密切的核心内容以综合实验形式进行集成，如存储结构及其管理、目标代码生成及优化、线程调度等。这样既有利于消除孤立知识点，又加强了学生的综合实践能力训练，为他们将来从事计算机系统开发工作打下坚实基础。

4）前沿技术追踪。教师通过“计算机前沿技术概论”课程追踪国际计算机系统结构领域中的前沿问题与技术。

笔者提出的面向卓越工程师的计算机系统结构系列课程体系框架如图1所示。该教改项目的实施将提高计算机系的办学水平，加强对青年教师的培养力度，同时也有助于本科教学中多出科研成果。

该教改项目从理论与实践2个方面展开，围绕计算机系统主题，在课程体系建设上注重基础、突出重点。特别是在实践教学方面，除了在相应课程的实验环节对学生进行训练外，还将在专门的“计算机系统实验”课程中进行有关计算机系统硬件和软件2个方面的完整的集成实验，通过数据采集和建模分析等手段验证实验结果的正确性和有效性。通过发现并解决实验过程中遇到的各种问题，学生更加深刻地理解并扎实地掌握计算机学科的核心理论，同时提高了从理论到实践的知识贯通能力和创新能力。

各门课程的教改内容简述如下。

1）计算机与信息安全导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：

①选用《Computer Science：An Overview》作为该课程的双语教材：

②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；

③将计算机系统方面的基本知识从传统计

算机导论内容中自然引出；

④展开双语教学，并建设精品课程。

2）计算机导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：

①选用《Computer Science：An Overview》作为该课程的全英文教材；

②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；

③加强计算思维方面的教学和实践，将Python作为入门编程工具培养学生的实践动手能力；

④展开全英文教学，并建设精品课程。

3）计算机前沿技术概论。作为全校的通识课程，适合各个年级的本科生，侧重信息安全前沿，同时带动整个教学体系前沿知识的探索。主要教改内容如下：

①汇集计算机系统结构课程体系中各个分支领域的前沿思想与技术；

②为“计算机系统实验”课程提供前沿的实验内容建议和素材；

③自行编写课程讲义与教材。

4）计算机系统实验。该教学体系中的实验课程建立在“计算机系统结构”“操作系统原理”“编译原理”等课程的基础之上，是整个教学体系中学生实践能力培养的核心课程。主要教改内容如下：

①建立计算机系统课程知识体系；

②建立实验环境，设计丰富多样的综合实验项目和开放性实验项目；

③编写实验指导书。

5）虚拟化与云计算。该教学体系中的专业课程之一，介绍可信与安全系统体系结构的基本概念、基本原理和基本结构。主要教改内容如下：

①建立课程知识体系；

②编写教材。

6）Web编程。该教学体系中的专业课程之一。主要教改内容如下：

①完善课程知识体系；

②建立实验环境，设计实验项目；

③编写教材和实验指导书。

2 教改特点

基于“计算机系统级课程”的计算机科学与技术卓越课程行动计划具有如下特点和创新性。

1）将本系计算机学科优势、优质课程与“卓越工程师培养计划”的实施相结合是本系统级课程教改项目的特点之一；

2）开设“计算机系统实验”课程作为计算机系统级课程教学体系的核心实验平台，加强学生的实践能力培养是本系统级课程教改项目的特点之二；

3）本教改项目结合计算机新教学法，将计算思维教学方式在计算机系统级课程中进行实践（“计算机系统实验”和“计算机导论”课程中实施），加强学生的实践创新能力是本系统级课程教改项目的特点之三；

4）本项目将工业界的最新技术介绍给本科生，为其提供毕业设计选题和到著名企业实习的机会是本系统级课程教改项目的特点之四；

5）本项目将可信与安全计算系列课程作为建设对象，点面结合带动一批课程、实验基础设施和教师队伍的建设是本系统级课程教改项目的特点之五。

3 教改成果

经过两个学期的建设，计算机系统级课程的教学改革取得如下成果。

3.1 教改立项方面

1）2012-2013年，教育部-IBM专业综合改革项目建设课程“虚拟计算与云计算”；

2）2011-2012年，谷歌校企共建实用精品课程项目“Web编程技术”；

3）2011-2013年，同济大学全英文课程建设项目“计算机导论”：

4）2011-2013年，同济大学双语课程建设项目“计算机与信息安全导论”；

5）2011-2012年，同济大学电子与信息工程学院教学改革研究与建设项目“面向‘卓越工程师’培养的可信与安全计算课程教学体系建设”。

3.2课程建设方面

1）计算机系统结构。

该课程于2011年上半年被批准为同济大学本科卓越课程（计算机科学与技术专业），同时作为计算机科学与技术系一软件学院共建国家级精品课程。

2）计算机系统实验。

计算机系和学院实验中心已经购买相关的实验设备并完成实验室建设；已经开始组织2010级3位硕士研究生完成课程所涉及的5个实验设计。

3）计算机与信息安全导论。

该课程成功申报同济大学双语建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。

4）计算机导论。

该课程成功申报同济大学全英文建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。

5）计算机科学前沿技术导论。

该课程于2010年开设，目前已完成课程网站建设和《计算机科学前沿技术》教材的写作。该教材获得IBM大学合作项目书籍出版资助和同济大学“十二五”规划教材建设项目的资助。

6）Web编程技术。

该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2011年开设，同时完成了课程网站的建设。

7）虚拟计算与云计算。

该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2010年开设，同时完成了课程网站的建设。

3.3教材建设方面

1）《计算机科学前沿技术》教材已经编写完成，于2012年7月正式出版，并被列为同济大学“十二五”规划教材。

该教材是一本计算机科学的入门与提高教材，在力求保证学科广度的同时，还兼顾主题的深度，同时特别强凋计算机科学的前沿性，既介绍计算机学科相关主题的来龙去脉，又引入国内外最新和最热门的前沿课题。该教材既涉及计算机传统研究领域，如计算机网络、操作系统、人工智能等又涉及云计算、物联网、智慧地球等新兴热门研究领域，重点讲解这些最新计算技术在各个学科中的应用，既让读者对计算机新兴技术有一个宏观的把握，又通过各种案例分析指导读者将计算机最新技术应用到相关专业和学科中。

2）同济大学已与清华大学出版社签约出版《虚拟化与云计算》教材，目前已完成部分书稿，预计2013年初出版。

第2篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：西部地区；地方高校；专业综合改革；计算机科学与技术；人才培养；

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）02-0127-02

吉首大学是一所地处湖南西部地区的综合性大学，学校地处湘西土家族苗族自治州首府吉首市，该地区是典型的“老、少、边、山、库、穷”地区，国家将该地区设为西部大开发、武陵山片区区域发展与扶贫攻坚先行先试地区，扶贫攻坚主战场。信息技术作为当前国民经济与社会发展的关键因素，培养符合该地区经济社会发展急需的信息技术人才成为办在该地区高校――吉首大学的重要使命，作为该校建设的计算机科学与技术专业则义不容辞的承担着具体的工作责任[1-3]。本文以吉首大学计算机科学与技术专业综合改革建设为例，介绍了该校计算机科学与技术专业实施专业综合改革的具体做法。

教育部实施的专业综合改革明确指出“开展专业综合改革的专业，必须结合学校办学定位和服务面向，明确培养目标和建设重点，优化人才培养方案，自主设计建设方案，推进培养模式、师资队伍、课程、教学方式、教学管理等环节的综合改革”，根据这些要求结合吉首大学的办学定位以及当地经济社会发展对信息类人才需求的现状[4-7]，学校对计算机科学与技术专业提出了 “一中心，一个目的，4方面”的专业综合改革思路。一个中心就是以对接地方经济产业为中心，一个目的就是以提升学生创新实践能力为目的，围绕上述“一中心，一个目”开展优化人才培养方案、打造“双师”型师资队伍、加强课程教学改革以及强化实践教学体系等4个方面的专业建设工作。

1 强化人才培养的适应性，优化人才培养方案

根据《国家中长期教育改革和发展纲要（2010-2020）》、教育部《关于大力推进教师教育课程改革的意见》（教师[2011]6号）、教育部等《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》（教思政[2012]1号）、教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）、《教育部、国家发展改革委、财政部关于深化教师教育改革的意见》（教师[2012]13号以国家相关教育方针、教育政策为指导，计算机科学与技术专业紧紧围绕吉首大学创建有特色、高水平教学研究型大学的战略目标，坚持“立德、立行，树人、达人”的立人教育人才培养理念[8-9]，明确了“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的能力培养要求和“干得好，下得去，吃得苦，用得好”的人才培养特点，进行人才培养方案的整体设计。

1.1优化课程体系架构

按照“平台+模块+课程群”的结构形式搭建课程体系，整个课程体系包括四个课程平台：通识教育课程平_、学科基础课程平台、专业教育课程平台和实践与创新创业教育课程平台。每个平台课程下面分若干模块，模块中可包括若干课程群。在通识教育课程平台加入了专业导论、创业基础等课程，并且除了基本的大学英语、体育、思想道德和中国近现代史以外，搭建了人文精神类、科学素养类、创新能力类以及艺术情趣类等四大模块，根据这些模块的特点设置了不同的课程；在学科基础平台中设置了数理基础模块、语言基础课程模块、硬件基础课程模块等，数理基础模块包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计以及离散数学等课程，语言基础课程模块包括高级语言程序设计、数据结构、操作系统等课程，硬件基础课程模块包括数字电子技术、计算机组成原理等课程；专业教育课程平台我们分设了专业方向，包括：软件设计与开发模块、大数据模块、移动开发模块；同时为了强化学生对计算机前沿知识的了解扩充学生的知识领域，结合教师的科学研究的方向设置了选修模块，模块中包含计算机前沿技术讲座、iOS开发、数字图像处理、人工智能、信息安全以及机器人学等课程供不同层面感兴趣的学生选择。

1.2强化实践教学模块

针对计算机科学与技术专业人才培养实践性强、应用性强的特点，优化整体实践教学体系：设置了课程实验（实训）环节、集中实践教学环节、创新创业实践等3个环节。在课程（实训）环节主要是根据实验（实训）教学大纲的要求完成课堂内实验（实训）任务；在集中实践教学环节主要包括课程设计、开放实训、专业见习、毕业实习、毕业设计等内容；在创新创业实践环节，学生在学校认定的各类学科竞赛、科学研究、发明创造、社会实践等方面取得成果，可以用该成果申请和认定相应学分，。除此之外，按照整体设计，在每学期的最后两周，设置了专门的实践教学周，在该阶段主要集中完成综合性、设计性以及创新性实验。

1.3 明确课程与能力培养关系

以往人才培养方案设计中，仅仅列出大学四年各个时间段，学生需要修读的课程，但是这些课程到底与学生哪些能力的培养没有明确的界定，导致学生总是不断地问“学这门课有什么用”，教师在上课时也只注重课程的内容而忽略了课程内容背后知识能力培养，根据计算机科学与技术专业人才能力培养的要求，设置了专业培养学生的6大能力，并将这些能力与相应的课程对应，明确了课程与知识能力之间的关系，表1的数据展示了部分专业课程与学生专业能力的对应关系矩阵：

能力1：系统认知能力。掌握本学科的基本理论和核心概念、理解各类典型方法，能用专业知识认知常用的系统与应用。

能力2：计算思维能力。理解数据的逻辑结构和存储结构；掌握算法设计技术和复杂性分析方法、程序设计的基本思想和方法；能采用形式化描述和抽象思维方法分析问题。

能力3：算法设计与分析能力。系统地掌握算法设计与分析的基本理论和基本方法，熟悉常用的算法并能程序实现；了解各类算法的发展趋势和典型应用。

能力4：系统设计与实现能力。系统地掌握软硬件系统研发领域的理论和知识，能运用软件工程、软件项目管理等工程化方法进行系统的分析与设计，并在此基础上应用编程技术、数据处理技术、网络技术等相关技术实现系统。

能力5：新技术的适应与学习能力。了解本专业的最新发展态势，能熟练运用信息技术手段获取新知识；熟练地掌握英语，能阅读本专业的相关外文资料，具有一定的国际视野和跨文化交流能力。

能力6：团队协作能力。掌握团队沟通技巧，具有良好的语言表达能力，工作主动 、爱岗敬业，做到宽容与合作，具备良好的 整体意识和全局观念，获得团队的认可并得到团队支持。

2 以提升教师实践能力为目标，打造“双师”型师资队伍

目前计算机科学与技术专业教师在知识能力结构上普遍存在学历高、理论功底深厚但是工程经历少和实战经验不足的情况，这些情况已经严重不能适应计算机科学与技术专业应用性创新型人才培养的需求。对此，在专业建设方面采取以下方式提升教师的实践能力：

一是实施“请进来，走出去”制度，一方面通过让教师参加行业、企业召开的专题技术会议、教师在企业挂职以及教师随同学生一起见习、实习等方式，了解产业发展趋势和视屏，熟悉并掌握自己本专业理论知识实际的业务技术流程和操作方式方法；另一方面，通过邀请企业工程师来校开展讲座、交流、授课加强教师与企业的对接。

二是鼓励教师通过项目合作、科技服务的方式解决企业实际工程问题。通过上述方式解决教师理论功底与实战经历不对称的问题。

3 以提升学生主动性为目的，强化“师生互动”加强课程教学改革

传统的教学模式主要是老师讲学生听，学生与老师之间的互动主要是通过作业、实验报告和考试进行交流，这种“以课程教学为中心”的传统教学方式学生积极性不高、学习兴趣不浓、课程教学效果也不明显，为此加强课程教学改革的研究与实践。

1）针对实践性、应用性较强的课程采用“案例教法”。对枯燥的理论课程的教学，通过真实的案例来提高学生学习的兴趣和主动性，如C语言课程、JAVA课程、数据结构、计算机网络课程等，在课堂讲授中要求教师将真实的项目穿插各门课程的知识点和内容，通过实际环境和实际问题与理论问题的对接，消除学生对理论知识的陌生感。在授课方式方法上面，采取由教师课前提出问题，课堂上由学生讲述和讨论，教师进行点评的方式，强化学生在课程教学中的主导作用，提升教学效果。

2）针对不可及、不可触、不直观等课程内容采取 “虚拟仿真教学”。比如在网络攻击防御课程、计算机图形学、计算机网络、模拟电路、数字电路、计算机原理等课程，通过虚拟仿真软件重构这些课程中不可及、不直观的课程内容，让课程内容抽象直观化，加深学生对课程技术层面的认识。

3）突出以实践能力为目标的考核方式，强化教学效果。在以往的课程考核中注重学生基本理论、基本方法的测试，重点采取“理论考核”、“闭卷考试”等方式忽略了计算机科学与技术专业作为工科类专业实践性强、“能力评价”要求高的特征，因此在考核方式上，重点考核学生对知识点的应用与综合解决问题的能力，考核形式包括实验实习报告、课程论文、课程设计、 文献综述、实验操作、技能演示、说课等多种形式、模拟试教等。

4 对接需求，强化以能力培养为主线的实践教学体系

国家实施的专业综合改革明确了“强化实践教学环节”的要求，在具体的实施中就必须结合人才培养要求，强化实践教学比重，但是现实情况是，对于计算机科学与技术专业基本知识理论的掌握程度也很重要，如果简单的通过压缩课内学时增加实践学时的方法，势必达不到人才培养的要求，基于上述现状，对实验课程体系中的实验课程和实验项目进行重构，合并其中重复冗余的内容，保留相对独立的内容，增加反映学科前沿和产业技术前沿的内容，按照“基础理论验证”、“综合实验实践”、“设计性实验”的思路，强调实验课程的独立性，使实践课程体系体现以培养工程实践能力为导向。同时在人才培养方式上采取校企联动的“1.5+1.5+1”方式，即大学前一年半夯实学生学科基础，第二个一年半完成专业课程学习，在学校和基地开展专业教学和专业技能培养；第四年完成专业方向课程学习，在基地企业突出工程实践能力的综合培养。

总之，教育部实施的专业综合改革其中的工作要求是一项系统工程，作为西部高校――吉首大学，所开设的计算机科学与技术专业也必须结合学校的办学实际和当地实际情况综合 、系统推进，这样才能取得专业建设的效果。

参考文献：

[1]龙先琼.民族地区地方高校特色专业建设思考[J].民族高等教育研究，2009，20（2）：16-19.

[2]徐立清，钱国英，马建荣.地方本科院校转型发展中的专业综合改革探索与实践[J].2014（12）：53-57.

[3]徐晓飞.本科生院体制下计算机教育的改革与创新[J].中国大学教学，2012（4）：20-22.

[4]李建锋，黎奇升，冷志明.西部民族地区地方高校专业综合改革的探索与实践――以吉首大学为例[J].吉首大学学报（自然科学版），2016，37（2）：78-81.

[5]李建锋，丁雷，鲁荣波，等.吉首大学信息类专业人才培养的现状及对策[J]. 吉首大学学报（自然科学版），2016，35（6）：86-88.

[6]鲁荣波，李宗寿，贺宏遵，等.加快计算机硬件课程群实践教学体系改革，提高学生实践和创新能力[J].当代教育论坛，2011（2）：109-110.

[7]战德臣，聂兰顺.计算思S与大学计算机课程改革的基本思路[J].中国大学教学，2013（4）：56-60.

第3篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：计算机科学与技术；卓越人才培养；课程群；校企合作协同育人；计算机软件能力认证

0引言

2010年6月，教育部启动“卓越工程师教育培养计划”，这是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才［1-2］云南大学于1984年成立云南省内高校第一个计算机科学系，经过30多年建设，于2008年入选国家级特色专业建设项目，2016年入选云南省“重点产业”引领品牌专业，2017年入选云南省卓越工程师培养计划，是云南省唯一的计算机类国家级特色专业和重点本科专业。目标是把该专业建设成为云南省计算机技术高层次专门人才培养的重要基地，为云南省相关高校的类似专业建设和改革起到示范和带动作用。近年来，很多院校开始对计算机科学与技术专业卓越人才培养开展改革实践，主要包括：东华大学黄利利等［3］构建了以创新创业实践能力为目标的计算机专业卓越工程师人才培养体系；长春工业大学于超等［4］针对独立学院计算机专业人才培养模式与企业实际需求存在差距的问题，提出围绕“互联网+”平台建设的计算机专业卓越人才培养模式；山东理工大学姜桂洪等［5］通过分析卓越计划的特点与主要内容，结合计算机专业近年来的卓越计划试点教学实践，对实施卓越计划的培养模式进行了探讨；淮阴工学院赵建洋等［6］结合地方经济建设对计算机卓越人才需求，探索并实践了拓展内涵融合创业的计算机卓越人才培养新模式；山东理工大学赵光远等［7］对计算机专业卓越人才培养的目标、培养方案、实践基地建设、教学团队建设、学生个性化培养机制等进行全面探索与实践；桂林电子科技大学张净等［8］以工程教育专业认证为载体，构建计算机卓越人才实践教学管理体系；西安邮电大学王春梅等［9］通过优化整合理论知识和课程，利用企业项目研发与管理经验等优势，将学生的理论与实践充分结合起来，增强学生分析、解决工程实际问题的能力及创新意识；重庆理工大学刘小洋等［10］通过重构教学体系、构建STE协同创新团队，深化校企合作、实施个性化定制培养等措施，着力提升学生的专业核心能力与工程实践能力。但是，这些研究对计算机科学与技术卓越人才培养体系的建设还不太完善，改革还不够系统，仍然有改进的空间。本文以培养计算机科学与技术专业个性化、行业化、标准化、创新化人才为目标，通过引入课程群分类培养、校企合作协同育人、计算机职业资格认证、校内实习基地和创新基地建设为手段，进行计算机科学与技术卓越人才培养的实践与探索，经过不懈努力，在专业建设、人才培养上取得了明显成效。

1卓越人才培养体系构建思路

卓越人才培养计划具有3大特点：①行业企业深度参与培养过程；②学校按通用标准和行业标准培养工程人才；③强化培养学生的工程能力和创新能力［1］。对照卓越人才培养的基本要求，传统的计算机专业人才培养模式存在以下需要解决的问题：①没有实现学生的个性化培养。计算机专业知识体系繁多，毕业学生知识杂而不专，没有给学生足够的选择权，培养的学生缺乏擅长的专业方向；②没有紧密结合企业要求进行人才培养。由于计算机产业发展迅速，需要的知识日新月异，而高校所开课程较为陈旧，毕业学生不能满足企业要求；③没有实现学生的标准化培养。程序设计能力是计算机专业学生最重要的能力，但是培养中缺乏统一标准，部分毕业学生程序设计能力欠缺；④没有更好地实施创新性培养。传统教学普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主的“听中学”现象，学生被动接受知识的状态极不利于创新性培养。采取以下思路对卓越人才培养进行改革：①通过课程群建设，实现学生的个性化分类培养；②通过校企合作协同育人项目，行业企业深度参与培养过程，使学生成为行业认可人才；③开展中国计算机学会计算机软件能力认证（CCFCSP）工作，按行业标准培养工程人才，完善学生的标准化培养；④通过实习基地和创新基地建设，朝着以学生为中心、以学生主动实践为主的“做中学”转变，强化培养学生的工程能力和创新能力。

2卓越人才培养改革实践

2.1通过课程群建设，实现学生个性化分类培养

2.1.1课程群设置

计算机科学与技术专业涵盖的知识体系庞大，制定专业培养方案时，针对不同学生采取不同方式：①不同的就业单位和研究生研究方向要求学生精通的知识不一样；②直接就业的学生需要偏应用性课程，考研学生需要偏理论性课程。基于以上两点，在本科人才培养方案修订时制定基于课程群分类的培养方案，专业培养方案课程体系模块。该培养方案课程体系模块设置，以教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》和国际计算机教育的课程体系IEEE/ACM2005为指导［11］。在特色课程群设置上，贯彻以科研促教学、科研反哺教学的思想，以学科特色优势研究中的数据工程与智能信息处理、图形图像处理与虚拟现实和高性能计算与移动互联网3个学科方向，打造对应的3个课程群。笔者学校计算机专业教师在数据工程与智能信息处理、高性能计算与移动互联网、图形图像处理与虚拟现实方面已具有一定实力，具有特色教学与科研队伍。发挥学科优势，将科研成果融入教学过程，将科研工作与教学工作进行有机结合，打造具有特色的课程群［12］。围绕课程群开展以下工作：（1）课程内容调整。结合科研和工程教育认证，面向需求，调整课程内容，进行适当的增删，把课程群作为一个整体进行建设，在内容上合理组织，以培养目标位驱动，让学生广泛积累专业方向上的知识和技能。（2）3组课程系列灵活交互强化，帮助学生构建某一计算机领域的独特技能。在课程学习上，允许学生灵活调整，要求学生完成至少3个特色课程群中的1个。（3）紧跟学科前沿，聘请国内外专家和高新技术企业中的技术人才、项目经理等为学生开设新技术方面讲座，具体讲授案例分析。该培养方案设置既注重学生基本理论和基本技能培养，又让学生在专业方向上有一技之长，并设立科研型和应用型两类人才培养模式，实现个性化分类培养，体现了因材施教的教育理念。

2.1.2课程群个性化分类培养成效

经过对计算机科学与技术专业学生个性化培养改革，取得以下成效：（1）就业率进一步提高，近3年就业率均达到98%以上。毕业后5年对毕业生就业单位回访调查，满意率达到85%以上。（2）报考研究生考研成功率超过70%，且研究生就读学校档次明显提升，90%以上升学学生进入“985”高校就读。

2.2校企合作协同育人

由于“双师型”师资短缺，大多数高校工科教师缺乏企业实践经验。卓越工程师培养计划要求引入行业企业深度参与培养过程，强化培养学生的工程能力。本专业积极和著名IT企业合作，实施校企合作协同育人项目。选派年轻教师到企业参加培训，获得企业师资认证，积极把校外企业师资引入，让行业企业深度参与培养过程，强化培养学生的工程能力，使之更好地符合企业要求。

2.2.1开展校企合作协同育人项目

鼓励任课教师开展校企协同育人项目，先后获准开展多项教育部校企协同育人项目和谷歌精品课项目，与华为、Google、Microsoft、Cisco、中兴、达内等国内外知名企业展开良好合作，这些项目的开展为专业的协同育人起了良好的促进作用。

2.2.2加入国家信息技术新工科产学研联盟

为获得企业进一步支持，以计算机科学与技术专业为基础，申请获批成为国家信息技术新工科产学研联盟成员；依托该联盟，参与新工科研究与实践项目申报，有关企业可参与本专业新工科研究与实践项目，提供资源和支持，推进产学合作协同育人，拓展实施“卓越工程师教育培养计划2.0版”。

2.2.3培养企业认证师资

近年来，本专业有5名教师获得华为认证师资证书；3名教师获得GoogleAndroid认证师资质证书。这些通过认证的教师开设了华为计算机网络、信息安全、GoogleAndroid移动开发课程6门。2019年2月底，华为的大数据、物联网、云计算、路由交换等认证课程已经在本专业开设。经过一周的持续学习，95%以上的学生通过了华为相关课程认证。另外，本专业聘请中国移动云南分公司、中国建设银行云南省分行、云南日报报业集团等多家企事业单位计算机中心的企业兼职教师近20名，为学生开展实习实践、企业前沿技术介绍等讲座40余次，并邀请校外企业师资参与本专业人才培养方案、部门课程教学大纲的修订工作，引入企业深度参与培养过程，强化培养学生工程能力。

2.3按行业标准培养人才，实现学生的标准化培养

2.3.1计算机软件能力认证（CCFCSP）

中国计算机学会是国内最权威、影响力最大的计算机行业学会，其主办的计算机软件能力认证（CCFCSP）是一种权威的计算机职业资格认证［13］。卓越工程师培养中，要求按行业标准培养工程人才，而计算机专业学生最重要的能力是编程，计算机软件能力认证（CCFCSP）能够检验学生的实际编程能力。如果通过该认证，表明该学生达到了本专业培养的标准，有能力成为行业认可的工程师。云南大学与中国计算机学会在云南大学设立计算机软件能力认证考点。经过多次认证考试，认证平均分不断提高，反映学生的程序设计能力得到明显提高。

2.3.2把CSP认证嵌入人才培养方案

本专业在本科人才培养方案修订中，已经把计算机软件能力认证作为本科生毕业的条件之一。在本专业培养方案的综合实践模块中，增加了“程序设计能力测试”课程。该课程2学分，为实训必修课程，要求学生的计算机软件能力认证成绩达到一定分数，或者通过全国计算机软件水平任意一个级别的考试才能取得该学分。通过该举措，可以培养学生具有一定水准的编程能力，能够胜任软件工程师工作，达到合格工程师标准。

2.3.3计算机软件能力认证实施成效

计算机软件能力认证实施后取得成效如下：（1）激发了学生编程兴趣，各种程序设计竞赛取得较好成绩。认证实施后，本专业程序设计课程的期末成绩有明显提高，学生参加各种程序设计竞赛的热情高涨，先后获得各类程序设计竞赛省部级以上奖50余项。（2）促进学生就业。根据学生报名时提交的专业实习和工作意愿，60余名认证高分学生已经收到百度、腾讯、阿里巴巴、滴滴出行等国内著名IT企业的实习邀请，其中20余名学生已经到这些公司参加实习。通过实习双方相互了解，满意后可与这些著名IT企业签约。

2.4强化培养学生的工程能力和创新能力

在长期的教学实践中，普遍存在以教师为中心、以课堂讲授为主、以理论考试成绩为主的“听中学”现状［14］。在卓越人才培养背景下，工程教学模式应转向“以学生为中心”的教学模式，强调学生主动学习和主动实践，进行理论与实践一体的“做中学”。这就需要学生到企业、行业等部门进行实实在在的实践，包括生产实习、顶岗实习等形式。

2.4.1实习基地和创新基地建设

学校与省内大型国有企业和民营企业建立了7个校外实习实践基地，引进社会资源，为学生实习实践提供更多的平台。本专业建设了大规模云桌面实验室、创新基地、云计算实训实验室，并采购200余万元的戴尔网络存储、服务器、手持三维激光扫描仪、图形工作站、三维动作捕捉系统等软硬件设备，极大改进了学生的实验条件。

2.4.2建立实习基地和创新基地成效

（1）云桌面实验室每年接待各种考试和实验人员约8000人次，涉及考试10余种；云桌面实验室占地300余平米，拥有200台云终端。计算机软件能力认证云南大学考点就设在新建的云桌面实验室内。另外，华为ICT大赛、实验室安全知识考试、校纪校规考试、各种程序设计竞赛等都在云桌面实验室完成。（2）创新基地及校内实习基地每年服务学生600余人次。创新基地及校内实习基地占地200余平米，可同时容纳80余人，企业到学校建立实习基地有了很好的条件。本专业50％以上的本科生建立了课题小组，共获得国家级、省级、校级科研项目立项20余项，20余篇，获得国家发明专利10余项，获得各种科技竞赛奖励40余项。

第4篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：Web技术；课程体系；互联网服务；Web应用服务

中图分类号：G642 文献标识码：B

1Web技术课程

Web技术课程是指讲授网页设计与网站建设的课程，主要讲授网站的规划、设计、开发等内容，并深入讲述Web的工作原理。Web技术课程的教学目标是使学生掌握网页的设计、制作方法，了解网站规划的一般方法，熟练掌握常用网站制作软件的使用，能够进行交互式网站的规划与开发。该课程体系一般应包括以下几门课程：“网页设计与网站规划”、“动态网站设计”、“数据库原理与应用”、“Web数据库”和“Web Service开发”。

2目前高校开设Web技术课程的现状

2.1教学内容落后，跟不上互联网技术的发展

Web应用服务的快速发展，推动了Web技术的快速发展，Python、Ruby等敏捷开发技术的出现，极大地缩短了Web应用项目的开发周期；Flex的出现改变了传统的Web表现形式；Ajax技术的广泛应用大大改善了用户体验。而目前大部分高校所开设的Web技术课程的教学内容并不能很好地与目前Web技术的发展同步，这一点使我们的教育与市场的需求很难达到相互符合。

2.2Web服务理念较落后

Web 2.0的迅速发展推动了互联网理念的不断创新，BLOG、微博客、SNS、RSS、Wiki等新的互联网应用形式的出现，极大地促进了互联网应用服务理念的发展。目

前大部分高校开设的Web技术课程在其教学内容及概念上很少涉及这些全新的互联网应用形式及理念。

2.3在日常学习中暴露的问题较少

目前大部分高校Web技术课程的教学方式为教师在课堂上讲授相关知识，学生在实验课上对所学知识点进行练习。大部分情况下学生都是在对所学的某一知识点进行单一训练。此种实验课可以暴露学生在语法等基础方面的问题，但是具体应用中一些容易出现的问题却很难发现。

2.4学生很少具有开发完整项目的经验

在正常的授课过程中学生往往很少能够参与到一个项目从需求分析到设计规划，到具体开发，再到项目部署调试的全过程，这就会造成学生缺乏完整项目开发的经验，学生仅仅停留在对“实验室项目”的学习上，而缺乏实际应用项目的开发经验，解决实际问题的能力很难得到提高。

3Web技术课程的教学实践

我院从2005年起在计算机科学与技术专业开设Web技术课程，目的是使学生能够掌握网页设计、制作的方法，掌握网站规划与建设的一般方法，能够采用动态网站开发语言并结合数据库进行交互式网站和Web应用项目的开发，具有完整的项目开发经验；了解Ajax、RSS、Flex等Web发展的前沿技术，了解Web 2.0、微博客等全新的互联网应用模式。

3.1课程体系介绍

下面对我校计算机科学与技术专业Web技术课程的具体开设情况分别加以介绍，其中重点介绍“网页设计与网站规划”、“动态网站设计”这两门课程。

“网页设计与网站规划”：主要使学生掌握网页设计与制作的常用软件，掌握色彩理论、平面构成等网页设计的一般原理，熟练掌握Html、CSS基础语法并能够使用两者相结合进行静态网站的开发，掌握网站的设计、规划、制作、与维护等工作；了解Web标准的基本内容，掌握依据标准进行网站建设开发的一般方法。

“动态网站设计”：我校目前采用ASP作为动态网站开发语言进行讲授，讲授的主要内容是ASP的基础知识，Web服务器的安装和配置以及创建ASP程序的方法，ASP的脚本语言VBScript，ASP的内置对象Response、Request、Application、Session、Server，ASP的文件操作对象以及ASP的数据库对象ADO等，并讲授网站的性能优化、安全性保障，Web的工作原理等内容。目的是使学生掌握ASP语言，能够采用ASP进行Web编程，开发交互式网站；通过开发动态网站，深入了解Web的工作原理，了解B/S体系结构下的Web应用项目开发；系统地掌握一个网站项目从需求分析到数据建模，到Web界面设计及编程，再到最后调试并等流程；同时在日常讲课中引入互联网应用的新技术、新理念。

“数据库原理与应用”：本课程的任务是通过对数据库的语言基础、程序设计、系统开发等环节的学习，学会采用面向对象的数据库设计方法，最终掌握SQL Server 应用系统的开发技能，为以后的项目开发，奠定必要的理论基础。

“Web数据库”该课程主要使学生掌握Web开发技术与数据库相结合开发应用系统的一般方法及具体应用。

“Web Service开发”：该课程为计算机科学与技术专业的专业课，并作为Web技术课程体系中的应用型课程，主要使学生掌握分布式、跨平台的系统开发。

3.2核心课程教学大纲

我校在计算机科学与技术专业开设Web技术课程时，将“网页设计与网站规划”和“动态网站设计”这两门课程作为核心课程，下面分别对其教学大纲加以介绍。

(1)“网页设计与网站规划”课程教学大纲

我校在计算机科学与技术专业开设的“网页设计与网站规划”课程共72学时，其中理论课时54学时，实验课时18学时。课程教学大纲如下。

(2)“动态网站设计”课程教学大纲

我校在计算机科学与技术专业开设的“动态网站设计”课程共72学时，其中理论课时54学时，实验课时18学时。课程教学大纲如下。

4目前存在的问题与今后努力方向

目前我校开设的Web技术课程中出现了一些问题，具体有如下几点。

(1) 新技术涉及偏少；

(2)Web理念的涉及内容相对较少；

(3) 师资力量相对较薄弱。

针对我校的培养目标及现状，今后计划在以下方面加以改进：

课程的扩充。针对目前的应用现状，在Web技术课程体系中增加敏捷开发技术，如Ruby、Python、PHP等技术；并增加新技术的应用，如Ajax应用、Flex应用、WAP开发等。

增加讲述Web理念的课程。

建立一个与时展保持同步的机制，使课程体系能够与Web技术的发展及应用保持同步。

加强师资队伍的建设。一方面通过内部学习提高教师的教学能力；另一方面通过加强与校外企业的合作及参加相关培训等提高教师的实力。

参考文献：

[1] 翟萍. 对高等院校网页制作课程的思考[J]. 科技资讯,2007,(14).

第5篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：实验教学体系；教学改革；创新教育

中图分类号：G424 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 22-0042-03

我校在计算机实验教学改革过程中，参照国际通用的工程与技术评估条列(Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET)列出的工科大学生必须具备的11项能力要求，把国际国内一流大学(如斯坦福、卡耐基・梅隆、伯克利以及清华大学等)的教学理念和成功经验融合到实验教学体系之中，形成了有鲜明特色的多层次、立体化的创新人才培养体系。

1实验教学存在的问题[1][2]

1) 实验课依附理论课

这种实验课的实验大多为基础型和简单应用型实验，为了验证理论教学的内容而设置，内容相对单一且更新慢，学生仅仅为学分而学习，缺乏积极主动参与。

2) 实验专业课程设置时间滞后

课程设置一般采用“阶梯式”结构，即基础课技术基础课专业课专业方向课，致使学生学习专业课时间滞后。例如要学好计算机软件，一种典型的课程设置观点认为必须按微积分物理学电路理论模拟电路数字电路计算机硬件的顺序设置课程。这样几乎所有的计算机软件课程只能安排在三年级以后学习，使高年级阶段很难有足够的时间对学生实施工程项目式的创新教学活动。

3) 缺乏科研与工程实践训练

学生一般到最后一学期才有论文导师，本科学生直接参与科研项目的机会较少，难有足够的时间对学生实施科研与工程实践训练，很难使学生形成良好的知识结构，更谈不上激发学生的积极思维和创造力。

4) 层次性与体系性不足

实验课程的设置缺乏层次性和体系性。实验内容完全一致、难度上没有层次的实验课对学习能力强的学生没有激励，潜能得不到挖掘，对较慢或散漫的学生没有鞭策，他们的动手能力难得到提高。另外，实验课程的设置缺乏体系，对学生综合能力的提高缺乏系统训练。

2实验教学体系建设[3][4][5][6]

针对以上问题，我们认为实验课程应以创新意识培养为先导、以学生能力培养为主线；以加强学生工程训练能力和设计能力培养为核心，以多层次、结构化和开放式的实验教学体系代替传统的平面化、教条化的实验教学体系。形成了“实验与理论结合、软硬件并重、课内外齐抓、涵盖基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的实验内容。规划设计了一个涵盖计算机科学与技术、软件工程、信息安全、数字媒体和大型机五个方向并满足基础性、探索性和研究性实验需求的实验体系，实现了学生四年本科实验不断线的培养模式。在实验内容中，融入了计算机学科前沿技术以及教师的教学和科研的最新成果，注重与科研、工程、社会应用实践密切联系。实验体系结构分为基础教育实验、学科基础实验和专业技能实验三个层次。

(1) 基础教育实验平台

面向低年级本科生，以本学科应掌握的物理和数学的公共基础知识、基本原理的理解、验证和基本实验技能的训练为主要实验内容，旨在培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。基础教育实验主要包括物理实验、数学实验和数学建模。

(2) 学科基础实验平台

面向高年级本科生，由本学科各个专业方向共性的、具有明显学科特点的专业实验内容构成，基本反映了本学科一个合格的本科毕业生应具备的专业基础性实践能力和理论知识需求。学科基础实验主要包括电子基础实验(涵盖电路分析基础实验、模拟电路基础实验、数字逻辑实验、微机原理与接口实验以及现代电子技术综合实验等)、离散数学实验、程序设计基础实验、数据结构实验、计算机操作系统实验、计算机组成原理实验、数据库原理实验、编译原理实验、计算机网络基础实验、软件工程实验等。

(3) 专业技能实验平台

面向高年级本科生，具有明显的专业方向特征，满足本学科专业课程教学的实验需要，同时重点培养本学科高年级本科生的专业实践能力、综合能力和研究创新能力。包括五个研究方向：计算机科学与技术、软件工程、信息安全、数字媒体和大型机。

计算机科学与技术实验平台：主要包括计算机系统结构实验、形式语言与自动机实验、软件开发环境实验、嵌入式系统开发及应用实验和单片机及应用等实验。

软件工程实验平台：主要包括UML统一建模实验、软件测试技术实验、软件过程模型实验、软件体系架构实验和现代软件技术综合设计等实验。

信息安全实验平台：主要包括计算机系统与网络安全实验、网络与系统攻击实验、网络与系统防御实验、网络安全协议实验和PKI技术等实验。

数字媒体实验平台：主要包括计算机图形学实验、计算机动画实验、三维渲染技术实验、多媒体技术实验和数字媒体综合设计等实验。

大型机实验平台：主要包括大型机操作系统概论实验、大型机体系结构实验、COBOL程序设计实验、交易中间件技术实验和大型机系统综合设计等实验。

实验教学分级分层、循序渐进，从基础到综合，再到设计与创新，要求学生完成一定的选修学分和创新学分。其中，基础型实验主要为应知应会等原理性实验；应用型实验主要介绍现代主流操作系统和流行的应用软件，训练学生在主流软件平台下的动手能力。同时，配合IBM公司大型主机操作系统认证培训和考试，鼓励学生参加专业认证培训，并取得专业认证证书；综合型实验要求学生结合一门课程的多个知识点，甚至综合多门相关课程，完成一个较为复杂的实验任务，综合型实验是难度较大的实践环节，通过案例复现和模块替换实验等，掌握技术实现和模块设计的方法与技巧；设计型实验与实际工程应用相结合，或者完成科研项目的某个模块，这类实验由指导教师给定设计目标和设计思路，由学生独立完成；创新型则完全为开放式教学方式，由学生独立或者与指导教师共同拟定设计题目和设计目标，并独立完成。创新型实验还包括由学生自由组队参加国际国内各级计算机硬件和软件大赛。

3实验教学内容改革

计算机实验教学的内容要体现厚基础，宽口径，软硬件并重，注重综合技能训练，以培养学生的设计和创新能力为核心的实验教学指导思想。在实验教学体系改革的基础上，对实验内容和实验项目进行调整和更新，主要调整的重点如下。

(1) 将开设的所有实验分为三大类：课程实验、专项实验、创新实验。除创新实验外，每一类实验又设计了从基础型到综合型再到创新型的不同层次的实验项目。将课程实验教学与理论课程教学有机结合，帮助学生掌握课程教学中需要实验验证和应用实践的知识点，对辅助和强化课程教学起到了不可替代的效果。所有包含实验学时的理论课程均有相应的课程实验，如计算机操作系统、汇编语言程序设计、数字信号处理、数据结构等。专项实验以学科建设和专项实验室建设为平台，将实际的工程项目、科研项目和科研成果中的关键技术抽取出来作为实验项目，以达到培养学生科研、工程和应用实践能力的目的。如网络工程系列实验、网络安全综合实验、安全实验室专项建设等。创新实验以培养学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力为核心，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。创新实验主要包括大型课程设计、各级各类竞赛项目以及由学生自拟的科研项目组成。

(2) 在确保基础型、应用型实验教学质量的同

时，增加综合型、设计型、创新型实验的比例。除创新型实验外，每个实验项目都要求有详细的实验大纲和实验指导书，大部分实验项目还要求提供标准实验报告、成果考核与验收形式等。创新实验则完全实行开放式管理(实验项目开放、设备和环境开放，时间开放等)， 既可以由学生自发组队，自主完成，也可以为学生指定指导老师，由学生和老师共同拟定题目，学生独立完成。创新实验的完成质量可以通过鼓励学生参加各级各类比赛或者要求提交实验报告和实验成果两种形式得以保障。

(3) 压缩陈旧的、重复的验证性实验，增加反映学科发展方向的新实验和一些融研究、创新、实践于一体的实验项目。大部分实验课程都设有必修实验项目和选修实验项目，学生可以根据自己的兴趣和爱好自主选择。

我校计算机实验目前共开设本科实验课程共60余门(含创新实验类)，实验项目共计290余项。按照“基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的层次化实验教学体系设置，各层次实验项目统计如表1所示，各种类型实验项目所占比例如图1所示,其中综合型、设计型和创新型实验占所有实验项目的81％。

4结束语

实验教学是高等学校创新教育的一个重要环节，按照创新人才体系的标准，构筑新型的实验教学体系，对实验教学综合考虑、合理安排，形成适应学科特点及自身系统性和科学性的、完整的体系，全面培养学生的发现和解决问题的能力，使学生具有创新精神和实践能力，达到培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才的目的[7]。

参考文献

[1] 孙莉,朱国进. 创新人才培养模式的探索与实践[J]. 计算机教育,2006,(12).

[2] 蒋定福. 高校实验教学存在的问题及其对策[J]. 中国教育技术装备,2006,(11).

[3] 傅彦. 计算机专业主干课程建设与教学改革[J]. 电子科技大学学报(社科版),2002,(4).

[4] 傅彦. 21世纪计算机专业人才的培养[J]. 高等教育研究电子学会教育分会年会论文集[M]. 北京:电子工业出版社,2002.

[5] 傅彦. 计算机学科发展与课程体系[J]. 计算机科学,2003,(10).

[6] 刘乃琦,吴跃. 做教育的基石信息化的翅膀―计算机专业教学体系的建立[J]. 电子高教研究,1996.

[7] 张玉平,秦惠洁,黄振宝. 高校实验教学改革初探[J]. 铸造设备研究,2004,(4).

作者简介

侯孟书，博士，副教授，电子科技大学计算机实验教学中心常务副主任，工程系主任。研究方向包括分布式存储、P2P计算等。

傅彦，教授/博导，电子科技大学计算机科学与工程学院副院长，计算机实验教学中心主任。研究方向包括数据挖掘、神经网络等。

联系方式：侯孟书，四川成都电子科技大学计算机学院，610054

phone：13981900119

第6篇：计算机科学的前沿技术范文

由于每个教师所在的学校不同，学校所处的学术地位不同，个人所从事的学科方向不同，对计算机科学的整体认识以及对教育学的认识也不同，因此，对教学改革的意见很不一致。概括起来，大致可以分为两种：一种意见认为，过去的教学计划与方式主要是一种培养精英人才和科学家的方式，是以淘汰不可能成为科学家的大部分学生为代价的人才培养方式。其课程偏难、基础理论知识所占的比重偏大、课程设置多年不变、教学内容陈旧、与经济建设密切相关的应用性知识太少、实验动手能力培养较差，这些都使毕业生与社会需要相脱节。另一种意见认为，计算机学科的发展正在日益深化，新方向、新知识层出不穷。如果按一级学科组织教学，其教学改革必须走内涵发展的道路。教学的重点应该更注重对基础理论知识和基本实验技术的传授，注重能力的培养。通过减少课程科目、学时数和适当增加课程的深度、难度，使学生获取知识的方式从过去以听课为主、自习为辅转移到听课与自习并重的方式上来，并通过将实验课程单列的方式，强化实验教学。以上意见分歧主要集中在四个方面：一是对计算机学科的基本认识和学科发展趋势的整体把握；二是对数学和理论计算机科学基础在计算机专业教学中的地位与作用的认识；三是对实验教学在计算机专业教学中的地位与作用的认识；四是对教育的基本功能的再认识。

二大学计算机专业教学改革建议

如何更好地将书本理论与实际应用相结合，使学生理论基础扎实、动手能力强，从而最大限度地提高创新能力、增强国际竞争力，本人通过长期研究与教学实践总结出以下几点：

第一，改善教学环境，网络覆盖整个校园，每一门课都有自己的网站。学生选课、通知、课程要求、课件资源、成绩查询等所有的信息都放在网上。任何一座教学楼内除教学专用教室、实验室及科研专用研究室之外，应该设有专门的学习区域。每个座位都有电源和网线，学生可以随时随地免费上网。所有教室都配备多媒体教学设备，所有的实验室都是全天免费开放的，学生可以随时去验证自己的各种想法，这能在很大程度上提高学习的质量和效果。

第二，高水平的师资队伍建设。高水平的教师才能培养出高水平的学生，高校应重视师资队伍的建设。站在讲台上的教师应该都具有博士学历，这样丰富的科研经历使他们对专业课程的驾驭游刃有余，并能及时将前沿技术介绍给学生。各院系的教授岗位经常会由外籍知名学者任职，多举办学术讲座。所有的授课教师都应该配备一定数量的助教，某些程序设计类课程还应该从高年级选拔出成绩优异的学生辅助助教工作。从教授到助教分工明确，职责清晰，工作严谨。

第三，丰富授课方式。高校计算机专业教学的授课方式应该多种多样，既有传统的板书教学，也有现代多媒体教学。大学应该重视基础理论，在教学课程中间穿插众多大大小小的考试、课堂测验、课后回顾总结、家庭作业等。在此基础上，学校对学生自主创新能力、实践能力及科研素质的培养应该更为重视，在开课之初主讲教师应该要求4～5名学生组成一个讨论小组，每周都会有一次讨论。这种讨论通常由助教主持，围绕课程、实验及一切有关该领域学生感兴趣的话题进行，时间一般在90分钟左右。除此之外，教师还应组织一些与该课程相关的课外活动，如参观某些技术中心等。

第四，活跃课堂氛围。高校计算机专业教学授课过程中，无论是学生还是教师都比较随意，课堂气氛轻松活跃。学生可以随时举手打断教师授课进行提问，对于一个问题有时会有多个学生参与讨论，应该培养大学生对问题“刨根问底”的意识。应该培养学生适应教师点到为止的教学思路，课堂上，教师应努力创造学生的参与机会，讨论式教学能让学生体验到学习的乐趣，有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。在教学上应该注重实践。即使是课堂教学，只要条件允许，教师应带着实物，通过投影机展示给学生。如果是小班教学，教师还应将实物传递给学生观看。

第7篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：高性能计算；应用；中医药

中图分类号：R-3 文献标识码：A 文章编号：2095-5707（2016）06-0010-03

Abstract： High performance computing （HPC）， as a new and important research tool， has been applied in many fields successfully. Application of HPC in the TCM field is still in the exploratory stage. HPC in the future may be innovatively applied in the field of genomics Chinese herbal medicine， virtual medicine screening of new TCM， TCM data mining and big data analytics， modeling and simulation and so on.

Key words： high performance computing （HPC）； application； TCM

高性能计算是计算机科学的一个分支，研究并行算法和开发相关软件，致力于开发高性能计算机。高性能计算是世界各国竞相发展的前沿技术，是体现一个国家综合实力和科技竞争力的重要指标。

科学计算作为科研方法变革的产物，已经发展成为与传统的理论、实验并驾齐驱的第三种科研方法，并且日益成为越来越重要的科研方法。科学计算方法的运用，是高性能计算应用的基础和前提条件，而使高性能计算真正发挥作用主要取决于高性能计算的应用研究水平[1]。本文对于促进高性能计算未来在中医药领域的应用、丰富中医药信息学的研究内容及由此产生的中医药科研方法的创新具有推动作用。

1 高性能计算应用概况

1.1 我国在高性能计算应用领域仍处于落后水平

在高性能计算的研发和应用领域美国一直处于世界领先水平，日本和欧洲国家紧随其后长期位居世界先进行列。近年来，我国在高性能计算硬件的研发方面取得了突破性进展，通过自主创新逐步掌握了一批硬件研发的关键技术。中国国防科技大学研制的天河系列超级计算机连续多次在世界超级计算机排行榜中名列首位，标志着我国高性能计算的硬件研究水平目前已经接近国际先进水平。但在应用软件方面的发展严重滞后于硬件的发展水平，自主开发的高性能计算应用软件严重匮乏，需要大量购买和引进国外开发的应用软件，重要和关键部门的应用受制于人[2]。应用软件是高性能计算应用的基础，由于应用软件研发水平的严重落后，目前我国在高性能计算应用领域仍处于落后水平。

1.2 国内外高性能计算主要的应用领域

高性能计算作为崭新和重要的科研工具，目前已经在众多的领域得到了成功应用，各种前沿科学研究、技术开发和工程设计都越来越多地使用了高性能计算，高性能计算已经日益成为科技创新的重要力量。目前主要的应用领域包括气象数值模拟与预报、地震预报、纳米技术、生物医学、环境科学、空间科学、材料科学、计算物理、计算化学、流体力学、地震三维成像、石油勘探、天体星系模拟、大气与海洋模拟、固体地球模拟、工业设计、核武器研究、全球气候模型、湍流分析、飞行动力学、海洋环流、流体力学和超导模型等[1]。在生物医学领域的应用目前主要集中在人类基因组学、蛋白质组学、药物设计、分子动力学模拟等方面。

1.3 高性能计算应用的瓶颈

高性能计算虽然已经在众多领域得到了成功应用，但由于技术难度等的限制，仍然属于高投入高产出的非普及型应用。目前制约高性能计算应用的主要问题包括软件开发的技术难度非常大，系统使用成本过高，不仅体现在软硬件购置费用昂贵，而且系统运行维护成本过高，大型系统的年电费需上千万元[2]。比较高精尖的应用范围、非常高的技术要求和过高的使用成本，这些都限制了高性能计算的广泛应用。

2 高性能计算在中医药领域应用的可行性分析

2.1 高性能计算在领域应用的前提条件

高性能计算在领域应用的条件首先需要应用领域具有较高的科研水平，特别是能够通过科学计算的方法建立相应的数学物理模型和应用软件来解决实际问题，利用高性能计算才有可能促成应用领域研究水平的大幅度提高。通过对高性能计算应用领域的最高学术奖戈登奖获奖项目的分析，这些获奖的应用项目绝大多数都具有多学科交叉融合的背景，这反映了高性能计算的应用需要应用领域与计算机科学、数学等学科的跨学科合作[3]。随着高性能计算的应用，近些年高性能计算与应用学科的交叉学科不断涌现，产生了计算化学、计算物理学、计算生物学等许多新兴学科，这些交叉学科的产生标志着高性能计算在这些领域得到了高水平应用。

2.2 计算生物学的启示

计算生物学是一门以生命科学中的现象和规律作为研究对象，以解决生物学问题为最终目标，通过模拟和仿真的方法对生物学问题进行定量和定性研究的新兴学科。计算生物学与生物信息学比较，最大的不同之处在于生物信息学侧重于生物信息的采集、存储、处理和分析，而计算生物学侧重于对生命现象进行研究、解决生物学问题[4]。目前计算生物学领域的研究主要集中在蛋白质行为的模拟、药物分子的筛选、基因测序等方面。

虽然目前中医药领域还不满足高性能计算的应用条件，但通过借鉴计算生物学的研究方法，未来有可能在中医药领域开展具有创新性的高性能计算的应用研究。

3 高性能计算在中医药领域应用的展望

3.1 中药植物药的基因组学

基因组学是遗传学的一个分支，研究生物基因组和如何利用基因，涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析，研究内容包括以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学。基因组学是高性能计算应用的一个重要方向，没有高性能计算人类的基因组计划就不可能实现，高性能计算已经成为基因组学研究不可或缺的科研工具。随着基因组学研究的深入、技术的成熟和成本的大幅度下降，使得基因组学的研究逐渐由人类的基因组学扩展到动物、植物等多个相近领域。利用高性能计算在基因组学方面成熟的应用软件开展中药植物药的基因组学研究未来有可能是高性能计算在中医药领域的重要应用。

3.2 中药新药的虚拟药物筛选

利用高性能计算进行虚拟药物筛选目前已经成为西药新药开发的一条崭新和重要的途径。新药研发的核心工作之一是从大量的化合物样品库中发现有药理活性的化合物，计算机虚拟筛选辅助新药开发是利用统计学和分子模型化技术来指导新的先导结构的发现或设计，从而减少实验室的工作量，缩短开发周期、降低开发成本。近年来对多靶点药物的研究已经成为国际上新药开发的一个重要的研究热点，中药是天然的多靶点药物，蕴含着巨大的新药创制的潜力[5-6]。应用高性能计算开展中药新药的虚拟药物筛选有可能成为中药新药开发的崭新途径。

3.3 中医药数据挖掘和大数据分析

数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析，目前世界各国对大数据分析技术高度重视，大数据被视为国家重要的战略资源。数据挖掘和大数据分析是高性能计算应用的重要领域之一。目前中医药领域的数据挖掘和大数据分析主要集中在对方剂配伍规律、中医证治规律等的研究，现有的研究水平还不能构成对高性能计算的迫切需求。随着数据挖掘和大数据分析在中医药领域应用水平的提高，数据研究的内容、方法和结果的日趋丰富，随着数据量的积累和研究方法复杂度的提高，中医药数据挖掘和大数据分析未来有可能成为高性能计算在中医药领域富有潜力的应用。

3.4 模拟与仿真

模拟与仿真是依靠计算机通过数值计算和图像显示的方法，对工程、物理、生物等各类问题进行研究。高性能计算不仅具有强大的计算功能，还可以模拟或代替由于受经济或者其他条件限制不能进行的实验。2013年10月，哈佛大学教授Martin Karplus、斯坦福大学教授Michael Levitt和南加州大学教授Arieh Warshel因“为复杂化学系统创立了多尺度模型”而获得诺贝尔奖，评委会声明中称这一成果意味着对于化学家来说计算机已经成为同试管一样重要的工具[1]。

计算机模拟方法在生命科学中已经得到了迅速的发展和广泛的应用。高性能计算应用领域的最高学术奖戈登奖获奖项目“在20万CPU核和异构体系结构上的千万亿次持续性能血流模拟”，该项目模拟了血液流动状态，可以辅助血栓的早期病理学诊断及抗血栓药物的研究。另一项获奖项目“呼之欲出的猫：包含109规模神经元、1013规模突触的大脑皮质模拟”，对神经元和突触规模与猫大脑相当的大脑皮质功能进行了模拟，并以此为基础开展了认知计算的研究[3]。此外国内外大量的高性能计算被用于分子动力学模拟，分子动力学模拟是一种数值模拟方法，通过将分子抽象为由化学键连接的质点按照基于牛顿力学的数学模型迭代求解分子体系的行为。利用高性能计算进行分子动力学模拟已经成为化学和生物学研究中与实验手段相当的标准研究方式[7-8]。模拟和仿真技术在中医药研究中的应用未来有可能成为高性能计算在中医药领域创新性的应用。

4 小结

高性能计算的应用是使高性能计算真正发挥作用的软实力，是高性能计算领域重要的研究内容。高性能计算的应用需要多学科的交叉与合作，计算生物学的产生标志着高性能计算在生物医学领域得到了成功应用。

高性能计算在中医药领域的应用目前还处于探索阶段，尚不具备大规模应用的条件和基础。未来有可能通过借鉴计算生物学的研究方法在中药植物药的基因组学、中药新药的虚拟药物筛选、中医药数据挖掘和大数据分析、模拟与仿真等领域进行开创性的应用研究。高性能计算在中医药领域的应用将会对中医药科研方法的创新与发展产生深刻的影响。

参考文献

[1] 顾蓓蓓，武虹，迟学斌，等.国内外高性能计算应用发展概况分析[J].科研信息化技术与应用，2014，5（4）：82-91.

[2] 周兴铭.高性能计算技术发展[J].自然杂志，2011，33（5）：249-254.

[3] 张理论，邓小刚.戈登奖――分析与思考[J].计算机工程与科学， 2012，34（8）：44-52.

[4] 徐书华，金力.计算生物学[J].科学，2009，61（4）：34-37.

[5] 朱伟，罗颂平.治疗输卵管阻塞性不孕的中药多靶活性成分计算机虚拟筛选[J].时珍国医国药，2012，23（6）：1531-1532.

[6] ，孙晓波.网络药理学：中医药现代化的新机遇[J].药学学报，2012，47（6）：696-703.

第8篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：创新能力；数据库；课程群；教学改革；立体化教学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）12-0066-03

创新人才是创新型国家建设成败的关键。高校作为创新人才培养重要机构，要充分利用各种资源、转变教育模式，才能培养和塑造出具有创新意识、创新素质、创新能力和创新精神的人才，以满足社会快速发展对创新人才的需求。高校应优化课程内容，丰富学生知识储备，将学生被动学习转变为主动学习，将注重知识传授转变为注重创新思维培养，从而培养学生创新实践能力。

数据库是计算机等专业的重要专业基础课，它贯穿计算机科学与技术、信息管理与信息系统、物联网工程等专业各个层次，是信息系统的核心和基础，目前占整个计算机应用的70%以上。但对数据库相关课程教学现状进行调研发现仍存在一些问题[1]：①只注重单门课程完整性，课程间缺乏交叉融合，未将环环相扣教学内容合理划分、优化整合，导致课程间教学合力不足、教学内容重复、遗漏、衔接不畅等问题。②重理论，轻实验，且实验单一，设计性、综合性实验较少，实验关联度小，不利于学生创新思维和动手能力的培养。③实践环节重不够、呈现碎片化，特别是数据库实践教学体系中还未考虑云计算、大数据和移动互联网、物联网等应用需求，与社会需求严重脱节，造成学生缺乏实际分析解决问题能力。④教师授课各自为政，忽视沟通与交流，理论联系实际不足，不利于学生实践技能和创新能力的培养。

针对上述问题，有必要从系统工程和培养创新能力为核心的视角着手，把数据库类课程内容密切相关、相近、渗透、互补的多门课程进行重新规划和优化整合，形成结构合理、层次清晰，课程间相互连接、优势互补而又彼此独立的连环式数据库课程群体[1]，进而获得具有整体优势、资源共享的有机整体，最终达到提高学生创新能力和实践能力的目的。本文依据教育理论与规律，结合我校实际情况，将数据库相关课程统一规划、相互协调，对如何构建数据库课程体系推进创新人才培养进行探讨，以有效解决目前该课程体系建设存在的问题。

一、数据库课程群建设原则与思路

明确数据库课程群建设目标。针对计算机科学与技术、物联网工程等专业应用型人才培养目标及方案，审定数据库类课程内容之间的层递性和关联性，注重内容间交叉融合，从系统工程的角度将数据库课程群的各知识点串联或并联成一个有机网络，根据侧重点不同重新分配学时，以综合培养学生创新能力和实践技能。

数据库课程群是个动态系统，要根据社会需求和专业发展动态调整数据库课程群体系，使其适合社会需要。

瞄准专业定位，以数据库原理为核心，向外辐射至数据库工具使用、数据库应用开发等方面的相关课程集合，主要包括数据库原理、数据库技术、数据库课程设计、大型数据库以及数据库为基础的软件工程、Java程序设计、中间件技术、Web程序设计、MIS项目管理、毕业设计、企业生产实习、实训和就业等，其重要任务为培养学生解决实际问题能力、协同创新能力等。

二、构建以创新能力培养为核心的数据库课程群体系

以创新能力培养为核心的数据库课程群体系建设是以教师团队合作为支撑，以提高学生综合素质和创新能力为主线，以课程逻辑联系为纽带、规划好课程群涵盖的知识结构和框架体系，整合教学内容，修订教案，开发教学资源共享网络平台，将各课程知识点、相关理论、基础实验、综合实验和科研项目点、线、面有机联系起来，建设具有集约化、系统开放化、成员团队化、连环互动性（师生、师师、生生可实现连环互动）等特点的课程群体系。数据库课程群建设是一个综合性和系统性的问题，建设内容繁多，但最重要有以下几点：

1.数据库课程群体系构建与划分

基于计算机科学与技术、物联网工程等专业课程特点，结合大数据、物联网和云计算等技术背景下“厚基础、宽口径、重能力”应用型人才需求，研究以创新能力培养为核心的数据库课程群中课程间的层次性、逻辑性、递进性，注重技能培养，优化课程设置、调整理论教学内容和实践教学内容，实现数据库课程群体系中相关课程的组合优化，构建以创新能力为核心且适宜于应用型本科院校IT类人才培养的数据库课程群体系，实现数据库课程群体系中相关课程的优化组合。以物联网工程专业为例，其数据库课程群体系结构如图1所示。

根据数据库课程群体系构建与划分原则，将数据库课程群体系划分为三个递进式层次，即基础理论层、综合应用层、高级应用层，具体如下：

（1）基础理论层。该层主要学习数据库基本原理、基本操作以及MS SQL、My SQL等主流的关系型数据库原理及操作，同时还要熟练掌握数据库创建、备份与恢复，数据的增、删、改、查、权限控制，存储过程、触发器、游标等数据库基本操作和简单数据库应用系统开发技能；理论和实践课结束后，以1-3人为小组进行需求分析、数据库设计、编程、测试和部署一个中小型数据库应用系统，以巩固数据库课程基础理论知识，利用所学知识解决实际问题。

（2）综合应用层。该层次主要学习Java、C#、、JSP等开发工具及项目开发流程，对具有一定复杂度的Web应用系统进行的设计与开发，而实验教学以综合性、设计性为主，主要让学生熟练Web应用系统开发工具和数据库应用实践，强化培养学生的数据库分析、设计和部署能力，最终使学生及其小团队研制出有一定应用价值的综合性Web应用系统[2]。

（3）高级应用层。该层次主要是通过生产实习（工程训练），引导学生做一个贯通信息感知、数据可靠传输和应用服务等三个层次的中型数据库应用系统，扩展云计算、大数据处理等课程前沿理论与技术，加强学生对数据库知识和技能的理解和熟练使用。

2.数据库课程群教学内容与教学方法改革

采用CDIO工程教育理念和立体化教学模式[3]，将传统教学资源与新媒体技术相结合，注重夯实基础理论，灵活运用综合性知识，突出学生自主性、创造性学习及分析解决实际问题的能力。通过构建数据库课程资源网络平台，提升课程共享性、开放性和普适性，优化调整“教”、“学”、“做”的过程[4]，实现教学内容的优化、教学方法的立体化、教学手段的现代化[3]，具体方法及措施见图2。

（1）始终贯彻“知行合一”的理论与实践教学模式。在认真优化计算机相关专业数据库类课程理论与实践教学内容基础上，采用CDIO工程教育倡У摹白鲋醒А焙汀盎于项目教育和学习”新型理论与实践教学方法，将理论和实践教学紧密结合，结合实际项目，由浅入深、循序渐进，设计合理的教学内容，使学生在学中做，做中学，始终坚持“知行合一”的理论实践教学模式，形成“理论一验证一设计一综合一实训”多层次理论实践教学模式[5-6]。通过把教师科研成果、计算机相关新技术及国内外相关新实验相融合，将实践教学分为基础性实验、设计性实验、综合性实验、工程训练四个层次[5-6]，并以设计性、实训为主，突出学生创新思维、创新与实践能力培养。

（2）创设典型的计算机系统应用案例。创设的计算机系统案例至少包括国内外研究现状、存在的问题、用户业务需求、系统分析、功能设计、编码测试等部分，每个案例剖析和讲授至少2学时，讨论至少1学时，使优选的教学案例不仅要体现专业特色，还要涵盖教学知识点，这样才能更好地激发学生学习积极性和主动性[4]。

（3）改进与完善授课手段，实现分层次、立体化教学。在深入研究CDIO工程教育理念的基础上，通过多媒体、黑板、网络信息、移动APP、微课等手段改进课程讲授方式，集实际典型案例、学科前沿技术、创新素质、创新能力及团队协作能力等技术与素质培养为一体，实现授课手段立体化，全方位提高学习者自身素质、分析问题、解决问题的实际能力[2]。

（4）强化“交互”和学生参与，建立分组讨论和成果汇报答辩机制。交互是数据库课程教学环节中的重要因素，是师生间双向交流促进学习的重要手段。在教学过程中，采用“授人以渔”的教学思路，设计交互式教学场景，使学生协同分工，多渠道检索相关资料，撰写专题研究报告，建立“交互式”或“分组式”讨论和成果定期汇报答辩机制，共同创造创新氛围，培育学生多向交流的积极性和自主探究问题的意识。上述措施有效增强了学生参与度，提升了学生学习兴趣和认知度[4-5]。

（5）建立数据库课程群资源共享平台，加强多渠道线上线下师生交流与互动。借助Web和移动互联网平台，把课程组成员多年教学大纲、教学动画、拆解的科研项目案例和精美课件等教学资料进行分类梳理、优化和整合，建立数据库课程群资源共享平台，课程组成员通过E-mail、QQ群、微信群、移动APP、论坛等多渠道线上线下与学生交流互动，及时答疑学生存在的问题，提高数据库课程群教学效果。

（6）行业技能竞赛融入教学，以赛代练，以赛促教，激发学习兴趣。密切跟踪并介绍云计算、大数据、社会网络分析、NoSQL等与数据库相关最新前沿技术，开阔学生视野；指导学生积极参加“中国软件杯”、“蓝桥杯”、“挑战杯”、“全国大学生物联网设计竞赛”等竞赛，及时修正和调整综合性实践项目或案例，合理布置项目任务，在多个教师综合指导下，采用分组合作、讨论、交流方式，确保小组项目有序开展。这种将行业技能竞赛与实践教学相结合的以赛代练模式，不仅使学生所学理论知识与技术直接与企业需求对接，还能大幅提高学生实践动手能力和创新能力，有效防止所学技术与行业需求脱节，为今后就业奠定项目研发经验和团队协作能力。

3.加强数据库教学团队建设

教学团队是数据库课程群建设的主力军和人力资源保障。在课程群负责人的带领下，每个成员都要高屋建瓴，具有对数据库课程群的教学内容进行多层次和多角度融合优化的能力。为此，可通过多次课程组研讨、成员自身知识互补性学习、到兄弟院校走访、专业技术培训机构再教育等方式，加强数据库教学团队建设。只有施教者拥有创新思维、创新意识，创设出具有一定创新思维的教学素材，才能培养出具有创新能力的学生。

4.改革考核方式，注重阶段性评价

改革传统的考卷定“终身”考核方式，加强学习阶段性评价，如在理论和实验课堂上可通过回答问题、专题讨论、作业质量、计时完成实验操作、前沿性技术总结、系统演示与答辩等措施加大平时考核比例，培养学生自主学习、创新意识等能力，使传统的“要我学”填鸭式教学模式向“我要学和我要创业”等新模式转变，引导学生注重平时知识积累，重视自学能力、创新思维等方面培养。此外，引入企业实习实训评价、同行专家评价、教师评价、学生间互评等多种方式相结合的教与学效果评价机制，实现评价形式多元化和动态化，并根据评价结果，及时调整教学内容、学生学习方向与方法等，提高教与学透明度、应用度，使教学目的更加明确，教学效果更好。

本文提出了创新型数据库课程群建设体系，并从改革教学体系与教学方法、整合优化教学内容、教师团队、完善考核方式等方面讨论了数据库课程群建设主要内容，构建了多平台、多手段、多层面渐进式理论和实践教学模式，从系统工程的角度将数据库课程群的各知识点串联或并联成一个有机网络，克服了原数据库课程教学的诸多不足，提高了学生实践创新能力，为学生从事数据库应用系统开发奠定了一定基础，为类似课程群教学改革起到示范和辐射作用。

参考文献：

[1]刘双印，徐龙琴.“数据库原理及应用”教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2012（34）：56-58.

[2]徐龙琴，刘双印.“教学做一体化”的C++程序设计教学改革研究[J].中国电力教育，2014（21）：24-25.

[3]刘闪.基于CDIO理念数据库课程体系实践教学改革研究[J].福建电脑，2013（11）：65-66.

[4]解迎刚，王志良.“物联网与信息服务”立体化教学实践[J].中国电力教育，2012（26）：78-80.

第9篇：计算机科学的前沿技术范文

关键词：人才培养模式；“软件工厂”教学模式；项目驱动

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8473-02

当今世界IT技术广泛应用于各行各业，计算机已经成为日常生活中不可缺少的一部分。计算机科学与技术的高速发展使得相关专业的人才培养面临巨大的挑战，这样就无形中对我们高等学校的教育模式提出了一个更高的要求。而人才培养的质量是一所大学的办学水平的衡量标准。探索适应社会经济发展需要的应用型人才培养模式，是学生个体发展的必然需要，是高等教育自身的特点和自身非均衡发展的必然结果，是我国社会经济现状及其发展的必然要求，是高等教育大众化及教育终身化、社会化发展总趋势的要求，也是高等教育和高等学校自身发展的需要[1]。

1　当前人才培养现状

随着社会需求，近几年很多高校都建立了自己的计算机专业，大范围的扩招使得计算机专业毕业生急速增长，但是却面临这样一个尴尬的状态：很多高校的计算机专业毕业生找不到适合的就业岗位，而大量用人单位又招不到符合需求的相关毕业生。很多用人单位在招聘时发现一种现象：毕业生出具的成绩单上理论科目十分丰富并且各门功课成绩优异，但是当问及有什么项目开发经验或者是否用所学习的语言（比如JAVA）开发过实际项目时，我们的毕业生通常回答都是“没有”。　动手能力差、无法将理论知识应用到实际操作中成了毕业生普遍的问题。产生实际就业市场需求和高校教育这种脱钩的情况的一个重要的原因就是很多高校课程设置陈旧，学生学习的理论知识过多，实践太少，当今计算机主流技术根本没有进入学生的培养计划之中，学生在大学中没有学到社会需要的职业素质与职业技能，从而导致毕业生普遍缺乏应用能力，不能与社会需求相符合。

如何提高学生的应用能力，使其成为符合社会需求的应用型人才？这是摆在我们面前亟需解决的问题。

2　计算机应用型人才培养应以学生的需求为前提

计算机专业应用型人才的培养目标就是培养具有计算机专业技能和信息技术实践能力的应用型专门人才[2]。众所周知，学生是教学的主体也是教学的核心，因此计算机应用型人才培养也应该以学生的实际需求为出发点，针对学生的问题进行分析和解决。由于计算机科学与技术是一个应用型学科，计算机专业的毕业生将来主要面向经济建设和生产一线，因此我们的培养应该以专业技术熟练的软件和硬件生产、开发、维护工程师为最终目的。

随着高校扩招，目前学校计算机专业的新生中有一部分同学在上大学之前很少接触计算机，许多同学都缺乏自主学习的能力和抽象思维能力较弱，还有一些同学来自边远地区，知识面很窄。如果在大学教育中没有帮助他们进行前途分析从而对自己进行适当的定位，而是盲目的按照传统的计划进行培养的话，就会使得学生的学习没有目标，只是一味的追求高分，缺乏实践能力，从而和社会的需求脱钩。因此，我院在计算机专业的新生入校时安排专业导师对学生进行简单的专业介绍，包括专业开设的课程，专业学习中注意的问题，专业的就业情况等等，对学生的问题进行分析和解决，引导学生确定自己的需求，帮助学生初步定下自己的发展方向，这样就能使得学生在后续的学习中按照自己的需求进行学习。

3　人才培养模式的研究与探索

3.1　扎实的专业基础是关键

作为一个合格的计算机专业毕业生，应具备自己所学专业的最基本的专业能力，同时还应该有独立分析问题，解决问题的能力，这样扎实的专业基础就显得十分重要了。我院在新生入学后先对其进行2-3年（专科2年，本科3年）的基础课程的教育（包括公共基础和专业基础），这样为专业方向课程模块提供有效支撑，为学生后续学习各专业方向　打下坚实的基础。

3.2针对专业特点制定符合社会需求的专业培养计划

我院以计算机软件技术专业为实验点，在进行2年基础课程教育之后，就针对专业特点和实际需求制定对应的专业培养计划，该培养计划引入计算机主流技术，注重培养学生的实践能力，使得学生在学校中能够学到实用的专业知识，具备一定的专业技能。同时，为了使毕业班学生更加适应市场需求，从而提高就业率，通过对当前市场对计算机专业人才需求进行调研，结合就业和实用型人才培养的需要，针对软件技术专业第五学期开设的计算机组成原理（任意选修）、Linux操作系统（专业基础）以及Java　EE、Java　ME、软件工程课程设计、程序设计实习等6门专业综合课程，进行课程必要的改革，具体内容如下：①理论课程集中7周时间完成授课；②集中10周的时间进行专业综合课程的项目实践和毕业设计。③将几门相关专业综合课程进行整合，按统一的项目进行教学实践。④添加Web工程和基于构件的软件开发方法的介绍，鼓励学生以构件为思路进行“软件工厂”过称式的开发。

教学中我们利用成熟的案例来进行项目驱动式的学习，这样不仅有利于学生加深专业内容，还使其具备了一定的项目开发经验。毕业班的学生可以在根据自己的需要进行选择，确定自己的毕业设计项目，提前进入设计状态，增强社会适应能力。

3.3校企合作，激发学习兴趣，提高教学效果

为了使毕业生能够更好的得到企业认可，从而达到学生满意就业，企业满意用人的目的。我院采取校企合作，共同进行应用型软件人才培养模式建设的方式。以企业岗位需求为依据制定培养方案，将企业成熟项目作为教学案例嵌入课程内容，学习的同时参与项目开发，提高学习兴趣和动手能力，培养软件开发意识和团队合作精神。通过校企合作，经常聘请企业中有丰富项目开发经验的工程师来对学生讲授现代软件开发技术和一些项目实战经验。这样，不仅拓展了学生的视野，而且促进学生专业技能的提高，从而增加学生适应企业的能力。同时，为了使学生有更好的项目经验，我院利用寒暑假的时间，将部分学生选送到合作的企业中，进行项目实训，实现学业与就业无缝连接。

3.4加强实践教学，增强学生的实践能力

实践教学是计算机专业教学的一个重要环节，是培养学生实践能力和创新精神的重要手段[3]。在传统的教学过程中，往往只是在理论教学的同时配备少量的实验教学，而且这种实验教学很多都是对理论教学的内容进行验证，很少有真正设计性的实践，这样不利于提高学生分析问题、解决问题的能力，这也是我们的毕业生项目实践能力缺乏的一个原因。我们知道计算机应用型人才的要求是：掌握一定的计算机理论知识，同时要具备对问题进行系统分析和解决的能力。当然，有很多人认为计算机就是编程，学好代码怎么编就可以了，但实际上编程只占整个项目中很少的一小部分，重要的是程序设计和调试，设计和调试的过程不仅是理论和实践的结合，而且能够提高学生分析问题、解决问题的能力。

1）采用小学期制，集中进行设计类课程教学

针对机软件专业的特点，对以往的教学计划进行了改革，在该专业的最后一个学年的教学中引入了大量的课程设计类课程（例如：软件工程课程设计，JAVA课程设计等等），促使学生把前面学习的理论知识应用到课程设计中，增加项目经验。同时，为了让学生对项目开发有一个整体的概念，我们采用小学期制集中教学，在引导学生进行项目选择之后，对其进行分组，鼓励学生用“软件工厂”的模式进行软件产品线型的开发，让学生在实践中模拟流水线上的不同角色，培养新型的软件技术人才。

2）编写适用的计算机课程设计类教材

目前，由于已有相关配套教材较少，每次进行教材选订的时候，很难选到适合的教材，对教学也很难做到规范化。近几年，我院一批长期参与课程设计教学的教师们深入调研相关教材，认真分析总结，结合自己实际项目开发流程和相关开发经验，相互取长补短，初步形成了一系列适用的计算机课程设计类教材的雏形，从而更好的指导和规范相关的实践教学，取得更好的教学效果。

3.5建立高素质师资队伍

教师是教学过程的主体，高质量的教师队伍是保障教学质量，是实现工业化理念的前提【4】。对于很多新生本科院校来说，师资多数是从学校到学校，缺乏业界现场的工程实际经验，计算机教育理论脱离实际、专业教学的改革落后于计算机及软件技术的发展，但这种知识的学习是不断更新的。因此我校要求教师必须跟上技术的最新发展，在鼓励教师向“双师型”发展的同时让青年教师去IT企业进修学习，参加IT行业开设的短期培训，并且广泛引进企业单位有丰富经验的软件专家担任兼职教师，来我院举办讲座和指导学生实习和毕业设计，提高整体师资水平。

4　结论

计算机专业是实践性极强的专业，有很大的发展前景，自然对应用型人才的需求不断增加。这就要求高校的人才培养应符合企业需求，将前沿技术融入到专业建设中，改革传统教学模式，提高师资水平。由于计算机应用型人才培养涉及的要素很多，涉及面也很广，其培养模式呈现多样性，这也给专业发展留下了很多新的问题。该文主要对计算机人才培养模式进行了一个初步的研究，以期望能对计算机应用型人才培养模式的改革和完善提供借鉴。

参考文献：

[1]　肖晓丽，邓江沙，陈川.计算机应用专业人才培养模式的探索与实践[J].湖南轻工业高等专科学校学报，2000，2（2）：100-104.

[2]　马小军，王育坚.计算机应用型人才培养与课程建设浅析[J].人才培养，2009（10）：9-11.