计算机与科学技术学科评估精品(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与科学技术学科评估范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

而在8月15日中国青年报也报道了上海交通大学世界一流大学研究中心的2011年“世界大学学术排名”（简称ARWU）。该排名列出了全球领先的500所大学，中国内地共23所大学榜上有名，清华大学再次进入世界前200名，北京大学、复旦大学、南京大学、上海交通大学、中国科学技术大学、浙江大学6所大学排在第201-300名。

2000年香港大学开始在内地招生，内地与香港名校的生源之争就此拉开了序幕，此后香港中文大学等其他港校的加入，更是使这场生源之争不断升级。而最近连续的两个大学排行榜，再一次把内地与香港名校推到了风口浪尖。虽然参考指标不尽相同，ARWU更注重学术性而QSWUR的指标更多样化，但QSWUR和ARWU两个排行榜中排名较前的名校却惊人的一致，即内地的北京大学、清华大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、中国科学技术大学和浙江大学，和香港的香港大学、香港中文大学、香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学。这12所名校基本上都是综合性大学，可以说各领域学科都有一定的实力，但根据两个排行榜的学科领域排行来看，各个名校又都有自己的一些优势学科和特色专业，下面，就让小编为你一一道来。

北京大学

在ARWU的学科领域排名中，北大在数学与自然科学（简称理科）、工程/技术与计算机科学（简称工科）、生命科学与农学（简称生命）、临床医学与药学（简称医科）和社会科学（简称社科）五大领域均未能进入100强，但在学科排名中北大的数学、化学、计算机和经济学/商学均位列76-100名，物理学科的排名也接近100名，实力毋容置疑。而在QSWUR的学科领域排名中，北大在艺术人文（第18名）、工程技术（第34名）、生命科学与医药（第24名）、自然科学（第17名）和社会科学/管理（第21名）均进入了50强，除工程技术外其余领域均为内地高校第一，展现了非常强大的综合实力。

在教育部组织的国家重点学科评估中，北大有18个一级学科为国家重点学科：哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学。北大的师资力量也很雄厚，在这些重点学科中还有16名国家级教学名师：赵敦华（哲学与宗教学）、蒋绍愚（中文）、陆俭明（中文）、温儒敏（中文）、阎步克（历史）、邓小南（历史）、高毅（历史）、姜伯驹（数学）、丘维声（数学）、张恭庆（数学）、王稼军（物理）、吴思诚（物理）、段连运（化学）、许崇任（生命科学）、祝学光（医学）、王杉（医学）。此外，还有北京市教学名师和校级教学名师，他们主讲的课程也多为精品课程。北大的国家级精品课程有90门，其中数学科学学院（6门）、物理学院（9门）、信息科学技术学院（5门）、中国语言文学系（8门）和医学部（19门）较多。

优势学科：哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学

清华大学

众所周知，清华的工科是最强的，两个大学排行榜也印证了这一点。在ARWU的学科领域排名中，清华的工科进入了50强（第45名），而理科、生命、医科和社科均未进入百强。学科排名中，计算机学科也进入了学科排名50强（第46名），而数学、物理、化学和经济学/商学未进入百强。在QSWUR的学科领域排名中，清华的工程技术排名第十，是内地和香港这12所名校中唯一排在前十位的学科领域。在清华的21个一级重点学科中，清华工科独占16项，包括：机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、水利工程、化学工程与技术、核科学与技术、生物医学工程、管理科学与工程。清华工科的国家级教学名师也是最多的，共有11名，他们是：申永胜（精密仪器与机械学系）、华成英（自动化系）、孙宏斌（电机工程与应用电子技术系）、李俊峰（航天航空学院）、范钦珊（航天航空学院）、李俊峰（航天航空学院）、钱易（环境学院）、郝吉明（环境学院）、胡洪营（环境学院）、袁驷（土木工程系）、傅水根（基础工业训练中心）。清华的国家级精品课程也有90门，工科课程占了一半以上（48门）。以如此强劲的实力，清华工科绝对是中国顶尖工程师的摇篮。

优势学科：上文所列的16个工科、数学、物理、化学、生命科学、工商管理、美术

复旦大学

根据ARWU的学科领域排名，复旦只有工科进入了世界百强（52-75名）。QSWUR的学科领域排名则显示，复旦的艺术人文（第49名）和社会科学/管理（第45名）进入了世界大学50强，工程技术（第98名）、生命科学与医药（第67名）、自然科学（第56名）均进入了世界百强，展现出较强的综合实力。复旦的一级国家重点学科有11个：哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合。国家级教学名师也基本上分布在这些重点学科，他们是：陈纪修（数学）、陆谷孙（外国语言文学）、袁志刚（经济学院）、范康年（化学）、陈思和（中文）、乔守怡（生命科学）、俞吾金（哲学）。复旦的国家级精品课程有38门，也基本分布在这些重点学科中。

优势学科：哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合

上海交通大学

与清华相似，上海交大的传统优势也是在工科。ARWU的学科领域排名中上海交大的工科进入了百强（52-75名），同时计算机学科也进入了学科排名的百强（51-75名）。QSWUR的排名中，工程技术排名第37位，在内地高校中仅次于清华和北大，而生命科学与医药（第124名）、自然科学（第114名）和社会科学/管理（第127名）位于百强之外，艺术人文则未上榜。当然，随着上海交大向高水平综合性大学的目标迈进，这些学科领域的发展后劲不容小视。上海交大9个一级国家重点学科全部与工科有关：力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程。国家级教学名师的分布则较广泛：洪嘉振（建筑工程与力学）、郑树棠 （外国语言文学）、乐经良（数学）、孙麒麟（体育）、王如竹（机械与动力工程）、林志新（生命科学技术）、郭晓奎（医学）。上海交大的国家级精品课程有20门。

优势学科：力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程

南京大学

南大在ARWU的学科领域排名中各领域均未进入百强，但化学学科进入了学科排名的百强（51-75名），高于北大的排名。QSWUR排名中南大较突出的领域是自然科学进入了百强，位列第85名，其余学科领域进入了前200名：艺术人文位列136名，工程技术位列163名、生命科学与医药位列193名，社会科学/管理位列131名。南大的一级国家重点学科有8个：中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学。国家级教学名师有10位：范从来（商学院）、卢德馨（匡亚明学院）、王守仁（外国语学院）、桑新民（公共管理学院）、左玉辉（环境学院）、沈坤荣（商学院）、徐士进（地球科学与工程学院）、周晓虹（社会学院）、刘厚俊（经济学院）、李满春（地理与海洋科学学院）。南大的国家级精品课程有56门。

优势学科：中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学、商学

中国科学技术大学

中科大的工科在ARWU的学科领域排名中也进入了百强（52-75名），而QSWUR的排名中，中科大的自然科学和工程技术表现突出，均进入了百强，分别位列第59名和第72名，而生命科学与医药则位列156名，而艺术人文与社会科学/管理均未上榜。中科大的一级国家重点学科有8个：数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术。国家级教学名师则有7名：陈国良（计算机）、李尚志（数学）、史济怀（数学）、施蕴渝（生命科学）、程福臻（天文与应用物理） 、霍剑青（天文与应用物理）、向守平（天文与应用物理）。中科大的国家级精品课程有13门。

优势学科：数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术

浙江大学

在ARWU的学科领域排名中，浙大的工科进入了百强（第52-75名），而学科排名中有两项进入百强：化学（76-100名）和计算机（51-75名）。QSWUR的排名也显示，浙大在工程技术领域表现突出，进入了百强（第68名），其余领域排名为：艺术人文199名、生命科学与医药206名、自然科学139名、社会科学/管理212名。浙大的一级国家重点学科有14个：数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、 管理科学与工程。国家级教学名师有10名：陆国栋（机械与能源学院）、林正炎（数学）、杨启帆（数学）、吴秀明（中文）、何莲珍（外语学院）、应义斌（生物系统工程与食品科学学院）、何勇（生物系统工程与食品科学学院）、吴敏（生命科学学院）、刘旭（光学）、朱军 （农学）。浙大的国家级精品课程有64门。

优势学科：数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、管理科学与工程

香港大学

在学科领域排名上，香港大学（简称港大） 在两大排行榜上的差异较大。在ARWU中，港大的各领域均未进入百强，仅在学科排名上有化学（51-75名）和计算机（76-100名）进入百强；而在QSWUR中，港大的艺术人文（第25名）、工程技术（45）、生命科学与医药（第28名）、自然科学（第46名）和社会科学/管理（第23名）均进入50强，是一所实力雄厚而均衡的名校。让人感到意外的是，虽然在QSWUR中以上领域的排名港大均低于北大，但总排名却是港大高于北大，这可能与港大的国际化程度很高有关。

由于香港地区院校不参与教育部组织的各种评估和评奖，因而没有如内地名校一样的国家重点学科等数据，只能根据以上学科领域排名及网络资料推荐优势学科。

优势学科：建筑、法律、医学、社会科学（包括心理学、社会学、政治与公共行政学、社会工作及社会行政学）、认知科学（心理学、计算机科学/人工智能、语言学、哲学及脑神经科学）、文学、化学、工程学（土木工程、土木工程/环境工程、计算机科学、计算器工程、电机工程、电子及通讯工程、讯息工程、工业工程及科技管理、后勤工程及物流管理、机械工程、机械工程/屋宇设备工程、医学工程）

香港中文大学

在ARWU的学科领域排名中，香港中文大学（简称中大）的工科进入了百强（76-100名），在学科排名中，中大有三个进入百强：数学（第50名）、化学（76-100名）、计算机（第30名，在12所名校中仅次于香港科技大学），优势突出。而在QSWUR的排名中，中大的五个学科领域均排名百强之列：艺术人文47名、工程技术82名、生命科学与医药60名、自然科学90名、社会科学/管理38名，同样是一所实力均衡而强劲的名校。

优势学科：数学、化学、计算机、中文、翻译学、新闻与传播、专业会计学、社会学、法律

香港科技大学

根据ARWU的学科领域排名，香港科技大学（简称科大）的工科排名第36名，为两地高校之冠，其社科排名52-75名，使科大成为十二名校中唯一有两大领域位列百强的；在学科排名中，计算机排名第21位，也是两地高校之冠，而经济学/商学也进入了50强（第45名）。QSWUR的排名中，科大的工程技术排名第22位，仅次于清华；生命科学与医药（第86名）、自然科学（第55名）、社会科学/管理（第43名）也实力强劲，艺术人文（第195名）则稍逊。因此可以说科大是一所工科优势比较突出的名校。

优势学科：工程学院、商业管理学院（工商管理）、理学院（数学、生物学）、人文社科学、会计、分子神经学

香港城市大学

在学科领域排名上，香港城市大学（简称城大）的工科在ARWU中也进入了50强（第42名），学科排名中则有两项进入50强：数学（52-75名）和计算机（第50名）。在QSWUR的排名中，城大的艺术人文与社会科学/管理展现较强实力，进入了百强，分别位列第79名和第72名，工程技术（第119名）和自然科学（第186名）也具有一定实力。

优势学科：商学、法学、创意媒体、数学、计算机、社会工作

香港理工大学

根据ARWU的学科领域排名，香港理工大学（简称理大）的工科进入了百强（52-75名），数学（76-100名）与计算机（51-75）进入了学科排名百强。在QSWUR中，理大在艺术人文（第172名）、工程技术（第91名）、生命科学与医药（第225名）、社会科学/管理（163名）等领域均具有一定的实力。

优势学科：酒店及旅游管理、辅助医疗（职业治疗、物理治疗、眼科视光学、放射学）、工程、物流

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这三所高校，在教育部的IT领域的专业排名中名列前茅。是中国IT人才培养的重要基地。这三所学校是很多想要在IT行业发展和成长的学子首选之处。每年高考收分也是相当的高。下面中国名校自主招生网的老师就来简单介绍这三所院校。

1、专业实力雄厚

既然是名校，那专业方面的实力更是不必说。在信息领域主要的一级学科共有4个，分别是：0809电子科学与技术、0810信息与通信工程、0811控制科学与工程、0812计算机科学与技术。这四个一级学科覆盖面广、积淀深厚、发展迅速、热门度高，是信息领域的核心学科，也是中国各大高校——尤其是C9高校和其他985高校重点发展的对象，因而竞争极其激烈。

在2012年的教育部学科评估中，0809电子科学与技术(简称“电子”)、0810信息与通信工程(简称“通信”)、0811控制科学与工程(简称“控制”)、0812计算机科学与技术(简称“计算机”)4个信息领域一级学科中“两电一邮”排名相当可观，其中0809电子科学与技术专业成电排第一，0810信息与通信工程专业北电排第一，其余几个专业这四所学校的排名也都靠前。

电子科学与技术

以电子器件及其系统应用为核心，重视器件与系统的交叉与融合，面向微电子、光电子、光通信、高清晰度显示产业等国民经济发展需求，培养在通信、电子系统、计算机、自动控制、电子材料与器件等领域具有宽广的适应能力、扎实的理论基础、系统的专业知识、较强的实践能力、具备创新意识的高级技术人才和管理人才，并掌握一定的人文社会科学及经济管理方面的基础知识，能从事这些领域的科学研究、工程设计及技术开发等方面工作。

信息与通信工程

一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业，涉及无线通信、多媒体和图像处理、电磁场与微波、医用X线数字成像、阵列信号处理和相空间波传播与成像以及卫星移动视频等众多高技术领域。培养知识面非常广泛，不仅对数学、物理、电子技术、计算机、信息传输、信息采集和信息处理等基础知识有很高的要求，而且要求学生具备信号检测与估计、信号分析与处理、系统分析与设计等方面的专业知识和技能，使学生具有从事本学科领域科学研究的能力。

控制科学与工程

研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为;而与各应用领域的密切结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科点在理论研究与工程实践相结合、学科交叉和军民结合等方面具有明显的特色与优势，对我国国民经济发展和国家安全发挥了重大作用。

计算机科学与技术

又称为资讯工程专业，主要培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、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、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。

2、三所院校各有优势

成电，坐落于有“天府之国”之称的成都市，由中华人民共和国教育部直属，位列“211工程”、“985工程”，入选国家“2011计划”、“111计划”、“卓越工程师教育培养计划”，1个国家工程中心，5个重点实验室，5个协同创新中心，ESI工程类学科全球前100。两电一邮成员，设有研究生院，是一所以电子信息科学技术为核心的全国重点大学，被誉为“中国电子类院校的排头兵”。

西电，简称“西电”或“西军电”，坐落于古都西安。是中央部属高校，直属教育部、工信部共建，国家首批“211工程”，是“985工程优势学科创新平台”、“111计划”、共建重大科技基础设施2个(国家九大科技基础设施之一)，重点实验室5个，3个协同创新中心，ESI工程类学科全球前100。“2011计划”重点建设高校(中国电子信息领域、邮电领域的“2011计划”牵头高校)，35所示范性软件学院的高校之一、集成电路人才培养基地的高校之一，56所获批设立研究生院的重点大学之一，也是北京高科大*盟的重要成员。

北邮，是中华人民共和国教育部直属的一所以信息科技为特色、工学门类为主体、工管文理协调发展的多科性全国重点大学，重点实验室2个，工程实验室2个。是国家“211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选“卓越工程师教育培养计划”、“111计划”、“国家建设高水平大学公派研究生项目”，是“北京高科大*盟”成员，为首批硕士与博士学位授权单位之一，由教育部与工业和信息化部共建，设有研究生院。

篇(3)

中小学信息技术课程可以追溯到20世纪50年代的计算机教育。近年来，随着计算机、网络技术的发展，以及人们对技术与社会关系认识的深入，它逐渐演变为一个目标多元、内容丰富、方法多样的现代教育领域，成为许多国家中小学的基础教育课程。考察国内外信息技术课程的发展历程，它大体经历了“面向学科知识”、“面向学科工具”和“面向学科思维”的课程开发取向，每种开发取向也表现出不同的课程特征。

1.面向学科知识的信息技术课程

以学科逻辑为根据、围绕知识结构组织起来的学习内容体系，即为面向学科知识的课程组织。20世纪70年代末，微型计算机的快速普及引发了教育学界的广泛关注，为占得信息化社会发展的先机，世界发达国家纷纷开设中小学计算机课程，程序设计成为当时计算机教育的主要内容。1981年，前苏联计算机教育学家叶尔肖夫(A.P.Ershov)在第三届世界计算机教育应用大会上作了《程序设计———第二文化》的报告，提出了“程序设计文化”的观点，他认为“是否具有编排与执行自己工作的程序的能力是人们能不能有效完成各种任务的关键。现代人除了传统的读、写、算能力以外，还应该具有一种可以与之相比拟的程序设计能力”。该观点反映出计算机程序学习的理念：希望学生通过程序原理的学习，了解计算机知识，掌握计算机操作过程，以适应计算机时代的生活。受程序设计观念的影响，我国中小学计算机教育初期也将“发展学生程序设计技能”作为主要教育目标。设计了掌握基本的BASIC语言，并初步具备读、写程序和上机调试的学习内容。从实施过程来看，程序设计课程为青少年创造了接触和了解计算机的机会，推动了计算机文化的普及。但是，从学生心理发展和学习过程来看，脱离了具体生活情境、忽视学生自身学习特点、抽象地向学生灌输计算机程序知识，无疑也是对青少年身心成长的一种摧残。此外，面对不断变化的信息化世界，计算机课程并不是要把每位学生培养成程序设计专家，而是希望学生能够具有信息技术学科的思维方式，正确理解计算机、人与社会的关系。因此，如何调动学生学习积极性、激发学生学习兴趣、发展学生独特的学科思维就成为信息技术课程设计所面对的新挑战。

2.面向学科工具的信息技术课程

20世纪80年代，计算机操作系统和应用软件日趋成熟，一些数据库管理系统（如Dbase）、电子报表系统（如Visculc）、文字处理系统（如WordStar）开始安装到微型计算机上，越来越多非专业的人员开始从事计算机应用工作。社会对计算机应用的现实需求促使中小学计算机教育从“程序设计”向“工具应用”转型，学习内容从前期的BASIC程序设计发展为计算机基础知识、计算机基本操作与使用、计算机常用软件介绍、计算机对现代社会的应用等主要内容。例如，美国东田纳西州大学科尔教授在第四届计算机教育应用大会上发表的《面向职员的计算机课程》中将计算机教育的目标界定为应用者能够在自己的教学科研、管理服务中把计算机作为一种有效的工具使用，其教学内容应该包括文字处理、电子报表处理、数据库、图像处理等应用软件的使用。这种“技术学以致用”的观点有着其存在的合理性，能够激发学生学习动机，特别是对即将毕业寻找工作的高年级学生来说，他们也非常希望学习一些实用的操作技能。但是从教育发展来看，基础教育毕竟不能等同于社会职业教育，其最主要的任务还应是促进学生综合素质的全面发展。事实上，如果过于强调信息技能操练，忽视信息技术本身所特有的解决问题的思维方法与应用策略，随着信息工具的快速发展，“当学生离开学校进入社会之前，他们所学的工具技能就已经落后于信息化社会的现实需要了”。

3.面向学科思维的信息技术课程

面向学科思维的课程设计强调学科知识与学科思维（DisciplinaryThinking）发展的结合，其目的是帮助学习者在知识学习的过程中形成独特的学科思维方式，全面理解生活中的世界。近年来，信息技术的革新推动了全球信息化的发展。随之，大众传媒摆脱了传统的单向、线性、控制的信息传播模式，进化为多元、互动、开放的信息化环境。信息受众也从被动的“接受者”成为信息“者”。在此充满新奇、变幻乃至诱惑的信息环境中，中小学信息技术课程就不应局限于信息知识掌握和信息技能操练上，甚至也不应停留于生活问题的解决上，而是更需要帮助青少年用信息技术学科思维方式理解信息世界，正确认识技术、个人、社会的内在关系，发挥信息技术的积极因素。多元智能专家霍化德•加德纳教授(Gardner,H.)在对学生多元智能发展研究中指出，“只限于学科知识（Subject-Matter）的学习虽然可以暂时增加学生的信息量，但过于强调知识记忆也会导致学生丧失解释新问题的能力，这就需要寻求一种新的教育设计方式，即面向学科思维”。美国教育技术协会在《学生教育技术标准》的修订版中就反映了信息技术学科思维的理念，增加了“批判性思考”和“数字化公民”的指标，指出学生要批判性地选择工具和资源，理解与技术相关的人、文化、社会的相关问题，安全、合法、负责任地使用信息和技术。面向学生思维发展的信息技术课程摆脱了“纯技术”教育的狭隘观念，从社会生态学的视角来理解信息环境中各要素的关系，希冀帮助青少年在“学技术”、“用技术”的基础上，能够从现实情境中，批判性地认识技术变革给信息环境带来的整体影响，并应用学科思维解决信息生活中的现实问题。综上可看出，信息技术课程开发的三种取向并不是截然对立的，而是随着研究者对信息技术课程认识的深入，从一个阶段向另一个阶段的发展。面向学科思维的信息技术课程是在继承信息知识、技术工具课程取向的基础上，关注学生内在思维发展，希望学生能够像“信息技术学科专家”那样深刻地思考信息化世界。

二、信息技术课程的学科思维：本质与特征

加涅（RobertMillsGagne）在认知心理学研究中将认识领域的学习结果分为三大类，即言语信息、智力技能和认知策略。其中，认识策略是指学生学习后形成的对内控制能力，以及调控认知活动的特殊认知技能，是学生内在价值的学习结果。就学科教育而言，其认知领域的教育意义既体现在外显的知识与技术学习方面，也反映在内隐的认识策略学习上。因此，信息技术课程在合理安排信息知识与技能、强调学生信息技术解决问题的应用行为时，更需要关注学生利用信息技术处理问题的内在思维发展，形成利用信息技术认识世界的独特思维方式，即计算思维、设计思维和批判性思维。

1.信息技术课程需关注学生的计算思维

算法是应用于计算机中产生特定结果的一种精确、系统的方法。从技术实现来看，它直接体现着计算机解决问题的方法与过程。近年来，随着信息技术工具的普及与推广，算法思想已广泛渗透于人们的日常生活、工作与学习之中。2006年，卡耐基梅隆大学周以真教授（JeannetteM.Wing）在计算机科学协会（ACM）年会报告中，明确提出发展学习者以算法为核心的计算思维（ComputationThinking），她认为“信息化社会的思维方式应是涵盖了计算机科学领域中所采用的最广泛的心理工具，是对问题解决、系统设计、人类行为理解的综合能力反映。发展学生计算思维就是要‘像计算机科学家’那样去思考信息化问题。当然，这些问题绝不只是应用于计算机科学领域，它适合信息技术所渗透的每一个角落。”显然，高度信息化社会的思维方式已超越了传统计算机环境中“为计算而思维（ThinkingforComputing）”的学术观念，而是将其放在信息化社会大背景下进行研究，形成“用计算而思维（ThinkingwithComputing）”的数字化生存的普适理念，以“算法”为核心的、关注人机互动的计算思维已成为信息化社会中处理问题的一种重要思维方式。2011年美国计算机科学教师协会（CSTA）研制的《中小学计算机课程标准》和2012年英国学校计算课程工作小组（ComputingatSchoolWorkingGroup，CAS）研制的《学校计算机和信息技术课程》都将计算思维作为课程的核心内容。发展学生“数据抽象、模型建构、回归验证、数字实现”的计算思维方式、提高学生利用信息技术解决问题的能力是信息技术课程的一种重要的内在价值。

2.信息技术课程需关注学生的设计思维

“设计”是一种创造性的规划活动，其目的是为事件、过程、服务以及在整个活动周期中所构成的系统建立一个高效的组织方式。西蒙（Simon）在《人工科学》中分析了“设计科学”的内容体系，认为设计不仅是技术教育的专业要素，更应是每个知书识字的人的核心素养。1990年，马奇（March.S）和史密斯(Smith.G)等人在西蒙理论的基础上系统阐述了设计科学的“概念、结构、模型与方法”，强调设计者要通过建立行为、形成知识、使用知识、评价知识来实现设计，并突出说明“构造与评价”作为设计科学特有的活动与思维方式。由此可见，设计思维（DesignThinking）正是设计者经过相应的设计活动或学习相应的设计知识后，所具备的擅长于设计的专业技巧，是一种特殊的思维形式，表现在处理问题上包括有“现象分析”、“问题识别”、“事实表征”、“概念产生”、“方案形成”、“方案评价”的过程。从表现形式来看，设计思维更强调通过形象化、结构性的方式来表示设计进程中的模糊属性，以此来明确所需设计的作品和研究过程的方案。如今，随着越来越多的信息技术应用于人们的生存空间，怎样区分复杂的信息现象、如何基于现实需要合理选择技术工具，怎样制定与验证应用信息技术解决问题的可行方案，这都是对信息化社会成员设计思维的考查。通过信息技术课程发展学生的设计思维，也就有益于学生将所学习的信息知识与技能迁移于解决实际的设计问题之中。

3.信息技术课程需关注学生的批判思维

所谓“批判思维（CriticalThinking）”是指人们对于某种事物、现象和主张能发现其问题所在，根据特有的思维逻辑作出的理性思考。早在20世纪初，美国哲学家约翰•杜威(JohnDewey)就在对个体反思研究的基础上概述了“批判思维”的概念，认为它是反思过程中所表现出来的解决问题的思考方式。1990年，范西昂（PeterFacione）等人开展了“批判思维特征”的研究，研究报告指出，“个体批判思维的培养并不完全在于是否知道一个批判思维的概念，最主要的还应该是明确批判思维的度量标准和习性特征。基于此，他们提出了‘澄清意义、分析论证、评估证据、推理判断’的批判思维分析维度和真实情境下合理运用批判思维的‘心智习惯（MentalHabit）’”。近年来，青少年接触信息技术和媒体信息的频度和时间迅速增长，也引发了“迷恋电视”、“沉迷网络”等严峻的社会问题。媒体文化研究者波兹曼（NeilPostman）就曾尖锐地指出“教育的目的本应是让学生们摆脱现实的奴役，学会独立地思考。然而，纷繁复杂的媒介信息却使得年轻人正竭力朝着相反的方向努力———为适应现实而改变自己，失去独立思考的意识”。因此，青少年缺少了对信息及信息工具的批判意识与分析能力，将个人陷于信息技术固有的程序控制之中，也就很有可能成为信息技术的“奴隶”，为技术所“异化”。2008年，国际教育技术协会（ISTE）分析了学生使用信息技术工具中的现实问题，重新修订“面向学生的教育技术标准（NETS•S）”，将批判思维作为一项重要内容标准，明确提出要“发展学生批判思维的技能，引导学生合理地使用数字化工具和资源作出信息选择与判断，解决具体问题”。因此，发展学生的批判思维，提高学生对信息应用的自控能力是中小学信息科技教育的内在价值之一。

三、面向学科思维的信息技术课程设计：框架与结构

面向学科思维的课程设计是知识技能学习与应用情境的结合，它不仅关注学生需要学习哪些内容，同样也引导学生理解为什么要学这些内容、怎样学习这些内容以及如何用这些内容进行专业交流，即发展学生“了解学科专业的基本目的，理解学科专业的知识结构、掌握学科专业的探究方法、懂得学科专业的交流方式”等四项基本能力。由此可见，面向学科思维的信息技术课程设计与开发，既不能脱离“知识”而孤立地谈“学科思维”，也不能忽视“学科方法”讲普遍性的“思维方式”，而是在综合分析学科结构、学生特点、社会需要的基础上，对学科课程的学习缘由、知识内容、探究方法和交流方式进行一体化的架构。

1.树立科学、技术与社会（STS）三元课程观

科学技术革命引发了生产工具的变革，同样也使得整个“科学范式(Paradigms)”发生了根本性的转换。在此过程中，如果人们缺少了对人、科学技术、社会一致性的思考，忽视技术生态“范式”的重新建构，就很有可能会引发人类生存环境的潜在危机。当前，社会存在的青少年“网络上瘾”、“沉迷手机”等社会问题，也时时提醒着信息技术课程设计者“不仅要关注信息知识与技能的学习，也要帮助学生理解技术本身与社会发展的内在关系，通过批判性思维技能分析信息现象，作出合理决定，解决信息化问题”。STS课程观以综合、多样化的方式描述科学技术与社会的关系，将学生的个人生活、科学技术和社会发展有机结合起来，实现人、科学技术和社会的一体化教育。正如亚格尔（R.E.Yager）指出的那样：STS教育为学习者学习科学技术提供了一个真实的社会情境，其中既包含了各个理论上的认识，也融入了其他方面的许多因素，其课程理念本身也就具备发展学生创造性的教学环境特点。因此，承担着培养数字化公民的中小学信息技术课程就需要树立STS的科学课程观，从而实现知识学习、技能掌握、思维发展的统一。

2.融合原理、方法与工具三类知识

一门充分发展的学科课程应有其独特的核心概念、逻辑结构和表达方式，以此反映学科课程的本体价值。中小学信息技术作为一门基础性课程，同样需要明晰知识结构，辨清逻辑关系，融合课程本身所固有的原理、方法、工具三类知识。2008年，俄罗斯联邦教育部重新修订中小学“信息与信息交流技术”课程标准，从信息过程、信息技术和信息对象等三个方面构建知识体系。其中，信息过程的内容包括信息表征、信息传输、信息加工等；信息技术的内容涵盖信息交流技术主要设备的原理特征、评价指标、应用过程与方法等；信息对象的创建与处理的内容包括多媒体信息化数字化、数据库、编程和建模等，以此构成课程的知识技能体系，突出“计算（Computing）”在本学科的核心地位。再如，华盛顿大学LawrenceSnyder教授按照美国国家自然科学基金会研发的“通晓信息技术（BeingFluentwithInformationTechnology）”的内容要求，从信息技术技能、算法和数字化信息、数据和信息、程序设计等四个方面分析信息技术的学习内容，将计算机和网络原理知识、应用方法和工具特征融合到知识体系之中，发展学生的信息通晓能力。可见，当前无论国外教育研究部门还是专家学者，都希望通过对信息技术的原理、方法与工具三类知识的融合，构建信息科技课程内容体系，明确核心概念，理顺要素关系，通过引导学生理解信息技术学科的本体价值，发展学生独特的信息技术思维方式。

3.渗透信息技术学科方法与探究过程

学科课程的本质特征既取决于它特有的学科逻辑体系，也表现在它独特的研究方法和话语体系。斯卡特金（M.H.CKATKNH）在对学科结构的研究中指出，“科学的学科课程既要包括重要的学科事实、概念、法则、理论，也要反映出它探究方法、认知活动的逻辑操作和思维方式”。中小学信息技术课程同样需要帮助学生了解信息技术学科的话语体系和探究方法，引导学生能够用信息技术的学科方法和研究过程去理解信息现象，思考信息问题。1990年，艾森堡（MikeEisenberg）和博克曼（BobBerkowitz）博士在对信息技术探究过程和应用方法中发现信息能力不同于技术工具的操作技能，如果缺少了应用方法与策略的学习，这些特定的技能也不能为学生提供不同情形下的技术应用迁移，也就无法实现问题的解决。据此，他们开发出发展学生批判思维和设计思维的信息问题解决的Big6技能方案，将信息能力的发展贯穿于任务确定、策略分析、信息检索与获取、信息应用、信息生成、过程与结果评价的学习过程中。2013年，英国教育部对中小学信息技术课程进行了改革，将“计算思维”和“设计思维”的发展作为信息技术学习的关键过程，要求学生通过“交流”与“合作”的方式，体验利用信息技术获取、分析、判断、加工、综合、创新、信息的过程，引导学生尝试使用“结构分析”、“模型设计”、“程序开发”和“调试完善”的学科方法进行信息交流。显然，这种具有学科特征的、调控思维的过程与方法，也正是我国当前课程改革非常看重的学习目标。

四、面向学科思维的课程开发：高中信息技术课程的重构

随着现代信息技术的发展，我国高中信息技术课程得以建立与实施，同样随着信息技术应用的“傻瓜化”和“日常化”，信息技术课程也面临着重重困惑。一方面信息技术工具的普及提高了学生的信息技术应用能力，另一方面机械的操作练习也限制了学生对信息技术课程本质特征的理解。实现知识技能与方法过程的统一，发展学生信息技术学科的思维能力，就成为信息技术课程重构的关键环节。

1.建立信息技术学科思维的表现性标准

表现性标准（PerformanceStandards）解释了在一定学习水平层次上学生应表现出来的行为特征，是一种可操作性的、具有等级特征的标准体系。从应用效能来看，它既可以把抽象的学习目标细化为可操作性的具体要点，也可以表述这些具体要点之间的相互关系，保持学习目标的整体特征。在面向学科思维的课程设计中，为了能明确学科思维的具体学习结果，知道学习结束后所应具备的信息技术的学科能力，就有必要建立与之相对应的表现性标准。例如，美国计算机教师协会（CSTA）制定的“学校计算机课程标准”，建议10年级学生要能够“聚焦于真实世界问题，应用计算思维和批判思维完成解决问题的方案，通过信息技术工具实现这些方案”。为了达到这种学科思维的要求，他们制定了与之相对应的表现性标准：分辨利用计算科学能处理的、难处理的、不能处理的问题；对于难以解决的问题，能够解释启发式算法（HeuristicAlgorithms）的近似方案；批判性地检测分类算法，并执行原算法；通过模型和模拟分析数据来确认方案。可见，建立一套清晰、具有可操作性的信息技术学科思维的表现性标准，既有利于师生对学科思维的理解，也便于组织教学内容，有针对性地开展教学。如同CSTA研究报告所言，“面向计算思维的计算机教育的表现性标准，不仅明确了对教师和学生教与学的期望，也建立了一个根本的等级体系，影响着教育管理者怎样选择、分配和利用教学资源。”

2.设计与表现性标准相一致的学科知识结构框架

学科思维之所以能对学科规律作出间接的、概括的反映，一定程度上在于它是以学习者自身的知识经验为基础的。没有足够的知识经验，学科思维也难以很好地发挥作用。信息技术课程的重构也需要按照信息技术科学的内在逻辑体系和学科思维的表现性标准建构与之相对应的知识结构和内容框架。2012年，英国计算课程工作小组从“语言、机器、计算；数据与数据表示、信息交流与合作；抽象与设计；宽泛的计算情境”等方面构建计算（Computing）学习的知识框架。近年来，无论国外的专家学者还是教育研究部门，在中小学信息技术课程建构过程中都开始关注信息技术的本体内容，并将此贯穿于课程设计之中。借鉴国际先进研究成果和国内经验，笔者通过分析信息技术自身的原理、方法和工具特征，梳理了其中的核心概念和内在关系，从计算、通信、控制等三个领域建构了促进高中学生信息技术学科思维发展的知识结构框架，将此融合于学科活动情境之中，为学生提供了解决信息问题的知识支撑。

3.组织信息技术学科思维迁移的教学活动

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【关键词】信息技术；英语教学

一、英语学科应用研究的实践

教育部师范教育司司长马立同志说：“英特未来教育’以学生为中心、任务驱动、案例教学、资源共享、协作学习等一系列教学思路值得借鉴，我们的教育不再是利用计算机制作课件，而是怎样把信息技术与教育内容、方法、手段有机地应用在一起，实现基于信息技术手段和资源的教学设计”。信息技术与学科应用，就是让信息技术有计划地应用于各学科教学中，要求各科教师熟悉使用信息技术，自觉利用信息技术，有意识、按步骤地给学生提供适当的训练机会，学会利用当前的信息环境获取知识。计算机多媒体网络作为英语学科学习活动表现在：师生发现、分析、讨论、探究、阐述、解决问题的认知工具和情感激励工具，它与中学英语学科教学应用呈现出以下优势：

1、创建语言环境，深切体验感受

由于受地域和时空的限制，学生对英语的听、说、读、写等方学习受到一定影响。创建语言环境，不仅有利学生能真实体验语言的感受，还改善了学生的原有语言知识结构。在真实的语言环境里，学生自然会很快地掌握并利用知识。例如，老师可以利用计算机网络信息、多媒体制作生动有趣教学课件，并借助计算机多媒体设备自主地进行听、说、读、写等方面英语教学。通过教学软件视听穿插、动静皆宜，能充分调动学生的有意注意和无意注意，逼真的画面使学生产生身临其境的感觉。现阶段还可以实现在网络上在线面对面地学习，面对面的学习不仅大大改善学生学习语言的环境，还激发学生学习语言的兴趣。计算机网络、多媒体综合利用图像、声音、色彩等直观、形象地再现事物的存在及其变化过程。

2、尊重个人意愿，自主进行学习

营造一个宽松、和谐学习氛围，是学生提高自主学习的园地，让学生自己意识到学习的重要性。而计算机信息技术课程正是为他们提供了详细系统的知识，机房操作更有助于学生动手、思考、推理的能力，也更容易激发与培养学生的想象力和创造力。学生可以根据自己的学习基础、兴趣爱好选择所要学习信息、资料。利用网络学生可以在线学习和学习交流，学习国外的文化、传统风俗等等知识。

3、扩大交流层面，促进合作探究

传统的教学系统是由教师、学生和教材这三个要素构成的，在现代化教学环境下还要多增加一个要素，这就是教学媒体。既然是一个教学系统，从系统论的观点考虑，几个要素就不是简单地、孤立地拼凑在一起，而是彼此相互联系、相互作用而形成的有机整体。所谓教学结构正是这四个要素相互联系、相互作用而形成的教学活动进程的稳定结构形式，是四个要素相互联系、相互作用的具体体现。

网络已融入一定的人性化因素，人与人之间交流沟通避免面对面，减少言谈束缚，网络教学中学生自由选择愿意与之交谈的人，可以是教师、同学、朋友、家人，甚至是陌生人。教师在网页课件的设计制作中都可以创设“讨论区”栏目，进入栏目后，只需在互联网或局域网的硬件环境下，采用通过发邮件、腾讯QQ、微软MsN、聊天室等聊天工具，即可根据课文的学习内容谈天说地、畅所欲言。计算机网络教学赋予学生进行个别化或集体化协同合作，比如在交流中产生观点碰撞、交融、剖析、接纳，形成感情的共鸣，这打破了教师的传统陋习。教师也可根据学生掌握知识程度，在线及时准确作出调控、重组、优化，根据反馈促进教学，营造新型学习氛围。

二、英语应用研究中应注意的问题

众所周知，我国在教育体制和创新人才的培养上与发达国家仍然存在一定的差距，英语的教学中也存在着许多不足。计算机多媒体技术的普及和网络技术的飞速发展，给我们带来了新的教学改革机遇。在这场新的竞争中，我们只有以健康的、充满激情的开放心态去迎接信息化的挑战，才能居于世界教育发展潮流的最前列。那么，实施信息技术与英语学科应用要注意些什么呢？

老师应向学生传授有关计算机信息技术等基础知识，介绍较有用软件的使用方法。由于网络资源具有共享性，不受时空限制，教师可以通过电脑自己制作课件教学资源，或者通过网络资源获取文字、图像、声音、动画、视频，甚至三维虚拟现实等多方位信息用于课件制作。学生也可以通过网络轻易地获得大量信息，然而网络信息又十分丰富又杂乱无序，有些不健康信息也很容易让学生迷失方向。因此，教师要善于引导学生如何使用网络，教学生学会选择有用资源，杜绝浏览不健康信息，避免沉迷于网络游戏等等。

培养学生科学合理利用信息技术的能力。科学技术的发展对人类社会的影响是巨大的，但科学技术不是万能的，信息技术同样也有其局限性。要让学生充分掌握信息技术以外的方法与手段，并将各种方法和手段的效率进行比较，加以综合运用，让学生掌握评估和选择应用信息技术的能力，而不是盲目地迷信信息技术。各种各样的媒体都是信息源，并各有优势，应该教会学生充分利用不同的信息源，不同的方法、工具和手段解决问题，提高学生综合利用信息的能力。

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【关键词】 信息时代 高校图书馆 馆员 综合素质

高校图书馆作为普通高校文献资源的职能管理部门，在高校的学科建设、教学科研以及学生素质教育等方面具有重要的地位。随着我国高等教育的迅速发展，高校图书馆的服务功能越来越强，对高等教育水平的提升也起到越来越大的作用，高校图书馆也得到了前所未有快速的发展。高校图书馆作为知识和技术传播纽带，信息技术的迅猛发展，对现代高校图书馆的服务质量及服务要求提出了挑战，也对高校图书馆馆员的素质提出了更高的要求。

一、信息时代高校图书馆的新特征

1、文献资源数字化。图书馆文献资源的数字化采用的知识信息的结构和系统化，借助存储介质新的全文存储与全文检索技术，能够存储海量的知识信息资源。全文存储的新方式光栅扫描方式，能够存储大量全文文本，综合利用现代各种技术手段，提高全文检索性能和速度。因此，数字图书馆建设是现代高校图书馆的发展趋势，文献资源数字化也是现代高校图书馆新特征之一。

2、业务处理自动化。计算机网络技术是现代高校图书馆数字化的重要手段。我们正置身于知识爆炸时代，知识量非常巨大，信息交流非常频繁。现代信息技术能够大量储存信息资源，快速传播知识，扩大知识信息平台利用，促进知识和技术更新。计算机技术、信息处理技术、多媒体技术、超文本技术和网络通信技术快速发展，也为高校图书馆优质服务功能提供了重要技术手段。因此，业务处理自动化是现代高校图书馆重要特征之一。

3、读者服务网络化。读者服务是高校图书馆业务工作的终极目的，读者服务水平的高低可集中体现图书馆现代化发展水平。高校图书馆数字化的发展，为图书馆的读者服务提供了技术上的支持，从而引起了读者服务工作服务手段，服务内容及其服务方式上的深刻变革。

4、服务模式学科化。高校图书馆需要为学校不同学科专业的师生提供专业文献资源信息服务，而图书馆现代化、专业化借阅模式更能满足不同学科专业的教学科研要求。因此，高校图书馆要打破传统的藏书模式，除旧布新，加强专业化借阅模式的创新，从而提高图书馆文献资源借阅水平。需要加强学科专业资料的梳理和归类，图书馆下属各个部门如信息咨询部、系统部、流通部、阅览部、采编部等要密切配合，有组织、有计划、有步骤地开展学科专业化借阅模式的探索，建立一套新的图书借阅制度。

二、高校图书馆馆员的现状分析

1、图书情报专业知识技能欠缺。随着科学技术的发展，图书馆的工作方式发生了巨大的变化，这要求所有馆员要能够在大量的信息中发现有用的部分，对电子信息资源进行评估、判断、整合。高校图书馆所有从业人员并不都是图书馆管理方面的专业人才，有些馆员并不熟悉图书馆的业务，他们距离专业化要求相距甚远。现代化的高校图书馆要求馆员具有较强的管理和创新的能力，这对高校图书馆馆员，尤其是那些非图书馆学专业人员来说，是一个巨大的挑战。

2、专业水平较低。高校图书馆中有很多重要文献资料都是外文的，在馆员外语水平较低的情况下，如果不能熟练查阅国外文献，那么就更别提对大量信息的汇集、加工和整合了。此外，很多高校都与外国的高校建立了合作关系，互派留学生以及访问学者，不可避免有外国读者的到来，那么一定的外语水平是与他们进行交流、提供咨询服务的基本条件。一个图书馆合理的人员结构应由图书馆专业、计算机、外语等专门人才构成，专业人员过少，将使得更深层次的文献信息加工工作难以进行。

3、服务意识不足。高校图书馆馆员在人们印象里是一份相当清闲的工作，因此很多高校将急需人才及领导的家属、子女等安排进图书馆工作，这部分人的学历一般不高，或者专业不对口，没有图书情报专业的基础，知识面较狭窄，攀比心理较强，组织性纪律性较差，优越感强，服务意识淡漠。此外，将图书馆作为“家属就业安置地”也导致馆员男女比例严重失调，给工作的开展和管理带来一定不便。

三、信息时代下高校图书馆馆员素质要求

1、较强的计算机技术综合能力。现代高校图书馆馆藏图书的数量庞大，种类繁多，图书的编码、借阅、网络服务等功能均需要借助计算机技术。因此，现代信息环境下高校图书馆馆员需要全面掌握与现代信息技术密切相关的计算机技术以及网络技术，才能更好地适应现代图书馆发展的要求。当前，高校图书馆馆员计算机技术掌握的水平不高，导致信息检索、信息共享等网络信息资源开发和利用方面难以适应信息资源快速、有效的传播和服务。因此，具备一定的计算机应用能力素质是信息时代下对图书馆馆员的基本素质要求，也是建设高水准图书馆的重要保证。

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进入21世纪，随着科学技术的飞速发展，电子计算机的应用已经渗透到各学科的每一个领域之中，各学科的进一步发展对计算机的依赖程度越来越高，化学工程学科也不例外。目前，计算机已经深入应用到化工模拟、计算化学和化工制图等化学工程学科的各个层面之中，对化学工程的发展起着巨大的促进推动作用。化学工作者应该抓住机遇，在新时期努力学习计算机知识、熟练掌握运用计算机，将其应用到化工设计、化学本文由收集整理计算中去，使化工学科能够更快地发展。

化学工程作为一门基础学科，长期以来是以实验为基础发展起来的，是一门理论与实验相结合的学科。随着计算机技术和信息技术的发展日新月异，化学工程的研究中又增加了计算与计算机模拟的方法，它已经逐渐成为化学工程中最富有生命力的研究方法。随着电子计算机在化学工程中的广泛应用，传统的化学工程学科已逐渐成为一门集实验、计算、理论于一体的综合性学科。

从20世纪50年代开始，科研工作者就利用计算机解算化工过程的数学模型，使研究方法出现了一个革新。经过几十年的发展，化工过程模拟已经成为普遍采用的常规手段，被广泛应用于化工过程的研究、开发、设计、生产操作的控制与优化、操作培训和技术改造之中。

一、流程模拟

化工过程流程模拟或流程模拟是根据化工过程的数据，诸如物料的压力、温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的设备参数，如蒸馏塔的板数、进料位置等，采用适当的模拟软件，将一个有许多个单元过程组成的化工流程用数学模拟描述，用计算机模拟实际生产过程，并在计算机上通过改变各种有效条件得到所需要的结果，其中包括最受关心的原材料消耗、公用工程消耗和产品、副产品的产量和质量等重要数据。

流程模拟就是在计算机上“再现”实际生产过程，由于这一“再现”过程不涉及实际装置的任何管线、设备以及能源的变动，因此给化工模拟人员最大的自由度，可以在计算机上任意进行不同方案和工艺条件的探讨、分析。流程模拟式计算机技术是化工方面的最重要应用之一。应用流程模拟系统不仅可以节省时间，也可节省大量资金和操作费用，提高产品质量和产量，降低消耗。流程模拟系统还可以对经济效益、过程优化、环境评价进行全面地分析和精确评估，并可以对化工过程的规划、研究和开发及技术可靠性做出分析，并快速准确地对多种流程方案进行分析和对比。

二、单元模拟

化工工业处理的过程是以质量、动量和能量的连续流动为特征，传统手段对这一过程的处理很大程度上是依靠经验以及一些宏观参数表达的经验关系式。现代流程模拟技术中，绝大部分单元过程仍被处理为“黑箱”模型，对流动、传质、热、反应比较敏感的单元过程的设计、放大，需要了解有关质量、动量、能量流更多微观和深入的信息，单元模拟技术就是为了解决这一问题而产生的。

在单元模拟过程中，单元内部的介质基本是多组分或多相的，传质、传热、反应过程相互耦合。单元模拟技术通过离散方法求解这一耦合体系，以获得空间和时间的速度分布、温度分布、压力分布、浓度分布、相分数分布等。单元模拟技术可以提供传统手段难以获得的大量信息，如单元过程内部所有参数的空间分布和动态变化，通过这些信息可以深入理解单元过程内部的机理，在发生异常时亦有助于分析原因。因此，它是一种低成本的调优手段，当结构形式或结构参数变化后，单元过程内部随工艺参数和操作参数而变化的过程，可以在计算机上很方便地进行试验，直接用于优化和改造手段，而且单元模拟的计算不是经验性的，比较可靠，目前单元模拟主要用于化工生产的工程放大、优化设计、诊断及扩能改造、生产调优及控制四个方面。

三、反应动力学模拟

化学反应动力学是一门研究各种因素对反应速率的影响规律和反应机理的科学，在根据实验结果和对反应机理研究的基础上建立了化学反应动力学方程，它们对反应器的设计、最优化条件的选择都是必不可少的理论基础。

目前所采用的物理化学教材对一系列对峙、平行、连

续等复杂反应的动力学方程仅给出分离变量法或消元法等单一的数学处理方法，这种方法对于非常简单的复杂反应可以求出解析解，但大多数化学反应的反应机理非常复杂，由于从反应机理得到的微分方程组，非常不便求解，因此借助电子计算机用数值解法，可以方便地求解从反应机理得到的微分方程组。

计算机模拟在复杂化学反应动力学的计算中有着广泛的应用，通过计算机模拟计算得到的结果可以预知反应过程中各反应物质浓度的变化，通过对连续反应最佳时间的计算可以控制反应时间以得到所需要的物质的最大浓度，通过计算平行反应和对峙放热反应最佳温度，可以控制反应温度，优化反应条件，使生成产物的速率达到最大值，这些计算机模拟计算的数值可以为实际工业生产中工艺条件的控制以及反应器的设计提供重要的参考数据。

四、分子模拟

从分子水平来研究化工过程及产品的开发和设计，无疑是21 世纪化学工程的一个重要方向，计算机模拟研究已渐成为与实验研究及理论研究相平衡的认识自然规律的第三种重要方法。化工热力学数据对于化学工业过程的设计、操作以及优化具有重要的作用。热力学数据一般通过三个途径取得：即实验测定、理论总结及计算机分子模拟。通过计算机分子模拟，可以较为严格地从流体的微观相互作用出发，预测流体的宏观热力学性质。特别是在一些极端的条件（如高温、高压、剧毒）下，进行实验是很困难的，计算机模拟则较易实现，并且比较经济。采用计算机分子模拟方法，可以得到相当可靠的热力学体系的径向分布函数、宏观热力学性质以及输运性质，这为我们建立与改进各种描述实际现象的理论或模型提供可靠的依据。

化学是一门基础性学科，是以实验为基础发展起来的理论与实验相结合的学科，随着计算机技术在化学学科中的广泛应用，逐渐形成了应用计算机研究化学反应和物质变化的独立学科，它以计算机为技术手段，进行化学反应方面的数值计算，这就是计算化学。

计算化学是理论化学的重要分支，是利用电子计算机、通过数值计算解决化学问题的一门方法学。计算化学是一门新兴的、多学科交叉的边缘科学，它运用数学、统计学与计算机程序设计的方法，进行化学方面的理论计算、实验设计、数据与信息处理、分类、分析和预测。随着化学仪器对自动化要求越来越高，许多化学实验过程用人工进行控制相当困难，需要可靠的控制技术系统，因此计算机计算模拟技术从根本上改变了化学实验技术。

计算化学以数值计算为基础，用高级语言及其编程技术，解决化学中的数值计算问题，它将数学的计算方法通过计算机程序具体地应用于化学过程中，通常用来研究化学中一些常用的、共同的、较为常见的计算方法，是化学计算的核心。实验数据的内插、函数拟合、线性方程组求解、高阶方程组求解、解微分方程组、求本征值与本征向量等，它们均与化学中量子化学、分析化学、化学平衡、化学动力学和试验数据处理等密切相关。现代计算化学技术的发展，已经能够将各种化学性质与分子结构之间的关系定量地联系起来，化学因此正从实验科学迈向实验、计算、理论相结合的综合性学科，化学已经由多实验少计算，演变为先实验再计算，也必将逐步演变为先计算再实验。

目前计算化学在无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、结构化学中都有广泛地运用，具体来说，计算化学要完成的任务主要有量子结构计算、分子从头计算、半经验计算和分子力学计算等量子化学和结构化学范畴，以及物理化学参数计算，包括反应焓、偶极距、振动频率、光谱熵、反应自由能、反应速率等理论计算，这些属于化学热力学、化学动力学及统计热力学范畴。在计算化学中，数值计算是最根本的任务，其目的是将已知参数通过适当的数学计算得到一个预期的结果，这个结果可以和实验结果相比较，也可以和前人的研究成果相比较，最终得出结论，用来指导化学实验的实施。

化学工程设计具体的任务涉及物料衡算、能量衡算、厂区布置图绘制、车间布置图绘制、设备装备图绘制、管道布置图绘制、带控制点工艺流程图绘制、设备选型及强度校核计算等许多工作，如此众多繁杂的工作，如能引入计算机辅助，将大大减轻化工设计工作的强度。

过去那种利用普通纸笔绘制化工图样、利用计算尺和计算器进行的各种计算将被计算机软件应用所取代。计算机辅助设计制图和普通制图相比不仅具有绘制精确、图面整洁等优点，而且还具有随意修改、重复利用、按需打印等普通手工绘制无法具备的特点，利用计算机辅助设计

进行化工工程图绘制已经是21世纪的基本趋势。

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中图分类号：G642

摘要：实践教学作为人才培养的重要环节，能起到融会贯通所学知识、促进理论与实践相结合的重要作用，是培养学生实践能力和创新精神的重要手段。文章详细介绍了国防科学技术大学计算机学院在实践教学中的主要做法与经验。 关键词：实践教学体系；实践教学队伍；实践育人

0 引言

实践教学作为人才培养的重要环节，具有不可替代的地位和作用。国防科学技术大学计算机学院在长期的人才培养实践中，始终坚持“厚基础、重实践、强能力、实践贯穿全程”的原则，把重实践作为推进人才培养工作科学发展的重要理念，作为提高人才培养质量的重要着力点，培养了大批深受用人单位欢迎的复合型人才。学院持续跟踪IEE/ACM的计算教程，强化系统概念，突出知识的综合运用能力与创新能力的培养，创新实践计算机专业实践教学体系；坚持学思结合、知行统一、因材施教，贯彻理论实践并重、知识传授与能力培养有机统一的思想，不断深化实践教学方法和手段的改革；坚持与高水平科研相结合，自主研发综合实践平台，将高水平科研成果和环境直接转化为实践教学条件，建成服务自主学习和创新实践的实践教学支撑环境；坚持用“银河精神”和“天河文化”凝聚队伍，不断创新实践育人方法与途径，拓展实践育人基地，加大政策与制度保障力度，打造高水平的实践育人队伍。

1 构建体系化的实践教学环节

在深入剖析国内外近20所一流大学计算学科课程体系的基础上，基于长期跟踪研究IEEE和ACM联合推出的计算学科教学计划参考方案（CC1991、CC2001、CC2005、CC2013）所获得的经验，学院针对计算学科实践性强、解决实际问题能力要求不断提高的特点，构建了“4433”实践教学体系，即：通过4个实践教学环节环环相扣、4个实验教学层次逐步提升、3个专业方面实践能力融会贯通、3个实践教学支撑条件统筹建设，来构建计算学科的实践教学体系。按照“点面结合、循序渐进、综合配套、全面培养、突出创新”的原则，将计算机实践教学与能力培养贯穿于课程实验、实训、课外实践和毕业设计等4个环节中。同时，加大课程实验环节的比重，加强实践动手能力的培养；优化课程实验体系，使其具有层次性、阶段性和系统性。将专业课程实验划分为基础验证实验、课内综合实验、综合课程设计和自主创新活动4个层次，全方位培养学生计算机硬件、软件、网络与信息安全3个方面的工程实践能力。通过基础验证实验使学生加深对原理及知识点的理解和把握，通过课内综合实验使学生实现对某门课程内相关知识点的融会贯通，通过综合课程设计增强学生综合运用相关知识解决实际问题的能力，通过自主创新活动培养并提升学生的创新实践能力。

学院在国内计算学科首创大规模综合课程设计并单独设课，按照计算机工程、软件工程、计算机应用技术、网络工程、信息安全专业方向面向技术类和指挥类学生开出15门综合课程设计。目前，学院的教学实验室共支撑69门课程的247个实验项目，其中“综合性、设计性、研究创新性”实验项目开出的学时数占实验项目总学时数的73%，来自工程实践和科研项目的实验项目数为113项，占实验项目总数的46%。

学院特别重视课外创新实践活动，积极组织学生申报各级创新实践项目、参加各类高水平学科竞赛。近3年共申报省级以上大学生创新项目31项（其中国家级25项）。通过不断建设和完善实践教学团队、实践教学环境和实践教学管理3个支撑条件使整个实践教学体系得以有效运转。

2 实施个性化的实践育人方法

根据不同课程，不同教学目的，不同教学对象的特点，充分发挥教师主观能动性，在实践育人的过程中突出个性化，特别是在实践教学内容、实验教学方法、实验组织与考核等方面开展了有益探索。

2.1 将科研成果及时转化成为教学内容，开设本科研讨课程

结合科学研究不断充实和完善实践教学体系，结合银河与天河系列计算机系统、麒麟操作系统、银河玉衡高性能路由器等成果的科研实践，详细介绍相关技术产生的背景、发展历史和现状，同时将最新的计算技术及面临的挑战展现给学生，使学生深切感受创新实践过程，不仅加深了对书本上的理论知识的理解，还激发了学生的学习兴趣和进一步创新实践的愿望。

通过开设新生研讨课和专题研讨课，为学生提供在合作环境下开展研讨型学习的机会，使学生能体验探究式学习方式。建设以软件开发过程案例为代表的实践案例库。采用“问题—讨论一引导一结论一延伸”的研讨模式，结合实践案例精心设计课堂教学片段，激发学生探求知识的兴趣，培养学生合作交流的能力与进行批判性思维的能力，强化学生对知识的理解及向其他领域迁移知识的能力。

2.2 引进先进教学工具和先进教学理念。创新实验教学模式

以先进技术推动教学手段的改革，有效支撑课堂与实践教学。通过引入iclicker等教学工具，实施教学中即时反馈、组合研讨的互动教学模式，较好地解决了大班教学中难以开展互动研讨的难题。基于机器人和Android平台不但丰富了嵌入式系统、人工智能和程序设计等课程的实验教学，而且还增强了实验的趣味性和学生的实验兴趣。

从2011年开始，学院聘请了加拿大Mantis Cheng博士来学院给本科生实施全英文实验课程授课，从而引进了国际上先进的实验教学理念、教学方法、外文教材和实验案例。目前聘请外教授课这种实验课程教学改革形式已在学院形成常态。

2.3 以提升实践教学的综合水平为目标，改革实践教学方法

采取演示教学、分组比拼、模拟对抗等多种教学手段，丰富实验教学的形式，提高学生的参与热情。

让学生分组实习，并设置角色轮流扮演机制。例如，在“软件工程课程设计”的实验中，按照软件工程过程分别设置了分析、设计、实现、测试、管理等不同角色并明确了每个角色的任务，每组学生轮流担任不同角色完成不同任务，使每位学生能够在开发过程中体会到软件开发各阶段的要求，充分认识到合作的重要性，并加深对软件开发工程化的理解。在“网络安全课程设计”中，将学生分为红方和蓝方，以及评估方。红方和蓝方分别自行设计各自的安全策略，评估方根据各种客观数据进行评比。通过这种组织形式，学生在类似“玩游戏”的过程中深入体会到了网络安全的各种技术手段，加深了对课程相关知识的理解。

3 形成团队化的实践育人队伍

学院十分关注教师实践教学能力的培养，形成了一支全员参与、专职负责的实践教学队伍。各施其责，落实到每个实践环节。

探索形成一套建设高水平实践育人队伍的方法。以教学科研为事业舞台汇聚队伍，在教学科研实践中培养学科带头人和创新团队；以银河精神为共同价值取向凝聚队伍，并不断丰富银河精神的时代内涵；以高水平计算机科学与技术学科群为共同的学术平台提升队伍，提高团队的自主创新能力；以鼓励想做事、奖励做成事为共同的评价标准激励队伍，保持队伍的生机与活力。近年来，学院建设了计算机科学与技术和网络工程2支国家级教学团队，建设了计算机体系结构、计算机软件与理论、计算机应用技术、网络工程、信息安全以及计算机实践教学等6支校级教学团队，团队成员以不同的角色和不同的方式全员参与实践育人，并通过计算机实践教学团队对教学实验室进行统筹管理。

从实践教学队伍建设的层次看，不仅有专职的实验环境管理人员，有承担独立实验课程的教师，还有课程中包括实验环节、以讲授为主实验为辅的教师。不同类型的教师在不同的岗位上承担差不同的职责，各司其职。同时，根据不同岗位的要求开展相关的培训，以提高其业务素质。

为发挥团队对实践教学的支撑作用，学院以课程为单位形成相应的实践教学课程研究小组，如大学计算机基础课程组、程序设计课程组、计算机原理课程组等。每组充分发挥组内老、中、青教师的积极性，开展传、帮、带，通过集体备课、试讲等方式培养新教师，新的实验课教学方法首先会在课程组内进行推广，然后不断总结、不断创新，成熟后再推荐给全体教师。此外，学院的督导组对实践环节进行跟踪检查，有效促进了实验课程教学质量的提高。

依托高水平实践育人队伍培养高素质创新人才。依靠集体力量，发挥集体智慧，全员发动，科学分工，精心组织，针对不同层次不同类型人才培养的特点，整体优化实践课程体系，以团队模式建成了若干系列课程和精品课程，为学生基础知识的构建与深化理解奠定了坚实基础；依托团队优势，合理配置资源，承担大型科研任务，构建先进的科研实践体系，对实践环节进行整体设计，确保实践效果的整体提升。以联合导师组的模式指导学生深入开展创新活动，为学生实践能力的培养提供有力支撑；发挥团队学科交叉优势，建设综合实践体系，建成良好的学术生态系统，为学生创新实践拓展学科空间。

4 建成现代化的实践育人环境

在学校的支持下，学院不断加大实验室建设投入，特别是“十一五”期间，学院教学实验室的设备、环境和条件都得到很大改善。“十二五”期间，学院还拓展了计算机技术与网络实验室，新建了信息安全和软件工程实验室，新建了高性能计算研究生创新基地。

在实验室管理方面，学院设置了专门的计算机教学实验中心对实验室进行全面管理。实验中心的设备配置合理，数量充足，仪器设备性能指标稳定、故障率低，实验条件建设达到国内同类实验室先进水平，为实践环节的高质量实施提供了保障。精良的实验设备、高素质的实验教学团队，满足了全校计算机实验教学的要求。

实验中心拥有丰富的网络实验教学资源。依托校园网建立了课程实验教学平台，所有实验课程均在该平台上建立了相应的网络课程，开设了多个栏目，支持多样化的交流，汇聚了包括实验视频、教学课件、参考资料、疑难解答等在内的丰富的实验教学资源。“计算机体系结构”等7门国家精品课程都建立了相应的网站并可方便地访问，其中包含了丰富的、高质量的实验教学资源。为更好地支持网络教学，实验中心不断加强网络虚拟实验项目的建设。例如，针对计算机网络实验的“计算机网络教学辅助系统NetDemo 2.0”，可将主要网络协议的原理、协议参数以及该组参数控制下协议中复杂对象的交互过程以灵活交互的方式和多媒体的形式，进行动态、直观地模拟演示，也可与实际网络进行交互实验。

实验中心在校园网中建设有中心网站、实验室管理系统、网络教学平台等信息化系统。实验中心网站主要面向教师和学生提供与实验资源相关信息，例如开通了机时预约、设备管理等项目以提升实验资源利用率。中心的教师还将实验大纲、实验指导书、典型实验案例和视频、设备使用案例和设备说明书等上传至网站以提升实验资源的信息化水平。实验室管理系统由机房管理系统和视频监控系统两部分组成，可以有效实施机房上课、集体预约、自由上机等多种模式的管理与多项数据统计。为方便课程实验的实施，实验中心还向授课教师和学生提供了MOOC教学平台服务、网络存储文件服务以及多媒体教学网软件系统，并配套提供了大容量网络存储。

实验中心的资源管理采取开放共享模式，主要保障计算机专业和全校多个信息类专业的实验教学。2010年以来，实验中心共支撑69门课程247个实验项目，服务全校不同学院的37个专业，其中15门实验课程全部以“课程设计”的形式单独设课，实验开出率为100%，新增实验项目75个，占实验项目总数的30%，年平均实验教学人时数达13万以上。实验'中心在支撑实验教学的同时，积极参加实验课程教学改革，支撑多门课程在实验室全程授课。另外，实验中心面向全校学生开放，有效支持了各种创新实践活动，充分发挥了实验中心的综合效益。

5 实践教学成效

5.1 创新竞赛能为得到显著提高

学科竞赛可以作为检验学生创新实践能力的手段。近年来，学院学生创新竞赛成绩斐然。2010年以来，学生获各种校级以上学科竞赛奖460余项，其中获国家级及以上奖220余项。在连续三届由本科生组队参加的“Super Computing”学生超算全球竞赛中，2次获得了“Linpack最高性能奖”。学院先后组织学生参加了5届全国大学生信息安全竞赛，依次有10支代表队获得一等奖，在全国高校中名列前茅。

5.2 学生能够胜任大型工程项目

作为实践育人的重要措施，学院充分利用承担大型工程项目的条件，组织学生参与“银河”“天河”超级计算机系统的装机和研制任务。通过实践，增强学生对科研的直观感受，提升实践能力，激发其荣誉感，提高了创新意识。许多学生的实践能力得到大幅度提升，部分本科生还参与了超级计算技术的课题攻关。

5.3 本科毕业设计水平得到提升

在毕业设计的实施过程中，学院充分利用一流的实验设备和环境，让学生在毕业设计阶段能接触到巨型计算机、大型软件、高性能网络设备、微处理器设计与开发平台等先进设备，使学生能受到严格的工程训练和科研熏陶，真刀真枪的科研活动强化了学生的实践能力和团队协作精神，使毕业生有更广的视野。通过将部分学生留在实习基地做毕业设计，使他们能够针对实习基地的各类计算机系统、网络系统及相关应用系统开展核心技术的研究与有关系统的设计与开发。以提高全系统的分析与设计能力和先进计算技术与网络信息处理技术的应用能力为目标，结合关键技术攻关和系统研制切实提升学生的实际研发能力，着力解决实习基地科研、生产和维护中存在的现实问题。

6 特色与思考

6.1 文化特色：传承了“银河精神”和“天河文化”

坚持把“银河精神”“天河文化”有机融入教学科研具体实践，促使教职员工有效履行历史使命。广泛开展教学比赛、技能大赛和创先争优活动，引导教职员工爱岗敬业，把弘扬“银河精神”、建设“天河文化”落实到商标准履职尽责上。实践育人团队是一个需要奉献的团队，“银河精神”与“天河文化”已成为凝聚团队的精神法宝。银河与天河事业的发展史就是一部鲜活的创新实践史。没有创新不行，没有实践也不行。这一事实使实践育人团队深深地感受到实践的重要性以及从事实践育人工作，争当和培养银河传人的责任与光荣。

6.2 体系特色：全面创新实践。“4433”实践育人体系

2006年，学院申报的“计算机科学与技术实践教学体系研究”获得高等教育教学改革项目的支持。这些年来，以计算机优势学科为基础，创造性地提出并实践了计算机专业“4433”实践教学体系，统筹规划计算机硬件、软件与网络3个方面实践能力的培养；从多方位、多层次优化实践教学内容，创新实践技能教学模式，为提高计算机专业的教学质量，培养高素质计算机人才做出了突出贡献。以该体系为主要内容的《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》已由清华大学出版社出版，并依托教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会在全国进行推广，现已被国内多所高校借鉴或采用。2008年，“计算机专业实践教学体系创新研究与实践”获湖南省教学成果二等奖。2012年，“基于系统观的计算机系统结构综合实践体系及平台建设”获校教学成果一等奖。

6.3 科研特色：基于科研成果自主研发实践教学平台

依托优势科研，构建以项目实践为核心的实践训练体系，强化系统观的养成。为提高学生在系统层面发现问题、分析问题和解决问题的能力，提出支持知识学习与实践体验平行推进和迭代优化的实践教学模式，按照基于课堂的知识传授与基于项目的自主学习2条主线平行推进知识学习与实践体验。以能力训练的跟踪、评价和考核机制为支撑，按照“体验一分析一设计”3阶段反复迭代提升，在实践中强化对知识的理解和运用以及复杂问题求解的思维能力。

以计算思维能力的培养为重点，依托高水平科研，自主研制计算机硬件综合实践教学平台“天河阳光”、软件资源共享与协同开发训练平台Trustie、网络综合实践教学平台NetMagic、网络辅助教学系统NetDemo、信息安全大赛竞赛网站IScompetition。在上述平台、系统和网站的基础上，依托校园网和自主可控无线教学专网构建了服务自主学习和创新实践的网络远程实践教学支撑环境，并提供远程共享服务。该实验平台多次在国际会议上展示，在全国性教学研讨会上做主题交流报告，产生广泛的影响。

7 结语

创新能力和实践能力培养一直是人才培养中的永恒话题，学院虽然在实践育人方面取得了一定的成绩，但离国际领先水平尚有差距。今后将进一步探索实践能力培养的规律和特点，加强实践环节设计，不断提升学生实践能力。

参考文献：