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[關(guān)鍵詞]本科畢業(yè)設(shè)計;新工科;貫穿式培養(yǎng);交互式指導(dǎo)
1傳統(tǒng)計算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)計算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置偏重于課堂授課,即理論教學(xué),對實(shí)踐教學(xué)重視不足。首先體現(xiàn)在課時分配上,理論教學(xué)授課時間一般要多于實(shí)踐授課[3]。其次體現(xiàn)在實(shí)踐資源上,公共計算機(jī)實(shí)踐平臺有限,計算機(jī)課程同時也是很多計算相關(guān)專業(yè)的基本必修課或選修課,導(dǎo)致實(shí)踐資源緊張。實(shí)踐學(xué)習(xí)相對于理論學(xué)習(xí)需要更多的時間來慢慢體會和提升[4]。雖然大部分學(xué)生可以自行配置計算機(jī)設(shè)備,但是沒有公共實(shí)踐課程的強(qiáng)制約束,能自覺在課下進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)的學(xué)生很少。這一點(diǎn)也在傳統(tǒng)計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計中得到體現(xiàn)。雖然經(jīng)過了大學(xué)本科前三年半共計七個學(xué)期的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí),大部分學(xué)生的實(shí)踐能力依舊非常差。很多學(xué)生只是記得簡單的編程語言知識,缺乏實(shí)際的編程經(jīng)驗(yàn),沒有真正經(jīng)歷過全面的、系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練。此外,計算機(jī)專業(yè)是一個不斷快速發(fā)展的學(xué)科,新知識、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。而課堂教學(xué)內(nèi)容往往比較固定、更新較慢,教師們也常常需要依照課程教綱授課,能介紹的新知識有限,致使很多學(xué)生只關(guān)注于書本知識,不了解學(xué)科領(lǐng)域最新的發(fā)展。在本科畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),指導(dǎo)老師選定的課題一般都是自己科研領(lǐng)域的較新或者較前沿的方向[5],大多數(shù)學(xué)生沒有接觸過,需要臨時學(xué)習(xí),在有限的時間內(nèi)很難有好的成果產(chǎn)出??偟膩碚f,傳統(tǒng)計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計過程暴露出本科培養(yǎng)的兩個問題:理論與實(shí)踐脫節(jié),沒有扎實(shí)的實(shí)踐,就不會有對知識的深刻理解;課程設(shè)置跟不上學(xué)科新進(jìn)展,所學(xué)知識無法滿足實(shí)際新需求。
2新工科背景下計算機(jī)專業(yè)發(fā)展需求
新工科建設(shè)是國家在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的大形勢下提出的新時代工科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。新工科主演涵蓋了與計算機(jī)緊密相關(guān)的若干專業(yè),如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)等。新工科建設(shè)的目的是探索高等教育新模式、新理念,建設(shè)工程教育強(qiáng)國,培養(yǎng)“實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力”的新型高素質(zhì)工科人才。傳統(tǒng)的計算機(jī)本科教學(xué)模式及本科畢業(yè)設(shè)計實(shí)踐模式顯然無法滿足新工科建設(shè)的需求。一方面,計算機(jī)本科教學(xué)對新工科涉及的人工智能、大數(shù)據(jù)等方向難以做出及時調(diào)整;另一方面,畢業(yè)設(shè)計學(xué)生難以在短時間內(nèi)對新方向開展深入研究。此外,正如第2章節(jié)所述,教師們也難以在有限課堂時間內(nèi)將額外新知識很好地傳授給學(xué)術(shù)[6]。鑒于此,很有必要探索適應(yīng)于新工科建設(shè)需求的全新的計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)方法。
3新工科背景下計算機(jī)專業(yè)本科畢設(shè)提升思路
我們旨在改變傳統(tǒng)計算機(jī)本科畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)方式的兩方面不足:短周期培養(yǎng)和單方向指導(dǎo)。相應(yīng)地,我們需要開展兩方面工作:一方面將本科畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)貫穿于整個大學(xué)培養(yǎng)周期,進(jìn)行全流程、可跟蹤式培養(yǎng);另一方面用交互式指導(dǎo)模式代替單方向填鴨式指導(dǎo)模式,激發(fā)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生潛能。
3.1貫穿式培養(yǎng)
計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計貫穿式培養(yǎng)模式主要有兩個特點(diǎn):全周期和可跟蹤。全周期是指從大學(xué)第一個學(xué)期開始就為本科生選配畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師,將畢業(yè)設(shè)計融入到大學(xué)全周期的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中去。需要指出的是,全周期培養(yǎng)并不是一開始就給學(xué)生指定畢業(yè)設(shè)計題目,而是根據(jù)學(xué)生興趣及指導(dǎo)老師研究方向,在前期給學(xué)生一個相對自由的探索與實(shí)踐空間,后期再讓學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計題目??筛櫴侵刚麄€培養(yǎng)周期內(nèi),指導(dǎo)老師可以及時、全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)踐動態(tài),根據(jù)具體情況實(shí)時調(diào)整培養(yǎng)方案。全周期模式有三方面優(yōu)點(diǎn):第一,充足的實(shí)踐。理論需要聯(lián)系實(shí)際,公共實(shí)踐資源極為有限,更多的私有實(shí)踐資源分散在指導(dǎo)老師那里。指導(dǎo)老師可以為本科生提供實(shí)踐的物理空間和設(shè)備資源,使學(xué)生有充足的實(shí)踐鍛煉,深刻領(lǐng)會課堂所學(xué)知識,達(dá)到融會貫通的目的;第二,更多的收獲。指導(dǎo)老師還可以讓研究生協(xié)助培養(yǎng)本科生,把研究生豐富的課題研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳授于本科生;第三,更大的創(chuàng)新空間。本科生思維活躍,融合理論知識和實(shí)踐鍛煉,有利于產(chǎn)生創(chuàng)新性研究成果??筛櫮J降膬?yōu)點(diǎn)在于指導(dǎo)老師對學(xué)生有全面的了解,可以根據(jù)學(xué)生前期的學(xué)習(xí)及科研情況選定最終的畢業(yè)設(shè)計題目,做到因人選題、有的放矢,實(shí)現(xiàn)提升畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的目的。
3.2交互式培養(yǎng)
計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計的交互式培養(yǎng)是指導(dǎo)老師與學(xué)生進(jìn)行雙向的互動,而不是單向的灌輸式培養(yǎng)。交互式培養(yǎng)有利于提高學(xué)生的主動性、激發(fā)學(xué)生的活力,使學(xué)生有更大的獲得感,從而不斷激勵學(xué)生自發(fā)地搜集資料、學(xué)習(xí)知識、加強(qiáng)實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)自我綜合素質(zhì)的提升,最終到達(dá)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提升。交互式培養(yǎng)貫徹于整個培養(yǎng)周期,包括前期的學(xué)習(xí)、實(shí)踐以及最終畢業(yè)設(shè)計論文的完成。交互式培養(yǎng)在老師指導(dǎo)、學(xué)生反饋、老師與學(xué)生討論以及再指導(dǎo)、再反饋、再討論的循環(huán)往復(fù)過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生潛能的不斷發(fā)掘與提高。本科畢業(yè)設(shè)計不是無源之水、無本之木,前期充足的積累才能寫出高質(zhì)量的畢業(yè)論文。計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計不是簡單地完成、調(diào)試成功了程序,而是針對所選定的題目,根據(jù)所學(xué)理論知識及調(diào)研資料,設(shè)計出解決問題的創(chuàng)新方案,并與指導(dǎo)老師不斷討論與優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上利用掌握的程序語言和工具,實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計課題的研究目標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計的實(shí)現(xiàn)階段,交互式培養(yǎng)會更加頻繁,這個階段是對整個培養(yǎng)方式的考核,需要在指定時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個具體的研究課題,并要求有創(chuàng)新性思路。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞] 大類招生;導(dǎo)師制;計算機(jī)專業(yè);本科生
[中圖分類號]G644 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549(2017) 03-0018-02
一 大類招生下計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制的實(shí)施背景
近年來,我國高等教育以前所未有的速度超常規(guī)地發(fā)展,高等學(xué)校的辦學(xué)規(guī)模急劇擴(kuò)張,高等教育面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),同時高等學(xué)校之間的質(zhì)量競爭日趨激烈,優(yōu)勝劣汰已成為高校生存和發(fā)展的必然趨勢。因此,以質(zhì)量求生存、以特色求發(fā)展,探索人才培B的新模式就成為高等學(xué)校面臨的新課題。同時以專業(yè)為核心的培養(yǎng)模式,學(xué)生過早進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí),由于所學(xué)知識的過專、過窄,容易造成認(rèn)識能力及動手能力的偏激與片面,另外,從學(xué)生自身的成長來看,大學(xué)低年級學(xué)的多是公共基礎(chǔ)課,主要目的是拓寬知識面并尋找自身的興趣特長,按大類招生、培養(yǎng)就是要建立一種良好的人才培養(yǎng)制度,為每一位學(xué)生提供同等的機(jī)會和條件,使之在競爭中學(xué)會選擇,找到自己的坐標(biāo)和定位,在對學(xué)科有一定程度了解的基礎(chǔ)上,從容選擇志篤的專業(yè)和研究方向,縮小專業(yè)教育與用人市場的距離,有助于避免就業(yè)時的學(xué)非所用。
為充分發(fā)揮教師在學(xué)生培養(yǎng)中的主導(dǎo)作用,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,結(jié)合佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院的實(shí)際情況,計算機(jī)系從2012級新生開始全面推行大類招生下的本科生導(dǎo)師制,以促進(jìn)師生互動交流,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
二 大類招生下計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制的實(shí)施
導(dǎo)師制就是以學(xué)生學(xué)業(yè)指導(dǎo)為核心,兼顧學(xué)生的思想道德教育和生活、心理等方面的指導(dǎo)和引導(dǎo)的學(xué)生培養(yǎng)模式。以更好地貫徹全員育人、全過程育人、全方位育人的現(xiàn)代教育理念。加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)、指導(dǎo)和輔導(dǎo),把思想教育與專業(yè)教育結(jié)合,課堂教育與課外教育結(jié)合,共性教育與個性教育結(jié)合,充分發(fā)揮廣大教師教書育人的作用,更好地適應(yīng)素質(zhì)教育和人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。大類招生下本科生導(dǎo)師制的實(shí)施能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)階段的轉(zhuǎn)變,導(dǎo)師要及時了解掌握學(xué)生的思想動態(tài)、學(xué)業(yè)進(jìn)展情況及專業(yè)能力、素質(zhì)培養(yǎng)情況,能夠拓寬師生溝通的渠道,拉近師生的距離,使學(xué)生更好地了解教師個人的學(xué)術(shù)成就,感受大學(xué)校園濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,從而激發(fā)大學(xué)生嘗試科研的興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,提高創(chuàng)新能力。
為了規(guī)范大類招生下的本科生導(dǎo)師制,我們設(shè)計了《專業(yè)導(dǎo)師工作手冊》,該手冊詳細(xì)記錄學(xué)生基本信息、個性特點(diǎn)、興趣和專業(yè)特長,導(dǎo)師根據(jù)這些信息幫助學(xué)生制定符合學(xué)生個性特點(diǎn)的學(xué)習(xí)計劃和發(fā)展目標(biāo);幫助學(xué)生適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活并掌握良好的學(xué)習(xí)方法;指導(dǎo)學(xué)生選課,幫助學(xué)生科學(xué)地制定出共同的學(xué)習(xí)方案和個人學(xué)習(xí)方案,并且能夠幫助學(xué)生做出學(xué)術(shù)決策和未來職業(yè)定位。同時,建立定期交流制度,每周至少有2個學(xué)時的面對面交流時間,并根據(jù)需要通過飛信、微信、E-Mail、QQ等途徑及時與每位學(xué)生進(jìn)行溝通,接受學(xué)生在選題、閱讀書目、專業(yè)課程學(xué)習(xí)等方面的咨詢,并給予指導(dǎo),同時加強(qiáng)與輔導(dǎo)員和任課教師的溝通交流,使每位學(xué)生都感受到導(dǎo)師欣賞他們,了解他們的情況和進(jìn)步,并給予批評、指導(dǎo)和鼓勵。為督促學(xué)生,根據(jù)每個學(xué)生情況采取每次與學(xué)生見面時留作業(yè)的方案,下次見面時考察其完成和掌握效果,久而久之,提高了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。
針對導(dǎo)師制,系里定期召開研討會,定期對學(xué)生成長情況進(jìn)行分析,探索制定進(jìn)一步提高學(xué)生成績、素質(zhì)、能力的方法和途徑。在導(dǎo)師的指導(dǎo)參與下,學(xué)生能根據(jù)自己的特點(diǎn)逐漸摸索出所選學(xué)科的研究方法和內(nèi)容,在與導(dǎo)師的接觸中找到進(jìn)入本學(xué)科研究領(lǐng)域的興趣點(diǎn)。學(xué)生隨導(dǎo)師參與相應(yīng)的研究工作,學(xué)生除完成計劃內(nèi)的實(shí)習(xí)任務(wù)外,鼓勵參與各類橫向、縱向課題研究,尤其是參與導(dǎo)師的課題研究。
當(dāng)然,在大類招生下計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制實(shí)施的過程中也存在一些問題,比如導(dǎo)師積極性不高、教學(xué)評價、監(jiān)督、考核以及激勵制度不完善等等,這些問題我們將在今后的工作中逐步探索解決的途徑和方法。
三 大類招生下計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制改革方案
首先,大類招生下計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制采用雙向選擇,學(xué)院向?qū)W生公示每個導(dǎo)師的授課科目、教研、科研信息,每個學(xué)生結(jié)合自己的發(fā)展需求,選擇一名導(dǎo)師,雙方進(jìn)行雙向選擇后,由導(dǎo)師帶領(lǐng)自己的學(xué)生進(jìn)行教研和科研工作,雙方互相配合,實(shí)現(xiàn)雙贏。四年來每年都有學(xué)生成功地完成了大學(xué)的“大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目”的立項(xiàng)并發(fā)表相關(guān)論文,這一制度滿足了學(xué)生渴望參與科研計劃與科研項(xiàng)目的需求,也提升了學(xué)生的科研能力和科研素養(yǎng),實(shí)施四年以來成效顯著,很好地完成了大學(xué)生的科研啟蒙訓(xùn)練,得到學(xué)生的一致好評。
導(dǎo)師采用集中指導(dǎo)與個別指導(dǎo)相結(jié)合的方式,通過面談、電話、網(wǎng)絡(luò)等形式對所指導(dǎo)的學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的指導(dǎo)。導(dǎo)師要主動聯(lián)系學(xué)生,和學(xué)生保持相對穩(wěn)定的聯(lián)系,除假期外,每周至少見面一次;各導(dǎo)師組每學(xué)期至少召開兩次導(dǎo)師會議,安排和總結(jié)本學(xué)期的導(dǎo)師工作,及時總結(jié)交流指導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)和存在問題。本科生導(dǎo)師每年度進(jìn)行一次考核,被指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)業(yè)情況、科技創(chuàng)新活動環(huán)節(jié)完成情況、就業(yè)創(chuàng)業(yè)考研情況及學(xué)生對指導(dǎo)教師的評價情況都記入考核結(jié)果。并由系里按實(shí)際情況組織學(xué)生填寫“本科生導(dǎo)師年度考核表”。導(dǎo)師每指導(dǎo)一名學(xué)生,記非教學(xué)工作量最高為20分,考核結(jié)果(優(yōu)1、良0.8、合格0.6、不合格0)加權(quán)累加非教學(xué)工作量分值,總分不能超過100分。導(dǎo)師工作的考核結(jié)果將作為教師工作年度考核、專業(yè)技術(shù)職務(wù)晉升、崗位聘任和評優(yōu)評先等參考的條件之一。
讓高年級的學(xué)生擔(dān)任低年級學(xué)生的顧問,通過同輩輔導(dǎo),在學(xué)習(xí)、生活等各個方面為低年級學(xué)生提供幫助和輔導(dǎo),既有效地解決了大一學(xué)生容易出現(xiàn)的心理問題,使其更好地完成高中生到大學(xué)生的轉(zhuǎn)變,幫助新生更好地適應(yīng)大學(xué)生活,使新生能夠正確認(rèn)識自我,挖掘自身潛力,發(fā)展良好的人際關(guān)系,進(jìn)而培養(yǎng)出較強(qiáng)的適應(yīng)力和意志力。另一方面,這也是一種學(xué)生管理制度的創(chuàng)新,它避免了輔導(dǎo)員和班主任無法顧及全體同學(xué)的問題,從而解決了本科生導(dǎo)師制度中師資不足的問題
目前,我們信息電子技術(shù)學(xué)院已經(jīng)在計算機(jī)系各專業(yè)所有年級本科學(xué)生中實(shí)施導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,下階段將逐步擴(kuò)展到學(xué)院在校的四個年級學(xué)生。2015年7月,為更好地貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》,科學(xué)引導(dǎo)高校青年學(xué)子積極參加科研活動,切實(shí)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和實(shí)際動手能力,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)需求的有效銜接,由信息電子技術(shù)學(xué)院舉辦,計算機(jī)系承辦第一屆大學(xué)生“軟件設(shè)計大賽”。參賽對象是信息電子技術(shù)學(xué)院計算機(jī)系各年級全體學(xué)生,包括留學(xué)生。鼓勵跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨年級組隊,參賽題目自選,必須為原創(chuàng)作品,題材不限,開發(fā)工具不限,要求設(shè)計功能完整,不能是半成品。鼓勵與校園學(xué)習(xí)、生活、工作有關(guān)的選題。作為導(dǎo)師制的階段性成果,這次大賽既檢驗(yàn)了學(xué)生對專業(yè)課程的掌握,又提高了學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。
四 結(jié)束語
大類招生下的計算機(jī)專業(yè)本科生導(dǎo)師制是佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院計算機(jī)系根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)施的一種人才培養(yǎng)模式,目前,我們信息電子技術(shù)學(xué)院已經(jīng)在2012級計算機(jī)專業(yè)本科學(xué)生中實(shí)施導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,下階段將逐步擴(kuò)展到該專業(yè)在校的四個年級學(xué)生。經(jīng)過四年的教學(xué)改革,實(shí)踐證明本科生導(dǎo)師制尊重學(xué)生個性,注重學(xué)生的全面發(fā)展和綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng),真正實(shí)現(xiàn)了以人為本、教書育人、教學(xué)相長的教育理念,是新世紀(jì)本科人才培養(yǎng)的理想選擇。
參考文獻(xiàn)
[1]杜智萍.牛津大學(xué)導(dǎo)師制與自由教育傳統(tǒng)[N].科學(xué)時
報,2007(7).
[2]馬艷秀.對清華大學(xué)本科生實(shí)行導(dǎo)師制的實(shí)證研究[J].
江蘇高教,2006(3).
[3]唐蘇瓊.高校實(shí)施大類招生的利弊分析[J].中國高教研
究,2009(1).
[4]石英.本科生導(dǎo)師制一個性化教育[J].北方經(jīng)貿(mào),2005(2).
[5]應(yīng)躍然,劉愛生.英國本科生導(dǎo)師制的嬗變及啟示[J].浙
江社會科學(xué),2009(3).
[6]方賽迎.本科學(xué)生導(dǎo)師制的制度完善探討[J].教學(xué)研究,
2006(5).
[7]w敏.從牛津大學(xué)的導(dǎo)師制看我國實(shí)施本科生導(dǎo)師制
的問題的必要性[J].南京航空天大學(xué)學(xué)報,2001(9).
[8]馬艷秀.對清華大學(xué)本科生實(shí)行導(dǎo)師制的實(shí)證研究[J].
江蘇高教,2006(3).
[9]李東成.導(dǎo)師制:牛津和劍橋培育創(chuàng)新人才的有效模式
[J].中國高等教育,2001(8).
關(guān)鍵詞實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新能力
1 背景
20世紀(jì)90年代以來,以信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用、信息資源的開發(fā)和利用為主要內(nèi)容的全球化和信息化日益成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的顯著特征,成為人類社會跨入21世紀(jì)的重要推動力之一。黨的十六大從我國國情出發(fā),提出了要堅持以“信息化帶動工業(yè)化,工業(yè)化促進(jìn)信息化”、“走新型工業(yè)化的道路”等戰(zhàn)略思想。隨著這一精神的貫徹落實(shí),各級政府扶持電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的積極性空前高漲,為信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境和無限的商機(jī)。
“十五”期間,各級各類信息化人才五年共增加2000萬人,其中軟件人員增加300萬人,計算機(jī)人才需要每年增加100萬。在我國總共664所本科學(xué)校中,有505所學(xué)校開設(shè)“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)。2004年,“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)在校人數(shù)接近理工科在校生總數(shù)的1/3。這一方面反映出高等教育對國家信息化建設(shè)的積極響應(yīng),另一方面也說明計算機(jī)專業(yè)建設(shè)數(shù)量大、任務(wù)重。然而,高校在擴(kuò)招的同時,在計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方面所面臨的問題也越來越突出,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)困難
國家和社會對計算機(jī)專業(yè)的人才需要,必然與國家信息化的目標(biāo)、進(jìn)程密切相關(guān)。計算機(jī)市場在很大程度上決定著對計算機(jī)人才的層次結(jié)構(gòu)、就業(yè)去向、能力與素質(zhì)等方面的具體要求。計算機(jī)類畢業(yè)生就業(yè)困難的主要原因不是數(shù)量太多或質(zhì)量太差,而是滿足社會需求的針對性不夠明確,導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)上的不合理。計算機(jī)人才培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)與社會需求的金字塔結(jié)構(gòu)相匹配,也應(yīng)當(dāng)是金字塔結(jié)構(gòu),這樣才能提高金字塔各個層次學(xué)生的就業(yè)率,滿足社會需求,降低企業(yè)的再培養(yǎng)成本。
2.高校培養(yǎng)模式與企業(yè)需求存在較大差距
目前,企業(yè)對素質(zhì)的認(rèn)識與高校通行的素質(zhì)教育在內(nèi)涵上有較大的差距。以學(xué)習(xí)能力為代表的發(fā)展?jié)摿Γ怯萌藛挝蛔铌P(guān)心的素質(zhì)之一。企業(yè)要求人才能夠?qū)W習(xí)他人長處,而目前相當(dāng)一部分學(xué)生“以自我為中心、盲目自以為是”的弱點(diǎn)十分明顯。
3.在校學(xué)生的實(shí)際動手能力亟待大幅度提高
目前計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程比重并不小,但由于學(xué)生不了解其作用,許多教師沒有將理論與實(shí)際結(jié)合的方法傳授給學(xué)生,致使相當(dāng)多的在校學(xué)生不重視基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)。為了適應(yīng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,更有效地培養(yǎng)大批符合社會需求的計算機(jī)人才,全方位地加強(qiáng)高校計算機(jī)師資隊伍建設(shè)刻不容緩。
4.計算機(jī)專業(yè)課程內(nèi)容和教學(xué)模式難以與計算機(jī)發(fā)展同步
目前計算機(jī)專業(yè)的課程內(nèi)容與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不同步,教學(xué)模式還不夠豐富,必須進(jìn)行大力度的改革。
截至到2004年12月,全國IT職位需求數(shù)達(dá)到72302個,比2004年1月份增長了17336個。需求職位以研發(fā)工程師、產(chǎn)品工程師、軟件設(shè)計開發(fā)工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師、系統(tǒng)分析員、Java開發(fā)工程師等技術(shù)崗位為主。赴日軟件工程師以及小語種IT工程師在本地就業(yè)機(jī)會也很多。然而,面對如此多的就業(yè)機(jī)會,一方面是大量計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生難以找到合適的職位,另一方面卻是IT企業(yè)難以找到滿意的IT人才。其中一個重要的原因是學(xué)生的實(shí)踐能力較差,與IT企業(yè)結(jié)合不緊密。
針對以上問題,計算機(jī)教育界一直在開展研究工作,并提出了一些有效的對策,其中層次化培養(yǎng)模式得到廣泛認(rèn)同。即根據(jù)計算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生所從事工作的性質(zhì)來劃分,將計算機(jī)人才大致分為從事研究型工作的專門人才、從事工程型工作的專門人才、從事應(yīng)用型工作的專門人才。其中第一類以培養(yǎng)優(yōu)秀的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才為目標(biāo),著眼于他們未來成為教授和學(xué)者;第二類注重培養(yǎng)工程實(shí)踐型人才,著眼于他們未來成為主任工程師、總工程師;第三類以培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)熟練的、優(yōu)秀的軟硬件生產(chǎn)、開發(fā)、經(jīng)營、維護(hù)工程師以及專業(yè)技術(shù)管理工程師為目標(biāo)。
事實(shí)上,我國的教育理論工作者早就從社會功能、智能結(jié)構(gòu)等方面對人才類型進(jìn)行研究,認(rèn)為社會人才可分為四種類型:學(xué)術(shù)型人才、工程型人才、技術(shù)型人才、技能型人才。這四類人才中,學(xué)術(shù)型人才要求基礎(chǔ)理論深厚,有較好的學(xué)術(shù)修養(yǎng)和較強(qiáng)的研究能力;工程型人才要求有較好的理論基礎(chǔ),較強(qiáng)的應(yīng)用知識解決實(shí)際工程的能力;技術(shù)型人才也要有一定的理論基礎(chǔ),但更強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中的應(yīng)用;技能型人才強(qiáng)調(diào)崗位操作能力。地方本科院校從事理論研究的基礎(chǔ)相對薄弱,學(xué)術(shù)型人才不應(yīng)作為主要培養(yǎng)類型,而技術(shù)型和技能性人才更適合高職高專等院校。因此,地方本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)以工程型人才培養(yǎng)為主。從計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的角度看,工程型人才的特征主要是把計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基本原理演變?yōu)檐浖蛴布a(chǎn)品的設(shè)計、項(xiàng)目規(guī)劃或決策。強(qiáng)化實(shí)踐能力,注重專業(yè)知識的綜合運(yùn)用,提高與企業(yè)溝通的能力是這類人才培養(yǎng)的最佳手段。大力培養(yǎng)工程型人才符合地方院校特色,也符合因材施教的要求。
2 工程型人才培養(yǎng)模式
根據(jù)工程型人才的特征要求,本文從地方高校的角度,以蘇州大學(xué)計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式為例,重點(diǎn)探討計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)工程型人才的培養(yǎng)模式。
蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在制定培養(yǎng)方案時,在保證學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識和計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必備的基本原理的前提下,增加了實(shí)踐教學(xué)的比重,設(shè)立了數(shù)據(jù)庫綜合實(shí)驗(yàn)和硬件綜合實(shí)驗(yàn)等五個大型綜合實(shí)驗(yàn);制定了二年級到企業(yè)進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)、三年級到企業(yè)進(jìn)行暑期實(shí)習(xí)、四年級到企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計實(shí)習(xí)的企業(yè)實(shí)習(xí)計劃;開設(shè)了日語等小語種選修課以及客戶關(guān)系管理等公選課,包括聘請企業(yè)高級主管開設(shè)企業(yè)文化講座、IT項(xiàng)目管理選修課等。本節(jié)僅從強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)這一側(cè)面介紹我們在工程型人才培養(yǎng)方面進(jìn)行的探索。
1.教學(xué)模式概述
蘇州大學(xué)與蘇州高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、昆山軟件園毗鄰,周邊IT企業(yè)眾多,其中蘇州工業(yè)園區(qū)55%的企業(yè)為IT企業(yè)。蘇州工業(yè)園區(qū)下屬的國際科技園現(xiàn)有企業(yè)240多家,80%為IT企業(yè)和高科技企業(yè),主要從事軟件開發(fā)和IC設(shè)計。蘇州大學(xué)在多年教學(xué)中,結(jié)合地方特色,總結(jié)出了一套理論與實(shí)踐相結(jié)合的培養(yǎng)方法,在注重計算機(jī)專業(yè)人才基本理論培養(yǎng)的同時,也注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。教學(xué)中,采取“理論―實(shí)踐―理論”循環(huán)教學(xué)模式,既注重理論教學(xué)中各門課程的相互銜接,同時將理論教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計和論文設(shè)計看成一個整體,將它們有機(jī)結(jié)合起來,讓學(xué)生不僅僅學(xué)到某門具體課程的教學(xué)內(nèi)容和某種具體的開發(fā)手段,更能全面掌握整個課程體系和開發(fā)過程。實(shí)踐教學(xué)中,我們建立了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,設(shè)計了從“單元實(shí)驗(yàn)―綜合實(shí)驗(yàn)―課程設(shè)計―開放實(shí)驗(yàn)室―實(shí)習(xí)基地―畢業(yè)設(shè)計”一體化的實(shí)踐教學(xué)體系,以提高學(xué)生的個性化設(shè)計能力。同時,我們與企業(yè)密切聯(lián)系,積極探索“產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,培養(yǎng)實(shí)踐型人才”的新模式。
2.主動適應(yīng)IT企業(yè)需求,定制企業(yè)需求的培養(yǎng)方案
隨著IT技術(shù)的迅速發(fā)展,蘇州工業(yè)園區(qū)和蘇州市的IT企業(yè)也發(fā)生著巨大的變革,其人才的需求也在不斷變化。因此,跟蹤IT企業(yè)的發(fā)展,分析其人才需求狀況,對計算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式有重要參考價值。針對目前許多高校培養(yǎng)的本科生難以適應(yīng)市場需求這一現(xiàn)狀,蘇州大學(xué)與蘇州市各相關(guān)企業(yè)聯(lián)合成立IT企業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會,為蘇州大學(xué)IT專業(yè)的發(fā)展提供長期的指導(dǎo)與支持。同時,IT企業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會企業(yè)還不定期地給計算機(jī)專業(yè)學(xué)生舉行技術(shù)講座及前沿知識講座,并與教師進(jìn)行座談,共同商討有關(guān)教學(xué)內(nèi)容更新的問題。IT企業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會不僅為學(xué)生、教師打開了了解市場的窗口,同時也為企業(yè)和學(xué)校架起了人才需求的橋梁,從而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)專業(yè)人才的定制化培養(yǎng)。
3.建立新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提高學(xué)生的個性化設(shè)計能力
在專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上,改變原有實(shí)驗(yàn)課中傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)多而反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新成就的實(shí)驗(yàn)少、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)少、實(shí)驗(yàn)手段上采用傳統(tǒng)測試技術(shù)多而利用現(xiàn)代技術(shù)手段少的狀況,建立了新的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,這是提高學(xué)生實(shí)踐能力的有效手段。在具體實(shí)施中,可以把有原來固定的實(shí)驗(yàn)時間安排改變成靈活的實(shí)驗(yàn)時間安排,把原來封閉的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改變成支持自主設(shè)計的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,把原來的成批實(shí)驗(yàn)方式改變?yōu)闈M足學(xué)生個性化要求的實(shí)驗(yàn)方式。針對專業(yè)特點(diǎn),可分設(shè)計算機(jī)硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、計算機(jī)軟件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、計算機(jī)軟件工程實(shí)驗(yàn)室、計算機(jī)多媒體基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)室、信息安全實(shí)驗(yàn)室,以培養(yǎng)學(xué)生專長。
4.建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,提高學(xué)生創(chuàng)新能力
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途經(jīng)。目前,蘇州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和摩托羅拉中國有限公司、蘇州國芯科技有限公司、紫金電子有限公司等多家單位聯(lián)合建立了蘇州大學(xué)摩托羅拉單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、江蘇省嵌入式軟件技術(shù)中心蘇州大學(xué)分中心等具備一定科研能力的實(shí)驗(yàn)室,從而為學(xué)生創(chuàng)新能力的提高創(chuàng)造了條件。同時,學(xué)院成立了自己的開放實(shí)驗(yàn)室,主要為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)成績優(yōu)異且有較強(qiáng)科研能力的學(xué)生提供了進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的條件,并制定了完善的開放實(shí)驗(yàn)室條例,規(guī)定了其運(yùn)行機(jī)制及運(yùn)行模式。
如進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生必須結(jié)成科研小組,采用自主選題、指導(dǎo)教師指定課題或企業(yè)提供課題等方式,經(jīng)開放實(shí)驗(yàn)室評審委員會評定后才能進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室??蒲行〗M必須在一定時期內(nèi)完成一定的科研任務(wù),并提交課題總結(jié)報告或論文。由于開放實(shí)驗(yàn)室必須以課題小組形式申報課題,開放實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時,還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊開發(fā)能力。因此,開放實(shí)驗(yàn)室為廣大學(xué)生提供了自由發(fā)展的空間,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)造激情,為其成才創(chuàng)造了有利條件。
5.建設(shè)加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地,提高學(xué)生工程實(shí)踐能力
提高實(shí)踐能力的關(guān)鍵是要讓學(xué)生有與企業(yè)直接溝通的機(jī)會。因此,應(yīng)積極引導(dǎo)教師主動面向地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和文化繁榮的主戰(zhàn)場,把專業(yè)建設(shè)深深根植于生產(chǎn)實(shí)踐之中。在實(shí)踐中轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,致力于培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會適應(yīng)性的高級專門人才。目前,我們已在蘇州工業(yè)園區(qū)、蘇州新區(qū)的摩托羅拉、AMD、羅技、旺宏等世界知名IT企業(yè)建立了計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)與實(shí)習(xí)基地,并與中創(chuàng)軟件工程股份有限公司合作在昆山成立了蘇州大學(xué)中創(chuàng)軟件工程學(xué)院實(shí)習(xí)基地。在實(shí)踐中教,在實(shí)踐中學(xué),使得計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力明顯增強(qiáng)。
我們將企業(yè)實(shí)習(xí)劃分成三個階段。一是認(rèn)知實(shí)習(xí),時間一般為一周,主要讓學(xué)生全面了解企業(yè)的運(yùn)作模式、各企業(yè)主要研究方向以及當(dāng)前流行的開發(fā)工具和軟硬件平臺。二是暑期社會實(shí)踐,時間為50天,主要讓學(xué)生利用暑假深入企業(yè),參與企業(yè)的一些小型項(xiàng)目或一些模塊的開發(fā),甚至是文檔的整理工作,目的是讓學(xué)生知道所學(xué)知識到底能如何運(yùn)用,并初步具備運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行一些實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)的能力。三是畢業(yè)實(shí)習(xí),時間為一學(xué)期,主要讓學(xué)生綜合利用所學(xué)知識進(jìn)行較為完整的項(xiàng)目開發(fā),目的是讓學(xué)生畢業(yè)后具備獨(dú)立勝任項(xiàng)目開發(fā)與設(shè)計的能力。
在實(shí)習(xí)基地建設(shè)中,應(yīng)注重學(xué)生管理與質(zhì)量監(jiān)控。以畢業(yè)設(shè)計為例,我們制定了一系列有關(guān)畢業(yè)設(shè)計的規(guī)章制度,如畢業(yè)設(shè)計計劃、畢業(yè)設(shè)計選題原則與類型、畢業(yè)設(shè)計的步驟、校外畢業(yè)設(shè)計試行辦法等條例,并發(fā)放企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行。對于安排畢業(yè)實(shí)習(xí)生多的企業(yè),我們還專門安排指導(dǎo)教師長駐企業(yè),從而確保了畢業(yè)設(shè)計和論文的質(zhì)量。
3 結(jié)束語
強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),可以讓學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都得到顯著提高。近幾年來,我院學(xué)生多次在江蘇省程序設(shè)計及網(wǎng)頁設(shè)計比賽中獲得好的成績,畢業(yè)生一次就業(yè)率也始終在98%以上,人才就業(yè)面也非常廣。目前,在實(shí)習(xí)基地建設(shè)方面,我們在擴(kuò)大實(shí)習(xí)基地范圍的同時,更加注重實(shí)習(xí)基地的內(nèi)涵建設(shè),如開展“多模式校企合作培養(yǎng)高素質(zhì)IT人才”這一課題研究,希望通過IT企業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、IT企業(yè)聯(lián)盟等松耦型校企合作模式和共建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心、實(shí)習(xí)基地等緊密型校企合作模式等方式開展全方位、多層次的合作。同時,針對不同層次的學(xué)生、不同性質(zhì)和規(guī)模的企業(yè)采取靈活多樣的培養(yǎng)模式,既達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新性人才的目的,也使企業(yè)在校企合作中得到實(shí)惠,從而達(dá)到校企雙贏的目的。
(本文獲得“2005年全國青年教師計算機(jī)教育優(yōu)秀論文評比”學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)二等獎)
參考文獻(xiàn)
1.陳建軍.IT業(yè)和長三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化良性互動.通信信息報,2004,6
2.李曉明.陳平等.關(guān)于計算機(jī)人才需求的調(diào)研報告.計算機(jī)教育,2004,8:11~18
3.馬殿富等.明確定位,培養(yǎng)高質(zhì)量人才.計算機(jī)教育,2004,8:44~50
關(guān)鍵詞:學(xué)科交叉融合高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)跨學(xué)科交叉融合
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-2117(2014)02-0014-021引言
學(xué)科交叉融合在近幾年中越來越被頻繁的出現(xiàn)在各類研究性期刊和論文中,錢學(xué)森認(rèn)為,“交叉學(xué)科是一個非常有前途、非常廣闊而又重要的科學(xué)領(lǐng)域,開始時可能不被人所理解,或者有人不贊成,但終究會興旺起來?!盵1]可見在20多年前,錢學(xué)森就已經(jīng)敏銳的意識到學(xué)科交叉融合對于現(xiàn)代科學(xué)的深遠(yuǎn)影響。在國外,也有很多學(xué)者研究和教育家關(guān)注。比如美國著名學(xué)者對交叉學(xué)科的前景給予了肯定,認(rèn)為如果能在操作層次上將多各學(xué)科有意義的聯(lián)接和融合,就能實(shí)現(xiàn)更大的跨學(xué)科的目的。甚至有學(xué)者提出:一流大學(xué)的未來一定有交叉學(xué)科的身影。學(xué)科交叉融合的趨勢和必然性已經(jīng)有目共睹,那么它對于普通高校的計算機(jī)科學(xué)的教學(xué)是否也存在影響呢?
2學(xué)科交叉融合研究
學(xué)科交叉融合也被稱為跨學(xué)科交叉融合,早在上世紀(jì)20年代就由國外的心理學(xué)專家提出,開始使用“跨學(xué)科”。因?yàn)槿藗冊趯W(xué)科研究的過程中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)科都是相通的,比如:自然科學(xué)和人文科學(xué)相通,藝術(shù)和技術(shù)相通。這種學(xué)科間的不可分離,導(dǎo)致了如果我們只追求某一方面的知識無法激發(fā)創(chuàng)造力。正由于此,很多研究的完成都需要多學(xué)科研究者的緊密合作才能完成。因此,學(xué)科交叉融合才被研究者們重視,也深切體會了其中的重要性。
2.1學(xué)科交叉融合的內(nèi)涵
交叉學(xué)科是在兩種或兩種以上單一學(xué)科基礎(chǔ)上,由不同學(xué)科領(lǐng)域、部門和分支學(xué)科相互聯(lián)系、相互作用、彼此融合而形成的一類學(xué)科。它既是一個學(xué)科概念,同時又是一個歷史范疇,因?yàn)樾屡d學(xué)科的產(chǎn)生大都是傳統(tǒng)或成熟學(xué)科相互交叉作用產(chǎn)生的結(jié)果,與此同時,新興學(xué)科的產(chǎn)生及迅速發(fā)展又帶動和促進(jìn)相關(guān)其他學(xué)科的發(fā)展。[2]
2.2國內(nèi)學(xué)科交叉融合
國外知名高校都把跨學(xué)科研究作為學(xué)校發(fā)展的基本政策,往往由學(xué)校的主要負(fù)責(zé)人管理相關(guān)的跨學(xué)科組織以及跨學(xué)科教育工作,具有虛實(shí)結(jié)合的多樣化跨學(xué)科學(xué)術(shù)組織,多方面的資金扶持,共享的物資條件以及全方位的信息溝通,跨學(xué)科合作文化氛圍等。
而國內(nèi)也有很多學(xué)者提出跨學(xué)科教學(xué)的理論。陳平提出了在《基于學(xué)部的跨學(xué)科合作探討》中提出,利用高校學(xué)部制的推行,促進(jìn)相近學(xué)科的交叉融合,完善機(jī)構(gòu)和功能,構(gòu)建強(qiáng)大的信息系統(tǒng)。在2010年“科學(xué)與藝術(shù)國際研討會”上,藝術(shù)家和科學(xué)家都達(dá)到共識,科學(xué)與藝術(shù)同源于自然,同屬于文化,最初就是一體的。隨著人類進(jìn)入數(shù)字化時代,科學(xué)與藝術(shù)正在越來越緊密地走向交叉融合。科學(xué)技術(shù)需要美感與想象力以求創(chuàng)新,現(xiàn)代藝術(shù)則需要有高科技的支撐和推動??扑囅嗤ā⑽睦斫蝗趯⒋龠M(jìn)社會進(jìn)步、繁榮、和諧。陳安華、胡艷平、顏建輝等人在《構(gòu)建多學(xué)科融合學(xué)術(shù)環(huán)境提高研究生創(chuàng)新能力》的文章中提出,多學(xué)科學(xué)術(shù)環(huán)境對研究生創(chuàng)新能力的作用,能為研究生選擇問題指明方向,也能為研究生做出突破性創(chuàng)新奠定知識基礎(chǔ)。在孟蘭的《高等藝術(shù)院校景觀雕塑與環(huán)境設(shè)計專業(yè)學(xué)科交叉實(shí)踐教學(xué)探討》中,就具體的兩個學(xué)科如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討和實(shí)驗(yàn)。國內(nèi)還有很多類似的文章和探討,在最近的期刊中越來越多的學(xué)者將目光投向了這個領(lǐng)域,也說明跨學(xué)科交叉融合也慢慢走到向歷史舞臺的中央。
高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是高等院校的必修課程,作為大學(xué)第一學(xué)期的基礎(chǔ)課程,每個專業(yè)都需要學(xué)習(xí)。因?yàn)楝F(xiàn)代學(xué)科很多都是以計算機(jī)作為基礎(chǔ),需要用到計算機(jī)。比如:醫(yī)學(xué)專業(yè),很多檢查都是靠高科技儀器檢測,甚至很多手術(shù)都必須依靠計算機(jī)。如果沒有計算機(jī)的介入,現(xiàn)在醫(yī)學(xué)將寸步難行。藝術(shù)專業(yè)看似跟計算機(jī)不相關(guān),可是其實(shí)很多音樂歌曲的處理都有計算機(jī)的影子。再加上智能設(shè)備的普及化,計算機(jī)基礎(chǔ)課程成為了每個人必須掌握的能力。新時代必須有新的教學(xué)思路,隨著信息化的推進(jìn),很多學(xué)生不到上大學(xué)已經(jīng)掌握的計算機(jī)的基礎(chǔ)能力,如果高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)還是因循守舊,那么計算機(jī)就不能適應(yīng)這種學(xué)科交叉融合的趨勢。如何在新時期下,順應(yīng)跨學(xué)科交叉融合培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)能力,是現(xiàn)在亟待解決的問題,也是高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)必須面對的問題。
3計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)引入學(xué)科交叉融合
3.1學(xué)科交叉融合教學(xué)的必要性
計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中引入科學(xué)交叉融合是教學(xué)的新方法。前面已經(jīng)提到,學(xué)科交叉融合是每個專業(yè)都必須面對的問題,為適應(yīng)這樣的發(fā)展,提出以下思路:
3.1.1大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)必須結(jié)合各學(xué)科具體實(shí)踐。由于現(xiàn)在很多學(xué)生已經(jīng)懂得了很多計算機(jī)基礎(chǔ)知識,那么在這樣的基礎(chǔ)上我們可以加入本學(xué)科的內(nèi)容。比如:醫(yī)學(xué)專業(yè)加入學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)醫(yī)療儀器的學(xué)習(xí),音樂專業(yè)加入學(xué)習(xí)音樂制作軟件的學(xué)習(xí)。
3.1.2大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)結(jié)合各學(xué)科教會學(xué)生學(xué)習(xí)必要的編程能力。編程能力的培養(yǎng)雖然是計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容,但其他學(xué)科的學(xué)生如果也能夠?qū)W習(xí),那么可以加深他們理解自己學(xué)科跟計算機(jī)專業(yè)的聯(lián)系。反過來也能促進(jìn)他們學(xué)科中計算機(jī)技術(shù)的加強(qiáng)。
3.1.3大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)引入各學(xué)科相鄰學(xué)科的學(xué)習(xí)?,F(xiàn)代社會信息融合越來越多,了解自己專業(yè)相鄰學(xué)科的知識同樣重要。如果能在計算機(jī)學(xué)習(xí)的同時也了解相鄰學(xué)科,同樣對于本專業(yè)的學(xué)習(xí)有很大促進(jìn)。
3.2學(xué)科交叉融合的嘗試教學(xué)效果
為了實(shí)踐學(xué)科交叉融合的新思路,本人在2012級大一新生的第二學(xué)期的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中,進(jìn)行了嘗試性教學(xué)。選擇第二學(xué)期進(jìn)行實(shí)踐,主要是考慮通過第一學(xué)期的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)有了部分計算機(jī)基礎(chǔ)能力。而第二學(xué)期本校開始進(jìn)行編程方面的教學(xué),這對于計算機(jī)學(xué)科和其他學(xué)科融合是比較有利的。以兩個不同專業(yè)的四個班作為實(shí)驗(yàn)對象。其中,兩個班為計算機(jī)專業(yè)本科班,兩個為管理專業(yè)本科班,對這兩個專業(yè)分別制定了不同的教學(xué)計劃。對于計算機(jī)專業(yè)本科班來說,他們以后面對的很多開發(fā)軟件都跟管理有關(guān)。因此,在學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的同時,加入學(xué)習(xí)基本管理軟件的操作。而對管理專業(yè)的本科班來說,他們本來就學(xué)習(xí)管理對于企業(yè)管理的流程比較熟悉,那么就在學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)課程的同時學(xué)習(xí)如何才能制作出企業(yè)管理軟件,并在學(xué)習(xí)的過程中,找到企業(yè)管理軟件中還存在的不足。通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí),我們發(fā)現(xiàn):①計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,對于管理的流程熟悉了很多。這對于他們編寫程序、改進(jìn)軟件非常有利,雖然他們還是大一的學(xué)生,但是他們現(xiàn)在學(xué)習(xí)到的管理知識對于今后軟件開發(fā)的學(xué)習(xí)是很寶貴的基礎(chǔ)。原來他們對于管理軟件為何要這樣編寫比較迷惑,現(xiàn)在已經(jīng)能夠部分了解了;②管理專業(yè)的學(xué)生,由于學(xué)習(xí)了編寫軟件的過程(并不要求他們都能編寫出來),從而加深了企業(yè)管理軟件的使用。近20%的學(xué)生還能提出一些企業(yè)管理軟件應(yīng)用上的不足,這正是學(xué)科融合帶來的驚喜。
雖然由于學(xué)科交叉融合還處于嘗試的階段,但通過一個學(xué)期四個班級的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué),我們得到了很多關(guān)于學(xué)科交叉融合的很多新想法和思路。這對于促進(jìn)、改進(jìn)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是很重要的,在此基礎(chǔ)上我們還可以做更多的嘗試性教學(xué),把學(xué)科交叉融合的思路更深入下去。
4結(jié)語
跨學(xué)科交叉融合已經(jīng)勢在必行,每個專業(yè)、每個高校都在思考,計算機(jī)學(xué)科作為信息化社會的核心,不能走在后面,應(yīng)該作為先鋒走在所有學(xué)科的前面。本人對于計算機(jī)基礎(chǔ)中引入學(xué)科交叉融合的思路很有信心,它不僅能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,也能讓計算機(jī)基礎(chǔ)專業(yè)展現(xiàn)出新的活力。
(湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院,湖南長沙410205)
參考文獻(xiàn):
[1]錢學(xué)森.交叉科學(xué):理論與研究展望[N].光明日報,1985,05,17(3).
[2]趙云云.交叉學(xué)科與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)系研究[J].黑龍江高教研究,2010,(11):123-125.[3]陳平.基于學(xué)部的跨學(xué)科合作探討[J].科技管理研究,2010,(12):87-89.
[4]劉仲林,張淑林.中外“跨學(xué)科學(xué)”研究進(jìn)展評析[J].科學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理,2003,(9):5-8.
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);人才培養(yǎng)模式;課程體系
中圖分類號:G623.58
嵌入式從早期的單片機(jī),到后來的DSP,再到現(xiàn)今的32位的基于ARM架構(gòu)的處理器及以Soc片上系統(tǒng)的應(yīng)用,嵌入式的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域。嵌入式教育目前在國內(nèi)已經(jīng)形成了足夠的重視,但我們在很多方面所做的工作還不夠,還存在一些問題如:師資力量不夠,教材過于籠統(tǒng),教學(xué)方式陳舊,培養(yǎng)嵌入式專業(yè)技能方面不能滿足社會需求等。
本文將結(jié)合哈爾濱華德學(xué)院計算機(jī)專業(yè)的實(shí)際情況,以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為目標(biāo),結(jié)合本校學(xué)生的特點(diǎn),探討如何培養(yǎng)出適應(yīng)社會需要的嵌入式人才。
1.專業(yè)定位
哈爾濱華德學(xué)院于2007年在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)設(shè)置嵌入式系統(tǒng)方向,本專業(yè)的定位是培養(yǎng)能夠在消費(fèi)電子、信息科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域從事嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的軟/硬件設(shè)計、開發(fā)、測試等領(lǐng)域具有綜合解決實(shí)際問題能力的實(shí)用型高等工程技術(shù)人才。
2.課程體系
2004年IEEE和ACM對計算機(jī)專業(yè)本科教育的課程系進(jìn)行的設(shè)置認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)的課程應(yīng)包括以下內(nèi)容:嵌式的發(fā)展歷程和概述、嵌入式微處理器、嵌入式軟件設(shè)、實(shí)時操作系統(tǒng)、低功耗計算、系統(tǒng)可靠性設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工具、嵌入式多處理器系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)、接口和混合信號系統(tǒng)等。
通過市場調(diào)查,針對學(xué)生的實(shí)際接受知識的情況和社會的需求,本專業(yè)方向課程體系的理論教學(xué)分必修課程和選修課程,理論與實(shí)踐的比例在6:4。課程體系主要分四個階段:嵌入式原理基礎(chǔ)、嵌入式編程基礎(chǔ)、嵌入式開發(fā)技術(shù)和嵌入式綜合應(yīng)用。整個課程體系如圖1所示
圖1哈爾濱華德學(xué)院計算機(jī)專業(yè)嵌入式方向課程體系
課程體系中加強(qiáng)注重“精”,重點(diǎn)強(qiáng)化基礎(chǔ)知識的掌握,課程內(nèi)容較大程度地體現(xiàn)了嵌入式領(lǐng)域的熱點(diǎn),是企業(yè)界普遍關(guān)心的核心技術(shù),具有較強(qiáng)的實(shí)用性。教學(xué)中微處理器介紹MCS-51、ARM、FPGA、DSP,嵌入式操作系統(tǒng)介紹Linux、WinCE,開發(fā)語言介紹C++、Java。四年的教學(xué)要求學(xué)生做到四個“1”,即“精通1種主流微處理器系統(tǒng)+1套開發(fā)工具+1種嵌入式操作系統(tǒng)+1門開發(fā)語言”。
3.實(shí)踐教學(xué)體系
嵌入式系統(tǒng)是一門應(yīng)用性,實(shí)踐性很強(qiáng)的的課程。結(jié)合哈爾濱華德學(xué)院的實(shí)際教學(xué)特點(diǎn),積極開展啟發(fā)式、討論式、案例式等教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,考慮到學(xué)生的層次不同,在設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時,由淺入深,進(jìn)行循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)。在設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié)時,我們分為課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計三個環(huán)節(jié),另外發(fā)揮發(fā)揮學(xué)生社團(tuán)組織的作用,組織開展課外創(chuàng)新訓(xùn)練與社會實(shí)踐活動。
3.1課程實(shí)驗(yàn)
課程實(shí)驗(yàn)又分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計性實(shí)驗(yàn),一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是4學(xué)時,綜合性實(shí)驗(yàn)是8學(xué)時、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是4學(xué)時。如嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用課程共16學(xué)時實(shí)驗(yàn),4學(xué)時的GPIO輸入輸出、中斷實(shí)驗(yàn);8學(xué)時的電機(jī)控制、顯示實(shí)驗(yàn),4學(xué)時的電子相框設(shè)計。通過這幾個環(huán)節(jié),學(xué)生能夠基本掌握ARM9處理器的應(yīng)用。
3.2課程設(shè)計
課程設(shè)計一般都是1周-2周的教學(xué)周期,由老師給出題目,學(xué)生三人組成一組并選題,完成設(shè)計內(nèi)容。此環(huán)節(jié)即鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,又鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。
3.3畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計是最后一個實(shí)踐環(huán)節(jié),周期為13周,學(xué)生通過前期的教學(xué)環(huán)節(jié),對于自己的特長已經(jīng)有了定位,因此,自由選擇導(dǎo)師并定出研究題目,畢業(yè)設(shè)計分為論文開題、中期檢查、末期檢查、論文換審、論文答辯五個環(huán)節(jié),本專業(yè)方向的畢業(yè)設(shè)計要求學(xué)生動手制作出實(shí)物,然后寫出論文。這個環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合實(shí)踐和語言表述的能力,在增強(qiáng)學(xué)生理論基礎(chǔ)的同時,提高了實(shí)踐能力。
3.4課外實(shí)踐
采取“導(dǎo)師制”的方式,組織科研活動小組,指導(dǎo)學(xué)生參加各種科技實(shí)踐活動,學(xué)生在大學(xué)生電子競賽、飛思卡爾競賽、ACM大學(xué)生競賽等競賽中獲得獎項(xiàng)累計有40余項(xiàng)。
4結(jié)論
基于以上的教學(xué)實(shí)踐,哈爾濱華德學(xué)院開展了一系列嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué),通過教學(xué),學(xué)生能夠建立嵌入式系統(tǒng)的思想,掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法,收到了良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]楊霞.嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J].學(xué)科建設(shè)與教學(xué)改革,2008(5):71-74.
[2]童英華.應(yīng)用型本科院校嵌入式教學(xué)探討[J].微型電腦應(yīng)用,2012(5):1-10.
[3]邱雅.關(guān)于軟件學(xué)院嵌入式教學(xué)改革的思考[J].電腦知識與技術(shù),2011(10):7957-7961.
關(guān)鍵詞:人工智能技術(shù);教學(xué)方法;編程能力
中圖分類號:TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)16-3865-02
1 概述
2008年11月16日,中國科協(xié)成立50周年新聞會在北京召開。在新聞會上,“五個10”系列評選活動,即10位傳播科技的優(yōu)秀人物、10部公眾喜愛的科普作品、10個公眾關(guān)注的科技問題、10個影響中國的科技事件、10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)評選結(jié)果揭曉。10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)是:基因修飾技術(shù);未來家庭機(jī)器人;新型電池;人工智能技術(shù);超高速交通工具;干細(xì)胞技術(shù);光電信息技術(shù);可服用診療芯片;感冒疫苗;無線能量傳輸技術(shù)。
人工智能技術(shù)學(xué)科是計算機(jī)科學(xué)中涉及研究、設(shè)計和應(yīng)用智能機(jī)器的一個分支。指人類的各種腦力勞動或智能行為,諸如判斷、推理、證明、判別、感知、理解、通信、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)和問題求解等思維活動,可以用某種智能化的機(jī)器來予以人工實(shí)現(xiàn)[1]。
通過《人工智能技術(shù)》課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對人工智能技術(shù)的發(fā)展概況、基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域有深入了解、對主要技術(shù)及應(yīng)用有一定掌握,并對現(xiàn)代人工智能技術(shù)發(fā)展的方向有所研究。通過人工智能技術(shù)課程的學(xué)習(xí)與研究,啟發(fā)學(xué)生對人工智能技術(shù)的興趣,培養(yǎng)知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力,并能將人工智能技術(shù)融入到今后所開發(fā)的計算機(jī)軟件之中。
《人工智能技術(shù)》是一門眾多學(xué)科交叉的新興課程,其涵蓋范圍廣,涉及知識點(diǎn)多,知識更新快,內(nèi)容抽象,不容易理解,理論性強(qiáng),而且需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯思維能力,這給該課程的講授帶來了一定困難。《人工智能技術(shù)》也是一門應(yīng)用型學(xué)科,怎樣將理論運(yùn)用到實(shí)踐中,使學(xué)生將學(xué)到的人工智能技術(shù)知識和思想運(yùn)用到自己的實(shí)際課題,這也是該課程需要解決的問題之一。
因此,對《人工智能技術(shù)》課程教學(xué)來說,我們要了解課程的最新信息,把握課程的特點(diǎn),幫助學(xué)生找到好的學(xué)習(xí)方法,使他們能充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維能力,提高學(xué)習(xí)興趣,該文給出了《人工智能技術(shù)》課程的教學(xué)與實(shí)踐的探索。
2 教學(xué)與實(shí)踐的探索
2.1 教材和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選取
1) 人工智能技術(shù)是整個計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快,知識更新最快,最前沿的學(xué)科之一。在教材選用方面,我們采用了蔡自興教授等主編,由高等教育出版社出版的《人工智能基礎(chǔ)》這本教材。蔡自興教授的主要研究領(lǐng)域?yàn)槿斯ぶ悄?、機(jī)器人學(xué)和智能控制等。這本教材是作者在美國國家工程院院士、普度大學(xué)教授傅京孫先生的指導(dǎo)和鼓勵下編寫,借鑒了國內(nèi)外人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)<业淖钚卵芯砍晒蛯W(xué)術(shù)書籍的長處,該書比較全面地介紹了人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)知識與技術(shù),材料新,易于理解,兼顧基礎(chǔ)及應(yīng)用[2]。
此外,我們還給學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供多種類型的學(xué)習(xí)資料,其中包括參考書目,如:Russel S, Norvig P.等編著的《Artificial Intelligence: A Modern Approach》一書,人工智能技術(shù)國內(nèi)外期刊,如電子學(xué)報,計算機(jī)學(xué)報,人工智能與模式識別,Artificial Intelligence,Journal of Artificial Intelligence Research,Engineering Applications of Artificial Intelligence和International Joint Conference on Artificial Intelligence,AAAI: American Association for AI National Conference等人工智能技術(shù)會議,使學(xué)生能夠掌握人工智能技術(shù)的更多前沿動態(tài),提高學(xué)習(xí)興趣。
2) 配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容?!度斯ぶ悄芗夹g(shù)》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對該課程尤為重要。除了完成課本上的作業(yè)之外,還注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、算法設(shè)計能力和編程能力。首先,每個章節(jié)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過嚴(yán)格的考慮,如:五子棋游戲,產(chǎn)生式系統(tǒng),旅行商問題,傳教士和野人問題,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡單的分類,遺傳算法、人工生命程序等,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)章節(jié)的知識,獨(dú)立地設(shè)計和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報告包括簡述實(shí)驗(yàn)原理及方法,給出程序設(shè)計流程圖,源程序清單,實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析等內(nèi)容,通過這種方式,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的信息獲取能力和研究能力。
2.2 教學(xué)方法和手段的改革
人工智能技術(shù)課程交叉性強(qiáng),涉及面廣,傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一,缺少交流,課堂氣氛沉悶,激發(fā)不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果不理想。人工智能技術(shù)這門課程內(nèi)容抽象,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本課程需要解決的主要問題,也是關(guān)系教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。本課程需采用多種方法進(jìn)行教學(xué),以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1) 問題啟發(fā)式教學(xué)。《人工智能技術(shù)》這門課程中有很多似是而非、引人入勝的問題,主要是用計算機(jī)模擬人類的智能來解決這種問題。在教學(xué)中,有目的的提出這些問題,鼓勵學(xué)生思考,提出自己的想法和解決方案,并進(jìn)行分析和比較,這樣強(qiáng)化學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識,提高學(xué)習(xí)積極性[3]。
2) 個性化學(xué)習(xí)和因材施教。學(xué)生中存在計算機(jī)專業(yè)和非計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)的差別,由于他們每個人的基礎(chǔ)不同,有的計算機(jī)知識比較匱乏,因此有必要針對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,課堂作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告情況進(jìn)行及時評估,對學(xué)生提出個性化的教學(xué)。例如:在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要求有能力和興趣的學(xué)生可以做探究性和創(chuàng)新性的附加實(shí)驗(yàn),從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個性的空間,而對稍微吃力的學(xué)生則要求完成基本的實(shí)驗(yàn),更注重基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和夯實(shí),這樣就能達(dá)到因材施教的目的。同時對不同層次的學(xué)生進(jìn)行分析,進(jìn)一步提出學(xué)習(xí)建議,并進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。
3) 多媒體使用和多學(xué)科知識的融合。本課程PPT課件圖文并茂,提綱挈領(lǐng),便于學(xué)生理解。課堂講授、板書與PPT手段相結(jié)合,注重課程中的關(guān)鍵詞用英文表示,并適當(dāng)指定英文參考書,使學(xué)生能夠接觸國外文獻(xiàn)資料,加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解,獲得更寬廣的知識。PPT課件運(yùn)用了大量多媒體技術(shù),如動畫、聲音、圖像,通過動畫和視頻演示抽象的概念、算法和過程,使人工智能技術(shù)中抽象的知識形象化,在課件中融入了文學(xué),歷史等其他學(xué)科的相關(guān)知識,便于學(xué)生較好地理解知識難點(diǎn)和重點(diǎn)[4]。
4) 師生互動和課內(nèi)外答疑。在教學(xué)中,改變了傳統(tǒng)的老師講,學(xué)生聽的教學(xué)模式。針對人工智能技術(shù)的實(shí)用性,適當(dāng)提問,收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況,盡量使用實(shí)例進(jìn)行講解。設(shè)置了實(shí)驗(yàn)講解互動課程,對于實(shí)驗(yàn)的講解,學(xué)生可以提出疑問,然后在課堂上展開討論,學(xué)生可以看到問題從提出、分析到解決的整個過程,讓學(xué)生自己在討論中總結(jié)結(jié)論。為了解決教學(xué)中存在的疑難問題,還設(shè)有課后答疑,使學(xué)生能將所有的問題都理解透徹。
5) 理論研究與實(shí)踐結(jié)合。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,注重學(xué)生的理論研究和動手能力,適當(dāng)布置一些課程相關(guān)的論文和實(shí)驗(yàn)編程。通過課程論文,可以培養(yǎng)學(xué)生鉆研問題的興趣; 通過查閱科技文獻(xiàn)使學(xué)生掌握如何查找相關(guān)文獻(xiàn)的技能,可以培養(yǎng)學(xué)生撰寫科技論文的能力。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,使學(xué)生可以更加清楚地了解人工智能技術(shù)基本概念和難點(diǎn),也能了解算法的設(shè)計具體運(yùn)行過程,并對其進(jìn)行驗(yàn)證,提高了學(xué)生的編程能力和和學(xué)習(xí)興趣。
6) 考試考核方式改革。本課程的考核考試也是一個值得探討的問題,本課程應(yīng)采用多種綜合考試方法,注重學(xué)生對基礎(chǔ)概念、知識和基本的技能的掌握以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。平時作業(yè)考核成績,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)成績、提交課程論文成績,以及最后的期末考試成績形成一種有效的考試考核方法,促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)的評價指標(biāo)在于算法設(shè)計、編程的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析。課程論文評價指是選題是否嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)和具可研究性,論文結(jié)構(gòu)、思路是否嚴(yán)謹(jǐn),論文內(nèi)容科學(xué)性、正確性,能否提出自己的見解。考查查閱科技文獻(xiàn)的能力主要通過是否查找到權(quán)威的、最新文獻(xiàn)以及撰寫是否規(guī)范。
2.3 學(xué)生學(xué)好《人工智能技術(shù)》課程的建議
《人工智能技術(shù)》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用課程,學(xué)生如何學(xué)習(xí)這么課程,也是我們應(yīng)該探討的問題。
學(xué)生應(yīng)該正確看待《人工智能技術(shù)》這門科學(xué)的發(fā)展。人工智能技術(shù)孕育于20世紀(jì)30、40年代,形成于60、70年代,發(fā)展至今,人工智能技術(shù)只有短短60多年的歷史,它是一門不斷發(fā)展和完善的嶄新學(xué)科,還有許多課題處于探索中,理論和技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟,我們應(yīng)該對它有科學(xué)的認(rèn)識。
針對非計算機(jī)專業(yè)本科畢業(yè)的學(xué)生,除了課堂聽講之外,還應(yīng)該課下自學(xué)該課程的先修課程,如:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)等課程。人工智能技術(shù)中涉及到大量的數(shù)學(xué)知識,如:模式識別需要具有較好的概率論,數(shù)理統(tǒng)計知識,另外還會用到少量隨機(jī)過程、模糊數(shù)學(xué)的一些知識。人工智能技術(shù)是一門應(yīng)用課程,編程語言的掌握必不可少,涉及到SVM算法,粒子群算法,免疫算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),遺傳算法等算法,實(shí)現(xiàn)這些算法要求學(xué)生具有較強(qiáng)的編程能力。
學(xué)生應(yīng)該多讀,多查閱資料,特別是國外的期刊文獻(xiàn)和重要國際會議論文,多了解人工智能技術(shù)最前沿的信息,理論聯(lián)系實(shí)際,加深對基本算法的理解,并將人工智能技術(shù)的知識運(yùn)用到自己所研究的領(lǐng)域,以做到學(xué)以致用。
3 結(jié)論
人工智能技術(shù)在一定程度上代表著信息技術(shù)的前沿,該文對《人工智能技術(shù)》的課程教學(xué)進(jìn)行了一些探討,教學(xué)與實(shí)踐效果有了顯著提高,但仍然有許多方面還需要我們繼續(xù)探討和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 蔡自興,徐光佑.人工智能技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京: 清華大學(xué)出版社,2003.
[2] 蔡自興,肖曉明,蒙祖強(qiáng),等.樹立精品意識搞好人工智能技術(shù)課程建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué),2004(1):28-29.
摘要:本文從本科生的培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、教學(xué)方法及校園文化建設(shè)等方面對比了中美兩國高校的計算機(jī)專業(yè)本科教育體系,分析了兩種教育體系的優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:本科教育;教育改革;中美兩國
中圖分類號:G642
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
1 美國研究型大學(xué)本科教育改革對我國有著很好的借鑒作用
在高等教育發(fā)達(dá)的美國,早在上個世紀(jì)80年代就展開了研究型大學(xué)本科教育改革,1983年4月,美國全國高教質(zhì)量委員會發(fā)表了《國家在危難中,教育改革勢在必行》的報告,揭開了美國大規(guī)模教育改革的序幕。之后美國卡內(nèi)基教育促進(jìn)發(fā)展基金會又分別發(fā)表了《學(xué)院――美國本科生教育的經(jīng)驗(yàn)》和《重建本科生教育:美國研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖》(又稱《博耶報告》)兩份報告,這兩份報告指出了本科教育的8個沖突問題,并提出了改革本科教育的14點(diǎn)建議及10條途徑。這兩份報告對美國的本科教育改革起了很大的推動作用。報告公布后,各研究型大學(xué)都開始結(jié)合本校實(shí)際從以上十方面積極改進(jìn)本科教育,掀起了研究型大學(xué)本科教育改革的浪潮。
為了了解現(xiàn)狀、深化改革,卡內(nèi)基委員會又于2001年5月開展了一次“重建本科教育:博耶報告三年之后”的調(diào)查研究。調(diào)查對象涉及全國123所研究型大學(xué),調(diào)查發(fā)現(xiàn)本科教育地位有所提高、方式有所改進(jìn),十條建議得到了相當(dāng)?shù)捻憫?yīng),美國高校本科教育質(zhì)量得到了根本性的改變和提高,正在吸引越來越多的全世界優(yōu)秀學(xué)子赴美完成本科教育。中國當(dāng)前正處在本科教育改革的關(guān)鍵時期,學(xué)習(xí)、借鑒美國本科教育改革的成功經(jīng)驗(yàn),對促進(jìn)我國本科教育改革有著非常重要的意義。
2 中美高校本科教育的比較及啟示
筆者在2006年曾經(jīng)到美國依利諾伊大學(xué)香檳分校計算機(jī)系進(jìn)行過為期半年的交流學(xué)習(xí),本文以下部分結(jié)合本人的親身體會對比中美本科教育在培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、教學(xué)方法、考試形式等方面的差異,分析當(dāng)前制約我國本科教育發(fā)展的因素,從而取長補(bǔ)短,促進(jìn)我國本科教育的改革和發(fā)展。
2.1確立以研究型學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的培養(yǎng)模式
在《博耶報告》之后,美國研究型大學(xué)紛紛調(diào)整本科教育的培養(yǎng)模式,將本科教育的重心從被動學(xué)習(xí)、接受知識轉(zhuǎn)移到以研究和發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的過程上來,本科學(xué)生的學(xué)習(xí)以研究為基礎(chǔ),充分利用研究生教育和科研項(xiàng)目資源為本科教育服務(wù)。筆者在依利諾伊大學(xué)香檳分校計算機(jī)系旁聽過多門計算機(jī)專業(yè)本科課程,發(fā)現(xiàn)大部分計算機(jī)課程都沒有材,教學(xué)的內(nèi)容和進(jìn)度由老師提供的課程提綱(Syllabus)來決定,但老師一般會給學(xué)生指定一批參考書。這樣的教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生課后要做大量的閱讀、歸納、分析和總結(jié),根據(jù)老師提供的課程提綱來構(gòu)建這門課程的知識體系,有很多知識需要經(jīng)過自己思考和實(shí)踐才能得到。這種教學(xué)方式的好處是不言而喻的,但不好的地方就體現(xiàn)在教學(xué)的質(zhì)量很大程度上取決于授課老師的水平和責(zé)任心,有一定的隨意性。而我國大部分高校的本科培養(yǎng)模式更多體現(xiàn)出來的是一種知識傳授的培養(yǎng)模式,非常重視教材的選擇,所選教材的內(nèi)容體系就是課程的內(nèi)容體系。
在這種方式下,教材的選擇就非常重要,好的教材可以節(jié)省老師和學(xué)生時間,提高效率。但不好的地方就體現(xiàn)在對教材的依賴過大,教學(xué)活動受到一定的限制,學(xué)生比較被動的接受知識,缺乏壓力去查資料、歸納分析所學(xué)內(nèi)容。在我國目前高校師資緊張、班級學(xué)生人數(shù)眾多、教學(xué)資源不足的情況下完全采用美國的研究型學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式并不一定適合,這樣將導(dǎo)致教學(xué)水平難以監(jiān)管,學(xué)生發(fā)展不均衡。但是我們可以考慮在目前這種知識傳授的培養(yǎng)模式下逐步引入研究型學(xué)習(xí)的意識,在一些適合的課程里面進(jìn)行研究型教學(xué)的試點(diǎn)工作,不指定教材,將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,逐步確立以研究型學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的培養(yǎng)模式,從而培養(yǎng)學(xué)生終身自我學(xué)習(xí)和研究的能力。
2.2確立跨學(xué)科發(fā)展的課程設(shè)置體系
美國研究型大學(xué)很早就確立了通識教育和跨學(xué)科發(fā)展的概念。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對于一些綜合、復(fù)雜的問題越來越需要多種知識、理論和方法予以解決,跨學(xué)科成立研究中心已經(jīng)成為一種趨勢。近年來,美國研究型大學(xué)紛紛成立跨學(xué)科教學(xué)和研究中心,打破院系的界限,整合教育科研資源,積極推進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)和科研。例如2003年哈佛大學(xué)(Harvard)和麻省理工學(xué)院(MIT)各自建立了一個跨學(xué)科研究中心(Center of Excellence),中心集合了來自生物學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、工程學(xué)和計算機(jī)信息科學(xué)等方面的專家,大家協(xié)同合作解決系統(tǒng)生物學(xué)問題。而我國大部分高校之間院系界限分明,不同學(xué)院師生之間的交流比較少,學(xué)生基本上沒有跨學(xué)科選課。為了培養(yǎng)學(xué)生綜合的學(xué)科應(yīng)用能力和開闊的視野,本科生教育應(yīng)該采取跨學(xué)科的方式,打破院與院之間長期形成的相互獨(dú)立的這種局面,建立一種跨學(xué)科本科生教育機(jī)制,開設(shè)一定數(shù)量的跨學(xué)科綜合課程,允許不同學(xué)院的學(xué)生互相選課,培養(yǎng)寬口徑、復(fù)合型人才。
2.3采取講授、討論、個案分析、角色扮演等多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性
美國高校的課堂教學(xué)方式多樣,主要表現(xiàn)有講授、討論、個案分析、角色扮演等。低年級的課程以講授為主,但高年級的課程則更多以演講、提問、討論、分析等方式為主。教師除了擔(dān)任知識傳授者的角色之外,還起著學(xué)生團(tuán)隊學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者的作用,并且努力將這種團(tuán)隊學(xué)習(xí)的功能延伸到課外,極大地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。而我國高校的課堂教學(xué)以“講授”為主,教學(xué)方法比較單一,盡管老師在課堂上講得非常全面、具體,但教學(xué)效果有時并不理想。究其原因,老師講得太多、太細(xì),沒有給學(xué)生留下一定的研究和思考的空間。現(xiàn)在大部分教學(xué)都用PPT課件上課,很多學(xué)生課堂上不做筆記,課后如果又不復(fù)習(xí),對于課堂的教學(xué)內(nèi)容只是簡單接受,沒有經(jīng)過自己的思考和實(shí)踐,這樣必然導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此我們要積極學(xué)習(xí)美國高校豐富多彩的教學(xué)方式,出臺相關(guān)制度,鼓勵老師勇于創(chuàng)新,大膽嘗試,采用多種教學(xué)方式來充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。
2.4建立通識教育,重視學(xué)生口頭和書面表達(dá)能力的培養(yǎng)
美國大學(xué)一直以來非常重視通識教育,學(xué)生往往在一年級完成通識教育之后,才由學(xué)生根據(jù)自己的興趣和愛好來選擇專業(yè)。而在通識教育中非常強(qiáng)調(diào)學(xué)生的口頭和書面表達(dá)能力的訓(xùn)練。比如在利諾伊大學(xué)香檳分校,計算機(jī)專業(yè)的課程有兩種,一種是屬于學(xué)校要求的,每個專業(yè)都必須修的通識教育課程,學(xué)分為39~51學(xué)分,另外一種是學(xué)院要求的專業(yè)課程,學(xué)分為76~85分,學(xué)生畢業(yè)的總學(xué)分為128學(xué)分。其中在通識教育中科技論文寫作課程有兩門,且均為必修課,學(xué)分為7學(xué)分,占到畢業(yè)總學(xué)分的5.5%。科技論文寫作這門課程主要是訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維方式、嚴(yán)密的邏輯推理和綜合的分析應(yīng)用能力。而反觀我國高校的通識教育里面,缺少對應(yīng)的課程訓(xùn)練,許多學(xué)生畢業(yè)后仍缺乏對知識的整體把握,學(xué)生不知道如何富有邏輯性的思考、條理清晰地寫作和表達(dá)。因此建議我國高校應(yīng)該重視學(xué)生的口頭和書面表達(dá)能力的培養(yǎng),開設(shè)相關(guān)的課程,培養(yǎng)學(xué)生邏輯和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋磉_(dá)思想的能力。
2.5引入TA、RA機(jī)制,補(bǔ)充師資力量,搞好課堂教學(xué)
大部分美國高校為了補(bǔ)充師資和科研力量,普遍推行TA、RA機(jī)制。TA指的是教學(xué)助理(Teaching Assistant),RA指的是研究助理(Research Assistant)。在美國的高校,承擔(dān)某門課程的教授通常會在研究生或高一年級本科生中選擇一些學(xué)習(xí)過本門課程,并且取得了優(yōu)秀成績的學(xué)生來擔(dān)任TA,協(xié)助老師開展教學(xué)。學(xué)生有問題往往先和TA接觸,由TA協(xié)助老師回答問題,批改作業(yè),帶學(xué)生實(shí)習(xí)等,如果有TA解決不了的問題,再及時向授課老師反應(yīng),由老師來解決。通過這種機(jī)制,老師和TA組成了一個教學(xué)團(tuán)隊,定期召開教學(xué)研討會議,了解學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況,并及時采取相應(yīng)的措施,不斷改進(jìn)和完善教學(xué)。對比我國高校,RA的機(jī)制普遍得到推廣,但TA機(jī)制還未很好的推行。由于擴(kuò)招,我國高校的班級人數(shù)激增,由原來的三、四十人普遍發(fā)展到七、八十人甚至上百人。如果一個教師承擔(dān)某門課程的教學(xué),通常對這一百多學(xué)生從授課到解答問題、批改作業(yè)、帶實(shí)習(xí)等所有事情都由這個教師來完成,教師工作繁重,影響進(jìn)一步的教學(xué)科研工作。因此很好的借鑒美國高校TA、RA機(jī)制,在課堂教學(xué)中引入TA,可將老師從一些瑣碎的工作中解脫出來,將更的精力投入到教學(xué)和項(xiàng)目研究上去,反過來進(jìn)一步推動教學(xué)的發(fā)展。
2.6營造獨(dú)具特色的校園文化氛圍,建設(shè)師生的精神家園
美國大部分世界知名學(xué)府都非常重視建設(shè)獨(dú)具個性色彩的校園文化,并以此作為自己的象征和精神家園。比如美國哈佛大學(xué)崇尚追求真理,將“以柏拉圖為友,以亞里士多德為友,更要以真理為友”作為自己的校訓(xùn),昭示著哈佛大學(xué)“求是崇真”的立校宗旨。耶魯大學(xué)號稱“總統(tǒng)搖籃”,“永遠(yuǎn)強(qiáng)調(diào)對社會的責(zé)任感、蔑視權(quán)威、追求自由和崇尚獨(dú)立人格”的校園精神使其為美國歷史上培養(yǎng)了5位總統(tǒng)和眾多美國一流大學(xué)的創(chuàng)始人。鄰近哈佛的麻省理工學(xué)院,其“強(qiáng)調(diào)研究及獨(dú)立探索新問題”的校風(fēng)使其成為全世界有志青年衷心向往的工科麥加圣地,而有著“比黃金更能給加州人帶來光榮和喜悅的大學(xué)”美譽(yù)的加利福尼亞大學(xué)伯克利分校有著蜚聲世界的自由開放學(xué)風(fēng)。對比國內(nèi)的一些知名大學(xué),也有著自己獨(dú)特的校園文化,比如清華大學(xué) “自強(qiáng)不息、厚德載物”和“行勝于言”的校風(fēng)已成為一代代清華人畢生追求的理想,北京大學(xué)自以來,確立了“愛國、進(jìn)步、民主、科學(xué)”的傳統(tǒng)和“勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、創(chuàng)新”的學(xué)風(fēng),是中國歷史上“”中心和多種社會思潮的策源地。上述每一所世界知名學(xué)府都有著自己獨(dú)具特色的大學(xué)精神,他們吸引著來自全球的優(yōu)秀學(xué)子在其中盡情揮灑自己的青春,形成人盡其材,各施所長的局面。當(dāng)這些學(xué)子們在事業(yè)上做出卓著貢獻(xiàn)的時候,總不會忘記要回饋?zhàn)约旱哪感#瑩p贈巨資幫助母校建設(shè)家園,以圖將偉大的校園精神永遠(yuǎn)傳承下去。其中哈佛大學(xué)就是一個很好的例子,其目前高達(dá)一百多億美元的基金有不少是歷屆杰出校友損贈的。
國內(nèi)很多高等院校在硬件條件的建設(shè)上取得了很大的進(jìn)步,辦學(xué)條件大為改善,但在內(nèi)涵建設(shè),校園文化精神的建設(shè)方面還有著比較大的差距。在目前這種情況下我們尤其要重視校園文化精神的建設(shè),從學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)層到各位普通老師都要投身其中,將校園當(dāng)作自己的精神家園來建設(shè),內(nèi)涵建設(shè)沒有速成的辦法,只能靠一代代人不斷的努力和傳承,美國眾多世界一流知名學(xué)府的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)給我們提供了很好的借鑒作用。
3結(jié)語
美國高校自上世紀(jì)八十年代以來所進(jìn)行的本科教育改革取得了巨大的成功,美國大學(xué)匯集了世界上70%諾貝爾獎獲得者;全球大約30%的科學(xué)和工程類論文、44%經(jīng)常被引用的論文,都出自美國的大學(xué)。在我國正在推行本科教育改革的關(guān)鍵歷史時刻,高校的領(lǐng)導(dǎo)層和廣大教職員工要大膽創(chuàng)新,充分借鑒美國本科教育改革的成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國國情和高校自身的實(shí)際情況,在本科生培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)方式等諸多方面拋開束縛,敢于嘗試,不斷提高我國高等教育的水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 潘云鶴. 研究型大學(xué)本科教育的改革與發(fā)展[J]. 中國高等教育,2001,(5).
[2] 袁力. 中美大學(xué)本科課程體系比較及啟示[J]. 中國高等醫(yī)學(xué)教育,2007,(2).
[3] 王平祥,李忠云. 中美研究型大學(xué)本科人才培養(yǎng)模式比較及啟示[J]. 遼寧教育研究,2005,(9).
關(guān)鍵詞:算法設(shè)計與分析;計算機(jī)博弈;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
作者簡介:李淑琴(1963-),女,北京人,北京信息科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院,教授;李寧(1964-),男,北京人,北京信息科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院,教授。(北京?100101)
基金項(xiàng)目:本文系校研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:YKJ201104)、校研究生科技創(chuàng)新和實(shí)踐能力培養(yǎng)項(xiàng)目、校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:2010JG19)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)20-0093-02
“算法設(shè)計與分析”是計算機(jī)科學(xué)的核心問題之一,是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科及研究生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是計算機(jī)軟件開發(fā)人員的必修課?!八惴ㄔO(shè)計與分析”課程主要針對生活中經(jīng)常遇到的實(shí)際問題,講授如何設(shè)計并實(shí)現(xiàn)計算機(jī)算法的基本原理、思想、方法與技術(shù),從而使學(xué)生在選擇或者設(shè)計算法時可以對其進(jìn)行時空耗費(fèi)分析,使算法的時空復(fù)雜性最優(yōu),進(jìn)而為其編寫出高效程序、開發(fā)出優(yōu)秀軟件系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
近年來北京信息科技大學(xué)招考的計算機(jī)專業(yè)的研究生中,本科不是計算機(jī)科學(xué)或相關(guān)專業(yè)畢業(yè)卻想攻讀計算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位的學(xué)生比例不斷加大,這些學(xué)生來自全國各地不同類型的學(xué)校,對應(yīng)該在本科生階段掌握的計算機(jī)專業(yè)的理論深度與廣度的把握有較大差別,學(xué)生普遍編程能力較弱,遠(yuǎn)達(dá)不到靈活運(yùn)用的程度。而“算法設(shè)計與分析”課程是理論與實(shí)踐并重的課程,是一門集應(yīng)用性、創(chuàng)造性及實(shí)踐性融為一體的課程。學(xué)生通過學(xué)習(xí)算法設(shè)計與分析課程可以開闊編程思路,編寫出高效程序,對學(xué)生分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)起到非常重要的作用。
目前北京信息科技大學(xué)算法課設(shè)置為計算機(jī)專業(yè)碩士研究生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,32學(xué)時。為了提高學(xué)生的綜合能力,我們對該課程的實(shí)踐題目上下功夫,主要設(shè)計了兩個方面的題目。
第一類題目,稱為驗(yàn)證型小實(shí)踐。主要是將課堂討論的理論加以驗(yàn)證,一方面加深對理論的理解,另一方面鍛煉編程能力。這部分作業(yè)是實(shí)現(xiàn)算法課的最基本要求,因此要求每個學(xué)生必須獨(dú)立并保質(zhì)保量地完成。
第二類題目,稱為應(yīng)用型大實(shí)踐。作為研究生僅僅停留在算法的驗(yàn)證上還是不夠的,要使學(xué)生能夠跟上技術(shù)發(fā)展的步伐,增強(qiáng)就業(yè)競爭力,就要加強(qiáng)創(chuàng)新能力培養(yǎng),全面提高分析問題和解決問題的能力,提高靈活應(yīng)用經(jīng)典算法和當(dāng)前的新技術(shù)進(jìn)行程序設(shè)計的能力。將計算機(jī)博弈競賽題目作為“算法設(shè)計與分析”課程綜合實(shí)踐題目是一個可行方案。
一、計算機(jī)博弈與“算法設(shè)計與分析”
計算機(jī)博弈,顧名思義就是讓計算機(jī)擁有人的思維去進(jìn)行博弈游戲,能夠像人一樣下棋。計算機(jī)博弈是既簡單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用又內(nèi)涵豐富、變化無窮的思維邏輯的研究載體,它在國際上作為一個學(xué)科領(lǐng)域,已經(jīng)開展了半個多世紀(jì)的研究與競賽活動,經(jīng)過了波瀾壯闊的艱苦歷程。1997年5月IBM“深藍(lán)”計算機(jī)戰(zhàn)勝世界棋王卡斯帕羅夫,成為計算機(jī)博弈和人工智能的里程碑。目前,無論在國際還是國內(nèi),計算機(jī)博弈比賽每年舉辦一次,競賽項(xiàng)目包括六子棋、點(diǎn)格棋、蘇拉卡爾塔棋、亞馬遜棋、幻影圍棋、中國象棋、圍棋、九路圍棋等項(xiàng)目。
編寫一個好的計算機(jī)博弈程序需要涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程語言、程序設(shè)計方法、軟件工程、并行計算等綜合知識,可以綜合提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
一個完整的機(jī)器博弈系統(tǒng)主要包括棋局表示、著法生成器、搜索引擎以及評估函數(shù)四部分。
棋局表示是對比賽過程中形成的棋局的描述,涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇,其中包括棋盤、棋子、障礙、空格、棋局、走棋表示的編碼與存儲。良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以節(jié)省大量的存儲空間,可以提高存取的效率。為了適應(yīng)博弈樹的展開與搜索,常常還要同時給出棋局的多種數(shù)據(jù)格式。如棋局狀態(tài)、棋子位置、比特棋局和比特向量,還要用到哈希變換和哈希表等。
著法生成器是在已形成的棋局下生成可行的著法,涉及對下棋規(guī)則的描述并根據(jù)規(guī)則生成所有可行著法,是搜索對象的產(chǎn)生器。
搜索引擎是如何找到最優(yōu)著法,這是計算機(jī)博弈的核心部分,是對人類思維模擬的最佳體現(xiàn)。搜索算法包括著法生成、博弈樹展開、各種剪枝搜索和各種啟發(fā)式搜索。涉及的核心問題覆蓋了常見的算法設(shè)計策略。
局面評估就是對棋局進(jìn)行評估,是搜索算法的前提。棋局的靜態(tài)評估是計算機(jī)博弈的另一個難點(diǎn),它不僅需要棋類對弈的基本知識,而且用到直接量化、模式量化、隨機(jī)評估、模糊評估等一系列手段。例如象棋,可以給每個棋子和棋位打分,而對于圍棋則要進(jìn)行定式的抽取和模式的匹配。
以上這些問題都是算法設(shè)計課程的涉及內(nèi)容,也是研究生今后研究工作涉及的主要方面之一。
(1)競賽程序的實(shí)現(xiàn)有時間、空間限制,能很好地反映算法設(shè)計與分析技巧在程序設(shè)計中的應(yīng)用意義。
(2)競賽項(xiàng)目難度適中。計算機(jī)博弈被稱為人工智能的“果蠅”,因?yàn)樗哂兄芷诙?、變化多、容易?shí)現(xiàn)、便于檢查的特點(diǎn)。個把小時就可以下一盤棋,就可以對電腦的“智能”進(jìn)行測試,而且可以悔棋、重試、復(fù)盤。
(3)競賽富有挑戰(zhàn)性,趣味盎然。通過編寫、調(diào)試程序,讓計算機(jī)下棋,一步步地發(fā)現(xiàn)電腦與人腦功能的差距,從而不斷提高電腦的智力水平。與所學(xué)專業(yè)知識有密切關(guān)系,有效激發(fā)學(xué)生對計算機(jī)技術(shù)的興趣。
(4)競賽要求綜合運(yùn)用多種知識,有助于學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容之間的相互關(guān)系,并創(chuàng)造性地考慮問題。
(5)競賽項(xiàng)目與課程題目掛鉤,一舉多得。作業(yè)完成得好的學(xué)生可以參加全國競賽,獲得獎項(xiàng)還能提升就業(yè)機(jī)會,同時也在一定程度上提高學(xué)校的知名度,促進(jìn)良好校風(fēng)的形成。
二、綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)施與評定
實(shí)踐主要以提交課程報告形式,考核學(xué)生算法分析與設(shè)計的綜合能力。課程報告內(nèi)容包括算法設(shè)計、算法實(shí)現(xiàn)、算法效率分析、程序測試等。對于小實(shí)踐作業(yè)根據(jù)學(xué)生撰寫報告內(nèi)容、程序的質(zhì)量綜合給分。對于大實(shí)踐作業(yè)主要通過集中匯報的方式,驗(yàn)收、比較程序的運(yùn)行效率。另外參考是否參加科技競賽、是否獲得獎項(xiàng)、是否做出不錯的科研成果以及是否發(fā)表學(xué)術(shù)論文等綜合因素給分。
目前綜合實(shí)驗(yàn)作業(yè)的完成是采取3~4個學(xué)生組織成研究小組的方式進(jìn)行的。分組上采取學(xué)生自由組合,選題上采用任意挑選競賽題目的方式。要求小組中每個學(xué)生都要有明確的任務(wù)分工,期末匯報自己所做的工作;每組推選一位小組長,負(fù)責(zé)整個小組的組織和協(xié)調(diào)工作。通過這種分組和匯報的形式大大提高了學(xué)生團(tuán)隊合作和學(xué)術(shù)交流的能力,對他們將來從事科研工作或找工作都起到很好的幫助作用。
綜合實(shí)踐作業(yè)完成情況的評定主要由三個方面組成。一是提交課程報告。課程報告內(nèi)容包括算法設(shè)計、算法實(shí)現(xiàn)、算法效率分析、程序測試等,考核學(xué)生算法分析與設(shè)計的綜合能力。二是集中匯報。每個人敘述自己所做的工作,驗(yàn)收程序能否執(zhí)行、同一題目的小組之間進(jìn)行比賽,比較程序的運(yùn)行效率。三是提供輔助材料。參考學(xué)生是否參加科技競賽、是否獲得獎項(xiàng)、是否做出不錯的科研成果以及是否發(fā)表學(xué)術(shù)論文等綜合因素給分。
三、小結(jié)
近兩年來,筆者將計算機(jī)博弈競賽項(xiàng)目與“算法設(shè)計與分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)題目相結(jié)合取得良好效果。作業(yè)完成得好的學(xué)生參加了兩屆全國計算機(jī)博弈大賽,取得點(diǎn)格棋項(xiàng)目組季軍、六字棋、蘇拉卡爾塔棋和亞馬遜棋二等獎的好成績。實(shí)踐表明,提出的將計算機(jī)博弈競賽和“算法設(shè)計與分析”課程教學(xué)相結(jié)合的觀點(diǎn)是可行的,有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、編程能力、自學(xué)能力、協(xié)作能力、分析和解決問題能力等多方面能力的培養(yǎng),提高了學(xué)生在今后社會工作的素質(zhì)和能力,符合21世紀(jì)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]徐子珊.“算法設(shè)計與分析”教學(xué)中理論與技術(shù)的平衡[J].計算機(jī)教育,2008,10(2):72-73.
[2]徐心和,鄧志力,王驕,等.機(jī)器博弈研究面臨的各種挑戰(zhàn)[J].智能系統(tǒng)學(xué)報,2008,3(4):288-293.
[3]楊春明,陳念年.基于競賽模式的“算法分析與設(shè)計”教學(xué)探索與實(shí)踐[J].計算機(jī)教育,2009,(20):146-147.
關(guān)鍵詞:本科生培養(yǎng);科學(xué)研究;計算機(jī)學(xué)科;教學(xué)改革
作者簡介:童晶(1981-),男,江蘇揚(yáng)州人,河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,講師。(江蘇 常州 213022)
基金項(xiàng)目:本文系國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61202284)、常州市應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(CJ20130045)的研究成果。
中圖分類號:G645 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0159-01
隨著社會轉(zhuǎn)型和當(dāng)前高等教育日益激烈的競爭,高校教師需要承受來自教學(xué)、科研、待遇等諸多方面的壓力。[1]特別是青年教師,由于缺少工作經(jīng)驗(yàn)和相應(yīng)資源,需要承擔(dān)較重的考評標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)壓力,應(yīng)對發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請科研項(xiàng)目、提高教學(xué)質(zhì)量等眾多方面的要求。另一方面,計算機(jī)行業(yè)知識更新速度較快,有相當(dāng)一部分本科課程知識已顯得有些過時,從而導(dǎo)致學(xué)生知識結(jié)構(gòu)不甚合理,使得學(xué)生難以快速適應(yīng)社會要求或探索科研的需要。
教學(xué)是高校的生命,科研則是高校的靈魂??蒲惺菇處熌軌虿粩喟褜W(xué)科的最新研究成果教給學(xué)生,提高教學(xué)質(zhì)量,而充滿了好奇和幻想的學(xué)生對教師的不斷置疑又可推動科研的發(fā)展。[2]
一、現(xiàn)狀及存在的問題
經(jīng)過一年的實(shí)踐,筆者對青年教師自身成長以及本科生培養(yǎng)有了一些思考。在對周圍青年教師、研究生、本科生進(jìn)行調(diào)研與交流后分析了目前的現(xiàn)狀與存在的主要問題。
1.青年教師工作現(xiàn)狀
對于青年教師而言,一般教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足、承擔(dān)的課時量較大,需要花費(fèi)較多的時間精力用于教學(xué),特別是準(zhǔn)備新課;此外青年教師還面臨較沉重的家庭負(fù)擔(dān),很難抽出足夠的時間和精力從事科研工作。針對這一問題,一些學(xué)者進(jìn)行了分析,并提出合理的緩解策略,比如提高青年教師自身科研創(chuàng)新能力、加入科研團(tuán)隊等。[3,4]目前大部分青年教師已經(jīng)認(rèn)識到,如果能加入到合適的學(xué)術(shù)團(tuán)隊,會有益于自身的發(fā)展。但由于研究方向不匹配等原因,不少青年教師無法找到對口的學(xué)術(shù)團(tuán)隊。
據(jù)筆者調(diào)研,目前周圍不少青年教師只能獨(dú)立或半獨(dú)立地進(jìn)行科研工作。青年教師可以帶的研究生數(shù)目較少,目前研究生真正用于科研的時間較短;不少研究生學(xué)習(xí)的目的在于獲得碩士學(xué)位后就業(yè),對學(xué)術(shù)研究興趣不濃,且項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際動手能力較弱、缺乏刻苦鉆研的風(fēng)氣?;谏鲜鲈?,一些青年教師沒有投入足夠精力指導(dǎo)研究生,而是孤軍奮戰(zhàn)在科研一線。
2.計算機(jī)專業(yè)本科生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀
計算機(jī)技術(shù)日新月益,但教材更新相對滯后,大批國際流行的計算機(jī)產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展技術(shù)不能及時進(jìn)入教學(xué),許多本科生在校學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐已相對落后。另外,計算機(jī)學(xué)科畢業(yè)生缺乏實(shí)際編程能力,較難適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要。
目前計算機(jī)專業(yè)人才存在的主要問題有:課題設(shè)計分析能力、科研信息的查找綜合能力都較弱;缺乏獨(dú)立解決問題能力;對工具和方法的應(yīng)用不熟、經(jīng)驗(yàn)不足;責(zé)任心和紀(jì)律性不強(qiáng)。因此,培養(yǎng)學(xué)生的再學(xué)習(xí)能力和解決多方面問題的才智,使其具有必要的理論基礎(chǔ)和一定的技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用能力非常重要,只有這樣的學(xué)生才能順應(yīng)科技迅猛發(fā)展的變化。
充分利用本科生資源,給其提供提前加入科研探索的機(jī)會,對教學(xué)雙方而言會是一個互利共惠的選擇。本學(xué)院的本科生源較好,因此一些教師嘗試培養(yǎng)本科生參與科研工作。然而,目前優(yōu)秀的本科生一般會選擇保研或考研到更高層次的學(xué)校。對于青年教師而言,較難吸引本校的本科生攻讀其碩士,因此培養(yǎng)本科生的積極性普遍不高。另外,受社會風(fēng)氣的影響,目前部分本科生的心態(tài)較浮躁,普遍希望能較短時間就能得到回報。再加上一些政策導(dǎo)向,本科生更愿意參加容易出成果的各類競賽,較難沉下心來鉆研課題,難以長期跟隨指導(dǎo)教師進(jìn)行科研工作。
二、解決方法的探索
筆者攻讀的是在職脫產(chǎn)博士,在浙江大學(xué)和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的兩個課題組都長期學(xué)習(xí)過,在此期間筆者因?yàn)橥瑫r兼具學(xué)生和教師兩種身份,因此對團(tuán)隊科研組織的成功失敗范例有更多的感觸和不同的視角。充分利用本科生資源,提倡本科生和青年教師在學(xué)術(shù)與社交上的密切交往,鼓勵學(xué)有余力的本科生在課程學(xué)習(xí)過程中主動地參與科學(xué)研究,提供給他們從事獨(dú)立的、有激勵性的科學(xué)探究的機(jī)會,是解決上述問題的一個有效途徑。
基于現(xiàn)實(shí)的種種壓力,青年教師在科研上投入上的時間精力普遍有限,為了能快速發(fā)展,必須告別單打獨(dú)斗的狀態(tài)。加入團(tuán)隊是一個有效的解決途徑,然而即使有了團(tuán)隊中其他教師的支持和幫助,所有科研工作親力親為也會使青年教師應(yīng)接不暇??紤]到研究生資源的有限性,這時一個重要的解決方法就是培養(yǎng)本科生,讓優(yōu)秀的本科生參與科研工作,分擔(dān)青年教師的工作。對于學(xué)生而言,則是獲得了更廣闊的學(xué)習(xí)和實(shí)踐空間,有機(jī)會站在學(xué)科新知識的前沿,能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用和科學(xué)研究有機(jī)聯(lián)系起來。通過直接參加一線的科研工作使學(xué)生從單純的知識接受變成探索者,不僅學(xué)到很多在課堂上學(xué)習(xí)不到的知識,而且能培養(yǎng)其開放的思維方式和好奇心,在實(shí)際的科研探索過程中提高實(shí)踐動手能力,獲得工作經(jīng)驗(yàn)、緊跟計算機(jī)技術(shù)發(fā)展前沿,為就業(yè)或深造帶來更多的機(jī)會和籌碼。
在校期間多參加科研實(shí)踐、多做項(xiàng)目,提高編程技能以及敏銳的洞察力,擁有終身學(xué)習(xí)的能力對高質(zhì)量地完成工作是非常重要的。[5]有效利用本科生在校時間,讓學(xué)有余力的本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,參與教師科研活動,對其開闊視野起著重要作用,使其具備非常明確的求知思路和學(xué)習(xí)目標(biāo),既鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊工作能力,又能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新能力。學(xué)生查找文獻(xiàn),設(shè)計課題方案,搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),寫學(xué)術(shù)報告和;在這樣系統(tǒng)的科研訓(xùn)練過程中,學(xué)生學(xué)會獨(dú)立思考研究;論文的發(fā)表會使學(xué)生格外有成就感,既鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力又提供了創(chuàng)新成果。青年教師也能從學(xué)生的參與中受到激勵和啟發(fā),減輕負(fù)擔(dān),補(bǔ)充了科研力量。
目前的科研環(huán)境充滿著急功近利思想,從效益角度考慮指導(dǎo)本科生往往會出力不討好,對此青年教師應(yīng)有足夠的思想準(zhǔn)備以及豁達(dá)的心胸。悉心培養(yǎng)的學(xué)生能夠跟隨自己深造,進(jìn)行持續(xù)的科研探索當(dāng)然是幸事;反之,也不必過于失望,學(xué)生從自己這里獲得了更多的能力也是有成就感的事情。對有科研興趣的優(yōu)秀本科生進(jìn)行科研培養(yǎng),每屆學(xué)生中哪怕最終只留下一兩個進(jìn)一步深造都是很有意義的事情。對有意向的學(xué)生,要多交流關(guān)心、投入精力悉心培養(yǎng)其科研能力。通過學(xué)生參與科研,師生之間形成長期輔導(dǎo)和合作的關(guān)系,青年教師教給學(xué)生研究方法或要求學(xué)生自己設(shè)計課題,在結(jié)束后學(xué)生仍有機(jī)會從事他們的研究。
三、目前的成效
筆者的本科生科研培養(yǎng)方案實(shí)施近一年來取得了一些初步成果??蒲袌F(tuán)隊的研學(xué)風(fēng)氣有了明顯改觀,討論班效果比以前好了很多,營造了積極參與、努力向上的好學(xué)氛圍。
對于學(xué)生來說,多方面能力都得到培養(yǎng)和提高,比如專業(yè)技能、科研信息的搜索調(diào)研、文字整理工作、報告表述能力、人際交往能力等等,學(xué)生的自信心也有很大的提升。對筆者而言,則是增加了科研助力,有了可以探討互助的科研小團(tuán)隊。
培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng),讓學(xué)生得到能力鍛煉的同時,也讓筆者從繁瑣重復(fù)的一線編程任務(wù)中解脫出來,可以更高更新的視角去統(tǒng)籌安排科研隊伍的科研工作,節(jié)省出精力去爭取更多的科研課題,從而促進(jìn)整個科研團(tuán)隊的積極良性運(yùn)轉(zhuǎn)。目前,筆者已獲得一項(xiàng)國家自然科學(xué)青年基金及一項(xiàng)市級科研基金資助項(xiàng)目;所指導(dǎo)的張洛聲同學(xué)申請的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科技項(xiàng)目獲得省級資助;團(tuán)隊中的巢海遠(yuǎn)同學(xué)正在中科大長期交流學(xué)習(xí),短時間內(nèi)其能力、自信心和精神面貌都已有了很大進(jìn)步。
四、總結(jié)
本科生在青年教師指導(dǎo)下進(jìn)行相對獨(dú)立的科研活動對于提升學(xué)生就業(yè)或再深造的競爭力以及緩解青年教師面臨的沉重壓力都會是一項(xiàng)積極有效的解決措施。青年教師可以發(fā)現(xiàn)合適的優(yōu)秀學(xué)生,讓他們參與到自己承擔(dān)的研究項(xiàng)目中。學(xué)生借助導(dǎo)師的引導(dǎo),通過科研訓(xùn)練逐步深入和完善,鍛煉自己的能力。這樣的模式可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長,師生雙贏。
參考文獻(xiàn):
[1]夏麗萍.高校教師壓力來源及對策[J].文學(xué)教育,2012,(5):26-27.
[2]葉彩鳳,周岱.從斯坦福大學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展看我國創(chuàng)新型大學(xué)的建設(shè)[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2006,(6):67-69.
[3]代文彬,紀(jì)巍.高校青年教師科研創(chuàng)新能力開發(fā)的管理途徑探析[J].科技管理研究, 2008,(3):210-212.