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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機科學(xué)與技術(shù),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】發(fā)展趨勢;深析;計算機科學(xué)與技術(shù)
1計算機的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代,在我們的祖國-中國,能夠接觸到網(wǎng)絡(luò)的人很少。21世紀(jì)的現(xiàn)在,計算機科學(xué)與技術(shù)和Internet已成為組成了我們現(xiàn)階段社會結(jié)構(gòu)的基本部分。計算機通訊網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在工商業(yè)的各種細(xì)小方面,網(wǎng)上銀行、電子商務(wù)、對現(xiàn)代化企業(yè)進行的管理、以及現(xiàn)在的信息服務(wù)行業(yè)的基礎(chǔ)都是現(xiàn)在正高速發(fā)展的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。從學(xué)生通過學(xué)校遠(yuǎn)程教育平臺進行學(xué)習(xí)到政府的辦公以及現(xiàn)在正在普及的電子社區(qū),這么多的方方面面已經(jīng)都不能離開計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了。毫不夸張地說,在如今這個世界中,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無處不在了。現(xiàn)在很多人的物質(zhì)生活條件與過去相比已經(jīng)有了大幅度的提高,因此他們對計算機性能方面的要求也逐漸變得高了起來,但這也是個好事,因為這也反過來激勵人們要不斷發(fā)展和完善計算機科學(xué)與技術(shù),但就中國而言,現(xiàn)在的計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展還有很大的提升空間,這些就大致介紹了我國的計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。據(jù)統(tǒng)計,到2005年年底,中國全國參加有關(guān)電子信息產(chǎn)品的制造的人數(shù)平均來說就有322.8萬,然而工人就占了其中的60%,有關(guān)計算機技術(shù)的工程技術(shù)人員和進行管理的人員所占的比例就超級低了,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在的計算機技術(shù)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。尤其是軟件界的人才所需的矛盾格外的突出。在2002年,有59.2萬人從事中國的軟件行業(yè),其中軟件研發(fā)人員為15.7萬人,占計算機產(chǎn)業(yè)從事人員的29.5%。而在當(dāng)前的發(fā)達(dá)國家的從事計算機信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員的平均比例都超過了30%。而對中國的計算機信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)來說,我們的技術(shù)人員在總量上就顯得有些不足了。
2計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展前景
計算機科學(xué)與技術(shù)的大量的信息越來越智能化的發(fā)展將隨著時代的發(fā)展不斷深入。在某個特定的研究視角上全面切入并闡釋來看,現(xiàn)階段的互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)的一步步的有序的良好發(fā)展,正在逐漸的成為計算機科學(xué)與技術(shù)中的設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展有關(guān)的途徑中的最最重要的環(huán)節(jié),計算機科學(xué)與技術(shù)中的計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域的最為明顯的表現(xiàn)就是現(xiàn)在高速率的寬帶網(wǎng)絡(luò)的逐步接入,并且高速率的寬帶網(wǎng)絡(luò)的逐步接入是各種各樣的現(xiàn)代信息應(yīng)用技術(shù)在現(xiàn)在有著情形和狀態(tài)良好有序的有力發(fā)展條件下的最為集中展現(xiàn)。在為了盡快地實現(xiàn)針對我國在當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸處理技術(shù)實現(xiàn)能穩(wěn)定并且還很高效運用的條件下,大部分普普通通的民眾可以不受時間和地點限制的收到以及看到和來自于全世界每個角落的他們想要的信息資源的要素,并且他們可以依據(jù)自己所需要的信息資源要素而對數(shù)據(jù)信息資源庫的查詢并且獲得自己需要的應(yīng)用,可以隨時得到自己需要的數(shù)據(jù)信息的資源要素,已變更有效率的對自己的知識信息資源庫進行擴充從而獲得更多的儲備數(shù)據(jù)數(shù)量,使自己的觀念得到改變以便更適應(yīng)這個社會并可以開闊自己的認(rèn)知視野。與此同時,我國以及世界各國現(xiàn)在的計算機科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域提供出來的各種各樣的智能化的與信息技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用服務(wù),在實踐體驗過程中,計算機的智能化為提升現(xiàn)代人群的一些基礎(chǔ)性的日常生活做出了不可以忽略的非常重要的貢獻,同時也對人類文化發(fā)展水平產(chǎn)生了巨大影響,從一定程度上看,這些都極大地改善了全世界生活在最底層的民眾的所能達(dá)到的生活水平以及實踐體驗水平。現(xiàn)代計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展水平日趨提升并且在各種應(yīng)用領(lǐng)域也得到了不斷的擴展。隨著中國的社會經(jīng)濟的建設(shè)與發(fā)展水平的已經(jīng)改良和發(fā)展,中國人對現(xiàn)代化和智能化這種高科技的生活方式的需要水平已經(jīng)呈現(xiàn)了非常明顯的上升趨勢,在這種情況下,計算機設(shè)備的普及應(yīng)用范圍得到了不斷的擴展,伴隨著這種范圍擴大,計算機科學(xué)與技術(shù)對大眾的普及教育的綜合及面向范圍也顯示出了非常顯著的提升趨勢,這為我國基層人民的基礎(chǔ)性物質(zhì)生活水平的改善和提升做出了不容忽視的貢獻。在現(xiàn)代計算機科學(xué)與技術(shù)平穩(wěn)的有計劃的發(fā)展和應(yīng)用背景下,多樣化的網(wǎng)絡(luò)信息資源要素在我國基層人民的非常基礎(chǔ)的生產(chǎn)生活和實踐過程中的指導(dǎo)價值表現(xiàn)出來了顯著的改善和進步。
3總結(jié)
現(xiàn)在,計算機理所應(yīng)當(dāng)?shù)淖兂闪爽F(xiàn)代社會人民的生活中一定少不了的應(yīng)用工具之一,計算機科學(xué)與技術(shù)作為一種潛在存在的發(fā)展技術(shù)以來滿足人們在現(xiàn)實生活對它的需要,計算機對人們平常的生活已經(jīng)產(chǎn)生了越來越大的影響,并逐漸向高效化、智能化、多元化的方向來日漸發(fā)展。計算機的網(wǎng)絡(luò)化與信息化向社會中的各個領(lǐng)域的滲透,以及信息智能化的全面發(fā)展已經(jīng)成了時代展的必然趨勢。
參考文獻
[1]蔡芝蔚.計算機技術(shù)發(fā)展研究[J].電腦與電信,2014,2.
[2]董立均.計算機科學(xué)與技術(shù)系承擔(dān)科研項目[Z].北京語言大學(xué)年鑒,2015.
[關(guān)鍵詞]計算機;科學(xué);技術(shù);發(fā)展
中圖分類號:TP3-4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)18-0240-01
一、計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史
1946 年美國賓尼法尼亞大學(xué)和科研機構(gòu)共同研制出 ENIAC 計算機,是世界上第一臺電子計算機,標(biāo)志著全球進入計算機時代。它由 1.8 萬個電子管組成,體積和重量較大,計算機運算速度為五千次每秒,運算成本較高,以通信技術(shù)、核物理電子計數(shù)計數(shù)、雷達(dá)脈沖技術(shù)為基礎(chǔ)。ENIAC 計算機主要應(yīng)用于軍事方面。1956 年科學(xué)家們成功研制出第二代電子計算機―晶體管電子計算機。1959 年,集成電路電子計算機的問世標(biāo)志著計算機技術(shù)進入第三代。計算機的硬件由單一轉(zhuǎn)為固件、軟件組合系統(tǒng),降低了生產(chǎn)成本,計算機技術(shù)發(fā)展越來越快,提升了計算機使用性能,種類也多種多樣,如微型計算機、小型計算機、通用型計算機、中型計算機、大型計算機和巨型計算機等,標(biāo)志著計算機科學(xué)技術(shù)趨于成熟。1976 年,計算機技術(shù)進入第四代,美國研制出小型化、智能化的計算機―“克雷 1 號”,一些個人用戶和小型公司都開始使用計算機。20世紀(jì) 90 年代,計算機科學(xué)技術(shù)逐漸向大型化和微型化發(fā)展。進入 21 世紀(jì)后,隨著科學(xué)家們對集成電路的研究,集成電路廣泛應(yīng)用到企業(yè)、工廠,計算機也隨之趨于智能化、專業(yè)化,運算速度更快,操作更方便、簡單,逐漸應(yīng)用到社會生產(chǎn)的各個行業(yè)和領(lǐng)域。
二、計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1、計算機科學(xué)技術(shù)在生活中應(yīng)用廣泛
在這個信息化時代,計算機網(wǎng)絡(luò)作為人們社會生活的重要部分,已經(jīng)進入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機了解國內(nèi)外新聞、天氣預(yù)報資訊、股市行情、世界地圖、收發(fā)電子郵件、檢索信息等 ;不用逛街就可以通過互聯(lián)網(wǎng)中的購物網(wǎng)站買到喜歡的東西 ;通過計算機可以與相隔較遠(yuǎn)的朋友在線聊天、視頻聊天等,加強了人們之間的交流和溝通,進一步增進了友誼 ;人們可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)訂購飛機票、火車票等,節(jié)省排隊時間 ;教師可以更及時、更方便地通過計算機科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)對學(xué)生的在線授課 ;動漫工作者可以使用計算機科學(xué)技術(shù)制作動漫 ;政府機關(guān)也可以通過計算機科學(xué)技術(shù)建立城市網(wǎng)站,及時了解市民反映的問題,并通過計算機與各個行業(yè)的工作人員在線交流 ;很多企業(yè)使用計算機來處理大量數(shù)據(jù)和信息,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工處理,提高工作效率。計算機科學(xué)技術(shù)潛移默化地影響著人們的生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)。
2、計算機科學(xué)技術(shù)更加智能化和專業(yè)化
計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,推動了集成電路、微電子和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展,計算機科學(xué)技術(shù)更加智能化和專業(yè)化。計算機能根據(jù)使用對象的不同需要進行改裝、更新,對于有更高需求的用戶可以專門定做計算機,用戶可以根據(jù)使用環(huán)境的不同選擇臺式計算機、筆記本電腦、掌上電腦和平板電腦等。計算機科學(xué)技術(shù)在其他特殊領(lǐng)域也能發(fā)揮自己的優(yōu)勢,如智能化家用電器和智能手機,家庭式網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的單機操作系統(tǒng),滿足人們的生活需求。
3、計算機的微處理器和納米技術(shù)
微處理器能提高計算機的使用性能,縮小傳統(tǒng)處理器芯片中的晶體管線寬和尺寸。利用光刻技術(shù),波長更短的曝光光源經(jīng)過掩膜的曝光,將晶體管在硅片上制作的更精巧,將晶體管導(dǎo)線制作的更細(xì)小。計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使計算機運算速度更快,體積更微型,操作更智能,傳統(tǒng)的電子元件不能適應(yīng)計算機的發(fā)展。納米技術(shù)是一種用分子射程物質(zhì)和單個原子的毫微技術(shù),可以研究 0.1 ~ 100 納米范圍內(nèi)的材料應(yīng)用和特性。計算機科學(xué)技術(shù)中利用納米技術(shù),可以使計算機尺寸變小,解決運算速度和集成度的問題。
三、計算機科學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展方向
現(xiàn)今,計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣,人們對掌握計算機科學(xué)的技術(shù)水平要求越來越高,促使數(shù)學(xué)家和計算機學(xué)家們不斷研究計算機科學(xué)技術(shù),使計算機科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域、各個行業(yè)發(fā)揮更大的作用,滿足了人們的不同需求。下面從 DNA 生物計算機、光計算機和量子計算機三方面來探究計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景。
1、DNA 生物計算機
DNA 生物計算機用生物蛋白質(zhì)芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體硅芯片。1994 年,美國科學(xué)家阿德勒曼率先提出關(guān)于生物計算機的設(shè)想。在計算機運算數(shù)據(jù)時,將生物DNA 堿基序列作為信息編碼載體,運用分子生物學(xué)技術(shù)和控制酶,改變 DNA 堿基序列,從而反映信息,處理數(shù)據(jù)。這一設(shè)想增加了計算機操作方式,改變了傳統(tǒng)的、單一的物理操作性質(zhì),拓寬了人們對計算機的了解視野。DNA 生物計算機元件密度比大腦神經(jīng)元的密度高 100 萬倍,信息數(shù)據(jù)的傳遞速度也比人腦思維快 100 萬倍,生物計算機的蛋白質(zhì)芯片存儲量是傳統(tǒng)計算機的 10 億倍。
2001 年,以色列科學(xué)家研制出世界上第一臺 DNA 生物計算機,體積較小,僅有一滴水的體積。2013 年,英國生物信息研究院的科學(xué)家們使用 DNA 堿基序列對文學(xué)家莎士比亞154首作品的音樂文件格式和相關(guān)照片進行編制,增加了儲存密度,使儲存密度達(dá)到2.2PB/克(1024TB=1PB),提高了人們對信息儲存的認(rèn)識,這一重大突破使生物計算機的設(shè)想有望成為現(xiàn)實。
2、光信號和光子計算機
光子計算機是一種由光子信號進行信息處理、信息存儲、邏輯操作和數(shù)字運算的新型計算機。集成光路是光子計算機的基本構(gòu)成部件,包括核鏡、透鏡和激光器。光子計算機和傳統(tǒng)計算機相比較,有以下幾點好處 :(1) 光計算機的光子互聯(lián)芯片集成密度更高。在高密度下,光子可以不受量子效應(yīng)的影響,在自由空間將光子互聯(lián),就能提高芯片的集成密度。(2) 光子沒有質(zhì)量,不受介質(zhì)干擾,可以在各種介質(zhì)和真空中傳播。(3) 光自身不帶電荷,是一種電磁波,可以在自由空間中相互交叉?zhèn)鞑ィ瑐鞑r各自不發(fā)生干擾。(4) 光子在導(dǎo)線中的傳播速度更快,是電子傳播速度的 1000 倍,光計算機的運算速度比傳統(tǒng)計算機更快。
20 世紀(jì) 50 年代末,科學(xué)家提出光計算機的設(shè)想,即利用光速完成計算機運算和儲存等工作。與芯片計算機相比較,光子計算機可以提高計算機運行速度。1896 年,戴維 米勒首先研制出光開關(guān),體型較小。1990 年,貝爾實驗室的光計算機工作計劃正式開啟。根據(jù)元器件的不同,光子計算機可以分為全光學(xué)型計算機和光電混合型計算機。全光學(xué)型計算機比光電混合型計算機運算速度快,還可以對手勢、圖形、語言等進行合成和識別。貝爾實驗室已經(jīng)成功研制出光電混合型計算機,采用的是混合型元器件。研發(fā)制作全光學(xué)型計算機的重要工作就是研制晶體管,這種晶體管與現(xiàn)存的光學(xué)“晶體管”不同,它能用一條光線控制另一條光線。現(xiàn)存的光學(xué)“晶體管”體積較大較笨拙,滿足不了全光學(xué)型計算機的研發(fā)要求。
3、量子理論計算機
量子計算機將處于量子狀態(tài)的原子作為計算機 CPU 和內(nèi)存,處于量子狀態(tài)的原子在同一時間內(nèi)能處于不同位置,根據(jù)這一特性可以提高計算機處理信息的精確度,提高處理數(shù)據(jù)的運算速度,有利于數(shù)據(jù)儲存。量子計算機處理信息時的基本數(shù)據(jù)單元是量子比特,取代了傳統(tǒng)的“1”和“0”,具有極強的運算能力,運算速度比傳統(tǒng)計算機快 10 億倍。
四、結(jié)束語
總而言之,計算機科學(xué)技術(shù)已經(jīng)涉及到社會生活的各個方面,改變了人們傳統(tǒng)的生活、工作、學(xué)習(xí)方式,推動社會的全面發(fā)展,具有廣闊發(fā)展前景的領(lǐng)域。隨著網(wǎng)絡(luò)和科技的不斷進步,未來計算機科學(xué)技術(shù)勢必會朝著高性能、環(huán)保化、功能化的方向發(fā)展。
參考文獻
IEEE/CS與ACM聯(lián)合攻關(guān)小組提出的1991教學(xué)計劃的相關(guān)研究報告中,使用了一個二維矩陣來定義和把握計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)科課程體系,即將學(xué)科的9個核心主科作為一維,3個過程作為另一維,并建議用12個核心概念將學(xué)科的各個知識體串聯(lián)起來,以達(dá)到對學(xué)科的整體把握。2000年聯(lián)合攻關(guān)小組在網(wǎng)上發(fā)表了一個2001方案,增加了一些新的學(xué)科,將大量知識點列出。對此,人們很難判定何為重要、何為基本,從而導(dǎo)致課程設(shè)置門類多、科目雜、體系散,畢業(yè)論文主干課不突出,多科目各自為政,學(xué)科之間缺乏橫向的聯(lián)系貫通,由此造成學(xué)生綜合能力不強。所以1991計劃與報告的可操作性問題并沒有解決。
為適應(yīng)社會對人才綜合能力的需求,培養(yǎng)專業(yè)口徑寬、綜合素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才,迫切需要拓寬課程設(shè)置目標(biāo),調(diào)整課程內(nèi)部結(jié)構(gòu)及課程之間的知識融合,我們按照整體優(yōu)化功能大于部分功能之和的觀點,提出了課程綜合化改革的指導(dǎo)思想:從一級學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)出發(fā),借鑒國內(nèi)外多年來學(xué)科教育和教學(xué)的成功經(jīng)驗,把學(xué)科方法論作為切入點,從整體上把握學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀、趨勢、特點、內(nèi)在規(guī)律及其對專業(yè)教育的影響;結(jié)合社會實際,將外延發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)涵發(fā)展模式。重視基礎(chǔ),精簡課程體系,強化實驗教學(xué),規(guī)范運作過程;以核心課程為“點”,以“點”連“線”,以“線”成“面”,以“面”構(gòu)“體”,即按照一級學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)確定核心課程,將核心課程交叉融合,并按照培養(yǎng)方向?qū)⒏鳌包c”串聯(lián)起來,進行課程重組,形成知識結(jié)構(gòu)“主線”,再將不同方向的知識主線按照社會需求,構(gòu)成不同的應(yīng)用知識“面”,從而將不同的應(yīng)用面綜合構(gòu)成整個學(xué)科的課程體系,實現(xiàn)對課程的綜合化改革。
二、課程綜合化的具體措施
1、以科學(xué)的方法論作為課程綜合化改革的引擎
課程綜合化改革涉及學(xué)科內(nèi)容的多方面因素,其構(gòu)成成分之間存在著相互依賴與相互制約的多種復(fù)雜關(guān)系,是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。因此,綜合化主要采用了自頂向下法和擴展法兩種形式,根據(jù)學(xué)科前沿的知識層次、知識內(nèi)涵和知識點面之間的邏輯結(jié)構(gòu),相應(yīng)的學(xué)科發(fā)展趨勢以及社會對人才知識結(jié)構(gòu)的需求,按照一級學(xué)科教學(xué)內(nèi)容之間的縱橫聯(lián)系、學(xué)術(shù)深度、方法論及其內(nèi)在體系,遵循加強基礎(chǔ)、理論與實踐并重的原則,綜合考慮基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的比例以及理論教學(xué)與實踐性環(huán)節(jié)的安排,最終達(dá)到知識系統(tǒng)的相容性、完備性、穩(wěn)定性和可擴展性,既著眼總體統(tǒng)攝,又注意局部優(yōu)化。一言以蔽之,實行課程綜合化,必須以科學(xué)的方法論為指導(dǎo)。
2、加強基礎(chǔ)與專業(yè)技術(shù)課程的綜合
就計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)而言,必須注重加強基礎(chǔ),拓寬專業(yè)口徑。其中,數(shù)學(xué)是主要基礎(chǔ),以離散數(shù)學(xué)為代表的應(yīng)用數(shù)學(xué)是描敘學(xué)科理論、方法和技術(shù)的主要工具,而微電子技術(shù)和程序技術(shù)則是反映學(xué)科產(chǎn)品的主要技術(shù)形式。無論是理論研究還是技術(shù)研究的成果,其目標(biāo)最終要體現(xiàn)在計算機軟硬件系統(tǒng)產(chǎn)品的研制和技術(shù)服務(wù)上。因此,在進行課程綜合化時,對基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)、計算方法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)課程以“計算模型與計算機”為主線進行綜合,以訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)化思維方式;對電路、電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯、計算機組成、計算機體系機構(gòu)、計算機接口技術(shù)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、軟件工程、計算機網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)基礎(chǔ)課以軟件開發(fā)方法學(xué)與計算機應(yīng)用為主線進行綜合,以逐步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。各門課程圍繞“主線”,“內(nèi)涵發(fā)展”優(yōu)先,把握與其它相應(yīng)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,以基本概念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)作為核心內(nèi)容,確保學(xué)生今后具有較強的獨立獲取新知識的能力。筆者認(rèn)為,要將學(xué)生培養(yǎng)成為優(yōu)秀的學(xué)科技術(shù)人才,基礎(chǔ)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合至關(guān)重要。
3、注意理論方法與實踐性環(huán)節(jié)的綜合。有針對性、有計劃地加強基本實驗技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,也是課程綜合化改革的主要內(nèi)容之一。
實踐環(huán)節(jié)的實施質(zhì)量對專業(yè)教學(xué)質(zhì)量具有舉足輕重的影響。我系以往只是在各門課程中安排了一些“驗證性”實驗,忽視了綜合能力培養(yǎng),學(xué)生缺乏規(guī)范、系統(tǒng)的技能訓(xùn)練。有鑒于此,課程綜合化改革根據(jù)實驗環(huán)節(jié)的特點,從培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的角度出發(fā),重視基本實驗方法和實驗過程的規(guī)范操作,弱化實驗結(jié)果的評審,突出實踐能力的培養(yǎng)。具體做法是:選取各門課程的典型方法和基本技術(shù)作為實驗內(nèi)容,培養(yǎng)基本實驗技能;對一些核心課程,以學(xué)科理論為主線開設(shè)綜合實驗,進行相關(guān)課程內(nèi)容及基本技能的綜合,同時對“認(rèn)識實習(xí)”、“生產(chǎn)實習(xí)”、“畢業(yè)實習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計”等重要實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容進行綜合,提出各環(huán)節(jié)應(yīng)解決的問題和應(yīng)綜合訓(xùn)練的內(nèi)容,構(gòu)成一個系統(tǒng)規(guī)范的實踐過程,在不斷的分析、綜合、應(yīng)用的過程中使學(xué)生的實踐技能得到螺旋式上升。
三、課程綜合化的實效和體會
課程實驗與課程設(shè)計是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)活動中較為廣泛的兩項內(nèi)容,其中課程實驗是指課內(nèi)試驗和獨立的實驗課,課內(nèi)實驗有助于學(xué)生更好地理解理論知識,以此來補充課堂教學(xué)所不能傳授道德技能知識。獨立實驗則是針對課堂理論教學(xué)而言,對理論與實踐的一個有效銜接。一般課程時間教學(xué)大綱包括了實驗概述、實驗?zāi)康暮鸵蟆⒅饕硪约皩嶒灨拍詈铜h(huán)境方法等。另外,課程設(shè)計是指和課程的某個環(huán)節(jié)相對應(yīng)的實踐環(huán)節(jié),它的難度高于課程實驗,應(yīng)外在進行設(shè)計的過程中容易遇到多種突發(fā)性因素,因此在進行課程設(shè)計的過程中能夠使學(xué)生得到有效的鍛煉。
2.計算機科學(xué)與技術(shù)在實踐教學(xué)中存在的問題
2.1未形成系統(tǒng)的計算機教學(xué)體系
傳統(tǒng)的計算機課程設(shè)置注重理論性,在技術(shù)主干課程的開設(shè)上存在概念與方法上的獨立性,但是目前的計算機科學(xué)與技術(shù)在實際教學(xué)過程中尚且存在諸多問題,其中在計算機教學(xué)體系的設(shè)置上,大多數(shù)中職學(xué)校都未能形成系統(tǒng)的計算機教學(xué)體系,特別是在相關(guān)課程的傳授或者理論知識的研究上,僅僅停留在驗證某個概念或者方法上,對于計算機的整體認(rèn)識程度不夠深入。另外,實踐教學(xué)手段的單一型也是計算機教學(xué)缺乏系統(tǒng)性的一大表現(xiàn),多數(shù)中職學(xué)校在計算機課程傳授中往往一味注重知識的灌輸而忽略了調(diào)動學(xué)生的積極性,在考核體系的設(shè)置上也存在諸多缺陷,這些問題都為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在實踐教學(xué)中的進展造成了嚴(yán)重的阻礙。一個系統(tǒng)的計算機課程設(shè)置是學(xué)生進行計算機相關(guān)課程學(xué)習(xí)的一個重要前提,因此,這些問題應(yīng)該被有關(guān)學(xué)者專家重視。
2.2忽視學(xué)生的個體差異性
個體在進行學(xué)科知識學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)該有針對性,其中涉及到每個學(xué)生的年齡、性格、興趣愛好以及知識閱歷等等不確定的因素,但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,概念化的教學(xué)傾向是最為明顯的,這種現(xiàn)象延續(xù)到計算機教學(xué)實踐中就容易導(dǎo)致忽視學(xué)生個體差異性的現(xiàn)象。[3]
3.計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)體系的建構(gòu)
3.1計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)建構(gòu)的原則
在現(xiàn)代化的計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)的建構(gòu)過程中,首先應(yīng)該加強基礎(chǔ)建設(shè),同時注重素質(zhì)、突出能力,優(yōu)化和重組專業(yè)課程體系,這有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,并且使得學(xué)生的實踐目標(biāo)更加明確。在實踐教學(xué)資源的優(yōu)化配置過程中,校外與校內(nèi)的配合是一個重要的因素,在實踐教學(xué)建構(gòu)的原則性工作上應(yīng)該注重目標(biāo)性原則,因為實踐教學(xué)體系的建構(gòu)必須是在專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)上進行,所以以專業(yè)知識和職業(yè)技能為目標(biāo)的計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)建構(gòu)能夠保證其自身的有序和科學(xué)進行。[4]
3.2計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)建構(gòu)的策略
學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開理論教學(xué)和實踐教學(xué)的總和作用,在計算機科學(xué)與技術(shù)實踐教學(xué)活動中,對理論教學(xué)與實踐教學(xué)的整體把握也是教學(xué)建設(shè)的一大關(guān)鍵點,這對于推動中職學(xué)校計算機課程改革起著重要的理論指導(dǎo)作用。在實際的教學(xué)實踐建構(gòu)中,首先要對實訓(xùn)、實習(xí)和綜合設(shè)計以及社會實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等五個子系統(tǒng)進行科學(xué)合理的把握,注重對這些問題的實際分析處理能力,不斷挖掘?qū)W生的創(chuàng)新精神和專業(yè)潛能。
4.結(jié)語
關(guān)鍵詞:計算機科學(xué)與技術(shù);人才培養(yǎng);策略
引言
伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機行業(yè)對人才需求愈發(fā)迫切,企業(yè)需求的不單單是計算機的使用者,更是計算機軟硬件產(chǎn)品的開發(fā)者,并且可直接開展信息系統(tǒng)建設(shè)、管理等技術(shù)工作。由此對本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)提出了更為嚴(yán)苛的要求,培養(yǎng)過程中應(yīng)更進一步注重對學(xué)生動手能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[1]。由此可見,對本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)策略開展研究,有著十分重要的現(xiàn)實意義。
1本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)中存在的問題
1.1培養(yǎng)目標(biāo)、定位模糊
本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)側(cè)重方向不夠突出,因而與當(dāng)前人才市場實際需求存在一定差距,專業(yè)特色尚不顯著,大部分畢業(yè)生缺乏就業(yè)競爭優(yōu)勢。
1.2實踐教學(xué)體系有待進一步完善
實驗方法、內(nèi)容在調(diào)動學(xué)生編程興趣、軟件開發(fā)能力方面對應(yīng)發(fā)揮的作用尚不明顯,并且實訓(xùn)階段受一系列因素影響,致使難以充分發(fā)揮有效作用。
1.3課程體系改革較為滯后
在現(xiàn)階段人才培養(yǎng)計劃中,大都實行相關(guān)重點高校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系,因而課程設(shè)置缺乏科學(xué)性,理論授課內(nèi)容占據(jù)過大比例,使得學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程不足,學(xué)生鮮有發(fā)展、創(chuàng)造的時間空間。
2本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)策略
本科院校在時展新形勢下,要緊隨社會發(fā)展腳步,強化改革創(chuàng)新,在先進理念、成功發(fā)展經(jīng)驗的支持下逐步強化計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng),如何進一步促進本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)工作有序開展可以從以下相關(guān)策略著手:
2.1強化教學(xué)體系建設(shè)
2.1.1對本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)方向予以確立結(jié)合信息產(chǎn)業(yè)人才需求調(diào)查研究可發(fā)現(xiàn),伴隨信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,人才需求結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為:僅需少量的科學(xué)家,相應(yīng)量的高級工程師,較多量的技術(shù)工程師,大量的專業(yè)技術(shù)人員及服務(wù)人員。鑒于此,本科院校應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身實際情況,對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)予以重新定位,對本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)方向及人才能力需求予以有效確立。2.1.2對本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心知識單元、領(lǐng)域予以確立本科院校應(yīng)當(dāng)從計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心知識著手,結(jié)合自身實際情況,對相關(guān)知識單元、領(lǐng)域開展優(yōu)化整合,對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心知識單元、領(lǐng)域開展論證分析,進而為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力理論依據(jù)[2]。2.1.3構(gòu)建本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系本科院校可結(jié)合自身實際情況,構(gòu)建“平臺+模塊”課程體系結(jié)構(gòu),也就是將計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程劃分成學(xué)科公共基礎(chǔ)課、專業(yè)發(fā)展課程、專業(yè)方向課程,進一步可對課程體系開展優(yōu)化,建立“4+1+3”的基本架構(gòu),也就是設(shè)置4個學(xué)期的學(xué)科公共基礎(chǔ)課、1個學(xué)期的專業(yè)發(fā)展課程以及3個學(xué)期的專業(yè)方向課程。
2.2強化實踐教學(xué)體系建設(shè)
2.2.1將實踐課程劃分成多個不同種類,包括實驗、課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計等計算機課程實驗課在教學(xué)計劃中占據(jù)極大比重,實驗課即為學(xué)生創(chuàng)造一個理論實際相結(jié)合的機會,要求學(xué)生在實驗中自主動手操作,以強化學(xué)生對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識的有效認(rèn)識。課程設(shè)計屬于綜合實踐課程范疇,要求學(xué)生對專業(yè)課程相關(guān)知識開展綜合應(yīng)用,促使學(xué)生對相關(guān)知識應(yīng)用領(lǐng)域形成明確認(rèn)識,進一步對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)知識起到融會貫通的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是實踐教學(xué)尤為重要的組成部分,是學(xué)生邁入社會前的一次不可或缺的嚴(yán)格訓(xùn)練,是真正意義上提高學(xué)生綜合素質(zhì)極為重要的一環(huán)。因而,教師在對研究課題開展選擇過程中,務(wù)必要充分結(jié)合計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)特征,最大限度貼近實際,且具備可靠的應(yīng)用價值,使學(xué)生可真正應(yīng)用專業(yè)知識去自主解決各式各樣的實際問題。2.2.2建立多個層次的實踐課程體系,包括基礎(chǔ)技能層、綜合應(yīng)用層以及設(shè)計與創(chuàng)新應(yīng)用層基礎(chǔ)技能層涉及的內(nèi)容以基礎(chǔ)性、概念性內(nèi)容為主,驗證性實驗占據(jù)極大比例,旨在培養(yǎng)學(xué)生具有良好的計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ);綜合應(yīng)用層強調(diào)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),教師盡可能尊重學(xué)生主體性,結(jié)合學(xué)生實際情況,設(shè)計科學(xué)針對的實驗內(nèi)容,并制定不同層次的實驗要求,使每一位學(xué)生均可依據(jù)要求完成適量的實驗,指引學(xué)生找出問題、處理問題,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性;設(shè)計與創(chuàng)新應(yīng)用層屬于特定設(shè)置的實踐課程,該層次實踐務(wù)必要關(guān)注設(shè)計性、綜合能力的培養(yǎng),教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供充足的自我學(xué)習(xí)、專研時間空間,并鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新,進而提高學(xué)生自主動手、自主解決問題的能力[3]。
3結(jié)束語
總而言之,計算機科學(xué)與技術(shù)是一門具備十分強實踐性的專業(yè),專業(yè)前景極為廣闊,伴隨當(dāng)今時代實用型人才需求的逐步攀升,相關(guān)人員務(wù)必要不斷鉆研、總結(jié)經(jīng)驗,全面分析本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)中存在的問題,“強化教學(xué)體系建設(shè)”“強化實踐教學(xué)體系建設(shè)”等,積極促進本科院校計算機科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)工作的有序開展。
參考文獻:
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[2]陳付龍,羅永龍,郭良敏,孫麗萍.創(chuàng)新應(yīng)用型計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].大學(xué)教育,2017,(3):162-163.
【關(guān)鍵詞】特色專業(yè) 計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 專業(yè)建設(shè)
一、計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)狀與背景
計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)背景。國際上計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)起步于20世紀(jì)50年代的美國, 到60年代專業(yè)教育逐步進入了科學(xué)研究的軌道, 教學(xué)內(nèi)容和課程體系則采用學(xué)術(shù)團體提出的參考方案。
1985年以后, 面對學(xué)科的高速發(fā)展和知識組織結(jié)構(gòu)的日漸龐大, 美國的學(xué)術(shù)團體開始尋求學(xué)科人才培養(yǎng)的內(nèi)涵發(fā)展模式, 1990年基本完成第一階段的研究報告, 并推出“’91教學(xué)計劃”。人們普遍認(rèn)為“’91教學(xué)計劃”難以實施。
計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。目前在計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)人才過程中扔存在許多問題。受美國“’91教學(xué)計劃”和本專業(yè)培養(yǎng)計劃的影響, 制訂的專業(yè)培養(yǎng)方案仍然不能與原有的課程體系向脫離, 為了使學(xué)生具有較完整的理論基礎(chǔ),又具有較強的實踐動手能力。一些理論基礎(chǔ)深奧、教與學(xué)難度較大的課程在培養(yǎng)方案中仍占有較大的學(xué)時比重,而另一些應(yīng)用性較強、強調(diào)實踐與實驗、時代前沿的工程技術(shù)類課程難以及時全面的進入培養(yǎng)方案。對以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高校而言, 更存在培養(yǎng)的學(xué)生既不能掌握完整、扎實的理論基礎(chǔ), 又不具備工程應(yīng)用能力的問題, 由此出現(xiàn)了兩手抓,兩手都不硬,實際效果差的局面, 從而導(dǎo)致了一方面大量的計算機專業(yè)畢業(yè)生無法找到滿意工作另一方面社會對計算機專業(yè)人才的需求在不斷增加的供需矛盾,充分反映了計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在人才培養(yǎng)中存在的實際問題。因此,務(wù)必對計算機專業(yè)學(xué)生要求其具有必要的理論基礎(chǔ)和一定的技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用能力。
二、建設(shè)計算機科學(xué)與技術(shù)特色專業(yè)的必要性及其內(nèi)容
隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展, 學(xué)科知識組織結(jié)構(gòu)和核心專業(yè)基礎(chǔ)知識變得越來越龐大, 學(xué)校和學(xué)生面臨難于做出準(zhǔn)確正確的選擇的局面,專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)方案的外延式發(fā)展模式已經(jīng)不能適應(yīng)學(xué)生培養(yǎng)與社會需求的需要。要將專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)方案的外延式發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)涵式發(fā)展模式,必須運用科學(xué)的方法對專業(yè)知識系統(tǒng)實施全方位的立體化的改革才能達(dá)到較好的培養(yǎng)效果。通過教育部計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會計算機專業(yè)分委員會組織的我國信息化社會計算機人才需求的調(diào)查結(jié)果顯示, 成熟的企業(yè)并不回避再培養(yǎng)的問題, 但迫切希望有效地降低再培養(yǎng)成本。根據(jù)社會需要制定不同的培養(yǎng)規(guī)格, 是解決目前計算機人才培養(yǎng)專業(yè)特征不明顯的可行途徑; 從長遠(yuǎn)看, 有必要考慮對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進行適當(dāng)?shù)姆纸猓?進一步明確專業(yè)方向, 以適應(yīng)社會的需要。
通過對一些先期步入高等教育大眾化行列的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的人才培養(yǎng)模式的分析可知,他們共同點集中表現(xiàn)在面向市場實施專業(yè)教育,重視實踐教學(xué),校企合作緊密,以本科教育為主,形成包括研究生教育在內(nèi)的實用性教育體系。我國的專業(yè)人才培養(yǎng)體系是建國以后為適應(yīng)我國當(dāng)時現(xiàn)代化建設(shè)和工業(yè)化進程而逐漸形成的,為了能夠不斷適應(yīng)時展需求,需要借鑒國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)成功的辦學(xué)經(jīng)驗,與時俱進,不斷調(diào)整、變革和創(chuàng)新。
教高(2007)1 號文件要求國家特色專業(yè)建設(shè)點的建設(shè)要以人才培養(yǎng)方案的制訂與優(yōu)化為核心,大力加強課程體系和教材建設(shè),改革人才培養(yǎng)方案,強化實踐教學(xué),加強師資隊伍的培養(yǎng),緊密結(jié)合國家經(jīng)濟社會發(fā)展需要推進專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng),切實為同類型高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和帶頭作用。
三、體系建設(shè)方案
哈爾濱石油學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)面向國家、社會發(fā)展實際需要,側(cè)重計算機工程方向,培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,在本領(lǐng)域具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的高級專門人才。使畢業(yè)生適宜到科研部門、企事業(yè)單位和大、中專院校從事科學(xué)研究、工程應(yīng)用和教學(xué)工作;適宜到ICT產(chǎn)業(yè)以及相近學(xué)科的有關(guān)單位從事計算機科學(xué)與技術(shù)開發(fā)研究、應(yīng)用與管理等工作;也可以繼續(xù)攻讀計算機科學(xué)與技術(shù)及其相關(guān)學(xué)科的碩士學(xué)位。
要求畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識與能力:
(1)系統(tǒng)地、較好地掌握理工科公共基礎(chǔ)知識,較好地掌握本學(xué)科基本概念、基本原理、基本方法、基本技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識,理論聯(lián)系實際,受到良好的科學(xué)思維和科學(xué)實驗的基本訓(xùn)練;
(2)初步了解整個學(xué)科的知識組織結(jié)構(gòu)、核心概念和學(xué)科基本工作流程方式,初步了解學(xué)科當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢,掌握計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)知識和計算機工程方向的基本技能,在計算機科學(xué)與工程領(lǐng)域從事一般教學(xué)、研究、應(yīng)用與開發(fā)或深造提供一個開展工作的堅實的專業(yè)知識基礎(chǔ);
(3)畢業(yè)生應(yīng)掌握科學(xué)思維方法和科學(xué)研究方法;具備求實創(chuàng)新意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng);具有一定的工程意識和效益意識等專業(yè)素質(zhì)。
(4)具有較強的工作適應(yīng)性,能適應(yīng)計算科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展要求。
基于以上目標(biāo),我專業(yè)的課程設(shè)置共有五大模塊:公共基礎(chǔ)課群;人文、社科、經(jīng)管類素質(zhì)課群;專業(yè)基礎(chǔ)課群、專業(yè)課群、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
四、組織管理建設(shè)方案
優(yōu)質(zhì)高效的管理是建設(shè)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要保障。多年來我校就已經(jīng)實現(xiàn)了對各門課程的統(tǒng)一管理。
(1)材,統(tǒng)一大綱,統(tǒng)一課件,統(tǒng)一考核。
(2)建立教學(xué)督導(dǎo)制度。由專家專門從事督導(dǎo)工作,不定期的對一線教師進行抽查,包括各種教學(xué)文件和隨機聽課。
(3)要求教師在完成課堂教學(xué)的同時,完成實驗設(shè)計及講授、實訓(xùn)設(shè)計及講授、設(shè)計參賽題目并指導(dǎo)學(xué)生完成。
總之,專業(yè)建設(shè)的過程中,一方面要做好具體的方案及設(shè)計,另一方面在執(zhí)行的過程中要具有不怕困難不怕阻力勇于擔(dān)當(dāng)?shù)暮狼榕c責(zé)任感。要積極的與校方聯(lián)系、與企事業(yè)聯(lián)系爭取一些贊助,盡快完善各學(xué)科的現(xiàn)代化實驗平臺,早日實現(xiàn)實驗環(huán)境一流的目標(biāo)。
傳統(tǒng)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以算法理論為基礎(chǔ),專業(yè)人才需具備扎實的算法知識與研究能力。因此,在傳統(tǒng)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,強調(diào)的是對學(xué)生學(xué)術(shù)造詣與研究潛力的培養(yǎng)。
1.1學(xué)校專業(yè)定位調(diào)整不及時
近年來,雖然信息技術(shù)不斷發(fā)展,但是高校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教育卻沒有實現(xiàn)與時俱進,始終停留一個較為落后的階段和水平。學(xué)校對專業(yè)的定位,嚴(yán)重脫離市場需求,這也成為導(dǎo)致畢業(yè)生出現(xiàn)就業(yè)困難的重要原因。
1.2落后的教學(xué)方法與內(nèi)容
因為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)這門學(xué)科的發(fā)展速度快,從而其更新速度也非常快。在這一現(xiàn)狀中,中國多數(shù)高校并沒有結(jié)合學(xué)科特點及時有效地改進和調(diào)整教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容。
1.3教學(xué)中對實習(xí)實踐環(huán)節(jié)的不重視
高校傳統(tǒng)落后的教學(xué)觀念根深蒂固,在此觀念的影響之下,高校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,對于學(xué)生的實踐能力、操作能力以及相關(guān)的實習(xí)活動,并不重視且沒有落實到實處,從而導(dǎo)致教學(xué)中理論知識與實踐的脫離,從而導(dǎo)致畢業(yè)生不能適應(yīng)社會和用人單位的需求。
1.4學(xué)校師資建設(shè)不完善
通過實踐我們發(fā)現(xiàn),在多數(shù)高校中,從事計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)的教師主要以理論知識傳授型為主,而且長期以來他們從事理論教學(xué)工作,對于與學(xué)科相關(guān)的研究極少參加,甚至也很少參加相關(guān)的技術(shù)實踐操作活動。在課堂中,他們向?qū)W生單純的傳授理論知識,很大程度上決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)模式,直接或間接的造成學(xué)生在實踐操作方面的能力嚴(yán)重不足。此外,在教學(xué)中教師的綜合素質(zhì)與專業(yè)水平相對不高,對于自身的職業(yè)發(fā)展缺少合理、科學(xué)的規(guī)劃。學(xué)校師資建設(shè)的不完善,導(dǎo)致了高校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)水平的落后。
2計算機科學(xué)與技術(shù)改進的重要舉措
2.1對傳統(tǒng)教學(xué)觀念的創(chuàng)新改變
在高校教學(xué)中,一切活動的開展以教學(xué)觀念為基礎(chǔ),并且以此作為指導(dǎo)思想引導(dǎo)教學(xué)活動的順利開展。傳統(tǒng)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重視傳授理論知識,關(guān)注學(xué)生學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)與潛能的開發(fā),使學(xué)生形成一種接受性的學(xué)習(xí)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,這種教育觀念已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)狀。特別是以職業(yè)化為主的高校,教學(xué)中如果只是重視培養(yǎng)學(xué)生的理論知識,那么與社會急需應(yīng)用型人才的理念背道而馳。傳統(tǒng)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在教學(xué)觀念中,對學(xué)生的實踐與實習(xí)并不重視,學(xué)生動手與操作能力不強。基于此,為社會和用人單位培養(yǎng)適宜的應(yīng)用型人才,首先就需要從改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念開始,通過不斷創(chuàng)新發(fā)展的教學(xué)觀念以適應(yīng)時代的發(fā)展和需求。
2.2傳統(tǒng)教學(xué)體系與課程設(shè)置的改革
對傳統(tǒng)教學(xué)體系的改革創(chuàng)新,應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)以人為本,全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)能力,注重理論知識與實踐的結(jié)合。這一創(chuàng)新教學(xué)體系的應(yīng)用,可從學(xué)生素質(zhì)能力所欠缺的方面有針對性的培養(yǎng)加強,保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中保持良好的心理素質(zhì),提高學(xué)生的溝通、分析能力。關(guān)于高校課程設(shè)置的改革,學(xué)校可根據(jù)社會分工對其進行細(xì)化設(shè)置,將計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的相關(guān)課程以必修課與選修課進行劃分,讓學(xué)生結(jié)合自己的研究方向靈活的選擇課程。對教學(xué)課程的設(shè)置將極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與積極性,提高和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)劃能力,并在激烈的社會競爭中做出準(zhǔn)確的判斷與選擇,最終脫穎而出。
2.3加大力度開展校企合作模式,建設(shè)培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力的實習(xí)基地
在課堂中,學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)程度再高,若不能及時通過實踐活動進行強化與鞏固,那么也很難保證學(xué)生能夠全面的理解和掌握知識。因此,高校應(yīng)當(dāng)積極尋求各種途徑增強學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和提高。其中校企合作模式不僅能夠為學(xué)生提供實習(xí)和實踐的機會,而且也為企業(yè)提供了技術(shù)支持與優(yōu)先選擇人才的機會。通過校企合作,學(xué)生在相應(yīng)的工作崗位中,深入的理解所學(xué)理論知識,并且與實踐的結(jié)合了解信息技術(shù)的發(fā)展趨勢與市場未來發(fā)展動向,不斷開闊眼界,提前做好從學(xué)生到步入崗位的角色轉(zhuǎn)換。當(dāng)然,在條件允許的情況下,學(xué)校還可以組織學(xué)生參加與計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)相關(guān)的研究,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,積極主動的投入到理論知識的學(xué)習(xí)中。
2.4學(xué)校重視構(gòu)建理論知識與實踐能力兼?zhèn)涞碾p師型師資隊伍
教師在教學(xué)活動中起到了重要的作用,因此培養(yǎng)應(yīng)用型人才,對師資隊伍建設(shè)提出了更高的要求,要求教師不僅具備理論教學(xué)能力,而且在項目設(shè)計、開發(fā)應(yīng)用方面具有較高的能力。由此,高校要重視構(gòu)建雙師型師資隊伍建設(shè)。一方面,在教授課程能夠深入的把握知識要點,并且講解過程中能與應(yīng)用實例結(jié)合,將問題分析的更透徹、清晰,便于學(xué)生的理解。
3結(jié)語
【關(guān)鍵詞】計算機技術(shù) 信息化 發(fā)展趨勢
一、計算機科學(xué)與技術(shù)的歷史步伐
已去的20 世紀(jì),是計算機飛速發(fā)展的一個時期。世界上第一臺電子計算機“ENIAC”誕生于1946年,至此計算機的發(fā)展才不過60年的光陰。現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的形成及其技術(shù)實現(xiàn)的有關(guān)發(fā)明,主要歸功于兩位數(shù)學(xué)家,與四位物理學(xué)家,由于他們的不懈努力奠定了計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的基石。
英國數(shù)學(xué)家布里頓.艾倫.圖靈和美國數(shù)學(xué)家馮.諾依曼在計算機體系結(jié)構(gòu)方面做出了巨大的貢獻。1935 年到1936年間由圖靈設(shè)計的抽象計算機“圖靈機”成為計算機發(fā)展歷史中的里程碑,因此,圖靈被人們公認(rèn)為計算機科學(xué)之父。馮.諾依曼在1945年總結(jié)了ENIAC計算機的優(yōu)缺點, 提出了基于存儲程序的通用電子計算機EDVAC邏輯設(shè)計方案,1952年成功設(shè)計建造,它在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)了數(shù)字化的計算過程、存儲程序控制并按電子學(xué)原理工作,這三點奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),因此,人們又把現(xiàn)代計算機稱之為“馮.諾依曼計算機”。
1947美國貝爾實驗室的物理學(xué)家威廉.肖克萊、約翰.巴丁和沃爾特.布萊頓共同發(fā)明了晶體管,他們一起成為了晶體管之父。11年之后,美國物理學(xué)家杰克.基爾比研制出第一塊集成電路(IC),從此,以晶體管為基礎(chǔ)的芯片按照摩爾預(yù)言的速度發(fā)展,帶來了今天計算機的普及,基爾也成為了電子學(xué)革命之父。
大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn),其直接成果就是帶來了計算機的高性能和快速小型化,1971年,世界上第一款微處理器—Intel4004問世,1978年,英特爾公司開發(fā)出了8086,首次用于IBM PC機中,電腦走入家庭。一個全新的概念“個人電腦(PC)”取代了“微電腦”的概念,
二、計算機科學(xué)與技術(shù)得到發(fā)展的原因
(一)日新月異的時代需求
起初對計算機的時代需求為“二戰(zhàn)”時期,有著對各種信息進行處理加工的欲求,這樣促使進算計的研發(fā)運用。隨后信息化時代的快速發(fā)展,計算機的運算速度也在不斷的提高,存儲功能不斷強大,使其在教育、經(jīng)濟等領(lǐng)域迅速發(fā)展普及。市場激烈的競爭之下,計算機要順應(yīng)社會需求,不斷的研發(fā)變化著,無形的競爭很大程度上促進了計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步。
(二)穩(wěn)定的選擇機制基于計算機技術(shù)
對于相互競爭的技術(shù)價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間,這種不確定因素可能最后影響選擇機制。大多數(shù),同時發(fā)揮作用的圍繞計算機技術(shù)的若干選擇判據(jù)和機制及其影響要素,選擇的環(huán)境常常是非常敏銳和穩(wěn)定的,這是計算機技術(shù)迅速發(fā)展的一個重要原因。
在實踐中,最強的技術(shù)性創(chuàng)新,把經(jīng)濟之間的激烈競爭轉(zhuǎn)化為了技術(shù)性的較量。其計算機的發(fā)展在工程學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科也給我們許多啟發(fā)。這使計算機的選擇機制判斷更加穩(wěn)定明顯,這樣就更容易解決計算機在生產(chǎn)生活的運用中所存在的各種問題。同時,計算機選擇機制的發(fā)展與計算機的發(fā)展是一種雙向促進的關(guān)系,一種技術(shù)的發(fā)展可以促進另一種技術(shù)的進步。
(三)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開計算機技術(shù)的支持
新一代的技術(shù)與其他領(lǐng)域結(jié)合,又為了滿足其需求不斷的研發(fā)更新,慢慢計算機技術(shù)成為生活生產(chǎn)中的重要工具,并成為其他行業(yè)生產(chǎn)中重要的工具,直接與間接的促進了各個行業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,最終提高了社會的經(jīng)濟水平。
三、計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢
計算機的具體發(fā)展趨勢主要分為兩大部分:
(一)智能化
智能化計算機是指設(shè)計結(jié)構(gòu)獨特并采用平行的處理技術(shù),對計算機中的多個數(shù)據(jù)及多種指令可進行同時處理和分析的一種超級計算機。超級計算機相對于普通的計算機來說有著更高的運算速度。這些更智能化的計算機跟接近與人類大腦的性能,可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業(yè),幫忙處理大量繁雜數(shù)據(jù),提高工作效率,節(jié)省時間與成本。這也就是計算機發(fā)展的趨勢是更人性化,更智能化。
(二)新型計算機
計算機的發(fā)展是基于硅芯片技術(shù)的不斷更新,但由于需求的不斷加強,硅芯片的研發(fā)潛力已近極限。所以很多新型計算機就成為了計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢。
(1)納米計算機。計算機技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合,便有了納米計算機。納米元件與電子元件相比,其體積較小,質(zhì)地優(yōu)良且導(dǎo)電性能較高,完全可以取代傳統(tǒng)的硅芯片。納米技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代初,納米作為一種計量單位,它的目標(biāo)是使人類可以自由的操作原子。使用納米級芯片組成的納米計算機的能耗非常小,幾乎可以忽略不計,性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的計算機,所以納米計算會是計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。
(2)量子計算機。量子力學(xué)的原理來對大量數(shù)據(jù)進行運算以及存儲和分析處理的源自可逆計算機的一種物理裝置,而量子計算機就是基于這個。量子效應(yīng)是量子計算機研發(fā)的基礎(chǔ),這種計算機中,開與關(guān)的狀態(tài)是通過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定的。由于量子的疊加效應(yīng),與傳統(tǒng)計算機對比而言,量子計算機存儲的數(shù)據(jù)量要大得多,還有就是,其運算速度是傳統(tǒng)計算機的十億倍。除了其存儲性能及運算速度方面的優(yōu)勢外,其在安全性及安保體系等方面的優(yōu)良性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)計算機。這也成為了計算機發(fā)展的另一趨勢。
(3)光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算,用光子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計算機通過電子進行數(shù)據(jù)計算、傳輸和儲存。并把傳統(tǒng)計算機的導(dǎo)線互聯(lián)轉(zhuǎn)變成了光互聯(lián)。傳統(tǒng)的計算機硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多數(shù)為電子硬件,而光子計算機則為光子硬件,并為光運算,不同的數(shù)據(jù)是由光的不同波長表現(xiàn)出來的,對于復(fù)雜的任務(wù)可以進行快速處理。成為新型計算機一員。
四、總結(jié)
以上為對計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展趨勢的探究,從其發(fā)展趨勢到發(fā)展其必要原因到未來計算機從智能化到新型化的發(fā)展態(tài)勢的必然進行了探究闡述。
【關(guān)鍵詞】計算機科學(xué) 創(chuàng)新能力
計算機科學(xué)與技術(shù)是一個不斷發(fā)展、不斷學(xué)習(xí)的專業(yè),培養(yǎng)的學(xué)生沒有較強的創(chuàng)新能力是難以應(yīng)對不斷更新的科學(xué)技術(shù)的,也很難能夠符合國家、社會以及崗位的發(fā)展需求。“科教興國”戰(zhàn)略21世紀(jì)的中國教育進入一個新的歷史發(fā)展階段,這一階段將以深化教育改革全面推進學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)為標(biāo)志和方向,將以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為核心和重點,已成為本科院校教學(xué)改革中一項值得認(rèn)真思考和深入研究的課題,更是應(yīng)用型本科學(xué)院適應(yīng)時展的必然要求。
一、當(dāng)前高校計算機專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)狀
社會對計算機科學(xué)人才的需求日益強烈,信息時代的社會需要多樣化的計算機人才。然而,隨著科技的進步,計算機專業(yè)人才的確培養(yǎng)所存在的問題逐漸暴露出來。具體體現(xiàn)在:學(xué)生缺乏創(chuàng)新精神,只會死記硬背,實踐能力不強,與社會需求脫軌。一方面社會對計算機專業(yè)人才的需求在不斷增加,而另一方面大量的計算機專業(yè)畢業(yè)生無法找到工作。為適應(yīng)新形勢下對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的新需求,我們必須對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進行教學(xué)改革,在高等院校培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),是高等教育適應(yīng)時展的迫切需要。
二、計算機科學(xué)與技術(shù)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施
(一)加強創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)
對于學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識,一定要注重細(xì)節(jié)的做法,貫穿到教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié)。在課程教學(xué)的過程中,既要注重知識點的講解,又要注意與能力點的結(jié)合,這對于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維來說很有幫助。在實驗的設(shè)計上,要給學(xué)生們創(chuàng)造出更多的學(xué)習(xí)機會,讓他們的表現(xiàn)力和溝通能力有機會展露出來。還要積級組織各項活動,把創(chuàng)新落到實處,通過這些項目的開發(fā),讓研究創(chuàng)新的風(fēng)氣在高校內(nèi)形成,讓每一個學(xué)生的綜合素質(zhì)都得到提高。在學(xué)生的創(chuàng)新能力和考核方面,也要提出成熟的方案,這樣才能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的興趣。還要在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中加強互動,如建立啟發(fā)式、設(shè)問式、案例分析式、課堂討論式的各種討論方法,便于訓(xùn)練學(xué)生主動去獲取知識、運用知識,而且在課后留作業(yè)的時候,也要多加注重學(xué)生綜合素質(zhì)的教育,讓創(chuàng)新貫徹到每一項日常活動中來。比如可以開展學(xué)生俱樂部的創(chuàng)新活動、組織他們進行演講、討論,在考核的時候,要加強科學(xué)的引導(dǎo),建立多環(huán)節(jié),多要素的考核方式,這樣才能綜合全面的反映出學(xué)生的創(chuàng)新能力。對于那些富于獨特見解的學(xué)生,要積極進行重點引導(dǎo),讓其長久保持下去。在教學(xué)風(fēng)格和技巧上,也要善于變換各種教學(xué)手段,得以讓學(xué)生對于課堂教學(xué)有著積極的參與性。
(二)為課外創(chuàng)新活動積極創(chuàng)造條件
由于計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科實踐性很強,要為學(xué)生的課外創(chuàng)新活動積極創(chuàng)造條件。人才是社會競爭的核心,關(guān)注細(xì)節(jié)的發(fā)展,為學(xué)生創(chuàng)造創(chuàng)新的校園環(huán)境,提供高效的師資隊伍,對于學(xué)科的教學(xué)理念和教學(xué)方式進行積極而有效的控索,激發(fā)學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力的興趣,才能有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的精神和意識。建設(shè)國內(nèi)一流計算機教學(xué)環(huán)境,培養(yǎng)適合社會競爭發(fā)展需要的合格創(chuàng)新人才,創(chuàng)建完美的教育體系,為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)搭建一個合理的平臺,才能達(dá)到教學(xué)的最終目的。
(三)注重培養(yǎng)教育的教學(xué)藝術(shù)
在教學(xué)中,教師不必拘泥于已有的規(guī)劃和既定的程序,要從創(chuàng)新的角度出發(fā),發(fā)揮豐富的想象力進行教學(xué)。師生關(guān)系在教學(xué)的過程中,要隨著教學(xué)的進程不斷進行討論,從而維護一種讓創(chuàng)造力更加突出表現(xiàn)的師生關(guān)系。師生之間要努力做到公平信任,有著足夠的自由和寬容,也要有濃郁的集體氣氛,對于教學(xué)過程中能力結(jié)構(gòu)與能力點的結(jié)合與訓(xùn)練,也不能放棄。每一個學(xué)生都是教師眼中的“好學(xué)生”,關(guān)鍵是這個好學(xué)生如何進行引導(dǎo),讓其符合社會創(chuàng)新型人才的需要。對于教育的研究與實踐,并不是階段性的工作,要不斷的深化教學(xué)改革。關(guān)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,要作為教師重點關(guān)注的內(nèi)容,這樣才能不斷改進教學(xué)方法,去蕪存精,讓教學(xué)水平得以提高,讓教學(xué)藝術(shù)發(fā)揮得更加完美。與此同時,積極采用各種有效的增加師生感情的方法也是有必要的。
(四)為學(xué)生創(chuàng)造進行創(chuàng)新的校園環(huán)境
教育創(chuàng)新的教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)方面存在著一定的差異,如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,就會造成很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對于知識的掌握缺乏有效性,更缺少對規(guī)律的了解和運用的方式方法,甚至于只會從教師和書本那里照搬,這種教學(xué)方式很難取得理想的效果。采用創(chuàng)新模式來培養(yǎng)學(xué)生,需要建立新型的師生關(guān)系,讓傳統(tǒng)的教學(xué)功能得以創(chuàng)新,從而在學(xué)生創(chuàng)新教育過程中起到很好的引導(dǎo)作用。對于自身的創(chuàng)新意識,創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,教學(xué)過程中要起到對學(xué)生的感染作用,一個教育工作者創(chuàng)新能力的發(fā)展,將會讓學(xué)生體會到什么才叫做“教育”的主體。這種主體的建立,才會為營造新的教育環(huán)境創(chuàng)造空間。具體來講,在高校的教學(xué)環(huán)境中,要積極提倡素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育。由一些相關(guān)的教育領(lǐng)導(dǎo)擬定創(chuàng)新的學(xué)習(xí)目標(biāo),積極進行倡導(dǎo),拿出具體的措施,合理有效進行組織,這樣就會在高校中形成有效的氛圍,贏得廣大師生的正確的評價,從而加強創(chuàng)新環(huán)境的塑造。在課堂的教學(xué)環(huán)境中,要形成有效的運轉(zhuǎn)靈活的組織機構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂的教學(xué)環(huán)境中去,讓學(xué)生在討論中發(fā)現(xiàn)問題,主動進行思考,積極尋找解決問題的辦法,這對于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識及思維是非常有益的。
[關(guān)鍵詞]計算機科學(xué)與技術(shù);培養(yǎng)模式;課程體系;教學(xué)團隊;實踐教學(xué)
一、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,重構(gòu)較為科學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式
針對目前高校計算機科學(xué)與技術(shù)本科人才培養(yǎng)存在的問題,各高校應(yīng)主動轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,建立較為科學(xué)的“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)模式。“厚基礎(chǔ)”就是使學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實、基本技能牢固、能力突出、個性鮮明;“寬口徑”就是加強通識教育,使學(xué)生有很強的多行業(yè)適應(yīng)能力和寬廣的就業(yè)前景;“重實踐”就是使畢業(yè)生通過課程學(xué)習(xí)和專業(yè)實踐,具備在信息技術(shù)教育和信息工程等多個領(lǐng)域和崗位就業(yè)的專業(yè)實踐能力;“求創(chuàng)新”就是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用能力、獨立思考能力及創(chuàng)新思維能力。注重學(xué)生綜合素質(zhì)尤其是實踐能力的培養(yǎng),堅持走“產(chǎn)—學(xué)—研”相結(jié)合的途徑,堅持整體優(yōu)化、學(xué)科融合、創(chuàng)新性和個性化的原則[1],充分體現(xiàn)“學(xué)習(xí)—實踐—再學(xué)習(xí)—再實踐”的培養(yǎng)過程。突破思維定勢,改革傳統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才的課程體系和教學(xué)方法,根據(jù)學(xué)科特色,優(yōu)化課程體系,改革教學(xué)方法,加強特色教材建設(shè),提升教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新性,以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、求創(chuàng)新”為目標(biāo),構(gòu)建較為科學(xué)的人才培養(yǎng)體系。
二、優(yōu)化課程體系,實施教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革
針對計算機學(xué)科教學(xué)內(nèi)容缺乏前沿性、教學(xué)模式和手段缺乏多樣性、教學(xué)資源缺乏實用性等問題,按照計算機專業(yè)全國研究生入學(xué)考試大綱的要求和社會對人才的需求,以“合理配置,資源共享”為標(biāo)桿,將計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)核心課程(程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機操作系統(tǒng)、計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò))的授課、實踐等教學(xué)環(huán)節(jié)作為一個整體進行統(tǒng)籌優(yōu)化,融合各課程的內(nèi)容,形成一個相對完整的體系[2],使學(xué)生能夠較容易地理解和掌握課程的重點內(nèi)容,理解課程間的連續(xù)性。
(一)核心課程教學(xué)內(nèi)容與體系的改革
對各核心課程的安排順序、授課內(nèi)容、授課重點、授課計劃等按照計算機專業(yè)研究生入學(xué)大綱的要求和社會對人才的需求進行調(diào)整和整合,將新知識、新理論、新技術(shù)和新方法充實到教學(xué)內(nèi)容中,棄舊揚新,使教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展和行業(yè)需求相適應(yīng)。
(二)教學(xué)方法與手段的改革
遵循以“教為主導(dǎo),學(xué)為主題”的授課思路,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在理論課程和實踐課程中,采用綜合案例引導(dǎo)學(xué)生進行分析和設(shè)計[3],以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性;并將課堂講授與參與式、提問式、討論式、啟發(fā)式等教學(xué)方法相糅合開展教學(xué)活動,讓學(xué)生主動參與整個教學(xué)過程,因材施教,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(三)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的整合
利用Web教學(xué)服務(wù)平臺、FTP服務(wù)平臺、實驗教學(xué)網(wǎng)、畢業(yè)論文管理平臺,實現(xiàn)核心課程之間教學(xué)資源的共享和在線指導(dǎo)。在這些平臺上提供了各核心課程的教學(xué)大綱、電子教案、多媒體課件、實驗指導(dǎo)、試題庫等教學(xué)資源,從“授前、授中、授后”三個環(huán)節(jié)給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的機會;另外,為了讓學(xué)生了解學(xué)科前沿,可邀請國內(nèi)知名院校的教授、博士開展新技術(shù)論壇,介紹國內(nèi)外學(xué)科前沿及最新技術(shù),這能極大地開拓學(xué)生的視野,激起學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)知識的興趣。
三、夯實師資培養(yǎng),通過“科研引領(lǐng)教學(xué)”創(chuàng)建高水平教學(xué)團隊
要注重師資隊伍培養(yǎng)和教學(xué)團隊建設(shè),提高教師的整體素質(zhì)和教研水平。
(一)組建核心教學(xué)團隊,形成合理的教學(xué)梯隊
根據(jù)課程體系的建設(shè)思路,形成以課程體系為核心的教學(xué)團隊。在職稱、學(xué)歷、年齡、教學(xué)經(jīng)歷、科研能力等方面自然形成梯隊形式,通過成員之間的協(xié)作與交流,開展教學(xué)研究、教學(xué)改革和教學(xué)技能比賽等活動,從而提高教師的整體素質(zhì)和教學(xué)水平。
(二)培養(yǎng)“雙師型”教師,提升團隊業(yè)務(wù)素質(zhì)
采用“請進來,送出去”的辦法,邀請國內(nèi)外著名學(xué)者專家,開展學(xué)術(shù)交流、教學(xué)研討,鼓勵中青年教師赴國內(nèi)外知名高校進修、攻讀博士學(xué)位、出國訪學(xué),提高團隊整體素質(zhì);加強校企合作,選派中青年教師進入企業(yè),學(xué)習(xí)實踐經(jīng)驗技術(shù),提高實踐教學(xué)水平,以滿足本科生“雙師型”人才培養(yǎng)的需要。
(三)營造“以科研促教學(xué)”的學(xué)術(shù)氛圍
積極引導(dǎo)教師樹立以高水平科研支撐高水平教學(xué)的發(fā)展觀念,組織教師參與新教材編寫;教師緊跟科技前沿的發(fā)展動態(tài),將科研中獲得的新知識和新成果融入課堂教學(xué)[4],促使科研工作與教學(xué)工作的有機結(jié)合,保持教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科前沿性,增強教學(xué)的深度和拓展教學(xué)的廣度,提高教學(xué)質(zhì)量;教師將自己的科研與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合,對學(xué)生進行有的放矢的指導(dǎo),并吸納優(yōu)秀學(xué)生進實驗室,直接參與教師的科研項目,增強學(xué)生的科技創(chuàng)新能力,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。鼓勵團隊教師開展科學(xué)研究,提高科研水平,做到科研與教學(xué)相互促進、共同發(fā)展;通過開展一系列教研、評優(yōu)、評獎活動,增強了優(yōu)秀“老”教師和青年教師之間的交流,快速提高青年教師的科研能力和教學(xué)水平,壯大優(yōu)秀青年教師隊伍。同時采用“請進來,送出去”的辦法,提升中青年教師的業(yè)務(wù)素質(zhì),以滿足對“雙師型”人才培養(yǎng)的需要,實現(xiàn)團隊梯隊發(fā)展,最終形成一個基于課程體系的高水平教學(xué)團隊。
四、強化實踐教學(xué),推進“過程式多元化”的實踐能力培養(yǎng)體系
構(gòu)建以實踐能力培養(yǎng)為核心的實踐教學(xué)培養(yǎng)體系[5],采取“過程式多元化”的實踐教學(xué)培養(yǎng)方法,建立“課程實驗、實驗課程、校外短期見習(xí)、校內(nèi)單項實訓(xùn)、校外綜合實訓(xùn)實習(xí)”五位一體的實踐教學(xué)模式,并結(jié)合科研訓(xùn)練、創(chuàng)新實踐、學(xué)科競賽、社會實踐和創(chuàng)業(yè)實踐等課外實踐,讓實踐訓(xùn)練貫穿整個培養(yǎng)過程。
(一)實踐教學(xué)體系的綜合改革
對于計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,僅提高學(xué)生的理論水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,加強學(xué)生的實踐能力鍛煉,即“理論與實踐一體化”,這是本專業(yè)人才培養(yǎng)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有將實踐和理論緊密結(jié)合,互為補充,才能使學(xué)生盡快掌握課程知識,并利用所學(xué)知識分析、解決實際問題。為此,堅持以傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為根本,以培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力(自主獲取知識的能力和創(chuàng)新能力)為重點,建立以能力培養(yǎng)為主線,分層次、多模塊、相互銜接的科學(xué)系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系。第一,除了課程實驗外,針對實踐性較強的課程,實行實踐教學(xué)單獨設(shè)課,開辟新實踐領(lǐng)域,擴大綜合型實驗的比例,與理論課程的教學(xué)進度相配套,通過預(yù)習(xí)報告、講解演示、上機實驗、分析總結(jié)和撰寫實驗報告的方式,注重學(xué)生創(chuàng)新、實踐能力的培養(yǎng)。第二,重視實習(xí)和實訓(xùn)環(huán)節(jié),實行校外短期見習(xí)、校內(nèi)單項實訓(xùn)、校外綜合實訓(xùn)實習(xí)的多元式實習(xí)實訓(xùn)教學(xué),鍛煉學(xué)生的實際動手能力。第三,將科研訓(xùn)練、創(chuàng)新實踐、學(xué)科競賽貫穿到大學(xué)四年的教學(xué)過程之中,著重提高學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。第四,與實際應(yīng)用相結(jié)合,通過社會實踐和創(chuàng)業(yè)實踐,增強學(xué)生的業(yè)務(wù)能力,為將來進入社會實際生產(chǎn)生活領(lǐng)域的工作做充分的訓(xùn)練與準(zhǔn)備。
(二)實驗教學(xué)內(nèi)容的融合重構(gòu)
對于課程實驗和實驗課程,實驗內(nèi)容由基礎(chǔ)型、設(shè)計型、綜合型和研究型等四個各具特色的模塊組成。各模塊側(cè)重點不同,學(xué)生可以根據(jù)自身接受和掌握知識的實際情況循序漸進地進行訓(xùn)練。基礎(chǔ)型實驗重在加強對本課程內(nèi)的知識點的掌握和理解;設(shè)計型實驗強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新性思維;綜合型實驗充分考慮課程間的可融性,滲透多個課程的相關(guān)知識點,并突出以項目訓(xùn)練為主的教學(xué)實踐;研究型實驗是培養(yǎng)部分學(xué)生以科研項目為支撐的實踐能力。
(三)實訓(xùn)實習(xí)環(huán)節(jié)的雙軌交叉
把實訓(xùn)實習(xí)工作進行分解,分成校外短期見習(xí)、校內(nèi)單項實訓(xùn)、校外綜合實訓(xùn)實習(xí)等幾個環(huán)節(jié),在校內(nèi)和校外進行雙軌交叉。通過校外短期見習(xí)開闊學(xué)生視野,在見習(xí)中理解專業(yè)理論和技術(shù),增強實踐動手意識。通過邀請企業(yè)工程技術(shù)專家進入學(xué)校,利用學(xué)校開設(shè)的大實踐課程時間,集中對學(xué)生進行校內(nèi)單項實訓(xùn),增強學(xué)生應(yīng)用專門技術(shù)的能力。通過校外綜合實訓(xùn)和實習(xí),讓學(xué)生深入企業(yè)和應(yīng)用部門,在校外實訓(xùn)和實習(xí)導(dǎo)師的指導(dǎo)帶領(lǐng)下,完成完整的項目設(shè)計和應(yīng)用部署,增強學(xué)生完成綜合項目和應(yīng)用的能力。
(四)課外科技創(chuàng)新活動與課內(nèi)實踐教學(xué)的有機結(jié)合
以“產(chǎn)—學(xué)—研”相結(jié)合的思想為指導(dǎo),推行學(xué)科競賽制度化,創(chuàng)新訓(xùn)練常規(guī)化,支持學(xué)生參加機器人、智能車、電子設(shè)計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等各類學(xué)科競賽,鼓勵學(xué)生主持或參與學(xué)校、省廳、教育部和企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類等科研課題,理論聯(lián)系實際,強化項目驅(qū)動的實踐教學(xué)[6],注重對學(xué)生過程式的培養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。采取“過程式多元化”的實踐教學(xué)培養(yǎng)方法,通過基礎(chǔ)型、設(shè)計型、綜合型和研究型模塊化實驗內(nèi)容重構(gòu)課程實驗和實驗課程,通過校外短期見習(xí)、校內(nèi)單項實訓(xùn)、校外綜合實訓(xùn)實習(xí),施行校內(nèi)校外雙軌交叉式實習(xí)實訓(xùn)教學(xué),建立“課程實驗、實驗課程、校外短期見習(xí)、校內(nèi)單項實訓(xùn)、校外綜合實訓(xùn)實習(xí)”五位一體的實踐教學(xué)模式,能解決學(xué)生理論知識和實際問題脫節(jié)的矛盾,有效增強學(xué)生的實踐能力。強化以“項目+競賽”驅(qū)動的創(chuàng)新訓(xùn)練模式,形成“實戰(zhàn)”性的項目開發(fā),形成“以賽促學(xué)”和“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)氛圍,通過本科生進實驗室及參加各類高水平學(xué)科競賽等方式,提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和就業(yè)競爭力。
五、結(jié)語
課題組通過改革培養(yǎng)模式、優(yōu)化課程體系、夯實教學(xué)團隊、強化實踐環(huán)節(jié),探索創(chuàng)新應(yīng)用型計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)人才培養(yǎng),并在實踐中檢驗各項舉措的效果,取得了良好的人才培養(yǎng)效果,獲得安徽省高等教育教學(xué)成果獎二等獎。
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【關(guān)鍵詞】計算機專業(yè);“三特”教學(xué)模式;建設(shè)思路
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,社會對科技人才的需求更加迫切,促使高等院校對各種科技人才的培養(yǎng)步伐加快,計算機專業(yè)同樣采取了多種改進措施。但就目前計算機專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,仍然存在許多問題有待解決。計算機專業(yè)特色化是發(fā)展的一個重要趨勢,本文從學(xué)院、教師、學(xué)生三個方面就怎樣建設(shè)計算機特色專業(yè)進行了詳細(xì)介紹,旨在為計算機專業(yè)的改革和發(fā)展提供一些參考意見。
一、計算機專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
1.缺乏專業(yè)特色
計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)該結(jié)合時展的需求,及時更新教學(xué)方式和培養(yǎng)模式,否則計算機專業(yè)特色不能得到體現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性不高,教師也難以高質(zhì)量地完成每一節(jié)課,在這種情況下,計算機專業(yè)的諸多問題慢慢涌現(xiàn)出來,會嚴(yán)重阻礙計算機專業(yè)發(fā)展的步伐。因此,計算機專業(yè)的特色構(gòu)建是非常有必要的。
2.培養(yǎng)目標(biāo)過于寬泛
計算機專業(yè)目前培養(yǎng)的目標(biāo)基本上是滿足德、智、體全面發(fā)展,計算機專業(yè)開設(shè)的課程主要要求是:加強思想政治的培養(yǎng),掌握計算機的基本知識,包括硬件和軟件的基本原理,熟悉數(shù)據(jù)庫相關(guān)技術(shù)的使用,熟練掌握高級語言的開發(fā)和使用,同時具備通過計算機來解決實際問題的能力。在目前的計算機教學(xué)方式下,出現(xiàn)了學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識過于寬泛,最后不能精通任何一個方向的情況,而市場上對于本科人才的要求是具備在略知其他計算機知識的前提下能夠精通某一個方向的能力。針對這種狀況,計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)應(yīng)該重視計算機思維的培養(yǎng),讓學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好和將來的發(fā)展方向選擇最適合自己的一個專業(yè)領(lǐng)域做更深層次的學(xué)習(xí)和研究。學(xué)生具有一定計算機思維再去學(xué)習(xí)計算機專業(yè)中某一個領(lǐng)域的知識,將降低學(xué)習(xí)的難度,更加適合學(xué)生未來的發(fā)展。因此,培養(yǎng)目標(biāo)過于寬泛反而不適合高校學(xué)生的發(fā)展,加強計算機思維的培養(yǎng)更能對學(xué)生的未來發(fā)展起到促進作用。
3.培養(yǎng)方向難以滿足就業(yè)需要
很多高等院校計算機專業(yè)的教材和授課的輔助材料存在難以理解、理論性太強的弊端,計算機專業(yè)的教學(xué)應(yīng)該既要兼顧完整的基礎(chǔ)知識體系,又要考慮學(xué)生的實踐和應(yīng)用能力,在這種情況下,高校計算機專業(yè)的培養(yǎng)方向應(yīng)該順應(yīng)時代的潮流和社會的需要,將難以理解、理論性太強的課程轉(zhuǎn)到技術(shù)性和應(yīng)用型的方向上,為提高學(xué)生的就業(yè)率和專業(yè)技能的培養(yǎng)提供一個良好的平臺。
二、計算機特色專業(yè)建設(shè)的思路
1.“三特”教學(xué)模式的內(nèi)涵
“學(xué)院辦學(xué)有特色,教師教學(xué)有特點,學(xué)生學(xué)業(yè)有特長”是“三特”教學(xué)模式的內(nèi)容,教學(xué)改革從學(xué)校、教師和學(xué)生的角度出發(fā),在不同層面對教學(xué)改革的要求提出參考性意見。學(xué)院辦學(xué)有特色是提高教學(xué)質(zhì)量建設(shè)特色專業(yè)的保障,計算機特色專業(yè)的建立也需要學(xué)院的鼎力支持,才能發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)時代下計算機專業(yè)的最大優(yōu)勢;教師教學(xué)有特點是特色專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ),教學(xué)過程的兩大主體是教師和學(xué)生,教師的教學(xué)有特點就能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生上課的積極性,這是特色專業(yè)建設(shè)必須解決的一個重要問題;學(xué)生學(xué)業(yè)有特長是特色專業(yè)的最終成果,教學(xué)改革最大的目的是提高學(xué)生的綜合能力,教學(xué)方式的改變都是以學(xué)生的表現(xiàn)作為最終成果。
2.獨立學(xué)院人才培養(yǎng)模式分析
(1)獨立學(xué)院人才培養(yǎng)必須符合市場需要。獨立學(xué)院是指本科以上學(xué)歷教育的普通高校與國家機構(gòu)以外的社會組織或者個人合作,利用非國家財政性經(jīng)費舉辦的實施本科學(xué)歷教育的高等學(xué)校,獨立院校的費用相比較公立學(xué)校而言要高出三到四倍。正是由于這種特性的存在,獨立院校的學(xué)生的培養(yǎng)模式和公立院校不太一樣,就業(yè)的人數(shù)比例更大,所以獨立院校開設(shè)的專業(yè)更要符合市場的需求,滿足學(xué)生走向社會就能運用在學(xué)校所學(xué)知識的基本需求。(2)建立適合獨立學(xué)院自身特點的人才培養(yǎng)模式。獨立學(xué)院的人才培養(yǎng)模式是面向社會的,獨立院校的最大特點就是與國家機構(gòu)以外的組織和個人合作。針對這一點,部分高等院校的學(xué)生的就業(yè)問題并不困難,但是需要考慮的是怎樣因材施教,實現(xiàn)學(xué)院現(xiàn)有資源利用率的最大化,這就需要結(jié)合學(xué)院自身的特點,充分考慮學(xué)生的需求,合理分配教學(xué)資源,實現(xiàn)教學(xué)資源的充分利用,建立適合學(xué)院自身特點的人才培養(yǎng)模式。(3)加強實驗室建設(shè)以及與校外企業(yè)的合作。實驗室的建設(shè)和校外企業(yè)的合作為學(xué)生理論學(xué)習(xí)后的實踐檢測提供了一個良好的平臺,在實驗過程中可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望,強化學(xué)生的動手能力,形成將理論知識運用到實踐的思維體系。校外企業(yè)的合作比實驗室的建設(shè)更為重要,校外企業(yè)的合作可以更加系統(tǒng)地整體構(gòu)建學(xué)生的專業(yè)知識體系,并進一步促進獨立學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)特色專業(yè)的建設(shè)。
3.師資力量的建設(shè)
(1)培養(yǎng)正確的教育觀念。教師正確的教學(xué)觀念的培養(yǎng)對于特色專業(yè)建設(shè)有著非常重要的作用,參與特色專業(yè)建設(shè)的教師不能安于現(xiàn)狀、不思進取,而要在特色專業(yè)的建設(shè)過程中形成“你追我趕”的教育局面。(2)創(chuàng)建教師培養(yǎng)機制。教師的培養(yǎng)機制有很多方面:①教師可以通過再學(xué)習(xí)積累更多的知識,獲得更高的學(xué)位,為特色專業(yè)的建社做出更多的貢獻。②教師培訓(xùn)是一個很方便快捷的途徑,通過培養(yǎng)教師的專業(yè)能力,把一些前沿的技術(shù)和觀念帶到教學(xué)。③參加學(xué)術(shù)交流,在交流的過程中教師可以取長補短,及時彌補自身的不足,在獲得專業(yè)知識的同時教師也會開闊眼界,這些對于特色專業(yè)建設(shè)都有非常大的促進作用。(3)建立科學(xué)績效考評體系。科學(xué)的績效考評要包括自我評價、學(xué)生評價和同行評價,其中學(xué)生評價和同行評價更具代表性,評價的內(nèi)容也要盡可能全面,除了教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等內(nèi)容,還應(yīng)該在科研能力、創(chuàng)新能力、團結(jié)領(lǐng)導(dǎo)能力和社會服務(wù)方面有參考的依據(jù)。科學(xué)的績效考評是約束和規(guī)范教師教學(xué)的重要方面,能夠引導(dǎo)教師隊伍向著科學(xué)教學(xué)的方向邁進。(4)完善高校科研隊伍建設(shè)。建立完善的高校科研隊伍建設(shè)規(guī)章制度,通過制度來改變高校的科研隊伍現(xiàn)狀,同時培養(yǎng)科研教師的人文情懷和道德素養(yǎng),讓科研工作不再如此煩瑣和無趣。科研隊伍建設(shè)是提高教師專業(yè)技能的重要方面,高校教學(xué)過程中需要很強的科研能力支撐。教師在不斷的科學(xué)研究過程中提高了專業(yè)知識水平,促進了專業(yè)教育教學(xué)的快速發(fā)展。
4.學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)
(1)培養(yǎng)正確的思維觀念。不良的思想觀念對于計算機專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)有著嚴(yán)重的阻礙作用,因此,高校首先要注意學(xué)生正確的思維觀念的培養(yǎng)。(2)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動性。計算機專業(yè)的學(xué)生必須有較強的創(chuàng)新能力,高等院校應(yīng)該為學(xué)生的發(fā)展和計算機特色專業(yè)建設(shè)提供保障,同時加強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。(3)提高課堂上學(xué)生的參與度。從近幾年的教育教學(xué)過程來看,學(xué)生課堂上的參與度急劇下滑,這是當(dāng)前高校教學(xué)中的一個普遍現(xiàn)象,也是制約學(xué)生能力提高和教學(xué)模式改變的主要障礙。在計算機特色專業(yè)建設(shè)過程中,必須解決這一難題,才能使計算機特色專業(yè)建設(shè)順利推進。
三、總結(jié)
計算機特色專業(yè)建設(shè)是互聯(lián)網(wǎng)時代必然的發(fā)展歷程。在建設(shè)特色專業(yè)的過程中,應(yīng)該充分利用計算機行業(yè)人才在當(dāng)今社會的優(yōu)勢。同時考慮到目前計算機教學(xué)過程中的不足,在積極改進的基礎(chǔ)之上,順應(yīng)時代的發(fā)展趨勢,使計算機專業(yè)培養(yǎng)出來的三類人才(研究型人才、技術(shù)型人才、應(yīng)用型人才)能夠發(fā)揮自身特長,然后回饋到教育教學(xué)中,為計算機特色專業(yè)建設(shè)做出卓越的貢獻。
參考文獻:
[1]張瑞.關(guān)于計算機科學(xué)與技術(shù)特色專業(yè)建設(shè)的思考與實踐[J].制造業(yè)自動化,2010,(11):154-157.
關(guān)鍵詞:計算機科學(xué)與技術(shù);節(jié)水管理
中圖分類號:R977.7
水是農(nóng)業(yè)的命脈, 我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水總量為 4.0×103 億立方米,占全國總用水量的 70%左右,而灌溉用水量占到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量的絕大部分(約為 90%)。長期以來,受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作模式和生產(chǎn)水平限制,我國農(nóng)業(yè)灌溉用水存在浪費嚴(yán)重現(xiàn)象,利用率僅為 45%,遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家的平均水平(70%~80%),特別是近年來我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遭遇的嚴(yán)重干旱給我們敲響了警鐘,例如在 2010 年年初,我國四川、廣西、云南、貴州和重慶西南五省市地區(qū)遭遇嚴(yán)重干旱,部分旱區(qū)旱情持續(xù)時間長達(dá) 5 個月,耕地受旱面積達(dá) 1.11 億畝,農(nóng)作物絕收面積超過110 萬公頃,經(jīng)濟損失超過 350 億元。
一、計算機科學(xué)與技術(shù)在節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用
1 數(shù)據(jù)采集與分析
以計算機為工具,建立農(nóng)田水資源利用的決策支持系統(tǒng)(DecisionSupport Systems,DSS),提 高 節(jié) 水 農(nóng) 業(yè) 決 策 的 科學(xué) 化 ,它 是實 現(xiàn) 處 方 農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)的核心。 所謂 DSS 是指通過決策科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論知識和數(shù)據(jù)、模型,以人機交互方式輔助決策者進行半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策的計算機應(yīng)用系統(tǒng),節(jié)水灌溉系統(tǒng)是一個典型的 DSS 能解決的問題,通過模擬作物的產(chǎn)量和需水過程的關(guān)系,預(yù)測農(nóng)田土壤鹽分及水分脅迫對產(chǎn)量的影響,制定農(nóng)田科學(xué)的灌溉措施,實現(xiàn)適時適量的精確灌溉,降低灌溉用水量,提高水資源利用效率,達(dá)到節(jié)約和高效利用水資源之目的。農(nóng)田灌溉 DSS 以支持模型運算必需的各種靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和反映不同地區(qū)自然生態(tài)條件等作物栽培和用水管理經(jīng)驗知識以及具有知識推理機制的專家知識庫作為基本信息支撐,通過總控程序構(gòu)筑灌溉用水決策支持系統(tǒng)的運行環(huán)境,輔以友好的人機界面和人機對話過程,有效地實現(xiàn)了信息查詢、用水管理和系統(tǒng)控制等主要操作功能。
2 地下滴灌
地下滴灌技術(shù)(Subsurface Drip Irrigation,SDI)是指通過地埋毛管上的灌水器將農(nóng)作物所需要的水、肥、藥以均勻、緩慢、準(zhǔn)確地滲入到作物根部的新型灌溉技術(shù),尤其適合我國干旱的西北地區(qū)。 地下滴灌具有顯著的節(jié)水優(yōu)勢 (采用地下滴灌方式水的利用率可達(dá) 95% 以上),且有利于作物生長,提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及改善土壤環(huán)境等多方面優(yōu)點。采用計算機灌溉系統(tǒng),可以自動控制地下滴灌作業(yè),主要是采用ADI 壓力補償管理作業(yè)。 該技術(shù)已被許多農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家所應(yīng)用,其主要設(shè)備 ADI 壓力補償?shù)喂喙懿捎玫晤^雙入口、寬流道、梯形迷宮式結(jié)構(gòu)以降低水流壓力,并與上部的彈性片配合調(diào)整流道的寬度,從而達(dá)到穩(wěn)定出水口流量的目的,對提高節(jié)水效率非常明顯。
3 智能化灌溉管理
智能化灌溉管理是通過配備先進的監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),實現(xiàn)對氣候的準(zhǔn)確測量,自動確定是否需要進行灌溉,或由此確定何時進行灌溉等,自動發(fā)出信號,進行遠(yuǎn)距離遙控,實施灌溉作業(yè)。該系統(tǒng)完全依靠計算機自動操作和執(zhí)行的,無需人為干涉,最大程度地實現(xiàn)自動化作業(yè)。通過監(jiān)測設(shè)備得到的數(shù)據(jù)可以自動啟動或關(guān)閉灌溉程序,如通過雨量計得到的數(shù)據(jù),自動確定灌溉水量,通過土壤濕度計確定灌溉的深度。 操作人員可以通過電話或計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、查看、獲得并控制正在發(fā)生的一切灌溉數(shù)據(jù)和動作,系統(tǒng)自動紀(jì)錄所有發(fā)生過的事件的詳細(xì)數(shù)據(jù)。操作人員和管理者根據(jù)過去發(fā)生的紀(jì)錄數(shù)據(jù),進行分析,做出相應(yīng)的調(diào)整和決策,真正達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)化和科學(xué)化。
4 自動化灌溉控制
自動化的灌溉控制技術(shù)是指在無人干預(yù)的情況下,通過由計算機控制的中央灌溉管理系統(tǒng),根據(jù)地塊和作物的要求適時、適量進行自動灌溉的技術(shù)。這種自動化灌溉管理系統(tǒng)可通過反映作物需水的某些參量,預(yù)先編制好灌溉程序軟件,灌溉機械自動地按照程序指令,按規(guī)定時間、不同地塊要求,提供不同的灌溉水量。 該系統(tǒng)加上遙控裝置后,能夠儲存數(shù)據(jù),通過個人計算機和通訊網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)遠(yuǎn)程灌溉控制和管理。
二、計算機自動控節(jié)水灌溉的設(shè)計研究
1.大棚(或連棟)溫室自動化灌溉的設(shè)計
在日光溫室中,由于栽培空間封閉,環(huán)境狀況優(yōu)越,用于系統(tǒng)自動控制的設(shè)備可達(dá)到較高的精確度。其研究設(shè)計采用計算機統(tǒng)一管理全部參數(shù)數(shù)據(jù),電腦工控機控制所有的操作對象,如濕度、溫度、電導(dǎo)率、PH值、CO濃度、徽噴或滴灌時間、施肥、風(fēng)機、水簾開閉、自動閥門、加壓泵、電子加藥泵等等。將遙控和自控相結(jié)合,達(dá)到全過程計算機控制自動化。
(l)計算機自動拉制系統(tǒng)
計算機自動控制系統(tǒng)由微機、主控機、分控機等組成。其中徽機和主控機安裝在中心控制室,每個溫室配備一個分控機。主控機主要是采集各分控機反饋的溫室實際狀況(如溫度、濕度、PH值、電導(dǎo)等)并傳遞給微機,微機用來軟件編程、翰人、修改各種數(shù)據(jù),管理人員通過顯示器了解環(huán)境的狀況和參數(shù)變化,用鍵盤或鼠標(biāo)向各分控機發(fā)出工作命令,由分控機自動關(guān)啟溫室的水泵、風(fēng)機、照明和微灌系統(tǒng)的閘閥等開關(guān),實現(xiàn)定時定量灌溉。系統(tǒng)的配套管理軟件采用模塊化結(jié)構(gòu),主要由主程序、數(shù)據(jù)巡回采集及處理子程序、顯示子程序、鍵盤中斷服務(wù)程序、打印子程序及定時中斷服務(wù)程序等組成。
整個系統(tǒng)不需要體力工人直接參與,通過預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)可以自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉,人工的輔助作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。
(2)自控設(shè)備及工作流程自控系統(tǒng)中,除一般常用的灌水器、管道、管件及水泵、電機外,還包括有計算機、主控機、分控機、自動閥、傳感器(土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等)及電線等。
其中土壤水分傳感器就是真空負(fù)壓表,表上顯示出的數(shù)字即是土壤含水量的大小,需根據(jù)不同作物所需適宜土壤含水量的上下限來確定真空負(fù)壓表讀數(shù)的上下限,預(yù)備灌溉時使用。
空氣濕度傳感器用來測量大棚溫室內(nèi)空氣濕度變化情況,通過分控機上的指示燈來顯示。
電接點溫度計用來測量溫室內(nèi)土壤溫度。
2.大面積農(nóng)田自動化灌溉的設(shè)計
農(nóng)作物大田的全自動灌溉控制系統(tǒng)也是由計算機(包括系統(tǒng)程序和打印機)、主控機、分控機、傳感器等組成,但自控設(shè)備的種類和數(shù)量相對溫室較少。傳感器一般預(yù)埋在農(nóng)田里,計算機、打印機和主控機安裝在中央控制室,分控機則安裝在易于控制水泵和管道閥門的地方。
其工作流程是:土壤水分傳感器自動檢測出農(nóng)田中的水分與溫度等參數(shù),并反饋顯示在計算機屏幕上,計算機根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析預(yù)報和土坡墑情側(cè)算與灌水指導(dǎo)系統(tǒng),自動確定需要灌概的時間與灌概用水量;當(dāng)指定時間一到,微機根據(jù)預(yù)設(shè)的程序立即進行處理,并操作主控機工作,主控機將開機信號傳給分控機,分控機接收到主控機發(fā)出的開啟指令后,經(jīng)強電伺服裝置開啟電磁閥進行灌水;灌水到一定時間后,當(dāng)土壤水分傳感器檢側(cè)到土壤墑情已達(dá)到設(shè)計要求,灌水量已夠時,就將信號反饋傳送到計算機,通知停水,計算機接到反饋信號后,依次把停水命令傳給主控機、分控機,分控機則控制關(guān)閉電磁閥,停止灌概。停水后,計算機上自動顯示出此時土坡的含水盤、本次灌溉所用水量、灌溉起止時間以及應(yīng)付水費等,同時預(yù)報下次灌溉的時間及灌水量,并將結(jié)果打印出來。
結(jié)語
現(xiàn)在,節(jié)水灌溉計算機控制管理系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用和重要性越來越明顯,其推廣應(yīng)用也十分緊迫,但整體的自動化水平和程度還不是很高,特別是我國的農(nóng)業(yè)設(shè)施還尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。因此,進一步開發(fā)更為實用、更加科學(xué)的節(jié)水灌溉計算機管理系統(tǒng),真正實現(xiàn)因時、因作物、因地用水以及用肥自動控制,科學(xué)合理地利用有限的水資源。