计算机科学与技术的认识精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇计算机科学与技术的认识范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词 库恩理论 计算机科学与技术 跨越式发展

中图分类号：TP3 文献标识码：A

0 引言

随着计算机及信息技术的不断发展，对于计算机科学与技术的进步程度及速度的衡量方法的研究越来越受到相关工作及研究人员的关注。库恩提出的科学革命模式就是一种以模式的形式将计算机科学与技术的发展趋势表现出来的一种方法。①此论文基于库恩理论对计算机科学与技术的跨越式发展进行了较为系统的研究。

1 库恩理论概述

库恩理论主要是对科学的动态发展状况进行了一个较为系统的论述。该理论冲破了古典经验论，指出科学之所以能够成为科学或称之为科学就是因为范式的形成的理念。库恩理论诞生之后，不仅被广泛应用于科学技术发展的各个领域，而且有效地促使相关工作人员在范式的指导下从事科技工作。所以，从这个角度上来说科恩理论的提出具有十分重要的理论与实践意义。其实，库恩提出的理论主要包括：前范式科学理论，常规科学理论及科学革命理论，其中科学革命理论也称为新常规科学理论。而科学革命实质上就是新的范式来替代旧的范式的一个过程，新旧范式之间是不可以通约的。②

2 基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程分析

基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程可以分为三个时期，即计算机科学与技术前科学时期、计算机科学与技术常规科学时期、计算机科学与技术革命时期。

首先，对于第一个时期来说，也可以大致归纳于三个阶段——计算工具的发展阶段、机械式计算机的发展阶段、继电器式计算机发展阶段。由此也可以看出，计算机科学与技术前科学时期的时间跨度比较大，而且各种思想和学派比较繁杂。不论是计算工具阶段、机械式计算机阶段还是继电器式计算机发展阶段都没有系统的结构，也没有相关的指导理论，所以整个的发展来看，方向非常地模糊，发展进度的衡量标准也不明确。而这些都是库恩的前科学时期的典型特点。虽然，计算机科学与技术的前发展阶段存在很多突出的问题，但是这个阶段的一些基本原理和基本思想是现代常规科学时期的电子计算机发展的基础。

其次，计算机科学与技术常规科学时期。在这个时期人类历史上真正的第一台电子计算机诞生，而且理想计算机理论和计算机体系结构的提出，为计算机的发展提供了一定的理论标准，计算机科学与技术的发展形成了一个相对稳定的范式，这个范式的形成，有效地促进了计算机的快速发展。在这个时期计算机的演变经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、大规模集成电路时代、智能计算机等阶段。③

第三，计算机科学与技术的革命时期。这个时期虽然计算机的发展非常地迅速，而且功能也在不断地完善。但是计算机科学与技术的发展与摩尔定律密切相关。有相关专家在回顾40年来半导体芯片行业的发展中提出在今后的几年里摩尔定律可能还可以适用。但是，如果晶体管电路的性能接近极限的话摩尔定律将走到尽头并有可能完全失效。所以，很多专家预言，一旦摩尔定律走到尽头，电子计算机科学与技术发展的革命必然到来。

3 基于库恩理论计算机科学与技术跨越式发展的可能性分析

通过上面的分析可以看出范式其实是一种相对稳定的模式，一般来说一种范式要被彻底地必须有一个长期积累的过程。必须要一定的量变才会引起最终的质变，一种旧的范式才能被一种新的范式替代。而单个的事实或单个事件通常不能证实或一种范式。所以，对于计算机科学与技术来说，只有当旧的范式不能满足实际需求的时候，而且有更好地范式代替旧的范式时，才会出现新旧范式的更替。所以，从这个意义上来说科学革命的实质就是新旧范式的转化、过渡或者更替。

同时，计算机科学与技术的发展存在很大的潜在威胁性，所以很多相关工作者及科技研究人员，都在致力于研究一些新材料和新技术。如果这些新材料和新技术的研究能够在危机出现之前研究出成果的话，就可以有效地避免危险的出现。这样就可以有效地实现计算机科学与技术的跨越式发展，计算机科学与技术就可以从以电子计算机为标志的常规科学阶段，直接进入新的常规科学阶段，而这必将加速计算机科学与技术的发展。现阶段人们正在着力研究的新领域包括：光子计算机、量子计算机、DNA计算机等。

4 结语

通过论文的分析可以看出，库恩理论的提出揭示了计算机科学与技术发展的内在规律，基于库恩理论的计算机科学与技术的发展历程可以分为前科学时期、常规科学时期以及科学与技术革命时期三个时期，而且基于库恩理论计算机科学与技术跨越式发展的可能性很大。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。

注释

① 杨玉成.拉卡托斯的研究纲领和经济学方法论[J].自然辩证法研究，2011，（2）.

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关键词：计算机科学与技术；创新能力；培养途径

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）34-0127-01

随着社会的信息化发展和科学技术的更新，对计算机科学与技术专业的学生提出了更高的要求，不仅要求学生熟练掌握计算机基础知识和操作技能，而且需要学生有良好的创新精神，可以适应社会发展的需求。因此，分析培养计算机科学与技术专业学生创新能力的途径，对培养计算机专业人才有着积极的意义。

1计算机科学与技术教学中存在的问题

1.1创新氛围淡薄

很多高校没有意识到创新能力在促进学生全面发展中的重要性，积极为学生营造良好的创新氛围，而是过分注重学生对理论知识的掌握，使学生形成了“重成绩轻能力”的错误观念，对培养学生的创新意识产生了不利影响。

1.2师资队伍较弱

计算机科学与技术的知识更新非常快，需要教师与时俱进，不断学习来充实自己，以满足教学的需要。但是很多高校教师虽然教学经验丰富，但是因为年龄或者教学任务繁重，无法及时对自己知识含量进行更新，这在一定程度上也影响了学生对知识的吸收与学习。

1.3教学模式陈旧

在计算机科学与技术教学中，很多高校教师仍然采用“灌输式”的教学方法，对计算机理论知识照本宣科，既无法适应计算机科学与技术的教学要求，又对发挥学生的主观能动性和培养学生创新能力造成了阻碍。

1.4教学结构不足

在计算机科学与技术教学中，很多高校因为教学经费有限，没有合理安排好专业课程和实践课程的教学，使学生得不到实践锻炼的机会，课堂所学理论知识和社会需求相互脱节，无法满足社会对学生实践操作能力的要求。

2 培养计算机科学与技术专业学生创新能力的途径

2.1营造良好的创新环境

一方面，高校各个职能部门需要达成共识，坚持素质教育和创新教育的观念，营造良好的创新环境和创新氛围，让学生成为学习活动的主体，给学生学习的选择权与自，充分挖掘学生的潜能，促进学生的个性化发展。另一方面，高校教师需要鼓励学生敢于提出质疑，对计算机理论知识进行积极地思索和论证，养成勤于分析和思考的习惯。对学生提出的不成熟创新想法，高校教师需要给予鼓励和支持，保护学生创新的积极性。

2.2加强教师队伍建设

首先，高校需要建设有创新精神的教师队伍。在计算机科学与技术教学中，教师需要利用自己的创新意识和创新能力去感染学生，唤起学生创新的创新欲望和问题意识，让学生积极参与到创新活动中。其次，高校教师需要建立正确的师生观，理解和尊重学生，与学生建立良好的师生关系，在教学中平等与学生进行对话与交流。对学生不同的见解和观念，教师需要坚持鼓励与支持的态度，帮助学生摆脱思维定势的束缚，让学生感受到来自教师的认可与肯定。最后，高校教师需要注重提高素养，学习和吸收新知识、新观念，在教学中以多元化的视角进行理论知识讲解，从而拓宽学生的思维，丰富学生的知识结构。

2.3注重教学模式改革

在计算机科学与技术教学中，教师需要坚持以学生为教学活动的主体，结合学生的兴趣爱好、性格特点和学习能力，优化课程教学内容，使教学活动更贴近于学生的需求，培养学生发散性思维和创新意识。同时，高校教师需要在教学中锻炼学生的实践操作能力，依据教学内容和教学要求，开展计算机知识的竞赛活动，或者让学生参与科研课题的研究与开发，从而调动学生学习的积极性与主动性，让学生在对计算机知识学以致用过程中感受到成功的愉悦，激发学生创新的热情。

2.4 积极开展创新活动

在计算机科学与技术课堂教学外，教师需要引导学生积极开展创新活动，为学生提供充分的想象空间和创新空间。例如教师可以组织学生参加科技节，帮助学生认识计算机与信息技术等领域的学术动态与最新研究成果，体会创新观念对计算机科学与技术教学的意义；建立科技小组，带领学生进行科技创新，在潜移默化中培养学生的创新意识；组织学生参加电子设计、计算机程序设计和动漫设计等各种竞赛活动，利用竞赛活动增强学生的实践动手能力与创新能力。

3 结束语

总之，社会的信息化发展和科技的更新，对计算机人才的创新能力要求更高。高校只有营造良好的创新环境，加强教师队伍建设，注重教学模式改革和积极开展创新活动，才能真正培养学生的创新意识，为学生的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 熊晓波.计算机科学与技术专业学生创新能力培养探索[J].计算机光盘软件与应用，2012（7）：210-211.

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关键词：计算机；科学与技术；实践教学；技能操作；体系与规范

推行实践教学体系与规范对提高学生操作能力、树立系统观念、培养创新能力有很大的帮助，提升教学水平，为高校发展奠定良好的教学基础。而现阶段，仍有很多高校对实践教学体系与规范的重要性还没有正确意识到，尤其是在计算机科学与技术教学实践中存在很多问题，导致教学质量一直处于停滞不前的状态，加大独立的实践教学体系的构建力度、改进计算机科学与技术专业的培养方案、更新学校的实验仪器设备是目前改善教学质量的有效途径。

1推行实践教学体系与规范的重要性

1.1提高学生实操能力。计算机科学与技术实践操作能力主要从实践教学体系与技术的培养与锻炼中获得，高校实施实践体系教学方式的主要目的就是为了为学生提供更多的动手操作机会，将计算机科学与技术的理论知识应用于实际操作中，促使理论知识与实践操作相融合，培养更加优秀的计算机专业人才。现今社会的发展，对于计算机专业人才的能力更加注重于实际操作能力，即便满腹荆门的拥有理论知识，若不懂得如何有效地实践与发挥，也是无事于补，为了更好地迎合社会发展需要，全面提高学生动手操作能力有一定的必要性。1.2帮助学生树立系统观。计算机专业是一门具有系统性、操作性、综合性等特点的学科，并且随着高新技术的研发以及网络技术、信息技术等众多科学技术不断应用于社会各个角落，这使计算机科学与技术的发展空间越来越大，这也是高校学生必备计算机技术操作能力的主要原因，而通过实践教学体系与规范的落实，可以有效促进学生系统观念的转变，大大提高学生对计算机系统性知识、分析与应用等基础能力的掌握。同时，实践教学体系与规范的落实也是促进教学不得不改变传统教学观念的主要因素，为了更好的体现实践教学体系与规范的意义，必须加强教学方法与方式的创新，从多方面改善引领学生树立正确的系统观念以及培养学生理论与实践综合能力。1.3培养学生创新能力。创新是企业发展的不竭动力，持续、合理的创新能够使行业永葆生机和活力。针对计算机科学与技术人才培养所推行的实践教学体系与规范能够在保证学生基本理论体系和操作能力掌握的基础上，通过实践锻炼了学生分析、解决实际问题的能力，进一步深化了学生的理论知识，拓宽了学生的创新思维，对于学生今后的创新发展是十分有必要的。

2高校计算机科学与技术专业实践中的问题

2.1实践教学内容和方法相对滞后。目前，高校教育中对计算机科学与技术专业学生的培养目标本来应该集中于理论知识和实践知识的教学，但是我国范围内大多数高校的教学中点主要偏重于理论知识的教学，导致实践教学内容以及方法比较落后。久而久之，学生在学习计算机科学与技术专业的时候比较重视理论而忽视实践，使得学生的成绩综合评定不够完善，即使卷面成绩比较高，也并不能说明学生对于计算机科学与技术专业的掌握度高。随着我国教育改革的发展，要想提升我国高校学生的综合教育素质，就应该重视实践教学内容以及方式的更新，尤其是目前许多实验室中的实践设备没能做到足够开放，使得学生的技能练习受到阻碍。2.2实验教学的设备、师资和技术人员不足。随着高校学生的扩招，越来越多的学生涌入了计算机科学与技术专业。但与之不能匹配的是，高校实验教学中的教学设备、师资力量以及技术人员的设置。我国当前高校均存在一定程度上的设备陈旧问题，学校大肆扩招也使学校的师资力量无法满足学生的学习需求，在进行实践教学过程中，技术人员的不足也为学校的教学带来不便。2.3实践教学体系不健全。在进行实践教学过程中，健全的实践教学体系，是保障实践教学效果的基础。一般的高校将实践教学分为三个部分，别为为认识、生产、毕业。在体系不足、训练基地的配备不足等情况下，许多高校的上述三个部分无法完成，即使完成的质量也不高，对计算机科学与技术专业的实践带来阻碍。

3加强计算机科学与技术专业实践教学的规范措施

3.1加大独立的实践教学体系的构建力度。实践教学与传统的理论教学有区别也有联系。实践教学应当以学生掌握了专业的系统的理论体系的前提下，对理论知识进行实际应用和对各项理论知识的检验。因此，各个高校应当重视实践教学体系的建立和完善，有效培养学生的专业素养、实践技能和创新思维。实践教学体系的构建应当包括课内的实践教学与课外实践教学两方面。为此，高校应当在校内建立实践教学实训室，与各个企业合作，建立一些校外的实训基地，积极组织学生的实践活动的开展，给学生提供一个真实的实践环节，提高学生的动手能力、操作技能及对理论知识的应用，帮助学生更好的利用现有知识处理实际问题。3.2改进计算机科学与技术专业的培养方案。传统的过于偏重理论教学的计算机专业人才培养方案已经不能适应市场经济大环境的变革。对于计算机专业而言，专业人才应当是知理论，懂编程，会操作，能维护，敢创新的综合型、应用型的人才。因此，高校应当对计算机专业人才培养方案重新审视和定位，通过学习先进院校培养模式，并根据现阶段社会发展的需求，为学生量身定做出适合学生全面、高素质发展的培养方案。寻找最佳的教学资源，创新教学培养模式，加快计算机专业人才的知识与技能培养，促进其全面和高素质的发展。并根据市场需求，积极完善相应的专业实践体系。3.3更新学校的实验仪器设备。随着社会生产化水平的不断加快，我国生产制造行业也在逐步改革和升级，而且随着信息化时代的发展和国内外交流的不断深入，一些仪器和设备越来越专业和精密。计算机科学与技术专业的实践教学，既需要有软件环境的支持，也需要有专业的仪器和设备。但是现阶段学校的实验环境水平和仪器设备较为落后，不能适应新时代的教学要求。因此，各个院校应当根据自身实际情况，逐步对现有的设备进行更新和升级，积极学习国内外先进的技术，院校还应当加强与企业之间的深入合作，寻求企业对校内实验和实训设备的支持，选取工业上实际应用的实验设备，这样才能给学生提供一个真实的实训环境，不至于学生实践能力与实际能力脱节。因此，高校要理论与实践相结合，建立完善的培养体系，加强校内实训中心及校外实践基地的建设，以培养应用型、创新型的计算机综合人才为目标。

作者:王楚涵 单位:齐齐哈尔铁路工程学校

参考文献

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关键词：信息技术；问题；对策

当前，以计算机技术和网络技术为主的信息技术正全面而深刻地影响着世界经济和社会发展的进程，先进的信息技术推动着国家经济和社会的发展.因此，信息技术的发展水平、教育水平和应用水平的高低，已经成为推动和制约社会发展的重要标志。众所周知，计算机科学既是一个知识更新快，新技术、新器件和新方法不断涌现的科学，又是一门实践性应用性很强的学科，计算机的应用已渗透到社会的各行各业和各个领域，而且任何一个计算机应用都会在中学生中普及和开展计算机科学与技术教学是适应社会的需求，也是21世纪对人才的基本要求。如何保证教学质量，培养学生的技术能力，是每一位教育者研究的方向和命题。但是，从现实中，不难看出，开展这项教学工作还存在一些问题，解决问题成为教师深入研究并不断改进、制定最佳方案的根由，笔者认为，唯有此，才能不断提高中学生的信息技术能力和教师自身的专业水平。

一、存在问题

（一）传统教学模式与现代计算机学的实践教学模式的矛盾。多数学校的授课教师由于受到应试传统教育模式的影响，在计算机授课的过程中往往按照传统的应试教育方法进行授课，这样一来计算机的课程很难对学生有吸引力，即使现在很多学校有了自己的多媒体教室、计算机机房，但是计算机科学的发展瞬息万变，很难满足学生知识的个性化需求。

（二）应试教育的局限性导致，很多重要性考试的科目中计算机课程的分值几乎为零。由于计算机的科技知识瞬间性，很多学校对计算机课程安排相对较少。大部分学校认为，和其它教学科目相比，计算机科目课程相对不太重要，课程安排不仅时间短，而且教材内容呆板，长期不变，不能及时更新，直接影响到中学生的信息技术教育。

（三）教学内容陈旧，教学方法落后。在教学内容、课程体系和培养模式上存在问题.难以满足计算机行业应用的需要。

（四）压缩计算机信息与技术课程，教学时间不充足。学生上计算机信息与技术是一种游戏心态，不重视，不进取。

（五）教育经费投入不足。教学设备数量少、质量差，尤其是硬件设备更差，并且实验设备更新缓慢，教育设施缺乏，学生难以得到较先进的综合型训练。

（六）教师学历层次、职称结构不合理，教学水平相对偏低。

二、对策

（一）学校方面要认识到重要性。面对计算机科学与技术教学存在的问题，首先学校要有统一的认识，认识到本门学科的重要性，从而在制定总体教学计划时，综合考虑到计算机科学与技术课的授课时间，解决硬件问题，配备齐全计算机，并能够将其纳入到必考学科之中，引起教师的重视和学生心中的重要性。要通过培训等，让计算机科学与技术教学的教师定期出外培训学习，提高专业水平，适应教育的需要，满足学生的需求。

（二）教师要认识到教学的重要性

1.教师的认识带动学生的认知。针对不少学生学习计算机课程目的不明确以及初中计算机课程不受重视这一问题，教师应该首先明确计算机课程的重要性，无论是对于教师自己，还是学生，都要明确计算机学习已经成为现代社会的必需。现代科技迅速发展，知识总量以前所未有的速度增加，计算机技术是现代信息科学技术的基础，是现代信息社会的主要技术之一，它已被广泛应用于社会的各个领域，对人类社会的进步与发展产生了重大而深远的影响，正在并将继续改变人类的学习方式、工作方式和生活方式。因此，计算机已经成为人们日常工作和学习中的必备工具，计算机能力也成为衡量一个人综合素质的重要指标。中学计算机教育是一项面向未来的现代化教育，是中小学素质教育的重要内容。计算机课程将逐步成为中小学的一门独立的知识性与技能性相结合的基础性学科，并为学生适应现代信息社会中的学习、工作和生活方式打下必要的基础。因此，初中教师要从思想上首先重视计算机教育，认真备课，在日常教学中多进行教法研究与教学交流，以促进初中计算机教学效果的提高。

2.突破传统教学走创新之路。计算机本身就是多媒体的重要组成部分，运用多媒体这一工具进行初中计算机辅助教学，意义重大。多媒体以图、文、声、像并茂的方式提供知识，不仅可以直观地展示教学内容，而且课程展示本身就是计算机的一种实际操作过程，教师会在教学过程中无形地渗透各种计算机操作要领。教师在讲课过程中的每一步操作都是值得学生学习的内容，久而久之，一些常用的电脑技能，教师不用刻意讲解，学生耳濡目染就能内化于心。多媒体计算机能够改变单纯的说教模式，迫使“注入式”“填鸭式”等不适合计算机学科的教学模式退出课堂，为供示范练习和边讲边练等多种形式教学创造了条件，大大地提高了教学的灵活性。

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【关键词】计算思维 应用能力 创新能力 人才培养

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0135-02

1 前言

众所周知,计算思维(Computational thinking)能力是计算机专业人才的最基本、最重要的能力之一[1]。目前,我国高校的计算机科学与技术专业通常会先在课程体系中安排以数学分析为基础、以实数为主要运算对象的课程,接着安排以离散数学为代表的、以抽象集合及元素为运算对象的课程,希望能通过这些课程的学习来培养学生的计算思维能力。尽管计算机科学在本质上源自数学思维,它的形式化解析基础筑于数学之上,但是仅仅通过数学课程的学习来使学生弄清计算思维的基本概念和内涵是不够的,而且进程太慢。

对于刚刚进入大学进行专业学习的大学生来说,他们在中学阶段获得的计算机知识是有限的,没有专业的背景,并没有认识到计算思维能力对计算机专业学习和能力培养的重要性。如果我们能在一年级就帮助学生对整个计算机科学有一个整体的认知,处理理解计算机科学的概念、思想和基本方法,将有力于学生尽快完成从中学到大学学习方式方法的转变,有助于学业的完成。

因此,我们有必要从计算思维的角度向学生阐述计算机学科思想与方法论,使学生一开始对专业课程学习有一个比较准确的定位,对计算机科学的专业内涵和方法论有所了解,从而进一步明确学习的目标,培养自己良好的学风。

2 计算思维与计算机专业学习导论

J. M. Wing教授在《Computational Thinking(计算思维)》一文中指出[2]:计算思维是建立在计算过程的能力和限制之上的,不管这些过程是由人还是由机器执行的。计算方法和模型给了我们勇气去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为,它涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列思维活动[2]。

从计算机发展的历史来看,目前的计算机已经成为适合于每一个人的“一种普遍的认识和一类普适的技能”[2]。一定程度上,这也意味着计算机科学从前沿高端到基础普及的转型[3]。

为了使计算机专业的学生一开始就能对专业的课程体系和知识体系有一个比较清晰的了解,我们必须给学生提供一门导引型课程,站在计算思维的高度和广度来论述计算机学科的基本概念、基本方法和发展趋势,讨论学科的内涵和本质,科学地为学生们进行正确的导学。

为此,针对初入大学的计算机专业学生,我们设置了“计算机科学导论”课程,并在课程的教学中坚持运用科学哲学的思想方法和高级科普的深刻定位[4],首先从科普的层面教育和帮助学生认知计算机科学与技术学科,对学生进行一次整体的专业学习“导游”,达到既“授人以鱼”,也要“授人以渔”的教学目的。

3 计算思维与学生能力的培养

3.1 计算思维与学生思维能力的培养

计算思维是人类求解问题的一条途径,它影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响着我们的思维能力。过去,人们都认为计算机科学家的思维就是用计算机去编程,这种认识是片面的。计算思维不仅仅是程序化的,而是在抽象的多个层次上进行思维[2]。人是个活体,具有丰富的想象力和创造力。利用计算机,人们可以用自己的智慧设计实现了各种各样的应用系统,解决了那些计算机诞生之前不敢尝试的问题,拓展了人类征服自然、改造自然的能力。

计算机科学与技术的方法论是对计算机领域认知和实践过程中的一般方法及其性质、特点、内在联系和变化发展进行系统研究的学问,是认知计算机科学的方法和工具,也是计算机科学认知科学的理论体系[5]。

我们通过在“计算机科学导论”课程从计算思维的角度来阐述计算机科学与技术方法论,可以有助于学生在学习专业的伊始就站在计算思维高度来看待专业的学习,注意培养自己严谨的抽象思维能力,使计算思维的精髓融入分析问题和解决问题的学习和实践过程中。这对培养学生的思维能力是非常有效的。

3.2 计算思维与学生应用能力的培养

计算机科学又从本质上源自工程思维,因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统[2]。目前,计算机应用已经深入到各行各业,融入人类活动的整体,解决了大量计算时代之前不敢解决的问题。

然而,由于目前计算机能力的有限性,许多科学问题和工程应用问题依旧亟待解决。解决这些问题将会激起我们的好奇心和创造力。计算机学科就是在挑战问题、解决问题的过程不断得到发展的,计算思维能力也在分析问题和解决问题的实践当中得到充实和提高。

对计算机专业来说,实践是指计算机学科的设计过程,基础的技能是每位学生未来适应社会、为社会服务所必须掌握的。学生的应用能力一般是指编程能力和系统开发能力,它是要通过实验教学环节不断加深和加强。在这其中,不断拓展对计算思维的理解和认识是非常重要的。在这样的思维指导下,学校和教师可以为学生提供多样化的学习方式,使学生能在知识海洋里比较自主、自由地“航行”。例如,在计算机专业课程的学习中,教师可在给定范围后,让学生上机自由操作,支持和鼓励学生提出问题并自行解决问题,鼓励学生进行科技创业活动。这样做将有利于发挥学生的想象能力,培养学生的创造性思维。

为了培养学生的应用能力,我们贯彻了以学生为主体的教学理念,实行“边学习、边设计开发、边实践”的教育过程,在传授科学知识的同时,培养学生的系统开发实践、技术研究与认知能力,提高其综合素质。通过学习知识的过程,参与科技活动,培养了学生计算思维能力和应用开发能力,增强了学生可持续发展能力和认知能力。

3.3 计算思维与学生创新能力的培养

创新是一个民族生存、发展和进步的原动力。计算机科学与技术作为一门新兴的技术学科,知识和技术的创新显得尤为重要。在注重基础和应用能力的培养基础上,要培养学生的创新能力,必须注意加强学生知识融通与学习能力、迁移能力的培养,使学生在横向和纵向两个方向对所学专业有较好的宏观把握。

我们以为,计算思维能力的培养对计算机专业学生创新能力的培养是至关重要的。创新要靠科学素养和理解科学,靠科学的思想方法[4]。学生掌握了科学的思想,就能在今后的学习和生活中多层次、多视角、全方位地观察和理解客观世界的变化,运用已经掌握的知识和科学方法去理解事情、发现问题、提出问题、参与讨论、解决问题或找到解决问题的途径和方法。可以说,计算思维能力是计算机专业学生必备的科学素养之一,也是创新型人才应该必备的首要条件之一。

在培养学生的创新能力过程中,首先必须启发和培养学生的计算思维能力,使学生深刻地理解计算机科学与技术学科的方法论;然后在此基础上,把创新教育融入学生培养和教学活动中,培养学生在计算机科学领域的创造性,激励学生进行思想创新和技术创新,激发学生对计算机科学技术这一块神秘圣地的好奇心,以及培养怀疑精神和求异思维。另一方面,在教学过程中,应该主动为学生的学习活动设置符合学生计算思维能力和创新能力培养的教学内容,给学生们展开讨论和交流提供机会与场所,使学生积极主动地进行探索式学习,相互启发、相互鼓励,培养学生的创新意识。这就要求教师在教学内容的设计上要体现当代教育思想,讲课内容要新颖、有趣。例如,我们可以利用现有的教学条件,尽可能设置创新情景,使学生感到在一个真实的创新环境中,自己成为创新人员之一。也可以与一些有实力的科技开发公司合作,联合设置一些有利于学生开展科技开发和软件设计的学生创新实验室。这个创新环境应尽量与社会现实基本保持一致,这样有利于学生毕业后顺利地进入角色,开展创新活动。同时,作为一名专业教师,应主要体现一个“导”字,即正面启发诱导,侧面辅导,后面督导,通过精心的环境设计把学生带入主动探索、独立钻研、活化知识的境界。

4 结语

J. M. Wing在文献[2]中指出:当计算思维真正融入人类活动的整体以致不再是一种显式之哲学的时候,它就将成为现实。我们应该在培养计算机专业人才过程中,培养学生面向计算学科思维的能力,使学生真正理解计算学科的内涵和分析问题、解决问题的方法,而不是把人才的能力培养仅仅局限编程和系统设计开发上。

参考文献

[1] 蒋宗礼.以能力培养为导向,提高教育教学水平[C].大学计算机课程报告论坛论文集2007,北京:高等教育出版社,2007,p.24-29.

[2] J. M. Wing, Computational Thinking[J]. Communications of ACM,2006,49(3):33-35.

[3] 王飞跃.计算思维到计算文化.科学时报,2007.10.12.

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【关键词】 CDIO；创新型；工程教育；教学模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）9-00-02

1 引言

创新型人才是社会发展的需求与动力，我国发展战略的核心是建设创新型国家，其本质是培养创新人才[1]。高等院校作为社会输出人才基地，承载着培养社会需求的创新性人才的使命。目前我国的工程教育规模居世界首位，但对于工程教育创新性、人才培养质量等方面相对比较滞后，因此，教育部鼓励高等院校积极进行工程教育改革，对高校的人才培养模式与培养目标进行改进与优化，解决目前存在的工程教育体系不健全、工程教育和工业界脱节、课程体系相对陈旧、教师队伍缺乏工程经历等问题[2]。基于CDIO理念的工程教育是目前最热门的一种工程教育模式，教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”其目的就是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。

2 CDIO理念的工程教育模式

CDIO工程教育理念是近年来国际工程教育改革的最新成果，它由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究而建立的一种新型的工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[3]。，从2006年汕头大学工学院成为中国第一个CDIO国际合作组织成员开始，目前我国已经有几十所高等院校都进行了CDIO的工程教育改革。

基于CDIO理念的人才培养模式注重对学生的实践能力、创新能力、团队合作能力、沟通能力等方面的培养，它是以市场需求为导向，实际项目为载体一种新型的创新型人才培养模式。

3 基于CDIO的计算机科学与技术专业教学模式

我院以培养工程应用性人才为目标，于2010年引入了CDIO的工程教育理念，对现行的教学模式进行了相应的改革，提出以培养创新型人才为目标的CDIO工程教育模式，计算机科学与技术专业是首批试点改革专业。

基于计算机科学与技术专业的培养目标与专业特点，为了更好实现CDIO理念的创新型人才培养目标，提出了基于理论、实践、素质三位一体的教学改革模式[4]，以课堂教育为起点，将CDIO的四个环节与实践教学过程结合，强调在教学与实践过程中结合法律、道德与文明等素质教育，使教学与实践、理论与应用、学术与工程全面结合，培养有高度综合素质、有创新能力的应用型人才。

3.1计算机科学与技术的知识体系

计算机科学与技术的知识体系分三个层面，即知识领域（area）、知识单元（unit）和知识点（topic）。知识领域是其最高层次，表示特定的学科子域，具体划分为14个知识领域，131个知识单元和808个知识点。计算机科学与技术的14个知识领域，如表1所示。

3.2计算机学科的问题空间

问题空间是对问题解决活动时在其中发生和进行的内部空间，它是由美国计算机学会、信息协会、和电气电子工程师协会计算机分会经专家研究后提出的。利用问题空间分析计算机学科不同专业、不同方向的知识结构与应用取向，其问题空间如图1所示。

在图1中，左边圆角矩形的阴影部分是计算机科学的问题空间，从问题空间中可以看出，计算机科学方向的知识取向与技术分布是注重计算机专业的理论知识，培养的是计算机的综合应用能力，包括软硬件系统的应用；虚线的椭圆形部分是软件工程的问题空间，它强调的是软件方法与技术，理论、开发、应用并重。

3.3教学改革方案

借鉴我系开展的“学生创新思维及创新能力培养链”研究成果，对传统的课堂教学进行调整，基于计算机科学与技术专业的人才培养方案要求，将学生的培养目标与培养方式相结合，以毕业设计为运行轨道，借助于科技活动平台，将理论、实践、素质的人才培养目标结合在一起，为培养创新型应用人才目标滚动发展。

3.3.1教学总体规划

为了避免循规蹈矩，将学生的知识学习、素质教学、创新能力培养相结合，开展科技创新活动与项目教学。在学生入学教育过程中，使学生明确自己的学习目标，借助于启发性的教学，鼓励学生的参与式、互动式学习，让学生从中学的被动式学习转向高等学校的主动式学习。同时，实施学生的导师制，由专业教师从专业知识的体系结构、学习方法、学习方向、能力培养等方面引导学生认识计算机科学领域，为大学的学习做好规划。

基于导师制，依托毕业设计的运行轨道，将课堂教学、实验教学、课程设计、科技活动、科技竞赛相结合，从第一学期开始引导学生了解专业学科、专业课程与专业学习，并结合课程的学习，将学校、二级学院及系的各种科技活动与竞赛结合，培养学生的学习主动性与积极性。

3.3.2教学模式的CDIO架构

以CDIO工程教育理念为指导，依循工程项目的生命周期，将教学与创新能力的培养结合，在教学过程中注重专业能力、实践能力、创新能力、团队合作能力的挖掘与培养，将构思、设计、实现、运作的过程运用到课程的教学中。依托毕业设计这一运行轨道，将毕业设计作为一个系统过程，结合课堂教学、课程设计、科技活动和素质教育，使学生的大学学习成为一个系统产生的流水线，其教学模式的CDIO架构如图2所示。

学生每一学年的学习是一个循序渐进的过程，第一学年重点在于构思，学生处于认知状态；第二学年重点在于设计，学生处于建设状态；第三学年重点在于实施，学生处于构造状态；第四学年重点在于运行，学生处于统筹状态。

3.3.3人才培养进程

基于CDIO的创新型人才培养，它依托于基本的课堂教学，但又高于普通的教学，借助于实验、课程设计、科技竞赛等形式[5]，形成一种以理论教学为基础，科技实践为过程，素质提升为要素的立体式人才培养体系，其人才培养进程如表2所示。

基于能力素质的培养过程，在立体式的人才培养体系中，各阶段的培养目标既相互独立又相互联系，理论、实践和素质之间的联系纽带是毕业设计，以毕业设计为轨道，是导向性的知识进化方法。针对目前大学生存在创新能力与创新意识薄弱的弊端，以毕业设计为导航，基于学生的平时课堂学习，明确学生学习目标，引导学生素质与创新能力的综合培养，实现过程能力的提升与素质进步，实现创新型人才培养的目标。因此，把毕业设计作为轨道是教学改革的有效过程与方法。

4 结语

本文在分析目前高校人才培养模式与培养目标的基础上，阐述了基于CDIO的工程教育理念的创新型人才培养模式，结合我院开展的CDIO教学改革，以计算机科学与技术专业为例，分析了计算机科学与技术专业的课程体系、培养目标、教学改革的总体规划与进程，将CDIO的工程生命周期与教学环节相结合，为提高教学质量、培养具有创新型应用性人才起到积极的推动作用。

参考文献

[1]张德江.如何培养创新人才[N].中国青年报，2009-4-11.

[2]颜辉.基于CDIO的创新型工程人才培养模式研究[J].吉林工商学院学报，2012.

[3]顾佩华，沈民奋，李升平，庄哲民，陆小华，熊光晶.从CDIO到EIP-CDIO―汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）.

篇(7)

摘要：本文针对计算机科学与技术专业学生的社会需求与就业状况进行了分析，对应用型人才的培养方案、目标以及相应课程体系建设进行了阐述，特别对实践教学环节内容的设置，提高学生动手能力和应用能力进行了说明。提出了三种形式的具体教学方法与手段。

关键词：计算机科学与技术；应用型人才；教学；应用能力

中图分类号：G642

文献标识码：B

1前言

在当今软件行业蓬勃发展的时代，计算机教育面临着新的发展机遇也面临着新的挑战。很多高校认识到发展应用型本科教育既是社会经济、科技发展的要求，也是教育发展的要求，有利于更加合理地调整高等教育的结构，为此将办学宗旨定格为应用型教育，且经过几年的探索和实践，已形成了一套相对完整的计算机科学与技术应用型/本科专业的培养方案和教学体系。但综观现存的人才培养模式，也依然存在不少弊端，如理论脱离实际、专业教学的改革落后于计算机及软件技术的发展，课程和教材内容对学生综合实践能力的培养重视不够，教师因缺乏实际软件工程和项目研发经验而只能是“纸上谈兵”。凡此种种情况表明，如何全面贯彻落实科学发展观，进一步深化计算机类专业教学改革，以“质量工程”建设为契机，培养社会和企业真正需要的计算机应用型人才，是高等院校计算机专业当前急需进行深入研究和探讨的问题。

2高校计算机专业人才就业及社会需求分析

2.1学生就业与工作状况分析

计算机科学与技术专业的就业范围包括在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科技开发、软件开发与生产、信息系统建设、咨询与监理等工作，面向的职业岗位包括软件开发工程师、软件测试工程师、技术支持工程师、信息工程监理工程师、网络集成工程师等。另外，许多非计算机行业的公司里也需要大量熟悉计算机相关技术的工程师。然而，有相当数量的该专业毕业生一旦到了工作岗位，却不能立即胜任工作，综合分析，主要有以下几方面的影响因素：

(1) 专业定位与社会需求脱节，高校教育机制同市场脱轨，专业特色不突出

高等教育在计算机科学理论研究与知识推广方面有较大的优势，但在技术应用型人才的培养上层次单一，培养定位不清，专业定位与企业需求存在明显的偏差，而且一些院校对于“宽口径”和“复合型”人才培养的理解还存在着偏差，宽口径意味着加强素质和能力的培养，而不是什么都会一点的“万金油”。

(2) 教师教学方法陈旧，教学内容研究滞后

目前本科计算机专业教学课程设置陈旧，对新技术的发展跟踪不够，教学内容的设计存在明显的盲目性，甚至直接照搬其他重点学校的教学计划。

(3) 师资建设严重滞后

在许多学校，承担本科第一线教学工作的教师教学任务很重，无暇做科研项目，导致没有实际软件工程和项目研发经验，更缺少教学经验。由于IT行业的快速发展，这间接给专业教师教学造成了极大的技术压力。

(4) 实践环节欠缺

近几年来，各个院校都开展了基础设施的建设，建新机房，配置成百台高档微机等等。但设施条件的改善不完全等于教学实验环节的加强。高质量实验的设计，合格实验指导人员的配备，在一些学校只是口头上的一句空话。有些实验教师带实验课前自己几乎未做过相关的操作实验或编写过类似的程序，更谈不上指导学生。而学生也缺乏充足的、系统的、综合的训练。

2.2信息社会对计算机人才的需求

学校是为社会培养人才的，在大学办专业首先是要满足社会发展的需要。为此，对当前和今后若干年社会对从事计算机产业和信息化工作人才的需求作了以下分析：

(1) 计算机专业本科生的人才需求与国家信息化的目标及发展进程密切相关。计算机专业的毕业生就业出现困难，不是因数量太多或质量太差，而是满足社会需要的针对性不够明确。只有与社会需求的金字塔结构相匹配，才能提高各层次学生的就业率，满足社会需求，降低企业的再培养成本。

(2) 国内的大部分IT企业(包括跨国公司在华的子公司或分支机构)，都把满足国家信息化的需求作为本企业产品的主要发展方向。这些用人单位需要高等学校计算机专业培养的是工程型人才。

(3) 各企事业单位和国家信息系统的建设与运行，需要高校培养大批信息化类型人才。目前高校计算机专业在本科阶段对研究型和工程型人才的培养已有一定的基础，而对于从事信息化类型工作人才的专门培养则几乎是空白。

(4) 需要集学科、技术和产业思维于一体的复合型应用人才。复合型软件人才有两种类型，一种是既精通软件又精通硬件的基础理论和设计技能的人才；另一种是既精通软件基础理论和设计技能，同时又精通其他专业业务和应用知识的复合型人才。

3计算机应用型专业人才的培养目标与培养方案

应用型大学学科专业的人才培养特色应以培养应用型本科人才为主，而应用型本科人才是我国经济社会发展需要的一类新的本科人才。2006年教育部计算机专业分委会根据国内计算机科学与技术学科的现状和发展趋势，制定了计算机科学与技术学科《战略研究报告》、《专业规范》和《评估方案》，为我国不同类型高校计算机科学与技术本科专业的改革提供了理论依据和参考执行方案。文件的核心观点是“分类培养”，即不同类型的学校应该有不同的培养方案、教学计划和课程教学内容。

3.1人才培养目标

针对本科计算机专业教育目前存在的问题，教育部、IT企业界、IT专家及学者都作了有意的探索及尝试。从目前的研究情况来看，普遍形成了一个共识：本科计算机专业教育应根据IT产业发展情况，将“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展建设作为改革的重点，根据社会的需求和自身的实际情况，为学生提供不同类型的教学计划和培养方案，并具体提出了中国“计算机专业”人才培养“一种三类(四种)规格”的框架，即：

研究型：“计算机科学”(CS)

工程型：“计算机工程”(CE)和“软件工程”(SE)

应用型：“信息技术”(IT)

这样的框架结构符合国际上的趋势，也有利于将来参照国际标准进行认证。

在我国，传统的计算机专业教学体系一般着重于培养研究型计算机专业人才，但研究型人才毕竟是整体计算机专业人才体系中极少的一部分，计算机专业行业的发展及社会各界更多的是需要能够在企业从事产品研发的工程型和面向社会各行业使用计算机解决各类问题的应用型人才。应用型本科人才在培养规格、专业能力和工作岗位指向等方面要有别于研究型人才的培养。计算机专业应用型人才的培养目标应该是：培养面向社会发展和经济建设事业第一线，具有计算机专业技能和信息技术实践能力的高级应用型专门人才。

3.2人才培养方案