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计算机科学技术导论范文1
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计算机科学技术导论范文2
【关键词】高职高专 计算机导论课 改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）20-0072-02
计算机导论是关于整个计算机学科综述性导引课程，是计算机专业学生的一门先导基础课程，它主要讲述计算机科学的特点、历史渊源、发展变化、知识组织结构和分类体系。安排在大学一年级的第一学期，通过该课程的学习，既要使学生全面了解计算机科学与技术专业的概貌，激发学生的学习热情，建立起学好计算机科学技术知识的信心。更重要的是可以从总体上把握各门专业课程和专业基础课的关系，有助于学生明确进一步学习的目标，为以后的专业学习建立学科框架基础。
一 高职高专计算机导论在教学中存在的问题
本课程内容包括概述、计算机基础知识、计算机系统结构、操作系统、网络技术、程序设计与算法分析、信息系统、软件工程等，具有内容多、涉及的知识面广、概念集中的特点。而对于高职高专类学院的计算机专业教学，由于学制短（通常是2～3年）、学时有限，很难把握教学内容的广度和深度。通过调查我们发现，大部分学生对计算机导论课程的作用认识不够，有的是学过就忘，认为本课程对后续课程的帮助不大；另外，有的学生觉得内容太多理论性又太强，学习起来没有兴趣；还有的认为难度太大，学不懂。这样，必然导致学生在以后的专业学习和自我学习能力培养方面出现很大的障碍。
二 分析问题的原因及改革建议
1.教学定位不准确导致教学内容不适宜
目前在教学中对计算机导论的定位概括起来有两种。一种是将导论的学习等同于计算机文化基础（或计算机操作初步），认为只要教会学生日常的Windows操作、打字及Office办公软件就够了，而对于计算机理论的学习因为涉及的知识面广、内容较多、学生缺乏兴趣就讲得很少甚至不讲。显然，这种定位降低了教学要求，与计算机导论课程的主旨相去甚远，当然也就完不成导论课的重要任务。另一种是将导论课设计成一门纯理论课，理论教学过于复杂，使刚入学的大学生一时难以接受教师所讲的众多计算机理论内容。这种情况下，尽管老师在课堂上花很大的力气对一些抽象的理论内容做详细的讲解，但由于面对的是大学新生，这种教学效果往往不好。由于课时的限制，每堂课都组织得非常紧张，新的名词、概念、理论过多，严重影响了学生对知识的理解和吸收，打击了学生日后学习的信心，产生一系列的负面影响。
2.学生基础存在差异导致教学内容难把握
由于现在的院校基本都是面向全国招生的，这就导致入学的新生来自全国各地，对计算机知识的掌握程度不同。其一，在入校前，存在家庭经济条件、对电脑接触时间长短等差异。通过调查我们发现，学生对电脑的兴趣有很大的差异，有的学生本身就很喜欢电脑，从而选择了该专业，因此这部分学生对电脑的兴趣很高；有部分学生对电脑没有多大了解也不是很感兴趣，只是由于家长的决定才被迫选择了该专业；有部分学生对电脑毫无兴趣，甚至讨厌电脑；还有部分学生是由其他专业调剂过来的，没有自己的想法，更无所谓兴趣。其二，由于地域城乡教学水平的差异，很多地区的高中甚至初中和小学就开设了信息技术课程，有的甚至还学习了一些软件编程的知识（C语言程序设计），而一些农村来的学生，基本上没碰过电脑，这给计算机导论课程的任课教师在教学内容安排上造成了一定的困难。
3.计算机导论课程内容及体系结构改革依据
上海市每年都组织高等学校计算机等级考试（简称计算机一级），旨在检测和评估高校计算机应用基础教学水平和教学质量。考试时间一般固定在11月份，学生处于大二第一学期前半学期。考试内容涵盖了计算机应用基础知识、操作系统和办公软件使用、多媒体技术基础和计算机网络基础。而高校计算机专业的教学安排很难覆盖到考试要求的所有内容，这就造成计算机专业学生一级考试的通过率还不如非计算机专业的学生。而计算机导论课内容恰好能涵盖计算机一级考试内容，时间上刚好在计算机一级考试之前。笔者就组织了课题组老师进行多次讨论，看能不能将计算机一级考试的内容完全融合到计算机导论课中。这样既可以通过计算机一级考试的通过率来考核该课程的教学质量，同样学生也可以通过是否拿到计算机一级证书作为检验该课程的学习成果。
计算机导论课应该能够使学生学到相应的一些实用技术而不完全是枯燥的概念介绍。实用技能的学习是最受学生欢迎的，也是其最感兴趣的。但在内容选择上，应该是最基本的，在学习、生活中又是最需要的，使其能够用所学知识解决一些实际问题，为学习、工作带来方便。因此，本课程总体以“基于工作过程”为指导，将知识点的介绍融入具体的实际应用中，并结合上海市一级考试的考点要求，以此为依据确定本课程的课程内容。
4.计算机导论课程内容及体系结构改革方案
计算机导论课程内容及体系结构的设计充分注重学生综合素质提高的要求，将实践教学明确放在重要的位置，更好地体现学科的理论性和实践性相结合的特征。通过拓宽知识面和强化理论性教育来实现对学生创新能力的培养，使学生为今后的学习打下良好的基础。
总体设计以学习性工作任务为载体，按学习情景（学习项目）的教学顺序描述教学内容，按学生应获得的知识、能力与素质说明学习目的和要求，特别要突出能力要求。具体方案如上表所示。
三 结束语
计算机导论课程的教学难点在于知识的广度和深度不好把握，本文结合该课程的特点和教学中发现的问题及计算机专业学生计算机一级考试通过率不高的现象，主要讨论了上海地区高职高专院校在计算机导论课程内容和体系设计上的改革方案。整个教学过程以“工作任务”为导向，将具体的知识点融合到具体的实际应用中，同时将计算机一级考试的通过率也纳入到计算机导论的课程考核中来，取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]王玉龙.计算机导论[M].北京：电子工业出版社，1997
计算机科学技术导论范文3
关键词：物联网技术导论；实验教学；实验考核
中图分类号：TP393；G642 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0091-02
0 引 言
物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息浪潮。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时提出“感知中国”后，物联网的探索逐渐成为国家战略。2010年3月底，教育部批准30所高校第一批开设物联网工程专业，没有物联网专业的学校也相继开设了物联网相关的课程。我校于2010年招生时就将物联网及相关课程加入了计算机科学技术、网络工程专业的培养方案，并于本学期首次开设了《物联网技术导论》课程。本课程的特点是理论性强，通过实验课加强学生对于物联网理论内容的理解，才能很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和专业实践能力，加强实践教学是培养应用型人才的重要途径。研究《物联网技术导论》课程的实验内容，对培养物联网应用人才具有重大的意义。
1 研究现状及存在问题
《物联网技术导论》是本学期为2010级计算机科学技术专业新开设的一门专业任选课。课程的目标是使学生可以对物联网技术的相关知识有一个全面、系统的认识；具备规划设计与构建出一些简单的物联网应用系统的能力；具备运用理论知识解决实际问题的基本素质。
现在开设物联网课程的学校很多，主要从理论上讲解物联网中的无线传感器网络、RFID（射频识别）技术等，项目组对市面上的物联网技术课程及实验的教材及几个学校的实验教学做了调查，主要发现有以下几个问题：
1.1 课程内容差异很大，实验内容不统一
物联网是一个相对比较新的技术，很多理论还没有完全沉淀下来，形成非常统一的理论体系。不同的学校不同的教材讲授的内容有很大差异，相对于实验内容也就有不同的安排。
1.2 开设的专业不同，实验内容的重点不一
物联网技术是一个综合性比较强的新技术，涉及到计算机技术、通信技术、自动控制技术等，造成了不同专业都开物联网课程的现状。通信技术相关专业讲解的重点在于物联网通信传输、通信协议分析等，自动控制相关专业讲解的重点在于物联网芯片的研究设计等。计算机相关专业讲解的重点在于物联网相关算法、应用开发等。开设专业的不同，导致了实验内容的重点不一。如北京科技术大学王志良教授出版的实训教程[1]有大量的硬件设计指导等。
1.3 不同学校配备的实验箱不同，实验操作不一致
对于物联网课程的实验大部分都是基于实验箱进行操作的，不同的学校配备的实验箱基本都不同。每种实验箱都有不同的核心板，不同的程序，操作起来都有自己的步骤[2]。本系关于物联网的实验箱共有3套，即使是同一种类型的实验，软硬件环境，实验效果也都不同，这也给实验的选择、融合带来一定的难度。
1.4 学生层次不同，实验内容的难易度设置问题
物联网实验需要大量的硬件编程基础，这些基础都是通过以前课程的学习积累的。有的学生基础好些，如果实验内容过浅，就不能满足学生对知识的渴望，设置过难又使基础不好的学生失去信心。
基于以上问题的分析，我们在实验内容的选择上要以符合专业需求为主要方向，找出实验教学的重点，体现实验的层次性等，为培养物联网方向的应用人才奠定基础。
2 实验内容研究
主要研究《物联网技术导论》课程的基础实验与应用实验内容，以符合专业需求为导向，整合现有实验箱实验的基础上，在各个实验中拟设置选学内容，以满足不同层次学生的要求，同时为学生深入学习物联网相关课程打下坚实基础。
拟选取以下6组实验：
（1）建立实验环镜
实验为1学时，主要是认识实验设备，安装配置IAR、KeilC开发环境。
（2）数据感知实验
实验为3学时，主要物联网感知层的实验，包括温湿度传感器、超声波传感器、酒精传感器的实验，使学生通过各种传感器感知信号及编程方法。选学内容设置为光电传感器、压力传感器。
（3）ZigBee组网实验
实验为4学时，主要是让学生熟悉ZigBee协议栈原理、工作流程，掌握点对点、星状网通信原理及相关程序应用分析。选学内容为树状通信实验等。
（4）网关通信实验
实验为2学时，使学生掌握网关上各种通信接口如串口，网口、GPRS的使用及程序分析修改。
（5）认识RFID系统实验
实验为2学时，使学生掌握RFID 的基本原理，学会RFID 模块的使用方法及相关程序分析。选学内容为超高频RFID模块分析等。
（6）物联网应用实验
实验为4学时，是物联网应用层的实验，主要是对智能家居系统、智能超市系统和智能仓储系统从系统功能、架构、原理上进行分析，并通过各种模拟系统进行实际分析等。选学内容为智能农业等。
实验的总学时为16学时，我们的重点放在无线传感器网和物联网应用上。
3 实验教学方法与手段
3.1 启发式教学
为了培养学生的创新能力，激发学生学习兴趣，改变以往填鸭式教学方法，在实验中，先讲解实验内容和实验要求等基本内容后，再将本次实验的结果展示出来，然后引导学生观察、发现问题，由教师以点拨、提问和探讨的方式加以解决。实验中根据学生的实际情况，这种变学生被动为主动参与的教学方法在调动学生的学习主动性及创新能力的培养上均收到了良好的效果。
3.2 层次教学
根据实验教学的进度和实验深度要求的不同，把实验分成不同的层次，有助于引导学生由浅入深地学习。在物联网实验教学中分成两个方面的层次。
第一个层次，是从必学到选学将实验内容分成必学和选学，必学是所有学生都要学习的内容。选学内容是对本实验更有兴趣的学生学习的内容。
第二个层次，是将必修实验再分为使用、验证分析、综合设计3个层次。
在教学前期适合于做一些使用层次要求的实验，如建立实验环镜、传感器和ZigBee网等， 通过全面使用物联网系统使学生对传感器、ZigBee等操作有全面的感性认识。 在有一定的操作和理论基础时可做验证分析层次的实验，从外部观察验证传感器、ZigBee的原理、编程、实现过程。如学完进程就可通过在实际的操作系统上编程使用系统调用来观察操作系统的进程调度结果，并根据结果分析不同的调度策略。 在验证分析的基础上就可做设计实现层次的实验，要求学生在模拟操作系统上自己编程实现操作系统的功能模块，并观察自己所设计的功能模块的工作情况。让学生对物联网功能有一个使用、探索验证、自己设计逐步深入的学习过程。
4 实验考核
考试是引导学生学习、了解教师教学效果的一个重要方法。许多高校计算机科学技术专业硬件课程实验教学和课堂教学的比例超过20%，但学生的成绩仅凭试卷考试来确定，忽略了实验教学成绩，这是不全面的。因此需要完善学生成绩评定，充分调动学生对实验教学的积极性，达到学生实验动手能力的成绩在总评成绩中占一定比例。在平时的实验教学中，应该告知学生实验成绩在总评成绩中的比例，要求学生重视实验报告，启发学生创新思维，鼓励学生认真总结实验经验，杜绝抄袭他人现象。几年来在计算机科学技术专业硬件实验教学成绩占课程总评成绩的20%～30%是比较恰当的。
5 结 语
本文对《物联网技术导论》实验课程的内容、实验教学方法与手段、实验考核等方面所作的分析，可为高校建设物联网技术导论课程提供一些参考。物联网技术导论的实验教学是培养实用性和创新性的高素质物联网技术人才的重要途径和手段。因此，实验教学是当前需要认真研究和探讨的问题。
参 考 文 献
[1]王志良，王新平. 物联网工程实训教程：实验案例和习题解答[M].北京：机械工业出版社，2011.
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计算机科学技术导论范文4
1留学目的地：伊利诺伊大学
伊利诺伊大学是“莫里尔法案”(由林肯总统在1862年签署)生效最初十年期间通过公用土地赠与方式创立的全美37所高校之一，于1868年正式开学。其座落于美国伊利诺伊州南部安静幽雅的姊妹城镇－厄巴纳和香槟，占地1458英亩，拥有272座主要建筑。此外，学校还拥有一个机场、433英亩森林保留地以及占地1765英亩的阿勒顿公园。
经过近140年的发展，伊利诺依大学已经是全美国最好的大学之一，位居全美公立大学的前五位。该校拥有仅次于哈佛大学和耶鲁大学的美国第三大大学图书馆，图书资料达一千七百多万册。此外，学校还有自然史博物馆、世界传统文化博物馆以及一个美术馆和一个表演艺术中心。该校能提供一百五十多个专业方向领域的四千多门课程，每年授予一万五千多个学位，其中每年授予的博士学位获得者人数稳居全美前五名。目前，该校拥有近两千名教授和四万余名学生。其中，学生由近三万名大学生和一万一千余名研究生组成，含外国留学生近五千名。
伊利诺伊大学以理工科尤称翘楚，稳居全美大学排名前六位。进一步讲，有十余个本科专业位列全美前二十五名，其中会计学、材料学、农业工程、土木工程、环境工程、计算机科学、核工程、机械工程等并位居前五位；有超过六十多个研究生专业位列全美前三十名，其中图书馆学、土木工程、材料学、微生物学、计算机科学、计算机工程、无机化学、分析化学、冷凝物质、逻辑学、数论等并高居前五位。该校共有11位教师及校友荣获过诺贝尔奖，18位教师及校友荣获过普利策奖。其中，该校教授巴丁因发明晶体管和提出低温超导理论而成为历史上在同一领域(固体物理学)两次获得诺贝尔物理学奖的第一人。另外，尼龙的发明者卡罗瑟斯、集成电路的发明者杰克科勒比、第78届奥斯卡金像奖最佳导演获得者李安等均为该校毕业生，我国前著名科学家竺可桢早年也曾在该校攻读农学。
非常幸运和特别值得一提的是，此番留学团队组成成员的研究兴趣或主攻方向均属伊利诺伊大学的优势学科方向，这为各位老师的学习和提高创造了非常重要的基础和前提条件，同时也从侧面反映了国家教育部留学基金委的工作非常到位和值得肯定。
2计算机学科课程设置的比较
我是北京交通大学计算机学院的一名专业基础课程任课教师，主要讲授本科“操作系统”和研究生“安全操作系统”，有幸被分派到久负盛名的伊利诺伊大学计算机科学系进行访问学习。网络神童马克・安德森曾在那里设计了互联网浏览器软件Mosaic及Netscape，著名的微软IE浏览器至今还是构建在Mosaic的基础上。留学期间和回国后，我曾对伊利诺伊大学计算机学科课程设置进行了较为粗浅的分析和对比性研究。
伊利诺伊大学计算机科学系可提供三种不同的大学学位教育(即工学院的计算机科学专业理学学士以及文理学院的数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士)、五年制本硕连读学位教育、辅修计算机科学专业学位教育及软件工程学历证书。本科学位教育主要由校院教学要求和专业教学要求两部分构成。前述计算机科学专业理学学士、数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士的主要区别就在于学院要求和专业要求的不同。例如，工学院要求物理与化学，而文理学院则不要求，同时两个学院的一般教学要求也略微有所不同。不同专业间的教学要求区别在于数学与计算机科学专业要求多上三门不同的数学类课程，同时又比计算机科学专业少上五门计算机科学类课程。统计学与计算机科学专业和数学与计算机科学专业的要求大致相同，只是用统计学类课程替代了某些数学类课程。对于三个专业来讲，有15门数学类或计算机科学类课程是相同的，所以共性大于不同。需要指出的是，计算机科学类课程由计算机科学系负责开设和讲授，课号、名称及要求完全一致。这和国内的大学是不一样的，至少北京交通大学是如此：和计算机专业较为相似的理学院的信息与计算科学专业的某些计算机类核心课程(如“操作系统”)的要求和讲授就与计算机学院无关。此外，国内大学本科培养方案则由通识教育、学科门类教育、自主教育三部分教学要求构成，它们与伊利诺伊大学的学院级或专业级教学要求间的对应关系并不明晰。其中，通识教育由综合基础和基本技能组成，为面向全校本科生的公共要求(伊利诺伊大学在这点上似乎不太明确或较弱)；学科门类教育由学科门类基础课程、大类专业基础课程和专业课程构成；自主教育包括全校通识教育与各学科门类教育课程与实践、系列讲座、竞赛、证书、科研论文、自主和开放实验、就业实践、科研实践等，是我国高校为加强实践环节和推动就业竞争力而引入的具有中国特色的课程学分组成，国外自然无等同物。
具体以计算机科学专业培养方案为例对比来讲，伊利诺伊大学总共要求128学分，含学院级要求39-51学分、专业要求76-85学分(参表1所示)；北京交通大学总学分要求为190学分，含通识教育必修40学分和选修20学分、学科门类教育必修97.5学分和选修22.5学分以及自主教育选修10学分(参表2所示)。后者比前者高出62学分，主要包括必修类的英语16学分(国外对外语的要求为0-12学分，注意其并未指定特定语种)、选修类的自主教育10学分。国内通识教育综合基础部分(必修22学分、选修14学分)近似等同于国外的人文社会科学类课程(18学分)，但多出18学分的教学要求。另外，国外大学专门设立写作课程(含4学分写作I、3学分高级写作)来传授和培养学生的写作技巧与能力，国内大学则主要通过毕业设计环节的论文写作(毕业设计共16学分)来达到相同的目标。国外大学把普通化学I和普通化学实验I(共计4小学分)作为工科专业的公共基本要求，而国内大学如计算机科学专业在内的工科专业则可以不选修化学类课程；同时，国内大学设定数学、物理类课程同为学科门类基础课程，而国外大学则把其中的微积分、概率论或统计学作为计算机科学专业的专业要求。
表1 伊利诺伊大学计算机科学本科专业培养方案
注：表中大类专业基础理论与实践(必修)主要包括计算机科学技术导论、电子技术类课程(电路分析基础3学分、模拟电子技术3学分、模拟电子技术实验1学分、数字电子技术3学分、数字电子技术实验1学分)、计算机数学类课程(离散数学8学分)、计算机软件类课程(数据结构4学分、高级语言程序设计4学分、操作系统4学分，编译原理3学分)、计算机硬件类课程(计算机体系结构2学分、计算机组成原理3学分、计算机组成原理实验1学分)等；专业主修(必修)课程主要包括数据库系统原理、接口技术、计算机网络原理、接口技术实验、计算机网络原理实验、毕业设计等。专业特色课程(选修)则划分为四个方向给出可选课程：1、计算机软件类(软件测试、统一建模语言、高性能计算导论、软件工程、Web程序设计、Unix/Linux环境下程序设计、XML程序设计、软件类综合实践)；2、计算机硬件类(计算机控制技术、硬件类综合实践)；3、计算机网络类(计算机安全保密、网络安全与管理)；4、计算机应用技术类(人工智能、人机交互技术、计算机辅助造型与动画设计、数字图像处理)。
伊利诺伊大学要求学生学习和掌握数字计算机的理论、设计和应用的广博深厚的知识。前两年主要学习数学与物理以及入门性计算机科学基本原理。第三年完成基本的计算机科学课程，并要求选修和拓展学生的理论基础。第四年鼓励学生就自己感兴趣的方向和课题进行学习和深入的理解(均为选修课)。进一步说，国外大学计算机科学专业关于计算机专业特色课程的公共要求简单明晰，仅包括计算机科学导论、数据结构与软件原理、计算机体系结构I/II、系统编程、大程序设计项目、计算理论入门，等，而多达24-27学分允许学生可按计算机科学、科学计算(计算机科学与工程)、数学三大方向分轨选课(参表3所示)；而其中在计算机科学方向并给出系统、数据库、图形学、人机交互、编程语言、人工智能、信息安全、网络等八个子方向，在科学计算方向上并给出航空宇宙工程、应用数学、天文学、大气科学、生物学、生物医学仪器、生物分子工程、化学工程、化学、控制、电子工程、工程机械学、环境工程学、遗传学、地质学、制造工程、材料科学、机械工程、建模与仿真、神经系统科学、原子工程、运筹学、优化、物理学、等离子工程、心理学、放射学工程、机器人学、信号与图像处理、统计学、结构工程等三十多个子方向上给出细化且较为明确的各6-分的选课指导和教学要求。
表3 伊利诺伊大学计算机科学专业按方向分轨选课
相比较之下，国内大学计算机专业设立的公共特色专业课程则较多，有时即便划分出一些方向，要么方向太大，要么选课思路和教学要求不太明确。
3教学科研、学生素质培养及其他
在伊利诺伊大学，我主要选择了三门与我在国内所授课程及研究方向关系密切的计算机科学专业课程(包括CS 423 Operating System Design“操作系统设计”，CS 523 Advanced Operating Systems“高级操作系统”和CS498DM Software Testing“软件测试”)进行旁听学习。
从专业课程教学内容组织安排及教学环节课堂组织可以看出，国外大学始终贯彻教学过程以“学生”为主体的宗旨和理念，强调学生的自主学习，要求学生在课前完成充分的预习准备、课后完成复习思考或上机作业，否则课堂根本就是听天书，学不会是学生自己的事情且归因于其自身的问题)；授课教师在课堂上主要扮演组织者的角色，引领学生在操作系统设计概念原理或软件测试基本理论与技术的知识海洋中畅游，或快速前行或停下来慢慢品尝，或提出问题让学生分组讨论和自己给出答案，或启发式般把教学话题引向研究前沿进而开阔学生的课程视野和激发学生的学习兴趣与热情。相比较之下，国内课程教学则把更多的责任赋予教师，要求教师关于课程教学内容组织的科学性并深入浅出地讲清楚、讲彻底，对学生的要求不是非常强调。
同时，国外大学授课教师关于课堂组织的自主性更为灵活多样。其间，软件测试授课教师并邀请了知名计算机软件开发公司的资深测试师就软件测试的公司组织运作方式和软件测试技术及实用技巧，使学生实现了与社会公司及实用技术的零距离接触；操作系统设计授课教师并委托她的两个研究生分别就他们当前所作科研课题项目阶段成果的主题报告，使学生对操作系统领域的研究前沿及自己将来可以利用本门课程所学知识在实业界有所作为的方向有了感性和更为明确的认识；高级操作系统授课教师更是针对研究生授课对象、采取自己在课程前后把关、指定不同主题和分发文献资料由所有学生依次轮流课堂汇报的形式，既完成了课程内容的深度挖掘拓展及学生关于课程内容全面掌握的教学任务，又培养了学生的自主学习意识和锻炼了学生的自主学习能力，还提高了学生的科研文献阅读水平、科研调研能力和演讲报告能力。另外，我还在伊利诺伊大学强化英语学院参加了教学术语与教育学(Professional Language and Pedagogy, 简称PLP)和美国文化与交流( American Culture and Communication, 简称ACC)等两门课程的学习，其课堂组织形式和授课方式则更为多样化，或让学生自己走上讲台实践和体验课堂讲授和组织技巧，或实地参观访问当地图书馆、校园问路、到餐馆点菜用餐、到咖啡屋品尝咖啡，甚至安排了与当地居民配对、每周定时交流谈话一次的环节，这对于日益国际化的国内大学的语言教学的开展无疑具有非常重要的借鉴作用。
从课程评分环节而言，国外课程强调实践环节并以较高权重计入课程最终成绩，鼓励分组协作但应通过团队演讲或逐个交流等来细化组员得分等级，课程最终成绩由期中考试成绩、平时成绩(考勤与平时作业)、实践环节成绩和期终考试成绩综合构成从而避免单纯依靠期终考试成绩计分机制可能造成的期末突击风与无法真正掌握知识等弊端，其中平时成绩、实践环节得分和期中成绩的计算充分利用和信任研究生助教，当然，从另一方面讲也起到了培养研究生工作态度和能力的效应。国内大学特别是计算机专业关于课程实践环节的教学要求也在逐步增强，但课程成绩更多地取决于期末成绩，大多数课程不在设立期中考试(这在一定程度上可归因于近年来一直不断扩招的客观现实及由此引发的庞大工作量、教学资源等条件的限制)，学生当中抱有凭借期末突击过关心态的现象较为普遍，对教学质量和教学效果的负面影响不可忽视。
当然，这并不是说国外大学不重视课堂教学质量；相反，国外大学对课堂教学和成绩考评的重视程度较之国内大学有过之而无不及(只不过其更遵循“学生”作为主体的客观教学规律并据此开展课堂教学活动而已)，这从其在各门课程最后一节课给学生分发和要求填写课堂教学评价表、学年末由学生自主推选产生“我最敬爱的老师”以及学校专门常设有考卷测评研究机构等可见一斑。国内也有类似的课堂教学评测手段，只不过基于校园网在网上展开而已，同课堂分发为听课者有份的评价机制相比，网上硬行要求每一位同学参与测评的方法存在部分不听课同学随意评价的问题。
另外，我觉得伊利诺伊大学同一专业课程(主要指本科高年级专业课程，如CS 423和CS498DM)在本科生和研究生之间打通的做法非常值得借鉴。一方面，研究生本来就存在跨专业报考和录取的现实，自然而然地某些专业课程需要补修；另一方面，即便是本科和研究生读的是同一专业，也可能由于兴趣或研究方向的改变而使得需要选修某些本科阶段就曾开过但不曾选修的专业课程。况且，国内为研究生和本科生开设的同一类型课程的教学内容往往也是大同小异，只是掌握深度和难度有所区别而已；而从实际技能与水平而言，本科高年级学生与课程学习阶段的研究生本来就没有什么大的区别。如果专业课程在本科和研究生之间打通，则可以节省教学资源并便于统一专业课程体系与教学安排。至于相关专业课程的本科与研究生要求的区别对待，则可采取补充针对研究生的课程要求、增强研究生实践动手环节或论文演讲环节等措施。同样地，硕士研究生和博士研究生的专业课程(如CS523)同样可以打通。
如前所述，伊利诺伊大学的科研实力是非常强的，科研氛围自然也非常浓厚。另外，从整个校园、工学院乃至计算机科学系层出不穷、从不间断的各种类型的学术报告、研讨会或研讨班，大厅或楼道里相关单位最新科研成果的展示、科研项目或相关人员的获奖快报以及包括微软研究院、谷歌、摩根斯坦利等参与的主题活动日与信息技术讲座中也验证和说明了这一点。
现今美国社会有其好的一面，也有其不好的一面，我们在改革开放的过程中应该学习其好的地方，但同时必须坚持自己好的方面。换句话说，应该在坚持自己的好的方面的基础上吸收世界文化的精髓，而非完全抛弃自我和全盘吸收他国的无论精华还是糟粕。我国从古至今一直赋予教育机构道德教育的责任，这是非常重要和必要的，应予坚持、加强。“十年树木，百年树人”，无论家庭，学校还是社会，要关注青少年的道德教育，付出再大也不为过。
另外，我们还利用春假参观了著名的哈佛大学和麻省理工学院，给我的深刻影响是哈佛校园(建设)非常一般，草坪光秃秃的居多，难道真的是老牌名校不在乎这些？不过，其诺贝尔获奖者人数又是非常之多。果真是“山不在高，有仙则灵；水不在深，有龙则灵”吧！国内高校是否应该由此得到启发，把本不富足的经费优先用于人才引进和真正的科研资助上，而非老是富丽堂皇的表象第一。
三月份的一个周末，伊利诺伊大学曾举办了一场规模庞大、全校各单位甚至外联单位一并参与、面向全社会(老少与年轻人皆有“节目”可看)的学术活动节，展示了该校相关的科研学术成果、学生科技成果及与日常生活紧密相关的科普演示实验等，活动节全体总动员和面向社会开放的举措值得国内高校借鉴，这其实是拉近市民与高校距离，并向社会宣传学校的一次大好机会。
参考文献
[1] 北京交通大学教务处编制.北京交通大学本科教学一览.2006.
计算机科学技术导论范文5
随着计算机的诞生和计算机科学技术的发展，计算技术作为现代技术的标志，已成为世界各国许多经济增长的主要动力，计算领域也已成为一个极其活跃的领域。计算学科正以令人惊异的速度发展，并大大延伸到传统的计算机科学的边界之外，成为一门范围极为宽广的学科，人们对计算学科的认识，已从知识层面上升到了方法论的高度[1]。
1989年1月，美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)联合攻关组在《ACM通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，ACM和IEEE-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，ACM、AIS和IEEE-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。
随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。
2CCC2002的基本特点
CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。
在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(N.A.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。
3基于知识与知识背景的课程教学
随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。
3.1计算科学思想史研究
现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。
作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。
3.2基于知识背景的课程教学
所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。
知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。
知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。
把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。
如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。
(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高
教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.A.W.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。
影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。
(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解
学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。
在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。
(3)将有利于学生对课程知识体系的把握
在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。
(4)将有利于学生创新能力培养与提高
******指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。
(5)将有利于学生学科文化素养的提高
科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对IT本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。
4结束语
计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。
参考文献：
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计算机科学技术导论范文6
关键词：计算机；系统论；辩证法；
中图分类号：S951.2 文献标识码：A
由于世界处于普遍联系和永恒发展之中，因此辩证法和系统论是人们认识世界和改造世界的一个重要的思想武器。作为人类智慧结晶的计算机科学，凝聚大量的系统论和辩证法的思想。无论是发明者还是后来的使用者，在使用计算机的时候，都在自觉或不自觉的体现这一理论。
在计算机相关专业的教学活动中，存在着重部分，轻整体等片面等违反系统论和辩证法的现象。这种现象的出现，主要是因为没有宏观的方法论来进行指导。国内已经有一些学者将系统论、辩证法以及计算机科学技术结合起来，对计算机科学与技术中的问题进行阐述。赵致琢等在计算科学导论中阐述了计算科学的意义、内容和方法，具体包括：什么是计算科学，计算科学发展主线和学科的基本问题，并将其应用于计算科学的教学计划和课程体系制定。董荣胜等阐述了计算学科中各主要领域发展的基本规律，揭示了各领域之间的内在联系，有助于人们对计算学科的深入理解。周长林等在操作系统课程中从最一般意义上给出了操作系统的基本理论，指出了资源共享和进程并发是操作系统的两个基本特性，操作系统的所有内容都是围绕资源和进程展开的。陈次白等应用对立统一思想分析了计算机科学与技术中存在的时间与空间、静态与动态、绝对与相对等问题。
本文将系统论与辩证法引入到计算机科学与技术中，用辩证观点解释计算机中的相关问题。
1 唯物辩证法的主要观点
1.1 唯物论
为物论认为，世界的本质是物质的。物质决定意识，意识对物质具有能动的反作用。物质处于永恒的运动之中，运动是绝对的、无条件的，静止是相对的、有条件的。时间和空间是运动著的物质的存在形式。
1.2 唯物的辩证法
唯物的辩证法认为世界处于普遍联系和永恒发展之中。对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律是辩证法的基本规律。包括现象和本质、内容和形式、原因和结果、可能性和现实性、偶然性和必然性等若干个范畴。
1.3 认识论
唯物主义认识论认为理论来源于实践，实践是理论的基础，相反理论可以指导实践。认识分为感性认识和理性认识，感性认识是理性认识的基础，理性认识是感性认识的升华。
2 计算机科学与技术中的系统论与辩证法
2.1 软件系统和硬件系统
唯物辩证法认为，物质决定意识，意识对物质具有能动的反作用。而计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。计算机的硬件是看得见摸得着的，相当于物质，而软件是由大量的代码编写出来是思维的成果，软件必须在硬件的基础之上才能够运行，离开了硬件，软件变成了无源之水，无本之木。同样，硬件也离不开软件，没有软件的支持，硬件就无法发挥其应有的性能。硬件在通常的情况下都会给软件留出一定的升级空间，方能软件的更新，而反过来软件的不断升级，对硬件的要求也在不断的提高，促使硬件的更新换代。这样二者相互依存、相互制约，在总体上处于一种动态的平衡之中。
冯诺依曼模型是现代计算机硬件系统的鼻祖。它确立计算机系统由主机、输入系统和输出系统构成，并且一直沿用到今天。这个设计是系统论思想的生动体现。而确立计算机软件系统的图灵，在本质是就是确定了1和0 这两个二进制的代码作为计算机的语言。1代表开，0代表关，这两者既互相对立，有互相统一，最终构成了计算机语言的最基本的单位。1和0 是计算机语言的基础和本质，而我们通过显示器所看到的各种文字、动画以及听到的各种声音都是一种现象。不论多么逼真的动画，它在本质上就是有无数的1和0通过不同的排列而构成的。
2.2 操作系统
操作系统对于计算机来说就像是一个管家，或者说是灵魂。它通过对硬件进行协调和调用，起到连接硬件和软件之间桥梁的作用。由于整个硬件资源在总体上是有限的，操作系统便充分发挥资源共享和进程并发的两个最基本的作用。当运行应用软件时，操作系统经过计算，在保障硬件性能得到最大程度发挥的前提下对软件发出的资源请求进行协调、分配。
时间要素和空间要素是操作系统正确运行的前提。在操作系统中，时间与空间往往是互相结合的。在计算机中，时间和空间是相互转化的，如虚拟存储技术在内存不足的情况下将内存中的内容写入硬盘，这是典型的利用时间换取空间的方法。通过虚拟储存技术，内存的逻辑容量大大的增加了，但四同样的，这是以牺牲存储时间为代价获得的，但是这可以使超出内存容量的应用程序得以运行。相反，缓冲区技术就是利用空间换取时间，通过在存储区上设置一部分的存储空间作为缓存区，这样可以使设备的读取和写入速度大大的提升，从而节省大量的时间。
2.3 程序设计语言和算法
计算机算法是通过程序语言的来实现的。而程序自身的运行是无法脱离时间和空间而独立存在的。在程序语言中，其中一个重要的因素就是语言变量。例如在C语言中，包含自动和静态两种变量，它们都有各自的生存时间和作用范围。在编写结构化程序的时候，往往将复杂的程序执行过程逐步的细化。在结构化程序总，最基本的组成要素就是函数。函数可以被看成是一个系统，函数参数表是函数与外部联系的路径，参数本身就是一个输入的过程。函数的返回值就是函数进行输出的过程。函数体自身就是控制。
类和对象是面向对象程序设计中的两个最基本的观念。类和对象是抽象和具体，一般与特殊的关系。对象是组成程序的基本要素，而对象之间本来就存在着联系，只有对象之间的相互作用，最终才能求出最优解。这是普遍联系这是唯物辨证法思想的生动体现。
想要获得问题正确的结果，关键在于算法。正确只是算法的一个最基本的要求，除此之外，一个优秀的算法还要有时间和空间复杂度小的优点。比较小的空间复杂度一般需要比较大的时间复杂度，反之亦然。总之，在设计算法时要根据实际情况综合考虑时空关系，使设计的算法达到最优。
有些复杂的问题，在解决的时候需要递归程序设计。在求解问题的时候，递归程序利用问题自身整体与部分的某些相似的特性，反复进行调用，可以节省大量系统资源与时间。面向对象程序设计和结构化程序设计相互补充，而并非是一种对立的关系。前者是在继承后者的基础进行的发展，同样后者是对前者的基础。结构化程序设计是面向对象程序设计的最终落脚点和归宿。
3 结语
本文采用哲学观点分析和阐述了计算机科学与技术中存在的系统论和辩证法等规律，涵盖了计算机硬件、操作系统、程序设计语言、计算机网络与计算机发展等各方面。将上述规律应用于计算机专业的教学和培养方案的制定，取得了良好的效果。计算机科学与技术将继续迅猛发展，但万变不离其宗，采用系统论与辩证法分析计算机发展中出现的新问题、新技术仍会得到有意义的结论。
参考文献
[1]桂起权,任晓明.计算机科学哲学的核心理念[J].淮阴师范学院学报(哲学社会科学版), 2010,(01) .
