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關鍵詞：云計算；教學領域；科研領域；作用

云計算從首次提出到現在，已經過去了整整10年的時間，云計算已經不再是一個新鮮的事物，而是形成了世界數據信息運轉不可或缺的平臺。由于互聯網的發展，使得云計算中跨地域的資源共享與服務提供成為了可能。隨著云計算技術的廣泛應用，必將為教育科研領域帶來全新的沖擊和影響。在教育科研領域，通過云計算提供的信息平臺，將會帶來更為先進的教育方式和更廣泛更深入的科研交流形式，從而提升國家的教育成效和加速科研成果的產生與推廣。

1 云計算對教學領域的推動

在傳統的教學方式下，老師通過口述結合板書或PPT進行講解，但是這種教學方式是一個填鴨式的，這種教育極大地扼殺了學生的創造力，把學生訓練成了沒有自己的思想，只會考試的機器。而近年來，隨著信息化技術的發展，教師在教學過程中采用了各種多媒體教學方法，增加了教學的直觀性，互動性，使學生的學習興趣得到了較大的提高，使學生在學習過程中更具想象力和創造力。云計算技術的發展，為實現這種現代化的教育方式提供了更為快捷和有效的技術支撐。通過使用云計算，可以實現優質資源的共享和新型教學方式的推廣，可以將教學所需的各種素材，動畫以動態的方式在教學過程中盡情展現。從投入的角度來說，只需要每個教室配置一臺電腦和一個投影儀，通過云計算技術提供的信息資源，可以大大促進教學資源快速公平的分布。由于我國的具體國情，各地方經濟發展不均衡，使得各地的教育發展也呈現巨大的代差。現在有了云計算技術作為信息支撐，加上全國互聯網發訊速普及，可以將好的教學資源，教學資料，教學內容，教學視頻存入云中，在日常的課堂教學中，教師可以利用云中提供的各類教學資源進行備課和課堂教學，甚至授課教師只負責課堂輔導，學生的學習完全可以通過云計算中的教學視頻來實現，例如，現在全國高等職業院校中所制作的精品資源共享課，以及互聯網上的各類教學視頻，教學資源，都可以用云計算存儲的方式，向廣大師生提供。針對有條件的地區，學生可通過云計算網絡與教師隨時隨地進行互動式交互學習。

云計算在教學實驗中也將起作非常大的作用。由于學校的資源畢竟是有限的，不可能保證每個學生都有自己的實驗室。隨著云計算技術的大量應用，在云中產生的虛擬實驗室，必將從根本上改變這一現狀。虛擬實驗指的是利用計算機信息科技，模擬實際的教學環境提供一個虛擬的多媒體實驗室，使用者可一邊操作、一邊觀察實驗現象。通過虛擬操作平臺，可以展示實驗相關的各種資料，操作人員人機交互性強，操作靈活，而且能夠即時糾正實驗操作者的錯誤，使用者在操作實驗的過程中，體會到與真實實驗同樣的感受。虛擬實驗不需要老師時時在場，實驗操作者可以反復多次的試驗，經自己的探索完成全部實驗，同樣可以達到教學目的和要求。當今時代，隨著信息科技的進步，虛擬技術在各個領域中的應用進一步得到拓展，特別是在遠程教育領域的各種應用，虛擬實驗對未來教學具有重要的指導意義。只要不斷完善虛擬實驗的各種功能，虛擬實驗在教學輔助中將擁有突出的地位。

2 云計算在科研領域的應用

科研機構一直都注重促進科研人員之間的合作，云計算和科研應用的深度融合，為下一步各類科研信息化發展提供了新的戰略思想。大數據時代下，如何在浩瀚如海的數據中找到有價值的科學發現，成為科學研究者們迫切想要解決的問題。以全球知名的Microsoft公司與國內一些高校合作，運用云計算技術從事相關科研的情r以說明云計算在科研中的地位和作用，2012年，Microsoft公司與國內高校、科研機構在云計算的合作已全面扎實地展開了以下系列項目：與上海交通大學聯手搭建“云計算教學與科研平臺”，合作出版Microsoft云計算系列叢書；為高校和研究機構舉辦云計算培訓研討會；向中國科學院計算機網絡信息中心捐贈Windows Azure云資源和存儲空間，啟動“Windows Azure云資源學術合作計劃”；協助上海交通大學、復旦大學、北京大學開設云計算課程；設計、開發Windows Azure教學參考課件，等，這些都為云計算技術的發展對科研人員間的合作創造了非常良好的合作平臺。

3 云計算在教育科研中存在的問題及解決方法

雖然在教育科研中應用云計算是大勢所趨，但云計算在教育科研中還存在著三個方面的問題需要解決：一是云計算需要一個更加強大和均衡的計算基礎架構，也就是一個多層的云接口（CI）來支持國家在全國范圍內的覆蓋，使用云計算的基礎實施、應用的和實驗性研究等方面還不夠完善，還需要進一步的持續的投入；二是云計算是新興技術，關于云計算的開發和應用還存在明顯的不足，為方便地讓用戶接觸到產品化的云計算資源、云培訓和云用戶咨詢方面也需要加大投資力度；三是使用云計算的費用問題，在教育和科研方面使用云計算資料所面臨的費用問題，需要從國家層面來解決，加大專項投入資金，為教育科研建立專門的云計算數據中心。

4 總結

云計算的應用是信息社會的大勢所趨，其中包括教育和科研領域，只有充分應用云計算這種新興技術，同時解決云計算技術在教育科研中所存在問題，才能促進先進的教育科研成果的流通，提高教育水平和科研水平，從而加速我國的現代化建設進程。

參考文獻：

[1]劉志榮.探析云計算在高校教育信息化中的應用[J].廣東技術師范學院學報（自然科學），2011（3）：64-66.

[2]陳昌俊，王春枝.云計算在教育領域中的應用探究[J].技術研發，2012（4）：86-87.

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“多核(Multi-Core)”，一般指單個裸片上具有多個處理核，這些處理核各自擁有獨立的控制和工作部件，互相之間無需共享關鍵資源。正如伯克利大學最新出爐的研究報告《The Landscape of Parallel Computing Research: A View from Berkeley》中指出的那樣，多核技術源于硬件技術，但不僅是硬件技術的革新，更會帶來軟件，乃至計算技術的全面變革。

為了更好地應對新的“多核”時代，清華大學計算機系高性能計算技術研究所從2005年底開始考慮將最新的多核技術內容引入到大學課程當中。經過近半年的調研、學習和討論，結合自身的科研基礎和教學工作，我們于2006年秋季學期進行了多核課程建設的一些初步嘗試。

我們多核課程建設的目標有兩個：一，普及并行計算技術，使廣大的程序設計與開發者可以發揮多核計算優勢；二，向未來的科研人員介紹多核及其面臨的挑戰，激發研究興趣，幫助他們更有效地開展進一步的科研工作。為此，我們組織開設了三門新課：面向本科生的全校性選修課“并行計算基礎”、面向信息學院高年級本科生的“高性能計算前沿技術”和短期課程“多線程/多核CPU邏輯設計”。同時，針對多核技術發展，重新組織和完善了計算機系研究生核心課“高等計算機系統結構”的授課內容，增加了對多核技術及其面臨挑戰的深入介紹，擴展了Cache和內存一致性相關內容的講授。通過這四門課程，從處理器體系結構、系統架構、程序設計三個方面有側重，有層次地給學生展現了一個相對完整的多核技術圖景。從一個學期的教學效果來看，達到了介紹多核，普及并行計算技術的預期目標。下面就對上述的三門新課作一簡單介紹，歡迎批評指正。

并行計算基礎

這門課程的開設是為了在學生中普及并行計算技術服務的。

每一個多核處理器實際上就是一個片上并行系統。簡單來說，使用多核處理器的計算機都可以稱為一臺并行計算系統。因此，對于程序設計和開發者來說，有效發揮多核處理器的計算能力，了解和使用并行計算技術是必不可少的。

以前，并行計算只能說是少數人的“游戲”，總是與昂貴的超級計算機、個別復雜的工程計算問題聯系在一起。提到并行計算，即使是計算機專業的學生也感到艱深晦澀。如今，現代計算技術的發展，尤其是多核的普及，并行計算走向桌面應用；而眾多富有挑戰性的計算問題的出現更使得并行計算成為一種重要的通用計算技術開始被大家所接受。

為此，我們開設了面向全校本科生的全校性選修課“并行計算基礎”。課程旨在推動并行計算技術的普及和應用，幫助同學們認識到并行計算的重要性，掌握并行計算的基本概念、基本問題和理論，掌握初步的并行程序設計和分析方法，熟悉并行計算語言和輔助工具，體驗實際并行程序開發和優化過程。課程通過課堂講授、參觀、演示、典型實例分析和多核系統/并行系統上的親身體驗等多種教學方式，希望學生對并行計算有初步認識，在一定程度上提高綜合運用方法理論、編程接口和輔助工具，設計、分析和開發并行程序的能力。

本課程的先修要求并不高，只需要有一定的程序設計基礎的本科生均可選修。

本課程的主要知識點包括：

并行計算的基本概念；

OPENMP和MPI并行程序編程接口；

并行程序設計方法；

并行程序性能分析方法；

重要的并行程序開發輔助工具，如Totalview、INTEL Vtune、INTEL ThreadChecker、INTEL Thread Profiler、INTEL MKL等；

典型并行算法設計思想。

本課程的主要教學安排如表1所示。

這門課的特點在于：

① 針對學生來自不同專業，將并行機系統結構、網絡互連和并行計算模型的內容精煉講授。

② 通過編程工具、調試工具、性能分析工具等的講解，提高學生編寫、調試和運行并行程序的能力。

③ 增加課外實驗環節，加強學生動手能力培養。

開設這門課不僅使同學盡早接觸到了多核技術和并行計算技術，幫助他們認識到并行計算的重要性，而且為后續研究生相關課程，包括高等計算機系統結構、并行計算（研究生）、大規模科學計算等打下了一定的基礎。

第一次開課選修這門課的同學接近20人（課容量30人），有50%來自計算機系外的其他工科院系。大家都覺得這門課使他們了解到了最新的計算技術，并行計算對自己今后的科研和工作可能大有裨益。

高性能計算前沿技術研討課

計算機學科是一個知識和技術飛速更新的學科，多核技術作為一個尚未成熟的研究領域就更是如此。所以，把最新的多核和高性能計算技術中的研究問題和研究進展通過快捷、有效的手段傳授給學生，激發學生的研究興趣，投身到多核技術這個不斷發展的研究領域當中是高性能計算前沿技術課的主要目的。

高性能計算涉及微處理器、并行計算機、分布式系統及應用等多方面內容，技術先進性、綜合性和實用性強，是計算機技術的重要研究分支。而本科生普遍缺乏對相關研究領域的基本了解。為此，我們開設了面向信息學院高年級本科生的研討課“高性能計算前沿技術”。課程密切結合高性能計算技術的最新發展趨勢，對當今高性能計算的幾個熱點問題作專題介紹。課程內容主要包括兩個部分：多內核處理器和大規模并行計算系統。多內核處理器的出現和流行，使得并行計算的地位日益重要。本課程將介紹多內核處理器的體系結構和發展趨勢，以及多內核處理器對計算機軟件技術帶來的一系列挑戰。大規模并行計算系統主要用來解決關系國計民生的重大挑戰問題，是一個國家綜合國力的重要組成部分。隨著系統規模的擴大，對于系統的計算機系統結構、通信網絡等方面提出了新的挑戰。課程將介紹在上述方面的研究進展。通過本課程，希望學生能認識高性能計算，了解高性能計算的基本問題，對高性能計算的前沿研究問題有初步的認識。

課程內容安排主要包括以下高性能計算的六大方面：

1. 高性能計算現狀與挑戰

2. 多核計算技術發展

3. 計算中的性能問題，性能分析與性能優化方法

4. 并行計算系統

5. 高性能互聯網絡技術

6. 分布式計算之對等計算技術

本課程的特點在于互動式教學。教師縮短講授時間，將更多的精力花在設置課題，組織和參與討論上。通過學生查閱相關資料，學生課堂報告與討論，和課程論文等多種方式，激發學生自主學習，開展調研和研究的熱情。

第一次開課選修這門課的同學有12位（課容量15人），分別來自微電子學系和計算機系。大家都覺得通過這門課了解了最新的高性能計算技術，特別是多核技術的最新進展和未來發展趨勢；在有效拓展自己知識面的同時，通過論文閱讀和討論使得自己對發掘問題、解決問題的科研方法有了新的認識。

多線程/多核CPU邏輯設計短期課程

新一代處理器都將采用多線程/多核技術，這使得CPU能夠同時并行執行多道程序，以提高處理能力。為了讓同學更好地了解多線程/多核處理器的設計思想和最新進展，我們邀請了日本東京法政大學的李亞民教授開設了暑期的短期課程“多線程/多核CPU邏輯設計”。

本課程講解多線程/多核CPU的設計方法，通過實驗讓聽課者能夠自己動手設計一個包含有浮點部件（FPU）的多線程/多核CPU，并通過執行匯編及二進制程序，完成多線程/多核CPU的邏輯功能模擬。

課程的教學內容安排如下：

第一次：

講課：數字電路及邏輯設計基礎，算法及電路設計，指令系統。

實驗：設計多路器，加法/減法器，移位器，ALU，寄存器堆。

第二次：

講課：單周期CPU原理及設計方法。

實驗：設計單周期 CPU，存儲器及測試程序，CPU模擬測試。

第三次：

講課：浮點部件FPU原理及設計方法。

實驗：設計浮點部件FPU及FPU模擬測試。

第四次：

講課：流水線 CPU+FPU 原理及設計方法。

實驗：設計流水線 CPU+FPU，存儲器及測試程序，CPU+FPU模擬測試。

第五次：

講課：多線程/多核CPU原理及設計方法。

實驗：設計多線程/多核CPU，存儲器及測試程序，CPU模擬測試。

課程的先修要求是邏輯電路設計、計算機原理。教學對象為對CPU邏輯設計技術感興趣的教師、研究生，以及高年級本科生。

總體來說，這門課程的特色是面向實驗的課程。講課與實驗的學時數為1∶2，通過5天，每天4學時的實驗時間，指導聽課人使用Max+Plus II設計工具設計并模擬多線程/多核CPU。

本課程的選課人數為53人。其中，計算機系：27人；電子系：6人；微電子：5人；軟件學院：4人；自動化系：3人；核研院：1人；化工系：1人；校外：6人。聽課師生均表示，該課程講授深入、實用。通過該課程，基本了解了CPU設計的流程，了解了當今世界上CPU設計的先進技術和趨勢，并通過親手作實驗，設計了一個可以工作的CPU原型。收獲很大。

總結與展望

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2016 年 11月 26 日，以“大融合，大未來”為主題，第十屆中國醫院院長年會于廈門召開。英特爾（中國）有限公司作為醫療健康領域發展的長期推動者受邀參與了此次活動。在“大融合、大協同、大平臺”分論壇上，英特爾同與會嘉賓分享了前沿技術與醫療行業融合的新趨勢、新實踐；并攜手產業伙伴共同宣布“聯合創新實驗室”成立，旨在凝聚業界力量，共促醫療云、大數據、人工智能等技術在醫療健康領域的落地。

目前，大數據、云計算、物聯網等技術已經快速滲透到臨床服務中，重新定義了醫院的管理和運營；同時，人工智能等前沿技術也在為醫療行業的發展帶來新契機。醫院傳統的經營和服務模式正面臨變軌。會議期間，英特爾聯合18家成員單位宣布“聯合創新實驗室”成立。實驗室匯聚了包括醫療機構、科研機構、技術公司和科研服務公司在內的多方力量，旨在推動技術試點和科研工作，加快行業發展路線和標準制定，加速大數據、醫療云、人工智能等技術在大健康領域的落地。

浙江大學教授、浙江省數理醫學學會理事長孔德興分享了人工智能技術在甲狀腺疾病篩查、干預和治療過程中的應用。“依托英特爾至強平臺，我們針對甲狀腺超聲影像數據的特點對算法進行了改進和優化，并利用所獲得的大樣本對計算機進行訓練，經與浙江大學附屬第一醫院的聯合測試，其診斷準確率可達85%以上。我們期待，這項應用在未來可以拓展至更多領域”。

一直以來，英特爾都在挖掘計算的潛能，并驅動相應解決方案的開發和應用，作為“聯合創新實驗室”的成員單位，英特爾將繼續發揮其對行業的洞察和技術領先優勢，推動相關項目的發展，不斷促進醫療云、大數據、物聯網、特別是人工智能等創新技術在醫療行業的應用開發和實施。

“在近期的人工智能戰略中，英特爾宣布將通過一系列從前端到數據中心的全新產品、技術及相關投資計劃拓展人工智能的發展空間，加快發展速度，突破性能瓶頸，實現技術大眾化及社會效益最大化”，英特爾醫療與生命科學集團亞太總經理李亞東表示：“英特爾希望推動中國融入人工智能時代，在加速人工智能和醫療行業融合發展的道路上，我們將同產業伙伴一道加速技術創新和應用進程，使人工智能更快的惠及大眾。”

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創新引領明天

40多年來,英特爾公司一直在引領微處理器領域的技術創新,給人類帶來了源源不斷的靈感、智慧和創造力。

1.摩爾定律――過去40多年來,在摩爾定律的指引下,英特爾實現了讓計算機走入普通大眾工作和生活的夢想,加速了全人類信息技術發展及應用的進程。

2.x86――x86指的是英特爾公司發明的微處理器執行計算機語言指令集。縱觀今日,從臺式機到筆記本電腦,從服務器到高性能計算,到處都可以看到x86的身影。

3.英特爾迅馳處理器技術――2003年英特爾迅馳處理器技術的推出,對于筆記本電腦來說是革命性的。這一集成了處理器、芯片組和無線網卡的迅馳平臺,極大改變了人們使用電腦的地點和方式。

4.智能計算――英特爾預測,到2015年將有150億個智能計算設備互聯,嵌入式互聯網應用將衍生出視頻智能、醫療、車載信息娛樂以及家庭自動化等眾多新興市場,并創造下一個全新的10億美元級的市場。

合作共贏明天

英特爾40年成長的秘訣,是持續不斷的技術創新,以及與本地政府和產業生態圈合作共贏的生存智慧。

1.助力中國IT產業騰飛――從奔騰、迅馳到酷睿時代,每當微處理器技術和產品取得重大突破之時,英特爾在第一時間即與本地硬件、軟件廠商和渠道合作伙伴分享全球最先進的技術創新成果。

2.響應政府議程,助推可持續發展――早在2006年,英特爾即與信息產業部門合作,將“世界齊步走”計劃帶到中國,在當前“家電下鄉”的大潮中,英特爾與合作伙伴一道,從產品、服務、人才、生態系統建設等多方面,致力于推進農村綜合信息服務體系的建設。

3.推進前沿技術研究和人才培養――2006年啟動的英特爾多核技術大學合作計劃已經覆蓋102所高校;英特爾投入專項資金設立“教育部――英特爾信息技術專項科研基金項目”,從2007年起5年內將支持信息技術領域的100個以上大學合作科研項目。

4.投資中國自主創新――2008年,英特爾宣布設立5億美元的“英特爾投資――中國技術基金II”,推動和支持中國本土公司的成長。

5.支持區域經濟發展――中國已經是英特爾公司在全球的第二大消費市場。迄今英特爾公司在中國累計承諾投資已近45億美元。

教育啟迪明天

英特爾認為,世界各地的所有學生都應當掌握自己所需的技能,只有這樣才能發展成為下一代創新型人才。從地方學校到全球性大學,英特爾將支持教育事業作為自身的社會責任,啟迪學生的創造性思維,致力于為明天的社會培養合格人材。

1.ISEF:激發學生創造力――為了豐富中小學生在科學、數學和工程方面的知識并培養其對這些學科的興趣,英特爾自1996年起贊助舉辦英特爾國際科學與工程大獎賽(Intel ISEF)。

2.培養面向明天的教師――“計算機并不是什么神奇的魔法,教師才是真正的魔術師。”英特爾未來教育項目致力于促進中國中小學教師信息技術能力的提高,迄今英特爾未來教育項目累計培訓全國中小學教師逾130萬名,上億名學生從中受益。

3.培養面向明天的能力――英特爾求知計劃是一項課外社區教育計劃,旨在幫助發展中國家的學生獲得面向明天的綜合能力――信息技術能力、思辨能力、解決問題的能力和協作能力。

4.支持高校人才培養――英特爾與世界范圍內的重點大學和頂級研究機構合作,開展課程建設和聯合科研的協作,培養并鼓勵學生學習前沿技術和科研創新。

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[關鍵詞]信息技術 創新 計算機專業 培養體系

中圖分類號：G423.07 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46s-0218-02

前言

信息的重要性在數字化時代的大背景下主要表現在經濟上。信息不對稱的條件下會使得企業相關負責人及行政管理人員難以根據實際情況來做出正確的判斷。信息來源于計算機科學技術的進步，一個經濟高速增長的社會必將對高層次創新人才的需求極度渴望。然而隨著市場化的驅動，人才培養體系往往著眼于短期績效，難以應對經濟發展所需求的高素質創新型人才。尤其明顯的是在一些計算機專業人才培養體系中，課程的建構及課時的安排上，教育的培養方式上往往限制了計算機專業人才的創新精神，最終導致社會需求與培養的人才相脫節，盡管花費了很大成本培養的人才卻不能夠擔負起信息技術下相關領域的科技進步與創新工作。計算機專業人才培養的質量是信息技術不斷進步的前提，因此要重視對創新培養體系的構建，重視人才培養的過程，通過科學合理的培養方案來發展具有較強的創新精神和實踐能力的高層次創新型計算機專業人才。

一、 計算機專業人才培養模式存在的問題

當前我國計算機專業人才的培養主要集中在各高校的相關專業課程體系，人才的培養也多匯聚在幾個比較熱門的基礎學科，同時在與經濟發展所帶來的人才需求上有較大的聯系，所以對比其他學科，計算機專業人才就業渠道較廣。在吸收借鑒其他學科的歷史發展經驗，加上國家的投資，社會的重視，計算機專業人才培養的硬件設施上有了較大的改變，但發展中仍有一些問題存在。

（一）強調書本知識的教學忽視學生能力的培養

學院化教學注重課堂上的理論知識傳授，在大班教學模式下，專業教師教學注重的是相對客觀的知識問題探索，很少有機會與各個學生進行面對面的探討實踐中的問題，盡管在學科理論上會有一些進步，但學生的分析能力還是受不到重視。這種填鴨式教學方式缺乏創新的因素不能夠引導學生主動的思考問題，有效地進行創新思維訓練。同時教師可能只局限在學校環境中，不能夠及時跟上計算機前沿技術開發與應用領域，這就給學生造成了知識的落后性，學生所學的理論與實踐不能有機的結合。反過來就會造成學生工作后遇到種種的實踐難題，對新的技術開發及應用不能創造性的解決。

（二）人才培養與市場需求脫節

改革開放以后，隨著市場經濟的進一步發展，計算機各相關專業領域的人才需求缺口是比較大的。而人才的培養最終也是為了供應市場的需求，但是在信息技術環境下，高層次創新型計算機專業人才是很缺乏的。企業的發展受阻于人才的短缺，特別是那種能夠研發相關前沿創新性的技術的高層次人才。學院培養的人才受到教學體制和教學模式的影響同化的現象比較嚴重，理論方面較強卻缺乏實踐操作的能力。在問題的解決上更是固守舊思維舊習慣，不能夠靈活多變的解決問題。在課程設置上使用的多是一些較傳統的教學內容，不能夠根據信息化技術的發展及時的更改并應用在教學的過程中。

（三）師資力量較為薄弱，實踐環節缺失

從事信息技術教學的教師較注重教學方面，不是很注重研發和創造的能力開發，同時在實踐教學中，教師并不能有效開發學生創新性思維，及時的將學生的新思維新思路轉變到實踐研究中。再加上，很多教師受到傳統教學思想的束縛，在課堂上都采用著“填鴨式”的教學方法，學生只是被動的接受知識，無法真正主動提升能力。學生對教師的依賴性有增無減，而教師的知識結構與行業發展的要求有相當一段距離。計算機專業注重的實踐能力，在傳統的培養體系中缺乏落實的校企合作實訓基地，實訓基地只是一種形式化的活動，不能幫助學生實踐創新能力的提高也不能幫助企業獲得更多的創造性經濟價值。

二、 高層次創新型計算機專業人才培養重要性

在上世紀進入信息化革命時代后，一些發達國家相繼重視計算機教育，并將計算機教育納入科學研究的體系中，通過創新的信息技術帶動高科技產業的發展，實現產學研一體化道路，在人才培養中加大資金的投入，進一步推進經濟的發展。

（一） 高層次創新型計算機專業人才培養是經濟發展的客觀要求

綜合國力的競爭歸根是人才的競爭。人才的水平的提高對于經濟發展的推動，社會問題的解決其作用將是不可估量的。但當前我國計算機專業人才培養中主要的問題是創造性解決問題分析問題能力缺乏，同時沒有前沿的知識儲備，對職業的生涯規劃不夠明確。這些問題出現在新的經濟轉型過程中是不利于經濟的發展的。根據我國經濟發展的實際需求，計算機專業人才的培養需要突破傳統的模式，注重高層次創新型計算機專業人才的培養。創新型人才的培養是提高國家自主創新能力的要求，也是我國參與國際競爭贏得優勢的法寶，而人才培養的關鍵在于教育改革，在于一個能發揮創新精神的教育體系。

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不出國門聽國際名校課

2001年4月，分布式計算與系統國際會議（ICDCS）在美國亞利桑那州鳳凰城舉辦。在這個分布式計算領域全球頂級會議舉辦期間，時任德州農工大學計算機系主任、現任澳門大學校長的趙偉與參會的華人學者萌生了一個想法：每年組織一批在北美計算機領域學有所成的華人教授定期回國，在各大學或研究所系統地講授若干門研究生課程，并與國內學者及研究生共同討論、研究相關學術問題。

很快，這個想法得到了積極的響應，這些響應者都有一個共同的特點：得益于中國的改革開放，遠渡重洋，負笈求學，而且在各自的研究領域擁有很高的學術地位。

據第三屆龍星計劃委員會主席、俄亥俄州立大學計算機與工程系主任張曉東介紹，龍星計劃專注于高層次創新人才的培養，每年平均開設8門課程，每門課程25~30個學時，集中在一周內授課。課程強調基礎性，深入探討研究領域的重要問題；通過啟發式的教學，加強學生創新思維的訓練；一些課程還附帶實驗課。這樣的教學使得國內高年級研究生和青年教師不出國門就能選修到國際名校研究生的課程。

龍星計劃實施10年來，已有60余位華人教授在國內18個省市的33所大學和研究機構開課83門，聽課總人數超過7000人。

龍星計劃從開始就得到了國家自然科學基金委員會提供的包括講課者旅費、住宿費以及部分計劃運作經費的資助。由于資助10年來沒有變化，而機票等差旅費用這10年上漲迅速，因此，講課者不僅沒有酬勞，而且還要倒貼機票等差旅費用。但他們卻樂此不彼，有的人甚至先后三次回國授課，這是因為龍星計劃為這些優秀的留美學者提供了一個回國志愿服務的平臺。

而這些志愿者收獲到的最大回報是，一些學員受龍星課程的啟發，已經在國際一流的學術刊物和會議上獨立。

傳授的不僅僅是知識

這些海外學人不僅將國際計算機前沿的研究成果介紹給高年級研究生和青年教師，而且把研究的方法、嚴謹的治學態度和敬業精神傳遞給中國計算機研究領域未來的精英。

“學生是我最重要的成果”、“培養學生就是培養我未來的同事和同行”、“能和最聰明的學生一道共事是件令人非常興奮的事情。”這是多位華人教授在慶祝龍星計劃十周年學術活動討論會上抒發的感慨。

而招聘教授，評價其學術水平的方法也很簡單。“我們評價一個人的學術水平，就是給他所在的研究領域十幾位最優秀的學者寫信，讓他們進行評價。”來自加州大學洛杉磯分校的叢京生教授說。一些華人教授還表示，美國大學的創新還得益于終身教授制度，這一制度免除了終身教授的后顧之憂，甚至可以抗命系主任，集中精力研究個人感興趣的項目。

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關鍵詞：地方本科院校；云計算；網絡工程；教學改革

網絡工程專業是計算機技術與通信技術相結合的新型專業，教學內容除網絡基礎和計算機基礎類課程外，還加強了網絡系統設計與維護、網絡互聯、網絡管理、通信理論等課程的學習，地方本科院校教學上側重于培養能夠從事計算機網絡系統規劃、設計、管理與維護的高素質工程應用型人才[1]，尤其是掌握Web開發服務技術及網絡應用開發技術，從事網絡系統軟件管理和網絡應用軟件設計的高級工程技術人才。隨著國內外處處建網、處處有網的“互聯網+”發展，網絡管理人才的需求與日俱增，如何利用有限的硬軟件資源培養社會急需的網絡應用型人才是每個地方本科院校網絡工程專業都在思考與探索的問題。近年來，“云計算”已經成為生活中的熱門話題。美國《福布斯》雙周刊網站2018年2月25日報道：未來十年及以后，“云”將從基礎設施、成本控制、數據管理、協同工作、資源共享等多方面影響我們的生活[2]。而云計算在全球的投資和市場規模也迅速增加，2015年全球云計算市場規模達到522.38億美元，中國云計算市場規模達到14.42億美元，預計到2020年，全球云計算市場規模有望達到1435.28億美元，中國云計算市場規模有望達到52.42億美元，中國云計算市場保持29.45%左右的復合增速發展，高于全球水平(22.10%)[3]。云計算的快速發展致使云平臺的運行和管理人才需求急劇增加，但目前高素質、專業性的云計算管理人才數量和質量遠遠不能滿足市場需要。云計算技術依托于網絡技術，而地方本科院校傳統的網絡工程專業培養方案已不能很好地適應云計算時代市場及企事業單位的人才需求。在網絡技術迅猛發展的今天，要想把握IT產業發展的人才需求動向，就必須改變網絡工程專業發展方向和轉變人才培養模式，改進高校網絡工程專業教學體系，調整網絡工程專業人才培養方案，適應社會對網絡工程專業人才發展的需求。

1云計算時代網絡工程專業教學存在的不足

網絡工程專業自1998年開設以來雖然取得了很大的進步，但在教學內容、組織形式及教學方法上仍存在不足，尤其是云計算等先進網絡技術發展應用以來，傳統的網絡工程專業在教學結構、課程設置、教學條件、師資隊伍等方面都不能適應云計算發展的步伐，培養的人才對社會的適應性差，大量畢業生找不到合適的工作，網絡工程專業畢業生的專業特色和優勢被局限，歸納起來，主要體現在以下幾方面。

1.1師資力量欠缺

教學設計沒有網絡工程專業特色地方本科院校網絡工程專業大部分是從計算機科學與技術專業基礎上拆分過來的，多數地方本科院校師資欠缺，計算機科學與技術專業與網絡工程專業多數采用相同的教師、教材、教學方法實施教學，而網絡工程專業的教師不但要對所講授的課程相當熟悉，還要根據教學知識匯總以前所學的網絡方面的知識，引導學生提出問題，激發學生學習知識的熱情，并隨時回答學生提出的各種網絡方面的問題，設計和制訂課程相關的網絡實踐教學項目等，因此，專業的網絡工程教師是培養網絡專業人才的基礎。

1.2課程設置滯后先進網絡技術課程太少

目前大部分網絡工程專業的課程設置依然是基礎網絡相關的課程，近年來有部分學校添加一些先進網絡技術的選修課程，如云計算、大數據等課程，但通常也只對高年級學生做簡單介紹，課時少，更沒有涉及應用，這種延續原有教學組織形式的改進很難適應云計算時代社會對網絡工程專業人才的需求。如果要讓學生學習先進網絡技術，需要改進網絡工程專業的課程設置，突出網絡課程特色，添加云計算等先進網絡技術課程的教學，融入云計算技術的應用，讓學生在本科階段就了解云計算的概念。

1.3項目教學欠缺實踐教學與市場應用融合程度不夠

項目教學法是德國聯邦政府教育部職教所發起的，它把學習過程設計為項目，按照項目的行動回路設計教學，項目教學法不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更注重培養學生的職業能力[4]。項目式教學的前提是項目實施環境，沒有適合完成項目的環境，項目設計、項目完成是一紙空談[5]。所以德國的“項目式”教育大多采用的是學校和企業“雙元制”教育模式，學生在學校學習，在企業實踐[4]。地方本科院校由于實踐設備、課時、場地、安全等方面的考慮，實踐教學還只停留在演示性和驗證性實驗上，尤其是與市場銜接的實際應用型實踐教學非常欠缺，實踐教學方面與市場實際應用的融合程度不夠。

2云計算時代網絡工程專業教學模式的改革

隨著云計算的發展，國內各大高校、企業逐漸開始建立云平臺，開發云應用。云計算將是整個IT行業的發展趨勢，也是新一代互聯網、物聯網、大數據、移動互聯的引擎和神經中樞[6]。云計算的需求推動和服務外包思想重新定義了網絡架構和網絡經營模式。而傳統的網絡工程專業教學依然采用舊的網絡模式進行教學活動，不能適應網絡市場的發展步伐，致使大量畢業生就業困難，部分地方本科院校的網絡工程專業出現了招生萎縮甚至停招。所以，改革網絡工程專業教學模式，適應先進網絡技術的發展趨勢，培養與市場發展需求相吻合且有較強實踐能力、創新能力的合格大學生是網絡工程專業亟須解決的問題。

2.1課程體系的改革

地方本科院校網絡工程專業課程主要涉及網絡方面的基礎理論知識和驗證性實踐，網絡前沿知識涉及很少，大多都沒有開設云計算等網絡前沿知識的課程。在網絡技術飛速發展的云計算時代，云計算更新了網絡部署，所以在網絡工程專業教學中，應開展一些云計算等網絡前沿應用方面的課程，從大一到大四，根據學生具體學習情況，低年級課程中安排一些云計算方面的前沿技術講座和學術報告，高年級開設云計算等前沿技術的必(選)修課程及應用，課程體系制訂時兼顧云計算人才的培養，使學生掌握網絡技術的最新研究動態，拓寬視野，激發學生的學習積極性。

2.2師資隊伍的建設

網絡工程專業教學涉及數學、電子信息、計算機基礎理論及網絡構建、網絡管理、網絡應用等多方面的知識，這就要求網絡工程專業教師既要在專業領域的某一方向有較高的水準，也要了解網絡工程專業各方面知識之間的關聯性，同時還要順應時代的發展，適當加入最新的網絡前沿技術知識的講解，這樣才能培養出適合時代需求的優秀畢業生。云計算技術引領“互聯網+”、物聯網、大數據、區塊鏈等先進網絡技術的發展推廣，同時也對高校網絡工程專業教師的知識結構提出新的要求，而地方本科院校一般是指由省市所屬、服務于地方經濟發展的本科學校，多數處于地市級城鎮，若想適應云計算時代網絡工程專業的教學改革，就必須加強師資力量的培訓，重視教師隊伍知識結構的優化和實踐技能的培養，筆者認為應從以下幾方面考慮。(1)建立云計算及網絡專業人才引進、服務機制，支持國內云計算領域的優秀畢業生及科技人才到學校任教。(2)制訂教師培養計劃，鼓勵本校教師外出學習、進修，注重本地教師隊伍的整體發展，根據不同教師的特色，發揮所長。(3)建立校企合作機制，從企業聘請有豐富實踐經驗的優秀網絡工作者到學校任教，從實際應用的角度引領學生學習先進的網絡技術。師資隊伍建設是一個艱難而漫長的過程，它需要長時間的細心培育才能建立一只優質的教學師資隊伍。

2.3教學環境和教學方式的改革

了解和學習云計算的最好方式就是實踐，目前國內大部分地方本科院校已建立云計劃，如果所在學校已建立云平臺，教師可以使用云平臺與學生互動，如教學信息、將教學資源上傳到云平臺中等。在網絡工程專業高年級的部分課程教學中，教師可以通過云平臺創建教學環境，學生可以租賃或通過其他方式申請學校的云空間，將作業提交到云端，也可以在云端完成部分網絡虛擬實驗，教師可以通過云檢查驗收學生的作業和實驗。對于沒有建立云服務的地方本科院校，可以租賃云服務器協助教學。目前，騰訊、華為、京東、阿里、百度、西部數據等多家計算機公司都開始提供云服務器租賃業務，騰訊等多家計算機公司還提供了學生租賃云服務器套餐，年租費更是優惠。對于網絡工程專業的學生，教師應在教學過程中鼓勵學生申請云服務器，并配置管理自己的云服務器。嘗試讓學生在云端完成作業，提交作業鏈接查看學生作業完成情況，這種融入云計算技術的教學方式很好地激發了學生的學習興趣，且部分學生完成良好。因此，在高年級的網絡工程專業課程中直接加入云計算的應用，讓學生切身體會并管理自己的云服務器，是網絡工程專業教學中可以嘗試并非常有效的一種學習云計算的方式。

2.4實踐教學的改革

地方本科院校由于經濟等方面的原因，實踐教學一直是地方本科院校應用型人才培養的難解課題。虛擬實驗是通過計算機模擬實驗需求的環境進行仿真實驗的教學模式，網絡虛擬實驗可以大量地減少實驗資金投入，解決學校因設備欠缺而無法開展實驗的問題。網絡工程專業可以根據課程性質，對一些當前硬件欠缺的實驗項目，設計虛擬實驗，并在實驗教學中，以學生為主體實施完成“虛擬項目”，使學生在虛擬環境中獲得項目實踐經驗。云計算的本質就是虛擬化，目前，國內外部分高校已經開始設計、建設基于云計算的虛擬實驗平臺，基于云平臺的網絡虛擬實驗既能簡化網絡實驗環境的搭建，又可以讓學生在課程教學中學習應用云知識，具有很好的實用性，將對地方性本科院校開展應用性實踐教學產生良好的影響和促進作用。

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關鍵詞：計算機導論；計算思維；課程改革；自由文理；團隊教學

0 引言

針對國內外計算機教育發展的新動向，教育部高等學校計算機專業教學指導分委員會聯合中國計算機學會教育專業委員會、全國高等學校計算機教育研究會，特別就計算思維能力的培養問題形成幾點認識。計算機專業教育應該在計算思維能力培養中做出表率，將系統化計算思維能力的培養貫穿在計算機專業的教育中。計算機導論是計算機專業的一門先導必修課程，是作為計算機專業學生進入大學后的第一門專業課程，其主要作用可以歸納為“五導”：導知識、導方法、導思維、導意識和導職業。我們認為“導思維”是首要的，也是最為核心的，同時也是最難做到的，“導思維”在引導培養學生計算思維能力的過程中，可以很好地、潛移默化地達到其他4項引導作用。

如何建立計算思維能力的培養要求、實施途徑、評測規范與方法一直是當前計算機教育者從事計算思維研究的一項重要課題。我們結合教學團隊多年的經驗積累，依據計算思維的本質和特征及計算機導論課程的構建目的，從教學內容、教學理念、教學方法及教學評價等方面探討如何在計算思維驅動下對計算機導論課程進行一系列的改革和探索。

1 計算思維與計算機導論

計算思維（Computational Thinking），籠統地講，是指受過良好訓練的計算機科學工作者面對問題所習慣采用的思維方法，體現為在過去半個多世紀以來成就計算機和信息技術輝煌發展過程中行之有效的若干分析問題與解決問題的典型手段與途徑。其具體內涵在近年來發表的文獻資料中均有豐富論述。而有關計算機導論課程的構建問題，在1989年ACM攻關組所提交的“計算作為一門學科”（Computing as a discipline）報告中認為，該課程要培養學生面向學科的思維能力，使學生領會學科的力量，以及從事本學科工作的價值所在。報告希望該課程能用類似于數學那樣嚴密的方式將學生引入到計算學科各個富有挑戰性的領域之中。

2008年6月在網上公布的ACM對CC2001（CS2001）進行的中期審查報告（CS2001 Imerim Review）（草案）中，開始將美國卡內基·梅隆大學計算機科學系教授周以真（Jeannette M.wing）倡導的“計算思維”與計算機導論課程綁定在一起，并明確要求該課程講授計算思維的本質。

綜上所述，計算機導論這門課程不是解決對計算機功能的工具性認識問題，而是要對學生進行專業引導和思維引導，應該以面向計算學科的思維能力，也即計算思維能力的培養為核心。學生如果有了良好的計算思維品質，不管環境、知識需求如何變化，都可以靈活應變，從而為今后的專業學習以及走上工作崗位打好堅實的基礎。

2 計算思維驅動下的課程改革

2.1 學目標，靈活教學內容

美國卡內基·梅隆大學周以真教授認為：計算思維是運用計算機科學的基本概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為。它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維一大特征是數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，其形式化基礎建筑于數學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維，基本計算設備的限制迫使計算機學家必須計算性地思考，不能只是數學性地思考。所以計算思維的研究存在多維性，它緊密地同數學、科學和工程結合在一起。另一方面，計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人和機器去執行，在求解問題時必須從人的認知、心理、思維活動和學科發展角度去入手，故存在研究角度的多態性。

因此，計算思維多維、多態的復雜特征決定了計算機導論課程當前培養方案的多樣性與差異性。當今計算機的理論和技術發展太快，新的知識大約每兩年就會增長一倍，教材根本無法實現實時地對新知識、新技術進行跟進。因此，我們主張教材為輔，“導思維”為主的原則，在統一的數學目標指導下靈活課程的講授內容，留給教師和學生最大的思考空間。沒有了教材的“束縛”，教師有了更多的掌控空間，學生也不會因教科書而將概念固定化，更不會出現臨考抱“教材”的現象。

我們確定計算機導論課程的教學目標是：在學生建立計算機專業學科知識體系框架的同時激發學生的學習興趣及學習的主動性，培養學生的計算思維能力、洞察問題及解決問題的能力，為后續學習相關專業課程、參與創新課題等打下堅實的基礎。在教學內容的劃分和安排上，由于課時有限，我們主張理論教學內容在劃分上盡可能地簡單分明，前后知識可以很好地呼應起來，這樣更有利于知識點的系統化，不會因為章節龐雜、知識點太多而導致學生難于消化。為此將課程的講授內容簡單劃分成3大部分：

（1）介紹計算學科各領域的發展史及前沿，揭示各主要領域的基本規律及相互之間的內在聯系；認識當前社會和職業問題等。

（2）介紹計算機學科中的經典科學問題，初步認識和理解抽象、理論和設計3種學科形態。

（3）講解計算機學科中的核心概念（如算法、數據結構、程序、軟件、硬件、信息表示等），探討研究學科中的數學方法和系統科學方法，培養計算思維能力。

在講授過程中，我們借助精心制作的多媒體課件，結合授課內容和計算思維的培養目標，隨時有針對性地調整和豐富自己的講授內容。例如，講解計算機學科各領域的發展史時，通過引薦吳軍老師的《浪潮之巔》，讓學生對整個信息產業有個整體了解，明鑒信息技術之興衰和發展；而王偉老師的《計算機科學前沿技術》則系統展示了計算機學科各領域中令人激動的前沿技術，揭示未來計算機的發展方向，很好地體現了計算思維及其重要性。

2.2 主張自由文理教育，突顯學生主體

作為國家建設未來的棟梁，需要的不是僅有技能的人才，重要的是有思想、精神、獨立思考能力和良好的身體。技能是容易學的，但一個人的素養和教養不是一蹴而就就能培養的。大學教育的目的應該在于培養學生終身學習的能力，比如閱讀、寫作、計算思維，而不是一時的某項職業技能。如果學生進入大學僅是為了將來的飯碗，那必然會羈絆他的頭腦，抑制他的求知欲。所以大學的專業學習需從“學什么”（內容）轉到“如何學”（過程），將“導思維”放置課程建設的首位。

我們主張自由文理（Liberal Arts）的教學理念，力爭引導一種自由的環境，激起學生主動學習的欲望，成為真正熱愛學習的人，即在沒有外界利益驅使下仍然在學習的人。對于自由的學生，他們的時間，他們的大腦和心靈在學習的時刻才真正受他們自己所支配，這樣的學習過程才可能專注且快樂。

在教學中，我們堅持以學生為本，打破傳統的教師講學生聽的單向模式，在課堂上采用提問式教學，注意引發學生學習的動機；嚴格地遵循計算機學科的發展規律，定期給出具有一定挑戰性的課題，通過分組合作的方式，以師生間討論、辯論的形式，自律地學習獲取知識的方法及分析問題的原則；利用平時的小論文，引導學生收集資料，增強自我學習的能力，建立抽象立體的概念；通過對科學大師的解讀沉淀一種學者的尊嚴和對真理的敬重和向往，培養學生的社會責任心。

2.3 遵從螺旋式組織方式，提升學生思維

若將教學比作爬山，通常的教學習慣是一口氣從山下直線攻頂，而布魯納在《教育過程》中所提出的螺旋式課程（Spiral curriculum）則是繞著山轉，在相同的角度看到的風景雖然都一樣，但每次繞回來時的高度不同，能看到的廣度和深度都不一樣。等到達山頂時學生不僅對山有具體認知，也能掌握四周環境全面性的關聯知識。計算機導論課程幾乎涵蓋了計算機領域所有的理論、技術和研究課題，內容太過廣泛，若前后不能很好地呼應起來，學生往往會因孤立地學習太多的知識點而導致前面學的內容到后面就忘記了，理解起來也相對困難。對于計算機科學這樣一個有機的、龐大的學科體系，教師應該引發學生對計算機學科知識結構的理解，精熟其基本原則、原理，以此產生類化的能力，而不是零碎概念、知識點的描述。

我們在課程實施中，遵循螺旋式課程的組織方式。首先結合教學團隊多年的教學經驗和團隊成員之間的合作討論對課程知識進行合理的結構化；然后從學生認知發展角度出發，沿認知發展的動作表象、形象表象、符號表象3個階段來組織課程內容。講授內容如2.1節所述，知識點在組織安排上前后呼應，螺旋式地擴展和加深，直至復雜、抽象的現代知識領域；最后在教學過程中我們采用合理的教學方式和緊密相連的學習節目來配合教學過程。比如教學中我們注重學習情境的安排，在講授算法時，注重引導學生感受其產生背景，摸索過程，走過什么道路，不同階段產生什么改變，將來的發展趨勢是什么，它還可以做什么改進等。引導學生主動參與學習活動，提供學生更多自行探索的機會，最終實現將“知識個人化”。為使學生站在同一角度看到更大的廣度和深度，我們主張采用團隊教學制。計算機學科發展迅速，應用領域廣，學科交叉和滲透十分突出，而計算機學科教師掌握和積累知識的廣度是有限的，往往限于個別研究方向，為了提高學生的學習興趣，拓展學生的思維和視野，在不同的知識領域會組織邀請相應有所“專”的教師來講授，這樣可以發揮團隊互補優勢，實現對學生全方位的指導，收到良好的人本教育的效果。

2.4 采用分級評價手段，有效監管教學過程

計算思維能力的培養是一個長期的過程，學習和思維不是彼此獨立的，是緊密而互補地聯系在一起的。所以為了內化學生的計算思維能力，我們必須有效監管整個教學過程，對每個個體在不同的教學環節中的表現做出正確評價，這樣才可以實施因材施教，兼顧那些因各種原因而落后的學生。

我們采用螺旋式教學法，非常注重引導學生課前進行預習。在講授新內容之前，我們要求學生課前收集相應的材料加以了解，課堂上通過實施提問式教學，引導學生積極討論，同時依據學生參與情況及時做出相應的評價，對未準備的學生要給予相應懲罰，并在下次課中加重對其進行考察。相應地，在平時作業中我們不會布置常識性的題目，而是根據授課內容布置一些能夠引發思考、對計算機學科整體認知有幫助的題目，這樣就避免了作業抄襲的現象，增加了學生主動思考的機會，教師也可及時捕獲學生思維能力的變化，調整和改進后續的講解內容。

我們所采用的團隊教學制為實施團隊合作式學習提供了很好的平臺。在整個課程結束后，教學團隊中的每個成員會給出一些具有挑戰性和合作性的題目，學生根據自身對學科分支的理解和把握情況來挑選導師，在導師的牽頭引領下開展以小組為單位的研究型學習。學生最終需按照要求提交論文或報告，并在小組內通過上臺演講的方式進行答辯，最終以個人和小組的共同表現綜合給出評定。

期末考試是課程教學的最后環節，也是整個評價的最后一部分。為了與課程“導思維”的目的一致，我們與平時授課和作業結合起來，在大量減少客觀性的、死記硬背式題目后，增加大量探討性的、主觀性題目，給予學生足夠的思考空間。這樣一方面在某種程度上減少考場作弊的機會，另一方面也能夠更好地檢驗學生對計算機學科整體認識的程度。

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論文摘要：文章針對目前非計算機專業計算機教學中存在的一些實際情況，提出了以計算機在各學科領域內的應用為中心，系統地開展多層次的計算機教學。并提出了如何確定非計算機專業計算機教學的目標以及提高計算機教學質量的方法、手段。

掌握計算機與信息處理的基礎知識和基本技能，已成為現代社會專業技術人員，勝任本職工作和適應社會發展所必須具備的條件之一。那么如何培養既有專業知識，又懂得使用計算機技術解決本專業領域實際問題的高級人才。這一任務責無旁貸地擺在了高校計算機教學的面前。下面就以高校計算機教學改革為出發點；以非計算機專業的計算機應用基礎教學為中心，在突出計算機教學與相關專業的緊密結合上，提出一些見解，僅供大家參考。

一、明確計算機課程的教學目標

目前計算機課程已成為高等院校學生的必修課。非計算機專業的計算機基礎教學，即三個層次的教學：計算機文化基礎、計算機技術基礎和計算機應用基礎的教學。隨著計算機技術的發展，三個層次的教學內容也在不斷的深化、充實、擴展和提高。筆者認為：高校學生學習計算機課程的最終目的是為了在所學專業領域中的應用。因此，非計算機專業必須系統地開展計算機三個層次的教學。這里還要特別強調的是：除了文化基礎和技術基礎的教學，要繼續不斷地充實與更新教學內容外，更重要的是把“位”定在以計算機應用為目標的教學上。為此，有必要進一步加大各專業在計算機應用方面教學的改革力度，在“深度”和“廣度”上下功夫。

二、突出教學內容必須以計算機在專業中的應用為中心

（一）設立計算機技術在各專業領域應用的基礎課

為了提高學生在各自專業領域的計算機知識水平，可開設一些相關專業方面的計算機應用基礎課，可以選取使用計算機技術，解決本專業應用領域問題的一些典型示例，從原理、應用方法及實際效果上加以概括性的總結和介紹，使學生掌握一些應用方面的基本知識和方法，拓寬學生在計算機應用方面的知識面，培養在專業中廣泛使用計算機的意識。

（二）計算機應用基礎課要針對不同專業制定不同的教學內容

由于高校各系專業領域各異，因此計算機在不同專業領域的應用也就各自不同，這就要求我們根據專業門類多，應用面廣等因素，制定出符合各專業需要的計算機應用基礎課的教學內容。

（三）設立圍繞計算機應用基礎課教學的實習課

計算機課程是一門實踐性較強的課程，在教學內容中必須穿插有培養學生動手參與的實習課。有些內容還不能做到讓學生動手操作條件的，最好也要讓學生參觀具體使用的過程。 轉貼于

三、提高計算機教學的方法和手段

在現有教學方法和手段的基礎上，是否可以考慮：

（一）可以利用校園網資源開展一些教學工作，如

在一些課程教學課時較少時，可以利用校園網進行不受時間和空間限制和影響的網上課堂。通過校園網進行教學，可以給學生自由安排時間學習，對于不理解的內容可以反復學習；可以給考前復習或補考學生的復習創造了良好的條件。

（二）計算機教學中要理論聯系實際，增強學生的感性認識，必要時可適當增加計算機教

學實踐或實習內容；加強上機教學環節，全面提高上機操作能力。

（三）充分發揮多媒體教學的作用，用豐富多彩的多媒體課件來提高課堂教學效果

總之，非計算機專業的計算機教學，應隨著計算機技術在各領域的普及和發展，不斷地充實和更新教學的內容和方法，以跟上計算機技術在各專業領域的發展。

四、重視科研工作，提高教學質量

“科研”與“教學”相結合是一個永恒的主題。本文討論的是關于對非計算機專業計算機的教學問題，故不能就“科”、“教”相結合的問題進行深入的討論。但有一點是可以肯定的：以計算機應用為目標的教學，如果沒有科研項目、課題研究、技術改造和技術創新等成果去指導教學，是沒有生機活力的。在課題研究過程中，必須查閱大量的科技文獻，才能夠及時了解學科發展現狀，掌握新發展起來的理論和最新專業知識，跟蹤學科發展的前沿技術；有了這樣的知識積累，才可能做到不斷地更新教學內容，建設高質量的教材，及時向學生介紹新思想和新成果。從中總結整理出適合教學的新內容，充實到教材當中去，進一步提高教學質量。所以，以科研促教學，走“科”、“教”結合之路，是提高以計算機應用為目標的教學的有效途徑。

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關鍵詞：中外合作辦學；培養計劃；課程設置

1、背景

國際合作辦學作為高等教育的補充形式并隨著教學合作形式的不斷完善與規范，已日益顯示出強大的生命力。中國加入世貿組織后，國際化進程不斷加快，國際間的競爭逐漸演化成人才的競爭，國際通用型人才已成為新時代最核心的競爭力。引進國外優質教育資源，大力發展中外合作辦學，培養國際通用型人才，也已逐漸成為我國高等教育人才培養的重要目標之一。同時，境外教育資源的不斷引進對該地區高等教育事業的拓展起到一種積極而有效的補充作用，中外合作辦學在構建我國全方位的教育對外開放、促進我國高等教育改革與發展過程中發揮著越來越重要的作用。

2、地方大學國際學院計算機科學與技術專業人才培養分析

2.1 培養目標

地方大學國際學院計算機科學與技術專業以IT產業需求為導向，培養掌握計算機學科基本理論、專業知識和基本技能與方法，具有運用先進工程化方法、技術和工具從事IT系統分析、設計、開發、維護、管理等工作的能力，以及參與工程項目的實踐能力、團隊協作能力、技術創新能力和市場開拓能力，具有發展成IT行業高層次工程技術和管理人才潛力，適應社會市場經濟和信息產業發展需要的應用創新型人才。該專業的職業導向為JAVA工程師、.NET工程師、網站工程師、網絡工程師、系統維護人員、網絡管理人員、數據庫維護人員等。

2.2 特色指導思想

地方大學國際學院計算機科學與技術專業走IT產業技術路線，采取動態的教學計劃，以教學與實踐零距離、教師與學生零間隙、畢業與上崗零過渡為指導思想，以專業人才培養定位為核心，以理論與實踐一體化為重點，以基于問題、案例、項目教學為主線，開展應用創新型人才培養。

在培養目標定向化、能力培養工程化、教師隊伍雙師化、資格認證多元化、產學合作多樣化的思想指導下，地方大學國際學院計算機科學與技術專業努力跟蹤新知識、新技術并構建面向IT行業的多層次辦學模式，實現應用創新型人才培養目標。

3 “2.5+1+0.5”國際化人才培養新模式

國際化IT人才培養模式的制訂應緊跟世界前沿技術動態和趨勢，注重優化教學內容和培養學生的專業綜合能力；大力加強實踐教學，切實提高學生的實踐能力，培養學生的英語實用能力和跨文化交流能力；積極推進研究性教學，提高學生的創新能力。“2.5+1+0.5”國際人才培養模式是根據目前國內外計算機主流行業的設崗情況，搭建以專業核心能力為主線的核心課程平臺，專業方向課均以計算機主流應用技術為模塊，如.NET、JAVA、HTML、信息技術等。

學生前2年半在學校完成公共基礎課程專業知識、學科基礎課程和專業基礎課程學習；然后選擇其中一個專業方向模塊的課程體系，用1年時間利用學校的實訓實驗室或國外合作院校實訓基地，完成專業選修課程學習以及人文素質選修課程學習，開闊視野，了解計算機領域國際前沿技術及發展方向，培養職業技能、職業素養和人文素養；最后半年在學校實訓基地進行畢業設計（實際課題研發）或者在國內外IT企業上崗實習，培養項目經驗和實戰技能，提升就業核心競爭力。

4、課程設置方案

4.1 國內外院校計算機科學與技術專業本科課程體系現狀對比分析

我們以美國的斯坦福大學、加州大學伯里克分校、伊利諾伊大學（簡稱“UIUC”）、卡內基梅隆大學（簡稱“CMU”）及麻省理工學院（簡稱“MIT”）為調查對象，對比分析計算機科學與技術專業本科課程體系現狀。雖然各個學校課程教學體系之間還存在差異，但仍有一些共性。

1）各個學校在學生剛入學時，對于如何調動學生積極性、培養學生的專業情感、使計算機導論課程容納更多的計算機科學內容都很重視，并選擇多種教學方法。

以斯坦福大學為例，該校的計算機入門課以啟迪思維和拓寬視野為主，開設一系列新生研討課，如計算機系統結構的未來、計算機與信息安全、計算機領域的重大突破、計算機系統災難等。這類課程多以計算機知識講座的形式開設并由著名的教授講解。國內計算機入門課則主要以技能性操作練習為主，輔以基礎知識介紹。例如，眾多高校開設的計算機文化基礎課程中，Windows操作及Office練習占據較大比重。教學內容和教學方式的單調性，在一定程度上影響了學生專業情感的培養和求知欲的激發。

2）國外院校計算機科學與技術專業的硬件課程逐漸減少。

CMU有1門硬件課程，而UIUC有2門必修體系結構課程，斯坦福大學也只有2門硬件課程（電子學、體系結構或數字系統）。國外院校認為計算機學科需要關注的計算機系統層次越來越高，底層則越來越透明。事實上，CC2001（Computing Curricula 2001）中也只制定了1門硬件課程；而國內高校目前一般還開設數字邏輯、計算機組成與結構、微機原理等硬件類課程。

3）在程序設計方面，國外大學擁有體系完整的編程語言課。

例如，斯坦福大學計算機系開設的程序設計及計算機語言課多達15門，既有C、C++、C#、Java等專門的程序設計課程，又有強調以面向對象為特征的C++與面向對象編程、面向對象系統設計等編程課，還有JavaScfipt、HTML、CSS、XML網絡客戶端編程課；既有包括語言難點的高級編程精髓課程，又有突出訓練程序設計能力的軟件實踐類課程，還有編程語言基礎理論課。相較而言，國內高校在程序設計方面設置的課程門類單調，學時偏少，與其他課程孤立且脫離實際，使得語言學習非常枯燥，不利于調動學生積極性。

4）在能力培養方面，國外大學的課程體系設置非常注重培養學生能力，尤其是專業寫作能力和語言交流能力。

設置專門的專業寫作課是斯坦福大學的一大特色，而國內大學在學生能力培養方面則相對薄弱。國內多數院校仍然采用“重知識傳授、輕能力培養”的教學模式，影響學生實踐能力的培養。

鑒于上述對比分析，我們發現國內院校計算機科學與技術專業教學與國外的教學情況相比還有很大差距。在當今世界經濟發展全球化的大背景中，國際間高等學校的合作辦學被視為高等教育國際化的重要手段之一。引進國外優質教育資源，大力發展中外合作辦學，培養國際通用型人才，正逐漸成為我國高等教育人才培養的重要目標之一。

4.2 新型課程體系構建方案

1）理論課程設置。

內蒙古科技大學國際學院計算機科學與技術專業以專業知識應用能力為主線，將理論、技術及應用結合起來構建課程體系，采用“平臺+模塊”的課程體系結構。平臺即公共基礎課程、學科基礎課程、專業必修課程和通識課程平臺；模塊即在平臺基礎上進行專業方向分流（專業選修課）。內蒙古科技大學目前開設了4個方向的模塊課程，包括.NET技術、JAVA技術、HTML技術和信息技術。

2）實踐課程設置。

實踐教學是深化理論知識、訓練技能和培養創新能力的重要途徑。為使學生的基礎知識、專業技能、創新能力、工程能力和職業素養都得到全面均衡的發展，內蒙古科技大學提出以工程化能力培養為核心的6個環節的實踐教學體系，即課程實驗-課程設計-工程實訓-開放性試驗-課外科技創新-畢業設計。

3）主要專業課程設置及能力培養。

內蒙古科技大學國際學院計算機科學與技術專業主要專業課程設置及能力培養方案如表1所示。

除了以上新型課程體系構建方案，我們還建議國際學院每學期均開設外語課程，聘請外教講授計算機網絡、操作系統、軟件工程、數據結構與算法、數據庫、編譯原理等專業核心課程，提高學生的國際競爭力。