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计算机科学的前沿技术范文1
关键词：专题研究；计算机网络技术；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）45-0062-02
一、专题研究法在《计算机网络技术》课程中应用的特点
1.将“小型讲座”引入课堂教学。在传统教学中，教师按照教材的章、节、目进行授课，讲授的内容与结构完全按照教材编写的思路进行，学生和教师的思路都受到了教材的束缚。专题研究法教学则打破传统教学对教师的束缚，教师按照自己的思路将《计算机网络技术》教材分成三大主线和15个子专题，每一个子专题都以一个小讲座的形式进行讲授，教师以学者的身份将每个子专题的内容以自己的方式呈现给同学。在以往的教学中，都是由一位老师将教材从头讲到尾，而专题研究式教学方法则改变这种教学方式，让每个专题中有专长的教师轮流教学，成立一个专题小组。这样教师也可以通过相互协调合作，将集体的智慧运用到《计算机网络技术》这门课程中，更好的为同学服务。
2.改变了以往偏重知识单向传授的教学方法。从教的层面看，如今教师已不再是以往的传授者的身份，他更多的是以学生的合作者、引导着、通向成功的领路人这样一个身份存在。教师在整个教学过程中也不再是课堂的主宰者，而是将课程内容“讲”给学生变成“导”给学生。在教学过程中，教师导入环节，仅向学生描述本专题的培养目标和重点难点即可，讲授过程中，让学生将课前预习和听课过程中未明白的问题，以提问和质疑的方式表达出来，教师在现场答疑或组织同学讨论，使学生有互动过程，并能从中找到问题的答案，从而使学生主动参与各个专题的自主研究，调动积极性和创造性，培养了学生解决问题的能力，形成良性循环。
从学的层面看，学生真正成为了课堂的主体，学生带着问题走进教师，可以对老师的问题提出质疑。教师将每个专题介绍给学生，学生自己便可以提出问题，发现问题，最终解决问题，这样可以使学生学习的过程转变成自学的过程，一方面培养了学生自学的能力，另一方面，学生在寻找问题解决的过程中能体会到学习的乐趣。学生的积极性和主动性在日益激发的情况下就会形成一种习惯，最后便会掌握自学的本领。专题研究法教学充分展现当代社会最具生命力的“以学生发展为本”的氛围，展现出师生在良性互动中实现“教学相长”的境界。
二、专题研究法在《计算机网络技术》课程中的实施过程
1.准备阶段。在专题研究法教学的准备阶段，教师一定要对教材有深刻解读，理解，再创造。《计算机网络技术》这门课程的教材内容较为零散，这就要求教师要按照一定的标准划分专题，并且要求各个专题都要自成体系，并有一定的逻辑性和完整性，这是总体要求。按照以上要求，教师要对三大主线和15个专题进行深入研究，围绕专题收集相关信息，使专题不局限于教材，强化知识深度，并形成自己的观点和讲授方式。此外，教师还要充分地“备”好学生，将学生可能遇到的问题，以及在听课过程中会产生哪些疑问，尤其要注意学生可能会出现的知识盲区和知识的误区，使教学有的放矢。
2.实施阶段。在授课的过程中，教师应像一位演讲者一样，将自己所要讲的专题讲授给同学。在讲课过程中，教师要注意自己语言表达能力，将整个专题完整地讲授出来，在每个专题讲授过程中，都要求教师设置如下环节：研究背景，研究意义，研究内容，研究方法、工具，结论，存在问题。除此之外，教师还应运用多种教学手段构建教学内容的立体表达。传统的“粉笔—黑板”式教学手段，在现代教育中已不是唯一的教学手段，这就要求教师运用多种教学手段，如多媒体教学等。教师可以将每个专题精心编制PPT课件、Flas、操作视频演示等辅助教学手段学。《计算机网络技术》课程中的概念、原理、工作过程大多较为抽象，单纯用文字叙述，学生难以理解，用到上述方式可以做到图文并茂，提纲挈领，让学生更容易理解、掌握，便于学生理解和自学，提高教学效果。
3.总结阶段。教师在课程讲授结束后，要对整个课堂效果进行评价，考核形式采用笔试和撰写论文方式。笔试设置在每学期期末，考试范围是所有专题，而论文撰写安排在每个专题结束后。论文要求以创新思想为指导，及时反映计算机网络技术的最新知识和科技成果。通过论文撰写提高学生科学研究和撰写研究文档的能力，为学生今后的论文写作打下基础。教师根据学生论文撰写情况总结经验，及时修改下一个专题教学方案。
三、专题研究法在《计算机网络技术》课程教学过程中存在的问题
与传统教学方法相比，专题研究教学方法有着许多优势，但作为一种新的教学模式，其实施过程会存在各种各样的问题。
1.部分教师的教学方式已成固定模式，难以适应专题研究教学方法。传统教学方法在《计算机网络技术》教师教学过程中已成为思维定式，以“教师为中心”的教学观念在大部分教师脑中已经根深蒂固，教师权威现象普遍存在。即便使用了专题研究法，学生仍然不敢提问，不敢对教师的问题提出质疑，没有自己的观点，从而削弱了专题研究教学方法的效果。
2.教师素质和能力的不足导致专题研究教学方法难以实施。在《计算机网络技术》教学过程中，许多教师虽然接受了专题研究法的理念，并将这种方法应用到实际教学中，但由于自身能力的不足，难以将每个专题完整的有逻辑的呈现给同学，部分教师在专题的设置上考虑不周，对专题研究不够深入，导致专题的设计缺乏科学性，体系不完整。这样教师很难驾驭专题研究式教学方法，难以满足学生对知识的要求。
3.学生能力参差不一，难以参与到专题研究中。在实际教学过程中，每个学生的能力并不一样，有的学生基础知识比较扎实，在课堂就会很快地参与到专题研究中，表现地也较为活跃。对于学习能力较差的学生，并不能完全融入到课堂中，专题研究法需要同学也有很强的逻辑性，这样，对于有些学生来说专题教学方法并不适合，他们就会在课堂上表现的较为沉默，长期下来，就会缺乏自信心和积极性，影响学生对知识的学习。
四、总结
专题研究法在教学中具有独到的特色和优势，这些优势有利于《计算机网络技术》教学理念得到全新的创新。专题研究法这种教学方式既尊重了学生在学习中的主体地位，同时也有效发挥了教师教学过程中的主体性，从而教学真正迎合了教学相长的本意，在互动中实现教师“传道、授业、解惑”。当然，专题研究法在实施过程中存在一定问题，只有发挥其优势，弥补不足，才能是专题研究法在教学中得到普遍应用。
参考文献：
[1]吴功宜.计算机网络高级教程[M].第3版.北京：清华大学出版社，2011.
计算机科学的前沿技术范文2
关键词 应用型本科院校；计算机专业；双语教学；羊群效应；规避策略
中图分类号 G648.4 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2014）32-0044-03
近年来，在很多应用型本科院校中，双语教学呈现出良好的发展势头，有关双语教学的研究与实践也正在深入展开[1]。但一些掣肘性的问题也随之出现，比如“羊群效应”[2]。本文结合长春师范大学《计算机科学导论》双语教学实践，探究规避“羊群效应”的策略，以期促进应用型本科院校计算机专业双语教学的良性开展。
一、应用型本科院校计算机专业开展双语教学的必要性
高等教育日趋国际化要求应用型本科院校培养具备国际视野、掌握国际通用语的应用型人才。在这一过程中，双语教学无疑是一种行之有效的、现代性的教育策略。特别对于应用型本科院校的计算机专业而言，开展双语教学尤显必要。一是在计算机领域中，通常使用英语作为理论研究的通用描述语。开展双语教学，有利于充分调动、挖掘计算机专业的国际资源，增强学生了解、掌握国际前沿技术的能力。二是计算机程序多基于英语平台开发设计，计算机专业学生必然要用英语来描述学科问题。计算机的编程语言及应用软件多以英文呈现，若要掌握关键信息，必须具备较高的计算机专业英语水平。三是应用型本科院校的计算机教育非常重视实训环节。服务外包软件技术的研发是计算机专业的实训目标，目前这方面技术多涉及全英文软件，对学生的专业英语能力要求较高。
二、应用型本科院校计算机专业双语教学中的“羊群效应”
“羊群效应”系经济学术语，指在金融投资过程中，投资者在没有进行合理评估的情况下，盲目、非理性地进行风险投资[3]。我国应用型本科院校的计算机双语教学，目前就存在“羊群效应”，即照搬国外或者盲目导入国内其他学术型院校的双语教学模式，主要体现在如下方面：一是教学目标设置不合理，将双语教学的目标定位在追求英语水平的提高，将双语教学课堂变成英语教学课堂，无疑违背了双语教学的根本宗旨。二是双语教材选择不恰当。跟风引进大量外文原版教材，是双语教学中的普遍现象。实践证明，某些外文原版教材并不适合中国学生的接受习惯，选择此类教材很容易削弱学生的学习积极性，甚至造成其对专业的排斥。三是授课对象的盲目选择。应用型本科院校常常开展“普遍撒网”式的双语教学模式，很少对授课对象进行筛选和划分。这种“一刀切”忽视了学生参差不齐的英语能力，有悖于个性化教学的现念[4]。
三、计算机专业双语教学中“羊群效应”的规避策略
（一）树立正确的双语教学目标
首先，目标的制定应充分考虑到学生的实际接受水平。既不宜盲目追求高端，也不宜轻易降低标准。要根据教学大纲的要求、学生的接受能力和课堂反馈情况来制定合理的双语教学目标。学校在进行《计算机科学导论》的双语教学时，比较注重对学生英语水平和计算机基础的前期调查。调查主要分为三部分：一是高考英语成绩，二是做英语水平测试，三是做计算机基础知识检测。据此制定一个切合实际的教学目标。其次，目标的制定还应主次分明。计算机双语教学归根结底属于技术能力教学，其最高目标应致力于培养学生的计算机专业技术能力。引入英语教学，是为了更好地辅助这一目标达成，更好地培养学生利用英语这种工具性语言操控计算机的能力。只有分清了最高目标和辅助目标，计算机双语教学才能层次分明、目的明确、有所侧重。
（二）科学规划双语教学的课程体系
教务部门和计算机专业教学部门应协同配合，科学设置双语教学的课程体系。既要安排难度适宜的课程，也要把握学生的接受时机，设置梯度合理的课程；还要了解学生的学习动态，适度安排配套性课程，使其与主体课程相辅相成、紧密衔接。就长春师范大学《计算机科学导论》的双语教学而言，其课程设置充分考虑了普通二本学生的接受习惯，从大众应用型的课程开始导入，逐渐安排专业课程。通过普及、灌输、点拨来唤起学生的学习兴趣，为后续深入开展双语教学做好铺垫。之所以将《计算机科学导论》作为第一门双语教学课程，主要基于两点考虑：一是该课程覆盖的计算机专业基础知识较为广泛，且相对浅显易懂；二是该课程具有较广泛的社会基础，是许多计算机爱好者的“入门助手”。在大学二年级，随着学生基础知识渐趋完备、求知欲不断增强，学校又安排了《C++程序设计》《数据结构》等双语课程，这些课程的英语信息量有所增加（包括单词容量、专业语汇等），但基本符合大学二年级学生的接受水平，主要以《大学外语》以及《计算机英语――科技交流与科技论文写作》的教学大纲为参照标准。另外，在大学三年级、四年级的上半学期，还增添了一些难度较高、专业拓展性很强的双语教学课程，如《Java面向对象程序设计》《SQLsever数据库系统原理与应用》，设为配套的必修课或选修课，旨在衔接主体课程，形成一整套相辅相成、呼应紧密的双语课程体系。
（三）选择合适的双语教材
计算机技术日新月异，学科前沿多以英文表述。因此，选用国外最新原版教材十分可行。这些教材往往融入了国际计算机教学的新理念，反映了计算机技术的最新动态。采用这类教材，一方面，可摆脱传统计算机教育的滞后性，避免因翻译导致的歧义，降低理解偏差；另一方面，可提升学生对计算机英语的应用能力，使其提前与国际主流软件开发接轨。此外，还需注意选择编排体例符合应用型本科院校学生培养的国外知名原版教材，要本着这样几个原则：一是选择难度适中的教材。过难会使学生耗费大量精力去理解语言，产生心理疲惫；过浅则会降低学生的学习积极性。二是选择权威经典教材。这种教材知识描述更严谨、导引更细致。在《计算机科学导论》的教学中，确定“Computing Essentials”为原版教材。该教材教学内容编排合理，语言及学科知识难易适度，教材编排体例符合学校计算机专业学生的培养目标，同时又具备一定的权威性。
（四）规范双语教学环节
备课。计算机双语教师应重视备课，因为充分备课是保证双语教学质量的前提。由于中西文化差异，双语教师在备课时应查阅相关英文文献，并适当进行中文转译。另外，还要注重搜集经典案例，注重实证教学。
课堂教学。盲目追求全英文授课会造成英语学习和专业知识学习两败俱伤的结果，应根据实际情况调整中英文授课比例[5]。可以采取如下方案：第一，根据授课内容的难易度来调整。在讲解较难知识点时，应多采用“渗透式”双语教学。对于浅易知识点的讲解，应多利用“沉浸式”的教学手段。通过师生之间的英语互动加深对浅易知识点的理解。第二，根据学生知识技能的差异适度调整。教师应尊重学生的实际情况，鼓励每位学生发挥所长、取长补短、相互完善，力求英语学习与专业知识学习相得益彰。如在《计算机科学导论》课堂教学中，根据学生的实际英语水平，采用“过渡式”教学模式，逐步增加英语授课比例。在授课方式上，充分运用多媒体，根据原版教材编排配套讲义，将图表示例适量加入，以配合知识点讲解。此外，还要注重提问与讨论，增强学习的“现场感”。鼓励学生用英语作答，但不作硬性要求，以保护学生思考和发言的积极性，教师要及时利用英语评点，在双向互动中加深对问题的理解。
上机实验。因“Computing Essentials”没有与之匹配的实验教材，所以以原版教材为基础，参考《计算机科学导论》的教学大纲，自编一套实验讲义。讲义根据教学侧重点来安排实验题目。这套实验讲义及实验中涉及的软件均为全英文。通过实验环节加深学生对理论知识的理解，在实验项目中，除了一些验证性实验外，还增加了设计性实验，以最大限度提升学生的应用能力。
考试。考试是检验双语教学效果的直接手段。为更好地考查学生对学科知识的掌握情况，学校对《计算机科学导论》采用全英文试卷考试。
学校计算机专业双语教学的开展促进了计算机专业课程与英语课程的整合，初步实现了应用型本科院校计算机专业的人才培养目标。《计算机科学导论》作为双语教学基础课程，已成为最受学校计算机专业学生欢迎的课程之一。
参考文献：
[1]潘岚.在应用型本科生培养中实施双语教学的探索与实践[J].北京大学学报：哲学社会科学版，2007（5）：28-29.
[2][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.
计算机科学的前沿技术范文3
关键词:国家创新体系;计算机学科;创新人才培养
中图分类号:G642 文献标识码:B
国家创新体系的核心内涵是实现国家对提高全社会技术创新能力和效率的有效调控和推动、扶持与激励,以取得竞争优势。中国的国家创新体系包括知识创新系统、技术创新系统、知识传播系统和知识应用系统。知识创新系统是由与知识的生产、扩散和转移相关的机构和组织构成的网络系统,其核心部分是国立科研机构和教学科研型大学。技术创新系统是由与技术创新全过程相关的机构和组织构成的网络系统,其核心部分是企业。知识传播系统主要指高教系统和职业培训系统,其主要作用是培养具有最新知识、较高技能和创新能力的人力资源。知识应用系统的主体是企业和社会,其主要功能是知识和技术的实际应用。
大学是培养高级人才的摇篮和知识创新的策源地。大学的主要任务是培养高素质的创新人才,进行知识的传递,同时也是知识创新源。知识创新和知识传播是相辅相成的,即通过知识创新培养人才,再利用人才进行知识创新。因此,同志把大学在国家创新体系中的地位概括为“主要基地”和“重要摇篮”,指出: “教育是知识创新、传播和应用的主要基地,也是培育创新精神和创新人才的重要摇篮。无论在培养高素质的劳动者和专业人才方面,还是在提高创新能力和提供知识、技术创新成果方面,教育都具有独特的重要意义。”
计算机科学与技术学科是研究计算机的设计、制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科。它包括科学与技术两方面,科学侧重于研究现象、揭示规律;技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。二者相辅相成、高度融合。另一方面,计算机学科也是一门科学性与工程性并重的学科,表现为理论性和实践性紧密结合的特征。因此,围绕如何培养高素质、计算机学科创新型人才,我们从培养计划的制定、实训基地的构建、教学创新团队的建设等方面,进行了有益的探索。
1制定创新人才培养计划
在本科生培养中,我们始终坚持“宽专业、厚基础、重能力、高素质”的原则,在专业办学上强调较强的基础理论教学,注重实施素质教育、加强实践环节、突出创新能力和计算机系统的开发与应用能力的培养;利用学院的学科专业领域覆盖面广的特点,加强各学科专业的融合;注重教学、科研和学科建设互相渗透,本科教育与研究生培养互相衔接,形成了厚基础、宽专业的创新人才培养特色。培养的学生既具备电子信息大类的宽专业基础知识,又具有计算机专业的专门知识和实践技能。
我们以计算机科学与技术省级品牌特色专业建设为龙头,省级精品课程“计算机组成原理”、“计算机网络”和“操作系统”,校级精品课程“数据结构”和“微机与接口技术”,以及一大批核心专业课程为基础,培养学生的创新能力为手段,全面推进教学改革,全方位提高教学质量。为适应计算机学科的最新发展和提高就业竞争力,我们制定了“基础课群”和“专业套餐”相结合的课程框架。在第一、二年的基础课群中,为了使学生尽快了解所学专业的内涵,提高学生的专业兴趣,增加了“专业概论”课程。在第三学年下期,按照“智能信息处理”、“交通信息检测控制”、“图形图像与数字娱乐”三个方向设置了特色专业套餐,作为学生的专业必选课程。实施过程中注重强化学生的创新意识,配合个性化实验和创新性实验,突出培养学生分析解决实际应用能力,强调软硬件相结合的特色,使学生在本专业领域内具有解决专业技术问题的能力。
加强实践教学环节,把提高学生的创新能力和实践动手能力贯穿于整个实践教学体系之中。采用模块式实验课程及模块化实验教学内容,配合弹性学制以适应学生的不同需要;打破实践教学依附于理论教学的传统模式,构建与理论教学有机结合的相对独立的实验教学体系,如单独开设数字电路、计算机组成原理、微机与接口技术、C/C++语言程序设计、计算机网络等综合性课程实验;增加计算机硬件综合、软件综合、以及专业方向创新设计等课程设计;加强实习、工程实践、课程设计、毕业设计环节中的工程训练;鼓励学生参加工程实践项目、个性化实验项目、SRTP大学生科研训练计划、国家大学生创新性实验计划等。注重各门课程之间的交叉与衔接问题,将计算机科学与技术专业课程的内容有机地融合在一起,优化实验与实践教学的内容,使实验教学内容系统化、综合化。
2建设创新人才培养基地
我们在建设计算机科学与技术特色专业与精品课程的过程中,建立了计算机系创新实验中心,形成了“嵌入式实验系统”、“游戏与人机交互系统”、“网络综合创新设计实验环境”、“数据仓库与数据挖掘实验环境”四个实验平台和环境,并在已有的计算机硬件设计制作工程实践中心的基础上,依托四川省网络通信技术重点实验室和交通信息工程与控制重点实验室向本科生开放的举措,建成一个培养学生计算机软硬件综合运用能力、创新设计能力以及富有团队协作精神的训练基地。
该基地每年接受逾百名本科生的品牌特色专业创新实验、个性化实验、SRTP大学生科研训练计划、国家大学生创新性实验计划和毕业设计。仅2007年首次开设的品牌特色专业创新实验25个,参加人数达到65人,其成果的突出特点为:
(1) 涉及前沿研究领域的项目较多,研究成果具有不同程度的创新性。50%以上项目涉及了下一代Internet体系结构研究、数据挖掘技术研究、声音与图像处理和新型硬件技术等方面的前沿研究与开发,研究起点较高、难度较大、部分成果具有明显的创新性和潜在的应用前景。
(2) 部分实验对学生的专业知识、实验技能和创新精神有更高的要求。如数据挖掘实验要求学生除具有数据库基础外,还必须具备部分人工智能、模式识别、模糊逻辑和计算机网络多方面的知识;有关NGI研究除需要广博的计算机网技术基础外,还要求学生敢于挑战Internet体系结构及相关技术的精神和利用仿真技术去验证研究结果的能力。
(3) 涉及计算机硬件或软、硬结合的研究开发项目数量有所增加。例如部分图像处理的研究与实验工作,除涉及图像的压缩与算法优化技术外,还涉及DSP芯片硬件;特别是与学科竞赛相关的项目,要求学生有更强的硬件开发能力和创新思维能力。
此外,专业学科竞赛不仅能够培养学生敢于创新的意识、激发创新的思维,而且有利于培养学生理解与应变等创新能力。还能够引导学生在自学进取中培养自信,在战胜挫折中培养意志和在对待名利中树立正确人生观,塑造创新人格。基地以嵌入式系统和机器人设计大赛为契机,积极组织和参加国际国内各种专业学科竞赛。近五年来培养的学生在电子设计大赛中获多项国家级一、二等奖,2006年暑期获英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛最高荣誉奖――“英特尔杯”奖。
在满足大众教育的背景下,为适应精英教育的需要和具有个人兴趣爱好学生发展的需要,以学生参加品牌特色专业创新实验、个性化实验项目、SRTP大学生科研训练计划为载体,以研究型和创新型项目为主体,运用现代化信息平台,突出学生创新能力和工程实践能力培养的训练基地,已经成为一个发现、选拔和培养特色人才的温床。同学们都取得了不同程度上创新性成果,不仅在各种大赛中获奖,而且约1/3的本科生在不同级别的杂志上发表了学术论文。学院还出台了鼓励措施保证学生和老师的积极性,促进了创新人才脱颖而出。如在推荐免试研究生中将专业学科竞赛作为评价学生的重要组成部分;在研究生复试中,加大学生创新能力考核的比重。
3培养造就教学创新团队
高等学校担负着培养和造就高素质创造性人才的历史使命,建立创新机制、培养创新人才是摆在高校面前的一项迫切任务。而一支高素质、新思维、专业化的教学创新团队是培养国家创新体系下杰出创新型人才的关键。因此,我们注重进行教育理念的改革,探索有利于创新型人才培养的教育模式,强化创新型教育的教学团队建设,2008年本计算机学科教学团队被评为西南交通大学校级教学团队。我们的建设体会可归纳为:
(1) 科研与教学相长,成果与人才共进。40多年的专业建设经验表明:凡是科研成果明显的专业往往对相关专业的教学起到重大的促进作用;反过来,教学实践与教改活动研究工作提出新的课题,促进科研新思维。事实上,本教学团队的“计算机原理”、“计算机网络”及“操作系统”三项省级精品课程的建设都得益于相关的研究与开发工作;另一方面,科研队伍的培养也为教师队伍素质的提高奠定了基础。近年来,本教学团队围绕承担的国家和省部级各类重大的科研项目的研究成果,为年轻教师、研究生和本科生开设了“前沿技术”课程与讲座,鼓励和吸引青年教师参与前沿科研活动,使中青年教师已经成为科研与教学上的生力军,在国际国内发表了近百篇论文。
(2) 探索有利于培养创新人才的考评制度。创新人才培养任务的具体承担者是教师,师资队伍的科技创新能力和水平、创新意识和素质,教师对人才培养工作的兴趣、关注和重视的程度,直接决定着教师培养创新人才的实际能力。为适应创新人才培养需要,我院在考核教师队伍采用了聘任合同制,合同中明确双方的责、权、利,每年针对合同界定的教师责任(科研、论文、教学、学生指导等)进行考核,对教学效果好的教师给予优先聘用、提高待遇和奖励等优惠政策;对教学效果不够理想的教师则给予缓聘警告、降低其岗位级别等处罚,并督促请其尽快进修、以提高教学水平;对那些讲课效果差、学生反映强烈的教师,则一律不予聘用。明确规定教授每年至少为本科生开设一门课程,每学期至少听相关专业教师讲课一次,对学生在各种竞赛中获奖的指导教师进行奖励和表彰。实践表明:采用适应创新能力培养的考核与评估方法,能引导和激励教师更好地以培养创新人才为己任,积极承担各项创新设计和竞赛项目的指导工作。
(3) 加强实践锻炼,培养一批优秀青年骨干教师。为了加强对青年教师的培养,鼓励教师在职攻读博士学位,希望通过博士研究生阶段的创新学习和研究过程来提高教师的创新能力。在加强对青年教师的教学培训方面,充分发挥知名专家、教授的作用,对青年教师进行传、帮、带,进行教学能力与素质的培养,坚持新教师试讲制度,组织青年教师讲课竞赛,督导组对教师课件质量和教学效果定期检查,还配备导师对教学骨干进行重点培养等。实践环节是计算机科学与技术专业本科阶段非常重要的环节,配合创新人才培养基地建设,鼓励青年教师多承担实验教学任务,指导各类创新实践项目,特别是新任青年教师必须到实验室工作锻炼一年。通过教学内容更新、启发式教学方法、研究型教学改革、教学效果考核等环节的训练,一批青年骨干教师脱颖而出。
4结束语
综上所述,在国家创新体系下,高校培养的创新型人才是指具有创新意识、创新思维、创新能力和创新人格的人才,是具有远大抱负和国际视野、基础厚、业务强、素质高,具有创新精神和实践能力的栋梁之材。我们近年来的探索和实践表明:科学的人才培养计划、强化创新实践环境和高素质教学团队这三大举措对于培养创新人才是一种成功的尝试。我们的毕业生以其扎实的专业知识和创新思维,良好的专业技能和综合素质,深受用人单位的欢迎,在业内形成了良好的品牌效应。我们要继续进行教育理念的改革,深化创新人才的培养,探索有利于创新型人才培养的教育模式,为国家培养出更多的创新型人才。
参考文献:
[1] 方勇,李志仁. 高等教育与国家创新体系[M]. 重庆:西南师范大学出版社,2006:97-100.
[2] 中国计算机科学与技术学科教程研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002.
[3] 西南交通大学信息科学与技术学院. 2007年度西南交通大学信息科学与技术学院创新实验成果汇编[M]. 成都:西南交通大学,2007.
计算机科学的前沿技术范文4
【关键词】计算机图形学 实践教学 应用型教育 数字媒体技术专业
【基金项目】基于CDIO的数字媒体技术专业卓越型人才培养模式的构建与实践（2012jyxm358）。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）08-0152-02
1.引言
计算机图形学是数字媒体技术专业一门重要的核心专业课，它在虚拟现实、计算机辅助设计与制造（CAD/CAE）、科学计算可视化、计算机动画、地理信息系统（GIS）、计算机游戏、、影视广告计算机仿真等领域均有广泛应用，该课程也是新一轮专业教学改革中计算机科学方向的16门主干核心课程之一。该课程一方面内容十分丰富，涵盖了计算机图形学表示、生成、显示和处理图形的基本原理与方法，另一方面理论性强、难度大，以计算机程序设计技术为基础，与数学、物理学等学科结合紧密，对数学、物理学的要求较高，如何教好、学好这门课程无论对教师还是学生都是一个挑战[1]。
数字媒体技术专业是一个以计算机程序设计技术为主，艺术设计为辅，技术与艺术相结合，涉及多种学科交叉的新兴专业。我校数字媒体技术专业依托文学院、美术学院，以游戏开发为主线，设置技术与艺术相结合的人才培养课程体系，探索培养复合型（面向应用的理论型）数字媒体技术人才的新模式。为了培养社会急需的高素质数字媒体技术人才，我国高等院校纷纷开设了数字媒体技术专业，竭力在人文艺术素质提高的同时，加强学生面向网络、新型数字媒体技术的研究与开发能力[2]。
在高校计算机教学改革的推动下，在我校大学生的培养模式下，数字媒体技术专业的课程是本着厚基础、重实践、求创新的总体原则设置的。计算机图形学作为一门专业基础课，是该专业课程体系中占有重要位置的一门课。因此，如何结合当前教学改革的要求，围绕该课程的教学目标，上好这门课是值得深入思考和研究的，本文围绕我校数字媒体技术专业计算机图形学的教学目标，探讨了几点计算机图形学的具体教学措施，应用于我校该专业的计算机图形学教学实践中，取得较好效果。
2.专业特点与课程教学目标
数字媒体技术专业是旨在培养具有良好科学素养和创新精神，具备信息传播理论、数字媒体和设计管理能力的复合型高级应用型专门人才。本专业的毕业生能从事数字媒体开发、音视频数字化、网页设计与网站维护、多媒体设计制作、数字媒体管理等工作。主干课程有：数字媒体技术概论、计算机科学与技术、艺术学、通信工程、C++语言程序设计、JAVA语言程序设计、计算机图形学、数据结构、数据库原理及应用、 数字图像处理、网页设计与制作、流媒体技术、OpenGL编程与应用、游戏开发等。该专业以基础教育为根本，创新应用为提高，主要通过开设全面的专业基础课和应用提高型选修课来实现这一专业特点。
计算机图形学设在数字媒体技术专业大二下学期讲授，将重点介绍计算机图形学的基本概念、方法与算法，主要由五部分组成：第一部分是计算机图形学的历史、应用、发展和前沿；第二部分是二维图形处理技术，包括基本图元的生成、填充、裁剪、观察与变换以及反走样；第三部分是三维图形处理技术，包括三维图形的投影、表示、消隐和真实感显示；第四部分是曲线曲面，掌握经典的Bezier曲线/曲面、B样条曲线/曲面、NURBS曲线/曲面的概念及生成算法；第五部分是与人机交互相结合，介绍常规交互的基础上，了解最新的自然人机交互知识。本课程的教学目标是使学生掌握计算机图形学的基本原理和基本方法，了解其发展方向及前沿成果，为今后从事计算机辅助设计和制造、计算机图形处理，如虚拟现实、动漫设计、游戏开发等方面的工作打下良好的基础。
3.具体教学措施
在计算机图形学的课程教学中，对枯燥难懂的理论，教师应力求讲解清楚，图文并茂，着重加强对学生上机实践的计划安排与现场指导，以达到良好的教学效果。主要采用以下教学措施，来激励和促进学生对计算机图形学的学习。
（1）“问题驱动式”教学
现代教育思想强调以培养学生发现、分析、解决问题的能力为主要目的，首先发现问题，这是认识和解决问题的起点，所以“问题驱动式”教学是许多现代教育家所提倡、推崇的教学方法，“问题驱动式”教学法的正确使用对于提高学生的素质，强化学生学习兴趣，调动学生主观能动性，培养学生创新能力有积极作用，在教学过程中，我们自始至终都围绕问题而展开教学活动，激励学生自觉思考、主动探索，引导学生不断发现问题、提出问题、分析问题并最终解决问题，培养了学生的创造性思维。在专业教学中遵循这一自然规律，通过不断的提出与教学内容相关的问题，引导学生的课程学习，再通过课程实际算法的讲授，解决每个教学内容之初提出的问题，不仅有利于同学对基础知识的掌握，而且培养了学生针对实际问题的计算思维。
例如，在三维图形处理技术部分内容的讲授之初，提出“真实感茶杯的绘制”问题，该问题以前面所学的二维图形处理技术为基础，涉及茶杯三维模型的建立、投影变换、消隐技术以及真实感显示等内容，围绕该简单易实现的实例来讲解该部分内容，将打消学生的畏难情绪，提起学习兴趣，学生实现后又能增强自信心。
图1 学生实现的茶杯效果图
（2）真实题目的实践教学
充分利用计算机与信息学院的实验资源，采用课间实验和集中实验相结合的方式进行实验安排，其中课间实验和相应课程同步进行，集中实验一般在相应课程结束后集中进行，以综合性、设计型为主，旨在锻炼综合运用知识，解决实际问题的能力。在学院的带领下，不断加强数字媒体技术实验室的建设，培养学生动手操作能力。提出切合学生知识水平的实际题目，结合课程知识进行实践教学。
另外，通过校内、校外实践环节相结合的方式培养和发展学生创新和实践动手能力。在实践教学中，加强工程实践、课程设计、毕业设计等环节中的工程训练，带领学生到相关企业、研究所和高校参观学习，使学生初步接触实际工程，从宏观上理解数字媒体技术专业的架构和发展方向。积极鼓励和指导学生参加校级、省级、国家级各类学科竞赛，如数学建模、电子设计、工业设计、挑战杯和信息技术技能等大赛，鼓励学有余力的学生根据学校合作企业的需求参加业余科研活动。
例如，结合校企合作项目，在课程实践上设置三维游戏场景、角色设计、游戏综合创作等围绕游戏开发的综合性实践。应用图形学的基本图元生成算法、扫描线填充算法、种子填充算法、坐标变换等创建模型，并利用程序设计语言设计小型动画作品，如蝴蝶花间飞舞、茶叶沉降动画等。
图2 学生设计作品抓图
（3）培养兴趣的前沿技术介绍
兴趣是学习的原动力，因此应充分利用该专业丰富多彩的多媒体作品激发学生的学习和创作兴趣，鼓励学生动手实践。运用启发式、讨论式等先进的教学方法提高学生独立思考和综合分析问题的能力，给学生方法论、发散思维、多维思想等启迪，给学生开设本学科前沿知识讲座，开阔学生的视野，培养学生的科学素养，培养学生的学习兴趣，并注重学生应用技能的培养和提高，在应用中反思基本的原理和知识。
例如，最新的数字电影和视频展示、新颖的平面广告设计、先进的工业品造型设计、环境艺术设计及建筑表现，Kinect在虚拟现实中的应用，交互感知技术发展，AR增强现实技术等。
4.结语
总之，计算机图形学作为一门基本的理论算法类课程，在教学中不能过多地强调理论问题，而应结合其在数字媒体技术中的应用来讲，明确计算机图形学的教学目的是与后面的游戏引擎相结合，在内容的取舍上侧重OpenGL的应用，结合实际问题，在实际应用中激发学生学习兴趣，以“问题驱动式”教学方法，促进学生的基础知识学习，面向项目的案例教学模式，开展综合性实践教学，为优秀学生提供发展平台。在教学过程中，不断收集整理学生作品，作为课程实例进行展示和讲解，提高学生的自我认同感和自信心；以学生作品或课程素材形式放在课程网站上，为打造有专业特色的计算机图形学课程服务，在原有教学基础上针对性地提高。
参考文献：
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计算机科学的前沿技术范文5
关键词：高等教育；人才培养；实践技能；实训教材
中图分类号：G714文献标识码：A文章编号：1009-0118（2013）01-0134-01
本文根据我校定位和人才培养要求，通过在电工与电子技术和数字逻辑课程的教学基础上增加实训教学模块――电子技术课程设计，课程内容紧跟科技发展前沿的EDA技术，结合学生的学习兴趣和能力，自编出版实训教材，从而建立起计算机专业硬件基础教学的完整体系的讨论，简述实训教材建设和研究方面所做工作的一些体会。
一、应用型人才培养的教材内涵
教材作为教学内容的载体，在教学中占主导的地位，可以说是起到牵一发而动全身的作用。因此，教材要勇于研究与创新，通过课程的开放性、多元性、动态性，不断地与社会保持交流、沟通，更新课程完善自身。
借鉴以往教材建设的经验，计算机应用型本科教材编写，应强调重实践、强能力。也就是说，教材知识结构要以新颖易学，便于实践为原则。要密切关注社会发展过程中的热点问题，使教学内容与经济建设的需要有机地结合起来，既有专业的基础理论，又有解决问题的具体方法。在教材的编写过程中，要注重知识的系统学习在应用型人才能力培养中的作用和地位，充分认识知识只有通过系统学习和实践，才能加深理解和掌握。明确教材内容决定教材的生命力和价值取向，加强不同学科之间的交叉和融合。
教材必须符合高等教育的层次和水平，内容具有科学性，知识结构满足社会需求。其中，实训教材是引导学生融入社会实践，倡导学生理论联系实际，自主科学研究或深入社会实践，培养学生的独立工作能力和创新精神的桥梁。
二、满足培养目标的实训教材设计
教材应从教学体系和知识结构上体现应用型本科教育的基本特征：坚实、新颖、实用。教材应密切结合本专业的培养目标和教学改革形势，体现与实际应用相结合的特色。教材内容要反映本学科基本原理、思想、技术和方法在现实领域的典型应用，从而有效保证学生学以致用；教材各部分内容的知识深度、难度和知识量要适合应用型本科的教育层次，适合应用型本科学生的理解程度和接受能力。教材文字叙述应贯彻启发式、深入浅出、理论联系实际和适合教学的原则，凸显学生综合技术实践意识和实践能力的培养。
作为计算机应用型本科实训教材，首先要着眼于社会的热点应用领域，内容上关注相关领域计算机专业的主流技术、前沿技术、开发规范和技术标准等的相关知识，采用理论与实践相结合的叙述方式。教材组成的基本要素应包括：（一）社会需要。应用型人才培养教材以社会需要为出发点和归宿，集中体现适合经济社会发展需求和受教育者发展需求；（二）知识结构。应用型人才所要掌握的知识包括基础理论知识和技能，所以教材既要包括前人积累和总结的知识，也要反映当代社会最新科技成果，通过教材体现出来；（三）学生的身心发展。在教材建设中既要考虑科学结构、知识结构的纵横向关系、连续性与系统性关系，也要考虑学生身心发展的特点和综合素质，包括原有的知识储备和运用已学知识的能力以及能否接受或消化等。
三、教材知识结构强调实际应用
要结合计算机专业和行业特点，以典型工作任务构建实践教材内容，强调实训教材内容立足于培养学生的独立性、自主性和创新性。因此，在对人才需求、专业定位、岗位群进行论证的基础上，确定所需知识、能力和职业素养等目标，按照典型工作任务的逻辑关系设计教材内容。为了让学生及时了解和掌握国内外的新知识、新技术、新工艺和新技能，使学生的专业知识和专业技能得到进一步拓展和提高，激发学生学习的积极性和主动性，最大限度地发挥学生的潜能，教材应强调以能力为主线设计知识结构。通过最新的科学知识和相关前沿科学成果，引导启发学生完成学习任务，并注重培养创新能力；把教材中的相关内容巧妙结合起来，适合学生以组为单位，自行组合，开放实验室自行设计实践路线，完成实训任务，有效地发挥学生的想象力和创造力，从而培养学生的综合实践能力。
四、教材内容凸显实践能力的培养
要培养社会需要的应用型专门人才，除了要求学生掌握必需的理论基础知识，还应注重对学生实践技能的培养。考虑到目前的生源实际状况，在编写教材时尽量做到图文并茂，内容浅显易懂。教材在操作性和实用性方面应体现高等教育教材的特色，同时融入丰富、易懂的实训内容，突出实践教学环节，以便更好地培养学生实践技能。本着理论联系实际的原则，以需求为目标，以能力培养为主线，突出实践技能的培养，并对前沿科学成果进行系统的介绍。
另外，教材内容还应考虑教师的教学和学生学习的两个不同层面的教与学的效果。在教师层面，教师必须具备实训教学的水平和实践指导的能力，能根据学生的兴趣按需培养，及时解决学生实践的难题，引导学生积极主动地探索，从而激发学生学习积极性和创新潜力。学生作为实训教学的主体，在实践中要尽可能独立解决问题，锻炼观察问题、分析问题、解决问题的能力；初步养成严谨求是，团结合作，勇于攀登的优良工作作风，为今后从事科学研究和社会工作奠定基础。
五、结语
综上所述，实训作为一种新的学习方式和教学组织形式，有着更为广阔的前景，要把培养学生接受新知识的能力和创新能力作为应用型人才培养的重点。在教学方法上要重视给学生充分的自由创造和自主学习的时间和空间，引导学生向应用型、复合型人才方向发展。因此，高等教育必须高度重视学生实践能力的培养，而实训教材建设则是高等教育发展的必然选择。
参考文献：
计算机科学的前沿技术范文6
关键词：学科竞赛；课程设计；计算机学科；创新实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）12-0043-03
大学生创新实践能力培养是高校人才培养中的重要工作之一[1]，各高校师资和学生水平不同，培养目标也不完全相同，所采取的方法也各有千秋。西南交通大学曾采取制订创新人才培养计划、建设创新人才培养基地、培养造就教学创新团队等措施[2]；武汉大学提出计算机学科拔尖创新人才小班制培养方法[3]。课程设计能够培养训练学生综合运用知识解决复杂问题的能力，学科竞赛可为优秀人才脱颖而出创造条件，沈阳工业大学计算机科学与技术专业采取了二者相结合的方法提高学生创新实践能力，取得了一定的效果。
一、计算机学科竞赛简介
近年来各个学科都陆续出现了不同类型的学科竞赛，和计算机学科相关的竞赛分为3类，分别是算法类、软件应用开发类和硬件开发类。其中算法类竞赛的典型代表是ACM国际大学生程序设计竞赛，可以提高学生的计算思维能力[4，5]；软件应用开发类包括中国大学生计算机设计大赛、普通高等学校本科大学生移动应用开发大赛、全国大学生信息安全竞赛[6，7]、中国软件杯大学生软件设计大赛等；硬件开发类代表是全国大学生电子设计竞赛[8，9]。上述竞赛由国家教育部门、地方政府和相关公司多方主办，竞赛项目涉及本学科的研究热点和前沿技术，对提高学生实践能力并激发创新精神有很大的帮助。但由于多数学生缺少参赛经验，缺乏自信，导致学生积极性不高，参赛学生人数并不多，失去了提高自身能力的非常好的机会。如何将学科竞赛引入到日常教学中，让更多的学生受益，而不是仅局限于极少一部分学生，培养学生创新实践能力是值得探索的课题。
二、计算机专业的课程设计现状
课程设计是实践教学中的重要组成部分，是对理论教学的一个有益补充，是对学生进行的比较全面、系统的综合性工程设计训练，是培养学生实践动手能力、创新能力和综合素质的一个主要环节，不同的课程设计有不同的方法，例如中山大学提出计算机信息类综合实验课程设计方法[10]，湖南大学提出基于ISP技术的嵌入式系统课程设计实施方法[11]。教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员将计算机科学与技术一级学科本科专业分成四个方向，分别是计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术，对各个方向分别给出了6个课程设计范例[12]，见表1。
不同学校计算机科学与技术专业特点不一样，开设的课程设计也不完全相同，我校根据教学目标和学生特点从第2学期至第7学期各有一门作为单独课程开设的综合性课程设计，分别是计算机程序设计实践、计算机组成原理课程设计、操作系统课程设计、数据库与软件工程课程设计、算法课程设计及专业课程设计。传统的课程设计存在题目比较陈旧、学生合作意识差、成绩评定主要由教师决定等问题。
三、学科竞赛和课程设计融合方法
课程设计是学科竞赛的基础，学生只有掌握了相应课程知识，才能有机会参加学科竞赛，竞赛能够使学生进一步巩固所学知识，具有更多的创新思想。例如数据结构和算法课程设计与ACM国际大学生程序设计竞赛相互促进。
下面以我校《数据库与软件工程课程设计》为例，说明学科竞赛与课程设计相融合提高学生实践创新能力的实施过程。该课程设计是学习完《数据库原理》和《软件工程》课程后实践性和综合性比较强的实践教学环节，要求学生能在3周时间内将理论知识加以综合运用，开发一个小型信息系统。
1.团队成员取长补短的优化组队原则。计算机学科的竞赛通常以团队的方式组织，如果团队成员能充分发挥各自的优势，整体的力量将会更加强大。组长要负责总体协调，需要有良好的组织协调能力；技术人员要负责解决关键技术问题；文档编写人员要具有较好的文字表达能力；答辩人员要具有较好的语言表达能力。这样的组合方式可以使学生互相学习别人的长处，弥补自己的不足。所以在课程设计中我们也采取这种优化组队方式，学生根据自身情况自愿组合，教师考查各组学生情况后，再进行适当调整。
2.精选历届竞赛题目或自选创新题目。题目确定有两种方式：一是从以往的计算机学科竞赛中挑选出符合课程培养目标和学生水平的竞赛题目；二是鼓励学生根据兴趣爱好自己确定题目，教师把关确认题目的合理性、实现的可行性和工作量等问题。要求每队一题，题目不能相同。
3.项目组给出切实可行的设计方案。学生根据所选题目通过网络和书籍查找相关资料，结合所学理论知识对课题进行仔细分析，同时需要了解软件用户实际需求，可以把同学或教师当作用户，进行需求调研，在此基础上提出切实可行的实施方案，并进行方案论证，包括需求分析、总体设计、详细设计、测试方案等几个方面。
4.组间互评，论证设计方案的合理性与可行性。每个小组以答辩的方式进行方案汇报，教师和其他小组成员一起对方案进行分析、评价和指导。组间的互评目的是调动学生的积极性，让其有主人的感觉，他们既是参赛者又是评委，这样大家可以取长补短，意见也更加全面。
5.以团队为单位的项目研发与测试。即设计方案的具体实施阶段，根据设计方案进行编程和系统测试。教师定期为学生提供技术支持，和组内学生一起讨论，对学生出现的普遍问题，进行讲解，为学生提供解决问题的新思路。
6.以团队为单位的项目展示与组间评价。学生完成整个项目后，各个小组将撰写项目报告，提交最终作品并进行答辩，接受包含指导教师在内的验收教师组和学生组间互评。这个环节主要考查学生对基础知识的掌握程度、项目研发水平、总结表达等能力，观察团对成员实践过程中在设计、编码、测试等方面的亮点。此过程主要强调以团队为单位的评价，按照科技竞赛比赛规则，通过比较各组作品以及答辩过程评出小组等级。
7.以个人为单位的组内成员互评、自评。每个学生在小组内发挥的作用和大小不同，贡献也不同，课程设计最后的成绩也不同。小组成员要根据每个人的实际情况公正地给出每个成员（包括自己）在小组中的位置，清晰地意识到自己及他人在组中发挥的作用，互相了解优势和劣势。
8.选拔优秀学生团队和作品。评选出优秀作品，在教师指导下进一步进行完善，准备参加计算机学科相关科技竞赛。
四、学科竞赛和课程设计融合成果
学科竞赛和课程设计的融合，可以使双方都受益，二者的关系如图1所示。
采取上述方法进行的学生培养，既可以使优秀团队脱颖而出，为参加上一级比赛做好准备，使其能在激烈的竞争中取得好成绩，提高学校参与竞赛的人数，提高获奖数量和等级，也可以使绝大多数普通学生在各个方面得以锻炼，提升专业能力，如方案设计能力、系统开发能力和集成调试能力等，提升非专业能力，如表达能力、文档撰写能力、PPT制作能力和组织能力等，并让其感觉到只要通过努力并做好充分的准备，竞赛的难度是没有那么大的，提高参赛的积极性和自信心。
中国大学生计算机设计大赛由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会、软件工程专业教学指导委员会等联合主办，包括软件应用与开发类、软件服务外包类等小类，我校在2012年只报名参加了一项省赛，2013―2014年，我们将课程设计和中国大学生计算机设计大赛相结合，取得了如下成绩，如表2所示。可见学科竞赛和课程设计的融合，促进了参赛数量和获奖等级的提高。
五、结语
计算机学科竞赛和课程设计相融合的方法不仅改变了传统课程设计模式，而且改变了传统科技竞赛校内推荐方法。传统的推荐模式是学生接到竞赛通知后，自行组队参加比赛，存在的问题是竞赛准备时间短、作品不完善，另外没有经过训练的学生直接参加竞赛，对比赛的规则和要求没有经验，获奖的概率小，获奖的等级低。通过课程设计系统地创新性培养，提前选拔优秀团队并进一步重点培养代表学校参加校外竞赛，可增强学生的核心竞争力，提高学校的竞争力。在课程设计成绩评定时综合了组间评价、组内成员互评和自评，改变了传统的以教师为主导的评价方式，提高了学生学习的积极性，同时促进了组内和组间学生的交流合作。
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