计算机科学与技术研究方向范文1
关键词：非计算机专业；计算机教学；课程体系
非计算机专业研究生计算机教育是一个复杂和具有挑战性的问题。各学科研究生的计算机教学要求是什么？基本知识、素质和能力是什么？培养计划是什么？这些问题是必须明确回答的，只有这样才能够制定出实用的研究生计算机教学规划。
1现状及存在问题
1.1开课情况分析
目前，我校面向全校研究生(列入公共课课程目录)开课，与计算机或信息技术有关的课程共15门，包括微机控制系统及其应用、计算机网络与通信技术、嵌入式系统及其设计、软件工程专题、神经网络导论、神经网络理论及应用、微机控制系统及应用、计算机通信与网络、Internet原理与技术、数据库系统原理与应用、面向对象技术、软件开发、计算方法(A)、计算方法(B)、有限元方法及其程序设计。
软件开发课程开设于1994年，由冯博琴教授发起，面向全校的研究生，采用了西安交通大学出版社出版的、冯博琴教授等编写的《软件开发》这本书。自1996年起，李波老师担任该课程的主讲教师。该课每学年上一次，1996-2007年，该课的学生人数在70～90人之间，2007-2010年，该课的学生人数稳定在40～50人之间。选此课的主要为电气、电信、能动、机械、材料等学院的学生。该课的学生以硕士生为主，每学期有5名左右的博士生选修。自1996年起，教师采用自己编写讲课幻灯并布置阅读清单的方式开展教学。
1.2国内研究综述
国内学者普遍认为，非计算机专业研究生不应从计算机应用基础起步。富春岩等[1]针对非计算机专业文史类、理工类、师范类和医学类硕士研究生的计算机教学方法，提出改革方案――“四个层次”的课程设置模式。即第一层次为计算机基础知识和基本操作，第二层次为高级语言程序设计，第三层次为计算机软硬件新知识学习，第四层次为结合专业需要开设应用课程。根据信息技术发展的要求和信息检索课的现状，研究生计算机信息检索课程的教学内容设计、教学方法设计以及教学模式设计要进行改革，要适应信息化、网络化要求。
在工科院校的研究生中开设计算机应用课程，是时展的需要。国内高校根据专业特色，为非计算机专业的学生开设了计算机课程，如中国科技大学的神经生物学专业就开设了计算机在生物学中的应用这门课，热能工程专业开设了利用Matlab建筑传热建模这门课。上海交通大学机械制造及其自动化专业开设了计算机图形学等课程。这些课程为学生在本专业的研究提供了方便的工具，打下了坚实的基础。国内大学对于非计算机专业计算机教育的改革是不遗余力的，不过目前还处于初级阶段，课程体系还不够成熟，普及率也不高。大部分学校的课程还局限在选修计算机网络、软件工程等传统课程，存在课程与本专业联系不够紧密的问题，学生反映上课与实用脱节。
国外理工科大学的研究生计算机教育为学生提供与研究方向密切相关的课程，学生每学期至多选3门课。课程要求严格，作业量大。比如，MIT的航空航天系开设了设计及最优化计算课程，人口与环境科学系开设了计算机及工程问题解决导论课程。这类课程的共同点是计算机是专业研究的辅助工具。学生在完成课程作业过程中，需要用到编程等计算机知识时，一般采用自学或旁听的方式。系统建模与仿真、软件工程、算法基础是其他工科专业开设最多的课程。国外大学为学生提供配置齐全的计算机实验室、模拟实验室或仿真实验室等，实验室有计算机专业的老师进行辅导，对全校师生开放，方便大家实现自己的想法或者作业。以我国目前的教学模式和师资情况来看，不适合实行这样的开放式教学。而把非计算机专业的计算机教育改革着眼于为学生提供与本专业相关的计算机知识、基础实验，更符合当前的实际情况。
1.3研究生计算机应用能力现状
1999年，中国开始进入高等教育的大发展阶段，中国高等教育一举从精英型变成了大众型。目前，本科生、硕士生教育规模居世界第一位，博士生教育规模在2008年已超过美国，居世界第一位。西安交通大学现有全日制在校生30 126人，其士、硕士研究生13 044人。本科专业并没有多大变化，本科人数的增加主要是合校的结果，在此期间主要进行的是研究生的扩招。在计算机能力和素质方面，普遍存在学生编程能力不强，信息技术和方法应用能力不足的情况，在导师课题中不能发挥应有作用，远不能适应专业应用的需要。目前，我们在本科阶段实施“质量工程”，各研究型大学应高瞻远瞩，及早在研究生教学阶段重视计算机教学工作。
1.4计算思维及非计算机专业研究生教学面临的挑战
2006年，美国卡内基•梅隆大学计算机科学前系主任周以真(Jeannette M.Wing)教授在美国计算机权威杂志ACM会刊上提出，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。她将计算思维与工程问题的联系给出了更清晰的描述：通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道问题怎样解决的思维方法；是一种递归思维，是一种并行处理，是一种把代码译成数据又能把数据译成代码，是一种多维分析推广的类型检查方法；是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法，是基于关注分离的方法(SoC方法)；是一种选择合适的方式去陈述一个问题，或对一个问题的相关方面建模，使其易于处理的思维方法；是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式，并从最坏情况进行系统恢复的一种思维方法；是利用启发式推理寻求解答，也即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法；是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行折中的思维方法[3-4]。计算思维既向我们计算教育提出了挑战又指明了方向，如何在教学过程中贯彻计算思维的基本原则，是目前和未来亟待解决的一个问题。
在计算机学科(计算学科)教育方面，最有代表性和影响力的工作依然是IEEE-CS/ACM组织的Computing Curricula研究工作。CC2005报告认为，计算概念在过去的十年中发生了巨大变化，这种变化对教学计划的设计和教育方法会产生深刻影响。21世纪的计算包含许多富有生命力的学科，它们有着自己的完整性和教育学特色。研究者将报告分为5个独立的卷出版，它们分别是计算机科学卷(Computer Science―CS)、计算机工程卷(Computer Engineering―CE)、软件工程卷(Software Engineering―SE)和信息系统卷(Information System―IS)、信息技术卷(Information Technology―IT)。计算所包含的内容在深度和广度上有了巨大的增加，如何在规定的学分及学时内完成对巨量的与计算有关的基本知识传授，如何选择和抽取基本的核心的内容，是对教学工作提出的严峻挑战。
信息技术的发展对各个学科的研究与发展起到了推动作用。主要体现在如下方面：
应用数学和应用物理学的发展，使复杂自然和工程现象可用数理方程描述，用并行算法求解；传感器技术的发展，使人们所观察到的自然和工程现象的信息实现数字化；通信技术和先进网络的发展，使人们可以在任何时间、任何地点、以任何方式获取和交互信息；高性能芯片、并行计算机和软件技术的发展，使自然和工程现象实现数字化模拟和可视化，工程现象可以进行实时数字化控制，从而优化了产品质量，缩短了研发周期，提高了生产效率[2]。
如何针对科学技术的进步，尤其是信息技术的发展，培养新一代适应信息化社会的高端人才，是中国研究生教育的一个重大战略问题。
1.5结论
从以上文献和各校的实际情况可以得知，目前，非计算机专业研究生计算机教学处于各自为政的非规范化状态。虽然研究生的计算机教学和本科生不一样，不必提出统一的要求和内容，各校可独立发展出自己特色的教学体系，但目前还未见一个大学在此方面有系统的、能说得出特点的方法。
综上所述，我们认为当前的研究生计算机教育存在以下问题：
1) 在全校层面重视不够，没有开展此方面的统筹和规划工作。
2) 研究型大学的研究生计算机教学研究工作尤其薄弱，没有回答出研究生计算机教学的目的、要求、基本内容、教学方法等核心问题。
3) 目前实行的计算机课程难以说清体系，教学目标也欠清晰。
4) 由于对“计算”的概念理解不到位，造成对计算机教育的认识有偏差。
因此，我们有必要号召骨干教师和教学管理人员对以上问题引起重视，共同解决。
2教学改革思路
为响应国家提出的“知识创新工程”的号召，适应时展的需要，创建研究型大学成为我国重点高等院校发展的主要方向。研究型大学主要具有如下特征：1)能够培养出具有世界一流水平的人才。2)能够取得高水平的科研成果。3)教师队伍强大，拥有一批世界公认的学术权威和知名学者。4)学科门类齐全，基础学科具有明显的优势，同时具有强大的工科，作为学校发展的支柱。5)办学具有国际性，招收众多的外国留学生和访问学者。6)拥有一流的实验室。
为了创办研究型大学，我们提出以下几点想法和建议。
2.1计算机教育的目标定位
我们认为，在我国目前的研究型大学研究生教育中，计算机教育应该继续作为所有专业学生的培养内容并予以高度重视，应该进一步结合各专业教学改革与发展，不断强化计算机教学。为此，各大学要有明确的机构负责并实施全校研究生的计算机基础教学，提出实验室建设及加强师资队伍建设的要求。
作为计算机教学的依据和目标，研究型大学的研究生计算机知识与能力应该达到什么水平？研究型大学的核心是知识创新，对各个学科而言，应用数学和计算是从事各学科学习和科研工作的方法和工具。如何建立自然现象的数学模型，如何处理自然界的随机现象和复杂现象，如何考虑模型中典型参数的渐近行为，以及如何针对具体问题设计数值格式并进行数值分析，已经成为当代应用数学与计算领域的基本问题与基本模式。我们还知道，应用数学的方法只有通过计算机进行工具化，才能变成科学研究的锐利武器，否则会导致方法没有支持、工具缺乏内容的现象发生。若在此方面对研究生进行高水平的训练，必然会推动其科学研究手段的进步。我们认为，研究生计算机基础教学应紧密围绕提高学生采纳数学方法、使用计算机工具的能力培养上来。
有关研究生计算机基础教学的目标定位，在前提假定学生掌握了教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会基础课程分委员会在2009年8月提出的计算机基础课程教学基本要求后，我们认为新的课程要求可以归纳为以下几个方面：
1) 计算机软硬件基础知识，主要掌握软件技术、体系结构及网络。具备专业领域中应用系统的集成与软硬件开发能力。
2) 掌握数学模型方法。
3) 新计算模型及新算法。
4) 掌握数值计算及数值分析方法及工具。
2.2变“传授型教学”为“研究型教学”
研究型教学的特点是：1)教师不能只满足于依照一成不变的教材一般化地“完成”教学任务，而要通过继续学习、终身学习，不断更新自己的知识结构，使自己处于学科前沿。2)教师要担负一定的具有创新性的研究课题，力争成为本学科的学术骨干乃至学术带头人。3)教师要把研究与教学有机地结合起来，在向学生传授基本知识和新知识的同时，提高学生的综合素质，帮助学生完成一些较小的研究课题，使学生具备一定的研究和创新能力。
美国麻洲大学(The University of Massachusetts)的Jim Kurose教授长期从事计算机网络的教学和研究工作，曾担任IEEE Transactions on Communications和IEEE/ACM Transactions on Networking期刊的主编。他写的计算机网络教科书被全世界300多个大学采用，此书最显著的特点是将自己的研究结果编辑成书，别人的成果自己也经过实验进行了论证。他无疑是“研究型教学”的楷模。
以往，高校本科的计算机教学分为计算机专业的计算机教学和非计算机专业的计算机教学，由于两者的教学对象不同，所以教学目标和教学内容也不同。各校大多形成了一支专门从事计算机基础教学的师资队伍，许多高校计算机专业与非计算机专业的计算机教学基本处于分离状态。这种状态是不适合研究生的培养，肯定是没有生命力的。
目前，研究型大学都有较好的计算机学科和应用数学学科。特别是经过“211”和行动计划建设，各校的学科水平得到进一步加强。各校应依托和发挥计算机学科和应用数学学科优势，统筹学校的研究生计算机教学，只有这样才能真正地变“传授型教学”为“研究型教学”。
2.3将计算机与应用数学紧密结合
计算机应用是一个范畴很大的应用领域。广义地说，凡是与计算机使用相关联的领域，都可纳入计算机应用的范畴。但对于计算机应用技术学科而言，应将计算机应用于各个行业的计算机具体应用与研究计算机应用与具体领域的共性理论、方法和技术的学问区分开来。前者叫计算机具体应用，它们应该划入具体应用领域的学科，后者称为计算机应用或计算机基本应用技术，这是计算机应用技术学科的范畴。
计算机应用技术是一门发展中的前沿学科，计算机应用技术已渗透到国民经济的各个领域，并占有相当重要的地位。该学科是其他技术或学科研究的基础，对其他技术或学科的发展具有一定的支撑作用。同时，作为一门独立的学科体系，它具有其他学科所不具备的辐射渗透作用，和其他学科相互融合，带动和促进了其他学科的发展。
计算机应用技术着重研究计算机用于各个领域所涉及的共性原理、方法与技术。学科研究范围包括人工智能、计算机图形学与CAD、图像处理与模式识别、计算机视觉、多媒体应用技术、人机交互技术、计算机模拟技术、基于网络的计算机应用技术、智能控制与机器人学、管理信息系统等。
应用数学是五个数学二级学科(基础数学、计算数学、概率论与数理统计、应用数学、运筹学与控制论)中尤为重要的一个二级学科，是联系数学与自然科学、工程技术以及信息、管理、经济、金融、社会和人文科学的重要桥梁。由于它涉及的学科与专业面广，而且地位突出，在数学学科中的地位显得越来越重要。特别的，通过建立数学模型，借助于高性能计算机，使得应用数学在科学与工程技术领域中取得了令人瞩目的成就，越来越多的应用数学方法被越来越多的科学技术研究工作者所重视。
另一方面，应用数学也是数学新问题的重要来源。应用数学的研究范围非常广泛，包括建立实际对象的数学模型、利用数学方法解决实际问题、研究具有实际背景和应用前景的数学理论等。同时应用数学的发展丰富了数学学科的内涵，扩大了其外延，使数学学科不断和其他学科相互交叉和融合，产生了许多极具生命力的交叉学科和新兴学科。
作为研究型大学，应该充分发挥多学科优势，深入挖掘数学学科对工程技术、生命科学、社会科学等学科的支撑作用，以先进的数学理论和方法提升其他学科科学研究的水平。
从以上分析可以看出，研究型大学要出高水平的成果和培养高层次的人才，应建设高水平的计算机应用技术和应用数学学科，并将两学科的学术优势变为向全校师生提供高质量的教育服务及资源，从而成为研究型大学研究生计算机基础教育的根本保障。
3课程参考
研究型大学在应用数学和计算机学科中开设了大量的课程，应用数学的主要课程有微分方程稳定性理论及应用、线性控制理论、最优化方法及应用、数理统计学导论、可靠性数学理论、多元统计分析、数值代数、特殊矩阵与新型算法、矩阵谱论、模糊数学基础、计量经济学、数理经济学、模糊逻辑与神经网络。计算机应用的主要课程有人工智能导论、模式识别、数字图像处理、多媒体技术基础及应用、计算机图形学基础、计算机实时图形和动画技术、虚拟现实、现代控制技术、信息检索、电子商务平台及核心技术、数据挖掘。
从以上内容可以看出，课程纷繁复杂，让学生摸不着头绪，也没有一个教研室能开设全部的课程。为此，有必要分层次设计研究生计算机教学，便于学生学习和组织教学。以上课程主要面向本学科的学生设计，对于非本专业的学生，只能在学习了一个基本内容后，结合自己的研究方向选修以上课程。因此，必须要分析各个学科对应用数学和计算机学科的要求现状，找出基本的和共性的要求和内容，作为公共基础类课程，制订一定明确的培养要求，向全校研究生开设。
根据计算思维的观点，并结合英国SouthBank大学的Centre for Applied Methods经验，我们建议计算机公共基础类的课程分成3个层次：计算思维类、硬软件技术类、计算方法类。计算思维类的核心课程有计算思维、计算原理等。硬软件技术类的核心课程有软件技术、体系结构、计算机网络与数字系统。计算方法类的核心课程有数学模型方法、科学计算、数值分析、新算法。
计算思维、计算原理主要讲授计算的核心概念及应用方式。软件技术包括面向对象程序设计、软件开发方法学、分布式计算，力图使学生熟练地掌握面向对象的开发方式，为今后从事研究工作的数字实验及开发本领域的系统打下基础。除此之外，学生可选修一些学科的专题课程，例如嵌入式软件的开发、可视计算等。体系结构、计算机网络与数字系统包括计算机、网络、数字系统的工作原理、系统构建方式等。数学模型方法包括形式化方法(逻辑、代数、可计算函数)，可视化方法及方法对应的工具软件。科学计算包括矩阵计算、符号计算、数值常微分方程、数值偏微分方程、有限元法、矩阵演算。数值分析包括数值分析方法及工具，是计算机处理科学研究和工程技术研究的重要内容，而对于理、工、经济、管理、医学等学科，精确的数值分析技术是提高科研水平的重
要基础。新算法包括遗传及进化计算、神经网络、统计学习算法等新型计算和优化方法。
课程应遵循以数学方法为体，计算工具为用这一指导原则。通过以上课程的学习，学生可以建立系统工程的思想，掌握基本的数学方法，熟练使用数学软件工具，独立地研究自己专用的算法或数学软件工具。
4结语
总之，非计算机专业学生的计算机教学应结合特定专业具体案例，这样学习效果更好，学生更容易接受。理工科专业研究生对数值计算、数值分析方法及工具等课程很感兴趣，而经济、管理以及少量法学专业的学生选择经济统计与分析软件应用课程，这就对课程案例设计提出了很高的要求。对于同一课程，不同学科有不同的能力要求，因此在制定知识体系、课程指引、能力要求报告时，都必须参考各科具体情况，体现学科特性。在此基础上寻找学科共性，培养学生的计算思维，通过教学案例使学生学会常用工具，并学会用计算思维解决工程问题。
参考文献：
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[2] 李未. 对新形势下我国计算机教育发展的思考[R]. 福州:第四届全国计算机教育论坛,2008.
[3] 董荣胜,古天龙. 计算思维与计算机方法论[J]. 计算机科学,2009(1):1-4.
[4] 周以真. 计算思维[C]//中国科学技术协会学会学术部. 新观点新学说学术沙龙文集⑦教育创新与创新人才培养. 北京:中国科学技术出版社,2007:83-85.
Study of Computer Learning Problems
――Aiming at Non-computer Major Graduates in Research Universities
LI Bo, FENG Boqin, HAN Lina
(School of Electronic & Information Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 711049, China)
计算机科学与技术研究方向范文2
【关键词】计算机科学与技术应用 发展趋向 信息技术
1 计算机科学与技术发展现状
1.1 计算机科学与技术地位
计算机是当前21世纪中影响力最大的技术之一，最初诞生于1904年，世界上第一只电子管诞生，随后在1946年出现了第一台计算机，经过不断的完善和创新，逐渐演变成了当前技术含量更高的计算机科学与技术。就计算机科学与技术本质来看，其中所包含的内容包罗万象，受到计算机科学与技术的影响而获得了更好更快的发展，促使计算机科学与技术变得更加人性化，在一定程度上可以有效满足人们在此方面的需求，获得更大的便利。在人们日常生活、工作和学习中，计算机科学与技术无处不在，除此之外，在一些军事、科学研究、工业生产和商业方面同样占有一席之地，影响较为深远，已经成为推动社会进步和变革不可或缺的部分。
1.2 计算机科学与技术发展中存在的问题
任何事物在发展中都有两面性，在评价一个事物的作用和内涵时，应该从多种角度去评析和诠释。计算机科学与技术在发展中，带给人们极大的生活便捷和服务，在促进社会进步的同时，对于人们的生产生活同样产生了不利的影响。诸如，计算机领域的“千年虫”事件的出现，致使计算机科学与技术的长远发展受到了严峻的考验，尤其是在保险、交通和电力行业受到的影响最为深刻，也正是这一事件的出现，带给社会严峻的考验。计算机科学与技术在发展中有利也有弊，但是其对社会的促进作用更为突出，将这些不利因素排除，能够为人们日常生产生活提供更大的便利和服务，成为当前首要待解决问题。
2 计算机科学与技术发展方向
计算机科学与技术在发展中，由于自身优势获得了前所未有的发展空间，就当前计算机科学与技术的发展趋势来看，总体上朝着高、广和深方向发展。
2.1 高度上发展
计算机科学与技术在高度上发展，更多的是体现在计算机主频上。由于计算机的先进性和便捷性，受到了社会各界的广泛关注和重视，并深入人们的日常生活、工作和学习中，成为生活中一种不可或缺的内容。计算机科学与技术经过不断完善和创新，计算机性能也在不断提升，尤其是晶体管微处理器的出现，以往使用单一处理器的计算机已经逐渐被时代所淘汰，开始朝着多个处理器同时运行处理的方向发展。在计算机中成功运用几万个处理器，运行速度和处理速度已经超越了市面上绝大多数的计算机，而操作系统在计算机使用中也成为了其中不可或缺的关键性技术。计算可以实现资源共享和通信连接，同时还可以推动计算机高效管理的实现，促使计算机互联，为社会生产生活提供更大的便利。
2.2 广度上发展
计算机作为一项重要的技术成果，在不断发展和完善中，呈现出了较为广阔的发展前景，除了在高度上获得发展以外，在广度上同样有待更进一步的开发和发展。尤其是在近些年来，计算机科学与技术逐渐朝着多元化方向发展成为主要趋势，渗透到人们的日常生活、工作和学习中。计算机在未来的发展将会出现在人们生活中处处可见的电器中，应用前景十分广阔。在未来的几十年内，人们利用计算机可以随时随地查找到资料，以其便捷的优势来满足社会进步的发展需要。甚至还有人曾预言说，未来的计算机将变成一种更加平民化的事物，就像是回家正常做饭一样，在人们的生活中随处可见。
2.3 深度上发展
计算机科学与技术深度上发展，主要是指计算机技术的不断创新和完善，朝着更加智能化方向发展，在满足人们信息需求的同时，还可以呈现更为人性化的人机互动界面。计算机也将衍生出大量的软件，以一种更加智能化的姿态来促进社会进步和发展，各种交互设备的出现，虚拟现实技术成为计算机领域发展的主要体现。
3 计算机科学与技术的未来发展趋势
3.1 计算机性能越来越好，更新速度越来越快
计算机科学与技术的发展趋势主要表现在两个方面：一个是性能越来越好，另一个则是更新速度越来越快。就当前电子产品发展现状来看，更新换代速度较快，主要是伴随着科学技术的进步和发展，电子产品中所应用的技术也在不断创新，对以往技术中存在的缺陷和不足进行完善。故此，计算机科学与技术的未来发展趋向，应该明确计算机的发展定位，朝着速度更快、性能更高级、使用更便捷的方向发展，这就需要持续加大科研投入力度，推动社会进步和发展。
3.2 高性能计算机的发展
硅芯片技术的快速发展，在一定程度促进了计算机科学技术的快速发展，但是由于硅芯片技术自身特性，在研究中已经逐渐接近临界点，并没有过高的价值值得深入研究。基于此，大量的研究开始逐渐转移到光子以及量子技术研究中，对于计算机科学与技术的未来发展具有十分重要的促进作用。结合量子技术研发出的计算机，运算性能将高于现今市面上计算机十几亿倍，而光子技术的应用则可以实现电子计算机的光速处理，性能更为优越，并广泛应用在一些高新技术研究领域，意义较为深远。
3.3 智能化的超级计算机
计算机科学与技术未来发展的一个主要趋势就是智能化，智能化的超级计算机较之现今的计算机而言，无论是运行速度还是信息处理速度都要更为突出，能够同时执行多条命令，处理效率更快。利用超级计算机实现数据的高效分析或者建立模型，对于科研成果研发具有更大的意义和作用，值得广泛推广和应用。
4 结论
综上所述，在社会快速进步和发展的背景下，针对我国计算机科学与技术的发展规律，还需要对其进行不断的创新和完善，切实提升综合竞争实力，真正的服务于社会，推动社会长远发展。
参考文献
[1]樊昕宇.计算机科学与技术的l展趋势探索[J].移动信息，2015，10（08）：18-18.
[2]赵定远，杨洪，赵卫东等.神经网络与智能信息处理[J].成都大学学报（自然科学版），2016，25（03）：198-202.
[3]李思，孟凯.试析计算机科学与技术的发展趋势[J].科学与财富，2015，7（Z2）：758.
作者简介
李东（1983-），男，白族，云南省云县人。硕士研究生学历。现为滇西科技师范学院讲师，主要从事计算机科学与技术及其教育等方面的教学与研究。
计算机科学与技术研究方向范文3
关键词：计算机科学与技术 卓越工程师 课程体系
卓越工程师教育培养计划是贯彻和落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》及《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》而提出的高等教育重大改革计划[1]。2009年12月教育部正式将卓越工程师教育培养计划列入2010年教育部工作重点，2010年3月教育部正式启动第一批高校试点工作，我校是教育部卓越工程师教育培养计划全国第二批试点高校。
为深入学习实践科学发展观，落实高校人才培养的根本任务，学校在国家卓越工程师教育培养计划本科工程师培养通用标准的指导下，以计算机行业标准为基础制定了计算机科学与技术专业本科人才培养标准。根据该标准拟定了计算机科学与技术卓越工程师培养方案。
1 培养目标
以知识为基础，以工程实践能力为本位，以素质为核心，以市场为导向，以服务广西国民经济发展为目标，“面向工业界、面向未来、面向世界”培养具备良好科学素养和职业素养、丰富知识结构、扎实工程实践能力、德智体美全面发展、能主动适应经济和社会发展需要的计算机科学与技术专业卓越工程师后备人才。要求本专业学生具有较强的英语语言能力、良好的人文素质和创新意识，并在软件技术和嵌入式技术及其相关领域中的一个方向具有特色，能综合应用所学知识解决实际问题的工程实践开发能力。毕业生可从事计算机及相关行业的软件项目或嵌入式系统的设计、开发、维护和管理等工作。
2 课程体系的建设思路
课程体系的建设思路是以提高教学质量为中心，突出两个办学特色、重点发展两个专业方向、着重培养学生的4种能力。
坚持以提高教学质量为中心，将其作为一切活动的出发点。紧紧围绕培养目标，通过对课程设置、教学内容和教学方法、教材、培养方式、科研训练、社会实践环节的改革与创新，提升教师队伍素质和提高办学条件，促进教学质量的提高。
突出“校企合作”和“科研与教学有机结合”的专业办学特色。坚持与国内知名软件企业以及嵌入式应用企业建立良好的合作关系，在我院现有部级工程实践教育中心“中软国际”的基础上，重点加大与江苏昆山花桥工业园区、上海杰普软件科技有限公司、深圳吉祥腾达有限公司等实习基地的合作，争取建设更多的部级工程实践教育中心。进一步加强与广州达内、长沙蓝狐、国信蓝点、桂林优利特等实习基地的联系，与华为、3COM、品尼高等共建校企实验室，通过多种合作方式进行工程应用型人才的培养。坚持以科学研究为先导，科研与教学有机结合、协调发展。通过科学研究提高团队的学术水平，带动教学改革和教学水平的提高。
根据计算机科学与技术专业卓越班的规模和办学实际情况，重点发展嵌入式技术和软件技术两个特色方向。嵌入式技术方向着力培养学生掌握嵌入式系统的硬件、软件知识，嵌入式系统的分析、设计与开发方法，嵌入式系统的实施与运行维护知识以及在信息家电、工业控制、交通管理等领域的应用。软件技术方向着力培养学生软件开发技术和软件工程管理知识，主流软件工具和软件开发环境知识，软件测试与维护知识及其在电子政务、数字产品、工业控制等领域的应用。
培养计算机科学与技术专业卓越工程师的四种能力包括计算思维能力（抽象思维能力、逻辑思维能力），算法设计与分析能力，程序设计能力，计算机系统的认知、分析、设计和应用能力。按照“四种能力”建设的需要，完善专业培养计划，以教育教学研究与改革为抓手，以课程群组驱动，优化课程体系。
3 以课程群组驱动，优化课程体系
合理的课程体系设置是高等学校保证培养目标和形成办学特色的重要手段。计算机科学与技术专业卓越工程师在培养质量上追求卓越，在课程体系设置时，要求培养学生在知识、能力和素质方面具备较强的竞争优势和发展潜力。
跟踪ACM和IEEE-CS联合任务组的计算教程CC200X、欧洲形式化方法协会形式化方法教育研究分会FME-SoE的研究报告，结合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的《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）》[2]，依托我院承担的教育部“高等学校计算机科学与技术专业核心课程实施方案研究”项目、广西教育教学改革“十一五”重点项目“计算机学科核心课程体系的研究与实践”、全国“十一五”教育科学规划课题“大众化高等教育下教学型高校适用型人才培养的研究”等，探索和研究计算机学科的科学思维，即计算思维，进一步提炼计算机科学与技术专业的核心知识体系。
计算机科学与技术专业课程体系设置策略包括课程启动、课程组织和特色课程设置策略[3]。我院计算机科学与技术专业卓越工程师教育培养计划的课程体系设置采用了从计算机导论展开的广度优先策略、基于系统的组织模式和按合作企业的不同要求独立灵活地并行开设多门特色课程。
根据课程体系的设置方法和专业培养目标，分析创新能力的构成以及课程体系中的层次和结构关系，优化课程体系，将计算机科学与技术专业核心课程划分为基础课程群、硬件课程群和软件课程群。基础课程群包括计算机科学导论、离散数学、程序设计与问题求解、数字逻辑、数据结构、Java程序设计等；硬件课程群包括计算机网络、计算机系统结构、计算机组成原理、单片机原理与接口技术；软件课程群包括软件工程、操作系统、数据库系统原理、算法分析与设计。将专业课程划分为两个专业特色方向课程群，即嵌入式技术和软件技术课程群。嵌入式课程群主要包括Unix/Linux操作系统、嵌入式C语言和C++、嵌入式系统原理及应用、嵌入式Linux系统开发、EDA技术、解析Linux内核、QT程序设计、嵌入式Wince系统开发、企业自设课程Ⅰ-Ⅱ等。软件技术课程群主要包括软件设计与体系结构、Java EE程序设计、UML与系统分析设计、软件项目管理、Java企业级应用开发、ORACLE数据库技术、基于.NET的开发技术、软件测试、企业自设课程Ⅰ-Ⅱ等。
课程体系中的实践环节分为基础实践和专业实践，基础实践环节是所有专业方向公共的综合性实验、企业认知实训和课程设计，意在培养学生自主学习和应用知识的能力，侧重计算机基本操作、个人软件开发等技术与技能方面的训练，锻炼学生的学习能力与独立分析问题并解决问题的能力。专业实践环节是具体专业方向的课程设计、企业项目实训、企业项目综合开发和毕业设计，通过大量的工程实践，尤其是到企业学习和现场实践，有助于学生对工程实际问题进行深入、系统、本质的认识和理解，综合运用所学科学理论、分析与解决问题的方法和技术手段来解决工程实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。通过参与企业项目综合开发，让学生在项目中分担研究、设计和管理等不同的角色，培养学生组织管理、交流沟通、适应环境和团队合作的能力。将大学生创新性实践项目、学科竞赛和科研活动等环节贯穿于整个实践教学过程，进行研究性学习，意在培养在工程应用方面具有创新潜能的拔尖学生。
4 课程体系的特色
为培养计算机科学与技术专业卓越工程师后备人才，在课程设置时不仅要具有工程型人才扎实的理论基础和完整的知识体系以及应用型人才较强的实际动手能力，而且还要具备运用科学理论知识和专业知识解决企业项目研究、开发和使用过程中实际问题的能力，并具备进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力。为实现卓越工程师培养的上述能力，在课程体系设置时应具有如下特色：
（1）具有扎实的理论基础和完整的知识体系。课程体系中的科学基础知识和专业基础知识覆盖了教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会建议的高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系，专业限选课、专业任选课和实践环节课程培养方向明确。
（2）课程设置合理。课程体系中课程的设置按教学内容由浅入深、由基础知识逐步向专业知识和实践环节过渡，教学内容的层次结构清晰。为了合理地安排教学学时数，保证每学期必修课程的总学时数在400以下，同一学期有先后顺序的两门课程，在教学计划制订时已标注分别安排在上半学期和下半学期授课。
（3）强调实践动手能力的培养。在课程体系中，除每门课程的实验学时外，单独开设的综合性实验、课程设计、项目实训、项目综合开发和毕业设计等实践环节达42学分，占除基本素质教育课以外总学分的29%。另外，专业基础课中每门课程的实验学时不得低于总学时的20%，专业限选课和专业任选课中每门课程的实验学时不得低于总学时的30%。对于在工程应用方面具有创新潜能的拔尖学生，还可在教师的指导下参加各类创新性实践项目、学科竞赛和科研活动。
（4）与企业联合培养。强调企业类课程的学习、参加企业项目的实训和综合类实践项目的开发，有助于提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生组织管理、交流沟通、适应环境、团队合作的能力和创新意识。
（5）企业类课程设置和教学方式灵活。培养计划中企业自设课程并没有指定具体的课程名称，旨在方便多个企业根据自己的需求对学生分组按不同应用方向并行开设教学内容不同的企业课程，也方便学生就业后的企业岗前培训。企业类课程的教材和教学内容可以由企业根据自己的需求指定，由学校教师授课，也可以由企业指派工程师到学校授课，还可以由学校教师带队到企业去学习，这主要由企业的规模、培训实力和工作条件等决定。
5 结束语
按照我校计算机科学与技术专业卓越工程师教育培养计划，以培养目标为出发点制订的课程体系进行人才培养，已在合作企业对学生进行培训和项目指导的过程中得到了体现，企业导师认为我校培养的学生基础知识扎实、勤学好问、动手能力强、思维灵活，很受欢迎。
参考文献
[1] 林健.卓越工程师教育培养计划通用标准研制[J].高等工程教育研究，2010（4）：21-29.
计算机科学与技术研究方向范文4
之所以能够产生明显的效果，关键是政府职能明确，不断根据产业发展需要调整支持方向，改进资助体系和管理。总结美国联邦政府支持计算机技术研究开发的经验，对我国政府支持产业技术发展有着重要的借鉴作用。
一、美国政府对计算机技术发展的支持
第二次世界大战结束后，联邦政府一直是计算机技术的强有力支持者。按1995年不变价计算，1976-1995年间，联邦政府对计算机科学研究和技术开发的支持由1.8亿美元增加到9.6亿美元，增长了5倍。其中，基础研究投入由6500万美元增加到2.65亿美元；应用研究投入由1.16亿美元增加到7亿美元。联邦政府资助中约35-45%投向大学，其余55-65%投向政府实验室和产业界；政府基础研究资金的70%投向大学。联邦政府还对其他与计算机技术相关的研究给予资助。联邦政府对与计算机研究相关的其他技术和电子工程研究方面的投入由1972年的不到10亿美元增加到1995年的17亿美元，占联邦总投入的比重由5%增至7%。
联邦政府从其职能出发决定资助方向，政府资金主要投向以下几个方面。
(一)重点支持长期的基础性研究
美国政府在长期基础性研究和共性应用技术的研究开发方面发挥了重要作用。长期基础性研究的主要特点，一是其效益往往在短期内无法显现出来，风险较大。特别是在产业发展初期，企业没有实力进行这样的研究工作；二是其应用领域往往比较广泛，一家公司无法完全利用，而且又无力阻止竞争者利用其研究成果。因此，产业界较少对长期基础性研究进行投资。
美国联邦政府对计算机技术的长期基础性研究的资助项目已经取得了明显的效果。如，政府资助的计算机人工智能技术研究开始于70年代早期，直到1997年才研制出能够成功识别持续性语音的个人电脑。与此相似的是，国防基金从60年代就开始资助可用于三维图像的基础性系统研究，直到90年代才形成消费性产品。尽管这项成果在高性能仪器中早已开始应用，但近些年才广泛应用于医疗、娱乐及国防产业。
(二)资助计算机研究的基础设施
联邦政府在计算机基础设施建设方面发挥了关键作用，为美国发展计算机产业提供了源源不断的人才。
1.为产业发展培养了大量人力资源
联邦政府的资助计划培养了一大批电子工程和计算机科学的研究生和优秀研究人员，为计算机和电子工程的发展提供源源不断的后续人才。国家科学基金的数据表明，1985-1996年间，获得联邦资金资助的计算机和电子工程专业的研究生比例从14%增加到20%。联邦政府对研究生的资助主要采取助教奖学金的形式，助教奖学金占总资助额的75%以上。1985年到1995年，全国最好的计算机系里，如MIT、卡内基·梅隆、加利弗尼亚大学勃克力分校等的计算机和电子工程专业的研究生中约有56%得到了联邦政府的资助，其中一半是助教奖学金。1997年，斯坦福大学电子工业和计算机专业27%的研究生获得联邦政府资助，50-60%的博士得到资助。同时，政府资助的一些大型研究项目还培养了一批学术带头人。
2.为大学教育和研究提供了良好的设备和设施
配备和维护研究的硬件设备需要较高的资金投入，一般的大学很难筹集到这笔资金。联邦政
府采取多种形式来支持大学购买计算机设备，主要有两种形式：一种是为大学教学提供计算机设备；另一种是通过资助特定研究项目为大学提供精良设备。
联邦政府在支持大学研究设备方面的主要贡献，一是支持建立大学计算中心，资助大学计算机系开展研究工作。国家科学基金（以下简称“NSF”）于1956年就开始了为大学提供普通教学和研究用计算机的资助计划。该计划每年提供的资助金额增长很快，1958-1970年间，共资助了66,00万美元。60年代，国防部高级项目处(以下简称“DARPA”)重点资助了少数几个基础好的大学计算机系（如MIT，卡内基-梅隆大学，斯坦福大学）开展专门项目研究，资助项目的大部分资金用来采购设备。据估计，60年代，全美大学中约一半的计算设备是由政府机构资助提供。1981-1995年间，联邦政府资助了计算机科学系研究设备采购的65%，1985年高达83%。在电子工程方面，联邦政府的设备资助也维持在较高的水平，1982年为75%，1995年为60%。NSF启动了两套专门为计算机科学系提供设备的计划：计算机研究设备计划和一个更加广泛的协作实验研究计划。
二是研制高性能计算设备和建设网络设施。80年代中期，政府资助了IBM701等高性能计算机
的研制，造出了供研究人员进行各种研究使用的大型计算机系统。1985年，NSF启动了一项建立超级计算机中心的计划，资助建立了5个全国范围的计算机中心，为那些不能在普通计算机上进行的高级的、运算复杂的研究提供了条件。后来，这些中心成为高性能计算机的早期试验场，还对一些计算机科学系的教学起了重要作用。同时，这项计划还带动州、私人部门出资在其他大学建立超级计算机中心。
随着网络技术的发展，政府加大对网络设施的资助力度。1973年起，NSF着手进行一项科学网络的计划，每年提供60万美元到75万美元为大学的研究人员建立计算机网络。
(三)支持利用高新技术的大型应用系统的研究开发和推广
联邦政府有效资助了大型应用系统的研究开发项目。DARPA支持了计算机间相互联结的分批转换网络（ARPANET）的研究项目。这项研究促进了有关入网协议、分批转换及路线安排等项研究。同时也推进了对大型网络管理模式的开发研究，如，域名系统及开发电子邮件等。DARPA的研究成果显示了大型分批转换网络的价值，促进了其他网络的开发。NSF网络的建立形成了网络的基础。政府通过资助大型高新技术应用系统的开发，把学术界和产业界的研究者汇聚起来共同建立共用的实验室，交流思想，从而创造出一支有能力最终推动技术发展的研究力量。如，50年代的SAGE项目组织了来自MIT、IBM及其它研究实验室的研究者，整个项目过程中出现了许多创新思想，目前在计算机行业已经获得广泛认可的想法都是当时提出来的。许多计算机行业中的先驱人物也从50-60年代的控制计算机系统(SAGE)项目中获得了经验，后来这些人在代表着计算机及通讯事业新兴的公司及实验室中工作。SAGE的影响在后来的几十年中才逐步显现出来。
构造大型应用系统的实践表明，有些研究并不一定直接导致某一项技术的创新，而是导致开发与技术推广。应用开发是对已经研究出来的技术进行分析和合理组合，形成新的应用系统。如，建立大型应用系统的研究项目就是把电子通讯系统的原理应用到ARPANET项目开发中，形成了网络技术的基础。
(四)对产业技术的早期资助
20世纪50年代，联邦政府资助了绝大部分计算机技术的研究。那时，政府对计算机技术研究
开发的资助超过工业界R&D投入的3倍，几乎覆盖了整个计算机界的研究与开发。直到1963年，政府还资助着IBM计算机R&D的35%，Burroughs公司的50%，Control-Data公司的40%。从60年代末开始，因为整个计算机行业快速发展，政府对计算机R&D资助的比例急剧下降。直到70年代中期，政府资助仅占计算机R&D投入的25%，1979年达到战后的最低点15%。随着新项目的启动和里根执政时期的国防建设，1983年，政府对计算机技术研究的资助比例又有回升，约占20%。
美国政府对产业界的资助重点放在推动技术商业化方面。一是对产业界早期研究的资助。政府对企业实验室提出的一些有市场前景的技术给予资助，将其推向商业化。例如，IBM最先提出了相关性数据库的构想，但IBM考虑到这项技术构想可能对自己已经成熟的产品造成潜在的竞争威胁，没有继续进行商业化研究开发投入。而NSF资助加州大学伯克立分校对这一构想进行深入研究，并将其推向商业化；二是支持共性技术研究开发。有些研究开发具有商业价值，但属于共性技术，单个企业难以研究开发，或者企业担心难以控制竞争者使用技术成果。IBM最先开发了RISC(精简指令系统计算机)，但直到DARPA资助加州大学伯克立分校及斯坦福大学进行深入研究时，RISC才实现了商业化。该研究是作为70年代末、80年代初“大规模集成电路”（VLSI）项目的一部分来进行的。后来许多公司把以RISC为基础的产品引入了市场领域。
(五)联邦政府的资助对创新起到重要作用
联邦政府的资助计划促进了计算机技术的创新。据统计，1993至1994年间，美国全国共批准了1619项与计算机产业有关的专利。尽管这些专利的所有者75%是美国企业，但它们所引用的论文大部分是由大学或政府的研究人员撰写的。在按资助来源分类统计的论文中，51%的资助来自于联邦政府，37%来自产业界的资助。政府资助中NSF占22%，DARPA占6%。尽管这些数据仅限于两年的专利统计，但反映出联邦所资助的项目，特别是在大学里进行的资助研究，推动了计算机行业的技术创新。
二、美国政府在计算机产业技术发展各阶段中的主要作用
政府在计算机科学技术发展过程中的作用，随计算机产业成长和发展阶段不同而变化。(一)50年代——计算机技术发展的初期阶段，政府的主要作用是用户和资助者
在1960年以前，美国政府作为用户和资助者，主导着电子计算机技术的研究开发。这一期间，政府支持计算机技术主要出于国防需要，资助面比较窄，重点是对技术本身的试验，而且没有一个系统的长期战略计划。但是，这一时期的政府资助项目尝试了不同类型的资助机制，对私营部门产生了非常重要的影响。
50年代，几个主要计算机公司的R&D都得到过联邦政府的各种形式的资助。例如，在IBM公司的R&D投入中，政府合同资助投入占50%以上，直到1963年还有35%。联邦政府不仅在资金上对私营部门提供资助，而且从项目设计、技术思路、人力资源等方面提供了支持。资助的项目涉及到有关国家安全、人力资源培养等各方面，还包括一些综合性、高投入、不确定性大、具有长期影响的技术开发项目。政府资助的许多项目研究出了设备的原型，在这些原型基础上，研究人员可以进行更深入的探索。
(二)60-70年代——技术扩散和产业增长阶段，政府扶持的重点转向长期基础性研究和培养人才
60年代初期，美国的计算机行业开始商业化，可以独立于政府的资助和采购，全国出现了几个大型的计算机公司。这些大型公司建立了自己的实验室，并且有能力自己研究开发计算机应用技术，从而促进了计算机产业的商业化。如，IBM公司与美国航空公司在部分采用军事指挥和SAGE技术的基础上，开发了计算机订票系统（SABRE系统）。计算机定票系统的迅速发展成为推动计算机产业化的一个重要动力。与此同时，产业界对计算机人才的需求大大增加。出现了计算机科学领域，几个重要学校的计算机系已经成立。
随着计算机技术产业化和商业化，政府的资助重点开始转向长期基础性研究和培养人才。60年代后期至70年代，由于计算机产业界对R&D的投入增加，尽管政府资助产业界的绝对数额还在上升，但比例却急剧下降。
(三)80-90年代——计算机产业成熟阶段，政府积极组织和支持联合研究开发
随着产业界增加对计算机技术研究开发的投入，政府资助所占比例开始下降。80年代初期，日本的电子工程和计算机存储器等技术开发，使美国的计算机产业感到了竞争威胁。同时，美国半导体生产设备的国际市场份额从75%下降到了40%。“增强竞争力”成了美国80年代技术政策的关键字眼，国内要求政府采取行动的呼声提高。同时，大学与实业界开始以合资、协议等方式进行合作，或组织行业协会抵制来自日本的威胁。
为了提高美国计算机产业的竞争力，使其在世界占据领先地位，联邦政府不仅继续支持计算机科学和技术的研究，而且调整了支持重点和资助方式。政府对计算机技术的资助重点开始转向支持各界联合开发，通过支持行业协会等一些新机构，组织和促进产业界联合开发。1984年的国家合作研究法案从不信任法案中把研究协会的名字去掉了，从而使研究协会的合作合法化。政府支持半导体制造技术协会（SEMATECH）等行业性组织机构，发挥其在计算机技术联合开发中的组织作用。那一时期，半导体制造技术协会和高性能计算机研究所等受到政府资助的行业性机构，成为计算机技术研究开发和政策议程的主导者。
90年代，政府一方面对现存的政府所有的成熟的计算机基础设施实现商业化和私有化；另一
方面又开始资助新的更高层次的技术研究。如，NSF于1992年将其互联网向商业应用开放之后，又于1995年成功地把NSF的互联网推向私有化。与此同时，NSF和其他联邦机构还在继续进行下一代互联网（NGI）的开发与扩展工作，计划将互联网的数据传输速度提高100倍。NGI计划将建立一个试验性的、范围广阔的、可升级的测试系统，用以开发那些对国家至关重要的网络应用技术，如国防和医疗等。
三、几点启示
美国政府资助计算机技术发展的经验，对我们有以下几点启示。
(一)政府职能明确
在美国的计算机革命中，政府、产业界和学校起了不同的作用。政府主要引导大学和产业界研究机构的研究，特别在建立前沿研究需要的实物基础设施，培养大学生、研究生和技术队伍等方面起到关键性作用。尽管有些在市场中处于主导地位的大公司，如AT&T、IBM、微软和英特尔等在基础研究方面也投入了大量资金。但大公司更倾向投资于与其发展目标及产品开发有紧密联系的研究项目。而政府则在长期基础性研究、应用前途广泛的共性技术研究开发方面发挥了重要作用。
随着计算机产业从幼稚产业发展为成熟产业，美国联邦政府的作用经历了一系列变化。从50年代的用户和资助者，60-70年代的资助基础研究和培养人才，到80-90年代的合作者。资助机构和管理也从分散、无战略计划逐步发展到由专门机构统一协调。
(二)资助来源多元化和机制多样化，发挥政府机构的作用
联邦政府对于计算机技术与电子工程技术的资助主要是通过几个机构来完成的。例如国防部、国家科学基金、国家航空航天部、能源部及国家健康机构。这些机构的特点是，专业技术能力比较强，机构内部有许多专业技术人员，有些机构本身就是国家研究机构。除国家科学基金外，这些机构大都是计算机技术的直接需求和应用方，经常根据部门自身的需要资助计算机技术研究开发。
多元化的优点，一是有利于技术发展的多样性。由于计算机技术是工具性技术，各个领域有不同的需求，因此，每一个机构都有各自的资助重点及资助方式，从而促进计算机技术多样化发展；二是提供多种潜在的支持，增加了研究机构和研究人员的选择余地，有利于竞争；三是研究成果可以在不同的机构间转移，形成广泛的用途，提高了研究成果的利用效率。
(三)加强统一协调
尽管美国政府对计算机技术的资助计划是由专业管理部门分别执行的，但是，随着计算机产业的成熟和资助规模的扩大，各专业管理部门和联邦政府不断加强对计算机资助项目计划的统一协调和战略规划。60年代以前，军方对计算机技术的资助是根据各军兵种自己的需求分散进行的。60年代初，国防部成立了高级研究项目处，并成立了专门的信息处理技术办公室。一个重要目的就是协调军方各部门的长期战略性资助计划，实行统一管理。
90年代，美国国家科学技术委员会中设置计算机、信息和通讯委员会，该机构通过下级委员
会，协调12个政府部门或机构的有关计算机和通讯技术的R&D项目，并重点组织实施了5个具有长期战略意义的项目计划。
这种体制即发挥了专业机构的积极性和技术特长，又加强了统一协调，避免重复研究和
分散竞争资源的局面，提高了政府资助的整体效果。
(四)以多种方式支持计算机技术
除了资助研究开发以外，美国政府对计算机技术市场的形成发挥了重要作用。美国政府是高新技术的最大用户，政府采购为高新技术创造了巨大的市场。
从半导体到超级计算机，在许多领域中，政府创造了计算机及其技术的市场，促进新技术的标准化和核心技术在计算机行业的推广。例如，联邦政府为阿波罗号航天飞机采购的集成电路以及国防部的洲际弹道导弹项目都对集成电路生产能力的提高形成了一种刺激。为开发核武器，能源部及其前身机构对高性能计算机的需求驱动了早期超级计算机市场的形成。美国政府的统计体系也是早期计算机及其软件的大用户。在软件方面，通过建立联邦数据处理标准，联邦政府促使市场向“美国国家标准机构”制定的COBOL(面向商用的通用计算机语言)不断靠近；为使FORTRAN程序语言扩展应用于并联计算机，政府资助了高级FORTRAN论坛项目。
反垄断诉讼也具有深远的影响。例如，1952年出现了针对IBM的反垄断诉讼案，要求IBM公司出卖或出租其设备，以帮助其它公司进入这一商业领域。同时要求IBM公司对其包括电子计算机在内的所有有关信息处理设备的现有及未来专利实施许可制度，并规定了许可的比率。“司法部反垄断部门”的负责人认为，IBM诉讼案是“开放电子领域的一个进步”，为其他公司进入计算机行业打开了方便之门。
(五)保持战略产业在国际竞争中的领先地位
美国政府对计算机技术的贡献中最发人深省的是，政府不仅在计算机产业的发展初期发挥了作用，而且在计算机产业逐步趋于成熟时，仍然起着重要作用。
计算机科学与技术研究方向范文5
计算机科学与技术专业下设研究方向，计算机科学与技术专业是一级学科；
三个二级学科，分别是计算机系统结构、计算机软件与理论 、计算机应用技术 ；
每个专业研究方向、考试科目不同，考研前需要查询招生院系招生简章具体规定；
计算机科学与技术研究方向范文6
关键词:应用型人才;网络工程;知识领域;课程体系;能力导向
中图分类号:G642 文献标识码:B
1问题提出
计算机技术、网络技术和通信技术的高速发展促进了网络工程专业的快速发展,网络工程作为教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》(1998年颁布)外专业,自2001年教育部首批增设该专业以来,许多高校在计算机科学与技术、通信工程等专业的办学基础上新开办了网络工程专业或设置了网络工程专业方向。2001年至2008年经教育部审批同意设置网络工程本科专业的高等学校共有235所。从历史上看,网络工程曾是计算机科学的一个分支,长期以来与计算机科学存在很强的联系,按照教育部的划分,网络工程、计算机科学与技术、软件工程均属于计算机类专业。目前,网络工程专业作为一个较新的专业,其培养目标、课程设置、实践环节至今没有比较统一的规范,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会也没有对它给出明确专门的指导性意见或规范,各个学校网络工程专业开设的课程存在着比较大的差异。因此,探讨适合我国新型工业化建设需要的应用型网络工程专业的知识体系与课程,对于规范网络工程专业教学,提高其教学质量具有迫切而重要的现实意义。
2应用型人才界定与培养
根据应用型人才培养目标内涵的不同,应用型人才可分为工程型、技术型和技能型。工程型人才主要具备运用所学专业基本理论、专门知识和基本技能,将科学原理及学科体系知识转化为设计方案或设计图纸的专业能力,可由研究型、教学研究型和教学型高校培养;技术型人才主要从事产品开发、生产现场管理、经营决策等活动,具备将设计方案与图纸转化为产品的能力,定位为技术工程师,主要由教学型地方本科院校培养;技能型人才则突出应用性、实践性,主要依靠熟练的操作技能以具体完成产品的制作,承担生产实践任务,将决策、设计和方案等的实现以转化为不同形态的产品,主要由高职类院校培养。
3网络工程问题空间及知识取向
参照ACM、AIS和IEEE-CS专家在CC2005中所刻画的计算学科的问题空间,本文在综合当前各类研究成果的基础上,认为网络工程的问题空间如图1所示,其知识取向:(1)强调的知识领域:网络为中心原理与设计、网络中心使用与配置、技术需求分析、系统集成、系统管理、程序设计基础、操作系统配置与使用、信息管理(数据库)实践、保密:实现与管理、人机交互、计算机体系结构与组织、平台技术、软件设计、集成程序设计、法律/职业/伦理/社会等;(2)弱化的知识领域:程序设计语言理论、软件工程经济学、数字逻辑、图形学和可视化、科学计算(数值方法)、智能系统、算法与复杂性等。网络工程优先知识取向具体参见表1。
4应用型网络工程专业基本定位与培养目标
专业定位要与学校的类型定位、办学层次定位、人才培养目标定位、服务面向定位相一致,符合社会发展与经济建设的需要,符合学校的实际情况,遵循教育教学规律。
我国高等教育法对本科教育的学业标准明确规定:“应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。”作为本科教育的网络工程专业,其教育内容取决于本科教育的基本要求和相应类型。本科教育具有“强基础性”特征,必须树立正确的教育观,走可持续内涵发展的道路,本科教育不同于职业教育,其目标更关注“长远”,必须摈弃浮躁,重视基础,坚决杜绝产品教育。
追求培养目标的合理性与实现的有效性是探索和实施专业办学从经验走向科学的关键点。地方高校必须根据社会需求、学校特点、专业特点、师资特点和学生特点,确定准确、具体的专业培养目标,并围绕该目标开展有效的教育教学活动,以实现在社会需求多样性和办学条件差异性条件下的各类教育资源效益的最大化。为满足我国新型工业化建设的需求,面向市场,培养大批应用型网络工程高素质工程技术专门人才。
网络工程是根据需求说明,用工程标准和方法规划、设计、实施、测试、应用开发、使用、管理和维护网络的全过程。网络工程专业是一个跨学科、宽口径、实用性强、服务面广的专业,涵盖了互连网、局域网、无线网、移动网、电信网、数字通信、光纤通信等。
应用型网络工程人才要求具有较宽的学科专业知识面、较扎实的学科专业理论基础、较熟练的网络工程实践技能、较强的学习应用掌握新知识与技术的后劲和良好的自然科学、人文科学和社会科学等综合素质。主要从事网络工程与网络系统的规划设计、需求分析、应用开发、实施部署、安全管理、运行维护等工作,可以担当网络架构师、网络工程师、网络测试工程师、网络销售工程师等工作。
5应用型网络工程人才基本能力要求
5.1以能力培养为导向
随着高等教育从知识教育向以能力培养为中心教育的转变,教育评价的关注点也从“教师教了什么”和“学生学了什么”向“学生学会了什么”和“学生会做什么”迁移。文献[4]归纳了针对工程学士学位教育专业认证的华盛顿协议对本科生的能力要求的7个方面。我国从2007年12月开始推行工程教育专业认证标准(试行),其基本要求是:(1)专业必须具有明确、合理的培养目标,符合学校办学理念;(2)培养的学生必须达到的知识、能力与素质基本要求包括8个方面,可概括为工程分析设计能力、协作持续发展能力和社会责任职业能力三大类,如表2所示(保留原来的编号)。
5.2基本学科能力培养
网络工程专业人才应具备包括交流、获取知识与信息的能力、基本学科能力、创新能力、工程实践能力、团队合作能力、可持续发展能力等基本能力。应用型网络工程人才强调设计形态和工程技术形态,要求强化网络工程与网络应用系统的规划、分析、设计、实施、部署、开发与应用等工程技术能力培养,同时也不能忽视程序设计与实现能力,计算思维能力和算法设计与分析能力的培养。基本学科能力的培养,需要构建由系列课程组成训练体系,使学生在修养中形成一些良好学科习惯,循序渐进、潜移默化地养成学科优秀人才所要求的能力和素质。
5.3系统能力的培养
系统能力包括系统的眼光、系统的观念、系统的结构、部分与整体、不同级别的抽象等能力。培养学生的系统能力,必须坚持强调系统分析设计,关注12个基本概念,理解和掌握典型的学科方法。
5.4能力的详细描述
能力是培养目标的重要描述元素之一。根据CC2005给出的计算学科不同方向上11个方面59种能力要求,网络工程专业的能力主要包括:网络与通信能力、通过集成开发系统能力、算法能力、应用程序能力计算机程序设计能力、硬件与设备能力、人机界面能力、信息系统能力、IT资源计划能力、信息管理(数据库)能力、智能系统能力。工程技术设计能力、工程技术应用能力、工程技术实践能力和工程技术创新能力是其能力结构中的关键组成部分,也是其区别于研究型人才与技能型人才的重要特点。
6应用型网络工程专业核心知识体系
网络工程专业核心知识体系包括8个知识领域,含39个知识单元。①网络及其计算:网络及其计算介绍、通信与网络、网络规划设计、网络集成与优化、网络安全、客户/服务器计算举例、构建Web应用、网络管理;②信息管理:信息模型与信息系统、数据库系统、数据建模、关系数据库、网络数据库、数据库查询语言、关系数据库设计、事务处理;③操作系统:操作系统概述、操作系统原理、并发性、调度与分派、内存管理、设备管理、安全与保护、文件系统;④计算机体系结构与组织:数据的机器表示、汇编级机器组织、存储系统组织和结构、接口和通信、功能组织;⑤程序设计基础:程序基本结构、算法与问题求解、基本数据结构、递归、事件驱动程序设计;⑥算法:基本算法、分布算法;⑦程序设计语言:程序设计语言概论、面向对象程序设计;⑧离散结构:函数、关系与集合、基本逻辑、证明技巧、图与树。
7应用型网络工程专业课程体系设计案例
本案例给出的是湖南人文科技学院这所新建地方本科院校的网络工程本科专业建设与课程体系设计的改革探索及实践总结。
7.1专业定位、培养目标和培养规格
专业定位:立足娄底,面向湖南,辐射全国,服务地方,培养素质高、能力强、具有创新能力的计算机网络工程研究、设计、开发、集成、管理和应用的高级工程技术人才。
培养目标:培养德、智、体、美全面发展,系统地掌握计算机网络工程和计算机科学的基础理论、专业知识和基本技能,受到良好的科学研究和实际应用训练,具有较强的分析、实践能力和开拓创新意识,能适应本学科技术发展的要求,从事计算机网络工程研究、设计、开发、集成、管理和应用等工作的高级工程技术人才。
培养规格:本专业培养的学生要具有正确的政治方向,拥护中国共产党的领导,热爱社会主义祖国,树立正确的世界观、人生观和价值观;具有艰苦奋斗和开拓创新的精神;具有良好的品质和职业道德。主要学习计算机网络的基础理论和专业知识,接受从事研究、设计和应用计算机网络工程系统以及系统安全管理的基本训练,具有网络研究、开发、设计与应用的基本能力。主要知识、能力和素质要求:①掌握本学科的基本理论、基本知识和基本技能,具有扎实的自然科学基础、良好的科学思维思维能力;②掌握网络工程的基本原理及技术,具有设计、开发及系统分析和组建网络的能力;③掌握网络软件开发、设计的基本方法,具有软件开发和应用的基本能力;④掌握计算机网络系统安全设置方法,具有网络管理能力;⑤掌握计算机科学与计算机网络的发展动态,具有继续学习和创新的能力;⑥掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有获取信息的能力;⑦熟练掌握一门外语,具有较高的专业外语阅读能力;⑧了解信息安全有关的法律法规和网络工程标准规范。
7.2课程体系与认证标准框架
网络工程课程体系框架与工程教育专业认证标准如图2所示。“32X”网络工程课程体系由横向三大子系(理论教学体系、实践教学体系和素质拓展体系)、纵向二个平台(通识教育平台、学科专业基础平台)和X个专业方向构成,每个平台模块由必修课和选修课构成。整个课程体系中的两大平台具有稳定性、专业方向具有可扩展性、选修课具开放包容性,以适应新技术发展和个性教育的需求。在以能力培养为导向的可持续发展本科教育观指下导,对
三大子系中的课程内容进行整合优化、强化工程实践教学,与知识、能力和素质三大结构有机融合。知识处于表层,是基础和载体;能力处于里层,是知识的综合与升华;素质是核心,是内化于身心的品质和全面发展。工程教育专业认证是专业教育质量评价与保障系统,它由专业目标、质量评价、课程体系、师资队伍、支持条件、学生发展和管理制度共7项指标18个方面的内涵构成。
7.3课程体系结构案例
湖南人文科技学院网络工程专业知识课程体系结构如图3所示。该课程体系是按照顶层设计的方法,其教育内容和知识课程体系由通识教育、学科专业教育和综合素质教育3大部分及17个知识课程体系构成。每个知识课程体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成。知识单元又分为核心知识单元和一般知识单元。其中,①主要课程:高等数学、线性代数、大学英语、离散数学、电路与模拟电子技术、数字电子技术、操作系统、计算机网络、C语言程序设计、数据结构、计算机组成原理、数据库原理、Java程序设计、计算机网络工程、网站设计、网络安全与管理技术、现代通信原理、光纤通信技术、网络故障诊断与测试、网络系统集成技术、无线网络及其应用技术、TCP/IP原理及编程、软件工程与UML、嵌入式系统、数字信号处理、信号与系统、应用密码学、人工智能等。②学分结构:本专业学生必须修满175学分,其中必修课13分(含实践必修25学分),限选课17学分,任选课1分。③理论教学体系:课程体系由必修课(公共必修课、专业必修课、实践必修课)、限选课(专业方向课)和任选课(专业任选课和公共任选课)组成。课程结构特点是:紧靠专业人才培养规格和目标;紧跟计算机科学技术的发展;注重素质教育;基础课、专业课和选修课有机结合,兼顾学生兴趣与特长;推行学分制。④实践教学体系:主要包括军事理论与训练(2W,第一学期第2、3周);社会实践(第一、二学年的暑假);课外科技文化活动(第三、四、五、六学期);教学实习(8W,第七学期13至20周);毕业论文/设计(12W,第八学期第3至14周);认识实习(1W,第五学期第1周);生产实习(2W,第八学期第1至2周);Java程序设计课程设计(2W,第二学期第17至18周,不停公共课);计算机网络课程设计和数据库原理课程设计(4W,第四学期第15至18周,不停公共课);网站设计课程设计和计算机网络工程课程设计(3W,第五学期16至18周);嵌入式系统课程设计/Web数据库技术课程设计/Java网络编程与分布式计算课程设计(2W,第六学期第17至18周)。⑤专业方向:(1)网络设计与管理方向:接入网技术,Web数据库技术,网络系统集成技术,无线网络及其应用技术;(2)网络软件开发方向:TCP/IP原理及编程,Java网络编程与分布式计算,软件工程与UML,SQL Server 2000;(3)计算机工程方向:Matlab程序设计,嵌入式系统,数字信号处理,单片机技术与应用。
7.4师资队伍与实践教学条件
师资队伍:在本专业专任教师33人,其中教授4人,副教授7人,高级职称教师占专任教师比例为60%;博士3人,硕士23人,在读博士研究生3人。该专业硕士学位以上教师的占专任教师比例为88%,形成了一支以中青年教师为主的年龄结构、学缘结构合理的教学科研团队。具有系统分析师、网络工程师、软件设计师等职称的“双师型”教师10人,省级青年骨干教师或培养对象8人,获校“十佳”教师荣誉称号教师2人,学校教学比武获一、二等奖教师4人,高级职称教师每学年度均为本科生上课。2005年以来本专业教师主持国家、省、校级科学研究和教学改革研究课题共60余项,获得项目资助经费240多万元。本专业教师近四年共发表科研论文200余篇,其中被SCI、EI和ISTP检索35篇,核心期刊75篇。主编或参编教材、著作23部。本专业教师的科研成果获省、市、校级奖励40余项,围绕地方经济建设与社会发展,积极开展产学研横向合作,将教学科研成果转化为生产力,直接服务地方经济建设。
实验室:本专业实践教学环节设施完善,建设有计算机通用实验室(9个)、操作系统实验、网络工程实验室、综合布线实验室、网络测试实验室、计算机组成原理实验室、微机原理与接口技术实验室、数字电子技术实验室、嵌入式系统实验室、光纤通信实验室、程控交换实验室、计算机控制实验室、软件项目开发实训实验室、数学建模实训室、大学生电子设计与创新实训室等23个实验室,仪器设备总价值957万元,设备总台套数为2125台(套)。
实习基地:建立了地域广泛、队伍稳定、设施完善、技术雄厚的校外专业实习基地8个,校内实习基地2个,实习基地条件能满足学生专业实习实训的需求,实习实训时间有保障、实践效果好。这些实习基地分别是:中软国际有限公司湖南ETC实训基地、广州达内外企IT培训中心、深圳市计算机行业协会、深圳实创新科技有限公司、美国杰普软件科技有限公司(上海)、娄底新蓝电脑科技有限公司、娄底市电信局计算机中心、涟源钢铁厂信息中心、湖南人文科技学院网络中心、湖南人文科技学院金工实习工厂。
8应用型网络工程人才培养模式与特色预期
8.1人才培养思路与模式
人才培养思路是根据“厚基础,多方向,强能力,重实践”的原则,坚持以应用为导向,强化学科基础,突出实践能力,重视创新潜质,素质协调发展。
人才培养模式是本着“学科专业+应用创新+特长认证”的人才培养模式,坚持“三个面向”:面向产业以瞄准网络技术及应用的发展、面向社会以适应经济社会发展对网络应用人才的需求和面向国际以接轨国际与国家有关计算机网络的专业技术认证。推行“三个结合”:理论与实践结合,培养理论基础扎实、技术实践能力强的应用人才;产学研相结合,培养与产业、社会接轨的适用人才;共性教育与特长教育结合,培养创新意识与创新能力。
8.2特色专业建设思路与预期
根据学校总体定位,科学确定专业培养目标、优化人才培养方案、改革人才培养模式、合理构建课程体系,深入改革教学内容、努力强化师资队伍建设、大力加强实践和动手能力培养,不断提高本专业办学水平与办学质量,努力形成自己的特色,提高毕业生的就业竞争能力,努力培养“实用型、工程型”的高级网络工程技术专门人才。建设内容主要包括:①制定具有特色的专业发展规划;②优化人才培养方案,根据特色专业人才培养的需要,制订符合“实用型、工程型”人才培养模式的新课程体系;③建设具有特色的专业教学队伍,加强对教师的工程应用与开发能力培养,使专任教师中能够有40%以上的教师能够从事企业级工程应用开发工作,为学生进行项目实训提供技术支持和项目开发指导;④开展具有特色的教学改革研究,积极开展“项目实训”的工程教育模式,创新教学方法;⑤开发具有特色的教学资源;⑥建立和完善具有特色的实践教学体系,积极开展与企业合作,与国内知名IT企业开展横向合作,建立具有特色的网络工程专业人才实习训练基地,并起到推广和示范的作用;⑦改革和创新相关教学管理制度;⑧形成具有特色的一流教学效果。
9结束语
本文在借鉴CC2005等研究成果的基础上,分析了网络工程专业的问题空间及其知识取向,探讨了网络工程专业的基本定位和培养目标,确立了网络工程人才的基本能力要求。在研究网络工程专业核心知识体系的基础上,面向应用型人才培养,提出了与工程教育认证标准相结合的“32X”网络工程专业课程体系基本框架。最后给出了某地方高校应用型网络工程专业课程体系案例,并探索了其应用人才培养的基本思路和模式,其教学改革实践效果好,该校网络工程被确立为省级特色专业建设点。本文探索面向应用型人才培养的网络工程知识领域与课程体系,对构建该专业教学规范,提高教育质量具有重要的现实意义。
参考文献:
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[8] 湖南人文科技学院计算机科学技术系网络工程教研室. 网络工程专业培养方案[Z]. 湖南:湖南人文科技学院,2008.
Exploration and Practice of Course Architecture of Network Engineering Specialty to
Applicational-Type Professional Cultivate
GUO Guang-jun1, YANG Si-qing1, DAI Jing-guo1, GONG De-liang 2
(1.Department of Computer Science and Technology, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China)
2.Department of Computer Science, Xiangnan College, Chenzhou 423000, China)
