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高校的计算机应用专业从上个世纪90年代的热门与紧俏到日前的招生与就业困难，其中的变化很值得我们教育工作者作深刻的反思。长期以来，高职院校计算机应用专业以一专多能的专业定位培养计算机方面的人才，这种人才培养模式最终导致计算机应用专业举步维艰。以浙江东方职业技术学院为例，学院的计算机应用专业毕业生中有近90%的学生毕业后没有从事计算机行业，绝大多数毕业生走上社会后需通过其他的社会实践或学习才能获得工作。学校的生源质量及人数也都在下滑，学院计算机应用专业的招生从早期的3个班直降到1个班。可见计算机应用专业的发展形势将越来越严峻。
1 计算机应用专业发展困难的原因
1.1 社会发展的必然
计算机应用专业最初热门的主要原因是大家都认为计算机是门高科技的学科，对其崇拜，都去追宠，然而随着社会的飞速发展及计算机软硬件的不断升级更新，计算机已经不像早期那样神秘，现在的计算机就像电视一样走进了普通老百姓家，计算机的操作也十分简单，于是报考计算机应用专业的学生便随之减少。
1.2 计算机应用专业的专业定位问题
当前很多高职院校都开设计算机应用专业，他们制定的计算机应用专业的人才培养目标是让学生有扎实的计算专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net机基础知识，有较强的计算机办公自动化应用、数据库等常用软件应用、网络基本应用等能力，毕业后能够在企事业单位相关部门从事计算机办公自动化和计算机软件应用等相关工作，其核心思想是一专多能。
这种专业定位在早期的确合理，同时高校用这样的专业定位为国家培养了很多计算机方面的人才，不过这种专业定位所带来的隐患在当时并没有显现出来。首先，上世纪90年代人学毕业生实现分配制，所以没有就业难的问题；其次，当时信息化水平不高，很多企事业单位和政府机关只用计算机进行打字、复印等比较简单的工作，计算机应用专业的毕业生分配到单位后，体现不出个人能力的好与坏，这种假象迷惑了很多人。
现在这种一专多能思想专业定位所存在的问题已显现出来，具体表现在以下几方面。
（1）为了多能，专业课程开设过多，但由于课时总量的限制，每门课程只能讲到一定的程度，并不能深入进去。
（2）学生掌握的知识多而肤浅，很难达到学以致用的目标。
（3）专业课程理论过多、过旧，与社会需求相差甚远，平时实践类课时少且远离社会实际应用，学生所掌握的操作技能不能达到企业用工需求，最终导致学生就业困难。
（4）学校的学生成绩测定方式存在问题，现在还有很多高职院校对学生的成绩评定局限在一纸试卷上，考查学生的实际动手能力不够。
上述问题给学生带来的不利影响主要表现在两个方面：
（1）随着市场经济条件下的竞争日趋激烈，国有企业与私营企业用工的条件越来越现实，他们需要上岗就能工作的员工，招聘会上的常见词“有工作经验”是最好的体现。这对于那些在学校里学了很多计算机专业知识但缺少职业性的动手能力的毕业生来说是不小的打击。
（2）计算机的工具特性使计算机在社会上的应用呈现多样化趋势，现在很多职业要求是既要懂计算机，还要懂其他相关知识。对于那些仅学习计算机应用但水平不高的毕业生来说，找份满意的工作相当困难。温州地区的一些计算机专业的工作岗位，如平面设计师和网页设计师的职业，公司希望招聘美工好的员工，对于那些PS，CORELDRAW，网页三剑客等应用软件操作非常熟悉的毕业生来说，他们还要去学习美工方面的知识。
1.3 计算机专业的学生素质下降
随着高校的扩招，其生源素质也逐渐下降。学生的英语和数学知识掌握不够，学习计算机的深层知识困难较大，最终导致很多毕业生走出校门后，感觉到自己处在一种高不成低不就的位置上，很难实现就业。浙江东专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net方职业技术学院目前的计算机应用专业2007级的3个班中，高考分数基本都在350分以下。还有部分学生是从职高通过学校的自主招生上来的，他们在职高基本没有学习英语和数学，升到高职院校学习，感觉知识跟不上，最后发展到学不下去，不想学的程度。
2 计算机应用专业发展之路
2.1 拆分细化，社会发展的必然选择
针对目前的社会需求，应该把计算机应用专业拆分和细化，把早期的一专多能思想改变成一专一能的思想，可以把计算机应用专业拆分成一些生命力更强的专业。如企业办公自动化（MIS，信息管理方向）、企业Ⅵ设计（平面设计方向）、Internet管理与维护（计算机网络技术方向）、企业网络安全（计算机网络技术方向）、WEB设计与开发（软件技术方向）、数据库应用开发（软件技术方向）、计算机辅助设计（印刷，模具设计，服装设计等方向）等。目前在国内许多高职院校的计算机专业设置中已经开始朝这个方向迈进，下面是对一些高职院校的纵向和横向分析：
温州职业技术学院2006—2009年计算机相关专业变化情况详见表1。从表中可清晰看出温州职业技术学院近几年从计算机应用专业中分离出计算机信息管理，电子商务，计算机网络技术，计算机多媒体技术等专业。
浙江省其他主要高职院校计算机应用专业分离情况详见表4，其中杭州职业技术学院分离了计算机多媒体技术和软件技术。宁波职业技术学院设置了动漫设计与制作专业、计算机网络技术专业、软件技术专业等新专业。金华职业技术学院设置了电子商务、通信网络与设备、楼宇智能化工程技术、计算机网络技术、软件技术。在新专业中，最明显的从计算机应用专业中细分出来专业就是楼宇智能化工程技术，该专业是计算机应用专业中的网络工程方向应用。
从全国部分示范性高职院校计算机专业设置情况详见表5，该表列举了我国几所非常著名的高职示范性院校，其中深圳职业技术学院在计算机应用专业基础上分离出计算机辅助设计与制造、计算机网络技术、计算机信息管理、软件技术专业。芜湖职业技术学院在计算机应用专业基础上分离出网络系统管理、计算机网络技术专业。武汉职业技术学院在计算机应用专业基础上分离出计算机网络、软件技术、信息管理、游戏软件、IBM软件测试、IT智能楼宇，值得一提的是 该校新专业中的游戏软件、IBM软件测试、IT智能楼宇专业都是面向某种具体应用的专业，这些专业具有很好的前景。
2.2 培养方式必须坚持以职业为导向，走工学结合之路
计算机专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net的工具性决定了计算机必然成为其他职业的附属技能。随着高职高专教育的不断发展，计算机文化已经融入到各个专业的教学过程中。故在平时的教学中要以职业为导向进行教学。如企业办公自动化专业，除了要讲授OA的相关软件，还应该讲企业管理，企业的信息化，业务流程等专业知识。
走工学结合之路是大势所趋，工学结合教育模式的最大特点就是以职业为导向，以提高学生的实际工作能力目的。该模式使学生在学习过程中理论联系实际，提高其理论学习的积极性.同时让学生真正走进企业，为将来的就业打下坚实的基础，但以职业为导向，走工学结合之路只能暂时解决计算机应用专业发展上的困难，因为社会发展的大趋势不可违背，计算机应用专业被拆分细化是历史的必然选择。
3 结语
由于社会的发展以及对计算机应用新的需求，计算机应用专业一专多能的专业定位已经失去了生命力，计算机应用专业必然会在未来的几年内消失，取而代之的是社会上需求广，生命力更强的从计算机应用专业中拆分和细化出来的更多新专业。我们在对高职院校计算机应用专业发展的问题研究上还存在着一些不足，如当前高职院校计算机应用专业学生就业情况分析，对高职院校计算机应用专业招生计划及报到率没有详细数据对比分析。为了更好地研究高职院校计算机应用专业的发展之路，今后的工作将对以上问题进行详细研究。
参考文献：
[1]林来杰.高职计算机应用专业人才需求社会调查与培养模式思考[J].辽宁行政学院学报，2007（4）：41-44.
[2]项霞.浅谈高职计算机应用专业课程改革[J].太原科技，2009（1）：49-51.
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关键词：信息与计算机 启发 动手 多媒体
中图分类号： TP316 文献标识码： A
在重庆市教委高职高专专业目录中，“信息和计算科学”成为热门专业学科。该专业的培养方向为企业和单位培养和输送计算机专业技术人才和操作员，满足社会人才市场的需求。怎么样把这专业办好，办活，,我们计算机教育工作者为之探索的问题。随着数字信息化技术的突飞猛进的发展，信息和计算科学更新迅速，招生面广大，就业市场对此专业学生的需求，对管理工作者来说一方面是机遇，另一方面是挑战。要办好此专业，最重要的就是强化计算机专业基础学科教学,充分发挥信息化优势。
信息和计算机相对来说是新兴专业，我们教育工作者都在不懈探索当中，在教学实践中积累经验，在横向教研中获取最新迅息,师资也需要接受继续教育以适应更新软件的应用和不同领域的监控操作，学校的实力水平，教材的选择很多因素的组合，此专业毕业生中在企业或事业单位的就业情况的回馈信息。林林总总的情况都必须考虑到位。总结出以下几点急待解决的问题第一：信息与计算机的专业特色不明显。造成了学生在学校毕业后就业方向不明了，体现不出专业技能。第二： 没做到信息和计算机专业的完美融合，倾向计算机专业。没有体现信息产业的更新性，跟不上日新月异的IT技术。 第三：在选择教材时没科学认真研究，应注重教材的实用性和操作性，理论深度适中，让学生学以致用，把科知识和技能真正用在以后就业的工作中。 第四：机房建设有待加强，此专业教师专业素质和职业素养的有待提升。
我校从开设计算机专业扩展为信息与计算机系，已十几年，输送了大批该专业的学生到大中小企业就业。通过这些年的教学和管理实践、科技钻研和高校教育工作者们横向交流，形成了先进的教学理念和总结出一些教学经验。我就信息和计算专业教学管理过程中出现的教学问题、教学理念、教学策略等方面的内容阐述自己新的观点。
第一、强化计算机专业基础学科教学,充分发挥信息化优势
信息和计算机科学专业是信息科学、计算机科学、运筹是由信息科学、计算科学、运筹科学相互渗透融合而成的新兴专业，培养学生们具备熟练应用计算机，计算机语言，应用工具和实用软件的基础操作技能和简单编程能力；训练学生具有良好运筹具有思维能力,掌握现代信息和计算科学理论知识、传输操作技能的技术人员或技术工人，涉足广告业，企事业计算机管理以及设计，计算机信息工程领域。在教学过程中培训学生良好的逻辑思维能力,娴熟的操作能力以及拓展思维创新时尚的设计能力。
第二、课堂教法设计新颖，注重互动,运用启发式教学
子曰：“不愤不启，不悱不发。”根据教学原理，启发教法应用在教学实践中，教师作为主导，,以学生为主体,采用知识讲解演示和学生反复操作以及教师提问学生回答，以及主题讨论、演讲等教学方法,课堂设计新颖，教师组织严密，充满活力,让理论知识灵动起来，学生掌握起来更轻松，扭转传统的填鸭式教学，采纳先进的教学理念和措施。《周易·系辞上》：“引而伸之，触类而长之，天下之能事毕矣也。”启发学生找思考问题的切入点，培养严密分析问题的能力，具有创新思维， 融会贯通“。在考查课程中，不一定要出纸制试题考试，也可以请每位同学演示或演讲，同学在竞赛中获得学习动力和兴趣，搜集更新资料，精益求精，激起他们的求知欲，同时也会主动地收集查询信息。锻炼和提高他们在实际工作中解决新问题的能力。
第三、借助多媒体教学突显信息优势的教学措施
传统的教学模式已经不能适应现代的计算机课程，要突显信息优势，必定以文字、图形、图像、声音、影视和动画等形式展示。通过多媒体的承载以视觉，听觉，感觉的多种形式冲击学生大脑。现代信息的媒体Medium的优点就是时效性，音画性，立体性，让操作过程更加灵动有趣。多媒体教学是新颖的教学手段，切合了信息时效的优势，丰富的教学资源和优良的教学环境。如Word2003,Photoshop,CAD,平面设计和FLASH课程，都离不开多媒体教学,教师精心制作PPT课件，把抽象的知识变得栩栩如生，学生通过大量的实例反复演示和操作，很容易掌握操作要点，有利于突出重点、化解难点,深入浅出得讲解知识。
第四、重点抓好上机实践环节,培养娴熟手法及提高创作设计能力
在信息和计算机专业课程中，理论和实践是相辅相成密不可分的，教师在引入讲授理论知识的前提下，从就业方向来看，必须更注重培养学生的动手能力，操作手法。例如《Photoshop》课程就是操作性很强的课程，在每次上机课之前，要求学生必须预习操作相关章节，明确上机目的和要求，先做一个画面大概效果图。在上机过程中，学生一人一台电脑，教师指导学生围绕操作主题，修改画面，使之清新，时尚，颜色结构谐调，做到学生每人一台机器,独立操作,力求教师检查指导每个同学的作品，及时指出学生的缺欠和错误，第一时间修改，让学生反复操作，使之掌握。随着学校的发展，强加了机房硬件建设和辅导人员素质的提高，为加强学生的动手能力提供了优良的设备和环境。
教学科研并进，加强教师队伍专业素质的提高。
教学经验在不断总结不断交流学习中总结点点滴滴出来的，是建设信息计算机专业教学水平的衡量标准。科研和教学是齐头并进，相互促进的。科研论文是各个教师在教学过程中遇到的不同问题，和不同的解决问题的方法的共享文字，百花争艳的见解和实践措施,通过教学交流会展示出来，增长教学研究学术水平。 另外选定适合学生水平和实用性的教材和课件，以课为本，以效为本，以人为本。.依托教学大纲和实际需要，为师生教学应用而编选的材料。主要要求适合学生水平，实用意义的教科书、讲义、讲授提纲等。
“其用志不专，探索不精，闻见不博，攻习不久而能得圣贤之意者，无有也。”，因此在这专业教学领域里必须孜孜不倦地探索研究。以上五点是我在多年教学管理和教学实践中个人教学心得,有待于在今后的教学实践中进一步改进和完善。
参考文献
[1]吴钢.浅论信息和计算科学的专业建设和改革摘要:教育教学探究专辑(一)[J.高等理科教育,2007摘要:
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笔者从事计算机英语课程教学多年，在以前的论文中也曾对学生学不好专英的原因进行过研究。简而言之，不外乎该课程比较乏味、理论性比较强，课本中的英语科技说明文理解起来难度过大，实用性不强等。为了提高教学效果，笔者陆续在《计算机专业英语》及其他专业英语课程教学实践中，针对以上问题，在教学过程、考核方法上都做了大幅度的调整，收到了较好的效果。
2、教学改革的具体方法
《计算机专业英语》中的主要内容应囊括所有计算机技术的内容，主要有HistoryandFutureofComputers、OrganizationofComputers、DataStructure、OperatingSystem、SoftwareEngineer-ing、ProgrammingLanguages、TheInternet、DatabaseManage-ment、Multimedia。首先在选择教材上，不能使用特别困难的教材——本来课程就很复杂了，如若用难度过大的教材，让学生望而生畏，就非常不好。教材难度适中即可。本学期我在五个平行授课班级中都实施了教学改革。教学改革的具体方法如下：紧扣大纲，把课程内容分为九个单元，根据重难点来划分课时。每个单元的内容相对独立。在每个单元的内部，把课堂内容划分为以下四个部分：
2.1课文内容的讲解。鉴于课文内容基本上都是本单元内容的专业科技说明文，在讲解的时候应特别注意联系学生学习过的内容，把学习过的知识点进行梳理，引领他们更好地理解内容、温故知新。
2.2针对本单元的内容，找出合适的听力资源，做一次听力材料。现在的大学生，听力环节其实是普遍比较薄弱的。那么，每个单元做一次听力，虽然不能从数量上取胜，那么在质量上就应当注意。但和实用英语的听力材料不同的是，应当选取和计算机专业相关的材料，如果选取的材料能和本单元的内容相吻合就更好了。比如，OrganizationofComputers这一个单元里，我找的听力材料就是关于某硬件设备坏了需要维修的一个小对话。学生们刚刚学习过硬件设备的说法，那么，在这里就很容易能听出是哪个部件出了问题——很容易就能提高他们的注意力，提高他们在课堂的成就感和满足感。
2.3针对本单元的内容，布置本单元的课堂任务。本课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。通过理论教学和任务环节的训练，以完成一个个具体的任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中。在完成任务时，也巩固了理论基础。理论联系实际，提高学生学习兴趣和效率。比如在DataStructure这个单元中，我布置的任务有以下两个：（1）讲解两种主要的数据结构（备选的数据结构有列表、链表、堆、树、数组、栈等）；（2）情景对话：关于学习数据结构中的经验交流。学生需要提前准备好材料，在课堂上来进行表演。通过这两个任务的选择性完成，学生在准备和表演的过程中，可以对其中任意一个内容的理解都比只是听讲来得更深刻更有体会。而且，开口说英语也可以有效改善“哑巴英语”的现象。既巩固了所学内容，又锻炼了口语，一举两得。
2.4给学生布置一些课外阅读的材料，内容和本单元课程紧密相关，但难度可以降低一些。以学生自己阅读理解为主，为保证效果，需要针对阅读材料，提出问题，让学生回答。潜移默化地使他们养成阅读的习惯。
3、考试方法改革的具体措施本次考试方法改革中，采用过程考核的方式，最主要的有两种形式：
3.1单词和句子的听写，两个单元一次，共四至五次成绩，其平均分作为平时成绩。这样让学生把功夫用在平时，掌握大纲要求的专业词汇。可以避免学生到期末狂背单词，考完试立刻忘光的现象，真正扩大学生的专业词汇量。
3.2在班级内部以5—8人一组，在教学时间内根据教学大纲将课程内容分成九个任务，即上文中提到的课堂任务。每个小组自选四个任务完成。根据学生每一次任务的难易程度、完成情况和工作态度，制定不同的分值，给出成绩。每位同学的期末成绩即以这四至五次任务的平均分组成。
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关键词：研究型大学；计算机专业；学科建设；人才培养
2009年8月，笔者在国家留学基金委的资助下来到美国佛蒙特大学(University of Vermont)访问。该校是美国知名的公立研究性大学，在美国U.S.News & World Report杂志2010年全美最好的大学排名中位列公立大学(总计500所以上)第39位，是近期排名提升最快的大学之一。与众多世界知名大学相比，佛蒙特大学仅拥有9867名本科生、1384名研究生及1300余位教职员工(uvm.edu/about_uvm)。笔者访问的计算机系拥有研究系列教师10余人，另有专职教学人员若干名。虽然规模较小，但在一些研究领域却具有重要的国际影响力。由于该校情况与我国很多重点大学类似(资源相对紧缺，经费并不是十分充裕)，因此对国内众多的重点大学计算机系有很好的借鉴意义。
1 本科教学
与其他美国大学一样，佛蒙特大学计算机系实行的是纯粹的学分制管理模式，任何本科生只要取得预定学分，即可顺利毕业。这种模式的好处较多。首先，学生可以跨年级选课，大一学生可以选修大三甚至研究生课程。由于跨年级的缘故，学生可能缺乏某些基础知识，就要自学补充，提高了自学能力。其次，教师没有考试通过率的压力。由于学生毕业没有年限约束，任何未通过的课程均可以反复注册学习(每次需要重新缴费)，不存在国内的未及格学分达到多少就要退学的规定。因此教师的平时测验和考试都可以自行掌握难度，不用担心因为通过率而受到外界(学生、教学管理机构等)影响。
与美国的本科教学相比，围内的教学改革尚未完全到位。尽管很多高校实施的是学分学年制，但实际上还是学年制。学生的白由度小，对未通过学分的控制导致很多学生考试后找老师“要分数”及最后的所谓“清考”现象。特别是在目前班级规模普遍较大的情况下，为了确保通过率，在实际操作中不得不降低教学要求。
2 研究生培养
2.1 课程强度高
在佛蒙特大学，选课十分自由，本科生可以选修研究生的课程，而研究生可以跨院系选课。由于担任助教可以免去当年学费(每门课程按照学分不同，学费多在一千多美元)，因此研究生大多愿意在第一年主动承担一两门课程的助教工作，这在一定程度上缓解了师资不足的问题。该校计算机系的研究生课程信息量非常大，往往一次75分钟的课程涵盖了大量内容，这就要求学生在课后查阅大量的文献作为补充。以人工智能课程为例，该课关于函数式语言LISP的介绍仅有一课时，10多页幻灯片。而课后练习要求学生自行查找下载LISP，根据要求完成一个小型自然语言处理的作业。网上能找到的LISP开发环境有10多种，其中仅Emacs LISP的完全手册就有800多页，快速入门手册都有200多页，这就要求研究生要在短时间内掌握大量新知识，并灵活运用。这种大信息量的高强度训练为将来的科研和实验奠定了良好基础。
而在国内，高校对研究生的教学关注度普遍低于本科。以教学改革项目为例，主要也集中在本科课程。近年来，鉴于大学生就业的严峻形势，不少学生将读研作为逃避就业压力的手段，使硕士研究生存在“泛本科”化趋势。研究生招生规模的扩张使国内很多研究生课程也采取大班教学模式，一门课上百人的规模也不少见，课程的“含金量”不足。
2.2 管理模式灵活
佛蒙特大学计算机系每年硕士研究生的数量在20名以内，博士生只有若干名，但每年发表大量高水平论文。该系每位研究生均有固定办公室，系里统一配备计算机和软件。由于就业与毕业论文质量息息相关，同时部分研究生的奖学金由导师提供，工作进展是否顺利将直接关系下一年度奖学金的情况，因此研究生均很自觉，心无旁骛地从事研究工作。这不仅可以限制导师的招生人数和质量，还能确保研究生努力工作。由于每位学生每年的奖学金高达数万美元，因此导师招收研究生时十分小心，精挑细选。在科研团队方面，除了每周的讨论班外，每位导师还要安排与自己研究生的单独会面，一般每人半个小时到一个小时。在会上，每位研究生要向导师汇报工作进度、困难及自己的设想，如果一周没有做什么工作，见面时就有很大压力，因此切实地推进了学生工作。
与此类似，我国的很多重点大学也要求导师为研究生提供奖学金，但是存在一些问题。首先，奖学金多在研究生入学阶段一次性支付，导致无法在读研过程中对学生进行有效约束。研究生一旦入学，导师就得千方百计保证其顺利毕业，这种压力的不对等增加了研究生管理的困难。其次，高校系统提供奖学金的额度相对较少，可能出现导师大量招生的情况。当学生数量超过一定额度时，难免就会出现“放羊”现象。在科研团队方面，现在讨论班制度已经在国内推广开来，但每周导师与学生的单独会面制度还有待建立。当然，这一切还依赖于研究生培养机制的配套建设，如果一位导师指导过多研究生，客观上就难以分配单独会面时间。
2.3 培养过程严格控制
在佛蒙特大学，只有经过严格筛选的学生才有资格攻读博士，这些博士生经过课程学习后进入学术研究阶段。每位学生在与导师协商过程中选择毕业论文的方向，学校提前一周以上公示博士论文的开题报告题目及摘要，任何感兴趣的师生均可以参加该开题会。博士生的开题报告由专门的学术委员会评价，该委员会通常由5位教授构成。每次开题时，博士生首先介绍该方向的研究现状、待研究的问题、自己的研究思路及取得的初步研究成果。其后是自由提问时间，现场的听众均可以就自己感兴趣的问题提问。最后非学术委员会的听众退出会议室，由学术委员会专门提问并决定开题报告是否通过。每位博士生的开题报告通常耗时3个小时左右，一些未能顺利通过的博士生就直接转为硕士毕业。最后的博士论文答辩程序更加严密，需要专门的外审和现场答辩。
目前，国内的高校也普遍推行开题和中期考核制度，然而执行的严格程度与美国高校还有一定差距。我们每位学生的开题时间往往在半小时至一小时之间，提问通常只占一小部分时间。而中期考核的约束力尚弱，绝大多数博士生都可以轻松通过考核。
3 学术研究
3.1 局部突破
佛蒙特大学计算机系的研究基本凝练在3个方向：数据挖掘、 分布式系统、演化与基于智能体计算。每个方向的研究都具有很强的影响力。以数据挖掘方向为例，该系教授曾经连续两届担任国际顶级杂志IEEE Transaction on Knowledge and Data Engineering(TKDE)主编，并主办了Knowledge and Information System(KAIS)杂志。该系的数据挖掘课题组吸引了多名教授的近10名学生参加，每年在国际顶级会议KDD和ICDM及著名杂志均有大量高水平成果发表。这一研究组是国际公认的高水平课题组，其成果被世界众多学者竞相引用。将有限的资源集中在几个领域，是该系研究获得同行瞩目的关键原因。
在凝练研究方向方面，国内很多大学存在研究领域全面开花、四处出击、多而不强等问题，往往一个中等规模的计算机系却力图做到“软硬”兼施，各个领域都有人做但又缺乏有国际影响力的成果，因此还亟待提高。
3.2 跨学科交叉
在佛蒙特大学计算机系，每一个主要研究方向都与本校其他院系建立了较为紧密的联系。比如数据挖掘方向的研究人员与该校生物医学专业建立了良好关系，双方在生物医学数据挖掘和预测方面有实质性合作，联合申请NSF的项目，并共同完成课题。该系的跨院系交叉贯穿了整个项目执行期间，包括课题选择、申请、研究及论文撰写等，形成了良性循环。
这种合作模式值得国内高校借鉴。目前我们一些院系的跨学科合作主要停留在项目申请阶段，一旦项目申请成功就各干各的，缺乏贯穿整个项目的精诚合作。
3.3 研究目标单纯
佛蒙特大学计算机系教授并不承揽来自企业的信息管理系统类项目，而主要专注于国家层面的学术研究课题(包括国家自然基金、国防部项目等)。在美国，来自企业的信息管理类课题通常是通过院系寻找合适的兼职学生，并以奖学金形式支付相应的报酬。这种模式较好地将大学与企业(或者商业研究机构)的角色分配清楚了。大学主要从事理论基础层面的前沿探索，而应用技术开发则由企业承担，同时科研经费与教授收入的水平关联程度也较小。教授获得国家纵向课题后，除院系提取管理费外，剩余的经费主要支付研究生奖学金。在这种体制下，教授更加专心于科研，在经费足以维持研究的情况下，不用为项目疲于奔命。
目前，我国的纵向经费存在一定的“重设备、轻人力”现象。在计算机科学领域，多数情况是设备(个人计算机及网络设备)十分廉价，而最需要花钱的是人力成本。在国内的很多大学，许多教授为了支付研究生的奖学金及必要生活补贴，不得不承揽大量的应用开发类课题，在一定程度上违背了大学的学术探索宗旨。
4 结语
本文主要介绍了佛蒙特大学在资源不够充裕的情况下采用出色的管理模式，在教学安排、研究生培养和学术研究组织方而取得的不俗成绩。我国正在制定《国家中长期教育改革和发展规划纲要》，希望在未来十年左右的时间建成若干国际一流大学。就计算机学科而言，尽管国家的投入持续增加，但与发达国家相比，资源仍显不足。佛蒙特大学的发展模式对我国高校发展具有很好的参考价值，希望本文能够起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
[1]孔祥国，周蓉.学年制、学年学分制、学分制的比较分析[J].高教论坛，2005，21(1)：59-61.
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一、当前计算机基础教学存在的问题
陶行知先生是中国教育史上一位伟大的人民教育家，他说：“与其把学生当天津鸭儿填入一些零碎的知识，不如给他们几把钥匙，使他们可以自动去开发文化的金库和宇宙之宝藏”。
“填鸭式”教育在今天的学校教育中仍是一个普遍存在的问题。教师在教学过程中往往忽视了“做”，对学生“满堂灌”，导致学生对所学的知识只知其然，而不知其所以然，更别说将知识灵活应用了。为了考试过关，学生往往临时抱佛教，死记硬背。所谓“教师讲，学生听，堂上记笔记，课后抄笔记，一切为考试，考后全忘记”。什么自学能力、生活能力、创新力，全都无暇顾及。这样做，学生很容易产生厌学情绪，导致事与愿违。
计算机基础是一门实践性很强的课程，课程内容与实际生活密切相关。但现实是，相当一部分学生对学习计算机基础课不太感兴趣。我觉得这与当前的应试教育、教育内容脱离生活、教学方法不切合学生思想认识等这些原因是紧密相关的。
二、陶行知的生活教育理论
陶行知先生创立的“生活教育”学说，集中了古今中外教育家的思想精华，奠定了我国教育改革和发展的思想基础。不仅在他所处的时代起了积极作用，对于今天的教育仍然有非常好的指导意义。
在陶行知生活教育理论中，“在生活里找教育，为生活而教育”的观念相当明确，他说：“没有生活做中心的教育是死的教育，没有生活做中心的学校是死的学校，没有生活做中心的书本是死的书本”。教育这个社会现象，起源本文由收集整理于生活，生活是教育的中心，教育应为社会生活服务，在改造社会生活中发挥最大的作用。
生活教育由“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”三大原理所组成。“生活即教育”强调教育决不能脱离生活，教育目的、内容和方法，都不能脱离现实社会生活的需要； “社会即学校”是指学校要与社会密切相联系，扩大学校对社会的积极影响；“教学做合一”实际上是知行合一， 把单纯传授知识，死教书、死读书的教学转移到培养学生的生活力和创造力的轨道上来。实行启发式教学，注重培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。
三、陶行知生活教育理论在计算机基础教学中的应用
随着技术的发展，如今计算机在生活中、工作中应用广泛。计算机基础课程实践性强，如果教学跟生活脱离实际，教育出来的学生就会空有理论知识而没有动手能力，这样的人才是不能适应现代化的需要的。
因此，生活教育理论对指导计算机教学改革同样有十分重要的意义。运用陶行知“生活教育”理论实施生活化教学，将教学活动置于真实的生活背景之中，激发学生学习的兴趣，将教学的目的要求转化为学生的内在需要，让他们在生活中学习，在学习中更好地生活，发展学生的多元智能，培养学生的生活能力、创新能力。
如何将生活与计算机基础教学相结合呢？下面是我的一些实践经验。
1.改变教学目的，激发学习兴趣
学校要求学生要通过计算机一级考试。于是上课时，往往会给学生强调考取计算机等级证书的重要作用，期末考试的重要。而忽视了教学的主要目的不是考试，而是教会学生将计算机知识灵活应用到生活、工作中。改变教学目的，老师才会摆脱教材的束缚，在教学中不是简单地教会学生这个工具，而是灵活地应用知识，去解决生活、工作中的问题。上课时多给学生展示往届学生的优秀作品。这些优美的作品不仅可以激发学生学习这门课的兴趣，增加他们对学好这门课的信心。同时让他们从心里意识到这门课程是非常有趣的，对生活和工作也非常有帮助。
2.改变教学方法，将计算机知识应用于生活、工作
教学内容的选择要注意给学生一定的创造空间，这样才能真正使计算机成为他们的一个应用工具，而不是成为他们考试的负担。在教学过程中，可以经常给学生布置一些跟日常生活相关的工作任务，下面举几个例子。
比如计算机的进制转换，内容比较枯燥，而且对大多数非计算机专业的学生来说，感觉学完就是应付考试，没什么很大作用。因此在课堂上，我提出“我能准确猜出每个同学的年龄”，一下子就引起了学生的兴趣。然后我讲解了二进制、十进制的知识，简单介绍了操作系统中“计算器”这个工具的进制转换功能，学生很快就掌握了其中的窍门。通过这样的活动，将理论的知识转化为生活中的技巧。
学习office办公软件时，更加可以跟生活、工作很密切的结合起来了。比如母亲节就要来临的时候，我要求学生利用所学过的知识给母亲设计一张节日贺卡。在五一节的时候，我开展“五一节电子小报设计比赛”。在学习到powerpoint软件时，那时刚好遇上“2008年奥运会福娃”的推出，因此我布置的作业是设计演示文稿，向大家介绍“2008年奥运会福娃”。这些练习都有很大的自由度，可以充分发挥学生的创新能力、设计能力。
也可以结合学生的实际需要开设一些教学内容。如给学生布置设计个人简历、排版毕业论文等这样的实验题目。学生每一年都要进行一次综合测评，涉及到大量的计算，学生往往用计算器来计算，效率慢又容易出错。通过excel的计算功能，让学生对全班的综合测评表进行计算、统计分析工作。这样的实例还有很多，其实在教学的每一个环节，都可以跟学生日常生活结合起来。这样的教学，一方面，激发了学习兴趣，另一方面是让学到的计算机知识能学有所用，让他们体会到学懂计算机，真的对生活工作有帮助。
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关键词：计算机图形学；科学思维；学科结构；教学改革；教学方法
0 引言
大学的主要任务是培养人才，特别是培养创新人才。培养创新人才的基本途径与方法有课程教学、参与科学研究与项目开发、对外学术交流等。然而传统本科课程教学多注重传授学科的系统理论等专业知识，不重视对知识产生原因、方法的介绍，如忽视思考解决学科基本问题的具体过程等，这会造成课程教学传授知识与科学研究相脱节，导致学生的知识结构产生缺陷，不利于他们将来从事创新等研究工作。为配合计算机图形学课程的教学改革，根据计算机图形学课程的特点，笔者提出一种面向科学思维的教学新方法，它能有效弥补传统本科课程教学的不足。
1 面向科学思维教学方法的基本要求
常见典型的教学方法有：结构主义的教学方法、建构主义的教学方法、问题（任务）驱动教学方法等。这3种方法各有其优缺点，一个好的教学方法最好能全面综合这3种方法的优点。面向科学思维的教学方法要求把思考问题的方法、系统分析与综合的方法、科学研究的工作方法、查找资料与抽象的方法等知识产生的方法引入课程教学中，有效讲解学科专业知识是根据发展需求、通过研究各种问题产生的；专业理论体系或与其学科结构是由多项研究成果形成的，这些知识是科学研究与科学思维产生的结果。
结构主义、建构主义与面向科学思维教学方法的异同点见表1。
2 确立计算机图形学课程的教学内容与教学模式
2.1 传统计算机图形学课程教学改革的原因
2013年以前，国内外传统计算机图形学课程教学以讲授图形标准（显卡驱动与显示图形等子程序的集合）或CAD为主。这种CAD与计算机图形学（即图形标准）学科的划分有问题，它只便于图形标准的硬件实现，却因基本概念不全导致这两者均不能独立讲清三维真实感图形的自动生成原理以及计算机程序设计的基本规律，更不能总结计算机图形学的研发成果与发展规律，不能满足计算机图形学学科建设发展需求。
2.2 用系统分析与综合的方法确立计算机图形学课程的教学内容
2.2.1 系统分析：从理论上确立实现计算机图形学课程目标的发展路线图
本课程目标是用计算机程序自动生成类似人眼观察世界获得的观察图像（亦为学科研究的基本问题，它适合作为建构主义教学方法要求的教学环境需求问题）。为此至少要完成3个子任务：①掌握三维图形的生成原理；②掌握生成三维动画等图形的程序设计；③理顺新课程教学内容与图形标准、CAD的相互关系。
1）第一个任务的实现方法。
照相机生成照片遵循光线传播生成三维图形这一物理原理，计算机生成所有三维图形（包括光线跟踪算法、辐射度算法、投影、多边形填充、纹理映射、阴影算法、图像融合算法与二维直线的生成等）也应遵循该原理。这是本课程知识理论体系的完备性与一致性的基本要求，它决定了计算机图形学的学种性质与教学定位。
2）第二个任务的实现方法。
用辐射度和光线跟踪算法生成的三维真实感图形等程序，是一类典型的显示图形的计算机仿真应用程序。故计算机图形学的编程实现既遵循计算机仿真的基本原理，也遵循计算机程序设计的基本规律。
计算机仿真遵循系统（决定被仿真对象的范围与其行为特性）、建模（用数学模型描述仿真实验对象）、仿真算法（计算机通过执行该仿真算法，进行仿真实验）与评估（检验仿真实验的结果是否与应用需求保持一致）这一基本原理。
计算机程序设计应遵循计算理论可计算性的实现前提对程序设计的规范要求：①待解问题被模型与系统形式化方法所描述；②这种描述要转换成算法；③算法要有合理的复杂度。
这里，形式化描述指用数学符号、逻辑符号与流程图描述并要求保持逻辑上的一致性。系统的概念被本文定义为软件系统：它按解决问题的系统流程要求，编程实现数个模型描述数据与命令的输入、存储管理、运算处理、输出显示4个过程，能直接达到自动运行软件的设定目标并具有完整动态结构的综合程序。软件系统的概念是国内传统计算机核心课程教学缺失的重要概念。
故三维图形学的教学内容，主要用3组数学模型描述可视物体、灯光、照相机物理模型的物理特性（如用几何模型、材质模型与纹理模型描述可视物体；用光线几何模型、颜色模型、照明模型、辐射度算法和光线跟踪算法等描述点光源；根据类照相机的观察参数，用阴影算法、图像融合等算法描述照相机模型；对光线跟踪算法，应重构照相机模型）；在物理仿真、数学建模与软件系统概念的指引下，编程构建三维图形软件系统，实现三维图形的自动显示。物体运动与变形、灯光变幻、照相机运动可形成计算机动画。计算机游戏是用人机交互的操作方式并通过实时动画与声音有效描述具有智能行为能力的人（或动物）的多种社会实践活动。
3）第三个任务的实现方法。
计算机动画包含了传统图形标准与CAD的原理，所以在课程最后，可讲解图形标准OpenGL的原理与编程使用方法。同时图形标准是游戏软件的基石，是现代计算机应用不可缺少的基本配置。
2.2.2 系统综合：介绍图形学的基本原理与动画软件的实现方法
这要求教师先查找资料、汇集前人发表解决以上问题的不同论文与教材（解决课程教学问题的先决条件），挑选材料编写课程讲义，详细介绍完成该任务所需的基本原理与实现方法，讲义试用成熟后再编著出版教材。
教材按以下思路组织：用二维图形学构建软件系统概念的教学，用三维图形学构建三维图形数学建模的教学（直接用三维图形构建软件系统概念的教学，会导致课程教学内容的复杂化）。在每章的开头，均提出应思考并解决哪些问题才能达到本章的教学要求，加强训练读者思考问题的习惯。
学完本课程，学生要能胜任计算机动画软件的设计与编程实现等任务。
2.3 归纳计算机图形学的学科结构
以上教学充分展示：由物理模型（化学模型、生物模型、社会发展需求模型等）数学模型（数据模型是数学模型的一种简单特例，其编程操作主要是数据的存储与检索，以实现数据库软件。根据数学模型“曲高和寡”的原理得知，数据库软件是应用软件中应用面最广的一类软件；或用离散数学的方法、判断规则与判据或可编程实现的自然语言与功能等描述解决问题的过程与步骤；或用通信协议描述数据通信过程要遵循的规则、约定等要求，这是网络通信编程的基础）软件的系统功能与结构用算法语言实现程序编码并形成算法软件测试评估等过程所确立程序设计的基本规律。程序设计这一规律，能被雷达的设计与制造过程所佐证，如通过物理实验确立雷达原理用数学模型描述雷达的工作过程设计雷达系统的功能与结构用电子技术制造雷达设备做好的雷达要通过测试评估才能交付使用等。
由此能用理论（物理原理、建模、软件系统、仿真、程序设计）、工具（OpenGL、Direct3D、着色语言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戏引擎等）与应用（显示图形的应用程序，如3D动画或CAD、地理信息系统（空间复杂性高而时间复杂性低）、游戏与虚拟现实系统（时间复杂性高而空间复杂性低））3个学科形态描述计算机图形学的学科结构。
2.4 用科学研究的工作方法确立计算机图形学课程的教学模式
（1）选题（发现问题）：找任务、了解用户需求、检索阅读资料并提出问题。自由选题要确立研究问题的科学性、目标性、创新性和可行性，并找准课题的申报渠道。提出问题是对任务深入思考或科学研究的前提。如计算机图形学的学科属性与教学内容是否成熟，是此前国际计算机图形学教育界多年关注的教学疑难问题。
（2）分析问题：真实照片由照相机、可视物体与灯光3个主要因素决定，由此确立解决问题的方法。
（3）寻找解决问题的方法（提出假说）：首先用二维图形建立软件系统的概念；然后建立描述照相机、可视物体、灯光物理模型物理特性所需的数学模型，构建仿真光线在计算机场景与照相机模型中传播，生成三维动画图形。
（4）做实验解决问题（找寻证据支持假说）：针对建立的数学模型，选择数据结构，设计算法，编写程序源代码并调试测试程序，构建三维图形软件系统，实现图形的自动显示。
（5）取得新成果（查新验证）：改进学科的系统理论与基本方法，发表研究论文，推广该研究成果或论证申报新开发项目，推动学科建设向前发展。当我们解决好计算机图形学的教学问题时，就为撰写本文并申报计算机图形学国家规划教材奠定了基础。
由此构建程序设计教学的完整过程，并把程序设计拓展成科学研究工作方法的一种形式与组成部分。
该教学模式不仅把教学与科学研究两个不同性质的学术过程结合在一起，还说明围绕课程教学思考问题的训练属于科学研究领域思维活动的一种基本形式。
3 在课程教学过程中合理安排思考问题的训练
教师在重点介绍、讲解每个专题前，要考虑如何训练学生根据学科的发展需求思考问题，这些问题是任务驱动教学法中各种问题的来源。
3.1 用二维图形学构建软件系统概念的教学
专题1：线段图形的描述与生成。基本问题：如何用数学的语言与方式（如描述函数）描述各种线段图形的几何形状，以形成各种线段图形的几何模型？如何形成矢量汉字等子图形高效率的描述方法？如何把这种描述函数转换成算法，并根据其描述数据生成这些基本图形？
专题2：实面积图形的描述与生成。基本问题：用什么方法描述实面积图形的几何形状，以形成各种实面积多边形的几何模型？如何利用显示设备的绘图功能生成实面积图形？如何实现直线图形边缘的反走样显示？
专题3：图形的基本运算。基本问题：图形运算的目的是什么？如何用几何变换矩阵的方式描述图形几何模型的几何变换？若用实面积多边形的布尔运算构建新的复杂图形的几何模型，则布尔运算的数学基础是什么？如何实现其布尔运算？
专题4：图形的观察运算。基本问题：如何把输入到计算机中的图形几何模型描述数据，转换成显示设备坐标系中的图形几何模型描述数据？并调用图形的生成算法显示各种图形的几何形状？
专题5：图形数据与命令的输入。基本问题：能用哪些方法把图形模型描述数据与命令高效率地输入到计算机中？如何利用输入设备的数据输入功能与显示设备的图形显示功能，编程实现图形数据的交互输入？如何规划应用程序中的人机交互设计问题？
专题6：图形的数据结构。基本问题：图形数学模型的种类与复杂、复合图形的构建方法，这些对保存图形几何模型的描述数据提出了哪些动态管理上的要求？如何设计相应图形的数据结构，才能有效地保存、管理存储于计算机中的各种图形描述数据（命令）？如何把图形显示区中的图形描述数据编译转换成多种显示设备能识别并运行的显示指令代码，以实现图形的显示？为编程实现各种图形的自动显示，需要确定编程处理图形数据的基本流程和程序的功能与结构，以形成软件系统的概念。
3.2 用三维图形学构建数学建模的教学
专题7：照相机模型的建立与三维几何图形的显示。基本问题：如何用数学模型，特别是用矩阵的方法，描述照相机拍摄（投影显示）三维直线图形的物理过程？
专题8：平面物体几何模型的构建与图形显示。基本问题：如何用直线与平面函数描述平面物体的几何形状？如何记录这种描述所形成的几何模型数据？如何构建形状复杂的平面几何物体？如何显示平面物体的几何形状与表面？
专题9：曲面物体几何模型的构建基础与线框模型图形显示。基本问题：用什么方法描述曲面物体的几何形状并构建其几何模型？如何显示曲面物体的几何形状？
专题10：灯光模型的建立与光照物体的图形显示。基本问题：如何用数学模型的方法描述灯光的物理特性？如何描述在灯光照射条件下几何物体的可视物理特性？如何显示光照效果的曲面物体的表面与几何形状？如何更有效地描述光线传播的物理特性与变化规律？
学生按照这一思路进行选题，可考虑为实现像照片一样自然景观（如白光的薄膜干涉等现象）的图像显示，需研究哪些问题等，并发表其研究成果。课程教学内容成熟完整后，才便于界定计算机图形学的学科内涵。
4 分析计算机专业主要课程的基本特点，提炼计算科学的学科结构
4.1 计算机教学此前无计算科学学科结构概念的原因分析
现有权威资料和维基百科、百度百科表明，此前国内外计算机教学均无计算科学学科结构这一重要概念。以下3点是导致这一现象存在的重要原因。
4.1.1 对计算工具的分类作用认识不足
尽管人们知道计算机是一种计算工具，计算机有广泛的应用，计算机科学有自己的一套理论根据，但仅用“理论、工具与应用”很难全面概括计算科学的研究全貌与多项用途。事实上，计算机的系统工具对总结计算科学的学科结构非常重要。
计算机系统是一个能对编程实现的数学模型与逻辑模型，进行自动解算与推理的通用计算工具。这决定了程序设计在编程使用计算机上的重要性。
操作系统是对计算机的各种硬件资源与软件资源进行程序管理，使计算机正常运行的系统工具软件。同时，它能对用户程序（命令）的输入、存储管理与自动运行提供服务（包括对通信进程进行有效监管控制），并用人机交互与图形界面的方式记载这种用户程序与命令操作的运行结果。
编译系统是用高级语言编程必备的系统工具软件，它可以把用户用高级语言编写的程序源代码、编译转换成计算机能识别并自动执行的机器语言程序代码。
算法语言是用户为编程使用计算机的各种计算功能，用类自然语言的方式与计算机相互交流思想的符号表达工具。
这些计算工具本身没有直接解决数学计算与逻辑推理等应用问题，该任务由编程解决。
这类计算工具是在实际应用过程中总结、提炼的结果，工具本身一般不直接解决最终的应用问题，这是工具的第一个特点。它的第二个特点是工具的制造具有递归性，即可用简单工具制造复杂工具。它的第三个特点是专业复杂工具的制造方法与技术具有封闭性与隐蔽性，但这不影响他人对工具的操作使用；且其隐蔽、封闭性是工具使用方便、高效的主要原因。
软件系统与计算工具等概念的形成，是用抽象的方法（从众多事物中总结提炼出具有共同本质的特征、而舍弃其非本质的特征等内容）处理形成的结果。
4.1.2 传统课程没有讲清计算机仿真的原理与计算机程序设计的基本规律
传统计算科学的核心课程（计算机导论、计算机原理与系统结构、算法语言与数据结构、编译系统与操作系统、软件工程、离散数学、数据库和计算机网络）从未讲清计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。学生往往通过课后大量的编程训练，积累对计算机程序设计与计算机仿真的认识。这种程序设计经验式教学培养模型，无助于学生总结并提炼计算科学的学科结构。相反，人们在算法语言与数据结构课程的教学上存在一些模糊认识。例如，算法语言是用一组语法规则与功能约定的一种符号标记系统，它让人们掌握语言的符号约定、功能、特性以及用算法语句描述给定的数学计算与数据处理、逻辑判断等――即其教学主要是完成程序的编码训练，由此形成算法；也为研制该语言的编译系统做铺垫。然而部分算法语言的教科书，只有一些算法验证性应用实例，并把它们等同于计算机程序设计教学，这无助于初学者全面正确地掌握计算机程序设计的基本规律，因为学习算法语言后，他们还是没有数据结构的概念。
数据结构是研究用程序编码的方式，在计算机中有效实现多种类型数据的存储组织（形成线性、非线性、网状结构形式以及静态或动态结构形式的数据存储方法）、存储管理、排序检索与编程效率等任务的一门专业基础课程。数据结构课程有很多计算复杂性的案例，是培训人们掌握编程技巧的一种有效方法。因为编写程序所采用的数据结构往往决定了算法的编码实现方法，更重要的是，CPU是根据保存在内存各处程序代码的逻辑次序、通过逐条读取其指令代码来完成用户指定应用程序（或命令）的执行。如何规划、设计、调度与管理内存的使用，这与数据的调度与管理原理类似，是数据结构讨论的问题之一（常在操作系统课程中介绍解决该问题的方法。数据结构问题本质上属计算机内存的动态、合理使用与管理问题）。而该课程中所谓抽象数据类型，是指在指定的数据集上定义对该数据元素进行多种加工等编程操作方法。这个数据集以及对其数据元素的加工方法（数据集与其加工方法均能递归定义），应来源于人们用数学的方法描述解决实际应用问题这一过程，该主次关系不能颠倒。没有这些数据结构与程序编码等基础训练，初学者很难规划好一个软件的系统功能与结构。
由于传统的算法语言与数据结构课程教学无数学建模（它决定了解决多种应用问题算法的来源）与软件系统的概念，故传统的算法语言与数据结构课程没有讲清程序设计的基本规律。
4.1.3 传统计算机课程存在教学问题
首先，传统计算机图形学课程存在教学问题，现已被本教学改革有效化解。
其次，软件工程课程存在教学效果空洞抽象等困惑。若把新的计算机图形学课程作为软件工程课程的教学实习对象，可以有效解决该教学困惑。由于新的计算机图形学课程可以讲清程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理，这使软件工程课程的教学从理论上能达到软件全生命周期设计的教学目的。
第三，计算机导论与计算机基础课程存在教学困惑。计算机导论应对计算学科发展的全貌作整体介绍，并理顺计算学科与其他学科之间的关系，引导读者根据自己的需求有效选择学习不同的计算机专业知识。由于此前计算机课程存在以上问题，导致历次获国家级奖励的计算机教学改革成果以通过有效载体进入课程教学，致使计算机课程教学体系仍然不够成熟。这往往是行业外人士选修计算机课程的迷惑。因为自牛顿时代以来，用数学的语言描述自然科学取得的新进展，是各自然学科之间相互交流学术思想与成果的通用方法；然而目前其他自然科学工作者学习计算机后，却无法顺利地用计算工具的方法来表达其各自学科建设研究成果的数学模型等。这种计算机课程教学不便于计算机教育与其他自然科学教育进行对等有效的学术交流，并导致计算机基础课程教学出现危机。另计算机教学无计算科学学科结构的概念，即人们没有评判计算机导论教材好坏的客观标准。计算机图形学教学改革取得的新成果――发现计算科学学科结构的客观存在，为重构计算机导论与计算机基础课程提供了重要借鉴。
最后，计算机网络课程存在不足。如该课程介绍网络通信协议较多，却较少介绍网络通信工具的构建与编程使用方法，以及计算机网络通信程序的编程实现，这不利于初学者承担计算机网络计算的重任。
4.2 借鉴计算机图形学的教改成果。归纳计算科学的学科结构
传统计算机核心课程缺少一门计算机的综合运用课程，以总结并提炼计算机程序设计的基本规律与计算机仿真的基本原理。计算机图形学课程可以很好地承担这一重任。有了计算工具的概念与计算机图形学课程后，可以重新分类、归纳已知计算机的多种应用。
成熟的计算机图形学与传统计算机核心课程的教学，使计算科学理论（即计算机的系统理论和专业知识。它需回答：什么能被工具有效地进行自动计算，用什么方法研究该命题并形成哪些结论、成熟的理论与发展方向；满足何种条件的实物装置能实现计算功能，计算装置如何构造实现并使其正常运行、操作使用；可计算性的实现前提是什么，如何用该计算装置实现这种自动计算，如何保证计算结果的正确性和计算装置运行的安全稳定，该计算装置有多强大的计算能力；计算理论与计算机专业各课程的关系等）、工具（算法语言、编译系统、操作系统、计算机系统）与应用（数据存储与检索，数据计算、仿真、符号变换与推理，数据网络通信，数据获取、输出表达与控制即多媒体）3个学科形态得到完整展现。它们是形成计算机专业多个发展方向（如杀毒与网络防火墙、网络存储与查询、网页设计开发工具与网站建设、网络浏览器，即时通信、流媒体与播放器、人工智能与专家系统、计算机嵌入式应用、计算机在通信与自动控制系统中的应用等）与综合（如3D网络游戏）或研发计算机硬件（计算机系统结构与CPU设计、计算机工程）的基础。
因互联网的应用，计算机网络计算有网络理论（在通信理论的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地实现计算机信息描述数据的通信；网络计算的理论基础与基本规则是什么，如何利用网络资源进行有效的传输与计算）、网络工具（计算机与互联网、路由器与交换机、调制解调器、Java、html语言、浏览器、Socket、遵循HLA标准的分布式实时仿真工具RTI、网络游戏引擎）与网络应用（如计算机数据通信与监管、电子商务、社交网站、网络游戏、云计算、信息技术与信息系统、物联网、大数据的应用等）。
图1显示了计算科学的学科结构。由计算机仿真的基本原理与可计算性的实现前提，可论证程序设计教学与计算机仿真教学的一致性。
故计算作为一门学科（招生专业）的根据是：①它有自己独立的研究领域。即什么能被有效地用工具进行自动计算以及可靠、安全、快速地传输？②产生专业知识的方法。科学研究与科学思维是产生（创造）多种学科新知识的主要方法，这是研究生阶段的主要学习任务。③由此形成的理论体系与其学科结构。这是本科生学习阶段应掌握的专业知识。④传授知识的法定机构与办学条件。⑤广泛的应用基础。
5 结语