发布时间：2023-09-03 14:57:07
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的计算机科学与技术笔记样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：计算机;科学技术;发展趋势;企业发展
中图分类号：G623.58 文献标识码：A
当前，计算机的应用趋于普及，在实际问题的解决中，人们对于计算机的运用越来越多，计算机开始成为一种支柱性力量，影响着社会生活的方方面面。同时，计算机应用的综合化、专门化特点也逐渐凸显，如智能化家用电器的应用，在很大程度上为人们的生活提供了便利，促进了某些经济政策的发展。此外，以使用人群不同需求为依据，各种笔记本、台式机不断诞生、更新及改造。可以说，当下的计算机与技术发展是一个欣欣向荣的局面。
1 计算机科学技术的发展现状
计算机科学技术的发展具有普遍性和深入发展性。科学技术促使了计算机技术成为当今社会的潜在生产力。一般来讲，传统的计算机从发展水平来看，已经到了瓶颈阶段，必须为之寻找一条新的发展路线。但是从普及的方面看，计算机又具有普遍性，因为当今社会的人民生活中，计算机技术已经处在普遍应用的基础上。在计算机技术被普遍应用的今天，它的专门性和综合性也得到了激发。比如现在很多家庭的装备都趋于智能化，用计算机的高智能技术取缔了以往单一的控制技术，利用植入芯片的方法，将空间智能化，开灯、关灯、播放电视、订餐甚至查询事物都可以运用计算机技术来执行，这样大大顺应了当今快节奏的生活方式，节省了人们的时间，合理利用计算机技术的专门性强化它的综合性，更好的为人们的生活、工作带来便利。计算机科学技术的发展具有突破性和深入性。随着计算机技术的普及与发展，促使它的定位愈加明确，实现更快速的突破发展，并更加深入到人们生活的方方面面中去。计算机技术更是依照社会的需求创造出各种类型的电脑，并仍在不断改进中，计算机技术将会深入到人们切实的工作生活中，创造出相对应的计算机产品，让大家更加方便使用。
2 计算机科学技术在未来的发展趋势
2.1计算机科学技术向信息的智能化更加深层次的发展
在一定程度上，网络技术的发展已经成为计算机系统的中心，在普及计算机功能上起着日趋重要的作用和影响。宽带高速上网等服务是目前计算机的主要特性，各种不同的发展技术将在未来等到更好的发展体现。同时，人们可以在网上看到来自于世界方方面面的信息，并从中获取我们自身想要得到的信息，极大的充实了人们的知识量、拓宽了人们视野。目前,人们利用计算机科学技术所提供的智能化服务，应用在家庭、企业等不同领域，促进了现代科技的发展，人文化、智能化在多方面得到了体现，促进了计算机想更高、更深入层次的发展进步。
2.2计算机科学技术日益普及、向多领域广泛的发展
随着社会的发展进步，人们对现代化生活方式的需要，计算机作为一种必不可少的工具进一步向社会渗透普及，计算机科学技术教育也在各种程度的教学领域纷纷得到实践，各个阶层要求掌握计算机科学技术知识也大幅增长，“无处不在的计算”发展趋势不仅体现在国内，在国外同样日益普及，向多领域、多层次发展延伸。计算机科学技术存在于各种家庭电器中，现在的笔记本、电子书籍等更是计算机向多领域多层次发展普及的表现。不论是学生、上班族都可以根据手中的笔记本进行学习，查阅资料。即方便又快捷。它的发展普及适应了高效率、高节奏的城市生活发展。
2.3计算机的更新速度越来越快、性能品质越来越高
目前，计算机的更新效率越来愈快，随着科技的不断进步，针对计算机科学技术在使用中日益暴露的弊端进行更新改造，并且更新改造的效率逐渐加快，比如，计算机的“并行处理”技术，程度越来愈高。目前世界上性能最高的计算机已经采用上万计算机并行的方式处理，Inter公司现拥有10亿以上的晶体管微处理器，把计算机协调并行起来，高效的解决现实存在的技术问题。高性能、高品质的更新技术日益发展实践，促进了社会科学技术的进步。
3 计算机科学与技术的发展在企业发展中所起到的作用分析
企业的管理系统已经成为了管理基本的功能之一，主要是指企业对其进行协调，尽最大可能拥有管理的工具和资源，建立起一个推广、服务以及管理某一种观念信息的渠道，以便能够将其和员工之间有效沟通进行实现，简而言之就是要寻求一个企业信息的资源支配权利，进而能够获取一个超额效益这一种活动。
3.1 计算机科学与技术发展提升技术人员忠诚度增强和员工的沟通
近些年来，企业的管理系统活动中的员工已经不再像过去传统管理方案中被动的进行强势管理信息和方案的接受，而是成为了企业管理过程中的主动人员，个性化的需求回归使得企业的员工在心理上面要求自己必须要成为主动的一方，员工能够在自己上网进行相关信息的搜寻。建立健全一个电子的建议箱进行收集，进行员工实时反馈信息的收集，建立起一个企业管理系统以及沟通、采购、服务以及设计的计算机渠道，比如说讨论室以及在线的会议，只有这样我们才能够和企业的员工建立起一个长期合作这一种关系，对员工长期价值进行满足，对员工的工作情况进行实时掌握，最终要在员工和企业之间结成一个长期的关系中，在这一个长期的关系里面获取一定的效益和良好的口碑。
3.2计算机科学与技术发展提高企业管理效率加强企业管理调研
在计算机科学与技术跨越式发展的过程中，计算机必须要应用到企业管理系统之中去，由于员工所处社会环境、个性结构以及自我形象都有很大的不同，企业所实施的管理服务针对目标人员也都各不相同，所以，在企业的管理系统模式里面，进行企业管理系统计划制定要求我们必须要对客户及员工的信息进行深入的分析，为企业管理方案里面的渠道、定价、服务以及管理策略制定提供一个坚实的基础，在这里，企业的管理调研最为重要。将计算机网络里面信息海量特点进行结合，要求我们必须要进行分类整理和归纳，以便能够成为整个管理计划良好执行的根本依据，所以，进行企业的管理系统策略制定必须要进行客户的考察和调研。
3.3计算机科学与技术的发展促使企业得到可持续的成长
由于经济全球化不断膨胀，这也就使得现代的企业越来越多的面临一个十分严峻的竞争形势，在整个新的经济形势下面，企业之间的竞争也越来越多的表现为企业之间的科学技术竞争，这就要求企业必须要拥有先进的计算机技术，对计算机科学进行深入研究，只有这样才能够使企业在竞争的过程中保持一个良好并且持续的发展。由于企业计算机科学技术的应用和发展本质就体现在企业的核心价值观念上面，企业能够得到可持续发展关键就在于企业自身核心的价值观念究竟能不能被企业的员工接受并且深入人心。
关键词:教学方法;学习方法;学习兴趣;计算机应用能力
1背景
近年来,我国高等教育取得了长足进步,无论是学校数量还是在校学生人数,都有了很大增长。但随着高校规模的不断扩大,不少问题也随之出现,如学生素质逐年下降、学生自学能力差、学习积极性不高、学习效率低等。教育部计算机科学与技术教学指导委员会计算机专业分委员会在2004年的《关于计算机人才需求的调研报告》中指出:计算机专业的学生仍处于应试教育模式中,实践课程少,动手能力不强,导致学生毕业后竞争力不强。以教育部和高等院校为主的各级教育主管部门和教育单位对高校扩招后产生的新问题给与了广泛关注[1-3]。从专业设置、课程体系到教学方法、教学手段,从理论课程内容设置到实践教学,各高校采取多种改革措施,以提高计算机专业学生的动手能力,增强学生的竞争力。
2003年初,教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会启动了三项工作:研究计算机科学与技术本科专业发展战略;制订计算机科学与技术本科专业规范;制订计算机科学与技术本科专业教育办学评估方案。在“高等学校计算机科学与技术本科专业发展战略研究报告”中,提出了以“专业方向分类”为核心思想的计算机专业发展建议。建议在计算机科学与技术专业名称下,鼓励不同的学校根据社会需求和自身实际情况,为学生提供不同人才培养类型的教学计划和培养方案。将人才培养的规格归纳为下述的3种类型、4个专业方向:科学型(计算机科学专业方向)、工程型(包括计算机工程专业方向和软件工程专业方向)、应用型(信息技术专业方向)。各高校也根据自己实际情况,进行了多种改革尝试。
教学是高校的主要职能之一,也是培养学生知识和能力的核心环节,无论是培养目标的细化,还是教学体系的调整,最后都要落实在实际的教学工作中。课程教学又是教学工作的重中之重,因此做好课程改革是整个教学改革的基石。如何提高教学效果、培养学生学习的兴趣、增强学生的实际动手能力是众多高校改革成功与否的关键。
本文以面向对象程序设计课程为例,重点探讨如何改革教学方法以及如何培养学生掌握正确的学习方法,提高实际动手能力,满足企业对计算机人才的要求。
2普通本科院校计算机专业学生现状分析
随着高校招生规模的不断扩大,普通本科院校学生的综合素质在不断下降,主要表现在以下几个方面:
(1) 基础较差。现在很多本科生的数理基础较差,逻辑推理能力不强。
(2) 学习的积极性不高。由于大学学习环境较为宽松,大部分同学进入大学后放松了对自己的要求,没有学习的热情,有些同学课下沉迷于游戏、网络或娱乐活动中。
(3) 没有掌握良好的学习方法,学习效率低下。面对大学中开设的众多课程,很多学生感觉无从下手。课堂上,教师往往采用多媒体授课,信息量大,很多同学已经丢掉了课前预习、上课做笔记、课后复习的学习习惯,因此学习效果非常不理想。
(4) 学习兴趣不强烈。有部分学生对计算机专业并不感兴趣,感觉计算机专业课不但枯燥乏味,而且难以掌握。
3注重以学生为中心的多种教学方法的应用
面向对象程序设计课程旨在培养学生面向对象的程序设计思想,掌握面向对象分析、面向对象设计以及面向对象程序开发的能力。通过让学生学习程序设计的基本方法,培养学生对实际问题的分析、转化能力和利用计算机解决实际问题的能力,提高学生的综合素质。
教学方法指教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。教师应该从普通本科院校计算机专业学生的实际情况出发,在教学过程中,综合采用多种教学方法和手段,以启发式教学代替注入式教学,多采用一些以学生为中心的教学方法。
我校在探索如何培养学生的计算机应用能力方面已经做了多年的尝试。在计算机网络基础、网络工程等课程中,将工程实例引入课堂,按“工程实例单元教学法”来组织教学,注重学生知识、能力和素质的综合培养[4]。近年来,又将项目教学法逐步引入到面向对象程序设计、Web应用程序设计课程中,以软件项目为载体,通过对项目的剖析,应用面向对象思想,培养学生需求分析、软件设计、软件开发等方面的能力。特别是在 Web应用程序设计课程教学过程中,通过“校园音乐吧”项目,将本课程相关的知识点和项目任务紧密的联系在一起,学生可以在实现项目任务的同时,加深对知识点的掌握。为了培养学生的软件设计能力和开发能力,我们还在本课程中融合了软件工程、UML设计方面的知识,在实际教学过程中取得了不错的效果[5]。
项目教学法是在建构主义的指导下,以实际的工程项目为对象,先由教师对项目进行分解,并作适当的示范,然后让学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作学习,最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种新教学方法[6]。项目教学法针对学生素质普遍不高的情况,通过示范项目让学生掌握最基础的知识,并架起学习新知识的支点,然后运用知识迁移、协作讨论来完成对知识的建构。项目教学法在实际教学过程中被证明是一种非常适合当前普通本科院校计算机专业学生的教学方法。
4掌握正确的学习方法,形成良好的学习习惯,提高学习效率
学生的学习效果不仅仅取决于教师的教,更重要是学生自己的学。学生是学习的主体,是内因;教师起主导作用,是外因。只有学生掌握了正确的学习方法,有了学习的兴趣和动力,才有可能到达好的学习效果。
目前,高校的教学改革往往注重对教师的管理和改革,如对教学方法、教学手段、课程设置等方面的改革,忽视了对学生的管理和引导,导致了许多教学改革收效甚微。笔者认为,帮助学生掌握正确的学习方法,培养学生的学习兴趣是提高学习效果的关键。
学习方法是指学习者为达到学习目的所采取的措施、手段及其运作程序的统称。学习方法是学习者在长期学习的过程中形成和总结出来的,具有鲜明的目的性、系统性、适应性和个体间的差异性,没有任何一种学习方法是万能的。学习的内容、性质不同,与之相适应的学习方法也不同。比如预习的方法、听课的方法、复习的方法、阅读或运算的方法等都有其特定的适应性。同时由于每个学习者的智力及其人格特点不同,学习同一学科所采用的学习方法也不同。
好的学习方法不仅有助于提高学习效率和学习效果,而且有助于扩大知识面,增加学习者的知识储备,以利于融会贯通,学以致用。古今中外的学者都十分重视学习方法的研究和总结。比如美国的一位心理学家认为,未来的文盲不是不能阅读的人,而是没有学会学习的人;法国的一位生理学家说过,良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥;我国先哲很早就十分重视学习方法的传授,主张“授之以鱼,莫若授之以渔”。
学生进入大学后,学习环境发生了很大的变化,宽松的学习环境和众多的课程使得很多学生一时难以适应,放弃了很多中学时代养成的好习惯。如很多同学已经放弃了课堂做笔记的习惯,课下既不预习也不复习,有的学生上课也不能认真听讲,自然也就不可能学好。随着课程的深入,知识越来越难,由于前面章节的知识掌握不牢固,导致后面的内容听不懂,渐渐的就失去了学习的兴趣,直到放弃。
如果才能引导学生掌握正确的学习方法,养成好的学习习惯呢?以笔者授课的经验可以从以下几个方面入手。
(1) 教师在授课过程中,应该和学生及时沟通,引导和帮助学生养成良好的学习习惯。现在绝大多数计算机专业课程都采用了多媒体授课,其好处是直观形象、信息量大。但是存在“会看的看门道,不会看的看热闹”问题,大部分学生将精力集中于多媒体课件本身,不能启动学生的积极思维,导致教学效果不甚理想,教师在授课时应该及时给予提醒哪些是要点、哪些是重点。
(2) 无论是听课还是课下读书,做笔记是一个非常好的学习习惯,可以将关键的知识点,或对某个问题的理解以及自己的疑惑整理在笔记上。在以后需要时,可以快速复习,把握要点,能有效地提高学习效率。在面向对象程序设计课程中,笔记的内容应该包括关键知识点、自己常犯的错误和解决办法、某些调试技巧以及自己对某个问题的理解和总结等。计算机专业课程一般都强调实验的重要性,教师可以在做实验时,帮助或鼓励学生将自己遇到的问题记在笔记上,为学生解决实际问题积累经验。
记好笔记后,要经常翻阅。当你遇到一个问题时,首先应该回忆并查阅自己的笔记,看能否找到答案,其次为了巩固知识,也应该经常复习笔记,经常翻阅和记忆这些内容,可以大大提高自己的程序设计能力。
(3) 培养学生兴趣。兴趣是最好的老师。只有有了兴趣,学习才有动力,才会变被动学习为主动学习,变消极学习为积极学习,才能发挥学生的主观能动性,才能让整个教与学的过程充满生机与活力。
要培养计算机专业学生的学习兴趣,应该让学生较早地参与到教师的科研工作或实际项目开发中,并根据学生的实际情况分配一些具有一定难度的任务,要求在规定的时间内完成。一方面,给学生施加了压力,另一方面,让学生也在实战中得到了锻炼。如果经过一段时间的努力,学生按时完成了规定的任务,可以树立学生的自豪感和成就感,从而也培养了学生的学习兴趣。
实际上,要选择一个合适的项目任务是非常困难的,不但要考虑项目本身的特点,而且要考虑学生的实际能力。如果项目任务太重,学生不能按时完成,不但不能使学生感到有成就感,而且还有可能使学生失去学习的兴趣,甚至放弃。
在实际教学过程,也可以鼓励学生利用业余时间根据自己的兴趣、爱好自由选择项目,教师帮助指导、督查,这样可以有效地将学生的学习兴趣和主观能动性调动起来。笔者在C#.NET程序设计课程教学过程中,就有不少同学利用业余时间完成了“我爱背单词”、“贪吃蛇”等程序,效果非常好。
5学习习惯实验
为了进一步调查和探索“做笔记”的学习习惯在程序设计课程中的作用,笔者以C#.NET程序设计课程为例,将48个同学分两组,学号为奇数的同学为A组,学号为偶数的同学为B组。本课程共计96学时,其中每周一次理论课(3学时)和一次实验课(3学时),共计16次理论课。
在前8周,要求A组的同学必须做笔记,B组同学可以自愿,每次实验课都进行检查和沟通。此外,按照学号顺序,将A组同学每3人为一组,分为8组,分别称为A1～A8。每次理论课开始的30分钟,由其中一组推荐一名同学来讲解教师指定的授课内容,教师和学生可以随时进行提问。在实验课上遇到问题时,首先要求学生查阅自己的笔记,如果不能单独解决,可以求助于其他同学或老师。在问题解决后,要求学生将问题、个人对问题的理解、解决方法都整理在笔记上。
在第8周实验课上,笔者设计了一道综合题目,该题目覆盖了前面章节主要内容,包含了笔者精心设计的10个错误,要求48名同学在30分钟内进行调试并最后提交程序结果。
假定每修改一个错误,得分为10分,总分为100分。A组和B组同学的平均成绩,如图1所示。由此可见,A组的同学成绩较B组通常的平均成绩高出了18.5分,在相同的教学条件和授课内容下,如果学生勤于总结、积极主动,能有效提高分析问题和解决问题的能力,该能力可以直接转化为学生的实际动手编程能力。
在后8周,与前8周一样,要求B组的同学必须做笔记,而A组的同学则自愿,每次实验课都进行检查和沟通。也对B组同学进行相应分组,并且每次理论课都由B组中某个小组推选一名同学进行讲解。
在16周的实验课上,同样设计了一道综合设计题目,覆盖了后8周理论课主要内容,精心设计10个错误,要求48名同学在30分钟内进行调试并最后提交程序结果。
同样,假定每修改一个错误,得分为10分,总分为100分。A组和B组同学的平均成绩,如图2所示。
由此可见,B组的同学的成绩较前8周成绩有了很大的提高,并且和A组同学的成绩相比,本次的成绩有了提高。而A组同学的成绩较前8周的同学成绩略有下降,经过调查发现,在A组同学中,有部分同学没有将做笔记的习惯坚持下来,这应该是一个主要因素。
总之,良好的学习习惯,有助于学生积累实际经验、有助于培养学生学习的兴趣、有助于提高学习效率。
6结语
要提高学生的计算机应用能力,就必须从教和学两个方面入手。教师应以学生为中心,引导学生树立良好的学习习惯,逐步培养学习兴趣,充分发挥学生的自主性、主观能动性,以进一步提高学习效果。
参考文献:
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[4] 丰继林,刘庆杰,高方平. 以工程实例为载体突出IT类课程高职特色[J]. 职业技术教育,2003(16):70.
[5] 单维锋,丰继林,李忠华. 项目教学法在课程教学中的应用[J]. 计算机教育,2008(12):55-57.
[6] 冷淑君. 关于项目教学法的探索与实践[J]. 江西教育科研,2007(7):119-120.
Reform Teaching Methods and Learning Methods, Improve Students’ Computer Application Ability
SHAN Wei-feng, FENG Ji-lin, GAO Fang-ping
(Department of Disaster Information Engineering, Institute of Disaster Prevention Science and Technology, Sanhe 065201,China)
关键词：计算机科学技术；发展；趋势；综合国力
中图分类号：TP3
世界上第一台电子计算机产生于1946年的美国，它叫“ENIAC”，这台计算机是因为军事目的而产生的。它体积庞大，耗电较大，使用并不方便。第二代电子计算机产生与人类研制出晶体管密切相关，这有效地缩小了它的体积，使用起来更加方便。1959年又出现了第三代的集成电路电子计算机，它的运算速度明显的到了提升。七十年代是计算机发展的高速阶段，1976年，美国制造出来了“克雷一号”，这让计算机技术进入了第四个阶段，计算机变得更小巧，更方便。而90年代以来，计算机更有向智能化发展的趋势。
1 计算机科学技术发展现状
20世纪90年代以来，计算机科学技术主要呈现出两种发展趋势：一是它仍然在传统领域如军事、国防、科研等领域发挥自己的优势；二是它进入了千家万户，成为了人们生活中不可或缺的一部分。在这里简要分析一下计算机科学技术的发展现状。
1.1 计算机进入千家万户
现在，没有人能够否认计算机在人类社会中的重要作用，科学技术是第一生产力的真理完美地体现在了计算机技术的发展上。计算机技术的不断发展和完善，使得人类生活的方方面面得到了改善，它俨然已经深入到了社会生活的各个层面，并在各个层面都发挥着举足轻重的作用。无论是政府机关，还是家庭个人都受益于计算机技术的普及，人们愈来愈看重利用计算机科学技术来解决实际社会生活中发生的各种问题。
1.2 计算机技术更加专门化
计算机技术的专门化是必然的趋势，尽管计算机科学技术在不断普及，然而因为计算机技术特有的高精尖特征使得他可以在一些特殊的领域发挥自己的功用。举个简单的例子即是：我们用的各式各样的智能手机以及已经智能化的家用电器，传统的单机操作必然被更为简洁和人性化的家庭网络分布式系统所代替，这极大地方便了人们的生活。还有，为了使得计算机技术适合政策和经济发展所需，它必然而且已经在专门化的基础上强化为系统的综合功能，从而极好地适应了社会的发展需求。
1.3 计算机技术的突破性进展
随着科技的不断进步，计算机科学技术也有了很大的突破，这种突破性可以在两个方面看到：一是微处理器的发展。微处理器能够缩小处理器芯片内的晶体管尺寸和线宽，因此它极大地提高了计算机的性能。通过利用改进的光刻技术，即用更短波长的曝光光源，经掩膜曝光，将刻蚀在硅片上面的晶体管制作得更加精巧，以及将连接晶体管的导线制作得更加细小实现了缩小微处理器内晶体管的尺寸和线宽。二是纳米电子技术。随着计算机技术的迅速发展，计算机向着微型化、智能化、高速化的方向发展，当前的电子元件已难以满足这些高要求，在这样的情况下，纳米技术的诞生无疑是送来了福音，它代表着一种全新看待问题的方式，不仅仅是简单的尺寸变小，纳米技术无疑是革命性的技术。它的发展已经有效地帮助计算机技术解决了集成度和处理速度的双重制约问题。
2 计算机科学技术发展前景展望
2.1 计算机软件技术不断完善
计算机软件技术的发展受到市场因素的影响很大，这一点完全不同于计算机硬件技术。程序语言是计算机软件技术的最重要的组成部分之一，随着网络的兴起和发展，各种各样的语言都推出了网络的新版本。以当前的现状来看，计算机技术和工作技术的结合是计算机软件技术发展的重要方向，它的发展能够有效帮助人们处理现实工作中的任务，使得工作变得更有效率。
2.2 计算机科学技术的智能化发展趋势
计算机当前最主要的功能就是上网，所以我们可以说，网络技术的发展俨然已经成为了计算机技术发展的重心，它会直接影响到计算机功能的普及，可以设想，各种网络技术必定会在未来的计算机技术中得到更好的体现。当代的人们都通过网络获取各个渠道的信息，并从这些信息中选取对自己有用的，从而达到自身的完善，拓展自己的视野。大众能够利用计算机的智能化解决生活中的种种问题，这既是一种技术的进步，也是文明的进步，计算机技术必然会向着更高和更为深入的层面发展。
2.3 计算机科学技术向多个领域全面发展
由于计算机科学技术的特性，使得它对方便人们生活起了重大的作用，计算机作为人们不可或缺的生活必需品而存在，它的工具性特征已经深入了生活的方方面面，全面影响了当代人们的生活方式，社会各个阶层的人对于计算机技术的要求都有不同程度的提升。计算机科学技术不仅在我国，在整个世界都已经深入到了各个领域中去。如今的笔记本电脑随处可见，它的确为方便人们生活立下了汗马功劳，我们可以极为快捷地学习或查阅信息。
2.4 计算机科学技术的发展愈来愈快
计算机科学技术的发展有着越来越快的趋势，其更新换代的能力非其他行业所能相比。随着它的快速发展，它所暴露出来的弊端也越多，于是，对这种弊端进行改造的速度也必须越来越快。而且，随着因特网的迅猛发展和广泛应用，计算机处理能力的不断提高，新的业务和应用也不断涌现。例如Inter公司已经拥有了10亿以上的晶体管微处理器，能够将所有的计算机协调并行起来，有效地解决现实生活中出现的各种技术问题。
2.5 计算机科学技术在向环保化发展
随着社会的发展，人们在使用计算机时对其相关的性能要求在不断的提高，因此计算机的能耗也随着变大。同时，由于人们的家庭生活在很多方面都离不开计算机，因此对于计算机的使用时间也比以前大大增多。为了减少计算机的耗电量，越来越多的计算机技术人员开始研究降低计算机能耗的方法，例如通过一种专门的PC通用设备提高计算机的工作效率，这样可以使得低性能的计算机也能够具备专业的功能，进而可以大大的降低计算机工作时产生的能耗。或者也可以考虑采用“量子”、“光子”等新构架的计算机将硅构架的计算机替换掉，降低计算机的能耗。同时在制作计算机的材质方面也要尽可能的减少对不可回收材料的使用。
2.6 计算机技术在向人性化方向发展
现如今计算机已经成为了人们不可或缺的使用工具，为了使计算机能够更好的为人类服务，因此要加强使用者与计算机之间的交流。在这个背景下，只有将计算机技术的设计向人性化发展，才会提升人们使用计算机的兴趣。因此，未来计算机在发展的过程中，应该注重人性化设计，使得人们在使用计算机的时候不仅能够通过键盘控制，还能够通过语音、眼睛等进行控制。同时，未来人们对计算机的使用也不需要学习专门的技术，使得人们在运用起来就如同使用一个普通的电器一样简单，无论老少都能够简便的对计算机进行操作。
计算机科学技术显然已经和大众生活紧密关联在了一起，计算机科学技术的发展能够不断地满足人们日益增长的物质文化需求，这是计算机科学技术的历史使命。相信未来的计算机科学技术的发展一定会令广大人民获益，令国家的综合实力得到增强。
参考文献：
[1]王晓丽.计算机科学技术的研究与发展[J].黑龙江科技信息，2011，30：101.
[2]邱志明.探索计算机科学与技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011，16.
（天津商业大学 信息工程学院，天津300134）
摘 要：分析目前高校嵌入式系统原理课程重理论轻项目应用实践操作的教学方式，提出理论强化学习、实验项目分析操作训练、科研项目实训和校企联合订单式培养四位一体的实践教学模式。强调采用引导性笔记授课方式强化学生理论知识，单步引导学生实验项目操作，结合综合系统实例项目及企业需求订单式针对性培养，可以锻炼学生动手操作和实践创新能力，以及在综合性项目开发过程中的工程创新、团队协作能力，从而解决理论教学与实践相互脱节的问题。
关键词 ：嵌入式系统课程；项目分析操作；科研实训；订单式培养
0 引 言
嵌入式系统是专业技术性、实践性和综合性都很强的学科领域，近年发展极为迅速，目前精通嵌入式系统专业技术的人才严重缺乏，学校培养的人才和企业实际需求严重脱节，使得嵌入式硬件和软件研发工程师成为近年来较为热门的职业之一。为缩小毕业生与用人单位实际需求间的差距，使高校的人才培养方向和培养目标更贴近现实，嵌入式系统的教学改革迫在眉睫。
1 授课方式及课程理论分析设置
嵌入式系统原理目前是通信工程和自动化专业的核心课程，也是计算机科学与技术、软件工程等专业的重要课程。嵌入式系统更新换代快，学习难度大，难以形成系统性的知识体系[1-2]。同时嵌入式课程讲授难度很大，它要求教师不仅具备一般的单片机开发系统的软硬件知识，而且需要从事过嵌入式系统工程项目实际开发实践，才能很好地讲授该课程。
1.1 授课方式分析
嵌入式系统原理理论知识点多，覆盖学科面广，命令操作多，采用引导性笔记的授课方式强化学生的理论知识水平[3]。课堂上授课人数较多，授课教师营造学生积极参与的课堂气氛，激发学生的课堂参与积极性。同时，改变以往将所有授课讲义上课前给学生的做法，而是将引导性笔记提前给学生，引导性笔记包括本堂课内容的信息提纲、基本概念、定理、公式关键环节、图形图表、最终结论观点等，学生只需补充其中的细节内容。学生边记笔记边理解重点内容，注意力能够相对集中在老师的授课重点，避免没有经过理解分析的简单记录，从而提高课堂的学习效率，使学生达到高强度的理论强化学习目的。天津商业大学嵌入式系统教学团队紧紧围绕ARM 架构微处理器作为教学的理论和实验主要对象，编写了可作为引导性笔记的实验教材《嵌入式系统原理开发与设计——基于SamsungS3C2410微处理器的设计与应用》。教学团队采用课堂讲授与实验有机结合的教学模式，采用引导性笔记的授课方式，强化理论与应用实践相结合，引导学生独立思考，培养他们的学习兴趣和学习积极性、主动性[4]。
1.2 课程理论分析设置
嵌入式系统课程是一门系统性强、软硬件结合的综合性课程，一般分为硬件开发方向和软件开发方向，两方向均要求学生能够掌握嵌入式系统基本理论知识和简单的嵌入式操作系统，具有嵌入式系统软硬件开发、设计、调试和维护的基本能力。通信工程专业和自动化专业的学生授课重点偏向于嵌入式硬件开发方向，而计算机科学与技术专业和软件工程专业的学生则偏向于嵌入式软件开发。根据不同专业的专业特点以及学生的兴趣爱好和素质，可以建立一套适合嵌入式系统教学的课程体系，将嵌入式系统课程体系概括为3个阶段，第一阶段为偏软和偏硬方向的学生均要求学的专业基础课，主要有C语言程序设计、计算机组成原理、模拟电路和数字电路、汇编语言程序设计等基础课程；第二阶段为偏软和偏硬方向的学生均要求学习，主要开设课程有Linux操作系统、WinCE操作系统、数据结构、嵌入式系统原理及应用、操作系统原理、计算机网络等课程；第三阶段为偏软专业学生重点学习基于操作系统的开发课程，如QT图形界面设计、C++程序设计等开发应用性强的人机界面软件设计；偏硬专业学生重点学习嵌入式系统结构、传感器原理、PCB设计制作、Multisim和PADS等仿真设计类的课程[5-6]。
2 课程实验项目实践
嵌入式系统教学的实验项目分为基础类实验项目和提高类实验项目。基础类实验项目均要求学生掌握利用现有实验设备理解嵌入式系统设计的原理和过程、掌握建立嵌入式系统开发环境的开发方法和过程；提高类实验项目主要是让学生把所学本学科知识综合起来，培养学生嵌入式系统综合应用实际开发能力、软硬件协同设计思想及解决开发过程遇到问题的能力[7-9]。
基础类实验项目包括：①基于ARM的汇编语言程序设计；②基于ARM的C语言程序设计；③基于ARM的I/O接口实验；④基于ARM的中断实验；⑤基于ARM的UART实验；⑥基于ARM的A/D接口实验；⑦μCOSII的内核在ARM处理器上的移植；⑧Linux实验环境的搭建；⑨Boot loader引导程序实验；⑩Linux的移植、内核、文件系统的生成与下载； WinCE中的控件编程； WinCE下的多线程编程； WinCE下文件操作与通信编程。
提高类实验项目包括：①触摸屏实验；②音频录放实验；③USB设备收发数据实验；④基于μCOSII 的串口驱动编写实验；⑤基于μCOSII 的LCD 驱动编写实验；⑥基于Linux 的键盘驱动程序编写；⑦基于Linux 的LCD 驱动程序编写；⑧USB 播放mp3的实验；⑨WinCE 系统定制；⑩WinCE 下的流接口驱动开发； WinCE 内核调试。
其中提高类的实验项目均为小系统设计，综合性较强，有一定开发难度，授课教师在实验项目分析操作中单步引导学生自己通过操作来寻求答案，让学生由被动学习变为主动学习，通过给学生分析项目需求、设计方法，进一步引导学生进行实例项目的学习。部分项目需要仿真测试的利用虚拟仿真软件MATLAB、PROTEUS 和AD6.3等各种绘图仿真软件进行试验仿真测试。虚拟仿真实验可以提高学生实验项目的正确率，操作的便捷性，降低设备的损坏率，强化学生的理论知识。提高类的实验项目均是具体的实例展开教学，从而达到培养能力的目的，进而激发学生的学习兴趣。信息技术综合实验教学中心现有达盛ARM860 教学实验实训平台32 套(CPU 为SamsungS3C2410 处理器) 以及该平台配套的硬件设备和软件环境，结合2012版教学计划，将课程实验项目再设计为启发型-综合性-创新型实验项目。学生3~4人为一个团队，每人分工明确，完成项目的分析设计、编写、调试代码、功能演示，共同讨论共同完成实验项目。
3 科研项目培养结合企业订单培养
在理论知识强化学习和必修的实验项目后，很多学生认为学到的知识点相对零散，缺乏一条主线将各章的知识点结合起来，不能从全局角度整体看待问题，知识点得不到灵活运用。授课教师选取难度合适且有意义的综合系统实例项目作为学生的课外拓展性教学补充[10]，这些软硬协同设计的综合系统实例项目尽量将各知识点贯通起来，增强学生对课程的整体把握。综合系统实例项目来自于教师的纵向和横向科研项目子课题、各类竞赛项目、创新研究课题和企业的实际需求。
科研项目子课题、各类竞赛项目开发设计过程中，3~5名学生组成项目应用开发兴趣小组，共同完成项目的需求分析设计、功能实现和测试工作，便于学生理解各功能的实现原理，每个小组汇报该组项目的设计目的、实现原理、实现功能、开发调试及功能测试的过程，最后采取学生答辩、老师验收的结题方式，达到锻炼学生的团队能力，协作能力及自学能力的目的，也可以使其他未做该项目的同学得到参考和借鉴。教师授课团队在开发设计过程中提供必要的课外指导，各实验教学中心和工程训练中心提供相应的设备及开发平台。目前，这种模式培养的学生已经获得全国大学生电子设计竞赛、天津市大学生电子设计竞赛、天津市大学生物联网设计竞赛、博创杯、合泰杯等多项大奖。
对于创新研究课题和企业的实际需求项目，对学生采用订单式培养，要求学生有针对性地完成嵌入式系统的实际硬件电路设计、程序的编写、调试环境搭建、各级功能的调试、系统的集成测试和文档的编写等环节，其中硬件电路设计和软件编程需重点学习，通过项目需求分析、方案比较、资料归纳整理、系统方案定型、电路板级调试、软件编程调试、系统功能测试、文档编写等全过程，完成一个标准的产品级的工程项目研发，锻炼学生的工程项目研发和实际动手能力。在开发的不同阶段，学校企业共同搭建平台，学校提供必要设备和实验室，企业提供部分研发平台及资金支持，企业一线产品研发专家不定期到校内和学生交流，学生近距离和企业嵌入式系统资深专家面对面探讨问题，提高学生的工程项目经验、创新能力和实践能力，提高学生的专业素养，让学生在实际项目研发环境中成长，也为日后的工作有针对性地积蓄经验和专业本领，提高学生就业率。这种教学模式实现了为企业量体裁衣式的培养，教师也达到对不同学生因材施教的目的。
4 结 语
嵌入式技术发展突飞猛进，市场实际需求变化无穷，系统的展开嵌入式系统教学内容改革与实践工作以适应市场需求，构建理论强化学习、实验项目分析操作训练、科研项目实训和校企联合订单式培养四位一体的实践教学模式，形成专业技术应用能力与综合实践技能相结合的实践教学体系。在教学内容上，要将理论与实践相结合，课堂教学和实验项目操作训练相结合，科研项目训练和企业需求相结合，提高学生分析问题和解决问题的能力，加强学生工程系统掌控能力和创新能力。
笔者所在教学团队积极主动拓宽教学方法视野，掌握先进科学的教学理念，优化和完善教学方法，经过多学期的实践教学证明这种教学模式具有较好的可行性，提升了学生工程实践能力，激发了学生的学习兴趣，教学实践效果也较符合实际应用。
基金项目：天津商业大学教改基金项目（2013XXJG-08）。
第一作者简介：徐文超，男，实验师，研究方向为模式识别和嵌入式技术， xuwenchao@tjcu.edu.cn。
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依个人之见，计算机依据用途可以分为三大类：第一类为高端技术应用，是科技工作者和大学计算机专业研究人员，通过不懈的研究创新，推出更新的科技成果产品；第二类是普通应用，人们把它作为一种高效率的工具，在工作和生活的各种应用环境中大量使用；第三类是玩具，在当今这个信息社会中，更为壮观的是全球的人都把计算机当做一个高级的智能玩具，用来娱乐、游戏。
研究高端科学技术的人们，不仅要懂得电子计算机是如何工作的，而且还要知道它是如何制造出来的，要了解它从一个几十吨重的庞然大物变成今天的笔记本电脑的演变过程；把它当工具使用的人，则只要了解电子计算机的基础知识，学会编制程序的方法，就能得心应手地开展自已应用领域的工作，没有必要去过问它是怎样造出来的；把电脑当作玩具者，则只要知道计算机的操作命令就行了。当然兴趣不一样，玩的方法也就各有特色。科技产品、工具、玩具只是人们在各自使用范围内对计算机的不同理解，但它显现出来的本质仍然是一台不折不扣的电子计算机。
鉴于电子计算机与人们是如此亲密无间，电子计算机也就必然从高端科技演变成为人们的基础知识。2006年3月，曾任美国卡内基・梅隆大学(CMU)计算机科学系主任，现任美国基金会(MSP)计算机和信息科学与工程部(CISE)主任的周以真Jearmette M.Wing教授，在美国计算机权威刊物《Communicatons of the ACM》上，首次提出了计算思维的观念。计算思维这一观念提出后，立即得到美国教育界的广泛支持，并引起了欧洲的极大关注。2007年9月19日，欧洲科学界、工业界和政府的一些领导者还在布鲁塞尔皇家科学院召开了一次名为“思维科学――欧洲的下一个政策挑战”的会议。
在国内，为了紧跟国际学术动态，推动教学理念的更新，全国高等学校计算机教育研究会早在2003年10月31日，就在桂林电子工业学院主办了全国“计算机科学与技术方法论”专题学术研讨会，在热烈的讨论中，也萌发了计算思维的理念。本次会议有来自全国百余所高校的150余位代表参会，还吸引了哲学界、物理学界的学者参加，讨论中不仅有相同的观点共识，也有对立的论点交锋，会议开得热烈、成功。大会收到论文100余篇，其中64篇由核心刊物《计算机科学》杂志专辑发表。
5年之后的2008年10月31日，全国高等学校计算机教育研究会又在桂林电子科技大学召开了“计算思维与计算机导论”专题研讨会，探讨了科学思维与科学方法在计算机学科教学创新中的作用。来自全国80多所高校，包括70多位计算机学院院长、主管教学的副院长在内的近百名专家出席了会议。在本次会议上，桂林电子科技大学董荣胜教授、武汉大学费定舟教授、国防科大李婷婷博士、著名计算机教育家苏运霖教授、中国人民大学赵总宽教授等分别就有关计算思维与计算机导论、计算思维与计算机方法论、哲学思维、计算思维及科技创新、历史上重大科学发现与技术创新中蕴含的计算思维、中国古代科学中蕴含的计算思维――算法化思想、计算思维在各学科领域的应用、计算思维在计算机学科各门课程中讲授的经验和体会等内容作了大会报告，探讨了在教学过程中如何以课程为载体讲授面向学科的思维方法，以及这种讲授对国家科学与教育事业发展的作用等。
这两次会议的核心宗旨是期望促使我国计算机教育界的同行们要更新思维，尽快适应计算机科学领域发生的根本性变革。
2008年6月29日至7月14日，中国国家科学基金委员会组织了计算机科学代表团，访问了美国的lO所大学和美国国家科学基金会。访问成员对“计算思维”有了更强烈的感受：中国工程院院士、国家自然科学基金委员会副主任、清华大学孙家广教授说：“最具有基础性和长期性的思想是‘计算思维’。这也给中国计算机科学技术的学科建设工作提供了很好的参考”。中国计算机学会理事、国家自然科学基金委员会信息科学部二处(计算机学科)处长刘克教授说：“在大学中推进‘计算思维’这一基本理念的教育与传播工作也非常必要”。中国计算机学会高级会员、2007年中国计算机学会王选奖获得者、中国科学院计算技术研究所研究员徐志伟总工程师说：“‘计算思维’就本人了解而言，这可能是近十年来最具有基础性、长期性的学术思想。这个思想由美国国家科学基金会主管计算机与信息科学与工程学部的副主任珍妮特・文(Jeannette Wing)博士提出。简言之：计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像识字、做算术一样；任务是在2050年以前，让地球上每一个公民都具备‘计算思维’能力。换句话说，以前要‘扫盲’，是扫‘文盲’，在21世纪，要扫‘计算机盲’。当然，要做到这点，必须说清楚什么是计算思维。”他又说：“计算思维这一思想也部分地给出了初步理论，可用于解释为什么美国正在发生各种学科、教育、科研活动和机构变革的实践。这也给中国计算机科学技术的学科建设工作提供了一个很好的参考。这个思想还应该更正面地理解，即计算思维的普及可以从科学界、研究界开始，给予科技人员一种新的视角和思维方式。”徐志伟总工程师最后总结说：“计算使人们能够发现与创新CDI(Cyber Enabled Discovery and Innovation)，是实现计算思维的第一个美国国家科学基金会的重大计划。它的目的是，通过计算思维的创新和进步(包括概念、方法、模型、算法、工具和系统等)，对科学与工程领域产生新理解、新模式，创造革命性的研究成果。”
从以上这些论述来看，在2050年以前，要让地球上每一个公民都具备“计算思维”能力，要扫“计算机盲”。因此，应把计算思维看成是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式。国际上已经在大声疾呼了，我们中国的计算机教育工作者岂能坐视不理，我们应该结合国情，奋起直追!
2010年7月19日至20日，北京大学、清华大学、浙江大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学九所知名高校在西安交通大学举办了“C9高校联盟计算机基础课程研讨会”。教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会主任陈国良院士亲临大会，作了“计算思维能力培养研究”的报告，并主持了该专题的讨论，各有关高等学校计算机基础课程教学负责人 及骨干教师出席了大会。经大会研究讨论后就增强大学生计算思维能力的培养发表了“C9高校联盟计算机基础教学发展战略联合声明”。这是个好兆头，作为全国高等学校计算机教育研究会，我们在表示积极支持的前提下，还要力争在促进建立“计算思维”的观念上作出贡献。
那么，什么是计算思维?
周以真教授指出：“计算思维代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，每一个人，而不仅仅是计算机科学家，都应热心于它的学习和应用。”他又说：“计算思维是每个人的基本技能，不仅仅是计算机科学家。我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术(Reading Writing and Arithmetic――3R)，还要学会计算思维。”
中国科学院计算所李国杰院士说：“计算思维运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统和理解人类行为，它选择合适的方式陈述一个问题、对一个问题的相关方面建模，并用最有效的办法实现问题求解。”李国杰院士还认为，计算机科学本质上源自数学思维和工程思维。然而，计算思维远远不只是为计算机编程，它是抽象的多个层次上的思维，与“读写能力”一样，是人类的基本思维方式。他强调，“计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。”他建议，在培养孩子们的解析能力时，不仅要求其学会阅读、写作和算术，还要学会计算思维。
因此，我们可以这样来认识计算思维：计算思维是运用计算机科学的基础概念来进行问题的求解、系统的设计以及人类行为的理解等，它包括了涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。计算思维是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，就像阅读、写字、做算术一样，成为人们最基础、最普遍、最适用和不可缺少的基础思维方式。
计算思维的普及可以从科学界、研究界开始做起，它能给科技人员一种新的视觉和思维方式。
在大学里推进计算思维这一基本理念的教育和传播工作是十分必要的，建议面向所有专业的大学新生开一门“怎么像计算机科学家一样思维”的课程。还应当让没有进入大学之前的学生接触计算的方法和模型。要培养具有“计算思维”能力的中国计算机本科大学生，就需要制定出具有“计算思维”能力特色的教学计划。因此，对我国现行教学计划的创新改革已经到了刻不容缓的时候了。我国计算机教育界同行已经在审时度势地审定和修改现行的教学计划，发掘新特色，寻找新亮点。
在全民中有计划、有步骤地进行计算思维观念的宣传和普及工作，也应当提上议事日程。美国人已经提出，在2050年以前，要让地球上每一个公民都具备“计算思维”能力，要扫“计算机盲”。因此，应该把计算思维看成是一种本质的、所有人都必须具备的思维方式，激发人们对计算机领域科学探索的兴趣，使计算思维成为一种常识。周以真教授说，“我特别需要抓住尚未进入大学之前的听众，包括教师、父母和学生，向他们传送下面两个信息：智力上的挑战和引人入胜的科学问题依旧亟待理解和解决。这些问题的解答仅仅受限于我们自己的好奇心和创造力。”
结论应当是：当计算思维面向所有的人，所有的地方，真正融入人类活动的整体，不再表现为一种显式哲学的时候，计算思维就将成为一种现实。
综上所述，不妨把计算思维看成是“基础的回归”，把学习计算机科学看成像学习数学或英语一样的基础知识。主修数学或英语的人，可以从事各种各样的职业。主修计算机科学的人，当然也可以从事各种各样的职业，比如，一个人在主修计算机科学以后，可以直接从事医学、法律、商业、政治以及任何类型的科学和工程职业，甚至艺术工作。也就是说，在原来的数、理、化、天、生、物六大基础学科的基础上，加上计算机科学而成为七大基础学科。
这里还要阐明几个概念：
计算思维是概念化，而不是程序化。因为计算机科学不只是为计算机编制程序，而是要像计算机科学家那样去思维，进而要求在抽象的多个层次上思维。
计算思维是人的思维，是人类求解问题的一条途径。计算机的思维方式也决不是要人类像计算机那样去思考。计算机的工作非常机械、枯燥、沉闷，人类则聪颖并富有想象力，是人类创造了计算机，给计算机赋以智能和激情。当人类为自己配置了计算机系统，人类就能够用自己的智慧来解决那些在计算时代之前不敢尝试的问题，进而实现“只有想不到，没有做不到”的境界。
计算思维是数学思维和工程思维的互补与融合，和所有学科的形式化基础都是建筑在数学之上一样，计算机科学在本质上也来源于数学思维。又由于人类建造的计算机系统是一个能够与实际世界互动的系统，计算机科学在本质上又来源于工程思维。由于基本的计算机系统受到的限制，迫使计算机科学家必须进行计算性思考，不能只是单纯地进行数学思考，而要开拓视野，用构建虚拟世界的自由来使人类能够设计出超物理世界的各种系统。
计算思维是人类的思想活动，不是人造的物品，它不只是以人类生产的软件、硬件等人造物的物理形式到处呈现并时刻融入人们的生活，更重要的是，它是人类用以接近求解问题、管理日常生活、建立与他人交流和互动的计算概念。因此，不能把计算机科学只等同于为计算机编制程序，也不能把主修计算机科学局限于狭窄的就业范围，更不能认为计算机科学的基础研究已经完成，只剩下工程实现的问题了。当人们行动起来去改变这个领域的社会形象的时候，计算思维就是一个引导着计算机教育家、研究者和实践者的宏大愿景了。
计算思维不仅是计算机科学家的思维，它已经不局限于计算机领域，计算机科学家对各种学科都产生了兴趣。例如，他们坚信生物学家能够从计算思维中获益，计算机科学也确实对生物科学作出极大贡献，它不仅具有能够从海量的序列数据中搜索寻找模式规律的本领，最终还能用体现数据结构和算法(指计算抽象和方法)自身的功能方式来表示蛋白质的结构，计算生物学正在改变着生物学家的思考方式。类似的，计算博弈理论正在改变着经济学家的思考方式：纳米计算正在改变着化学家的思考方式；量子计算正在改变着物理学家的思考方式。当然，计算思维不仅仅限于科学家，计算思维应该成为每个人的技能组合成分。可以这样认为：普适计算之于今天就如计算思维之于明天。普适计算让今天实现了昨天的梦想，而计算思维将是明天的现实。
计算思维是利用启发式的推理寻求解答，它可以在不能确定的情况下进行规划、学习和调度。实质上就是搜索、搜索、再搜索。
计算思维是利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡。我们来看一些日常生活中的事例：当你的孩子早晨去上学时，他把当天所需的东西放进背包，这就是“预置和缓存”；当有人弄丢了自己的物品，你建议他沿着走过的路线去寻找，这就叫“回推”；在什么时候停止长期租用的物品而为自己买一个呢?这就是“在线算法”；在超市付费时，你应当去排哪一个队呢?这就是“多服务器系统”的性能模型；为什么停电时你的电话仍然可以用呢?这就是“失败的无关性”和“设计的冗余性。”当计算思维真正渗透到每一个人的生活之中的时候，“预置和缓存”、“回推”、“在线算法”、“多服务器系统”、“失败的无关性”和“设计的冗余性”等专业词汇也就成为人们的日常语言了。
计算思维既然与人们的工作和生活如此密切相关，计算思维理所当然地应当成为人类不可或缺的一种生存能力。当今的信息社会已经离不开计算机了，未来的社会一定更需要计算机来加速实现美好的愿景。从事计算机科学技术研究和计算机教育的同行们，我们有责任首先成为具有计算思维能力的先驱者和促进者，大家首先要齐心协力地用计算思维的观念和能力把自己武装起来，再用自己的切身体会去培育更多的人们具有计算思维的观念，再把计算思维的观念提升到计算思维的能力。我坚信：通过大家的共同努力，一定能把国际上流行的“2050年全世界的每一个公民都应具有计算思维能力”的预言变成现实!
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关键词：应用型本科；教学改革 ；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）06-0305-02
前言
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的专业基础课，也是计算机学科的考研课程之一，在计算机专业的课程体系中有着十分重要的地位。计算机组成原理是我院信息技术系开设的课程，介于我院是培养应用型专门人才为主要任务的特点，即使学生能尽快地融入到实际工作的应用中。因此，该课程必须不断地调整完善提高教学效果以适合实际需求。
一、《计算机组成原理》课堂教学效果的提高
1.培养目标的确立。中国各个高校都根据自己学校的特点研究制定了自己学校的人才培养目标。所培养出来的人才一般分为研究型、应用型、实用型三种类型。培养应用型人才的学校称之为应用型学校，培养应用型人才的本科专业称之为应用型本科。应用型人才将主要为社会承担把科学理论和技术转化为解决实际问题、服务生产的方法和方案的任务，其特点是学用结合、学做结合、学创结合。发展应用型本科教育是社会发展的要求建设新时期，实现社会主义现代化，科技是关键，教育是基础。国内大多数的本科院校确定了以培养应用型专门人才为主要任务，但是如何培养适合社会需求的应用型专业人才还处于摸索研究阶段，因此以应用型人才培养为教学目标的普通高等学校，都必须积极进行应用型人才培养的教学研究与改革。
2.教学内容的改革。传统上，《计算机组成原理》是计算机及相近专业的专业基础课，而《汇编语言》是计算机专业（本、专科）学生必备知识，其内容往往体现在《汇编语言程序设计》或《微机原理与汇编语言程序设计》等课程中。以前，我院和许多院校一样，将《计算机组成原理》单独开设，另开设《汇编语言程序设计》或《微机原理与汇编语言程序设计》。一方面，《计算机组成原理》一直是一个比较难教、难学的课程，是一门内容中技术性、工程性很强的课程。传统的做法都是以教师课堂授课为主，学生被动地听课，即主要通过教课方式向同学强行灌输，教师往往按照教材的内容一般性地讲述原理，学生只是完成一些简单的验证性的教学实验。课程内容显得抽象枯燥，学生学习后总感到有些朦胧，甚至于觉得本课程没什么实用价值，没有兴趣学。而另一方面，汇编语言的学习和掌握与计算机的硬件组成与工作原理密切相关。因此，分设两门课，一方面造成了部分内容的重复讲授，浪费了宝贵的学时， 另一方面给学生的学习造成了一定的困难。因此，在我院领导和教务处的大力支持下，自2006年开始，我系对这两门课程进行了课程改革试验，先是在《计算机组成原理》课中增加汇编语言的内容，并逐步增加汇编语言的有关内容，课程名改为《计算机组成原理与汇编语言》。经过对几届学生的教学实践，效果明显。一是学时数显著减少，二是充分利用了二者之间的有机联系，学生对知识的理解程度和运用能力有所提高。
3.传统的教学手段和多媒体教学手段相互补充。传统的教学手段是板书，这种方式的缺点就是教师要花很多时间进行板书，学生看到的 是死板的黑底白字，其优点是教师边写边讲，容易和学生形成互动，而学生在做笔记的过程中也能加深对所学内容的理解，同时还能让学生养成做笔记的良好习惯。随着科学技术的发展，绝大多数教师都利用多媒体课件进行教学，这种手段改善了传统教学的不足，但同时也出现了一些弊端。有些教师上课时过分依赖幻灯片，讲课时就照着课件念，速度一快，学生根本没有思考的余地，也没法做笔记，直接后果就是学生也过分依赖教师的课件，大部分同学上课不做笔记，上课也不好好听讲，就等着下课以后把课件拷贝回去看，大大降低了课堂教学的效果。为此，我们在教学时采用“课件+板书”的教学手段，大部分内容在课件上出现，但细节部分在黑板上给予适当补充，而且课件内容要保证重点突出，语言精练，这样既能让学生记下重点内容，也能让学生避开幻灯片的干扰，集中注意力听教师的讲解，提高课堂教学质量。
二、《计算机组成原理》实验课教学效果的提高
为体现“学生主体地位”和“参与式教学”等教育理念，从“计算机组成原理”开课开始我们就我院培养应用型人才的特点，加大了实验课的比重，打破其他学校的惯例，按照1∶1的比例安排理论和实验课，取得了很好的教学效果。我们重新整合的课程为《计算机组成原理与汇编语言》，增加了汇编程序部分的实验。实验部分继而分成了计算机组成原理与汇编语言两部分。
1.计算机组成原理实验。目前高校计算机组成原理实验方式主要有两种：一种是利用固定结构的实验平台，这些实验平台将 CPU 的各个组成部件全部做好，学生按要求连线、拨动相应输入或控制开关来完成实验；另 一种是应用 EDA 技术进行实验。我院购买了计算机组成原理实验箱，采用了第一种形式。这种固定结构的实验平台可帮助学生深刻理解计算机主要部件的工作原理。首先，学生可以实际动手操作。其次，学生可以把理论知识与社会生产实践相结合，在实际工作中得到锻炼和提高，使学有所用。这样，一方面，可以进一步深化学生对理论知识的理解和掌握；另一方面，可以培养学生的实际动手能力，提高学生的学习兴趣，增强学生的创新意识。
2.汇编语言实验汇编语言。实验部分，采用上机编程的形式。通过实验，使学生了解80x86计算机组织，掌握8086/8088指令系统和寻址方式，掌握汇编语言程序设计基本方法，能进行汇编语言程序的设计、调试。对计算机组成原理有了全方位的认识。实验教学重点解决学生掌握硬件专业知识基础、汇编语言基本设计方法和增加教学内容实用性等三个方面。使学生通过对计算机各功能部件的逻辑组成、工作机制、程序设计的学习及实验，建立完备的单台计算机整机概念。使学生通过高性能计算机、新一代计算机等知识，进一步学习了解计算机广泛采用的新技术、新工艺、最新研究成果和发展应用趋势。使学生通过汇编语言程序设计的学习，了解所用计算机硬件及使用软件扩大功能的实现方法，进一步真正理解计算机的基本组成原理以及工作过程。并为后继课程及今后工作中解决实际问题，打下一个良好的基础。使学生通过实验课的学习，受到软硬件实验的初步训练，实验操作能力得到提高。掌握编程的基本方法，培养分析和解决问题的能力以及掌握使用计算机的基本技能。
三、考核方法及效果
为了进一步调动学生的积极性，把每次实验的成绩列入平时成绩，最终纳入期末成绩，总成绩＝30％平时成绩 + 70％期末考试成绩。使学生不仅仅注重最后一张卷子，而是更注重平时的学习与积累，注重自己真正学到了知识和技能。这种方式也得到了学生的认可。学生成绩也有了大幅提高（见表1）。
四、加强课程认识，建立完整的课程体系
由于学生正处于学习阶段，对计算机组成原理这门课程在整个专业课程体系以及该课程与其他课程之间的联系没有一个直观、感性的认识，使得学生在思想上轻视了对这门课的学习。因此，上课时，教师首先应该明确本课程的地位和重要性，让学生从思想上重视起来。通常，教师在教学时基本上都有这个环节，但大部分只是“简单的、概括性的”说明，没有详细地探讨该课程和其他课程的联系，学生有种“知其然，而不知其所以然”的感觉。为了加强学生对课程重要性的认识，可以设置一些问题，通过对这些问题的思考，让学生能深刻体会到本课程和其他课程的联系，加深对该课程地位的感性认识。并且我对该课程群中的相关课程在教学内容上做了一次大跨度的整合、更新，开设出《嵌入式系统》课程，使课程群中的课程更能反映出现代计算机的新发展。
结论
要提高应用型本科计算机组成原理课程教学效果，分析应用型计算机专业人才特点，量身定做教学方案，使用先进的教学手段，加之以科学的管理，是应用型计算机专业人才培养的有效途径。总之《计算机组成原理》课程教育也应与时俱进，开拓创新，不断地研究改进。课程一定要想方设法地吸引学生兴趣，不断改革教学内容、方法及手段，采取多种途径，提高教学效果是一个教育工作者永远的目标和追求。
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Abstract: The experiment course characteristics of software engineering are summarized systematically, the present condition and existing problem about the teaching of software engineering are expounded in detail，some reform ideas and methods on the teaching of software engineering are proposed, and advices and views about some common problems are given.
关键词： 软件工程；教学模式；改革与探索
Key words: software engineering；teaching mode；reform and research
0引言
随着社会信息化的不断发展和深入，一方面，各行各业对于计算机软件人才的需求不断扩大；另一方面，我国软件人才状况仍未摆脱长期以来形成的“缺口较大、结构失衡、需求旺盛”的状况，人才短缺与结构不合理现状并存。
人们开发优质软件的能力大大落后于计算机硬件日新月异的进展和社会对计算机软件不断增长的需求，计算机工业发达国家在发展软件的过程中曾经走过不少弯路，这种状况已经严重妨碍了计算机技术的进步，许多国家至今仍然经受着“软件危机”的困扰。
为了摆脱软件危机的困扰，为社会提供训练有素的计算机软件专业人才，软件工程学迅速发展起来，它是一门研究软件开发与维护的普遍原理和技术的工程学科，在当今的信息社会中占有重要的地位。它已经成为计算机科学技术的一个重要分支，由最初的单学科方向发展成为的多学科交叉学科，它主要以计算机科学技术为基础。进入新世纪，已经成为一个异常活跃的研究领域。
1《软件工程》课程的特点
软件工程学是一门发展迅速的新兴学科，研究的范围非常广泛，包括技术方法、工具和管理等许多方面。目前软件工程是一门实践性很强的课程，它是指导计算机软件开发与维护的一门综合性课程，是计算机科学与技术及相关专业教学计划中一门重要的专业必修课，其教学成效直接影响学生毕业以后从事软件开发工作的能力。所以，为了使学生具备作为软件工程师所需的专业能力，使学生了解和掌握软件工程开发的技术和方法，要为其从事计算机软件开发和维护提供方法上的指导，严把这一课程的教学关。
软件工程作为计算机专业的一门核心课程，它具有以下两大特点。①知识的广泛性、综合性：由于涉及内容太多、太宽，而且其本身还处在不断的发展中，所以为了使学生了解到各种知识，我们还要将该课程涉及的计算机、经济学、管理学、工程学、市场学等多个领域的知识予以整理，要结合软件开发实践进行教学，使学生了解到各种知识的综合应用。在扩大学生的知识面的同时，突出教学改革的重点。②理论的实践性：软件工程学具有很强的实践性，它是根据人们开发软件产品的经验总结出来的理论课程，软件工程学的产生是为了摆脱“软件危机”的困扰而诞生的，它是用理论来指导实践开发，因此在学习过程中必须理论联系实际。
软件工程的主要教学目标就是使学生①锻炼交流和沟通的能力，培养团队合作精神；②培养实际开发能力；③在开发过程中应遵循的流程、准则、标准和规范，初步学会用工程化的方法开发软件项目；④掌握软件工程的基本概念、基本原理、实用的开发方法和技术。它也是计算机本科教育中唯一涉及到工程化管理和技术的课程
2《软件工程》教学存在的问题
传统的计算机教学模式与当前社会人才市场的需求远远不相适应，学生与产业界的需求往往存在较大的脱节，长期以来，存在着“什么都学过却什么都不会”的尴尬局面，严重阻碍了我国IT企业的发展。尽管国内高校软件人才的培养数量日益攀升，但是实际培养的计算机人才却远远达不到社会的要求，学生难以很快融入现代IT企业的运作。究其原因，最根本的还是因为计算机教学的现状所至。随着计算机技术和知识日新月异的发展，与之相应的计算机教育无论从观念、内容和方法上都相对滞后，软件工程教学的现状也是如此，存在的问题主要表现在以下几个方面：
2.1 课程的综合性要求软件的开发是一个系统工程，需要开发者有管理学、数学、经济学、计算机技术、系统工程等多方面知识和综合能力，而学生前期课程主要是单一学科型的。
2.2 教学模式的选用软件工程实际上就是一门研究如何将完善的科学与工程原理、先进高效的管理技术以及完整、规范的设计方法应用于经济地开发既可靠、又能在实际计算机上有效运行的软件的一门工程学科，非常强调理论与实践相结合。目前，国内计算机软件相关专业的教学基本还停留在传统的理工科人才培养模式，基础理论知识和针对个人动手能力的实验构成了教学的主体，普遍缺少对学生工程能力和职业素质的训练，同时也缺乏进行这些训练所需的教学环境，习惯于传统的教师讲、学生听、记笔记、背概念的教学方式，影响学生对理论知识的理解，更谈不上学生软件开发的综合能力和软件项目的管理能力的有目的培养。
2.3 教学过程中侧重点目前，在软件工程的教学中仍然存在将侧重点放在详细介绍传统的生命周期方法学上，具体方法的介绍一般以面向过程的结构化方法为重点。为了提高了软件系统的稳定性、可修改性和可重用性，人们逐渐创造出的软件工程的新途径——面向对象方法学，这种方法日益受到人们的重视，在软件开发中广泛应用。而我们在教学过程中对这一部分的介绍则比较表浅，在实践教学环节也很少体现，这使得学生认为“软件工程”这门课程学不至用，面对用面向对象方法学来控制整个软件开发过程时，感到不知所措，在毕业后直接进入工作岗位时，更是不会运用。
关键词：多元整合课程模式；计算机应用技术；课程体系
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913(2007)18-0038-02
1引言
高职教育必须坚持以就业为导向，以技术能力的形成和综合素质的培养为主线，加强实践能力的培养，要实现这一目标，单一的课程模式显然无法满足高职教育实践的要求，探索灵活实用的新型课程模式势在必行，多元整合课程模式应运而生。
本文主要讨论如何运用多元整合课程模式构建计算机应用技术专业课程体系，并对实施过程和效果作了初步探讨。
2构建计算机应用技术专业课程体系的原则
专业的课程体系设置突出对学生“三个能力”的培养和训练：一是IT技能应用的能力；二是外语及交流的能力；三是与社会融合的能力。使学生在毕业时真正达到所学即所用，所用即所学，达到与企业需求的“无缝连接”。
3计算机应用技术专业课程体系的组成
计算机应用技术专业学生素质分为基本素质和职业素质，本专业人才培养框架如图1所示。下面我们基于人才培养框架深入阐述课程体系。
3.1基本素质
在基本素质培养上重视学生的德、智、体、美全面发展，从外语能力、专业基础知识、政治素养、人文素质、软件基础知识与操作能力几个方面提高学生的能力与素质。
结合本专业特点进行必需的英语教学，将原来的大学英语课程调整为实用英语，根据就业需要有的放矢地选择教学内容，培养学生阅读英文软件需求和设计规范的能力。
进行够用的数学课程设置，将高等数学、线性代数、离散数学和概率论与数理统计四门课程的内容进行取舍和整合，融合成一门课程“计算机数学基础”。
在重视思想教育的同时，通过素质修炼、沟通与演讲、IT职业生涯规划等公共课程帮助学生提高与社会的接触能力，与他人的沟通和协作能力，培养学生形成良好的IT职业道德。
3.2职业素质
计算机应用技术的职业素质分为三个子模块：计算机管理与应用模块、图形图像编辑和处理模块、网站设计与维护模块。
计算机管理与应用模块培养学生具备计算机软硬件理论基础，能够对计算机的软硬件进行管理和维护能力，能够从事计算机设备和软件管理和维护、安装调试工作。
图形图像编辑和处理模块让学生熟练掌握图形与图像处理的各种知识和技能，能够从事图形设计、图像制作、数码视频等工作。
网站设计与维护模块让学生掌握网站建设的基本原理，能够运用网页的设计和制作方法进行网站的规划、建设、和维护。
根据每个模块对职业技能的不同要求开设相应的课程，三个模块互相补充，课程内容多元整合，建立起以综合技术能力为导向的高职课程，提高学生的职业技术能力。
(1) 理论教学体系
根据每个模块对职业技能的不同要求开设相应的课程，实现课程结构的多元整合。专业课程体系分为必修课和选修课两大部分。
1) 专业主干课程。主要有：“程序设计基础(C语言)”、“数据结构基础(C语言)”、“数据库原理与应用基础”、“Internet与多媒体技术”、“计算机与网络原理”、“操作系统与故障排除”、“PC机组装与维护”、“Linux系统管理”、“平面设计技术”、“Java语言程序设计”、“Web开发技术基础”。
将传统的“计算机组成原理”与“计算机网络原理”整合成一门课程“计算机与网络原理”，介绍计算机系统结构、存储系统、总线系统、处理器、I/O系统、计算机网络网络体系与层次结构、局域网、广域网、Internet与TCP/IP、网络操作系统等等。在“操作系统与故障排除”课程中，除了操作系统原理的介绍外，融入HelpDesk的思路，增加常用应用程序故障排除的内容，培养学生解决信息技术服务及网络应用中所遇到的各种问题的能力，进一步增强课程的实用价值。
在讲授内容的深度和难度方面，采用模块化的组合形式，灵活组织教学单元，保证理论够用，并且为后续相关课程的学习提供良好的保障和基础。
2) 选修课以及认证课。面向不同的职业岗位，设置选修课和认证课程。有面向计算机管理方向的课程“Windows网络管理与应用”，有面向数据库管理方向的课程“Oracle”和面向软件测试岗位的课程“软件测试技术”，有面向软件开发岗位的课程“ (C#) ”、“VB”。
根据本专业的特点，设置了“MCSE认证”、“Adobe认证”两门认证课程，让学生毕业之前至少能通过一个职业资格认证，全面提高学生的综合素质和能力。
(2) 实践教学体系
1) 实践课程。在实践教学中，增加了专业主干课程的实践学时比例，充分发挥学生人手一台笔记本的优势，使学生在学习理论的同时，能够及时动手操作，以帮助理解和掌握。另外，还设置了一些实践性非常强的课程，例如“Web项目实践”课程，实施以学生为主体的“项目制”教学，让学生运用学过的软件开发技术架构Web应用，使学生能够及时将学过的理论知识应用到实际中去。学生可以根据各自的爱好和能力选择开发技术，鼓励学生个性化发展，教师承担项目经理的角色，控制和管理项目开发的流程和进度。
2) 实施“1321”教学模式。一学年安排成三个学期，两个学期是基于案例的理论教学，一个学期的实践性教学。计算机应用技术专业学生有两个实践学期，分别安排了概念实习和技能实习。概念实习安排了Office软件应用、操作系统安装、配置和基本维护的训练。技能实习安排了图形图像的设计制作和网站构建的技能训练内容。
3) 大学生创业中心。学院设立了SOVO (Students Office & Venture Office，大学生创业中心) ，把申请进驻中心的学生按照“虚拟公司”(Virtual Company) 的形式来组织，公司中设有“董事会”、VCEO负责组织、管理“虚拟公司”的运营，学生在虚拟公司中轮流担任不同角色。学院用制度和有效的措施保证大学生创业的条件，保证学生具备较强的动手技能、创新的思维、广阔的视野，让学生体验创业成功。
4) 毕业设计。给大三的学生安排了15周的毕业设计，学生对理论在实践中的应用进行归纳、总结，达到升华理解，进一步培养学生的持续学习能力、工作能力和创新思维能力。
4实施效果与意义
从目前实施的情况和毕业生的反馈信息来看，课程体系的建设与改革工作取得初步成效。计算机应用技术专业已有三届毕业生，就业率高达98.2%、96.15%和96.6%，充分说明本专业培养的毕业生符合市场需求。
