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计算机科学与技术的理解范文1
关键词:计算机科学与技术;现代教育;应用
前言
基于计算机技术应用范围越加广泛,教育事业发展的与时俱进,在教育领域中逐渐融入计算机科学与技术。在现代教育中计算机的广泛应用,打破了传统教育模式下时间与空间的限制,使教学活动的开展更具多样化、个性化,课堂更加生动有趣。教师在应用计算机科学技术进行教学活动时,也为其节省了大量的时间精力,学生在快速掌握知识点的同时,也提高了计算机操作技能,所以说计算机技术的应用对于收获良好有效的教育教学效果具有至关重要的作用。
一、计算机科学与技术在现代教育中的应用优势
(一)对教育时间的依赖程度得以降低
计算机在教学活动中是一种重要的辅助工具,以其强大的互联性,通过联网收集到各类教学信息,以强大的储存功能,加以对类型多样的信息进行整理,不受时间的限制,无论是在课堂时间,还是课余时间,只要是有计算机在任何时刻实现快速获取知识内容。例如在美术教学中,将名家字画存储到计算机网络当中,师生可以借助对字画的欣赏,加之配以文字说明,得到更加鲜明的点评。同时计算机作为在教学活动中的一种教学系统,摆脱了对于时间的限制,学生受到计算机系统的吸引,通过受到直接影响与直接利用其技术获取科学文化知识,提升了学习过程中的动手实践能力,体现了计算机科学技术应用的深度与广度[1]。
(二)不受制于教育空间的影响
传统教育教学的开展只是限制于教室内的教学活动,即当堂课的教学内容当堂传授,当学生遇到问题的时候,欲寻求教师的帮助,受到空间的限制,只能无奈等到下次课上询问教师。计算机科学技术在现代教育中的应用不再受制于空间的影响,通过社交网络将师生的关系紧密联系在一起,当遇到问题的时候,学生即可通过社交网络在任何地方联系到教师,寻求教师以解决在学习中遇到的难题,此外还可以不受空间的影响,实现对教学研究成果的共享,在任何地方通过登录资源共享网络平台,下载教育信息资料,实现在线交流,通过远程教育实现对课堂内容的深化,以获取有效的教学资源[2]。
(三)教学活动的灵活性得以真实体现
计算机科学技术以人机界面的形式,实现了人机对话,在教学活动中通过师生之间的沟通交流,增强了彼此之间的联系,通过对话实现师生灵活性的合作。教学内容在计算机系统中呈现出丰富性的特点,更加吸引了学生的注意力,激发了学习兴趣,使其能够配合教师具体教学活动的的实施。
(四)更加体现了自由性
不受时间与空间的限制,师生之间无时无刻都可以通过计算机科学技术的应用,实现教材内容的共享,实现在线交流,这其实是计算机科学与技术在现代教育中应用自由性的体现。学生可以通过其技术的使用结合知识点与自身学习实际情况,对学习时间自由选择,教师也可自由教学方法,更好地借助计算机技术为现代教育服务[3]。
二、现代教育中计算机科学技术的应用
(一)在学生独立自主的自学阶段的应用
教材是学生促进学习一种无声的、物质化的良师益友,教辅材料扮演着辅助者的角色,对于知识的理解一方面是来源于自身对于知识点的理解,一方面是来源于教材教辅材料对知识点的阐述,而教材与教辅材料由于篇幅有限,对知识点的阐述不可能做到面面俱到,这是传统教育背景下存在的学生对于知识点理解的弊端,限制于较少的专业辅导的影响,对于学习活动缺乏目标方向性,学生很难在自学活动中约束自己,达不到理想的自学效果。计算机科学技术在现代教育中的应用,学生可以借助计算机系统平台获取更多的学习资料,更加深度地理解知识点,还能扩充知识储备量,有针对性地查找想要了解的知识内容;教师提前设计好课件,在展示课件的内容过程中,提出在自学中学生需要注意的重点、难点,结合课件展示的内容,学生提出疑问,教师进行解答,对于学生自主学习能力的培养具有重要作用。
(二)课堂教学活动中提高了课堂效率
计算机科学技术在现代教育当中的应用实现了静态化的教学知识点与动态化的计算机呈现方式的有机结合。以计算机作为教学设计、展示的载体,将教材上的知识要点融合于计算机当中,呈现在信息系统当中,而且呈现的方式多种多样,丰富了教师的教学思路方法,为学生对于应用计算机的学习方式提供了多重选择,把更多的目光关注于课件上,以丰富生动的教学呈现形式吸引学生的注意力,增强了学生自主学习的能力,创造了参与教学活动的机会,教师减轻了授课压力,有更多的时间通过计算机平台与学生沟通交流,了解学生在学习过程中遇到的难题,了解到学生对教学活动的开展有哪些意见与建议,便于个性化、有针对性信息化的教学活动开展。
三、结语
综上所述,本文从两个方面对计算机科学与技术在现代教育中的应用展开了论述。第一部分中主要从四点论述了计算机科学与技术在现代教育中的优势,正是基于这些优势使得其科学技术在教学活动中得到了广泛;第二部分是对其技术在现代教育中的具体应用体现,通过计算机技术的应用,有利于提高课堂效率,激发学生参与教学活动的热情。计算机科学与技术在现代教育中的应用是教育事业与时俱进的体现,随着其技术的不断发展,将会对现代教育中注入生机勃勃的活力,为教育事业提供良好的发展平台。
参考文献:
[1]卢唯威.计算机科学技术在计算机教育中的应用[J].计算机光盘软件与应.
[2]沈长银.计算机科学技术在现代教学中的应用[J].科技信息,2013,23:309-310.
计算机科学与技术的理解范文2
关键词:现实 信息技术教学 策略
计算机技术的增长总是突飞猛进,实际的应用也是日新月异。不断变化的实际和相对落后的教学,是一对矛盾。我们如何来解决这个矛盾,让学生能够与时俱进呢?通过计算机实际应用能力出发,来现实来引领我们信息技术的教学就至关重要了。而计算机科学与技术这门学科的特点,决定了该学科对人才培养具有重要的意义,特别是对与该学科相关的学科的教学有着很重要的影响。
一、从实践出发,注重基础习惯的生成
计算机科学与技术学科实践性很强,教师必须采用与计算机科学与技术相适应的教学方法,从而提高学生的创新思维能力。注重学生对计算机的熟练操作和应用。细节方面比如良好的操作习惯,既是对设备的保护,也是对自己操作过程中的易用性与文件的完整性和安全性的一种提升。 因此,在信息安全教学中,针对学生信息安全意识淡薄的现实,我们教师可以充分利用机房的学生机处于保护状态的这个资源,有意识地去模拟因学生没做好重要数据备份工作而造成数据丢失意外,让学生真切地感受信息丢失的痛苦,教师再适时地对数据备份的各种途径加以点拨便能让学生养成良好的数据备份意识、习惯与技能。
二、分清目标,让计算机科学与技术引领各阶段的教学实施
计算机科学与技术的层次性和目的性,很好地实现了计算机的各种基础功能。这样的思想在实现信息技术教学的阶段性递进方面,我认为分清各阶段信息技术教学目标的层次性与递进性,尽可能避免教学内容的交叉与脱节是必要的。依据学生的现实基础,结合学科递进性的发展要求和当前各阶段的教学现实,积极组织各阶段综合性教学研讨,让各阶段的信息技术教师相互之间明白各自所应承担着的教学任务,为下一阶段的教学实施打好必要的基础,让现实的课堂教学真正地引领与切实地达成好各自的教学目标。同时,跨学段的交流,也能让不同学段的教师能了解其他学段的教学状况,从而在实施本学段教学时形成全局观念,为全面提升信息技术教学的有效性作出各自的贡献。
三、计算机科学与技术的创新意识,促进形成创新能力
计算机科学与技术是靠创新意识和创新能力支撑起来的一门学科。这就决定了该学科对学生的创新意识和能力,是很有影响力的。这也决定了教师必须采用与计算机科学与技术相适应的教学方法,从而提高学生的创新思维能力。这就要求在实施信息技术教学的实际过程中,既要注重知识点的讲解,让学生识记和理解,又要注意与学生的创新能力的培养相结合。同时,教师要不断地给学生创造出更多的实践机会,让他们的创新能力有机会展露出来。还可以通过团委、班级等组织设计各项活动,把创新落到实处,让每一个学生的创新能力和综合素质都得到提高。对于那些富于独特见解的学生,要积极进行重点引导,让其长久保持下去。在教学风格和技巧上,也要善于变换各种教学手段,得以让学生对课堂教学有积极的参与性。
四、计算机科学与技术的细致,导引关注细节
计算机科学和技术专业术语多,涉及的相关学科多,要求学生掌握与区分的细节多,课堂内偶发事件多。这和信息技术的教学有一样的特点。因此信息技术的教学上要运用对比策略,关注上课细节。
运用对比策略,关注细节,对于教师自身来说,我觉得可从以下方面付于实际:一是理一理,使我们教学用的教师机中各类文件更有条理;二是想一想,明确课堂中可能要说到的专业术语;三是听一听,细致分析用技术手段不定期录制的上课实录,对自己认为存在的问题做点记录;四是比一比,看看不同时期的课堂实录是否出现了同样的缺陷。当我们多次去经历理、想、听、比的过程后,我们关注细节的意识将会从刻意追求升华为无意识的习惯。
在课堂教学中,对于一些有关联的、又非常相似的知识点我们可以运用对比策略,关注细节,能对知识点的理解和巩固能起到事半功倍的作用。
例如,在《多媒体技术应用》教学中为了让学生生成PS图像保存成不同格式是否还保留图层信息的知识时,我们就是可以采用对比生成法。让学生把自己的PS作品保存成不同的格式,再次用PS打开这些不同格式的图像,去观察PS中图层面板有何同,即可很清楚在对比中生成PS图像保存成不同格式是否还保留图层信息的知识了。
又如在PS与flash中,对某一图层进行隐藏后让它们分别生成jpg和swf格式的文件,那么在jpg和swf文件中是否还存在已被隐藏的图层?对于这个问题的解决,我们在教学过程中只在PS或flash的教学中单独提出,而不采用对比生成策略,学生常常会很难分清,直接影响到对这一知识点的巩固程度。如果运用对比策略,就可以起到加深对知识的巩固的作用。
参考文献:
[1] 胡济良,李尚仁主编.高中技术课程标准教师读本・第一编・信息技术.
[2] 李兴远,熊松泉.计算机科学与技术专业创新能力培养途径探析[J].中小企业管理与科技:上旬刊,2009(7).
[3] 段利华,顾应龙,左国超.计算机科学与技术专业现状分析和人才培养模式改革研究[J].高等理科教育,2007(2).
[4] 王.课堂教学技能.福建教育出版社.
[5] 朱翠萍.论建构主义理论对课堂教学的启示[J].教育与现代化,2004(2).
计算机科学与技术的理解范文3
[关键词]计算机科学与技术 人才培养模式 改革研究
一、计算机科学与技术专业背景和现状
1.计算机科学与技术专业背景
国际上计算机科学与技术专业人才培养起步于20世纪50年代的美国,到60年代专业教育逐步进入了科学研究的轨道,教学内容和课程体系则采用学术团体提出的参考方案。从20世纪中期开始,包括中国在内的其它国家采用的计算机科学与技术专业的教学计划基本上都是参考美国的体系,1985年以后,面对学科的高速发展和知识组织结构的日渐庞大,美国的学术团体开始寻求学科人才培养的内涵发展模式,1990年基本完成第一阶段的研究报告,并推出“91教学计划”。但“91教学计划”及其相关研究报告对学科方法论内容的研究不够深入,从而使人们产生“91教学计划”难以实施的印象。中国高等教育参照美国的“91教学计划”制定了“93教学计划”,并延续至今。1995年教育部启动了高等理科面向21世纪教学内容与课程体系改革研究计划,并批准计算机科学与技术类专业的课程体系改革,由复旦大学等九所学校组成项目组进行研究,并提出了分类、分层次培养计算机科学与技术专业学生的思路。20世纪90年代末国家又启动了35所重点大学示范性软件学院的建设工程,力图探索计算机科学与技术专业软件应用人才的培养目标和方式。
2.计算机科学与技术专业发展现状
当前,计算机科学与技术专业培养人才过程的主要矛盾是:按照过去对计算机科学与技术专业人才培养的认识,计算机科学与技术学科是关于算法的学问,培养的人才必须具有开展算法研究与应用的能力;是在数学与电子科学的基础上发展起来的学科,培养的人才必须具有数学与电子科学的基础;具有理论与实践并重的特点,培养的人才须有较强的理论素养与实践能力。对以培养应用型人才为主的高校而言,存在着既不能让学生掌握扎实、完整的专业理论基础,又不能培养学生熟练的应用能力的问题,由此出现了顾此失彼、实际效果差的局面,从而导致了一方面社会对计算机专业人才的需求在不断增加另一方面大量的计算机专业毕业生无法找到工作的供需矛盾,甚至使人们造成了计算机应用能力本科生不如专科生、专科生不如中专生的假象,充分反映了计算机科学与技术专业人才培养中存在的实际问题。因此,无论是按照高等教育理论的发展,还是在实际办学过程中,都应该培养学生正确的、基本的实验方式、方法与应用技能,对专业学生应要求具有必要的理论基础和一定的技术开发、应用能力。
二、计算机科学与技术专业人才培养模式改革的必要性
随着计算机科学与技术学科的快速发展,知识组织结构和核心基础知识变得越来越庞大,教育部计算机科学与技术学科教学指导委员会计算机专业分委员会组织的我国信息化社会计算机人才需求的调查结果显示,成熟的企业并不回避再培养的问题,但迫切希望有效地降低再培养成本。IT项目主管认为,目前计算机专业人才存在的主要问题有:缺乏独立解决问题的能力;对工具和方法的应用不熟、经验不足;责任心和纪律性不强。人力资源主管则认为,在实际工作中,计算机专业人才最欠缺的能力为:对工具和方法应用不熟、经验不足;价值取向和对职业生涯的规划不成熟;外语能力欠缺;缺乏基本的抽象分析问题能力;承受压力的能力不足。因此,根据社会需要制定不同的培养规格,是解决目前计算机人才培养专业特征不明显的可行途径;从长远看,有必要考虑对计算机科学与技术专业进行适当的分解,进一步明确专业方向,以适应社会的需要。结合计算机科学与技术发展快、应用范围广、社会需求差异大的特点,必须全面进行计算机科学与技术专业人才培养模式的改革,实行分层次教学计划,才能为社会输送合格人才。在人才培养模式改革中,要充分认识到本科专业教学内容比较灵活、学术水平要求一般、重视能力培养要求的特点,明确的培养目标,运用正确的教学方法,制订有效的实施方案,立足社会需要,加强专业建设,才能保证较高的本科教学质量。因此,从中国的国情和社会需要出发,计算机科学与技术专业人才培养模式必须突破原有的教学计划和课程体系,实行分层次培养格局,才能有利于发展,有利于计算机科学与技术专业人才发展。
三、扎实的研究与设计实践、多样化专业竞赛是培养创新型人才的关键
计算机学科是一个实践性较强的学科,为了增强人们的创新意识、提高人才的创新能力,就必须将实践环节贯穿于整个教育过程中,提高实践的效果,从不断的学习中不断地给他们提供学以致用的实践机会,注重自我设计软件/硬件的以致用的实践机会,注重自我设计软件/硬件的创新能力训练。在学习中减少验证性实验,增加设计性、综合性实验,并将实验从理论课中分离出来,自成系列,独立开设综合性课程设计;自这些课题研究、设计与开发实践,不仅培养了大家自主学习与理解能力、以及对新知识的驾驭能力,而且经历了计算技术的集成创新与应用创新的能力训练;还可以通过参与基金课题与国家课题的论证与申请,强化了创新的动力观和主体观教育,培养敢于创新的意识,而且作为主要成员经历课题总体设计,关键技术研究、系统验证与性能评测等研究过程,培养了理论创新、方法创新与技术创新的能力。创新型人才的创新意识、创新思维、创新能力和创新人格的培养需要通过有效的途径实施和贯彻。我们认为多样化专业竞赛是培养创新型人才的有效途径之一。数学建模、电子设计、软件设计、机器人、模拟联合国团队等专业化竞赛,尽管竞赛内容与形式不同,但其共同之处是不仅能够培养人们敢于创新的意识、激发创新的思维,而且有利于培养他们理解与应变等创新能力,还能够引导大家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。创新型人才是具有创新性思维、能够创造性地解决问题的人才。创新人格是科学的世界观、正确的方法论和坚忍不拔的毅力等众多非智力因素的有机结合,是创新型人才表现出的整体精神面貌。没有创新人格,人的创新潜能很难充分发挥。因此,培养创新型人才,是注重知识、能力,同时还要注重创新人格的养成。
参考文献:
[1]赵致琢,刘椿年,许满武,等.计算机科学与技术学科教育与教学改革研究进展通报[J].计算机科学.
[2]李晓明,陈平,张铭,等.关于计算机人才需求的调研报告[J].计算机教育.
计算机科学与技术的理解范文4
关键字:计算机导论;课程设计;课程定位
【中图分类号】G640
引言
目前,大多数高校的计算机相关专业都开设了“计算机导论”。课程内容设置主要分为两种。一种是专业核心课程的大杂烩,将“数据结构”,“操作系统”,“组成原理”,“程序设计”,“数据库基础”的专业课程内容各取一节。另一种是对计算机文化基础知识的介绍,基本上与非计算机专业讲授的“计算机文化基础”课程内容没有区别。
近年来,通过我们对计算机科学与技术专业进行专业教学调查,发现相当一部分学生对计算科学本质缺乏比较全面的认识。科学思维能力、创新能力、分析和解决实际问题的工作能力比较差。
1.课程定位与教学目标
《计算机导论》是计算机科学与技术专业本科生的一门先导基础课程。该课程肩负着“开启专业之门、引领学习生涯”之重任。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。通过对本课程的学习,使学生了解计算机科学与技术领域的基本知识、基本理论和基本技术方法,为将后学习《操作系统》、《程序设计》、《数据结构》等课程打下基础。其目的就是使学生能以一种统一的思想来认知计算机科学的本质,教育和帮助学生建立计算机科学与技术的方法论。
我们从课程的定位与意义出发,应该达到的教学目标为:(1)激发学生对学习计算机学科的兴趣;(2)充分展示计算机领域能做什么,但不深究怎么做;(3)让学生了解计算机领域的历史及其发展状况(4)培养学生学科全局观及随着学科不断更新知识的意识(5)能让学生了解该专业毕业生应具有的基本知识和技能,以在该领域工作应有的职业道德和应遵守的法律准则。
2.课程内容的设计与课时安排
“计算机导论”主要是为计算机专业新生开设,使他们对计算机学科整体有一个了解。我们进行课程内容设计时,特别要区别计算机专业与非计算机专业学生在培养目标和方向上的不同,把握教学内容的深度和广度。在进行“计算机导论”课程的内容的选择与组织上,我们要注意科学性、适用性、实用性,要有全局意识。“计算机导论”课程的内容可分为下列几大部分:
(1) 计算机科学的基本概念和基本知识:包括学科的背景、发展历程、信息化社会的特征以及信息化对计算机人才的需求,并初步了解计算机科学与技术的研究范畴和作为一名计算机专业毕业生应具备的知识能力并明确今后的学习目标。
(2) 计算机的基本结构与工作原理:包括计算机的产生和发展,冯・诺依曼机构计算机的基本组成,计算机的体系结构,计算机硬件技术的发展等。
(3) 计算机系统软件与应用软件:程序设计语言翻译系统的功能和基本概念,理解操作系统的基本概念和功能,软件的分类、程序设计的基础知识,面向对象程序设计的思想、算法与算法分析,数据结构的基本知识。
(4) 数据库系统及其应用:数据库系统的基本概念,SQL概述,几种新型的数据库系统,数据库系统的应用。
(5) 对通信与网络知识的描述:主要介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理,包括网络的体系结构、数据通信的基本方法和网络协议以及网络系统的安全和管理知识。
(6) 人与计算机:包括人机交互、人工智能技术的研究领域及取得的主要成果、人脑与电脑的关系。
(7) 学科展望:计算机学科的前沿知识,发展前景以及其他学科领域的交叉内容。
具体的章节安排与课时设置可参照下表1.1:
表1.1课程设计表
章次 内容 总学时 课堂学时数 实践学时数
1 计算机的基础知识 4 4 0
2 计算机硬件系统 4 2 2
3 计算机系统软件与工具软件 10 6 4
4 计算机应用软件 20 8 12
5 数据库系统及其应用 2 2 0
6 多媒体技术及其应用 2 2 0
7 计算机网络及其应用 4 2 2
8 计算机信息安全技术 1 1 0
9 计算机技术新发展 1 1 0
总计 48 28 20
3.课程特色
3.1理论和实践紧密结合。一方面在学习计算机基本理论的同事注意实践操作的训练,做到学以致用,另一方面引导学生投过技术抓理论。
3.2把当前最新的计算机基础知识和技术融入教学。积极跟进计算机技术的发展,及时更新教材,更新实验平台,更新教学方法。
3.3注重实践教学的考核。期末理论和实践考试都采用计算机考试系统进行,促进了学生实际操作的学习。
3.4基础性强。“计算机导论”是其他后续课程的先行课程,为进一步学习计算机知识打下坚实基础。
“计算机导论”的课程内容既要防止过于简单,也要防止过于复杂。如果课程内容简单化,使之等同于非计算机专业的“计算机文化基础”,就会背离该课程的教学意义与任务。反之,如果课程内容太复杂,就会把计算机导引课提升到计算机原理课的水平。第一门课就让学生觉得晦涩难懂,容易造成学生对计算机学习的望而却步,给后续计算机专业课程的学习造成障碍。
通过以上对“计算机导论”课程内容的组织和安排,可以使计算机专业的学生已进入大学就能对自己今后学习的主要知识、专业方向有一个基本了解,为后续课程构建一个基本知识框架。
参考文献:
[1]刘莉,陶强.计算机基础教学中的课程整合研究[J].计算机教育.2011(14)
计算机科学与技术的理解范文5
关键词:离散数学;应用案例;教学方法
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1671-7880(2016)03-0038-03
任何一门学科在其研究过程中常常需要借助一些工具和方法。计算机科学在其研究过程中也需要借助数学工具,这个数学工具即是离散数学。离散数学在计算机科学本身及其应用密切相关的现代科学与工程领域起着重要作用。离散数学是计算机科学专业的一门专业基础课程,它是“数据结构”“操作系统”“数据库系统原理”“编译原理”“人工智能”等多门专业课程的先修课程,注重培养学生的逻辑推理能力和抽象思维水平。但是,离散数学课程所涵盖的教学内容特别丰富且又各自独立,概念和定理特别多,内容极其抽象。这些特点对教与学两方面都提出了很高的要求和挑战。特别是针对面向应用的计算机类专业的学生,如果将该课程当成一门纯粹的数学课进行讲授的话,学生会很难理解课程内容以及与实际应用的结合,容易导致学生接受困难、兴趣低。因此,如何提高离散数学课程的教学水平和质量便是一个关键问题。
1离散数学课程的教学内容、特点及问题
离散数学课程是计算机科学与技术专业的核心基础课程,IEEE/ACM的CC2001课程体系别强调了这一点。它在计算机科学与技术专业课程体系中起到重要的基础理论支撑作用,主要体现在3个方面:(1)离散数学是重要的专业基础课,离散结构为计算机系统提供其处理对象的状及其变换的有效描述,计算机科学与技术有关的许多领域都要用到离散结构中的概念,从而使得离散数学在专业课中有着广泛应用。(2)离散数学对培养学生的学科素质、掌握正确的学科方法起着重要的作用。离散数学用数学语言来描述离散系统的状态、关系和变化过程,是计算机科学与技术的形式化描述语言,也是进行数量分析和逻辑推理的工具。(3)学习离散数学有利于能力培养。主要包括获取知识的能力、应用知识的能力和创新能力。传统的离散数学教材在内容组织上偏重理论,很少注重理论与计算机应用问题的有机结合。在教学过程中,学生往往将离散数学当成一门纯粹的数学课,不能发现与体会到该课程内容在计算机应用中的作用。由教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会出版的《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)》一书中明确建议,在离散数学课程教学中应该引入较多实例,介绍相关理论、方法在实践中的应用。作者认为,在离散数学课程的教学过程中,应该在讲解分析理论基础上结合计算机学科应用,特别将后续课程中的相关内容有机融入当前理论知识的学习中,无论从学科的本质特点,还是学生的学习掌握方面都是有积极作用。
2计算机应用案例融入离散数学教学的探索
2.1关系数据库与离散数学
在离散数学课程中,集合论中的关系代数和数理逻辑中的谓词逻辑两部分内容一般在整个课程的前半部分。对于大一的学生,他们的专业基础还很薄弱,甚至还没有“入门”。如果一开始就直接进行理论讲授,会使得很多同学感到迷茫,甚至产生对本专业的厌恶。然而,这部分内容在后续课程“数据库系统原理”中有重要应用。关系理论是现代关系数据库系统的基础,对关系性质及其运算的了解,将极大地有利于学生对关系数据库中的范式理论以及各类数据操作的理解。因此,作者在讲授这部分内容之前,先用20分钟左右时间简要介绍数据库系统的相关知识背景,主要包括数据库系统与计算机技术的关系、发展历程、典型应用等,并落脚于关系型数据库以及关系数据模型。强调在关系数据库中,基本数据结构是关系,也就是二维表。用户使用数据库系统就是对若干张二维表进行检索、插入、修改和删除操作,实现这些操作称为数据子语言,而这种语言就是以关系代数和谓词逻辑为数学基础。有了这些背景知识,然后在讲授这部分理论过程中,适时地融入关系数据库的应用案例,帮助学生更好地理解与掌握有关理论。比如,数据子语言相当于一种代数结构,而这种代数结构的研究对象是n元有序组的集合,一共有五种操作,包括投影、选择、笛卡尔乘积、并和差运算。这些运算都是封闭的,它们构成了一个代数系统,称为关系代数。由此可见,对关系数据库中数据子语言的研究就归纳为对关系代数的研究,这样就建立了关系代数与数据子语言之间的联系。在讲授过程中,再举几个实际的数据库查询例题,以进一步提高学生的学习兴趣。值得注意的是,在应用关系数据库实例讲解过程中,特别要注重图示法的应用。我们的目的不是向学生介绍关系数据库的有关知识,因此必须坚持“能够用图示介绍的,绝不用文字介绍”的原则。这样可以让学生快速地从感官上认识到关系数据库的最基本知识与原理。作者在教学实践中,以3张简单的关系表作为示例,分为是学生基本信息表,包括学号、姓名、系别和年龄4个属性,记为S(SNO,SN,SD,SAGE)、课程信息表,包括课程号和课程名2个属性,记为C(CNO,CN)以及学生选课表,包括学号、课程号和成绩3个属性,记为SC(SNO,CNO,G)。这3张关系表的信息是学生们特别熟悉的,因而容易理解。例如,当我们需要在学生基本信息表中查询年龄大于19岁的学生信息,用关系代数语言即可表达为σSAGE>19(S),查询结果如图1所示。再比如,当我们需要查询学生的姓名和系别时,用关系代数语言表达为πSN,SD(S),查询结果如图2所示。总之,通过这些简单但具体的应用,让学生对关系的概念有更好的理解与掌握。
2.2计算机网络与离散数学
图论是离散数学中重要部分,具有广泛的应用价值,许多实际问题的解决往往都会归结为图结构的建模及求解。在教学过程中应该通过大量的实例让学生掌握图结构的建模与分析方法。在通常的教材及教学中,往往以哥尼斯堡七桥问题作为引入,说明图论问题的来源。但作者在以往的教学实践中发现,仅以这个例子来引导学生进行图论知识的学习,效果并不明显。典型实例有:个体之间的关系、航班安排、程序调用、文件存储结构、代码设计、通信网络、路由分配、决策与博弈等。通过这些实际案例的介绍,加深学生对图论知识的理解,提高学习兴趣,并能够培养学生的图模型表示和解决实际问题的能力,即建模能力。这里,我们仅以计算机网络中。随着4G网络的普及以及校园wifi建设的完善,几乎每位同学每时每刻都处于联网状态。然而,在没有学习计算机网络课程之前,学生都还不清楚网络通信的基本原理。因此,作者在教学过程中发现,如果将计算机网络中的有关内容与图论知识适时恰当地结合,能够提高学生的学习兴趣。比如,整个因特网就是一个非常大的图结构,每位同学的每部手机就是这张图的一个节点。上网的过程就是不同节点之间信息传输的过程,这时可以引导学生思考“网络(即图结构)这么复杂,如何保证信息正确到达对方节点?”“如何找到一条最好的路径来进行传输?”等问题。从而可以自然地将计算机网络中的路由选择与图论中的最优路径算法结合起来。在讲授过程中,再结合一些动画进行演示。作者发现,可以引起学生的普遍关注与学习兴趣。
2.3其他方面
为了提高离散数学课程的教学质量,除了将较多的计算机实际应用案例有机融入教学过程中,我们在教学实践中还进行了以下几个方面尝试:(1)在第一次课上对离散数学课程进行较详细的引导性介绍。主要包括它在计算机学科中的地位、作用,与计算机专业其他课程的关系,它的研究对象、内容与历史,计算机学科在我国的发展历史,特别是早期阶段中的一些典型人物与事件。使学生对本门课程有一个整体性的认识及把握。(2)保证一定的课后习题量。仅仅依赖课堂的听讲不能真正理解有关知识点,尤其是对于数学类的课程。离散数学作为专业核心基础课程,共64学时。每节课都有大量的知识点,因此,每次课后都有一定量的课后作业。为了及时批改与讲评,需要配备1名研究生助教。(3)鼓励有兴趣的学生参加相关课题研究。例如用图模型网络流、最优调度等实际应用问题。研究成果以书面报告或论文的形式提交。
3结语
离散数学课程的内容是极其抽象的,这是数学类课程的本质特点。实践证明,正是它的抽象性,才会带来巨大的应用。对于刚入大学的学生来说,在专业课程的学习中,一开始便进入这门课程的学习,确实需要克服很大的困难。作者根据自己多年的教学实践,注重不同专业课程之间有机联系,通过计算机实际应用案例来引导相关抽象概念的学习。实践证明,可以在一定程度上提高学生的学习兴趣,提高了教学效果。
参考文献:
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[3]赵青杉,孟国艳.关于离散数学教学改革的思考[J].沂州师范学院学报,2005,21(5):65-68.
计算机科学与技术的理解范文6
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。
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