序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計算機科學與技術的認識范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞 庫恩理論 計算機科學與技術 跨越式發展

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

0 引言

隨著計算機及信息技術的不斷發展，對于計算機科學與技術的進步程度及速度的衡量方法的研究越來越受到相關工作及研究人員的關注。庫恩提出的科學革命模式就是一種以模式的形式將計算機科學與技術的發展趨勢表現出來的一種方法。①此論文基于庫恩理論對計算機科學與技術的跨越式發展進行了較為系統的研究。

1 庫恩理論概述

庫恩理論主要是對科學的動態發展狀況進行了一個較為系統的論述。該理論沖破了古典經驗論，指出科學之所以能夠成為科學或稱之為科學就是因為范式的形成的理念。庫恩理論誕生之后，不僅被廣泛應用于科學技術發展的各個領域，而且有效地促使相關工作人員在范式的指導下從事科技工作。所以，從這個角度上來說科恩理論的提出具有十分重要的理論與實踐意義。其實，庫恩提出的理論主要包括：前范式科學理論，常規科學理論及科學革命理論，其中科學革命理論也稱為新常規科學理論。而科學革命實質上就是新的范式來替代舊的范式的一個過程，新舊范式之間是不可以通約的。②

2 基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程分析

基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程可以分為三個時期，即計算機科學與技術前科學時期、計算機科學與技術常規科學時期、計算機科學與技術革命時期。

首先，對于第一個時期來說，也可以大致歸納于三個階段——計算工具的發展階段、機械式計算機的發展階段、繼電器式計算機發展階段。由此也可以看出，計算機科學與技術前科學時期的時間跨度比較大，而且各種思想和學派比較繁雜。不論是計算工具階段、機械式計算機階段還是繼電器式計算機發展階段都沒有系統的結構，也沒有相關的指導理論，所以整個的發展來看，方向非常地模糊，發展進度的衡量標準也不明確。而這些都是庫恩的前科學時期的典型特點。雖然，計算機科學與技術的前發展階段存在很多突出的問題，但是這個階段的一些基本原理和基本思想是現代常規科學時期的電子計算機發展的基礎。

其次，計算機科學與技術常規科學時期。在這個時期人類歷史上真正的第一臺電子計算機誕生，而且理想計算機理論和計算機體系結構的提出，為計算機的發展提供了一定的理論標準，計算機科學與技術的發展形成了一個相對穩定的范式，這個范式的形成，有效地促進了計算機的快速發展。在這個時期計算機的演變經歷了電子管時代、晶體管時代、集成電路時代、大規模集成電路時代、智能計算機等階段。③

第三，計算機科學與技術的革命時期。這個時期雖然計算機的發展非常地迅速，而且功能也在不斷地完善。但是計算機科學與技術的發展與摩爾定律密切相關。有相關專家在回顧40年來半導體芯片行業的發展中提出在今后的幾年里摩爾定律可能還可以適用。但是，如果晶體管電路的性能接近極限的話摩爾定律將走到盡頭并有可能完全失效。所以，很多專家預言，一旦摩爾定律走到盡頭，電子計算機科學與技術發展的革命必然到來。

3 基于庫恩理論計算機科學與技術跨越式發展的可能性分析

通過上面的分析可以看出范式其實是一種相對穩定的模式，一般來說一種范式要被徹底地必須有一個長期積累的過程。必須要一定的量變才會引起最終的質變，一種舊的范式才能被一種新的范式替代。而單個的事實或單個事件通常不能證實或一種范式。所以，對于計算機科學與技術來說，只有當舊的范式不能滿足實際需求的時候，而且有更好地范式代替舊的范式時，才會出現新舊范式的更替。所以，從這個意義上來說科學革命的實質就是新舊范式的轉化、過渡或者更替。

同時，計算機科學與技術的發展存在很大的潛在威脅性，所以很多相關工作者及科技研究人員，都在致力于研究一些新材料和新技術。如果這些新材料和新技術的研究能夠在危機出現之前研究出成果的話，就可以有效地避免危險的出現。這樣就可以有效地實現計算機科學與技術的跨越式發展，計算機科學與技術就可以從以電子計算機為標志的常規科學階段，直接進入新的常規科學階段，而這必將加速計算機科學與技術的發展。現階段人們正在著力研究的新領域包括：光子計算機、量子計算機、DNA計算機等。

4 結語

通過論文的分析可以看出，庫恩理論的提出揭示了計算機科學與技術發展的內在規律，基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程可以分為前科學時期、常規科學時期以及科學與技術革命時期三個時期，而且基于庫恩理論計算機科學與技術跨越式發展的可能性很大。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值。

注釋

① 楊玉成.拉卡托斯的研究綱領和經濟學方法論[J].自然辯證法研究，2011，（2）.

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關鍵詞：計算機科學與技術；創新能力；培養途徑

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）34-0127-01

隨著社會的信息化發展和科學技術的更新，對計算機科學與技術專業的學生提出了更高的要求，不僅要求學生熟練掌握計算機基礎知識和操作技能，而且需要學生有良好的創新精神，可以適應社會發展的需求。因此，分析培養計算機科學與技術專業學生創新能力的途徑，對培養計算機專業人才有著積極的意義。

1計算機科學與技術教學中存在的問題

1.1創新氛圍淡薄

很多高校沒有意識到創新能力在促進學生全面發展中的重要性，積極為學生營造良好的創新氛圍，而是過分注重學生對理論知識的掌握，使學生形成了“重成績輕能力”的錯誤觀念，對培養學生的創新意識產生了不利影響。

1.2師資隊伍較弱

計算機科學與技術的知識更新非常快，需要教師與時俱進，不斷學習來充實自己，以滿足教學的需要。但是很多高校教師雖然教學經驗豐富，但是因為年齡或者教學任務繁重，無法及時對自己知識含量進行更新，這在一定程度上也影響了學生對知識的吸收與學習。

1.3教學模式陳舊

在計算機科學與技術教學中，很多高校教師仍然采用“灌輸式”的教學方法，對計算機理論知識照本宣科，既無法適應計算機科學與技術的教學要求，又對發揮學生的主觀能動性和培養學生創新能力造成了阻礙。

1.4教學結構不足

在計算機科學與技術教學中，很多高校因為教學經費有限，沒有合理安排好專業課程和實踐課程的教學，使學生得不到實踐鍛煉的機會，課堂所學理論知識和社會需求相互脫節，無法滿足社會對學生實踐操作能力的要求。

2 培養計算機科學與技術專業學生創新能力的途徑

2.1營造良好的創新環境

一方面，高校各個職能部門需要達成共識，堅持素質教育和創新教育的觀念，營造良好的創新環境和創新氛圍，讓學生成為學習活動的主體，給學生學習的選擇權與自，充分挖掘學生的潛能，促進學生的個性化發展。另一方面，高校教師需要鼓勵學生敢于提出質疑，對計算機理論知識進行積極地思索和論證，養成勤于分析和思考的習慣。對學生提出的不成熟創新想法，高校教師需要給予鼓勵和支持，保護學生創新的積極性。

2.2加強教師隊伍建設

首先，高校需要建設有創新精神的教師隊伍。在計算機科學與技術教學中，教師需要利用自己的創新意識和創新能力去感染學生，喚起學生創新的創新欲望和問題意識，讓學生積極參與到創新活動中。其次，高校教師需要建立正確的師生觀，理解和尊重學生，與學生建立良好的師生關系，在教學中平等與學生進行對話與交流。對學生不同的見解和觀念，教師需要堅持鼓勵與支持的態度，幫助學生擺脫思維定勢的束縛，讓學生感受到來自教師的認可與肯定。最后，高校教師需要注重提高素養，學習和吸收新知識、新觀念，在教學中以多元化的視角進行理論知識講解，從而拓寬學生的思維，豐富學生的知識結構。

2.3注重教學模式改革

在計算機科學與技術教學中，教師需要堅持以學生為教學活動的主體，結合學生的興趣愛好、性格特點和學習能力，優化課程教學內容，使教學活動更貼近于學生的需求，培養學生發散性思維和創新意識。同時，高校教師需要在教學中鍛煉學生的實踐操作能力，依據教學內容和教學要求，開展計算機知識的競賽活動，或者讓學生參與科研課題的研究與開發，從而調動學生學習的積極性與主動性，讓學生在對計算機知識學以致用過程中感受到成功的愉悅，激發學生創新的熱情。

2.4 積極開展創新活動

在計算機科學與技術課堂教學外，教師需要引導學生積極開展創新活動，為學生提供充分的想象空間和創新空間。例如教師可以組織學生參加科技節，幫助學生認識計算機與信息技術等領域的學術動態與最新研究成果，體會創新觀念對計算機科學與技術教學的意義；建立科技小組，帶領學生進行科技創新，在潛移默化中培養學生的創新意識；組織學生參加電子設計、計算機程序設計和動漫設計等各種競賽活動，利用競賽活動增強學生的實踐動手能力與創新能力。

3 結束語

總之，社會的信息化發展和科技的更新，對計算機人才的創新能力要求更高。高校只有營造良好的創新環境，加強教師隊伍建設，注重教學模式改革和積極開展創新活動，才能真正培養學生的創新意識，為學生的發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 熊曉波.計算機科學與技術專業學生創新能力培養探索[J].計算機光盤軟件與應用，2012（7）：210-211.

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關鍵詞：計算機；科學與技術；實踐教學；技能操作；體系與規范

推行實踐教學體系與規范對提高學生操作能力、樹立系統觀念、培養創新能力有很大的幫助，提升教學水平，為高校發展奠定良好的教學基礎。而現階段，仍有很多高校對實踐教學體系與規范的重要性還沒有正確意識到，尤其是在計算機科學與技術教學實踐中存在很多問題，導致教學質量一直處于停滯不前的狀態，加大獨立的實踐教學體系的構建力度、改進計算機科學與技術專業的培養方案、更新學校的實驗儀器設備是目前改善教學質量的有效途徑。

1推行實踐教學體系與規范的重要性

1.1提高學生實操能力。計算機科學與技術實踐操作能力主要從實踐教學體系與技術的培養與鍛煉中獲得，高校實施實踐體系教學方式的主要目的就是為了為學生提供更多的動手操作機會，將計算機科學與技術的理論知識應用于實際操作中，促使理論知識與實踐操作相融合，培養更加優秀的計算機專業人才。現今社會的發展，對于計算機專業人才的能力更加注重于實際操作能力，即便滿腹荊門的擁有理論知識，若不懂得如何有效地實踐與發揮，也是無事于補，為了更好地迎合社會發展需要，全面提高學生動手操作能力有一定的必要性。1.2幫助學生樹立系統觀。計算機專業是一門具有系統性、操作性、綜合性等特點的學科，并且隨著高新技術的研發以及網絡技術、信息技術等眾多科學技術不斷應用于社會各個角落，這使計算機科學與技術的發展空間越來越大，這也是高校學生必備計算機技術操作能力的主要原因，而通過實踐教學體系與規范的落實，可以有效促進學生系統觀念的轉變，大大提高學生對計算機系統性知識、分析與應用等基礎能力的掌握。同時，實踐教學體系與規范的落實也是促進教學不得不改變傳統教學觀念的主要因素，為了更好的體現實踐教學體系與規范的意義，必須加強教學方法與方式的創新，從多方面改善引領學生樹立正確的系統觀念以及培養學生理論與實踐綜合能力。1.3培養學生創新能力。創新是企業發展的不竭動力，持續、合理的創新能夠使行業永葆生機和活力。針對計算機科學與技術人才培養所推行的實踐教學體系與規范能夠在保證學生基本理論體系和操作能力掌握的基礎上，通過實踐鍛煉了學生分析、解決實際問題的能力，進一步深化了學生的理論知識，拓寬了學生的創新思維，對于學生今后的創新發展是十分有必要的。

2高校計算機科學與技術專業實踐中的問題

2.1實踐教學內容和方法相對滯后。目前，高校教育中對計算機科學與技術專業學生的培養目標本來應該集中于理論知識和實踐知識的教學，但是我國范圍內大多數高校的教學中點主要偏重于理論知識的教學，導致實踐教學內容以及方法比較落后。久而久之，學生在學習計算機科學與技術專業的時候比較重視理論而忽視實踐，使得學生的成績綜合評定不夠完善，即使卷面成績比較高，也并不能說明學生對于計算機科學與技術專業的掌握度高。隨著我國教育改革的發展，要想提升我國高校學生的綜合教育素質，就應該重視實踐教學內容以及方式的更新，尤其是目前許多實驗室中的實踐設備沒能做到足夠開放，使得學生的技能練習受到阻礙。2.2實驗教學的設備、師資和技術人員不足。隨著高校學生的擴招，越來越多的學生涌入了計算機科學與技術專業。但與之不能匹配的是，高校實驗教學中的教學設備、師資力量以及技術人員的設置。我國當前高校均存在一定程度上的設備陳舊問題，學校大肆擴招也使學校的師資力量無法滿足學生的學習需求，在進行實踐教學過程中，技術人員的不足也為學校的教學帶來不便。2.3實踐教學體系不健全。在進行實踐教學過程中，健全的實踐教學體系，是保障實踐教學效果的基礎。一般的高校將實踐教學分為三個部分，別為為認識、生產、畢業。在體系不足、訓練基地的配備不足等情況下，許多高校的上述三個部分無法完成，即使完成的質量也不高，對計算機科學與技術專業的實踐帶來阻礙。

3加強計算機科學與技術專業實踐教學的規范措施

3.1加大獨立的實踐教學體系的構建力度。實踐教學與傳統的理論教學有區別也有聯系。實踐教學應當以學生掌握了專業的系統的理論體系的前提下，對理論知識進行實際應用和對各項理論知識的檢驗。因此，各個高校應當重視實踐教學體系的建立和完善，有效培養學生的專業素養、實踐技能和創新思維。實踐教學體系的構建應當包括課內的實踐教學與課外實踐教學兩方面。為此，高校應當在校內建立實踐教學實訓室，與各個企業合作，建立一些校外的實訓基地，積極組織學生的實踐活動的開展，給學生提供一個真實的實踐環節，提高學生的動手能力、操作技能及對理論知識的應用，幫助學生更好的利用現有知識處理實際問題。3.2改進計算機科學與技術專業的培養方案。傳統的過于偏重理論教學的計算機專業人才培養方案已經不能適應市場經濟大環境的變革。對于計算機專業而言，專業人才應當是知理論，懂編程，會操作，能維護，敢創新的綜合型、應用型的人才。因此，高校應當對計算機專業人才培養方案重新審視和定位，通過學習先進院校培養模式，并根據現階段社會發展的需求，為學生量身定做出適合學生全面、高素質發展的培養方案。尋找最佳的教學資源，創新教學培養模式，加快計算機專業人才的知識與技能培養，促進其全面和高素質的發展。并根據市場需求，積極完善相應的專業實踐體系。3.3更新學校的實驗儀器設備。隨著社會生產化水平的不斷加快，我國生產制造行業也在逐步改革和升級，而且隨著信息化時代的發展和國內外交流的不斷深入，一些儀器和設備越來越專業和精密。計算機科學與技術專業的實踐教學，既需要有軟件環境的支持，也需要有專業的儀器和設備。但是現階段學校的實驗環境水平和儀器設備較為落后，不能適應新時代的教學要求。因此，各個院校應當根據自身實際情況，逐步對現有的設備進行更新和升級，積極學習國內外先進的技術，院校還應當加強與企業之間的深入合作，尋求企業對校內實驗和實訓設備的支持，選取工業上實際應用的實驗設備，這樣才能給學生提供一個真實的實訓環境，不至于學生實踐能力與實際能力脫節。因此，高校要理論與實踐相結合，建立完善的培養體系，加強校內實訓中心及校外實踐基地的建設，以培養應用型、創新型的計算機綜合人才為目標。

作者:王楚涵 單位:齊齊哈爾鐵路工程學校

參考文獻

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關鍵詞：信息技術；問題；對策

當前，以計算機技術和網絡技術為主的信息技術正全面而深刻地影響著世界經濟和社會發展的進程，先進的信息技術推動著國家經濟和社會的發展.因此，信息技術的發展水平、教育水平和應用水平的高低，已經成為推動和制約社會發展的重要標志。眾所周知，計算機科學既是一個知識更新快，新技術、新器件和新方法不斷涌現的科學，又是一門實踐性應用性很強的學科，計算機的應用已滲透到社會的各行各業和各個領域，而且任何一個計算機應用都會在中學生中普及和開展計算機科學與技術教學是適應社會的需求，也是21世紀對人才的基本要求。如何保證教學質量，培養學生的技術能力，是每一位教育者研究的方向和命題。但是，從現實中，不難看出，開展這項教學工作還存在一些問題，解決問題成為教師深入研究并不斷改進、制定最佳方案的根由，筆者認為，唯有此，才能不斷提高中學生的信息技術能力和教師自身的專業水平。

一、存在問題

（一）傳統教學模式與現代計算機學的實踐教學模式的矛盾。多數學校的授課教師由于受到應試傳統教育模式的影響，在計算機授課的過程中往往按照傳統的應試教育方法進行授課，這樣一來計算機的課程很難對學生有吸引力，即使現在很多學校有了自己的多媒體教室、計算機機房，但是計算機科學的發展瞬息萬變，很難滿足學生知識的個性化需求。

（二）應試教育的局限性導致，很多重要性考試的科目中計算機課程的分值幾乎為零。由于計算機的科技知識瞬間性，很多學校對計算機課程安排相對較少。大部分學校認為，和其它教學科目相比，計算機科目課程相對不太重要，課程安排不僅時間短，而且教材內容呆板，長期不變，不能及時更新，直接影響到中學生的信息技術教育。

（三）教學內容陳舊，教學方法落后。在教學內容、課程體系和培養模式上存在問題.難以滿足計算機行業應用的需要。

（四）壓縮計算機信息與技術課程，教學時間不充足。學生上計算機信息與技術是一種游戲心態，不重視，不進取。

（五）教育經費投入不足。教學設備數量少、質量差，尤其是硬件設備更差，并且實驗設備更新緩慢，教育設施缺乏，學生難以得到較先進的綜合型訓練。

（六）教師學歷層次、職稱結構不合理，教學水平相對偏低。

二、對策

（一）學校方面要認識到重要性。面對計算機科學與技術教學存在的問題，首先學校要有統一的認識，認識到本門學科的重要性，從而在制定總體教學計劃時，綜合考慮到計算機科學與技術課的授課時間，解決硬件問題，配備齊全計算機，并能夠將其納入到必考學科之中，引起教師的重視和學生心中的重要性。要通過培訓等，讓計算機科學與技術教學的教師定期出外培訓學習，提高專業水平，適應教育的需要，滿足學生的需求。

（二）教師要認識到教學的重要性

1.教師的認識帶動學生的認知。針對不少學生學習計算機課程目的不明確以及初中計算機課程不受重視這一問題，教師應該首先明確計算機課程的重要性，無論是對于教師自己，還是學生，都要明確計算機學習已經成為現代社會的必需。現代科技迅速發展，知識總量以前所未有的速度增加，計算機技術是現代信息科學技術的基礎，是現代信息社會的主要技術之一，它已被廣泛應用于社會的各個領域，對人類社會的進步與發展產生了重大而深遠的影響，正在并將繼續改變人類的學習方式、工作方式和生活方式。因此，計算機已經成為人們日常工作和學習中的必備工具，計算機能力也成為衡量一個人綜合素質的重要指標。中學計算機教育是一項面向未來的現代化教育，是中小學素質教育的重要內容。計算機課程將逐步成為中小學的一門獨立的知識性與技能性相結合的基礎性學科，并為學生適應現代信息社會中的學習、工作和生活方式打下必要的基礎。因此，初中教師要從思想上首先重視計算機教育，認真備課，在日常教學中多進行教法研究與教學交流，以促進初中計算機教學效果的提高。

2.突破傳統教學走創新之路。計算機本身就是多媒體的重要組成部分，運用多媒體這一工具進行初中計算機輔助教學，意義重大。多媒體以圖、文、聲、像并茂的方式提供知識，不僅可以直觀地展示教學內容，而且課程展示本身就是計算機的一種實際操作過程，教師會在教學過程中無形地滲透各種計算機操作要領。教師在講課過程中的每一步操作都是值得學生學習的內容，久而久之，一些常用的電腦技能，教師不用刻意講解，學生耳濡目染就能內化于心。多媒體計算機能夠改變單純的說教模式，迫使“注入式”“填鴨式”等不適合計算機學科的教學模式退出課堂，為供示范練習和邊講邊練等多種形式教學創造了條件，大大地提高了教學的靈活性。

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【關鍵詞】計算思維 應用能力 創新能力 人才培養

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0135-02

1 前言

眾所周知,計算思維(Computational thinking)能力是計算機專業人才的最基本、最重要的能力之一[1]。目前,我國高校的計算機科學與技術專業通常會先在課程體系中安排以數學分析為基礎、以實數為主要運算對象的課程,接著安排以離散數學為代表的、以抽象集合及元素為運算對象的課程,希望能通過這些課程的學習來培養學生的計算思維能力。盡管計算機科學在本質上源自數學思維,它的形式化解析基礎筑于數學之上,但是僅僅通過數學課程的學習來使學生弄清計算思維的基本概念和內涵是不夠的,而且進程太慢。

對于剛剛進入大學進行專業學習的大學生來說,他們在中學階段獲得的計算機知識是有限的,沒有專業的背景,并沒有認識到計算思維能力對計算機專業學習和能力培養的重要性。如果我們能在一年級就幫助學生對整個計算機科學有一個整體的認知,處理理解計算機科學的概念、思想和基本方法,將有力于學生盡快完成從中學到大學學習方式方法的轉變,有助于學業的完成。

因此,我們有必要從計算思維的角度向學生闡述計算機學科思想與方法論,使學生一開始對專業課程學習有一個比較準確的定位,對計算機科學的專業內涵和方法論有所了解,從而進一步明確學習的目標,培養自己良好的學風。

2 計算思維與計算機專業學習導論

J. M. Wing教授在《Computational Thinking(計算思維)》一文中指出[2]:計算思維是建立在計算過程的能力和限制之上的,不管這些過程是由人還是由機器執行的。計算方法和模型給了我們勇氣去處理那些原本無法由任何個人獨自完成的問題求解和系統設計。計算思維涉及運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為,它涵蓋了反映計算機科學之廣泛性的一系列思維活動[2]。

從計算機發展的歷史來看,目前的計算機已經成為適合于每一個人的“一種普遍的認識和一類普適的技能”[2]。一定程度上,這也意味著計算機科學從前沿高端到基礎普及的轉型[3]。

為了使計算機專業的學生一開始就能對專業的課程體系和知識體系有一個比較清晰的了解,我們必須給學生提供一門導引型課程,站在計算思維的高度和廣度來論述計算機學科的基本概念、基本方法和發展趨勢,討論學科的內涵和本質,科學地為學生們進行正確的導學。

為此,針對初入大學的計算機專業學生,我們設置了“計算機科學導論”課程,并在課程的教學中堅持運用科學哲學的思想方法和高級科普的深刻定位[4],首先從科普的層面教育和幫助學生認知計算機科學與技術學科,對學生進行一次整體的專業學習“導游”,達到既“授人以魚”,也要“授人以漁”的教學目的。

3 計算思維與學生能力的培養

3.1 計算思維與學生思維能力的培養

計算思維是人類求解問題的一條途徑,它影響著我們的思維方式和思維習慣,從而也將深刻地影響著我們的思維能力。過去,人們都認為計算機科學家的思維就是用計算機去編程,這種認識是片面的。計算思維不僅僅是程序化的,而是在抽象的多個層次上進行思維[2]。人是個活體,具有豐富的想象力和創造力。利用計算機,人們可以用自己的智慧設計實現了各種各樣的應用系統,解決了那些計算機誕生之前不敢嘗試的問題,拓展了人類征服自然、改造自然的能力。

計算機科學與技術的方法論是對計算機領域認知和實踐過程中的一般方法及其性質、特點、內在聯系和變化發展進行系統研究的學問,是認知計算機科學的方法和工具,也是計算機科學認知科學的理論體系[5]。

我們通過在“計算機科學導論”課程從計算思維的角度來闡述計算機科學與技術方法論,可以有助于學生在學習專業的伊始就站在計算思維高度來看待專業的學習,注意培養自己嚴謹的抽象思維能力,使計算思維的精髓融入分析問題和解決問題的學習和實踐過程中。這對培養學生的思維能力是非常有效的。

3.2 計算思維與學生應用能力的培養

計算機科學又從本質上源自工程思維,因為我們建造的是能夠與實際世界互動的系統[2]。目前,計算機應用已經深入到各行各業,融入人類活動的整體,解決了大量計算時代之前不敢解決的問題。

然而,由于目前計算機能力的有限性,許多科學問題和工程應用問題依舊亟待解決。解決這些問題將會激起我們的好奇心和創造力。計算機學科就是在挑戰問題、解決問題的過程不斷得到發展的,計算思維能力也在分析問題和解決問題的實踐當中得到充實和提高。

對計算機專業來說,實踐是指計算機學科的設計過程,基礎的技能是每位學生未來適應社會、為社會服務所必須掌握的。學生的應用能力一般是指編程能力和系統開發能力,它是要通過實驗教學環節不斷加深和加強。在這其中,不斷拓展對計算思維的理解和認識是非常重要的。在這樣的思維指導下,學校和教師可以為學生提供多樣化的學習方式,使學生能在知識海洋里比較自主、自由地“航行”。例如,在計算機專業課程的學習中,教師可在給定范圍后,讓學生上機自由操作,支持和鼓勵學生提出問題并自行解決問題,鼓勵學生進行科技創業活動。這樣做將有利于發揮學生的想象能力,培養學生的創造性思維。

為了培養學生的應用能力,我們貫徹了以學生為主體的教學理念,實行“邊學習、邊設計開發、邊實踐”的教育過程,在傳授科學知識的同時,培養學生的系統開發實踐、技術研究與認知能力,提高其綜合素質。通過學習知識的過程,參與科技活動,培養了學生計算思維能力和應用開發能力,增強了學生可持續發展能力和認知能力。

3.3 計算思維與學生創新能力的培養

創新是一個民族生存、發展和進步的原動力。計算機科學與技術作為一門新興的技術學科,知識和技術的創新顯得尤為重要。在注重基礎和應用能力的培養基礎上,要培養學生的創新能力,必須注意加強學生知識融通與學習能力、遷移能力的培養,使學生在橫向和縱向兩個方向對所學專業有較好的宏觀把握。

我們以為,計算思維能力的培養對計算機專業學生創新能力的培養是至關重要的。創新要靠科學素養和理解科學,靠科學的思想方法[4]。學生掌握了科學的思想,就能在今后的學習和生活中多層次、多視角、全方位地觀察和理解客觀世界的變化,運用已經掌握的知識和科學方法去理解事情、發現問題、提出問題、參與討論、解決問題或找到解決問題的途徑和方法。可以說,計算思維能力是計算機專業學生必備的科學素養之一,也是創新型人才應該必備的首要條件之一。

在培養學生的創新能力過程中,首先必須啟發和培養學生的計算思維能力,使學生深刻地理解計算機科學與技術學科的方法論;然后在此基礎上,把創新教育融入學生培養和教學活動中,培養學生在計算機科學領域的創造性,激勵學生進行思想創新和技術創新,激發學生對計算機科學技術這一塊神秘圣地的好奇心,以及培養懷疑精神和求異思維。另一方面,在教學過程中,應該主動為學生的學習活動設置符合學生計算思維能力和創新能力培養的教學內容,給學生們展開討論和交流提供機會與場所,使學生積極主動地進行探索式學習,相互啟發、相互鼓勵,培養學生的創新意識。這就要求教師在教學內容的設計上要體現當代教育思想,講課內容要新穎、有趣。例如,我們可以利用現有的教學條件,盡可能設置創新情景,使學生感到在一個真實的創新環境中,自己成為創新人員之一。也可以與一些有實力的科技開發公司合作,聯合設置一些有利于學生開展科技開發和軟件設計的學生創新實驗室。這個創新環境應盡量與社會現實基本保持一致,這樣有利于學生畢業后順利地進入角色,開展創新活動。同時,作為一名專業教師,應主要體現一個“導”字,即正面啟發誘導,側面輔導,后面督導,通過精心的環境設計把學生帶入主動探索、獨立鉆研、活化知識的境界。

4 結語

J. M. Wing在文獻[2]中指出:當計算思維真正融入人類活動的整體以致不再是一種顯式之哲學的時候,它就將成為現實。我們應該在培養計算機專業人才過程中,培養學生面向計算學科思維的能力,使學生真正理解計算學科的內涵和分析問題、解決問題的方法,而不是把人才的能力培養僅僅局限編程和系統設計開發上。

參考文獻

[1] 蔣宗禮.以能力培養為導向,提高教育教學水平[C].大學計算機課程報告論壇論文集2007,北京:高等教育出版社,2007,p.24-29.

[2] J. M. Wing, Computational Thinking[J]. Communications of ACM,2006,49(3):33-35.

[3] 王飛躍.計算思維到計算文化.科學時報,2007.10.12.

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【關鍵詞】 CDIO；創新型；工程教育；教學模式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）9-00-02

1 引言

創新型人才是社會發展的需求與動力，我國發展戰略的核心是建設創新型國家，其本質是培養創新人才[1]。高等院校作為社會輸出人才基地，承載著培養社會需求的創新性人才的使命。目前我國的工程教育規模居世界首位，但對于工程教育創新性、人才培養質量等方面相對比較滯后，因此，教育部鼓勵高等院校積極進行工程教育改革，對高校的人才培養模式與培養目標進行改進與優化，解決目前存在的工程教育體系不健全、工程教育和工業界脫節、課程體系相對陳舊、教師隊伍缺乏工程經歷等問題[2]。基于CDIO理念的工程教育是目前最熱門的一種工程教育模式，教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”其目的就是培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。

2 CDIO理念的工程教育模式

CDIO工程教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果，它由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經過四年的探索研究而建立的一種新型的工程教育理念。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[3]。，從2006年汕頭大學工學院成為中國第一個CDIO國際合作組織成員開始，目前我國已經有幾十所高等院校都進行了CDIO的工程教育改革。

基于CDIO理念的人才培養模式注重對學生的實踐能力、創新能力、團隊合作能力、溝通能力等方面的培養，它是以市場需求為導向，實際項目為載體一種新型的創新型人才培養模式。

3 基于CDIO的計算機科學與技術專業教學模式

我院以培養工程應用性人才為目標，于2010年引入了CDIO的工程教育理念，對現行的教學模式進行了相應的改革，提出以培養創新型人才為目標的CDIO工程教育模式，計算機科學與技術專業是首批試點改革專業。

基于計算機科學與技術專業的培養目標與專業特點，為了更好實現CDIO理念的創新型人才培養目標，提出了基于理論、實踐、素質三位一體的教學改革模式[4]，以課堂教育為起點，將CDIO的四個環節與實踐教學過程結合，強調在教學與實踐過程中結合法律、道德與文明等素質教育，使教學與實踐、理論與應用、學術與工程全面結合，培養有高度綜合素質、有創新能力的應用型人才。

3.1計算機科學與技術的知識體系

計算機科學與技術的知識體系分三個層面，即知識領域（area）、知識單元（unit）和知識點（topic）。知識領域是其最高層次，表示特定的學科子域，具體劃分為14個知識領域，131個知識單元和808個知識點。計算機科學與技術的14個知識領域，如表1所示。

3.2計算機學科的問題空間

問題空間是對問題解決活動時在其中發生和進行的內部空間，它是由美國計算機學會、信息協會、和電氣電子工程師協會計算機分會經專家研究后提出的。利用問題空間分析計算機學科不同專業、不同方向的知識結構與應用取向，其問題空間如圖1所示。

在圖1中，左邊圓角矩形的陰影部分是計算機科學的問題空間，從問題空間中可以看出，計算機科學方向的知識取向與技術分布是注重計算機專業的理論知識，培養的是計算機的綜合應用能力，包括軟硬件系統的應用；虛線的橢圓形部分是軟件工程的問題空間，它強調的是軟件方法與技術，理論、開發、應用并重。

3.3教學改革方案

借鑒我系開展的“學生創新思維及創新能力培養鏈”研究成果，對傳統的課堂教學進行調整，基于計算機科學與技術專業的人才培養方案要求，將學生的培養目標與培養方式相結合，以畢業設計為運行軌道，借助于科技活動平臺，將理論、實踐、素質的人才培養目標結合在一起，為培養創新型應用人才目標滾動發展。

3.3.1教學總體規劃

為了避免循規蹈矩，將學生的知識學習、素質教學、創新能力培養相結合，開展科技創新活動與項目教學。在學生入學教育過程中，使學生明確自己的學習目標，借助于啟發性的教學，鼓勵學生的參與式、互動式學習，讓學生從中學的被動式學習轉向高等學校的主動式學習。同時，實施學生的導師制，由專業教師從專業知識的體系結構、學習方法、學習方向、能力培養等方面引導學生認識計算機科學領域，為大學的學習做好規劃。

基于導師制，依托畢業設計的運行軌道，將課堂教學、實驗教學、課程設計、科技活動、科技競賽相結合，從第一學期開始引導學生了解專業學科、專業課程與專業學習，并結合課程的學習，將學校、二級學院及系的各種科技活動與競賽結合，培養學生的學習主動性與積極性。

3.3.2教學模式的CDIO架構

以CDIO工程教育理念為指導，依循工程項目的生命周期，將教學與創新能力的培養結合，在教學過程中注重專業能力、實踐能力、創新能力、團隊合作能力的挖掘與培養，將構思、設計、實現、運作的過程運用到課程的教學中。依托畢業設計這一運行軌道，將畢業設計作為一個系統過程，結合課堂教學、課程設計、科技活動和素質教育，使學生的大學學習成為一個系統產生的流水線，其教學模式的CDIO架構如圖2所示。

學生每一學年的學習是一個循序漸進的過程，第一學年重點在于構思，學生處于認知狀態；第二學年重點在于設計，學生處于建設狀態；第三學年重點在于實施，學生處于構造狀態；第四學年重點在于運行，學生處于統籌狀態。

3.3.3人才培養進程

基于CDIO的創新型人才培養，它依托于基本的課堂教學，但又高于普通的教學，借助于實驗、課程設計、科技競賽等形式[5]，形成一種以理論教學為基礎，科技實踐為過程，素質提升為要素的立體式人才培養體系，其人才培養進程如表2所示。

基于能力素質的培養過程，在立體式的人才培養體系中，各階段的培養目標既相互獨立又相互聯系，理論、實踐和素質之間的聯系紐帶是畢業設計，以畢業設計為軌道，是導向性的知識進化方法。針對目前大學生存在創新能力與創新意識薄弱的弊端，以畢業設計為導航，基于學生的平時課堂學習，明確學生學習目標，引導學生素質與創新能力的綜合培養，實現過程能力的提升與素質進步，實現創新型人才培養的目標。因此，把畢業設計作為軌道是教學改革的有效過程與方法。

4 結語

本文在分析目前高校人才培養模式與培養目標的基礎上，闡述了基于CDIO的工程教育理念的創新型人才培養模式，結合我院開展的CDIO教學改革，以計算機科學與技術專業為例，分析了計算機科學與技術專業的課程體系、培養目標、教學改革的總體規劃與進程，將CDIO的工程生命周期與教學環節相結合，為提高教學質量、培養具有創新型應用性人才起到積極的推動作用。

參考文獻

[1]張德江.如何培養創新人才[N].中國青年報，2009-4-11.

[2]顏輝.基于CDIO的創新型工程人才培養模式研究[J].吉林工商學院學報，2012.

[3]顧佩華，沈民奮，李升平，莊哲民，陸小華，熊光晶.從CDIO到EIP-CDIO―汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）.

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摘要：本文針對計算機科學與技術專業學生的社會需求與就業狀況進行了分析，對應用型人才的培養方案、目標以及相應課程體系建設進行了闡述，特別對實踐教學環節內容的設置，提高學生動手能力和應用能力進行了說明。提出了三種形式的具體教學方法與手段。

關鍵詞：計算機科學與技術；應用型人才；教學；應用能力

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1前言

在當今軟件行業蓬勃發展的時代，計算機教育面臨著新的發展機遇也面臨著新的挑戰。很多高校認識到發展應用型本科教育既是社會經濟、科技發展的要求，也是教育發展的要求，有利于更加合理地調整高等教育的結構，為此將辦學宗旨定格為應用型教育，且經過幾年的探索和實踐，已形成了一套相對完整的計算機科學與技術應用型/本科專業的培養方案和教學體系。但綜觀現存的人才培養模式，也依然存在不少弊端，如理論脫離實際、專業教學的改革落后于計算機及軟件技術的發展，課程和教材內容對學生綜合實踐能力的培養重視不夠，教師因缺乏實際軟件工程和項目研發經驗而只能是“紙上談兵”。凡此種種情況表明，如何全面貫徹落實科學發展觀，進一步深化計算機類專業教學改革，以“質量工程”建設為契機，培養社會和企業真正需要的計算機應用型人才，是高等院校計算機專業當前急需進行深入研究和探討的問題。

2高校計算機專業人才就業及社會需求分析

2.1學生就業與工作狀況分析

計算機科學與技術專業的就業范圍包括在科研部門、教育單位、企業、事業、技術和行政管理部門等單位從事計算機教學、科技開發、軟件開發與生產、信息系統建設、咨詢與監理等工作，面向的職業崗位包括軟件開發工程師、軟件測試工程師、技術支持工程師、信息工程監理工程師、網絡集成工程師等。另外，許多非計算機行業的公司里也需要大量熟悉計算機相關技術的工程師。然而，有相當數量的該專業畢業生一旦到了工作崗位，卻不能立即勝任工作，綜合分析，主要有以下幾方面的影響因素：

(1) 專業定位與社會需求脫節，高校教育機制同市場脫軌，專業特色不突出

高等教育在計算機科學理論研究與知識推廣方面有較大的優勢，但在技術應用型人才的培養上層次單一，培養定位不清，專業定位與企業需求存在明顯的偏差，而且一些院校對于“寬口徑”和“復合型”人才培養的理解還存在著偏差，寬口徑意味著加強素質和能力的培養，而不是什么都會一點的“萬金油”。

(2) 教師教學方法陳舊，教學內容研究滯后

目前本科計算機專業教學課程設置陳舊，對新技術的發展跟蹤不夠，教學內容的設計存在明顯的盲目性，甚至直接照搬其他重點學校的教學計劃。

(3) 師資建設嚴重滯后

在許多學校，承擔本科第一線教學工作的教師教學任務很重，無暇做科研項目，導致沒有實際軟件工程和項目研發經驗，更缺少教學經驗。由于IT行業的快速發展，這間接給專業教師教學造成了極大的技術壓力。

(4) 實踐環節欠缺

近幾年來，各個院校都開展了基礎設施的建設，建新機房，配置成百臺高檔微機等等。但設施條件的改善不完全等于教學實驗環節的加強。高質量實驗的設計，合格實驗指導人員的配備，在一些學校只是口頭上的一句空話。有些實驗教師帶實驗課前自己幾乎未做過相關的操作實驗或編寫過類似的程序，更談不上指導學生。而學生也缺乏充足的、系統的、綜合的訓練。

2.2信息社會對計算機人才的需求

學校是為社會培養人才的，在大學辦專業首先是要滿足社會發展的需要。為此，對當前和今后若干年社會對從事計算機產業和信息化工作人才的需求作了以下分析：

(1) 計算機專業本科生的人才需求與國家信息化的目標及發展進程密切相關。計算機專業的畢業生就業出現困難，不是因數量太多或質量太差，而是滿足社會需要的針對性不夠明確。只有與社會需求的金字塔結構相匹配，才能提高各層次學生的就業率，滿足社會需求，降低企業的再培養成本。

(2) 國內的大部分IT企業(包括跨國公司在華的子公司或分支機構)，都把滿足國家信息化的需求作為本企業產品的主要發展方向。這些用人單位需要高等學校計算機專業培養的是工程型人才。

(3) 各企事業單位和國家信息系統的建設與運行，需要高校培養大批信息化類型人才。目前高校計算機專業在本科階段對研究型和工程型人才的培養已有一定的基礎，而對于從事信息化類型工作人才的專門培養則幾乎是空白。

(4) 需要集學科、技術和產業思維于一體的復合型應用人才。復合型軟件人才有兩種類型，一種是既精通軟件又精通硬件的基礎理論和設計技能的人才；另一種是既精通軟件基礎理論和設計技能，同時又精通其他專業業務和應用知識的復合型人才。

3計算機應用型專業人才的培養目標與培養方案

應用型大學學科專業的人才培養特色應以培養應用型本科人才為主，而應用型本科人才是我國經濟社會發展需要的一類新的本科人才。2006年教育部計算機專業分委會根據國內計算機科學與技術學科的現狀和發展趨勢，制定了計算機科學與技術學科《戰略研究報告》、《專業規范》和《評估方案》，為我國不同類型高校計算機科學與技術本科專業的改革提供了理論依據和參考執行方案。文件的核心觀點是“分類培養”，即不同類型的學校應該有不同的培養方案、教學計劃和課程教學內容。

3.1人才培養目標

針對本科計算機專業教育目前存在的問題，教育部、IT企業界、IT專家及學者都作了有意的探索及嘗試。從目前的研究情況來看，普遍形成了一個共識：本科計算機專業教育應根據IT產業發展情況，將“培養規格分類”為核心思想的計算機專業發展建設作為改革的重點，根據社會的需求和自身的實際情況，為學生提供不同類型的教學計劃和培養方案，并具體提出了中國“計算機專業”人才培養“一種三類(四種)規格”的框架，即：

研究型：“計算機科學”(CS)

工程型：“計算機工程”(CE)和“軟件工程”(SE)

應用型：“信息技術”(IT)

這樣的框架結構符合國際上的趨勢，也有利于將來參照國際標準進行認證。

在我國，傳統的計算機專業教學體系一般著重于培養研究型計算機專業人才，但研究型人才畢竟是整體計算機專業人才體系中極少的一部分，計算機專業行業的發展及社會各界更多的是需要能夠在企業從事產品研發的工程型和面向社會各行業使用計算機解決各類問題的應用型人才。應用型本科人才在培養規格、專業能力和工作崗位指向等方面要有別于研究型人才的培養。計算機專業應用型人才的培養目標應該是：培養面向社會發展和經濟建設事業第一線，具有計算機專業技能和信息技術實踐能力的高級應用型專門人才。

3.2人才培養方案